气缸盖导管孔和阀座锥面加工技术探讨

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1、题目：ZD30气缸盖导管孔和阀座锥面关键技术要求的加工保证方式探讨单位：东风轻型发动机有限公司技术部答辩人：张炜2009.04.21ZD30气缸盖导管孔和阀座锥面关键技术要求的加工保证方式探讨题目：ZD30气缸盖导管孔和阀座锥面关键技术要求的加工保证方式探讨[摘要]阀座锥面和导管孔的加工是气缸盖加工的关键和难点工序，其质量水平的好坏对柴油发动机的动力和性能影响尤为明显。在大批量生产中，要稳定的保持高精度要求和提高生产效率，除了优化加工工艺参数外，对阀座底孔与导管底孔和阀座锥面与导管孔的定位方式及基准

2、选择、刀具结构形式和材料的选用等方面等均应特别关注。本文结合生产实践，从以上方面对阀座锥面与导管孔的加工保证方式进行了阐述。[关键词]气缸盖，阀座锥面和导管孔，定位方式及基准选择1.引言气缸盖是发动机的重要部件之一，它的加工精度直接影响到发动机的工作性能指标。而阀座锥面与导管孔的加工是整个气缸盖工艺加工过程的关键工序，其加工精度对柴油发动机的动力和性能影响更为明显。发动机工作时，气门不断的周期性开启和关闭，在导管间往复运动并反复地冲击阀座，因此气门、导管、阀座三者是发动机工作中条件最恶劣的摩擦副之一

3、。柴油发动机由于采用压燃的原理，压缩比远高于汽油机，经混合后的可燃气体在燃烧室压缩后进行燃烧，使阀座承受周期性的热负荷和机械负荷冲击 ，这就要求阀座锥面有很高的密封性。否则会导致气门密封不严，燃烧室气密性受到破坏，排气温度上升，发动机功率下降。随着当今发动机对结构紧凑化的要求不断提升，气门、导管与阀座附近更加不易散热，并长期处于600°～800°的高温状态，如果此时气门阀杆中心有偏移，会造成有害的热传导和气门阀杆及导管孔的快速磨损，导致导管上部装配的油封密封不良，机油消耗量增加。因此，柴油机特别是对

4、阀座工作锥面与导管孔的跳动和导管内孔与外圆的跳动规定了很严的公差。这也是当今很多的柴油机规定气缸盖阀座锥面跳动要求≤0.03~0.04mm，导管内孔对外圆的跳动≤0.15~0.20mm的主要原因。可见，阀座锥面和导管孔的加工是气缸盖加工的关键与难点工序。在大批量生产中，要稳定的保持这样的公差和提高生产效率，除需要优化加工工艺外，定位方式、加工方式、切削刀具结构形式及刀具材料等均要重点关注。现以我公司引进的ZD30柴油发动机为例，对其气缸盖阀座和导管的加工工艺技术进行说明。2.ZD30气缸盖阀座锥面和

5、导管孔的工艺要求和所用的设备简述2.1ZD30气缸盖阀座锥面和导管孔的技术要求2.1.1加工部位：4缸气缸盖阀座锥面与导管孔（进、排气各8个）；阀座材料：粉末冶金（采用含铜、钼的高铬合金铸铁材料）,硬度为HRC30～40；气门导管材料：粉末冶金，硬度为HRB50~59；采用粉末冶金材料的导管和阀座镶入铝质气缸盖的导管底孔和阀座底孔内的工艺，并且进、排阀座采用液氮冷冻的压装技术。2.1.2气缸盖阀座锥面和导管孔的精加工工艺要求和加工难点：如图1。①导管孔：导管内孔对外圆的跳动0.15mm；②阀座锥面

6、：阀座锥面对导管孔的跳动0.03mm；校正线距底面尺寸:17.4±0.05(排气),18.4±0.05(进气)。2.ZD30气缸盖阀座锥面和导管孔的工艺要求和所用的设备简述图1-（1）进气阀座锥面和导管孔的加工工艺要求2.气缸盖阀座锥面和导管孔的技术要求和所用的设备简述图1-（2）排气阀座锥面和导管孔的加工工艺要求2.气缸盖阀座锥面和导管孔的技术要求和所用的设备简述2.2几种柴油机气缸盖导管孔和阀座锥面关键技术要求的对比见下表：2.ZD30气缸盖阀座锥面和导管孔的工艺要求和所用的设备简述2.3ZD3

7、0气缸盖导管孔、阀座锥面及其底孔的加工工艺流程简述：精加工阀座底孔和导管底孔→液氮冷冻压阀座+常温状态压导管→阀座锥面与导管孔的精加工（锪阀座锥面→精车阀座锥面→枪铰导管孔）。ZD30气缸盖阀座锥面和导管孔的工艺要求和所用的设备简述2.4ZD30气缸盖阀座锥面和导管孔加工所用的设备简述：加工设备：引进日本NTC公司生产的TRF-1143CH精加工柔性专机线； 加工条件：高压内冷却湿式切削，切削液采用水质切削液，单机独立的冷却系统；如下图2所示。2.ZD30气缸盖阀座锥面和导管孔的工艺要求和所用的

8、设备简述图22.ZD30气缸盖阀座锥面和导管孔的工艺要求和所用的设备简述2.5设备的特点：2.5.1加工效率高，适用于大批量生产。经计算，采用本专机的节拍为3.16分钟/件，而采用卧式加工中心为5.44分钟/件。大大节约了加工时间。2.5.2该专机可用采用枪铰导管孔、锪车阀座锥面的方式，而采用卧式专用加工中心，必须选择MAPAL专用刀具的来实现枪铰导管孔、锪阀座锥面的方式。相比而言，对大批量生产质量稳定性加工中心有劣势，单件刀具成本高。2.5.3该专机采用的为固定式的