柴油机气缸盖精密加工技术研究及应用
柴油机气缸盖精密加工关键技术
柴油机气缸盖精密加工关键技术发布时间：2022-05-07T03:21:52.436Z 来源：《科学与技术》2022年第2期作者：黄幸周[导读] 本文以某型号柴油机为例黄幸周广西玉柴机器股份有限公司广西玉林市 537000摘要：本文以某型号柴油机为例，对其气缸盖精密加工关键技术进行了研究。
首先以该型号气缸盖的工艺要求与关键问题为依据进行了概述，并对加工的实际过程进行了研究，对气门座圈和导管孔工艺进行详细的分析，为相关人员提供部分理论参考。
关键词：柴油机；气缸盖；精密加工；关键技术柴油机气缸盖加工时对结构精度具有高标准、高要求，并对各个加工区域结构强度良好处理，才可在柴油机应用中保持气缸盖的稳定性和可靠性。
另外，在全部结构加工的过程里，应以相关规范、工艺要求、用途为依据，对关键技术深入分析并进一步完善。
1.工艺要求与关键问题1.1工艺要求气缸盖型号多种多样，其结构也具有一定差异性。
本文选用YZ4102型号气缸盖并对其工艺进行分析，并对其工艺要求进行表述。
导管孔的工艺要求：（1）直径要求为。
（2）座圈锥面对其中心跳动为0.05mm。
（3）中心线对外圆中心线同轴度为0.25。
（4）中心线对底面垂直度为 0.09mm。
气门座圈的工艺要求：（1）进锥面直径为47mm，深度为3.1（±0.1）mm。
（2）排锥面直径为39mm，深度为2.8（±0.1）mm。
（3）进密封带宽度为1.2～1.6mm，要求不间断、连续而均匀。
1.2关键问题作为气缸盖精密加工中的关键技术，气门座圈与导管孔的加工精度情况会对其整个结构的可靠性和密封性会产生直接影响。
否则会导致机油过度消耗、进排气门泄漏等问题，从而引发压力不足、提高油耗成本、降低气缸功率等问题。
烧机油问题是因气门导管孔中心线对外中心线同轴度超差引起的，因此在精加工过程中应从材质、结构和加工精度方面提升工艺避免这种情况的发生；漏气问题指的是柴油机运行中气门与座圈密封存在间隙，因此出现漏气问题，该问题直接影响到发动机的应用性能和成本。
HJ01001气缸盖机械加工工艺分析与专用夹具设计
Ra1.6 ， 所以都要求精加工。 其三杠孔的中心线和底平面有平面度的公差要求等。
因为其尺寸精度、 几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响 机器或部件的装配质量， 进而影响其性能与工作寿命，因此它的加工是非常关键 和重要的。
1.2 气缸盖的工艺要求及工艺分析
图 1.1 气缸盖零件图
一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也 就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动 量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺 问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。
关键词：工艺；钻，扩；夹具
1
南通职业大学毕业设计说明书
HJ01001 气缸盖
Abstract
To design HJ01001 diesel engine cylinder head machine and procedures of a jig for machina tool is the main task of the subjiect. The design meet the requirements of the processing map accuracyof the lowest cost. Clamping reliable, simple,easy to operate and increasing the production sfficiency is the request of the decision. Cylinder head is an important part of the diesel engine. It's a typicall box part. Its more structure. The quality of processing will affect the performance of the diesel engine. Designed some in the jig , mainly the selection of sureness of orienting the principle and localization scheme that was originally designed and adopted, clamp design of system , clamp estimation of strength , the position error analysis , hydraulic cylinder Selection etc. , finish design of jig finally. The advantages are production efficiency, high precision of processing, reducing labor intensity of the workers.
气缸盖机械加工工艺技术关键分析
气缸盖机械加工工艺技术关键分析摘要结合近年来国内外内燃机行业发展的新趋势和工作实践，对结构复杂的气缸盖机械加工提出了进、排气门座圈锥面与导管孔的加工是其工艺技术关键，从定位方式、基准选择、气门座底孔与导管孔底孔的加工，气门座圈锥面加工方式和导管孔的加工方式等方面进行了探讨和分析。
关键词气缸盖;机械加工;技术关键;定位;基准气缸盖是内燃机零件中结构较为复杂的箱体零件，也是关键件，其精度要求高，加工工艺复杂，且加工质量直接影响发动机整体性能。
对于内燃机气缸盖制造，其制造系统虽然不同，但加工工艺及工艺设计中所采用的工艺技术仍有许多共同之处。
其进、排气门座圈锥面与导管孔的加工是气缸盖加工中最关键的工序，精度一般为:高速发动机座圈底孔与其导管底孔的同轴度为φ0.03mm，座圈锥面对导管孔的同轴度为φ0.025mm，转速低于3600r/min的内燃机可分别降为φ0.05mm,0.04mm，一般采用钻--(复合扩)--半精谴气门座孔、导管底孔—精谴气门座底孔、枪铰导管底孔—压导管、座圈—精车座圈锥面、枪铰导管孔工艺。
根据零件结构、生产纲领及加工精度，以直列三缸、四缸柴油机灰口铸铁材料的气缸盖为例，结合国内外机械加工工艺的发展趋势及莱动公司缸盖生产的具体情况，对其进行探讨分析。
1 定位方式工件的定位方式对其精度影响很大，一种是采用一面两销定位，但这种方式有一个缺点，由于存在导管孔及气门座孔到销孔的位置精度误差，因此使加工余量不均匀，不易达到产品精度要求。
而采用以平面和导管外圆表面定位，使导管和气门座孔纵向轴线与机床主轴轴线相重合，则可使加工余量均匀，加工精度高。
但是，这种工艺在一个工位上只能加工一个气门座，生产率较低。
因此，大批量生产时，仍然经常采用一面两销定位，作为加工线全线的统一精基准。
然而，毛坯粗基准的选择更加重要，在气缸盖生产线中，一般采用顶面，第1 ,3(4)进气门座孔和进气道方孔作为粗基准加工定位销孔或加工出过渡基准后加工定位销孔，保证气门座孔和气道质量。
气缸盖制造工艺开发与研究
件 的表面粗糙度 、位置 度 、同轴度 、垂直度 均能达 到
图 ３ 气 缸 盖 进 、排气 阀 及 导 管 孔 加 工 图
柴 油 机
第３ ６卷第 ５期
材料 采 用 Ｇ Ｇ Ｇ ４ ０ ，高 温 合 金 球 墨 铸 铁 ，机 械 强 度 达到Ｉ ＞３ ９ ０（ Ｎ・ ｍ ｍ也） ，材料 强 度 高 ，毛 坯 余 量 大 ， 加 工时 刀具 易磨损 。针 对该 类缸 盖 的特点 ，零件 加
工 时必须 设计 专用 夹具 ．固定零 件与 机床 的位置 关 系 ，统一 基 准 ，否 则难 以加 工 。根据 零件 的材 料和
床 、数 控 车床 和 四轴 联动 卧式 加工 中心 ， 自主开 发 了气缸 盖加 工工 艺 ，解决 了气 缸盖 关键 部位 加工 精
度 稳定 性 问题 。
盖 加工 关键 部位 有 喷油器 孑 Ｌ 、进排 气 阀孔 、导 管孔
等 ．这些孔 加 工质量 如 达不 到设计 图样 要 求 。会 造
内研 ５ ． ８ ｘ ９ ｘ ２ ０ 。 ｘ ２ ０ ￣ ／ ７ ５ ． ８ ｘ ２ ６ ｘ ２ ０ 。 ｘ ２ ０ 。 密封槽加 工 ，
倍 ，刚性 差 ，造 成 进 、排 气 阀 导管 孔 的尺 寸 公 差 、 形 位公差 难控 制 。气缸 盖进 、排 气 阀及导 管孑 Ｌ 加工
图见 图 ３
ｏ ｎ ｔ ｈｅ Ｍａ ｎ ｕｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎｇ Ｔｅ ｃ ｈ ｎｉ ｃ ｓ ｏ ｆ Ｃｙ ｌ ｉ ｎ ｄｅ ｒ Ｈｅ ａ ｄ
Ｘｕ Ｊ ｕ ｎ ，Ｗ ａ ｎ ｇ Ｙａ ｎ ｐ ｉ ｎ ｇ ， Ｈｕ ａ ｎ ｇ Ｂｉ ｎ
（ １ ．Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ Ｍａ ｒ ｉ ｎ ｅ Ｄ ｉ ｅ ｓ ｅ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ １ １ ０ ８ ； ２ ．Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ Ｑ ｉ ｙ ａ ｃ ・ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ １ １ ０ ８ ）
气缸缸体加工关键技术分析及研究
气缸缸体加工关键技术分析及研究发布时间：2021-12-08T01:41:43.349Z 来源：《教学与研究》2021年第21期作者：周清卿[导读] 气缸是气压传动系统中的重要组成部分。
缸筒我们国内一般采用的是推镗滚压法和钻床等加工设备。
周清卿江苏省盐城技师学院江苏盐城 224002摘要：气缸是气压传动系统中的重要组成部分。
缸筒我们国内一般采用的是推镗滚压法和钻床等加工设备。
加工效率慢，工序分散，针对这一问题，我们通过改进，采用数控加工中心机床来进行批量试制的方法，因为加工中心机床是汇聚镗、钻、铣和自动换刀为一体的加工设备。
再通过设计专用夹具，可以一次性加工多个缸筒，在保证了加工质量的同时，也提高了工作效率，取得了很好的效果。
本文主要对气缸缸体加工的关键技术进行分析和研究。
关键词：气缸夹具深孔加工盲孔加工本文以某公司制造的一款小型气缸为例。
这一执行元件，借助压缩空气，通过控制电磁阀发出0～40mA的电信号，控制阀门的开关，进而实现远程控制的目的。
因为传动介质中可压缩性和气泄漏等方面对传动比的影响比较大，所以对执行元件气缸制造精度的要求就非常高。
缸筒作为气缸端盖、活塞、活塞杆和密封件等气缸产品的主要支承部件，加工质量的高低会直接影响整套产品的寿命和稳定性。
缸筒加工精度非常高，特别是对同轴度要求更为严格，因为同轴度直接反应缸筒的耐磨性。
本文以该型气缸为例，针对缸筒加工中面临的一系列关键技术问题及其解决方案进行探讨和研究。
一、缸筒加工方法和加工技术要点分析缸筒的大小规格非常多，直径从几十毫米到几百毫米、长度也从几十毫米到十多米不等，社会的需求量也很大。
缸筒的外径一般不要求加工，内部要求非常高。
某公司生产的这款缸筒，材料为铝合金，要求能够承受1MPa的气体压力。
缸筒是整个缸体的关键性精密零件，加工质量的好坏直接影响整个产品的可靠性和稳定性，所以缸筒制造在机械加工中占有非常重要的地位。
二、缸筒加工工装设备设计气缸的形状不规则，造成零件装夹不方便。
发动机机械加工件新技术及应用
凸轮内壁发生塑性和切削变形，使得三角形齿镶嵌在凸
轮中，从而达到牢靠连接的目的。
ｌ
２
３
１．凸轮２．三角形齿３．心轴
３．装配式凸轮轴制造工艺特点 谈到凸轮轴必须提剑的一个具有革命性的新技术 就是装配式凸轮轴。它与传统整体式凸轮轴相比，具有 质量轻、加工成本低、材料利用合理等优点。 装配式凸轮轴是将凸轮、空心轴体和支撑轴颈等 分别进行材料优化匹配，分体精密加工，再以某种连接 方式装配而成。凸轮一般采用碳钢或粉末烧结材料，轴 体则采用中空无缝钢管，碳钢凸轮经冷、温精密锻造成 形，并进行高频淬火或渗碳处理，凸轮也可由粉末烧结 材料通过精密烧结成形技术烧结成形。装配式凸轮轴的 制造工艺特点有以下几个方面：
一．连杆
连杆的制造材料传统上采用中碳钢和中碳合金结构 钢，锻造成形。目前，连杆开始大量应用高碳钢、可锻铸 铁、球墨铸铁、粉末锻造和低碳合金钢（用于渗碳连杆） 等新材料。而应用最广泛的是高碳钢和粉末锻造两种。
１．高碳钢 高碳钢连杆锻造后直接空冷就可得到所需要的性 能，省去了调质热处理工序。 ２．粉末锻造 粉末锻造是由粉末冶金与锻造相结合形成的一种新 材料技术和新型金属成形工艺，粉末锻造通常是指将粉 末烧结的预成形坯经加热后，在闭式模中锻造成零件的 成形工艺方法。
图５ 缸体、缸盖的材料和毛坯制造工艺有了很大的发 展。
１．缸体，缸盖的材料 灰Ｉ＝１铸铁由于其具有缺口敏感性高、机械强度较 低等缺点，逐步被抗拉强度、屈服强度．塑性．冲击韧 性高，耐磨、减振、工艺性能好的球墨铸铁所替代。但 是球墨铸铁也存在铸造工艺性能差，成分控制要求高， 流动性较差，收缩较大等缺点。而蠕墨铸铁具有球墨铸 铁的强度，又有与灰铸铁相比又有类似的防振、导热能 力及铸造性能，在大功率发动机气缸体和柴油机气缸盖 上应用越来越广泛。
柴油机缸盖气门导管及座圈加工技术的应用与探讨
分析当前发动机气缸气门座圈与导管底孔的常用加工方式以及气门导管与座圈加工特点和存在的主要问题，介绍一种适用于加工气门导管及座圈的实用新型复合刀具应用技术，并从该复合刀具的结构设计、导向装置和刀具冷却与排屑措施等方面进行深入探讨。
1序言WD615系列发动机缸盖气门导管、座圈加工尺寸及精度要求如图1所示进气、排气导管孔内径尺寸要求√∣1H7（Ig）,导管中心相较于缸盖下表面（基准U）垂直度要求y'0.1mm,座圈面相较于导管中心（基准4基准8）径向圆跳动要求为0.02mmβ尺寸精度要求高，缸盖导管采用铸铁材质，硬度200~250HBW,进气门、排气门座圈材料采用粉末冶金WR3119L,硬度40~46HRC,要求导管孔表面粗糙度值Aa=1.6μm,座圈面表面粗糙度值Aa=0.8μm,硬度及表面粗糙度要求高。
原生产工艺多采用分体式镶刀，先加工缸盖导管孔，导管孔加工完毕后，采用机床主轴不动，更换加工刀具后再对气门座圈进行加工的方式，这时需要重新校对刀具和气门座圈之间的位置，检测气门座圈的径向圆跳动量是否合格，若不合格，需重新调整，有时需要反复调整多次。
换刀需要停机，停机时间不产生效益，但要分摊费用，计入加工成本。
这样不仅降低了生产效率，容易产生加工废件，增加了生产成本，而且采用这种加工方法加工的缸盖气门座圈和导管孔表面粗糙度也很难达到产品的技术要求。
为解决这种问题，目前多采用特殊组合刀具加工的方法，而刀具结构设计是否合理决定了气门座圈和导管孔的加工质量和刀具寿命。
图1缸盖气门导管、座圈尺寸及精度要求2气门导管及座圈加工特点和存在的主要问题根据一般规定，孔深£与孔径d 之比大于5,即£4>5的孔称为深孔。
发动机缸盖气门导管的钱削加工除具备普通钱削的特点外，还具备深孔加工的特点，在实际加工过程中存在以下主要问题。
1）根据加工现场分析，发动机缸盖气门导管及座圈加工处于封闭状态下进行，不能直接观察到刀具的切削情况。
2110型柴油机气缸盖加工工艺规程设计及夹具设计(全套图纸)
2110型柴油机气缸盖加工工艺规程设计及夹具设计（全套图纸）前言一、柴油机的工作原理内燃机是一种能量转换装置,由燃料在机器内部燃烧进而将能量释放出来做功.其主要组成部分有:机体、曲柄连杆机构、配气机构、供油系统、供气系统、点火系统、润滑系统、冷却系统及起动装置等.它是以柴油为燃料的内燃机,其工作原理是:往气缸内按一定比例和一定的时间与规律送进空气,使柴油和空气混合被压缩到一定的压力和温度而进行自燃,产生高温高压的燃气,利用燃气的不断膨胀,推动活塞运动,通过曲柄连杆机构将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动,这样将柴油的化学能转变成热动能,对外做机械功,输出动力。
二、本次设计的内容本次毕业设计的是2110型柴油机气缸盖的机械加工工艺规程设计及其中一道重点工序的夹具设计,其设计重点为夹具设计。
气缸盖是柴油机的重要零部件之一,属于结构复杂的箱体类零件,它的加工精度对柴油机的综合性能指标高低有着很重要的影响。
因此,气缸盖的机械加工工艺有较高的技术要求。
在设计过程中,要使零件的质量达到图纸上的要求,同时又要尽可能的降低生产成本。
这就要求在安排加工工艺方案时,要兼顾多方面的要求,尽可能选取最佳方案。
在本次毕业设计中,我查阅了一些和本次设计内容有关的资料,参照和仔细分析了大连柴油机厂的气缸盖加工工艺规程,并结合其它同类产品的生产线状况,进而制定了本次的设计方案。
在这次毕业设计过程中,得到指导教师吴雪松老师的悉心指导,特此表示深深的谢意.第二章零件的分析一、零件的作用及性能气缸盖位于封闭气缸上部,与气缸上部及活塞顶构成燃烧室,他用螺栓固定于机体上。
气缸盖上根据不同情况装有排气门,气门摇臂和喷油器和火化塞等零部件,并布置有排气道。
燃烧室位于气缸之上,气缸盖承受着高温气体的压力和热负荷,还承受着气缸盖螺栓的预紧力。
其热应力和机械应力都比较严重,因此鉴于它的工作方式和恶劣的工作条件,要求气缸盖必须有足够的刚度和强度,以便能承受各种形式负载,同时气缸盖的结构形式也要力求简单,布置要尽可能对称,厚薄要尽可能均匀,内部铸管冷却水套要尽可能使高温部分得到冷却。