加工中心缸盖阀座导管的加工技术分析

滕传勇　熊庆迟

摘 要：气缸盖是发动机的重要部件，缸盖阀座导管是连接油气与动力装置的重要设备，缸盖阀座导管加工质量对于发动机工作具有重要的意义。本文以 B15-4缸自然吸气发动机的缸盖阀座导管的加工技术、测量技术进行分析，从而设备选型、刀具选择、加工方式、测量方式等多方面探讨完善缸盖阀座导管加工的方式方法，期

望危险相关研究提供参考。关键词：缸盖；阀座导管；加工

1 引言

发动机缸盖阀座导管的加工是影响发动机质量的关键之一。阀座导管的加工精度对于发动机的工作性能有直接的影响，在正常工作中，缸盖内可燃气体点燃，对于阀座产生较大的影响，因此需要阀座具有良好的密闭性、耐磨性与承受高温高压的能力。在 B15-4缸自然吸气发动机中，缸盖阀座导管的技术要求为：（ 1）阀座密封锥面的公差为 0.008mm，导管孔圆柱度公差为 0.01mm；（2）阀座密封锥面和导管孔表面粗糙度为 1.6μm；（3）阀座密封锥面对导管孔跳动值为 0.03-0.05mm。阀座导管的加工性能会对气门密封性产生影响，从而对发动机功率、燃油消耗功率产生影响，而且气门工作室发生偏移会加剧导气孔的磨损。为了确保发动机工作质量，提升燃油效率，需要严格控制阀座导管的加工工艺。

2 阀座导管孔系加工

发动机厂通常根据预算与产品特征选择加工工艺，确保加工工艺，通常从以下方面确定加工工艺。

2.1 工艺选择

阀座导管孔系通常采用一面两销定位法进行定位，为了减少重复定位误差，采用与精加工阀座导管同样的定位基准。传统的缸盖加工通常是采用缸盖的齐子面和底面的定位销作为定位基准，并且采用压板向下的方式进行夹紧固定，该操作工艺相对简便，而且结构简单。但是产品误差相对较大，为了消除雷击误差，需要缸盖底面和齐子面的平面度与平行度误差不得超过 0.02mm。为了改善加工方式，以缸盖底面和夹具平面两个定位销孔定位，实现定位基准一致，能够消除累积误差，同时降低了铣面工序。在该工艺中，采用主动测量技术进行精铣，导管来料保证内外空同轴度，阀座来料确保切削余量较小，确保同轴度、垂直度的精度要求，加工精度明显提高。

2.2 设备选型

设备精度对于产品的精度具有直接的影响，对于阀座导管而言，机床主轴的刚性、跳动、抓胎定位的精度等参数对于阀座导管的精度具有至关重要的影响。主轴跳动会引起阀座锥面对导管孔的跳动，定位和重复定位精度会对阀座和导管的位置度产生影响。数位机床的使用对于主轴部件的刚性有了很大的改进，能够有效的保障阀座导管的加工精度。在数位机床的加工过程中，通过夹紧点的力度一致，防治缸盖倾斜，能够有效的控制主轴跳动和定位精度，其中主轴跳动不大于 0.05mm，重复定位精度不大于 0.004mm，三维定位精度不大于 0.008mm，能够满足阀座导管加工的精度需求。

2.3 加工刀具

为了确保加工效率与加工精度，需要合理的选择加工刀具。高速加工对于刀具的材料、刀具结构、刀具平衡与刀具夹紧方式提出了很高的要求，在刀具的选择中，需要对切削力、切削热和排屑进行选择，其中切削力是影响加工部件质量的关键因素、切削热对于刀具寿命具有直接影响、排屑对于加工孔的质量与加工效率具有影响。

刀具的选择主要包括粗加工工具和精加工工具的选择，具体选择标准为：（ 1）粗加工工具，粗加工主要对引导管进行加工，完成 73°、15°以及 44°阀座处的加工粗加工刀体的刀片主要是采用复合刀片进行加工，加工过程中的径向分力是影响加工质量的主要因素；（ 2）精加工，主要采用 MALPAL系列的 PCD焊片刀杆进行精加工，刀体加 44°氮化硼刀片进行精加工，经过试验后位置度的偏差为 0.1mm，加工过程中岛条主要其支撑作用，确保刀具切削稳定，冷却孔加工需要考虑到力的平衡与力矩的平衡。

3 阀座导管加工测量方法

阀座导管加工测量是确保加工满足工艺要求的重要方式，对于阀座导管加工具有重要的意义。发动机缸盖法多对导管孔轴线的跳动值一般为 0.03-0.06mm，常见的测量方法包括三坐标测量、打表测量与电感量仪测量，具体如下：（ 1）三坐标测量，该方法是采用固定式探头的方式，对阀座导管的参数进行测量，阀座锥面宽度为 1.1±0.2，测量过程中，采用扫描的方式测量导管孔的三个界面，利用打点方式测量阀座密封面的上、下边缘处，按照图纸要求测量中间位置，并且采用软件跳动的方式测量相关参数，三坐标测量的重复性在 3mm；（2）打表测量，打表测量是采用打表的方式进行测量，其中跳动值对制造精度的影响最大，打表测量工具与导管处的间隙公差为 0.017mm，为了提升测量准确性，可以多做 4-5个测杆进行测量，根据精度等级进行分组与测量，测量过程中人的手力会对测量产生影响；（ 3）电感量仪测量，电感量仪测量属于接触式测量，将测杆插入缸盖导管孔后，将接触球定于导管中心，使用电感侧头对阀座锥面进行测量，对此测量值与轴线进行评价计算，电感测量的江都较高，而且测量效率较高，但是检具的成本较高；（ 4）气动量仪测量，气动量仪主要是通过气动测嘴进行测量，属于非接触式测量，主要是采用人工旋转的方式进行测量，对于操作人员的要求较高，而且测量值准确度不高，为了提升测量精度，可以将人手转动改为电机带动自动测量，能够有效的避免人为误差。

4 阀座导管快速压装工艺

B15-4缸自然吸气发动机的缸盖阀门、导管工作时与气门相互配合，其中靠阀座锥面需要密封配合，在压桩过程中必须对装配间隙和压装力进行严格控制。传统的压装工艺是采用人工敲打的方式进行压装，人工敲打的方式可能会造成阀座或导管断裂、孔位变形、歪斜或裂缝，从而引发缸体报废。采用压装装置进行压装，装置主要由安装板和压头构成，安装板有 4个沉孔，尺寸公差为 ±0.01mm，压头外圆跟沉孔的配合间隙为 0. 02mm。为了方便压装，需要在压头内孔和导管外圆留 0.3mm的间隙，所有零件需要经过调质处理。

5 结束语

加工中心缸盖阀座导管的加工是影响发动机质量的关键因素，为了确保加工精度与质量，需要对加工过程进行分析，合理的选择加工工艺、加工设备与加工工具，为阀座导管的加工提供技术支持。在测量过程中，根据加工的方式选择合理的测量技术，确保测量精度，保证加工的准确度。加工完成后选择快速亚种工艺，从而得到满足工艺要求的阀座导管装置。

参考文献

[1] 闫爱春.包家善.YAN Aichun.BAO Jiashan汽缸盖加工工艺改进及关键工装设计[J].制造技术与机床.2010（9）.

[2]孟庆站 X7缸盖阀座及导管快速压装技术[J].金属加工（冷加工）.2015（17）.

作者简介

滕传勇：（1984.09—），男，本科，广西玉林人，现工作于上汽通用五菱汽车股份有限公司，主要从事汽车发动机缸盖加工制造方面的工作。