发动机缸盖油孔毛刺影响及其控制

陈家军

（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西 柳州545027）

在发动机缸盖机加工中，工件油孔经过钻削加工，在零件内部形成交汇油孔，在油孔交汇处极易产生毛刺，后续工件、运输过程毛刺有掉落的风险，不仅影响零件要求的清洁度，还影响发动机使用性能等[1]。

为了消除毛刺掉落风险，改善缸盖油道清洁度，本文系统性分析发动机缸盖油孔毛刺风险，找出影响毛刺的主要因素，并结合实际生产，制定有效的控制手段，促进缸盖机加工技术进步。

1 缸盖油孔毛刺形成原因

缸盖工件油道孔的钻削过程，本质是刀具的钻头挤压工件产生的剪切滑移过程，由于油道本身结构和布局，在两个及以上油道形成交汇处的边、角、棱会出现较大的塑形变形[2]，钻头与工件在交汇处有一个分离的过程，极易产生毛刺（如图1）。

图1 毛刺产生视图

缸盖油孔毛刺带来的影响主要有：

（1）影响工件尺寸精度；

（2）影响或干扰工件测量精度；

（3）加工或运输过程中毛刺掉落，影响零件清洁度；

（4）在装机过程中，毛刺掉落有划伤、割伤的安全风险；

（5）后续加工过程中，毛刺掉落导致零件亏损（负零件），导致零件报废；

（6）毛刺掉落，毛刺掉落进入凸轮轴与凸轮轴盖之间，导致凸轮轴和凸轮轴盖异常磨损甚至凸轮轴抱死；

（7）毛刺掉落进入VVT机构中导致机构卡滞失效；

（8）影响润滑效果，从而影响发动机性能。

2 毛刺控制手段

2.1 机械去毛刺

在现有的缸盖加工工艺，通过优化刀具来改善油孔毛刺，油孔经过钻削后，用刀头带有刚性较好刷丝的去毛刺刀清理油孔毛刺（如图2）。

图2 主油孔毛刷加工示意图

通过对比验证油道孔有无毛刷工艺的毛刺去除情况，可以明显看到，增加去毛刺刀具刷后，零件油孔毛刺得到极大的改善（如图3）。

图3 主油道有无毛刷加工验证对比示意图

2.2 高压去毛刺

缸盖完成机加工，后工序最终清洗机对零件彻底清洗，为了更好清洗缸盖油道毛刺，清洗机中设立高压去毛刺工序，高压喷嘴对准油道，通过多次验证以及参考文献，压力值选定为30 MPa～50 MPa，太低的压力值无法达到去毛刺的效果，而过过高的压力虽然去毛刺效果理想，机床设备无法满足要求，高压去毛刺，常见归纳为两类：工件移动式和喷嘴移动式（如图 4）。

图4 高压去毛刺示意图

高压去毛刺工位在10 MPa、15 MPa、32 MPa压力下，分别对比验证油道孔在经过高压毛刺工位前后去除情况（如图5），得出如下结论（如表1）。

图5 主油道10MPa、15MPa、32MPa下验证第二档油孔对比示意图

表1 在各压力下油孔毛刺验证情况

通过以上数据分析，可以得出以下结论：

（1）高压去毛刺可有效改善缸盖油孔毛刺。

（2）为了有效改善油孔毛刺，必须满足一定的压力要求。

3 结束语

毛刺是机加工过程中不可避免的现象，它的存在直接影响了产品的质量，因此要想有效清除缸盖油孔机加工过程中的毛刺现象，在前期零件模型设计时要尽量减少油孔交汇孔的数量，如果无法避免，后期的加工工艺可设置专门的“去毛刺”工序来保证零件油孔的清洁度。

参数文献：

[1]周龙保.内燃机学[M].北京：机械工业出版社，2005.

[2]王贵成.机械加工中毛刺的影响极其控制[N].中国安全科学学报，1996.