發動機氣門橋加工質量改進技術應用研究

1 引言

發動機零部件作為發動機的重要組成部分，其加工質量對發動機的性能非常重要，同時也影響著整車的質量與安全。確保整車安全性、提高發動機的性能，必須改善其關鍵零部件的加工質量

。發動機氣門橋作為裝配在氣缸蓋中重要的運動零部件，其品質優劣直接決定了發動機的性能高低。氣門橋的加工工序為：鍛件毛坯→調質處理→拋丸處理→鉆孔→車頂面→車φ9沉孔→φ9沉孔淬火、回火→頂面淬火、回火→鉆孔、鏜孔、攻螺紋→車螺紋孔平面→銑導向孔兩側面、去毛刺→頂面加工→磁粉探傷→退磁、清洗、裝配，其中最重要的工序是《頂面加工》。本文將通過重點改進《頂面加工》工序來提升氣門橋的加工質量。

情況 8.5 若f3(v)=4,此時最壞的情況是v點關聯6個6-面,4個(3,3,10)-面(兩兩不相鄰),v的非三角鄰點均為3-點,且它們各自還關聯著一個3-面。由R1,R2.1,R3.1 或R3.2或R3.4及最壞3-面9+-點情形可得

部分社團指導教師來自校內專業任課老師，專業教師教學、科研工作量都很繁重，使教師無暇顧及學生社團指導，而指導社團工作在課時工作量，職稱評定等方面也難以得到相應的認可。優秀學生社團指導老師需要學校相關部門和各學院黨政班子的高度重視，積極支持，要為指導老師開展工作提供必要的條件，必要時應獎勵嘉獎。

2 氣門橋的結構及裝配

2.1 氣門橋的結構

發動機氣缸蓋上的每一缸分別安裝了進(排)氣門各一組，為了能夠同時驅動一組進(排)氣門工作，需要使用氣門橋將同一組氣門連接起來，根據進(排)氣門的不同，對應的氣門橋也是不相同的，以某公司的發動機所用的氣門橋為例，其組件的結構示意圖如圖1所示。

2.2 氣門橋的的裝配

氣門橋的裝配，示意圖如圖2所示。把氣門橋導向銷(11)固定在氣缸蓋(12)的承載孔中，同時在氣缸蓋上安裝好氣門(9)和氣門彈簧(10)，將氣門橋(1)安裝在氣門導向銷(11)上。在安裝氣門橋時，需將氣門橋調節螺釘(7)高出氣門橋的螺紋孔頂平面10mm以上，這樣才能保證氣門橋調節螺釘(7)與氣門(9)的頂端之間存在間隙，有效的完成氣門間隙的調整，這對發動機的運轉至關重要。

環境溫度主要是對工藝系統中的設備和零部件會產生一定的熱變形，進而影響零部件的加工精度，確認了該氣門橋的生產車間環境整潔、溫度正常，對加工并不會產生影響。綜合以上分析，確定導致氣門橋頂面平面度和輪廓形狀不良的工序是頂面加工。因此必須采取措施改進頂面加工工序，以提升氣門橋的加工質量。重點是對該道工序中的加工設備和工裝夾具的優化。

3 氣門橋頂面加工質量分析

發動機氣門橋是連接氣門搖臂和氣門的中間紐帶。在氣門橋安裝完成后，其頂面與搖臂是緊密貼合的，因此氣門橋頂面的平面度和輪廓形狀對發動機的運轉起著非常重要的作用。根據氣門橋的圖紙要求，其頂面平面度需控制在0.06范圍以內，同時輪廓形狀在自由狀態下不能有光滑凹陷、中間凹陷、局部凸起等形狀，要確保輪廓形狀為光滑凸起。頂面控制圖如圖3所示。

3.1 測量調查分析

為了能夠對零部件的現狀進行有效的把握，調查分析了發動機氣門橋頂面的實際加工質量，隨機抽樣30件已加工完成的氣門橋，使用蔡司三坐標對其頂面的平面度進行測量，同時用馬爾輪廓度儀對氣門橋的頂面分別進行X軸和Y軸兩個方向的輪廓形狀的測量。將測量結果進行整理，做出頂面平面度的曲線圖和輪廓形狀圖，如圖4所示。

針對新加工工藝，改善使用更好的平面磨床，其較為突出的加工優勢有：

3.2 加工工藝分析

在發動機氣門橋加工工藝過程中，與氣門橋頂面平面度和輪廓形狀相關的工序主要是《頂面加工》。影響該道工序的可能因素有很多，筆者通過人、機、料、法、環五大主要因素來分別進行探究：

在氣門橋頂面加工時，使用的是端面磨床。該設備是利用砂輪對氣門橋頂面進行磨削，在磨削加工過程中，如果是長時間的大切削量的磨削，會使砂輪的主軸前端出現比較嚴重的發熱，在軸向方向就會產生一定的變形，對加工精度造成不利的影響

。調查現有設備使用的情況，其使用年限過久，而且設備上的零件出現磨損嚴重，加工精度已無法達到要求。

3.2.4 加工方法

欺凌發生的地點調查中，校園內部仍然是欺凌發生的主要場所。在被調查的851名學生中，有近半的學生認為校園欺凌主要發生在校園偏僻角落，其次為學校的公共場所及學校的周邊場所，認為主要發生在上學或放學途中的學生最少，僅為14.1%。

3.2.2 加工設備

3.2.1 人員

習主席深刻把握世情國情軍情的變化，從時代發展和戰略全局的高度，統一富國和強軍兩個目標，統籌發展和安全兩件大事，把軍民融合深度發展上升為國家戰略，并圍繞這一興國之舉、強軍之策，作出一系列重要論述和重大決策。這是對我們黨長期探索實踐軍民兩用、軍民結合、寓軍于民重要思想的繼承發展，是對新時代經濟建設和國防與軍隊建設融合式發展規律的科學把握。貫徹落實好這一重大戰略思想，推動軍民融合發展戰略深下去實起來，當前尤為重要的是把握好“四力”。

3.2.3 毛坯來料

氣門橋的毛坯為鍛件。在鍛件成形中，可能會產生的主要缺陷有：

1)因鍛模磨損而引起的鍛件尺寸不符合圖紙要求。

2)加熱停留時間過長或加熱溫度過高引起材料晶粒粗大。

3)出現表面裂紋和折疊。

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使用端面磨床加工氣門橋頂面時，首先將氣門橋固定在工裝夾具上，啟動端面磨床，安裝在工裝夾具上的氣門橋在自轉的同時沿著水平方向向砂輪進給，在氣門橋頂面與高速轉動的砂輪接觸后，進行頂面的磨削加工。

零部件的生產依靠車間一線員工，其質量的優劣來自于一線員工的操作熟練度和質量控制意識。通過調查對員工的培訓記錄、生產該零件員工的流動性狀況、以及是否按照標準化進行作業，確認無異常。

根據可能產生的缺陷，對氣門橋毛坯進行確認，包括尺寸、力學性能、金相組織分析等，結果均無異常

。

該工藝方法在加工氣門橋頂面時，使用的工裝夾具一次裝夾只能加工一件，效率比較低。而且在磨削加工時，員工是根據自己的加工經驗，調整設備的進給速度和進給量，會導致加工后的氣門橋一致性不好，同時在氣門橋頂面中心部位會有較為明顯凸起的尖點。

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3.2.5 環境溫度

在運轉過程中，發動機的活塞會帶動曲軸進行旋轉，同時在齒輪系的作用下，凸輪軸會一并旋轉，從而使凸輪軸上的凸輪驅動搖臂繞著搖臂軸運轉，搖臂在運轉時，會對氣門橋施加一定的推力，使其做上下往復運動，同時在氣門彈簧和氣門的相互工作下，實現氣門的不斷開啟和關閉，達到進排氣的效果

。

考慮到在實際工程中應用的爪極永磁式交流測速電機常在結構不對稱條件下運行，感應電動勢e將發生畸變，不再具有標準的正弦特性，轉速nx與感應電動勢有效值E不再呈簡單的正比關系，則需要重新建立新的測速模型。

4 氣門橋加工工藝優化改進

提高氣門橋品質，必須結合氣門橋頂面平面度和輪廓形狀的圖紙要求，改善頂面加工工序，著重從以下幾個方面展開：

4.1 工藝優化

將氣門橋頂面加工，由端面磨削改善使用平面磨削。同時重新設計工裝夾具，使原來一次只能裝夾一個零件，改善為可以同時幾個零件一起裝夾，保證其加工的一致性，而且能夠很大程度上提高生產效率。

4.2 設備改善

由圖4得知，氣門橋頂面的平面度雖然大部分在合格范圍內，但曲線波動較大，而且還有兩處存在超差。更嚴重的是其頂面在X軸和Y軸兩個方向的輪廓形狀均有凸起的尖點。發動機在長期高速運轉的過程中，氣門橋頂面的凸起尖點，會導致氣門搖臂的異常磨損，影響發動機的進排氣效果，同時對發動機動力產生不利影響。如果導致搖臂損壞很嚴重的話，可能會無法啟動發動機。

4.2.1 設備精度高，加工的零件質量穩定

平面磨床的定位精度很高，加工的零件尺寸一致性比較好。在完善的工藝設計、以及正確的自動化程序下，零件的加工精度可以得到保證，而且對加工過程的質量也可以有效的控制。

4.2.2 自動化程度高，可以減輕作業人員的體力勞動強度

平面磨床的加工是按照設定好的自動化程序來完成的，作業人員只需要在加工過程中，主要觀察和監督設備的運行，同時根據作業標準書的要求，定期更換砂輪的使用頻率。

4.3 新工裝夾具的設計

1)根據氣門橋導向孔的內徑及沉孔內徑，確定工裝夾具的定位銷尺寸，從而固定氣門橋，使其在加工時不發生晃動。

“浦東開發開放是黨中央、國務院在我國改革開放和現代化建設關鍵時期作出的一項重大戰略決策。上世紀90年代初，國際上東歐劇變使世界社會主義發展遭受挫折，國內改革發展面臨新的挑戰。同時，全球產業結構和分工面臨重大調整，經濟全球化態勢進一步顯現。在這樣重大挑戰、重大機遇、重大抉擇的歷史關頭，黨中央、國務院立足戰略全局，作出開發開放上海浦東的重大決策，向世界表明中國堅定不移推進改革開放的決心和信心，掀開了我國全面深化改革開放新的歷史篇章。”中共中央政治局委員、上海市委書記李強的一席話（2018年8月17日在《求是》雜志上撰文），把時鐘撥回到1990年4月18日。

2)確保工裝夾具的平整度，使氣門橋在插入工裝定位銷后不發生傾斜，保證氣門橋在加工完成后頂面的平面度符合圖紙。

3)依據平面磨床的研磨行程，使工裝夾具能夠最大程度上的一次裝夾氣門橋數量。最終設計一次裝夾數量為5件，如圖5所示。

5.試著將《北京城的中軸線》一文改編成《內九外七皇城四》一文的風格。想一想改編前后的文本各自有什么特點。

4.4 研磨過程

將氣門橋安裝在工裝夾具上，每次裝夾數量5件，同時將工裝夾具固定在平面磨床的加工平臺上，啟動平面磨床，設備會按照已經設定好的程序自動使高速運轉的砂輪緩慢向氣門橋頂面方向進給，對其進行平面磨削。

去年暑假，我來到了故事中的小院，收獲了一份特殊的經歷。那里有一頭神奇的豬，姥爺從集市上把它買回來的時候，它小得可憐，但卻比王小波筆下那只“特立獨行的豬”還要厲害。小豬向往自由，它有一個神奇的本領：越獄。姥爺把小豬關在豬圈里，它會想盡辦法從很小的縫里鉆出來。有一次姥爺把它關在了地窖里，想著，這次它再也沒有地方可以鉆出來了吧？可是第二天早晨，我們又找不到它了，地窖里堆滿了土，這只豬竟然挖了一條地道，直通胡同外，你說它厲害不厲害？

5 氣門橋加工工藝改進后的效果驗證

按照新工藝連續生產30件氣門橋，然后參照《3.1測量調查分析》的測量方式，對新批次的氣門橋頂面的平面度和輪廓形狀進行測量，做出頂面平面度的曲線圖和輪廓形狀圖，如圖6所示。

從平面度曲線圖可以看出，新工藝加工的氣門橋頂面的平面度趨于平緩且都滿足于圖紙規定的0.06范圍以內。同時其頂面X軸和Y軸的輪廓形狀均為光滑凸起形狀，符合圖紙輪廓要求。綜上可知，此次加工工藝的優化，有效的改善氣門橋的品質，提高了其加工質量。

6 結論與建議

綜上所述，本文通過對發動機氣門橋頂面加工工藝的分析，明確了影響氣門橋頂面不良的主要原因，并且針對性地提出了相應的改進措施，使其加工工藝得到了有效的完善，提高了氣門橋的質量。發動機作為車輛和工程機械的動力源，發動機零部件質量的高低決定了發動機的工作性能，因此要不斷優化零部件的加工工藝，改進零部件的加工質量，以進一步提高發動機的性能和穩定性。

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