发动机气缸盖气门孔系技术要求与改进措施

摘 要：在发动机气缸盖气门孔系的加工中，会遇到精度与技术之间的矛盾，即加工的技术措施不能满足其加工的精度要求，且容易出现黑皮等情况，所以需要进行合理的改进才能保证孔系的加工满足发动机生产与应用的要。

关键词：气缸盖；孔系精度；加工问题；改进措施

中图分类号：TK40 文献标识码：A

一、发动机气缸盖的加工技术要求

气缸盖作为发动机的主要零部件之一，其加工精度对发动机的性能影响极大。特别是气门圈和导管孔的加工精度直接影响到发动机的动力和尾气排放指标。气门圈是发动机的重要零件之一，它的主要作用是与气门头部共同对气缸进行密封，并接受燃烧室传来的热量，同时它还承受很大的机械负荷和热负荷。气门导管是汽车发动机的导向装置，对气门起导向作用，并使气门杆上的热量经气门导管传递给气缸盖。气门导管工作温度较高，较差，一般用含石墨较高的铸铁或铁基粉末冶金制成，以提高自性能。发动机气门导管是分开的部件，气门分进气门，排气门。导管分进、排气门导管。在气缸盖上气门导管和气门圈的安装孔是气缸盖的关键结构，设计中对二者的要求更加严格。在气缸盖的气门系统中有16个导管孔，所以对导管孔的粗糙度要求很高，气门导管孔的尺寸精度与形状也不能出现误差，这样会影响安装质量，盈余过大会导致导管开裂，过小则容易脱落。其次气缸盖的气门孔系中有进气与排气孔，孔径存在一定的差异，进排气门座孔的表面也要求较高的粗糙度。对于排气门座孔其深度与圆柱度的要求都很高。而这些精度如果在加工中不达标则会影响整个缸盖的安装。最后在气缸盖孔系中，导管孔相对于定位和定位销孔而言必须保证精度，其主要是依赖于加工系统中的精度控制，气门导管和气门座的孔系必须保证同轴误差，否则影响汽油机的功能。而座圈孔的中心则应依靠加工方法和刀具来控制。

二、气缸盖的传统加工方式

1 气缸盖进气门座圈

按照前面的设计要求，在对进气门座圈孔的加工中应用如下技术措施：粗锪座圈孔使之达到孔径为40.5±0.1的标准；然后锪进气门座圈孔的喉部，打磨掉铸造余量，使的进气门座圈孔口的倒角达到R3，起到安装导向作用。然后锪进气门座圈孔到直径41.1±0.1，最后精铰值得孔的直径达到41.5±0.05。

2 气缸盖排气座圈孔

加工步骤如下：粗锪排气门座圈孔到孔径36.5±0.1；锪排气门座圈孔的喉部，与上面相似去除铸造余量，锪排气门座圈孔至倒角R3，也是保证安装方便；锪排气门座圈孔至直径37.1±0.1；最后进行精铰到直径37.5±0.05。

3 气缸盖进排气门导管孔

利用锪钻对进排气门的导管孔进行锪平处理，消除铸造而导致的斜面，保证加工时孔在同一个平面上；中心钻打进气和排气门的导管中心孔，防止在最后成孔时出现偏心情况，保持位置精度；钻进气和排气导管孔至直径9±0.1；锪孔扩展进气排气导管孔至直径12±0.1；继续锪孔至直径达到12.6±0.05；最后精铰进气排气门的导管孔，直至直径为13。

在精铰的过程中，进气排气座圈孔和进气排气导管孔都应利用组合刀具完成，这样可以最大限度的缩短加工的时间，保证各个进气与排气孔和导管孔都可以保证中心同轴。

三、加工中遇到的问题与改进措施

1 针对黑皮的控制

在加工过程中，在导管孔的局部会出现黑皮的情况，黑皮就是局部位置没有被铰刀进行加工。针对这个现象，实践中进行了大量的分析，发现毛坯铸造的时候，导管孔的余量大小对其会产生影响，毛坯余量大则中心钻孔的深度就会加大，钻头在加工时可以最大限度的削减余量，则管孔的处理效果较好；如果余量小，则中心钻孔的中心孔浅，部分余量不足就会导致加工不到位的黑皮现象。为了解决这个情况，对除去毛坯面的锪钻工艺进行了参数的调整，加深了加工幅度。改进后，将锪钻的与中心钻的Z值进行加大，使得毛坯面的加工趋于完整，中心孔起到定位作用，由此解决了加工不足而导致的黑皮现象。

2 导管粗糙度控制

更改刀具设计与选择，将原6刃铰刀更改为4刃，针对原有的切削刀具进行改进，在原有的基础上利用4刃刀具替代6刃刀具，在高速切削下提高了导管表面的精度；同时针对性的调整了铰刀进行倒锥设计，改变利用刀体的倾角改变来减小在切削过程中产生的摩擦阻力进而提高表的光滑程度；改变原有切削液的浓度，即增加设备切削液浓度，利用高度浓度切削液来提高与降温的效果，以此控制导管粗糙度。

3 控制积削瘤

精铰过程中还会出现积削瘤的情况，这个是因为刀具磨损严重或者冷却效果不佳造成的，所以更换刀具或者调整更换乳化液可以消除这个问题。

在技术改进后，现在缸盖气门导管孔的加工采用的是打中心孔、钻孔、锪孔、精铰四个步骤完成，精铰气门座和导管孔采用的铰刀采用的是刚性突出的组合铰刀，铰气门座的部分是八刃，铰导管孔的则是六刃，切削性能突出，切削平滑。两组切削刃对于莫氏锥轴中心的圆跳动都小于0.01，这一条件保证了气缸盖气门座圈孔对导管孔中心同轴的基本要求。在气缸盖气门座圈孔和导管孔的加工中改变原有的冷却液选择，利用进口的乳化液进行辅助加工，增进了对粗糙度的控制效果，提高了刀具的耐用性。

4 超差、偏移其他质量问题

在加工中要求刀具结构应与轴心完全对称，其精度也要控制在精度范围内。但是实际的加工过程会出现阀座精度加工后出现锥面位置和导管位置出现一个倾斜，这说明导管孔的加工出现了走偏的情况。加工中应调整阀座的加工线速度，控制每齿进给在0.08-0.09mm。而针对径向力不足的情况可以利用增加2刃刀具帮助去除余量，从而控制跳动的稳定性。

结语

总结发动机气缸盖气门孔系的加工技术改进，其从卧室的加工中心改为立式，以及冷却液的调整，解决了导管孔的粗糙度不易控制的问题。整个孔系的加工缩短了加工的时间，提高了导管孔的精度降低了成本支出，总体提高了效率。同时针对黑皮情况进行了分析，调整加工中中心钻的Z值，突出了定心的作用，使得孔位保持中心位置，进而最大限度的降低了黑皮的出现；最后通过进给速度与转速的控制降低了扭矩，消除了闷车。

参考文献

[1]姜跃. 发动机缸盖加工难点探讨[J].现代零部件，2012（05）.

[2]钦国新，黄建松.柴油机气缸体精加工新技术的国产化应用[J].现代零部件，2010（06）.

[3]胡志强.汽车关键零部件生产的刀具应用（用户篇）[J].现代零部件，2012（04）.