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摘要：发动机缸盖是发动机中的重要组成部件，缸盖的加工精度对于发动机性能的发挥与汽车的整体性能具有重要影响。缸盖在发动机中的作用是封闭气缸，实现节油降耗的作用，在一定程度上能够延长发动机的使用年限，提高动力性能。基于此，本文针对汽车发动机缸盖机加工线工艺设计及应用进行了论述。
关键词：汽车发动机；缸盖；加工线；工艺设计；应用
国外很多铝合金缸盖加工生产线都是运用全卧式的柔性加工线，但其综合性成本偏高，一次加工投资金额较大。因此，根据实践，按照国内/外设备制造状态，选用不同的国内/外多型号的设备进行组线，按照粗、精加工，立卧结合的方式，优化资源配置，降低成本，减少不必要的投资，在实现人工以及自动上下线生产考量中，制定最具性价比及适宜的工艺方案。
1 汽车发动机缸盖机加工的概述
缸盖使发动机总成中的主要零件之一，位于发动机上部，通过缸垫、螺栓，和气缸体牢固地作用于一体。它主要的功能包含以下三方面：①将气缸的上部封闭，让活塞的顶部与汽缸壁共同作用形成燃烧室；②定制发动机的气门等配气机构，也是进排气管和出水管的主要装配基体；③在气缸内部有冷却水套，气缸面上的冷却水和内部冷却水相互贯通，运用循环水将内部的高温带走。可见，缸盖的加工工艺极为复杂，并对精度有较高的要求，而精度的优劣对发动机的整体性能及可靠性影响极大。缸盖内部关键的部件是进/排气孔和气门座圈。这两个重要部位对缸盖的燃烧质量具有重要的影响，随之也将影响整个发动机的性能以及品质。
2 发动机缸盖的特点
发动机缸盖的结构特点大致可以概括两点内容：第一点，具有足够强的韧度和强度，这样才能确保在受到足够强大的气体的负荷和热负荷的作用下，还能够安全可靠的运转，保证工作质量。第二点，缺盖的形状多数情况下都是六面体，是一种多孔薄壁零件，而481缸盖上，最多可以加孔100多个，最薄处只有4.5mm。
3 发动机缸盖的加工工艺
3.1加工发动机缸盖的大面积平面
发动机缸盖的大面积平面主要有排气面、进气面、底面和顶面，发动机缸盖的大面积平面具有较高的加工精度要求。因此对于刀具的调整精度和机床的几何精度均有着较高的要求。在传统的缸盖大平面加工中使用的主要加工工具是硬质合金刀片和金刚石修光刃。随着技术的进步，如果毛坯加工良好，则可以使用金刚石刀片来完成整个大面积平面的加工工艺，从而使其表面粗糙度得到提高。
3.2加工发动机缸盖的高精度孔
发动机缸盖中的高精度孔包括凸轮轴孔、挺杆孔、导管孔和气门阀座等孔隙，这些孔隙对于表面粗糙度、位置精度和尺寸精度的要求均较高。因此可以说缸盖机加工艺中的核心工艺就是高精度孔的加工，也成为了发动机缸盖机加工艺中的技术难点。发动机气门与缸盖气门导管和缸盖气门阀座必须能够完整地配合，这对同轴度有着较高的要求。气门锥面和气门阀座之间必须能够密封，因此气门阀座具有较高的圆度要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当前主要的加工工艺是先进行机床主轴快进，然后进行工进，接着启动主轴，对气门阀座的锥面进行加工。进而将主轴停止并后退，然后重新启动主轴，气门导管进行枪铰加工。在完成枪铰加工之后工进退刀，将主轴回推。这种工艺能够进一步减少重复定位误差，做到一次定位，使得气门阀座和气门导管的同轴度得到提高。但是由于气门导管和气门阀座具有不同的材料因此必须选择不同的刀具，这也进一步提高了加工的难度。
3.3加工气门导管底孔和缸盖挺杆孔
这两方面的加工具有较高的精度要求，在加工的过程中注意尽量减少不必要的误差，提高气门导管底孔和缸盖挺杆孔的加工精度。
3.4加工缸盖凸轮轴孔
缸盖中最长的孔就是凸轮轴孔，如果使用分段加工工艺无法在保障加工精度的同时使凸轮轴孔的同轴度要求得到满足，因此必须对其进行一次精加工成型。在机械加工的过程中，必须消除刀杆自身的重力，这也成为了一个加工难点。当前使用的主要方法是利用刀具本身的自导向或者使用带有镗模架的专机自动生产线，来使刀杆的重力影响降到最小。
3.5加工缸盖中的毛刺
由于铝合金缸盖是一种塑性材料，因此很容易在加工的过程中出现毛刺，必须对毛刺进行进一步的加工。在毛刺加工的过程中要选择合理的刀具参数和加工参数，并且可以通过提高工件材料硬度的方式来减少毛刺的数量，一般去毛刺的主要方法包括电火花去毛刺、表面抛丸、表面喷丸、高压水去毛刺、尼龙毛刷去毛刺等。加工的过程中要注意提高加工工艺的安全性。
4 生产线工艺设计简述
4.1设计纲领
按单一流水线组织生产。设计以LJ486Q和LJ465Q两种机型为主导，两机型可以通过简单调整工装，轮换生产。需生产其他机型时，通过调整和更换部份工装即可以实现。生产纲领按两种产品要求，即生产LJ486Q气缸盖时3万件/年；生产LJ465Q气缸盖时5万件/年。按年工作日251天、每天二班制、每天工作15h计算。生产线设备以进口加工中心为主、配少量具一定柔性的专用机床及必需的辅机组成。设备之间采用输送辊道连接。
4.2主要加工工艺分析及设备
从柔性的角度出发，大部份加工内容选用进口立式加工中心完成。针对部分加工内容需在立式加工中心置备第四回转轴。与选用卧式加工中心相比，这样既达到了加工要求，又减少了设备费用支出。随着数控机床的技术不断进步，立式加工中心的性价比更容易让用户接受。本线加工中心为日本进口。选用的立式加工中心特点是：主轴刀柄为BT40；主轴最高转速为8000r/min；快移速度32m/min；刀对刀换刀时间0.9～1.2s；刀库20把。少部分内容对加工中心因节拍、精度、或成本等影响，该部份内容在产品变化后设备工装调整不大，选用NC专机完成，本线专机为台湾进口。轴承座侧面加工。
5 缸盖机加工工艺的注意事项
第一，为了有效控制工序质量，工艺总体设计时必须同步考虑工序加工后的检测。如在以毛坯定位的第一道工序后，应专门设计有跟毛坯定位夹紧一致的专用检具，按抽检频次对毛坯定位后加工件进行相符性检测，防止本工序铣/钻偏而严重影响后序的加工余量或壁厚。第二，由于缸盖内部结构复杂，内应力在重新分布后会发生形变，这将严重影响其加工的精度。一般的加工原则是先面后孔，粗加工和精细加工分散进行，从而使应力很好地释放。第三，为了避免缸盖的结合面出现划伤，一般结合面都运用精加工工艺，以防止后续工艺对其产生破坏。第四，对自动化程度高的生产线，最好附带夹具喷气检测和刀具折断检测，以避免不必要的损失。
结语
进入二十一世纪以来，汽车发动机制造业在产品制造、工艺、刀具、生产管理方面都产生了一系列变化，与过去的发动机制造企业有很多不同。在产品方面品种多样化的趋势明显，每个品种的生产数量都在减少，人们嗜好的变化速度很快，产品的寿命周期明显缩短了。汽车行业从品种少、数量多的生产体系向多品种、较大生产量的体系变化着。要满足这种变化，发动机制造业的生产柔性化、高速化是走向之一。要及时方便地应对设计变更、缩短生产准备周期，不断地、及时地推出新产品，采用高速加工中心或加工单元组成柔性加工线已成为当今发动机制造业的一种趋势。
参考文献
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论文作者:唐福辉
论文发表刊物:《基层建设》2017年第28期
论文发表时间:2018/1/2
标签：加工论文; 气门论文; 发动机论文; 毛刺论文; 精度论文; 工艺论文; 导管论文; 《基层建设》2017年第28期论文;