发动机缸盖加工工艺概述

• 裂纹：铸造应力造成； • 冷隔：浇注过程中铝水冷却速度不一致 造成； • 表面疏松：浇注温度不当或铝水成分不 当； • 气孔：浇注铝水中夹杂了空气； • 砂眼：浇注铝水中夹杂了杂质； • 沾砂：工件出炉温度不当或没有喷丸等。
• 四、缸盖的加工难点： • 1、平面加工工艺 • 缸盖的顶面、底面和进、排气面都是大 面积平面，精度要求高（平面度0.04，垂直度 0.05，位置度0.10），而且有可能是全部工艺 过程的基础，例如480缸盖就是。 • 这就对机床的几何精度和刀具的调整精 度要求比较高。 • 以前缸盖大平面加工，采用硬质合金刀 片加工，并配一个金刚石修光刃。现在，如果 毛坯情况好的话，全部采用金刚石刀片进行加 工，可以很好的提高加工后的表面粗糙度。
• 五、典型缸盖加工工艺流程 下面我们以AVL缸盖的加工工艺 流程为例，了解在加工中心上是如何加 工缸盖零件的： OP10：毛坯上料； OP20：毛坯基准定位，加工缸盖进、排 气面（除了进气侧面油孔不加工外）； OP30：排气侧面精基准定位，加工缸盖 顶面、前、后端面的加工内容； OP40：排气侧面精基准定位，加工缸盖 顶面、燃烧室面的加工内容；
因为气门阀座和气门导管材料的变化， 加工过程中选用的刀具也在不断的发生 变化。以前的硬质合金刀片逐渐被CBN 刀片所替代，很大的提供了加工效率和 加工质量。并且，如果有铜基粉末冶金 材料的气门阀座和气门导管，还可以采 用PCD刀片进行加工。 • 2、缸盖挺杆孔、气门导管底孔的加工 这些孔的加工，虽然加工精度比较 高，但是，只要选好加工余量、参数和 刀具，加工过程基本没有什么问题。 •
• 2、缸盖毛坯的要求： 缸盖毛坯一般采用铸造成型。在大 批量生产时，采用金属机器造型，并能 实现机械化流水作业。现在在产品设计 和开发初期阶段，缸盖毛坯或样件一般 采用快速成型的方法获得。 对于缸盖毛坯的技术要求是：毛坯不 应该有裂纹、冷隔、浇不足、表面疏松 （密集性针眼）、气孔、砂眼、沾砂等， 并且保证定位基面（粗基准）、夹紧点 和粗传送点光滑，一致性好。
• 三、表面喷丸或表面抛丸：多用于铸件 表面的毛刺、飞边处理，影响工件的清 洁度； • 四、电火花去毛刺：用于比较难去除的 毛刺，比如合金钢的毛刺，对于不规则 的毛刺，去除比较困难； • 五、氢氧爆破去毛刺：利用氢氧燃烧产 生的压力和高温气流，将附于工件表面 产生的毛刺消除，但是对于工件毛坯要 求比较高，补焊、裂纹、冷隔都有可能 导致工件报废。
• 3、缸盖凸轮轴孔的加工 缸盖凸轮轴孔，就是缸盖最长的孔， 如果分段加工的话，虽然可以保证凸轮 轴孔的加工精度，但是无法满足凸轮轴 孔的同轴度要求，所以要求精加工一次 加工成型。对于长度为500mm左右的刀 杆而言，如何消除刀杆自身重力所产生 的影响？ 对于专机自动线而言，一般都带有 镗模架以消除影响，对于比较大的发动 机，有可能带有好几个镗模架。
发动机缸盖加工工艺概述
• 一、发动机缸盖的功用 气缸盖是发动机的主要零件之一，位于 发动机的上部，其底平面经汽缸衬垫，用螺栓 紧固在气缸体上。主要功用如下： 1、封闭气缸上部，并与活塞顶部和汽缸壁一起 形成燃烧室。 2、作为定置气门发动机的配气机构、进排气管 和出水管的装配基体。
• 3、气缸盖内部有冷却水套，其底面上的冷却 水孔与气缸体冷却水孔相通，以便利用循环水 带走发动机的高温。 • 二、气缸盖的结构特点 • 气缸盖应具有足够的强度和刚度，以保 证在气体的压力和热应力的作用下，能够可靠 的工作。 • 气缸盖的形状一般为六面体，系多孔薄 壁件，其中我们现在481缸盖上，加工孔的数 量多达100个。铸造最薄处只有4.5毫米。
• 三、缸盖材料与毛坯制造 • 1、缸盖的材料： • 缸盖的材料，现在的发动机厂家一般选 用铝合金。因为铝合金导热性能较好，有利于 适当提高压压缩比，质量也较轻，可以降低整 车、整机的重量。但是铝合金缸盖的刚度差， 使用过程中容易变形。 • 缸盖附件上，以前气门座材料一般采 用耐热合金铸铁，气门导管一般采用铸铁。现 在粉末冶金在气门阀座和导管上运用的越来越 多了，而且很多复杂的形状也能铸造成型，不 需要再加工了。但耐磨性不如铸铁。
• 机床主轴快进---工进---主轴重新启动，加工气 门阀座锥面-------主轴停止、并后退一端距离--主轴重新启动，枪铰加工气门导管（干通） ---加工完毕----工进退刀---主轴回推。 • 这样做的好处，就是一次定位，加工完毕 气门导管和气门阀座，可以减少重复定位误差， 提高气门导管和气门阀座的同轴度。 • 另外，主轴在重新启动后，加工气门阀座 的时候，进刀方向如果沿着阀座径向方向，此 种加工方式成为“车”阀座，可以提供加工精 度。如果进刀方向沿着阀座轴向方向，称为 “锪”或 “镗”阀座。
• • • • • • •
OP120：终清洗工序； OP130：涂胶、压装碗形塞、钢球； OP140：试漏机； OP150：目视检测； OP160：打号工序； OP170：成品下料。 从上面的工艺流程来看，已经运用了加工中 心制造技术、敏捷制造技术等较为现在的生产 线制造技术。 另外，为了更好的进行多品种共线生产，缸 盖的设计、工艺基准都在向排气侧转化，以便 更好的进行共线生产。
• OP60：清洗工序； • OP70：缸盖水道和油道试漏； • OP80：缸盖气门阀座、气门导管装配 （常温装配）； • OP90：缸盖凸轮轴盖、定位销装配，凸 轮轴盖螺栓自动拧紧； • OP100：排气侧面精基准定位，完成缸盖 顶面和燃烧室面的精加工（气门导管和 气门阀座的精加工）； • OP110：排气侧面精基准定位，完成缸盖 凸轮轴孔和前、后端面的精加工；
• 2、高精度孔的加工 • 气缸盖上的气门阀座、导管孔、挺杆孔 和凸轮轴孔等孔系，有配合关系。其尺寸精度、 位置精度和表面粗糙度要求极为严格。所以这 些高精度孔系的加工工序是缸盖工艺中的核心 工序，应给予充分的重视。 • 1、缸盖气门阀座、气门导管精加工 • 缸盖气门阀座、气门导管同时与发动机 气门配合，所以同轴度要求比较高；另外气门 阀座与气门锥面进行密封配合，对于圆度要求 也非常高。 • 对于上述部位的加工过程，现在480缸盖 分解如下：
• 七、结束语 以上就是发动机缸盖加工工艺的果。 • 对于有装配需求或不易清洗干净之 处，清洗机上一般配备有顶点定位清洗 工位，就可以将规定部位清洗干净了。 但会导致机床长度增加、喷嘴布置不方 便等，而且还无法满足柔性清洗的需求。 • 对于缸盖水道的清洗，因为受到毛 坯铸造质量的影响比较大，所以也是一 个清洗难点。
• 六、缸盖加工的注意事项： 1、缸盖尺寸较大时，由于内应力重新分布而产 生变形，会严重影响缸盖的加工精度。一般的 原则就是先面后孔，粗加工和精加工尽量分散， 以保证加工应力的释放。 2、为了避免缸盖结合面划伤，一般将结合面精 加工尽量放在后续工序。 3、振动清理内腔铁屑杂物工序，应安排在与水 腔有关的加工工序以后最为适宜。免得震动清 理后，又加工与水腔有关的部位，又有铁屑掉 进去，以后还需要进行清洗。 4、加工过程中，特别是自动化大批量加工过程 中，最好带有夹具喷气检测和刀具折断检测， 以减少加工过程中，不必要的损失。
• 5、缸盖的清洗 • 缸盖清洗工序是缸盖的主要辅助工序之 一。因为发动机对缸盖的清洁度要求非常严格 （我们现在AVL缸盖的清洁度指标为： ≤7mg），而缸盖又是一个多孔型腔组成的复杂 铸造箱体，如清洗不彻底而使砂子和铝屑等进 入发动机的润滑系统或汽缸中，则会直接影响 发动机的工作和使用寿命。所以，应该充分重 视缸盖的清洗工序。 对于缸盖清洗机而言，现在一般都带有 射流清洗工位，相当于预清洗工位，工件在水 箱中翻转，清洗喷嘴带有压缩空气的水流，从
•
对于加工中心，现在基本已经取消镗 模架，利用刀具的自导向来消除刀杆重 力的影响。刀杆的结构特点是：在刀杆 的圆周上，均匀布置一个刀刃和三个导 向条。刀杆数量一般是一长一短。 加工过程如下： 先由短刀杆加工一个凸轮轴孔（至半 精加工尺寸）---退刀----长刀杆完成所有 凸轮轴孔的半精、精加工。
• 4、缸盖加工过程的毛刺 • 对于铝合金缸盖，因为是塑性材料，加工 过程中不可避免的产生毛刺。 对于加工过程中的毛刺，除了要合理的选 用加工参数、刀具参数外，还可以提高工件材 料的硬度，也可以弱化加工过程中毛刺的产生。 现在加工过程中，主要有以下几种方式去 除加工毛刺： 一、尼龙毛刷去毛刺，多用于大的加工表面和 大的孔系去毛刺； 二、高压水去毛刺，多用于深油孔去毛刺，也 有利用旋转水柱去大面或大孔的毛刺；