彭浩 蔣志波

摘 要：作為一種復(fù)雜的零件，發(fā)動機(jī)缸蓋的機(jī)加工藝具有一定的難度。本文簡要介紹了發(fā)動機(jī)缸蓋的機(jī)加工藝以及機(jī)加工業(yè)中的一些技術(shù)難點(diǎn)。希望能夠有助于提高發(fā)動機(jī)缸蓋的機(jī)加工藝水平，從而提高發(fā)動機(jī)的整體質(zhì)量和性能。

關(guān)鍵詞：發(fā)動機(jī)缸蓋；機(jī)加工藝；技術(shù)難點(diǎn)

作為發(fā)動機(jī)的一個主要零件，缸蓋具有非常重要的作用。缸蓋主要位于發(fā)動機(jī)上部，由螺栓將缸蓋固定在汽缸體上。缸蓋的作用包括對氣缸的上部進(jìn)行封閉，和汽缸壁與活塞頂部一起構(gòu)成燃燒室；缸蓋是出水管，進(jìn)、排氣管的重要裝備基體，也是定制氣門發(fā)動機(jī)的主要配氣機(jī)構(gòu)；氣缸體冷卻水孔和氣缸蓋內(nèi)部的冷卻水套底面的水孔是相通的，這樣可以通過氣缸中的循環(huán)水將發(fā)動機(jī)內(nèi)的高溫帶走。缸蓋對發(fā)動機(jī)的質(zhì)量有著非常重要的影響，而且加工工藝非常復(fù)雜，具有較高的加工精度要求。

1 發(fā)動機(jī)缸蓋的結(jié)構(gòu)特征

要提高發(fā)動機(jī)缸蓋機(jī)加工藝的精度，保障發(fā)動機(jī)缸蓋的加工質(zhì)量，就必須對發(fā)動機(jī)缸蓋的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行一定的了解。發(fā)動機(jī)缸蓋具有以下幾個結(jié)構(gòu)特征：首先，氣缸蓋對于剛度和強(qiáng)度有著較高的要求，才能在氣體的熱應(yīng)力和壓力的作用下正常工作，保障氣缸蓋不會受到氣體熱應(yīng)力和壓力的損壞。其次，氣缸蓋一般為六面體狀，屬于一種多孔薄壁件。氣缸的6個外形面可以分為缸體結(jié)合面和其他面，其中最重要的是缸體結(jié)合面，缸體結(jié)合面指的是與缸體進(jìn)行結(jié)合的面，上面具有燃燒室。發(fā)動機(jī)中最重要的性能參數(shù)——壓縮比指的是燃燒室的容積和氣缸之間的比值。可燃混合氣體在氣缸中被壓縮，然后在燃燒室內(nèi)被點(diǎn)火和燃燒。要求燃燒室具有一定的容積，否則會造成可燃混合氣體的燃爆。如果容積過大又會影響發(fā)動機(jī)的功率。缸體結(jié)合面的位置精度具有較高的要求，對于密封有著較高的要求[1]。

2 發(fā)動機(jī)缸蓋的粗加工工藝

發(fā)動機(jī)缸蓋加工工藝中的第一個流程就是粗加工工藝。粗加工工藝要注意以下幾個方面：第一，選擇合適的缸蓋材料。鋁合金是使用比較廣泛的發(fā)動機(jī)缸蓋材料。這是由于鋁合金具有良好的導(dǎo)熱性，能夠有效地提高缸蓋的散熱能力。加之鋁合金的質(zhì)量較輕，能夠使發(fā)動機(jī)整機(jī)的重量得到減輕。但鋁合金缸蓋有一個顯著的缺點(diǎn)，那就是具有較差的剛度，在使用時很容易出現(xiàn)變形的情況。當(dāng)前一般使用耐熱合金鑄鐵來制作缸蓋中的氣門座，使用鑄鐵來制作缸蓋中的氣門導(dǎo)管。當(dāng)前在缸蓋材料的選擇中越來越多地使用到了粉末治金材料，粉末治金材料具有容易成型的優(yōu)點(diǎn)，但具有較差的耐磨性能。第二，加工毛坯件。在選擇合適的材料之后就要加工毛坯件。缸蓋毛坯件的加工技術(shù)要求在于毛坯件上面不能有粘砂、砂眼、氣孔、疏松，不能存在熱澆不足、冷隔和裂紋的現(xiàn)象，并保障毛坯件的粗傳送點(diǎn)、夾緊點(diǎn)和定位基面具有良好的光滑性和一致性[2]。

3 發(fā)動機(jī)缸蓋的機(jī)加工工藝

3.1 加工發(fā)動機(jī)缸蓋的大面積平面 發(fā)動機(jī)缸蓋的大面積平面主要有排氣面、進(jìn)氣面、底面和頂面，發(fā)動機(jī)缸蓋的大面積平面具有較高的加工精度要求。因此對于刀具的調(diào)整精度和機(jī)床的幾何精度均有著較高的要求。在傳統(tǒng)的缸蓋大平面加工中使用的主要加工工具是硬質(zhì)合金刀片和金剛石修光刃。隨著技術(shù)的進(jìn)步，如果毛坯加工良好，則可以使用金剛石刀片來完成整個大面積平面的加工工藝，從而使其表面粗糙度得到提高[3]。

3.2 加工發(fā)動機(jī)缸蓋的高精度孔 發(fā)動機(jī)缸蓋中的高精度孔包括凸輪軸孔、挺桿孔、導(dǎo)管孔和氣門閥座等孔隙，這些孔隙對于表面粗糙度、位置精度和尺寸精度的要求均較高。因此可以說缸蓋機(jī)加工藝中的核心工藝就是高精度孔的加工，也成為了發(fā)動機(jī)缸蓋機(jī)加工藝中的技術(shù)難點(diǎn)。

發(fā)動機(jī)氣門與缸蓋氣門導(dǎo)管和缸蓋氣門閥座必須能夠完整地配合，這對同軸度有著較高的要求。氣門錐面和氣門閥座之間必須能夠密封，因此氣門閥座具有較高的圓度要求。當(dāng)前主要的加工工藝是先進(jìn)行機(jī)床主軸快進(jìn)，然后進(jìn)行工進(jìn)，接著啟動主軸，對氣門閥座的錐面進(jìn)行加工。進(jìn)而將主軸停止并后退，然后重新啟動主軸，氣門導(dǎo)管進(jìn)行槍鉸加工。在完成槍鉸加工之后工進(jìn)退刀，將主軸回推。這種工藝能夠進(jìn)一步減少重復(fù)定位誤差，做到一次定位，使得氣門閥座和氣門導(dǎo)管的同軸度得到提高。但是由于氣門導(dǎo)管和氣門閥座具有不同的材料因此必須選擇不同的刀具，這也進(jìn)一步提高了加工的難度。

3.3 加工氣門導(dǎo)管底孔和缸蓋挺桿孔 這兩方面的加工具有較高的精度要求，在加工的過程中注意盡量減少不必要的誤差，提高氣門導(dǎo)管底孔和缸蓋挺桿孔的加工精度。

3.4 加工缸蓋凸輪軸孔 缸蓋中最長的孔就是凸輪軸孔，如果使用分段加工工藝無法在保障加工精度的同時使凸輪軸孔的同軸度要求得到滿足，因此必須對其進(jìn)行一次精加工成型。在機(jī)械加工的過程中，必須消除刀桿自身的重力，這也成為了一個加工難點(diǎn)。當(dāng)前使用的主要方法是利用刀具本身的自導(dǎo)向或者使用帶有鏜模架的專機(jī)自動生產(chǎn)線，來使刀桿的重力影響降到最小。

3.5 加工缸蓋中的毛刺 由于鋁合金缸蓋是一種塑性材料，因此很容易在加工的過程中出現(xiàn)毛刺，必須對毛刺進(jìn)行進(jìn)一步的加工。在毛刺加工的過程中要選擇合理的刀具參數(shù)和加工參數(shù)，并且可以通過提高工件材料硬度的方式來減少毛刺的數(shù)量，一般去毛刺的主要方法包括電火花去毛刺、表面拋丸、表面噴丸、高壓水去毛刺、尼龍毛刷去毛刺等。加工的過程中要注意提高加工工藝的安全性。

4 發(fā)動機(jī)缸蓋機(jī)加工藝中的關(guān)鍵點(diǎn)

如果缸蓋具有較大的尺寸，其加工精度很容易受到內(nèi)應(yīng)力的影響。因此在加工時應(yīng)該盡量分散加工和粗加工，按照先面后孔的原則來釋放加工應(yīng)力。要對缸蓋的結(jié)合面進(jìn)行精加工，避免劃傷結(jié)合面。對于缸蓋內(nèi)腔的雜物和鐵屑應(yīng)該進(jìn)行振動清理，并將其作為最后一道加工工序。為了避免加工過程中的損失，盡量使用刀具折斷檢測和夾具噴漆檢測。

5 結(jié)語

本文簡要介紹和分析了發(fā)動機(jī)缸蓋機(jī)加工藝的技術(shù)難點(diǎn)，發(fā)動機(jī)缸蓋是一種比較復(fù)雜的零件，其加工精度和質(zhì)量會直接影響整個發(fā)動機(jī)的質(zhì)量。在現(xiàn)場加工的過程中還要把握現(xiàn)場工況、生產(chǎn)情況和設(shè)備情況，合理的安排加工工藝，保障缸蓋的加工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳永雄，魏世丞，梁秀兵，等.鋁合金發(fā)動機(jī)缸蓋的再制造技術(shù)研究[J].材料工程，2012（06）.

[2]洪恒發(fā).發(fā)動機(jī)缸蓋鑄造技術(shù)中若干問題的探討[J].鑄造，2012（01）.

[3]易剛，林劍峰，侯延星，等.發(fā)動機(jī)缸蓋加工關(guān)鍵工藝研究[J].機(jī)械設(shè)計與制造，2011（06）.