发动机缸盖加工
9页1、 5.2 发动机缸盖加工发动机缸盖加工 5.2.1 气缸盖的功用及结构特点气缸盖的功用及结构特点 1)气缸盖的功用)气缸盖的功用 气缸盖是发动机的五大件之一,位于发动机的顶部,用螺栓按一定扭矩要 求紧固在气缸体是顶面上,在发动机上的主要作用是: 1) 封闭气缸体上部,与活塞顶部及气缸壁共同形成燃烧室空间,并承 受高温高压燃气的作用。 2) 是顶置式气门发动机的配气机构、进排气管、循环水管的装配基体; 若是轻型车或轿车气缸盖,还是凸轮轴的装配基体。 3) 气缸盖底面上的冷却水孔与顶面水套孔相同,形成冷却循环水系统 来冷却发动机燃烧室等高温部分。 2)气缸盖的结构特点)气缸盖的结构特点 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。 车用内 燃机气缸盖通常都是整体式的,即覆盖全部气缸(通常为四缸一盖,六缸一盖) 。 如图55 所示 。但对于重型柴油机(车用或船舶用)一般为单体气缸盖,即覆 盖着一个气缸的气缸盖,或分块式气缸盖(两缸一盖或三缸一盖) 。 图 55 发动机缸盖外形示意图 气缸盖属于复杂的多孔薄壁件,形状一般为六面体,其上有气门座孔、气 门导管孔、汽油机的活塞孔(柴
2、油机的喷油孔及电热塞孔) 、其它的光孔及安装 螺栓孔。 由于气缸盖在发动机作功过程中承受高温高压燃气作用,而为保证气缸盖 与气缸套之间的密封,气缸盖还要受到很大的螺栓预紧力。这样对气缸盖的要 求是要具有足够的刚度、强度及耐热性,以保证在气缸体的压力和热应力的作 用下能可靠地工作。工作变形要小,与气缸垫的结合面应具有良好的密封性, 以避免漏气。另外气缸盖的冷却非常重要,由于内部结构复杂,这就要求循环 水系统必须畅通,流阻最小,保证高温区获得良好的冷却,并保证安装在其上 的零件能可靠地工作。 5.2.2 气缸盖的材料及毛坯气缸盖的材料及毛坯 常用的气缸盖材料主要采用优质灰铸铁、合金铸铁或铝合金及镁合金等材 料。卡车用发动机的缸盖材料多以灰铸铁、合金铸铁或低铜铬铸铁等为主,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,但刚性较差。 随着市场对高功率、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,这迫使大功率柴油发动机需要不断提高点火峰压,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
3、规铸铁和合 金铸铁发动机已达到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。 缸盖毛坯制造采用铸造,铸造方法取决于生产规模及零件的复杂程度。 5.2.3 气缸盖的技术要求气缸盖的技术要求 发动机气缸盖是一个结构复杂、有许多高精度要求的平面和孔系、壁厚较薄 的箱体类零件。为保证发动机有良好的机械性能,其主要部位应有严格的技术要 求。如进排气门座圈锥面与导管孔的加工、气缸盖底面的平面度等。图 56 所示 的是某车用 4 缸柴油机缸盖几项主要技术要求。 图 56 发动机气缸盖主要技术要求 从图中可看出: 1) 气缸盖顶平面平行度 0.08,粗糙度 Ra3.2um; 2) 气缸盖底平面平行度 0.05、0.025/100; 3) 气缸盖顶平面与底平面平行度 0.1; 4) 气缸盖进排气门座孔与导管孔的同轴度 0.06; 5) 气缸盖气门导管孔中心线与底面的垂直度 0.05。 此外进排气道壁表面必须清洁光滑,不得有缺陷,否则会影响发动机性 能;而为确保冷却水套的质量必须做渗漏试验。关于缸盖的详细技术要求, 可参照相应的国家或企业标准。 5.2.4 气缸盖加工工艺过程气
4、缸盖加工工艺过程 由于气缸盖的结构、材料、产量、加工精度等要求的差异,各型号发动机气 缸盖工艺路线会有所不同,使用的加工设备也不同。如发动机缸盖的前后端面与 顶底平面的加工顺序,不同的产品就有不同的加工顺序,然而发动机缸盖的主要 功能是相同的,因此气缸盖关键加工工艺方法应该基本相同。表 41 列出了其主 要加工工序。 表 41 序 号 工序内容 常 用 设 备 1 毛坯上线、检查 2 粗铣顶面、底面 粗铣过程中顶面和底面互为基准。 专 机 或 加 工 中 心 3 精铣顶面 加工方式同上,但尺寸精度、表面粗糙度、形状精度均提高。 专 机 或 加 工 中 心 4 中间检查 5 钻铰工艺孔 定位基准是上平面和侧面 3 粗铣、半精铣进排气面 专 机 或 加 工 中 心 4 粗铣、半精铣前后端面 5 缸盖螺栓孔加工 7 前后端面和油道、回油孔加工; 专 机 进气面及其孔系加工 或 加 工 中 心 精铣缸盖底面 6 1)进排气阀座底孔、导管底孔粗加工 2)半精镗进排气阀座底孔、导管底孔 下图表示的是进气阀座底孔、导管底孔半精加工定位示意图。排气 阀座底孔、导管底孔半精加工定位及方法类似。而对于粗加
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