机械类文献翻译发动机缸盖加工工艺概述.docx

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机械类文献翻译发动机缸盖加工工艺概述

•中文译文

•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。

•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。

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：

•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。

•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。

•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。

•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；

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。

•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，从而达到工件粗步清洗的效果。

•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。

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；

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；

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。

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。

七、结束语

以上就是发动机缸盖加工工艺的概述，真正的知识来自于现场，来自于时间。

•

英文原文

Overviewofenginecylinderheadmachiningprocess

•

•First,thefunctionoftheenginecylinderhead

              Cylinderheadoftheengineofthemainparts,theupperpartoftheengine,thecylinderlinerviathebottomplane,withboltsonthecylinderbody.Themainfunctionisasfollows:

1,thecloseduppercylinderandthepistonandthecylinderwallatthetopwithacombustionchamber.

2,asaset-valveenginevalvetrain,intakeandexhaustpipeandtheoutletpipeassemblybase.

3,insidethecylinderheadcoolingwaterjacket,thebottomsurfaceofthecoolingwaterholeofthecylinderblockcoolingwaterholecommunicatinginordertousetheenginetemperaturecirculatingwateraway.

•Second,thestructuralcharacteristicsofthecylinderhead

•thecylinderheadshouldhavesufficientstrengthandrigiditytoensurethatthegaspressureandundertheactionofthermalstress,workreliably.

•cylinderheadshapeisgenerallyhexahedral,basedporousthinpieces,ofwhichwearenow481cylinderhead,processingupto100thenumberofholes.Castingisonly4.5mmatthethinnest.

•Third,theheadmaterialandblankmanufacturing

•1,cylinderheadmaterial:

•Cylinderheadmaterial,andnowtheenginemanufacturersgenerallyusealuminum.Becausealuminumthermalconductivityisbetter,isconducivetoanappropriateincreaseinpressurecompressionratio,thequalityisalsolighter,youcanreducethevehicle,thewholeweight.Butthedifferenceinstiffnessaluminumalloycylinderhead,easilydeformedduringuse.

•cylinderheadattachment,previouslyvalveseatmaterialcommonlyusedheat-resistantalloycastiron,castironvalveguidescommonlyused.Powdermetallurgyisnowtheseatofthevalveandconduitontheuseofmoreandmore,andmanycomplexshapescanalsobecasting,withoutreprocessingit.However,abrasionresistancethancastiron.

•Crack:

castingstresscaused;

•Coldcompartment:

aluminumcastingprocesswatercoolingratecausedinconsistent;

•loosesurface:

aluminumwaterpouringtemperatureirregularityorimproperingredients;

•stomatal:

castingaluminumwatermixedwithair;

•trachoma:

castaluminumwatermixedwithimpurities;

•dipsand:

improperornoworkpiecetemperaturebakedshotandsoon.

•Four,cylinderheadmachiningdifficulties:

•1,planeprocessing

•thecylinderheadtopsurface,abottomsurfaceandintotheexhaustareaplanarfacesarelarge,highprecision（flatness0.040.05verticality,thepositiondegreeof0.10）,andmaybethebasisforalloftheprocess,forexample,thecylinder480Coveris.

•Thisgeometricaccuracyofthemachineandtooladjustmentisrelativelyhighprecision.

•Previouslargeflatcylinderheadmachining,machiningwithcarbideblade,andwithadiamondbladeDanxiuGuang.Now,ifthesituationisgoodrough,allusingdiamondbladeforprocessing,maywellimprovethesurfaceroughnessafterprocessing.

•2,high-precisionmachiningholes

•cylinderheadvalveseattubehole,holes,etc.tappetcamshaftboreholesandtheDepartmenthaswiththerelationship.Itsdimensionalaccuracy,positionaccuracyandsurfaceroughnessrequirementsareextremelystringent.Sothesehigh-precisionmachiningholesofcylinderheadtechnologyprocessisthecoreprocess,shouldbegivenfullattention.

•1,cylinderheadvalveseats,valveguidesfinishing

•cylinderheadvalveseats,valveguideswithboththeenginevalve,sothatthecoaxialdegreeisrelativelyhigh;additionalvalveseatforsealingengagementwiththevalvecone,theroundnessrequirementsareveryhigh.

•Fortheprocessingoftheseparts,now480headbreaksdownasfollows:

•FastForward---spindleworkinto---spindlerestartprocessingvalveseatcone-------spindlestopandbackendofthespindledistance---restartgunreamingvalveguides（QianTong）----finishedprocessing----workersandretract---spindlepushedback.

•Thebenefitisthatoncepositioned,processingiscompletevalveguidesandvalveseat,positioningerrorcanreduceduplicationandimprovethevalveguidesandvalveseatconcentricity.

•Inaddition,thespindleaftertherestart,machiningthevalveseatwhenthefeeddirectioniftheradialdirectionalongtheseat,processingmethodssuchas"car"seat,providingprecision.Ifthefeeddirectionalongtheaxialdirectionofthevalveseat,called"countersink"or

    "Boring"seat.

•Becausethevalveseatandvalveguidematerialchangeintheselectionprocessofthetoolisconstantlychanging.CarbideinsertsbeforegraduallyreplacedCBNinserts,greatprocessingefficiencyandprovidequality.Andifthereiscopperpowdermaterialvalveseatandvalveguide,PCDinsertscanalsobeusedforprocessing.

•2,cylinderheadtappetholebottomoutletvalveguidemachining

              Theseholemachining,althoughprecisionisrelativelyhigh,however,aslongastheselectedallowance,andthetool,theprocessbasicallynoproblem.

•3,cylinderheadcamshaftholemachining

             Camshaftcylinderheadbore,thecylinderheadisthelongestholesinthestagingprocess,eventhoughthecamshaftholeprocessingcanensureaccuracy,butcannotmeettherequirementsofthecamshaftholeconcentricity,itrequiresafinishmolding.Forthelengthoftheshankisabout500mm,thearboritselfhowtoeliminatetheimpactofgravity?

              Forthepurposesofautomaticlineplane,generallywithboringmoldtoeliminatetheinfluenceoftherelativelylargeengine,theremaybeseveralboringwithmold.

•Formachiningcenters,nowhasbasicallybeencanceledboringmold,theuseofself-orientedtooltoeliminatetheeffectsofgravityArbor.Arborstructureischaracterizedby:

thecircumferenceoftheholder,evenlyarrangedabladeandthreeguidebars.Arborquantityisgenerallyalong,oneshort.

          Processasfollows:

          Firstbykniferodprocessingacamshafthole（tothesemi-finisheddimension）---retraction----Longshankcompleteallthecamshaftholesemi-intensive,finishing.

•4,cylinderheadmachiningprocessburr

•Foraluminumalloycylinderhead,becauseitisaplasticmaterial,processinginevitableglitches.

          Forprocessingglitches,inadditiontoareasonableselectionofmachiningparameters,toolparameters,butalsocanimprovethehardnessoftheworkpiecemat