发动机缸盖导管座圈加工工艺分析

原世伟 郭帅

（长城汽车股份有限公司徐水分公司，河北 保定 071000）

发动机缸盖是发动机的关键部件之一，而且缸盖的技术要求高，加工工艺复杂，其加工精密度对于发动机的性能有数值解的影响。本文对于发动机缸盖加工工艺进行分析，对缸盖加工中的关键工艺进行分析，通过控制加工参数、严格控制加工流程提升缸盖加工精度，提升发动机缸盖加工质量，期望为相关研究提供参考。随着全球制造业的发展，特别是新材料、新工艺的不断涌现，产品加工精度的提高，高压、高速、高流量的机床冷却系统的面世，切削液作为金属加工过程中的切削介质，发挥的特有作用越来越让人们不能忽视。现代加工技术的发展，金属加工行业对金属切削液提出了更为严格的要求。而由于加工工艺的多样性和加工材料的特殊性，人们已经很难找到一种傻瓜型的切削液产品，使之可以满足所有的加工要求。因此，金属切削液的专业化必将成为行业的一种发展趋势。为了确保缸盖加工精度，需要确保缸盖的凭 证、光滑、没有毛刺、定位精度高。在缸盖 加工过程中，以燃烧室面上的定位点作为粗 基准，加强参数控制，能够确保加工精度。合理的选择粗基准，能够确保燃烧室的容 积，同时避免缸盖手里变形，确保缸盖的 加工精准。

一、气缸盖的加工特点

气缸盖是发动机零件中结构较为复杂的箱体零件，也是关键部件。其精度要求高，加工工艺复杂，且加工质量直接影响着发动机的整体性能。对于发动机气缸盖的制造，其制造系统虽然众多汽车制造厂各不相同，但加工工艺及工艺设计中所采用的工艺技术却有着许多共同之处。其中，进、排气门座圈锥面与导管孔的加工又是气缸盖加工中最为关键的工序，加工精度一般要求为：汽油发动机的同轴度允差规定为0.015-0.025mm；而柴油机则仅为0.01-0.015mm。气门导管和座圈通常采用铁基粉末冶金材料制成。为保证阀座和导管孔底孔的同轴度公差，通常大多数生产厂家采用专用设备和复合刀具加工。专用刀具先锪削阀座锥面，加工座圈完毕后，刀具后退约0.2mm，接着刀具转速提高，并以恒定的进给速度推动铰刀对导管孔进行加工。当导管孔加工完毕后，专用刀具恢复原转速，铰刀自动退回到起始位置。

二、使用切削液的特性要求

加工缸盖气门座圈和导管孔过程中对使用切削液的特性要求，可以归纳为以下几点：

（一）切削液必须具有高强度的复合润滑能力

在具体的生产实践中我们发现，导管孔和气门座圈的加工对切削液的润滑特性要求是不同的，加工导管孔要求切削液要有高强度的极压润滑性，而加工气门座圈则对切削液的边界润滑性提出了非常高的要求。马思特正是针对这种现状开发出了具有复合润滑添加剂的切削液产品，现场使用表现出了极佳的加工特性。

（二）切削液必须能够在6MPa 以上的冷却压力系统中工作，无泡沫问题发生

由于气门导管孔和座圈的使用环境要求，这两个部位的材料必须同时具备耐磨和耐高温的特性。为了满足加工这种材料时的切削环境要求，冷却系统必须能够有效地将切削液送达切削部位，并能够有效地冲除加工区域的铁屑，以确保为切削过程中提供充分的冷却。在加工这两个部位时，大多采用高压（6MPa 以上）内冷、大流量切削液供液方式，这就要求所选切削液必须满足低泡的特性要求，如切削液使用中产生大量泡沫将极大地降低切削液的使用效果，造成刀具耐用度和工件表面质量的下降。部位气门座圈与导管孔是缸盖加工中的重 点。发动机的进、排气门是对燃气的吸入与 废气排出的工作部位，在工作过程中，气门 座圏需要经受燃气与气门的双重摩擦。而且 正常工作中，气门座圏长期处于600-800°C 的高温下，为了确保发动机的稳定运行，需 要加强加工管理，避免因为髙温引发的气体 腐蚀和零件变形，确保气门导管密封严密， 保证发动机功率。在加工过程中，缸盖绝对 不允许有气孔、砂眼等铸造缺点，同时要确 保气门座圏与导气管具有良好的髙温耐磨 性、耐蚀性、耐高温蠕变性能与与气缸盖的 热膨胀系数相匹配。

三、对切削液的使用建议

（一）应使用乳液型切削液，浓缩液矿物油含量应在50%以上

切削液中除了必须具备复合极压润滑能力外，还必须具有足够高的油性，能够为切削提供有效的机械润滑能力。

（二）切削液使用浓度应在15%以上

虽然不同的切削液由于配方不同，使用过程中对浓度的要求会各不相同，但针对气门导管和座圈的材料特性，在切削中切削液必须同时具备提供高强度的极压润滑、边界润滑、机械润滑的能力，适当提高切削液使用浓度可以非常有效地延长刀具使用寿命和工件表面加工质量，这其中提高切削液使用浓度所增加的消耗费用对于企业来说则是不足挂齿的。

润滑、冷却、清洗和防锈，切削液的这四大作用广为人们熟知。它们是统一的，同时又是对立的。怎么才能获得最佳的平衡点，是众多厂家所关注的目标。每家切削液制造厂商的产品都会有其侧重性和针对性。作为缸盖加工中最为关键的气门座圈和导管孔加工工序，在选择切削液上就显得尤为重要。