發動機缸蓋導管座圈加工工藝分析

原世偉 郭帥

（長城汽車股份有限公司徐水分公司，河北 保定 071000）

發動機缸蓋是發動機的關鍵部件之一，而且缸蓋的技術要求高，加工工藝復雜，其加工精密度對于發動機的性能有數值解的影響。本文對于發動機缸蓋加工工藝進行分析，對缸蓋加工中的關鍵工藝進行分析，通過控制加工參數、嚴格控制加工流程提升缸蓋加工精度，提升發動機缸蓋加工質量，期望為相關研究提供參考。隨著全球制造業的發展，特別是新材料、新工藝的不斷涌現，產品加工精度的提高，高壓、高速、高流量的機床冷卻系統的面世，切削液作為金屬加工過程中的切削介質，發揮的特有作用越來越讓人們不能忽視。現代加工技術的發展，金屬加工行業對金屬切削液提出了更為嚴格的要求。而由于加工工藝的多樣性和加工材料的特殊性，人們已經很難找到一種傻瓜型的切削液產品，使之可以滿足所有的加工要求。因此，金屬切削液的專業化必將成為行業的一種發展趨勢。為了確保缸蓋加工精度，需要確保缸蓋的憑 證、光滑、沒有毛刺、定位精度高。在缸蓋 加工過程中，以燃燒室面上的定位點作為粗 基準，加強參數控制，能夠確保加工精度。合理的選擇粗基準，能夠確保燃燒室的容 積，同時避免缸蓋手里變形，確保缸蓋的 加工精準。

一、氣缸蓋的加工特點

氣缸蓋是發動機零件中結構較為復雜的箱體零件，也是關鍵部件。其精度要求高，加工工藝復雜，且加工質量直接影響著發動機的整體性能。對于發動機氣缸蓋的制造，其制造系統雖然眾多汽車制造廠各不相同，但加工工藝及工藝設計中所采用的工藝技術卻有著許多共同之處。其中，進、排氣門座圈錐面與導管孔的加工又是氣缸蓋加工中最為關鍵的工序，加工精度一般要求為：汽油發動機的同軸度允差規定為0.015-0.025mm；而柴油機則僅為0.01-0.015mm。氣門導管和座圈通常采用鐵基粉末冶金材料制成。為保證閥座和導管孔底孔的同軸度公差，通常大多數生產廠家采用專用設備和復合刀具加工。專用刀具先锪削閥座錐面，加工座圈完畢后，刀具后退約0.2mm，接著刀具轉速提高，并以恒定的進給速度推動鉸刀對導管孔進行加工。當導管孔加工完畢后，專用刀具恢復原轉速，鉸刀自動退回到起始位置。

二、使用切削液的特性要求

加工缸蓋氣門座圈和導管孔過程中對使用切削液的特性要求，可以歸納為以下幾點：

（一）切削液必須具有高強度的復合潤滑能力

在具體的生產實踐中我們發現，導管孔和氣門座圈的加工對切削液的潤滑特性要求是不同的，加工導管孔要求切削液要有高強度的極壓潤滑性，而加工氣門座圈則對切削液的邊界潤滑性提出了非常高的要求。馬思特正是針對這種現狀開發出了具有復合潤滑添加劑的切削液產品，現場使用表現出了極佳的加工特性。

（二）切削液必須能夠在6MPa 以上的冷卻壓力系統中工作，無泡沫問題發生

由于氣門導管孔和座圈的使用環境要求，這兩個部位的材料必須同時具備耐磨和耐高溫的特性。為了滿足加工這種材料時的切削環境要求，冷卻系統必須能夠有效地將切削液送達切削部位，并能夠有效地沖除加工區域的鐵屑，以確保為切削過程中提供充分的冷卻。在加工這兩個部位時，大多采用高壓（6MPa 以上）內冷、大流量切削液供液方式，這就要求所選切削液必須滿足低泡的特性要求，如切削液使用中產生大量泡沫將極大地降低切削液的使用效果，造成刀具耐用度和工件表面質量的下降。部位氣門座圈與導管孔是缸蓋加工中的重 點。發動機的進、排氣門是對燃氣的吸入與 廢氣排出的工作部位，在工作過程中，氣門 座圏需要經受燃氣與氣門的雙重摩擦。而且 正常工作中，氣門座圏長期處于600-800°C 的高溫下，為了確保發動機的穩定運行，需 要加強加工管理，避免因為髙溫引發的氣體 腐蝕和零件變形，確保氣門導管密封嚴密， 保證發動機功率。在加工過程中，缸蓋絕對 不允許有氣孔、砂眼等鑄造缺點，同時要確 保氣門座圏與導氣管具有良好的髙溫耐磨 性、耐蝕性、耐高溫蠕變性能與與氣缸蓋的 熱膨脹系數相匹配。

三、對切削液的使用建議

（一）應使用乳液型切削液，濃縮液礦物油含量應在50%以上

切削液中除了必須具備復合極壓潤滑能力外，還必須具有足夠高的油性，能夠為切削提供有效的機械潤滑能力。

（二）切削液使用濃度應在15%以上

雖然不同的切削液由于配方不同，使用過程中對濃度的要求會各不相同，但針對氣門導管和座圈的材料特性，在切削中切削液必須同時具備提供高強度的極壓潤滑、邊界潤滑、機械潤滑的能力，適當提高切削液使用濃度可以非常有效地延長刀具使用壽命和工件表面加工質量，這其中提高切削液使用濃度所增加的消耗費用對于企業來說則是不足掛齒的。

潤滑、冷卻、清洗和防銹，切削液的這四大作用廣為人們熟知。它們是統一的，同時又是對立的。怎么才能獲得最佳的平衡點，是眾多廠家所關注的目標。每家切削液制造廠商的產品都會有其側重性和針對性。作為缸蓋加工中最為關鍵的氣門座圈和導管孔加工工序，在選擇切削液上就顯得尤為重要。