一種氣缸蓋氣門(mén)導(dǎo)管孔加工工藝分析

嚴(yán)健 陳嘉良 覃國(guó)振

上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司 廣西柳州市 545007

1 引言

對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)講，不同的發(fā)動(dòng)機(jī)，構(gòu)造氣缸蓋的方式也有著明顯差別，對(duì)于各個(gè)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(diǎn)的是進(jìn)、排氣門(mén)導(dǎo)管孔和座圈錐面的加工。

2 傳統(tǒng)的氣缸蓋氣門(mén)導(dǎo)管孔加工工藝

一般來(lái)講，傳統(tǒng)的氣缸蓋氣門(mén)導(dǎo)管加工工藝的完成是比較繁瑣的，首先需要分兩步進(jìn)行鉆擴(kuò)氣門(mén)和導(dǎo)氣管孔，然而卻很難達(dá)到工藝要求的標(biāo)準(zhǔn)，其原因在于跳動(dòng)超差會(huì)在多次定位中產(chǎn)生。其次，在槍鉸氣門(mén)導(dǎo)管之間，需要對(duì)氣門(mén)導(dǎo)管和氣門(mén)座圈進(jìn)行再壓工作[1]。再锪削氣門(mén)座圈錐面是要在上述兩步工作內(nèi)容執(zhí)行過(guò)后，最后做的工作，但是由于锪削速度緩慢，最終導(dǎo)致錐面的出現(xiàn)粗糙度較差，非連續(xù)。在這個(gè)過(guò)程中，由于步驟繁雜，必然會(huì)造成成本較高。隨著我國(guó)科技不斷的發(fā)展進(jìn)步，傳統(tǒng)的加工工藝已經(jīng)不能滿(mǎn)足時(shí)代的發(fā)展需求，必須要被新興起的工藝取代。

3 新興氣缸蓋氣門(mén)導(dǎo)管孔加工工藝

為了能夠使氣門(mén)導(dǎo)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(chǎn)，需要采用復(fù)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(duì)刀具的材料進(jìn)行選擇[2]。而具體的加工流程主要是（如圖1所示）：1.車(chē)刀與鉸刀需要保證備工狀態(tài)，主要是通過(guò)將在起始位置將兩個(gè)推桿固定。2.在控制好猝倒的加工余量之后，可以開(kāi)始锪氣門(mén)座圈，將車(chē)刀處于等待狀態(tài)。與此同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)座圈和導(dǎo)管孔的加工需要，且推動(dòng)內(nèi)桿開(kāi)始加工工作。HT250是氣門(mén)導(dǎo)管選擇材料，這種材料的特點(diǎn)是硬度不高，一般情況下使用普通材質(zhì)的合金刀片即可，但是只能滿(mǎn)足加工數(shù)量少于100孔，對(duì)于高度要求的切削線(xiàn)速度和座圈錐面光滑度是無(wú)法滿(mǎn)足的。因此，為了能夠滿(mǎn)足加工過(guò)程中的速度、光滑度、精細(xì)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(wěn)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(lái)導(dǎo)管孔的精細(xì)度與差率。

圖1 專(zhuān)門(mén)的符合道具圖

4 一種氣缸蓋氣門(mén)導(dǎo)管加工工藝分析

為了使產(chǎn)品質(zhì)量能夠具有一定的穩(wěn)定性和質(zhì)量上的提升，需要改進(jìn)技術(shù)方面和管理方面的不足。對(duì)此，通過(guò)對(duì)某工廠加工工藝進(jìn)行分析總結(jié)，提出改進(jìn)方案：

（1）為了保證加工合格，需要對(duì)定位的精度進(jìn)行確定。缸蓋進(jìn)槍鉸時(shí)起到定位的作用，右面在滾道上前進(jìn)，此時(shí)想要保證能夠正常插入導(dǎo)管定位套，就需要將加工尺寸控制在公差內(nèi)。0.7425厘米左右是B40恒力專(zhuān)工序加工缸蓋左右面的長(zhǎng)度，因此，前期技術(shù)偏離需要保證約為0.74厘米。在使用B40進(jìn)行加工時(shí)，經(jīng)常會(huì)有超差現(xiàn)象發(fā)生，其原因在與改工藝的定位穩(wěn)定性較差，＜0.7425厘米是現(xiàn)場(chǎng)可以控制的尺寸，此時(shí)能夠保證定位不受影響[3] 。

（2）目前，已經(jīng)用三菱專(zhuān)機(jī)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(wěn)定性不夠。

（3）座圈導(dǎo)管底孔的精加工主要是通過(guò)工序B240專(zhuān)機(jī)，該工序也是整個(gè)工藝中的重點(diǎn)工序，在工藝上已經(jīng)做出調(diào)整，現(xiàn)尺寸已經(jīng)有了非常大的提高，但是，還是會(huì)經(jīng)常發(fā)生座圈底孔和導(dǎo)管底孔的同軸度、垂直度超差的現(xiàn)象。另外，近期已經(jīng)將原有的探頭去掉，其原因在與更換之后報(bào)警探測(cè)值非常不穩(wěn)定，導(dǎo)致加工左權(quán)低空的深度也不穩(wěn)定，而B(niǎo)240工序的加工質(zhì)量對(duì)槍鉸合格率有著直接影響。

（4）槍鉸合格率會(huì)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(dòng)距離，而座圈壓裝后加工余量有約為3微米，經(jīng)過(guò)測(cè)量結(jié)果顯示，如果距離超過(guò)1微米，一定會(huì)對(duì)合格率有影響[4]。

（5）槍鉸專(zhuān)機(jī)本身的影響。從2016年7月開(kāi)始，槍鉸專(zhuān)機(jī)加工導(dǎo)管孔孔徑不合格。為了將問(wèn)題解決，已經(jīng)對(duì)刀具、工裝等作出調(diào)整，然而，需要面對(duì)的最主要問(wèn)題就是跳動(dòng)超差工件較多。從7月過(guò)后，座圈跳動(dòng)超差等現(xiàn)象也頻繁發(fā)生，主要是由于B線(xiàn)槍鉸工序出現(xiàn)導(dǎo)管孔加工錐度，以及座圈加工出現(xiàn)偏及。

為了將以上問(wèn)題進(jìn)行解決，該企業(yè)已經(jīng)對(duì)工藝進(jìn)行再次調(diào)節(jié)，在11月是開(kāi)始將導(dǎo)管的定位套、刀桿導(dǎo)套進(jìn)行更換，在11月底時(shí)，已經(jīng)使用新的刀柄將原有刀柄全部取代，12月上旬對(duì)所有的進(jìn)氣門(mén)主軸軸承進(jìn)行更換，用螺栓進(jìn)行擰緊之后，左右的主軸都能夠插入換臺(tái)之間的定位銷(xiāo)。不僅如此，對(duì)廢品率的組成情況進(jìn)行了明確，機(jī)加工廠總結(jié)分析了降低缸蓋線(xiàn)槍鉸工序廢品率。進(jìn)氣門(mén)座圈，座圈加工等工藝加工的效果都存在者一定的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行研究、對(duì)比、分析，最終確定跳動(dòng)超差仍然是到是氣門(mén)座圈加工不合格的最主要原因，因此，為了能夠?qū)⑵湓蚍治鐾笍兀枰獙⑵浞譃閮刹糠诌M(jìn)行思考。①槍鉸專(zhuān)機(jī)精加工的工序存在著一定的不穩(wěn)定性。①前幾道工序的底面加工與座圈尺寸控制不穩(wěn)定[5]。

對(duì)此，相關(guān)部門(mén)現(xiàn)對(duì)B50工序進(jìn)行調(diào)整，保證導(dǎo)管和座圈的工藝質(zhì)量，同時(shí)，對(duì)設(shè)備各軸精度進(jìn)行了合格檢驗(yàn)。首先是從工裝加入開(kāi)始進(jìn)行，對(duì)地位塊進(jìn)行一定程度地上的修磨，將其平面度從原來(lái)得6微米調(diào)整到小于1微米，上述步驟操作完成之后，開(kāi)始對(duì)廠家設(shè)計(jì)的工藝步驟進(jìn)行改變，為了保證地面與導(dǎo)管的垂直度能夠符合標(biāo)準(zhǔn)，使用锪平面代替中心鉆。另外，為保證金價(jià)工序的坯料垂直度具有可靠性、穩(wěn)定性，還對(duì)工序B240的定位面進(jìn)行了調(diào)整，將原有的5微米提升至2微米。在所有工序中，應(yīng)該說(shuō)調(diào)整難度最大的屬B295工序，主要是由于該設(shè)備非我國(guó)生產(chǎn)，在精細(xì)度、調(diào)整度上都有非常大的難度，同時(shí)調(diào)整過(guò)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(guān)部門(mén)已經(jīng)使用廠家的檢驗(yàn)工具進(jìn)行了檢驗(yàn)，并沒(méi)有明顯問(wèn)題。

為了能夠更精準(zhǔn)的完成計(jì)量工具，將檢具進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，缺少了因原有細(xì)長(zhǎng)檢驗(yàn)棒出現(xiàn)的耐性問(wèn)題，在重新校驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)了頂端下垂問(wèn)題出現(xiàn)的原因，主軸的側(cè)母線(xiàn)與工裝定位套的周度為10微米，與母線(xiàn)直線(xiàn)度為15微米。重新對(duì)主軸箱定位，需要將原有的主軸定位銷(xiāo)去掉，然后將前面的10微米、15微米的長(zhǎng)度全部增加1微米后，再次進(jìn)行定位銷(xiāo)孔定位。以這樣的方式調(diào)整過(guò)后，氣門(mén)座圈的合格率可以在很大程度上提高。而主軸部件通過(guò)上述工序的完成，小于15微米是軸向跳動(dòng)的長(zhǎng)度，小于2微米徑向跳動(dòng)的距離，同軸度的保證是建立在符合道具硬度的基礎(chǔ)上。除此之外，加工余量的保證也需要做到位。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，為了提高氣缸蓋的精密程度，導(dǎo)管孔加工的工藝還需要進(jìn)一步的提高，工藝中的各個(gè)細(xì)節(jié)不斷完善，才能夠保證刀具、工裝的工作效率，促進(jìn)氣缸蓋工藝的進(jìn)一步發(fā)展。