发动机五大件加工工艺

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1、发动机五大件加工工艺发动机主要零件加工工艺简介发动机各个零件的制造质量直接影响到发动机的性能水平和可靠性 ,因此加工质量要求很高 ,对各 零件的加工工艺与设备要求也很高,同时生产方式确实定也直接影响到零件加工工艺的设计,汽车生产往 往是大批量生产方式,因此工艺设计时大局部都是流水线方式.发动机零件较多,从质量限制、制造本钱和专业化上考虑,发动机主机厂一般主要加工缸体、缸盖、 曲轴、凸轮轴、连杆等几个关键零件,由于发动机的各零件精度要求较高,因此常采用设备精度高、质量 保证水平强、劳动强度低的专机或自动线加工,以下将简要介绍上述零件的加工工艺.一、气缸体加工工艺气缸体是发动机安装所有零件的根底件

2、 .其构成发动机的机体,发动机通过气缸体将发动机的曲柄 连杆机构活塞、连杆、曲轴、飞轮等和配气机构缸盖、凸轮轴、进气歧管、排气歧管、挺杆、正 时齿轮等以及供油、润滑、冷却等机构联接为一个整体.1 、气缸体结构：气缸体结构共同点是一个近似六面体箱式结构,薄壁,加工面、孔系较多,属典型的箱体内零件,主要 加工有缸孔、主轴承孔、凸轮轴孔等,有润滑油道、冷却水道、安装螺孔等多种孔系,有多种联结、密封 用凸台和小平面,它们的加工精度直接影响发动机的装配精度和工作性能,同时,为提升机体刚度和强度, 还分布有许多增强筋.2 、气缸体材料:由于缸体在发动机作功过程中需承受燃气爆发力及螺栓紧固力所产生的热应力和

3、机 械应力,所以要求本体有足够的强度、刚性及耐热性,常用的缸体材料有灰铸铁、合金铸铁、铝合金及镁 合金等.卡车用发动机的缸体材料多以灰铸铁、合金铸铁或低铜铭铸铁等为主,其机械性能、铸造性能和 耐热性能较好,小型发动机的缸体缸盖多采用铝合金材料,充分发挥其比重小、导热性能好的特点.3 、气缸体加工工艺由于气缸体属箱体类零件,在加工过程中的定位普遍采用一面两销,夹紧一般采用顶面或两侧面.3.1 缸体加工顺序安排缸体的加工面和孔系较多,要求的加工精度也不一样,对于加工精度要求高的尺寸,往往需要进行屡 次加工,对于加工精度要求不高的尺寸,加工次数可减少,因此在工序设计和安排时,要合理安排和划分加 工阶

4、段.根据这样的原那么,缸体的加工工序通常安排为：先面后孔,先粗后精,粗精分开；先基准后其它.缸体各面的加工一般采用铳削的加工方式,孔系加工一般采用钻、扩、较、镇削、攻丝等 加工方式.缸体的粗基准加工一般在铸造厂完成,粗基准的加工定位采用缸孔分中,以保证加 工后缸孔壁厚均匀,一般先以粗基准定位,粗铳顶、底面,精铳底面,接着加工定位精基准孔,再以精基准定 位,进行各个面、一般孔的加工、主要孔粗加工；部件装配后再进行主要面、孔的精加工.精基准常以缸 体装配基准或专门加工的一面两销定位,全线基准统一,利于保证加工精度.缸体上相互位置要求高的重要面和孔系 ,尽量集中在一道工序上一次定位夹紧完成 ,以减少

5、重复定 位误差的影响,有利于保证其相互位置精度.3.2 主要工艺介绍3.2.1 缸孔加工：采用粗镇、半精镇及精镇、班磨方式加工.主要工艺流程：粗镇缸孔底孔一半精镇缸孔底孔一精镇缸孔底孔-压装缸套一精镇缸孔一粗班缸孔 一精班缸孔3.2.2 主轴承孔的加工：一般采用粗加工半圆孔,再与凸轮轴孔等组合精加工.主要工艺流程：粗镇半圆孔一装配瓦盖一半精镇主轴承孔一精镇主轴承孔.3.2.3 凸轮轴孔的加工：一般采用粗镇,再与主轴承孔等组合精加工.主要工艺流 程：粗镇/半精镇凸轮轴孔一精镇凸轮轴孔一压衬套.3.2.4 挺杆孔的加工：一般采用钻、扩镇及较孔的加工方式.主要工艺流程：钻挺杆孔一扩挺杆孔一较挺杆孔.

6、3.2.5 主油道孔的加工：传统的加工方法是采用麻花钻进行分级进给方式加工,其加 工质量差、生产效率低,目前工艺常采用枪钻进行加工.4 、缸体主要加工工艺过程工艺设计时主要根据设计纲领的大小、产品加工精度要求、工艺水平、生产本钱等因素,考虑工艺 设计和设备选型方案,各个缸体的结构略有不同,工艺设计也有不同,但工艺流程大致相同,主要工艺流程 有以下内容：123456789101112131415161718202122223425 毛坯上线、检查粗铳缸体前后端面粗铳缸体顶平面工序内容常用设备专机或加工中央专机或加工中 央专机或加工中央专机或加工中央专机或加工中央专机或加工中央专机专机或加工中央专

7、机或加工中央专 机或加工中央专机或加工中央专机或 加工中央粗铳缸体底平面、瓦盖结合面及止口面粗镇缸体曲轴半圆孔半精铳底平面、 钻较底面定位销及底面孔加工钻凸轮轴孔、主油道孔粗镇缸孔粗、精铳缸体两侧面前后端面孔系加工顶面 水孔、缸盖定位销孔及深油孔加工缸体挺杆孔、缸盖紧固螺栓孔加 工精铳底平面、瓦盖结合面,缸盖紧固螺栓孔及瓦盖螺栓孔加工零件中间清洗瓦盖装 配凸轮轴孔,挺杆体定位销孔及前后端面销孔加工前后两端面精铳精镇主轴孔、第四 主轴承止推面、凸轮轴孔精铳顶平面,精镇缸孔缸孔班磨零件最终请洗缸体油道、水道密封试验压凸轮轴衬 套总成检查及下线专机或加工中央专机或加工中央专机专机专机专机在加工过程中

8、,会根据零件姿态的变换需要增加翻转设备.二、气缸盖加工工艺1 、气缸盖的结构及材料 气缸盖形状一般为六面体,系多孔薄壁件,其上有气门座孔、气门导管孔、各种光孔及螺纹孔、凸轮轴 孔等.汽油机缸盖有火花塞孔,柴油机缸盖有喷油器孔.根据缸盖在一台发动机上的数量可分为整体式缸盖和分体式缸盖等 .只覆盖一个气缸的称为单体气缸 盖,覆盖两个以上气缸的称为块状气缸盖通常为两缸一盖,三缸一盖,覆盖全部气缸的称为整体气缸盖通 常为四缸一盖,六缸一盖.根据气缸盖上凸轮轴的个数可分为单顶置凸轮轴式SOHC双顶置凸轮轴式DOHC汽 缸盖.根据缸盖每缸的气门数量可分为如2 气门、4 气门等.由于气缸盖在发动机作功过程中

9、需承受燃气爆发力及螺栓紧固力所产生的热应力和机械应力 ,所以要 求缸盖本体有足够的强度、刚性及耐热性,以保证在气缸体的压力和热应力的作用下能可靠地工作.它与气 缸垫的结合面应具有良好的密封性,其内部的进排气通道应使气体通过时流动阻力最小 ,还应冷却可靠,并 保证安装在其上的零件能可靠地工作.常用的缸盖材料有灰铸铁、合金铸铁、铝合金及镁合金等.卡车用发动机的缸盖材料多以灰铸铁、合 金铸铁或低铜铭铸铁等为主,其机械性能、铸造性能和耐热性能较好；小型发动机的缸盖多采用铝合金材料, 充分发挥其比重小、导热性能好的特点.随着市场对高马力、高转矩、低废气排放以及降低燃料使用量等需求的持续增长,这迫使大功率

10、柴油 发动机需要不断提升点火峰压,使发动机的热负荷和机械负荷大幅度增加 .热负荷及机械负荷的同时升高, 使目前使用的常规铸铁和合金铸铁发动机已到达或超过了其使用上限 .目前蠕铁已逐渐在发动机缸盖的铸 造生产领域得到应用.2 、气缸盖的工艺安排缸盖安排加工顺序时总的原那么是：先面后孔、先粗后精、先主后次、先基准后其他 ,大致过程是顶 底平面、过渡定位基准加工一主定位基准加工一前后端面及两侧面加工一各面一般孔系加工-精铳底面-导 管阀座底孔及精加工.为防止底平面划伤,影响缸盖的密封性,保证导管阀座的加工精度,在阀座导管底孔精加工工序之前将底平面精铳一次,假设基准定位销反复定位使用后,有明显磨损,可

11、考 虑安排两套定位销或对原定位销再精较一次.导管阀座加工是整个缸盖工艺的重点,为保证产品质量,导管阀座的精加工一般采用专机,锥面加工采 用车削工艺,小批量生产线主要采用加工中央完成导管阀座的粗精加工.在所有机加工序完成后,设总成试漏工序,以保证缸盖无漏水、漏气、漏油等三漏问题.导管阀座压装工序采用压力位移监控,保证压装质量.为保证缸盖清洁度,应合理安排除毛刺,振动除屑、清洗等边缘工序.3 、缸盖加工的定位方式3.1 缸盖为典型的箱体类零件 ,其加工工艺复杂,加工精度高,定位方式一般为一面两销.由于缸盖顶面与缸体无直接配合关系,缸盖顶面及该面上的两个定位销孔常用来作为过渡基准,缸盖底面与缸体的接

12、 合面及该面上的两个定位销孔作为主要定位基准.3.2 导管阀座的加工定位方式精加工气门阀座工作锥面和导管孔时,多数是以与缸体的接合面和该平面上的两个定位销孔进行定位.这种曾被普遍应用的一面二销的定位方式,由于夹具定位销与阀座、导管 孔之间的位置误差以及相邻阀座和相邻导管孔之间的位置误差均会造成加工余量的偏移,在最终精加工 时,导致刚性差的较刀也随之产生加工偏移,所以采用这种定位方式并非总能到达规定的精度.另外一种定位方式为采用缸盖结合面平面和导管孔外圆进行定位 .采用这种定位方式 ,夹具的定位导 套与机床主轴应保持很严的同轴度 ,以保证加工余量的均布.这样,阀座和导管孔只需进行一次性加工就能

13、到达规定的公差.但是,缺点是在一个工位上只能加工一个阀座及导管孔.与采用一面两销定位方式相比,生 产率要低一些,也就是,在保持同样生产率的情况下,需要增加一定数量的加工工位,从而增加了生产线的长 度.4 、缸盖的加工工艺简介4.1 主要加工工艺缸盖的平面加工一般采用机夹密齿铳刀进行铳削加工,孔系一般采用摇臂钻床、组合机、加工中央等 设别进行钻、扩、较方式加工；导管及阀座采用冷冻或常温压装方式进行压装,常温压装过程中一般采用位 移一压力限制法对装配过程进行限制.4.1.1 缸盖底平面的加工缸盖与缸体结合面的贴合质量将直接影响发动机质量,同时,此面通常作为缸盖加工的统一工艺基准. 因此,缸盖结合面

14、的加工也是缸盖加工的关键工序 .根据加工精度的不同要求,缸盖底面的加工主要采用铳 削,也有采用砂轮或砂带磨削的加工方法,磨削的速度局、精度局、毛刺少.4.1.2 气门座圈底孔和导管底孔的加工气门座圈和导管与缸盖底孔为过盈配合,要求精度高,因此底孔加工质量很重要,压装压气门座圈和导 管之前的底孔加工典型工艺方法是：钻导管底孔一扩锦气门座圈底孔一镇或较导管底孔一半精镇气门座圈 底孔一镇气门座圈底孔、较或枪较导管底孔.4.1.3 气门座圈锥面和导管孔的加工发动机工作时,由于可燃气体是在缸盖燃烧室压缩后进行点燃 ,致使气门阀座承受很高的热负荷和机 械负荷.这既要求阀座有很高的耐磨性,还要有很好的密封性

15、.如果阀杆工作时中央发生偏移除了会导致有 害的热传导和阀杆及导管孔的很快磨损外 ,还会造成耗油量的增加.因此,对气门阀座和导管孔的加工精度 提出了很高的要求,特别是对气门阀座工作锥面与导管孔的相互间的同轴度规定了很严的公差.压装气门座 圈和导管之后的气门座圈锥面和导管孔加工,一般均采用精镇车或锦气门座锥面、枪较导管孔.导管阀座的加工刀具常采用一把专用刀具同时加工气门阀座和导管孔 ,有利于提升同轴度 .气门座圈 的加工难点在于内孔的几何形状复杂,为了获得一个宽度恒定的工作锥面,特别是交线处的尺寸公差与位置 公差更难限制,加工阀座的工作锥面,一般是采用钢削和车削两种成型工艺.采用钢削加工时,由于阀座是淬 硬材料HRC5056,刀刃的磨损较 快,而这种刀刃磨损的轮廓会复制在密封锥面上 ,从而影响到阀座工作时的密封性.但其优点是刀具的结构 和刀具切削运动的限制较为简单.用车削工艺加工阀座工作锥面可防止铜削时出现的缺陷.4.1.4 气缸盖总成试漏气缸盖加工完成后,需对气道、水道、油道进行试漏,根据毛坯状况,也可在中间增加试漏工序.试漏时采用堵头将气道、水道、油道进行密封,然后充气,检测气压降低或泄 漏量,判断是否有漏点.试漏有干式和湿式试漏两种.4.2 气缸盖加工工艺过程根据缸盖的结构、材料、产量、加工精度等要求,工艺过程设计也会有所不同,主要工艺过程有以下内容：序号12