一種氣缸蓋氣門導管孔加工工藝分析

嚴健 陳嘉良 覃國振

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545007

1 引言

對于發動機來講，不同的發動機，構造氣缸蓋的方式也有著明顯差別，對于各個階段的加工工藝自然也有差別。在氣缸蓋的各步加工工藝中，其中可以算作是重難點的是進、排氣門導管孔和座圈錐面的加工。

2 傳統的氣缸蓋氣門導管孔加工工藝

一般來講，傳統的氣缸蓋氣門導管加工工藝的完成是比較繁瑣的，首先需要分兩步進行鉆擴氣門和導氣管孔，然而卻很難達到工藝要求的標準，其原因在于跳動超差會在多次定位中產生。其次，在槍鉸氣門導管之間，需要對氣門導管和氣門座圈進行再壓工作[1]。再锪削氣門座圈錐面是要在上述兩步工作內容執行過后，最后做的工作，但是由于锪削速度緩慢，最終導致錐面的出現粗糙度較差，非連續。在這個過程中，由于步驟繁雜，必然會造成成本較高。隨著我國科技不斷的發展進步，傳統的加工工藝已經不能滿足時代的發展需求，必須要被新興起的工藝取代。

3 新興氣缸蓋氣門導管孔加工工藝

為了能夠使氣門導管孔的精加工能夠分配均勻，必須要從底孔同軸誤差入手。因此，為了能夠減少同軸物產，需要采用復合刀具，不僅如此，為了提高加工的速度，刀具的硬度一定要夠，因此，還需要對刀具的材料進行選擇[2]。而具體的加工流程主要是（如圖1所示）：1.車刀與鉸刀需要保證備工狀態，主要是通過將在起始位置將兩個推桿固定。2.在控制好猝倒的加工余量之后，可以開始锪氣門座圈，將車刀處于等待狀態。與此同時，為了實現對座圈和導管孔的加工需要，且推動內桿開始加工工作。HT250是氣門導管選擇材料，這種材料的特點是硬度不高，一般情況下使用普通材質的合金刀片即可，但是只能滿足加工數量少于100孔，對于高度要求的切削線速度和座圈錐面光滑度是無法滿足的。因此，為了能夠滿足加工過程中的速度、光滑度、精細度等要求，需要使用硬度僅次于金剛石的CBN材料道具。由于其硬度、熱穩定性能夠有所保障，因此，刀刃的速度可以提高，自然也就能夠保證加工出來導管孔的精細度與差率。

圖1 專門的符合道具圖

4 一種氣缸蓋氣門導管加工工藝分析

為了使產品質量能夠具有一定的穩定性和質量上的提升，需要改進技術方面和管理方面的不足。對此，通過對某工廠加工工藝進行分析總結，提出改進方案：

（1）為了保證加工合格，需要對定位的精度進行確定。缸蓋進槍鉸時起到定位的作用，右面在滾道上前進，此時想要保證能夠正常插入導管定位套，就需要將加工尺寸控制在公差內。0.7425厘米左右是B40恒力專工序加工缸蓋左右面的長度，因此，前期技術偏離需要保證約為0.74厘米。在使用B40進行加工時，經常會有超差現象發生，其原因在與改工藝的定位穩定性較差，＜0.7425厘米是現場可以控制的尺寸，此時能夠保證定位不受影響[3] 。

（2）目前，已經用三菱專機B50工序加工代替原有的B230工序，其原因在于，相比較而言，B230的穩定性不夠。

（3）座圈導管底孔的精加工主要是通過工序B240專機，該工序也是整個工藝中的重點工序，在工藝上已經做出調整，現尺寸已經有了非常大的提高，但是，還是會經常發生座圈底孔和導管底孔的同軸度、垂直度超差的現象。另外，近期已經將原有的探頭去掉，其原因在與更換之后報警探測值非常不穩定，導致加工左權低空的深度也不穩定，而B240工序的加工質量對槍鉸合格率有著直接影響。

（4）槍鉸合格率會受到座圈配套件的少部分影響。5微米左右是正常配套件的跳動距離，而座圈壓裝后加工余量有約為3微米，經過測量結果顯示，如果距離超過1微米，一定會對合格率有影響[4]。

（5）槍鉸專機本身的影響。從2016年7月開始，槍鉸專機加工導管孔孔徑不合格。為了將問題解決，已經對刀具、工裝等作出調整，然而，需要面對的最主要問題就是跳動超差工件較多。從7月過后，座圈跳動超差等現象也頻繁發生，主要是由于B線槍鉸工序出現導管孔加工錐度，以及座圈加工出現偏及。

為了將以上問題進行解決，該企業已經對工藝進行再次調節，在11月是開始將導管的定位套、刀桿導套進行更換，在11月底時，已經使用新的刀柄將原有刀柄全部取代，12月上旬對所有的進氣門主軸軸承進行更換，用螺栓進行擰緊之后，左右的主軸都能夠插入換臺之間的定位銷。不僅如此，對廢品率的組成情況進行了明確，機加工廠總結分析了降低缸蓋線槍鉸工序廢品率。進氣門座圈，座圈加工等工藝加工的效果都存在者一定的問題，通過對大量數據進行研究、對比、分析，最終確定跳動超差仍然是到是氣門座圈加工不合格的最主要原因，因此，為了能夠將其原因分析透徹，需要將其分為兩部分進行思考。①槍鉸專機精加工的工序存在著一定的不穩定性。①前幾道工序的底面加工與座圈尺寸控制不穩定[5]。

對此，相關部門現對B50工序進行調整，保證導管和座圈的工藝質量，同時，對設備各軸精度進行了合格檢驗。首先是從工裝加入開始進行，對地位塊進行一定程度地上的修磨，將其平面度從原來得6微米調整到小于1微米，上述步驟操作完成之后，開始對廠家設計的工藝步驟進行改變，為了保證地面與導管的垂直度能夠符合標準，使用锪平面代替中心鉆。另外，為保證金價工序的坯料垂直度具有可靠性、穩定性，還對工序B240的定位面進行了調整，將原有的5微米提升至2微米。在所有工序中，應該說調整難度最大的屬B295工序，主要是由于該設備非我國生產，在精細度、調整度上都有非常大的難度，同時調整過程也非常繁瑣。主軸的行走精度與工裝定位套的同軸度相關部門已經使用廠家的檢驗工具進行了檢驗，并沒有明顯問題。

為了能夠更精準的完成計量工具，將檢具進行重新設計，缺少了因原有細長檢驗棒出現的耐性問題，在重新校驗后發現了頂端下垂問題出現的原因，主軸的側母線與工裝定位套的周度為10微米，與母線直線度為15微米。重新對主軸箱定位，需要將原有的主軸定位銷去掉，然后將前面的10微米、15微米的長度全部增加1微米后，再次進行定位銷孔定位。以這樣的方式調整過后，氣門座圈的合格率可以在很大程度上提高。而主軸部件通過上述工序的完成，小于15微米是軸向跳動的長度，小于2微米徑向跳動的距離，同軸度的保證是建立在符合道具硬度的基礎上。除此之外，加工余量的保證也需要做到位。

5 結語

總而言之，為了提高氣缸蓋的精密程度，導管孔加工的工藝還需要進一步的提高，工藝中的各個細節不斷完善，才能夠保證刀具、工裝的工作效率，促進氣缸蓋工藝的進一步發展。