一、氣缸有好多部件組成,每個(gè)部件都有不同的作用,氣缸蓋是內(nèi)燃機(jī)零件中結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的箱體零件,也是關(guān)鍵件,其精度要求高,加工工藝復(fù)雜,且加工質(zhì)量直接影響發(fā)動機(jī)整體性能。下面簡單的說下氣缸蓋的4個(gè)基本功能。
1、氣缸蓋罩第一個(gè)且最基本的功能是遮蓋并密封氣缸蓋, 將機(jī)油保持在內(nèi)部, 同時(shí)將污垢和濕氣等污染物隔絕于外。這聽起來似乎簡單, 但通常是最難做好的一個(gè)方面。
2、氣缸蓋罩的另一功能是充當(dāng)機(jī)油加注口。這種結(jié)構(gòu)可以簡單至一個(gè)孔, 在其中擰入機(jī)油加注口蓋即可;也可以是更加復(fù)雜的注油管。
3、氣缸蓋罩的第三個(gè)功能是將機(jī)油與空氣隔離。在發(fā)動機(jī)的運(yùn)行過程中會形成油霧。氣缸蓋罩較冷的內(nèi)表面會聚集油霧, 使機(jī)油冷凝并向下流回機(jī)油殼。氣缸蓋罩還肩負(fù)曲軸箱通風(fēng)的責(zé)任。當(dāng)活塞在氣缸中運(yùn)動時(shí), 發(fā)動機(jī)內(nèi)部會集聚壓力。如果置之不理, 此壓力會使各個(gè)密封件泄漏, 導(dǎo)致發(fā)動機(jī)效率降低。為了避免這種情況, 用一個(gè)管子連接氣缸蓋罩和進(jìn)氣道, 以便燃燒通風(fēng)空氣。該管可以使用帶槽軟管接頭、螺紋管接頭或快換接頭來連接。氣缸蓋罩內(nèi)的擋油板或過濾器用來盡量避免機(jī)油流向進(jìn)氣道。
4、氣缸蓋罩還可以作為傳感器安裝支座, 包括凸輪軸位置和凸輪軸正時(shí)傳感器。當(dāng)然, 是否包括這些傳感器取決于發(fā)動機(jī)的復(fù)雜程度。
二、對于內(nèi)燃機(jī)氣缸蓋制造,其制造系統(tǒng)雖然不同,但加工工藝及工藝設(shè)計(jì)中所采用的工藝技術(shù)仍有許多共同之處。其進(jìn)、排氣門座圈錐面與導(dǎo)管孔的加工是氣缸蓋加工中最關(guān)鍵的工序,精度一般為:高速發(fā)動機(jī)座圈底孔與其導(dǎo)管底孔的同軸度為φ0.03mm,座圈錐面對導(dǎo)管孔的同軸度為φ0.025mm,轉(zhuǎn)速低于3600r/min的內(nèi)燃機(jī)可分別降為φ0.05mm,0.04mm,一般采用鉆--(復(fù)合擴(kuò))--半精譴氣門座孔、導(dǎo)管底孔—精譴氣門座底孔、槍鉸導(dǎo)管底孔—壓導(dǎo)管、座圈—精車座圈錐面、槍鉸導(dǎo)管孔工藝。根據(jù)零件結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)綱領(lǐng)及加工精度,以直列三缸、四缸柴油機(jī)灰口鑄鐵材料的氣缸蓋為例,結(jié)合國內(nèi)外機(jī)械加工工藝的發(fā)展趨勢及萊動公司缸蓋生產(chǎn)的具體情況,對其進(jìn)行探討分析。
1 氣門座圈錐面加工方式
目前,加工座圈錐面多采用車削工藝。而采用锪錐面的加工工藝,其缺點(diǎn)是在錐面上會復(fù)映惚刀切削刃的各種缺陷。另外,由于切削力較大,要求刀體的剛性好。但它具有刀具結(jié)構(gòu)和運(yùn)動簡單,生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)。
此外,座圈材料的不同,也會影響加工方式的選擇。一般地,當(dāng)座圈硬度在HRC40以上時(shí),座圈硬度較高,只能采用車削錐面;當(dāng)座圈硬度低于HRC40時(shí),既可采用車削錐面,也可采用惚錐面工藝。
2 定位方式
工件的定位方式對其精度影響很大,一種是采用一面兩銷定位,但這種方式有一個(gè)缺點(diǎn),由于存在導(dǎo)管孔及氣門座孔到銷孔的位置精度誤差,因此使加工余量不均勻,不易達(dá)到產(chǎn)品精度要求。而采用以平面和導(dǎo)管外圓表面定位,使導(dǎo)管和氣門座孔縱向軸線與機(jī)床主軸軸線相重合,則可使加工余量均勻,加工精度高。但是,這種工藝在一個(gè)工位上只能加工一個(gè)氣門座,生產(chǎn)率較低。因此,大批量生產(chǎn)時(shí),仍然經(jīng)常采用一面兩銷定位,作為加工線全線的統(tǒng)一精基準(zhǔn)。然而,毛坯粗基準(zhǔn)的選擇更加重要,在氣缸蓋生產(chǎn)線中,一般采用頂面。在萊動公司的氣缸蓋生產(chǎn)中,由于鑄造采用了整體氣道芯,整條加工線采用了兩螺栓孔在頂面的出口段作為工藝定位銷孔,因而選擇了已精銑后的底面、第1,3(4)進(jìn)氣門座孔作為粗基準(zhǔn),加工工藝定位銷孔,較好地保證了氣門座孔和氣道質(zhì)量。
3 氣門座底孔與導(dǎo)管孔底孔的加工
多年來,如何保證氣門座底孔與導(dǎo)管孔底孔的同軸度,一直困擾著眾多的內(nèi)燃機(jī)生產(chǎn)廠家。常規(guī)方法一般采用鉆、擴(kuò)、鉸工藝,采用前后兩端導(dǎo)向的刀具結(jié)構(gòu),由于刀具細(xì)長,刀具剛性不足,加工過程中,各種原因產(chǎn)生的徑向力不均勻,刀具易產(chǎn)生彎曲變形、讓刀,從而引起同軸度超差。近年來,通過對刀具的研究、改進(jìn),采用了一些新工藝,較好地解決了這一問題。如適當(dāng)縮短導(dǎo)管孔鉸刀到座孔鉸刀的距離,先采用刀柄導(dǎo)向鉸導(dǎo)管孔,然后用導(dǎo)管孔鉸刀的導(dǎo)向部分導(dǎo)向和刀柄雙導(dǎo)向鉸氣門座孔,采用這樣的無間隙導(dǎo)向,可強(qiáng)制氣門座孔鉸刀修正上面工序的微量不同軸度。另外,通過對座圈孔和導(dǎo)管孔復(fù)合擴(kuò)刀幾何角度的改進(jìn),把常規(guī)的擴(kuò)刀變?yōu)殓M擴(kuò)刀、鏜鉸刀,也收到了很好的效果。
4 導(dǎo)管孔的加工方式
一般采用單刃鉸刀(即槍鉸刀)進(jìn)行加工,這種刀具設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)向條,在切削過程中可起導(dǎo)向作用,對加工余量不均勻的敏感性低。另外,在槍鉸刀基礎(chǔ)上發(fā)展起來一種槍譴刀,與槍鉸刀十分類似,它采用三個(gè)導(dǎo)向條。這樣,在譴刀切入工件后,其中一個(gè)導(dǎo)向條立即起支撐作用,提高了鏜刀的剛性,這種槍鏜刀也用于加工導(dǎo)管孔。
在大批量生產(chǎn)中,氣缸一般采用一面兩銷定位,同時(shí)提高導(dǎo)管底孔及氣門座底孔對定位銷孔位置精度,減少定位誤差,使加工余量均勻,保證產(chǎn)品精度要求。另外,槍鉸冷卻液分為高壓、低壓兩種,高壓冷卻液主要用于加工過程冷卻,其壓力為5 MPa,流量80L/min,過濾精度5-10μm。低壓冷卻主要用于沖屑,其壓力為0.2-0.3MPa,流量80L/min,過濾精度30μm。