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聊起夾具，汽配件夾具相信是一個永不褪溫的話題,，各類異形工件,、夾持難題的解決，都是夾具企業(yè)的一把把辛酸淚,。而如今,，隨著制造業(yè)整體生產(chǎn)周期的加速，對于夾具企業(yè)來說,，夾具結構的改進是一回事,，對于夾持零件的工藝改造，也是非常重要的一環(huán),。今天,，就讓我們來看看汽配零件的“人氣選手”缸蓋的工藝優(yōu)化研究！

一,、缸蓋概述

缸蓋是汽車發(fā)動機的關鍵部件之一,，其位于發(fā)動機上部，借助螺栓,、缸墊與氣缸體牢固合體,。缸蓋用于封閉氣缸并構建發(fā)動機的燃燒室，同時作為發(fā)動機的配氣機構及相關部件的裝配基體,，缸蓋加工工藝十分復雜,，其主要特點有兩點：第一，汽車發(fā)動缸蓋通常為六面體,，是多孔薄壁件,，孔壁最薄部分僅3.5mm左右，孔壁加工數(shù)量可達100個,。第二，缸蓋強度和剛度要求較高,，只有達標才可保證氣體在熱應力及壓力的共同作用下穩(wěn)定運行,。以上工藝均具有很高的加工精度要求，其加工質(zhì)量好壞直接影響著發(fā)動機效能的發(fā)揮,。

圖1 六面體多孔薄壁件

二,、加工工藝詳述及優(yōu)化

2.1:制造材料

在發(fā)動機生產(chǎn)領域，我們通常以灰鑄鐵,、鋁合金,、蠕墨鑄鐵來做缸蓋材料,。當前，柴油機通常使用蠕墨鑄鐵或灰鑄鐵,，而汽油機則較多使用鋁合金,，市場上有少量小型柴油機也采用鋁合金材料。鋁合金導熱性好,，有利于提高壓縮比,，進而提高發(fā)動機效能。在節(jié)能環(huán)保理念的推動下,，人們對汽車發(fā)動機的節(jié)能減排要求不斷提高,，驅使著包括缸蓋在內(nèi)的汽車發(fā)動機材料不斷優(yōu)化。以前,，柴油機四氣門缸蓋氣門間裂紋的情況時有發(fā)生,，后來隨著蠕墨鑄鐵的應用推廣，這一問題得到了良好的解決,。

在缸蓋加工領域,，由于灰鑄鐵、鋁合金,、蠕墨鑄鐵三種材質(zhì)的特性不同,，其加工效率也不同。就加工效率而言,，三種材質(zhì)中以蠕墨鑄鐵效率最低,，而鋁合金效率最高。

2.2:加工生產(chǎn)線與工藝

在汽車發(fā)動機缸蓋加工領域,，柴油發(fā)動機常用的蠕墨鑄鐵或灰鑄鐵缸蓋生產(chǎn)線布置通常有三種：

①為專用設備生產(chǎn)線,。其擁有加工效率較高、刀具等運行成本較低的優(yōu)勢,，通常用于定型缸蓋的大批量生產(chǎn),；劣勢在于一旦需要改變產(chǎn)品設計，則改造成本非常高,。

②加工中心+專用設備生產(chǎn)線,，通常用于持續(xù)有小幅調(diào)整更改的產(chǎn)品，其改造成本可以很好地控制,。

③由加工中心組成的柔性生產(chǎn)線,，通常用于生產(chǎn)未定型發(fā)動機產(chǎn)品或產(chǎn)量較低的產(chǎn)品，其劣勢在于刀具等運行成本較高,。在當今的鋁合金缸蓋加工工藝中,，生產(chǎn)線通常為加工中心構成的柔性生產(chǎn)制造系統(tǒng)，設備主軸多采用電主軸,，主軸轉速通常都定在7000 r／mm以上,。對于柔性加工線,，頂?shù)酌婕庸た刹捎昧⑹郊庸ぶ行耐瓿桑�而四側面孔加工則可采用臥式加工中心完成,�,；�于柔性加工線的成本分析，立式加工性價比較高,，因此比較受用戶歡迎,。在缸蓋加工中，加強立式加工中心的配置無疑可以獲得更好的成本優(yōu)勢,。

對于生產(chǎn)線的總體布置,，通常集中工序單元采用“U”型布線，與此同時,，在進行工藝方案設計時,，必須充分考慮到物流、投資與產(chǎn)出綜合成本,、人體工學最優(yōu)化等諸多因素,。

圖2 發(fā)動機缸蓋生產(chǎn)線

三、鋁合金缸蓋加工工藝的難點及優(yōu)化

3.1:平面加工

從缸蓋的內(nèi)部結構來看,，大平面較多,，進、排氣面和項面,、底面均為大平面,，這就要求平面度及表面粗糙度等精度必須保持較高水平，進而要求機床擁有實現(xiàn)高精度加工的能力,，能達到較高的刀具調(diào)整精度和幾何精度,。以前，缸蓋大平面主要是運用合金刀片加工,，現(xiàn)在由于毛坯情況通常較好,，因此常用金剛石刀片加工，這種工藝可以優(yōu)化缸蓋平面,，提高加工表面的精度,。

3.2:高精度孔加工

缸蓋有氣門導管孔、凸輪軸孔,、挺桿孔等高精度孔,，彼此間配合嚴密，因此加工時要嚴格把控其表面的粗糙度,、位置及尺寸精度等,。在進行加工時,，缸蓋氣門導管和氣門閥座是同時進給加工,，要做到一次到位,，以減少誤差，保持氣門導管與閥座的同軸度,。具備密封配合要求的氣門閥座和錐面,，對圓度及跳動有嚴格要求；有些氣門導管孔有運動件間配合要求,，因此其尺寸精度要求特別高,，且由于兩者的材質(zhì)不同，所以在加工過程中,，應注重刀具材料選用等,。

3.3:氣門導管底孔加工

氣門導管底孔的尺寸精度要求非常高，因此加工時應注意考慮精度要求,，避免誤差出現(xiàn),，應注意精度控制，一旦控制不穩(wěn)定,，將影響氣門導管與缸蓋的配合度,，進而對發(fā)動機的可靠性造成影響。

3.4:凸輪軸孔加工

作為缸蓋中的最長孔,，凸輪軸孔如運用調(diào)頭加工(或分段加工),，雖可降低機床設備的要求，也基本可保障加工精度,，但無法滿足凸輪軸孔對同軸度的加工要求,。所以，加工時應盡可能保證一次成型,。

3.5:缸蓋加工毛刺的優(yōu)化

眾所周知,，缸蓋所用的鋁合金材料是塑性材料，加工中難免出現(xiàn)毛刺,。解決毛刺問題的關鍵在于：一是加工中首先要選取合適的參數(shù),，二是提高工件材料的硬度。在加工過程中,，通常運用高壓水或尼龍刷來去除和弱化毛刺,，這些操作有一定危險性，需要確保人身安全,。

圖3 鋁合金與蠕墨鑄鐵缸體

四,、缸蓋加工流程的優(yōu)化要點

缸蓋加工是一個系統(tǒng)工程，通過細致的實驗研究,，我們總結出了以下優(yōu)化要點：

首先,，在工藝總體設計時，應同時考慮工序加工后的檢測程序設計，完成一道加工就進行相應的檢測,，這樣一來可以有效控制工序質(zhì)量,。其次，缸蓋的內(nèi)部結構十分復雜,，內(nèi)應力的不穩(wěn)定分布可能導致形變,，會影響加工精度。因此,，我們在進行缸蓋加工時,，通常遵循“先面后孔”的原則，并通過將精細加工和粗加工分散進行的手段,，釋放應力,。其三，缸蓋的結合面劃傷可能導致缸蓋品質(zhì)受損,，影響發(fā)動機的效能,。因此，為了避免該問題發(fā)生,，我們通常對結合面采用精加工,，避免發(fā)生后續(xù)破壞。其四,，隨著自動化生產(chǎn)的推進,，有些加工生產(chǎn)線自動化程度不斷提高，對于這些自動化生產(chǎn)線,，必須附帶夾具噴氣和刀具折斷等檢測,，避免損失的發(fā)生。

結 語

缸蓋作為汽車發(fā)動機總成的關鍵部件,，其工藝品質(zhì)事關汽車發(fā)動機的整體效能發(fā)揮,。缸蓋結構復雜，加工工藝標準要求較高,，因此,，不斷追求最佳的加工工藝是業(yè)界的一致目標。本文對缸蓋加工及其工藝進行了介紹,，分析了缸蓋制造材料和加工生產(chǎn)線,，深入探討了當下主流的鋁合金缸蓋加工工藝特點，并從平面加工,、高精度孔加工,、氣門導管底孔加工、凸輪軸孔加工,、缸蓋加工毛刺的優(yōu)化等方面對工藝難點進行了梳理分析,，提出了優(yōu)化方案,，最后還總結了缸蓋加工流程的優(yōu)化要點。我們認為,，應不斷加強缸蓋尤其是鋁合金缸蓋工藝品質(zhì)的優(yōu)化研究,，以適應未來汽車行業(yè)的發(fā)展要求。

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只有快樂

汽配的市場很大,， 發(fā)動機的核心依然在國外

魚兒雷

你好：
鋁合金缸蓋用高壓水和尼龍刷去毛刺還需追加其他工序去毛刺么？

. X$ J4 N, x# W" F# P: M另外常用鋁合金缸蓋的材料有哪些,？