一种气缸盖气门导管孔加工工艺分析

严健 陈嘉良 覃国振

上汽通用五菱汽车股份有限公司 广西柳州市 545007

1 引言

对于发动机来讲，不同的发动机，构造气缸盖的方式也有着明显差别，对于各个阶段的加工工艺自然也有差别。在气缸盖的各步加工工艺中，其中可以算作是重难点的是进、排气门导管孔和座圈锥面的加工。

2 传统的气缸盖气门导管孔加工工艺

一般来讲，传统的气缸盖气门导管加工工艺的完成是比较繁琐的，首先需要分两步进行钻扩气门和导气管孔，然而却很难达到工艺要求的标准，其原因在于跳动超差会在多次定位中产生。其次，在枪铰气门导管之间，需要对气门导管和气门座圈进行再压工作[1]。再锪削气门座圈锥面是要在上述两步工作内容执行过后，最后做的工作，但是由于锪削速度缓慢，最终导致锥面的出现粗糙度较差，非连续。在这个过程中，由于步骤繁杂，必然会造成成本较高。随着我国科技不断的发展进步，传统的加工工艺已经不能满足时代的发展需求，必须要被新兴起的工艺取代。

3 新兴气缸盖气门导管孔加工工艺

为了能够使气门导管孔的精加工能够分配均匀，必须要从底孔同轴误差入手。因此，为了能够减少同轴物产，需要采用复合刀具，不仅如此，为了提高加工的速度，刀具的硬度一定要够，因此，还需要对刀具的材料进行选择[2]。而具体的加工流程主要是（如图1所示）：1.车刀与铰刀需要保证备工状态，主要是通过将在起始位置将两个推杆固定。2.在控制好猝倒的加工余量之后，可以开始锪气门座圈，将车刀处于等待状态。与此同时，为了实现对座圈和导管孔的加工需要，且推动内杆开始加工工作。HT250是气门导管选择材料，这种材料的特点是硬度不高，一般情况下使用普通材质的合金刀片即可，但是只能满足加工数量少于100孔，对于高度要求的切削线速度和座圈锥面光滑度是无法满足的。因此，为了能够满足加工过程中的速度、光滑度、精细度等要求，需要使用硬度仅次于金刚石的CBN材料道具。由于其硬度、热稳定性能够有所保障，因此，刀刃的速度可以提高，自然也就能够保证加工出来导管孔的精细度与差率。

图1 专门的符合道具图

4 一种气缸盖气门导管加工工艺分析

为了使产品质量能够具有一定的稳定性和质量上的提升，需要改进技术方面和管理方面的不足。对此，通过对某工厂加工工艺进行分析总结，提出改进方案：

（1）为了保证加工合格，需要对定位的精度进行确定。缸盖进枪铰时起到定位的作用，右面在滚道上前进，此时想要保证能够正常插入导管定位套，就需要将加工尺寸控制在公差内。0.7425厘米左右是B40恒力专工序加工缸盖左右面的长度，因此，前期技术偏离需要保证约为0.74厘米。在使用B40进行加工时，经常会有超差现象发生，其原因在与改工艺的定位稳定性较差，＜0.7425厘米是现场可以控制的尺寸，此时能够保证定位不受影响[3] 。

（2）目前，已经用三菱专机B50工序加工代替原有的B230工序，其原因在于，相比较而言，B230的稳定性不够。

（3）座圈导管底孔的精加工主要是通过工序B240专机，该工序也是整个工艺中的重点工序，在工艺上已经做出调整，现尺寸已经有了非常大的提高，但是，还是会经常发生座圈底孔和导管底孔的同轴度、垂直度超差的现象。另外，近期已经将原有的探头去掉，其原因在与更换之后报警探测值非常不稳定，导致加工左权低空的深度也不稳定，而B240工序的加工质量对枪铰合格率有着直接影响。

（4）枪铰合格率会受到座圈配套件的少部分影响。5微米左右是正常配套件的跳动距离，而座圈压装后加工余量有约为3微米，经过测量结果显示，如果距离超过1微米，一定会对合格率有影响[4]。

（5）枪铰专机本身的影响。从2016年7月开始，枪铰专机加工导管孔孔径不合格。为了将问题解决，已经对刀具、工装等作出调整，然而，需要面对的最主要问题就是跳动超差工件较多。从7月过后，座圈跳动超差等现象也频繁发生，主要是由于B线枪铰工序出现导管孔加工锥度，以及座圈加工出现偏及。

为了将以上问题进行解决，该企业已经对工艺进行再次调节，在11月是开始将导管的定位套、刀杆导套进行更换，在11月底时，已经使用新的刀柄将原有刀柄全部取代，12月上旬对所有的进气门主轴轴承进行更换，用螺栓进行拧紧之后，左右的主轴都能够插入换台之间的定位销。不仅如此，对废品率的组成情况进行了明确，机加工厂总结分析了降低缸盖线枪铰工序废品率。进气门座圈，座圈加工等工艺加工的效果都存在者一定的问题，通过对大量数据进行研究、对比、分析，最终确定跳动超差仍然是到是气门座圈加工不合格的最主要原因，因此，为了能够将其原因分析透彻，需要将其分为两部分进行思考。①枪铰专机精加工的工序存在着一定的不稳定性。①前几道工序的底面加工与座圈尺寸控制不稳定[5]。

对此，相关部门现对B50工序进行调整，保证导管和座圈的工艺质量，同时，对设备各轴精度进行了合格检验。首先是从工装加入开始进行，对地位块进行一定程度地上的修磨，将其平面度从原来得6微米调整到小于1微米，上述步骤操作完成之后，开始对厂家设计的工艺步骤进行改变，为了保证地面与导管的垂直度能够符合标准，使用锪平面代替中心钻。另外，为保证金价工序的坯料垂直度具有可靠性、稳定性，还对工序B240的定位面进行了调整，将原有的5微米提升至2微米。在所有工序中，应该说调整难度最大的属B295工序，主要是由于该设备非我国生产，在精细度、调整度上都有非常大的难度，同时调整过程也非常繁琐。主轴的行走精度与工装定位套的同轴度相关部门已经使用厂家的检验工具进行了检验，并没有明显问题。

为了能够更精准的完成计量工具，将检具进行重新设计，缺少了因原有细长检验棒出现的耐性问题，在重新校验后发现了顶端下垂问题出现的原因，主轴的侧母线与工装定位套的周度为10微米，与母线直线度为15微米。重新对主轴箱定位，需要将原有的主轴定位销去掉，然后将前面的10微米、15微米的长度全部增加1微米后，再次进行定位销孔定位。以这样的方式调整过后，气门座圈的合格率可以在很大程度上提高。而主轴部件通过上述工序的完成，小于15微米是轴向跳动的长度，小于2微米径向跳动的距离，同轴度的保证是建立在符合道具硬度的基础上。除此之外，加工余量的保证也需要做到位。

5 结语

总而言之，为了提高气缸盖的精密程度，导管孔加工的工艺还需要进一步的提高，工艺中的各个细节不断完善，才能够保证刀具、工装的工作效率，促进气缸盖工艺的进一步发展。