發動機缸蓋油孔毛刺影響及其控制

陳家軍

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州545027）

在發動機缸蓋機加工中，工件油孔經過鉆削加工，在零件內部形成交匯油孔，在油孔交匯處極易產生毛刺，后續工件、運輸過程毛刺有掉落的風險，不僅影響零件要求的清潔度，還影響發動機使用性能等[1]。

為了消除毛刺掉落風險，改善缸蓋油道清潔度，本文系統性分析發動機缸蓋油孔毛刺風險，找出影響毛刺的主要因素，并結合實際生產，制定有效的控制手段，促進缸蓋機加工技術進步。

1 缸蓋油孔毛刺形成原因

缸蓋工件油道孔的鉆削過程，本質是刀具的鉆頭擠壓工件產生的剪切滑移過程，由于油道本身結構和布局，在兩個及以上油道形成交匯處的邊、角、棱會出現較大的塑形變形[2]，鉆頭與工件在交匯處有一個分離的過程，極易產生毛刺（如圖1）。

圖1 毛刺產生視圖

缸蓋油孔毛刺帶來的影響主要有：

（1）影響工件尺寸精度；

（2）影響或干擾工件測量精度；

（3）加工或運輸過程中毛刺掉落，影響零件清潔度；

（4）在裝機過程中，毛刺掉落有劃傷、割傷的安全風險；

（5）后續加工過程中，毛刺掉落導致零件虧損（負零件），導致零件報廢；

（6）毛刺掉落，毛刺掉落進入凸輪軸與凸輪軸蓋之間，導致凸輪軸和凸輪軸蓋異常磨損甚至凸輪軸抱死；

（7）毛刺掉落進入VVT機構中導致機構卡滯失效；

（8）影響潤滑效果，從而影響發動機性能。

2 毛刺控制手段

2.1 機械去毛刺

在現有的缸蓋加工工藝，通過優化刀具來改善油孔毛刺，油孔經過鉆削后，用刀頭帶有剛性較好刷絲的去毛刺刀清理油孔毛刺（如圖2）。

圖2 主油孔毛刷加工示意圖

通過對比驗證油道孔有無毛刷工藝的毛刺去除情況，可以明顯看到，增加去毛刺刀具刷后，零件油孔毛刺得到極大的改善（如圖3）。

圖3 主油道有無毛刷加工驗證對比示意圖

2.2 高壓去毛刺

缸蓋完成機加工，后工序最終清洗機對零件徹底清洗，為了更好清洗缸蓋油道毛刺，清洗機中設立高壓去毛刺工序，高壓噴嘴對準油道，通過多次驗證以及參考文獻，壓力值選定為30 MPa～50 MPa，太低的壓力值無法達到去毛刺的效果，而過過高的壓力雖然去毛刺效果理想，機床設備無法滿足要求，高壓去毛刺，常見歸納為兩類：工件移動式和噴嘴移動式（如圖 4）。

圖4 高壓去毛刺示意圖

高壓去毛刺工位在10 MPa、15 MPa、32 MPa壓力下，分別對比驗證油道孔在經過高壓毛刺工位前后去除情況（如圖5），得出如下結論（如表1）。

圖5 主油道10MPa、15MPa、32MPa下驗證第二檔油孔對比示意圖

表1 在各壓力下油孔毛刺驗證情況

通過以上數據分析，可以得出以下結論：

（1）高壓去毛刺可有效改善缸蓋油孔毛刺。

（2）為了有效改善油孔毛刺，必須滿足一定的壓力要求。

3 結束語

毛刺是機加工過程中不可避免的現象，它的存在直接影響了產品的質量，因此要想有效清除缸蓋油孔機加工過程中的毛刺現象，在前期零件模型設計時要盡量減少油孔交匯孔的數量，如果無法避免，后期的加工工藝可設置專門的“去毛刺”工序來保證零件油孔的清潔度。

參數文獻：

[1]周龍保.內燃機學[M].北京：機械工業出版社，2005.

[2]王貴成.機械加工中毛刺的影響極其控制[N].中國安全科學學報，1996.