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铝合金缸盖加工工艺的难点及优化

2020-11-16 18:17
夹具侠
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三、铝合金缸盖加工工艺的难点及优化

3.1:平面加工

从缸盖的内部结构来看,大平面较多,进、排气面和项面、底面均为大平面,这就要求平面度及表面粗糙度等精度必须保持较高水平,进而要求机床拥有实现高精度加工的能力,能达到较高的刀具调整精度和几何精度。以前,缸盖大平面主要是运用合金刀片加工,现在由于毛坯情况通常较好,因此常用金刚石刀片加工,这种工艺可以优化缸盖平面,提高加工表面的精度。

3.2:高精度孔加工

缸盖有气门导管孔、凸轮轴孔、挺杆孔等高精度孔,彼此间配合严密,因此加工时要严格把控其表面的粗糙度、位置及尺寸精度等。在进行加工时,缸盖气门导管和气门阀座是同时进给加工,要做到一次到位,以减少误差,保持气门导管与阀座的同轴度。具备密封配合要求的气门阀座和锥面,对圆度及跳动有严格要求;有些气门导管孔有运动件间配合要求,因此其尺寸精度要求特别高,且由于两者的材质不同,所以在加工过程中,应注重刀具材料选用等。

3.3:气门导管底孔加工

气门导管底孔的尺寸精度要求非常高,因此加工时应注意考虑精度要求,避免误差出现,应注意精度控制,一旦控制不稳定,将影响气门导管与缸盖的配合度,进而对发动机的可靠性造成影响。

3.4:凸轮轴孔加工

作为缸盖中的最长孔,凸轮轴孔如运用调头加工(或分段加工),虽可降低机床设备的要求,也基本可保障加工精度,但无法满足凸轮轴孔对同轴度的加工要求。所以,加工时应尽可能保证一次成型。

3.5:缸盖加工毛刺的优化

众所周知,缸盖所用的铝合金材料是塑性材料,加工中难免出现毛刺。解决毛刺问题的关键在于:一是加工中首先要选取合适的参数,二是提高工件材料的硬度。在加工过程中,通常运用高压水或尼龙刷来去除和弱化毛刺,这些操作有一定危险性,需要确保人身安全。

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图3 铝合金与蠕墨铸铁缸体

四、缸盖加工流程的优化要点

缸盖加工是一个系统工程,通过细致的实验研究,我们总结出了以下优化要点:

首先,在工艺总体设计时,应同时考虑工序加工后的检测程序设计,完成一道加工就进行相应的检测,这样一来可以有效控制工序质量。其次,缸盖的内部结构十分复杂,内应力的不稳定分布可能导致形变,会影响加工精度。因此,我们在进行缸盖加工时,通常遵循“先面后孔”的原则,并通过将精细加工和粗加工分散进行的手段,释放应力。其三,缸盖的结合面划伤可能导致缸盖品质受损,影响发动机的效能。因此,为了避免该问题发生,我们通常对结合面采用精加工,避免发生后续破坏。其四,随着自动化生产的推进,有些加工生产线自动化程度不断提高,对于这些自动化生产线,必须附带夹具喷气和刀具折断等检测,避免损失的发生。

五、结语

缸盖作为汽车发动机总成的关键部件,其工艺品质事关汽车发动机的整体效能发挥。缸盖结构复杂,加工工艺标准要求较高,因此,不断追求最佳的加工工艺是业界的一致目标。本文对缸盖加工及其工艺进行了介绍,分析了缸盖制造材料和加工生产线,深入探讨了当下主流的铝合金缸盖加工工艺特点,并从平面加工、高精度孔加工、气门导管底孔加工、凸轮轴孔加工、缸盖加工毛刺的优化等方面对工艺难点进行了梳理分析,提出了优化方案,最后还总结了缸盖加工流程的优化要点。我们认为,应不断加强缸盖尤其是铝合金缸盖工艺品质的优化研究,以适应未来汽车行业的发展要求。

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