氣缸蓋機(jī)械加工工藝技術(shù)關(guān)鍵分析

氣缸蓋是內(nèi)燃機(jī)零件中結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的箱體零件，也是關(guān)鍵件，其精度要求高，加工工藝復(fù)雜，且加工質(zhì)量直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)整體性能。對(duì)于內(nèi)燃機(jī)氣缸蓋制造，其制造系統(tǒng)雖然不同，但加工工藝及工藝設(shè)計(jì)中所采用的工藝技術(shù)仍有許多共同之處。其進(jìn)、排氣門座圈錐面與導(dǎo)管孔的加工是氣缸蓋加工中最關(guān)鍵的工序，精度一般為:高速發(fā)動(dòng)機(jī)座圈底孔與其導(dǎo)管底孔的同軸度為φ0.03mm，座圈錐面對(duì)導(dǎo)管孔的同軸度為φ0.025mm，轉(zhuǎn)速低于3600r/min的內(nèi)燃機(jī)可分別降為φ0.05mm,0.04mm，一般采用鉆--(復(fù)合擴(kuò))--半精譴氣門座孔、導(dǎo)管底孔—精譴氣門座底孔、槍鉸導(dǎo)管底孔—壓導(dǎo)管、座圈—精車座圈錐面、槍鉸導(dǎo)管孔工藝。根據(jù)零件結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)綱領(lǐng)及加工精度，以直列三缸、四缸柴油機(jī)灰口鑄鐵材料的氣缸蓋為例，結(jié)合國(guó)內(nèi)外機(jī)械加工工藝的發(fā)展趨勢(shì)及萊動(dòng)公司缸蓋生產(chǎn)的具體情況，對(duì)其進(jìn)行探討分析。
1 定位方式
    工件的定位方式對(duì)其精度影響很大，一種是采用一面兩銷定位，但這種方式有一個(gè)缺點(diǎn)，由于存在導(dǎo)管孔及氣門座孔到銷孔的位置精度誤差，因此使加工余量不均勻，不易達(dá)到產(chǎn)品精度要求。而采用以平面和導(dǎo)管外圓表面定位，使導(dǎo)管和氣門座孔縱向軸線與機(jī)床主軸軸線相重合，則可使加工余量均勻，加工精度高。但是，這種工藝在一個(gè)工位上只能加工一個(gè)氣門座，生產(chǎn)率較低。因此，大批量生產(chǎn)時(shí)，仍然經(jīng)常采用一面兩銷定位，作為加工線全線的統(tǒng)一精基準(zhǔn)。然而，毛坯粗基準(zhǔn)的選擇更加重要，在氣缸蓋生產(chǎn)線中，一般采用頂面，第1 ,3(4)進(jìn)氣門座孔和進(jìn)氣道方孔作為粗基準(zhǔn)加工定位銷孔或加工出過(guò)渡基準(zhǔn)后加工定位銷孔，保證氣門座孔和氣道質(zhì)量。在萊動(dòng)公司的氣缸蓋生產(chǎn)中，由于鑄造采用了整體氣道芯，整條加工線采用了兩螺栓孔在頂面的出口段作為工藝定位銷孔，因而選擇了已精銑后的底面、第1,3(4)進(jìn)氣門座孔作為粗基準(zhǔn)，加工工藝定位銷孔，較好地保證了氣門座孔和氣道質(zhì)量。
2 氣門座底孔與導(dǎo)管孔底孔的加工
    多年來(lái)，如何保證氣門座底孔與導(dǎo)管孔底孔的同軸度，一直困擾著眾多的內(nèi)燃機(jī)生產(chǎn)廠家。常規(guī)方法一般采用鉆、擴(kuò)、鉸工藝，采用前后兩端導(dǎo)向的刀具結(jié)構(gòu)，由于刀具細(xì)長(zhǎng)，刀具剛性不足，加工過(guò)程中，各種原因產(chǎn)生的徑向力不均勻，刀具易產(chǎn)生彎曲變形、讓刀，從而引起同軸度超差。近年來(lái)，通過(guò)對(duì)刀具的研究、改進(jìn)，采用了一些新工藝，較好地解決了這一問(wèn)題。如適當(dāng)縮短導(dǎo)管孔鉸刀到座孔鉸刀的距離，先采用刀柄導(dǎo)向鉸導(dǎo)管孔，然后用導(dǎo)管孔鉸刀的導(dǎo)向部分導(dǎo)向和刀柄雙導(dǎo)向鉸氣門座孔，采用這樣的無(wú)間隙導(dǎo)向，可強(qiáng)制氣門座孔鉸刀修正上面工序的微量不同軸度。另外，通過(guò)對(duì)座圈孔和導(dǎo)管孔復(fù)合擴(kuò)刀幾何角度的改進(jìn)，把常規(guī)的擴(kuò)刀變?yōu)殓M擴(kuò)刀、鏜鉸刀，也收到了很好的效果。
3　氣門座圈錐面加工方式
    目前，加工座圈錐面多采用車削工藝。而采用锪錐面的加工工藝，其缺點(diǎn)是在錐面上會(huì)復(fù)映惚刀切削刃的各種缺陷。另外，由于切削力較大，要求刀體的剛性好。但它具有刀具結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)。
    此外，座圈材料的不同，也會(huì)影響加工方式的選擇。一般地，當(dāng)座圈硬度在HRC40以上時(shí)，座圈硬度較高，只能采用車削錐面;當(dāng)座圈硬度低于HRC40時(shí)，既可采用車削錐面，也可采用惚錐面工藝。
4　導(dǎo)管孔的加工方式
    一般采用單刃鉸刀(即槍鉸刀)進(jìn)行加工，這種刀具設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)向條，在切削過(guò)程中可起導(dǎo)向作用，對(duì)加工余量不均勻的敏感性低。另外，在槍鉸刀基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)一種槍譴刀，與槍鉸刀十分類似，它采用三個(gè)導(dǎo)向條。這樣，在譴刀切入工件后，其中一個(gè)導(dǎo)向條立即起支撐作用，提高了鏜刀的剛性，這種槍鏜刀也用于加工導(dǎo)管孔。
    在大批量生產(chǎn)中，一般采用一面兩銷定位，同時(shí)提高導(dǎo)管底孔及氣門座底孔對(duì)定位銷孔位置精度，減少定位誤差，使加工余量均勻，保證產(chǎn)品精度要求。另外，槍鉸冷卻液分為高壓、低壓兩種，高壓冷卻液主要用于加工過(guò)程冷卻，其壓力為5 MPa，流量80L/min，過(guò)濾精度5－10μm。低壓冷卻主要用于沖屑，其壓力為0.2－0.3MPa，流量80L/min，過(guò)濾精度30μm。
5　結(jié)束語(yǔ)
    綜上所述，氣缸蓋的機(jī)械加工工藝技術(shù)關(guān)鍵和整體工藝水平正在隨著高技術(shù)含量?jī)?nèi)燃機(jī)的發(fā)展而日趨提高和完善，國(guó)外工藝水平已與產(chǎn)品開發(fā)水平呈現(xiàn)同步水平，國(guó)內(nèi)工藝水平隨著與國(guó)際接軌和科技發(fā)展將由落后變?yōu)橹鸩浇咏a(chǎn)品開發(fā)水平，解決好加工工藝技術(shù)關(guān)鍵是工藝設(shè)計(jì)的核心和前提。但是工藝的設(shè)計(jì)編制，受到諸多因素的影響，如產(chǎn)品的精度高低，產(chǎn)品的工藝性好壞，生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小，投資力度的強(qiáng)弱，企業(yè)現(xiàn)狀等等。因此，合理的最佳的工藝方案不僅需要對(duì)某一關(guān)鍵部位或某一關(guān)鍵工序認(rèn)真論證、合理配置，更必須整線統(tǒng)盤考慮，最終是否取得最佳效果必須經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)。

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