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普通機床加工發動機缸蓋球形燃燒室的工藝試驗
2012-11-5  來源:  作者:太原輕型汽車總廠 周希剛

      1引言

 

      我廠有二十余年生產汽車發動機缸蓋的歷史,480QA發動機缸蓋是我廠為某發動機廠配套生產的新產品,它的試驗成功填補了當時國內市場輕型汽車發動機的一項空白。480QA發動機缸蓋主要用于6400系列輕型汽車發動機。它的生產工藝除燃燒室形狀為球形面以外,其加工工藝均與其他發動機缸蓋大同小異,所以缸蓋球形燃燒室的加工工藝,成為這個新產品試制的難題。經過多次討論、分析、試驗,在我廠當時具有的條件下,終于獲得了一套較為經濟、合理而又相對簡單的工藝方案,成功地使用普通機床加工生產出了符合圖紙技術要求的合格產品。本文僅就其球型面燃燒室加工的特點進行介紹。

 

      2     發動機缸蓋球形燃燒室的技術要求

 

      如圖1,缸蓋材質為ZL107,球形面尺寸為SR48.31±0.035mm,表面粗糙度為Ra12.5,位置度為準0.1mm,燃燒室容積55.5ml,其容積公差不大于2%,同一氣缸蓋各燃燒室容積差不大于1.5%。

 

1

 

      3     球形燃燒室的加工試驗

 

      3.1工藝難點

 

      (1)特性面用成型刀加工容易,但我廠沒有刀具制造能力,外委刀具設計加工則制造時間較長,難以保證試制周期;

 

      (2)我廠現有設備中僅有普通立銑和萬能銑床,沒有數控機床。

 

      3.2試驗方案

 

      (1)在成型球形刀未加工回廠之前,在萬能銑床上加工球形燃燒室。

 

      工藝裝備:萬能銑床,臥銑刀桿加盤銑刀(準96.62±0.07mm)、專用夾具、機械回轉工作臺、縱向定位裝置、高度定位裝置。見圖2。

 

2

 

      加工工序如下:

 

      工序一:卡緊氣缸蓋,并使用銑刀盤中心與燃燒室中心吻合;

 

      工序二:升工作臺,使刀具進刀深度為21+0.1mm;

 

      工序三:旋轉回轉工作臺,使其轉動角度大于180°即加工完一個球形燃燒室;                  

 

      工序四:降工作臺面,讓出刀具,移動縱向工作臺,使用縱向定位裝置,使銑刀盤中心與另一個球形室中心吻合,即可進行下一個燃燒室的加工。

 

      由于旋轉回轉工作臺180°較為麻煩,此方案僅限于小批量試驗時加工用。    

 

      (2)立銑床加立式成型銑刀                                

 

      工藝裝備:立式銑床、立式專用成型銑刀(SR48.31±0.035mm)、專用夾具、縱向定位裝置、高度定位裝置。見圖3。

 

3

 

      工序一:夾緊氣缸蓋,并使立式銑刀旋轉中心與球形燃燒室中心相吻合;                                  

     

      工序二:升起工作臺。使刀具進刀深度為21+0.1mm;

 

      工序三:降工作臺,使刀具退出工件,縱向移動工作臺,用縱向定位裝置使刀具中心與下一個燃燒室中心吻合,即可開始下一工作循環。

 

      由于立式銑床工藝系統剛性好,又減少了旋轉工作臺的工序,所以效率較臥式銑床高。

 

      3實驗結果           

 

      通過檢驗,燃燒室容積及其誤差、位置度、尺寸精度、表面粗糙度均滿足圖紙技術要求。

             

      4注意事項

 

      對于小批量試驗加工,用普通機床加工球形面是完全可行的。但要注意下幾點:

 

      (1)提高鑄件精度,減少加工余量;    

 

      (2)鑄件熱處理后其抗拉強度、延伸率、硬度應有利于機械加工。對于ZL107,抗拉強度 延伸率δ為2.5%~3.0%;硬度為HB90~100;  

 

      (3)注意冷卻液的使用,避免刀具磨損和產生切削瘤;    

 

      (4)根據工藝系統的剛性,選擇適當的切削用量(切削速度、吃刀深度、進給量),避免刀具產生切削瘤和工藝系統振動。

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