提升缸蓋總成氣密檢測合格率的方法

曾 參，李光耀

（上汽通用五菱汽車股份有限公司青島分公司，山東 青島266000）

?

提升缸蓋總成氣密檢測合格率的方法

曾 參，李光耀

（上汽通用五菱汽車股份有限公司青島分公司，山東 青島266000）

摘要：近年來，鋁制缸蓋已逐步取代鑄鐵缸蓋在發動機領域的使用。但由于鋁制缸蓋本身存在硬度低、毛刺多的特點，鋁制缸蓋在制造過程中極易出現氣密檢測不合格的問題（即泄漏）。針對鋁制缸蓋制造過程中常見的幾種泄漏類型進行逐一分析，介紹提升缸蓋制造合格率的有效方法。

關鍵詞：鋁；缸蓋；雜質；泄漏

密封性一直以來都是發動機裝配過程中重點監控的性能之一。良好的密封環境可以使發動機的水道、油道、氣道以及外界環境相互隔絕，保證發動機冷卻系統、潤滑系統、配氣機構在良好受控的條件下工作。對于發動機裝配工藝來講，常見的密封性能檢測工藝有缸蓋密封性檢測、水道密封性檢測、油道密封性檢測、油水混合檢測、進氣歧管密封性檢測［1］。

在很多發動機制造工廠，由于缸蓋密封性檢測不在生產主線上完成，因此這項檢測也得到較少的關注。但實際上，如果缸蓋密封性檢測合格率較低，同樣會對主線的裝配產生影響。缸蓋氣密性的故障，往往出現在氣門和氣門座圈接合的圓環面上。對很多發動機制造工廠來說，缸蓋氣密檢測發現的主要缺陷分為鋁屑和雜質兩部分。本文針對這兩種主要缺陷，介紹一些常見的控制方法。

1　鋁屑

由于生產過程中易產生以及清洗難度較高，鋁屑成為影響鋁制缸蓋氣密合格率的主要因素。經過分析，認為在缸蓋制造過程中產生鋁屑的主要原因有兩種：一是，缸蓋切削后，在水道、油道口有殘留毛刺，毛刺掉落后粘附在氣門密封面，導致缸蓋泄漏；二是，缸蓋加工過程中產生的殘留鋁屑滯留在缸蓋內部，清洗機未能徹底清除鋁屑，鋁屑在裝配、拍打氣門時掉出，導致缸蓋泄漏。針對以上兩種原因，可以采取下列措施降低鋁屑對缸蓋氣密的影響:

（1）優化缸蓋切削工藝。經過分析調查，發現不同的缸蓋表面切削路徑，可能產生不同數量的缸蓋毛刺，在設計工藝時，可以根據具體的產品特性，設計響應的走刀路徑，減少缸蓋表面毛刺的產生，降低鋁屑導致的不合格率。另外，不同結構的銑刀也會產生不同的切削效果，實驗標明，為刀片增加圓弧角和修光刃都可以降低毛刺的產生。

（2）提高缸蓋銑刀更換頻次。經過調查，缸蓋毛刺的產生隨著切削刀的使用逐漸增加，長時間使用的銑刀，刀刃部位會變鈍，在切削的棱邊位置可能遺留毛刺。根據缸蓋材質以及切削工藝，將刀具使用壽命控制在1000-3000件，可以有效減少毛刺的產生。刀具的更換也可以通過操作人員檢查來加強控制，發現毛刺數量增多，即報告前工位換刀，以此減少毛刺。

（3）提升缸蓋清洗機清洗能力。缸蓋清洗的目的在于將加工過程中產生的鋁屑清洗掉，不徹底的清洗導致的殘留鋁屑會影響缸蓋的密封。根據自身工廠的生產工藝，選擇延長浪涌時間，增加缸蓋翻轉次數、加大清洗水箱容積等都可以不同程度地改善缸蓋清洗效果。

2　雜質

可能導致缸蓋泄漏的雜質有很多種，雜質的來源也五花八門。一般來講，雜質按來源可以分為三類：一是，缸蓋周轉隔板如果選用軟材質，托盤上脫落的碎屑；二是，缸蓋防塵膜、防塵袋破損后遺留的雜質；三是，氣門和手套等帶來的雜質。針對雜質的問題分析是一項復雜的工作，不僅要明確所有可能導致泄漏的雜質來源，明確各種雜質產生的原因，而且要進行大量的數據統計分析，以了解各種類型的雜質對于缸蓋氣密檢測合格率的影響程度，另外，部分雜質與雜質的產生原因之間也有因果關系，需要綜合統籌制定解決方案。接下來介紹控制常見缸蓋雜質的方法。

（1）改善裝配線清潔度。影響缸蓋氣密性的雜質，很大一部分來自缸蓋裝配過程。缸蓋隔板上脫落的碎屑、缸蓋裝配托盤上的雜質、裝配線各個氣槍殘留的雜質、氣門拍打工藝導致散落在設備內部的雜質等等，都可能遺留在氣門密封面上，導致泄漏。通過縮短清潔周期，增加吹氣、吸塵設備等改良現場清潔度的方法，可以在一定程度上降低鋁屑對缸蓋合格率的影響。

（2）改變缸蓋轉運方式。缸蓋轉運方式主要有兩種，手工搬運和吊具轉運。手工搬運缸蓋的過程中，缸蓋需要在缸蓋周轉隔板上拖動、翻滾，會對隔板表面造成損傷，如果缸蓋隔板為尼龍或者塑料等較軟的材質制成，隔板會被缸蓋刮傷產生小塊碎屑。在很多使用軟質隔板轉運缸蓋的工廠，隔板破損后產生的碎屑是影響缸蓋氣密檢測合格率的第一因素。因此，解決這一缺陷可以從兩個方面入手：更換比較硬的隔板，或者更換缸蓋轉運方式。如果換為使用電子吊具來轉運缸蓋，可以很大程度減少缸蓋與隔板的劇烈接觸，繼而避免缸蓋隔板的損傷，從源頭上減少雜質的產生。

（3）改善缸蓋儲存環境。在有能力生產多種機型的發動機工廠，建立各個機型的零件庫存是一項必要的工作，由此衍伸出的問題，便是零件的儲存問題。在不同的儲存環境下，成品缸蓋的生銹周期為3～14天不等，如果缸蓋會在儲存周期內生銹，那么就需要在氣門座圈面、氣門導管等鐵質零件表面噴涂防銹油。具有粘性的防銹油，會使氣門座圈密封面更容易粘附一些雜質，導致缸蓋泄漏。為了降低防銹油對缸蓋密封性的影響，需要在缸蓋裝配前將缸蓋底面氣門座圈附近的防銹油擦掉，這一動作給上文提到的使用吊具轉運缸蓋帶來很大的影響，因為使用吊具轉運缸蓋時，將缸蓋翻轉過來底面朝上的難度非常大。因此，為了有效遏制雜質對缸蓋密封性檢測合格率的影響，需要改善缸蓋的儲存環境，建立一個干燥的，可以與外界隔離的儲存區，可以延長缸蓋的生銹周期。這個儲存區也同時應有保溫的功能，避免缸蓋在特定季節因溫度變化過快而產生冷凝水，導致生銹。

（4）選用合適的手套。在缸蓋的裝配過程中，有很多環節可能會對員工使用的手套產生損壞，比如上線、下線的搬運過程可能掛到手套；裝配氣門時氣門和缸蓋可能會夾住手套。如果手套的材質不合適或者更換頻次不合理，就可能出現手套受損后產生毛屑，毛屑粘附在氣門密封面上，導致缸蓋泄漏。很多有經驗的工廠，都會選用無纖維或者橡膠手套進行缸蓋搬運、氣門裝配。

綜上所述，缸蓋總成氣密檢測合格率受很多因素影響，提升缸蓋氣密檢測合格率的方法也是多種多樣的。問題解決團隊需要從自身工廠的實際出發，評估對自身合格率影響比較大的一個或幾個因素，并對癥下藥，制定有效的解決方案。

參考文獻：

［1］GB/T 14211-2010，機械密封試驗方法［S］.

Methods to Enhance the Assembly Qualified Rate of the Air Tightness Detection of Cylinder Head

ZENG Shen，LI Guang-yao
（SAIC GM Wuling Automobile Limited by Share Ltd Qingdao branch，Qingdao Shandong 266000，China）

Abstract：In recent years，aluminum cylinder head has gradually replaced the use of cast iron cylinder head in the engine field.However，the existed in the aluminum cylinder head itself low hardness，burr，aluminum cylinder head in the manufacturing process is extremely easy to appear airtight detecting unqualified（leakage）.The aluminum cylinder head manufacturing process common to several types of leakage is analyzed one by one in，introduced to enhance the cylinder head to the qualified rate of effective manufacturing method.

Key words：aluminum；head；impurity；leakage

中圖分類號：TK413.4.3

文獻標識碼：B

文章編號：1672-545X（2016）03-0170-02

收稿日期：2015-12-21

作者簡介：曾參（1989-），男，山東青島人，本科，助理工程師，主要科研方向：發動機裝配線的質量控制和質量問題解決。