发动机缸盖的机加工艺及加工难点

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汽车发动机缸盖与发动机的配气和点火等重要性能密不可分。而缸盖作为复杂零件，其表述繁杂，容易使人对其机加工艺摸不着头绪。文章以直列4缸发动机铝合金缸盖为例，明晰了缸盖与相关零件的装配关系、机加工艺核心原则及关键部位加工方法。

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装配关系

发动机缸盖的各个面及相关位置，如图1和图2所

示。

图1 缸盖的缸体结合面及相关位置

图2 缸盖的罩壳结合面及相关位置

1.1 6个外形面1.1.1 缸体结合面

与缸体结合，此面上有燃烧室。气缸的容积与燃烧室容积的比值称为压缩比，这是发动机性能的重要参数。气缸中被压缩的可燃混合气体在燃烧室内被点火和燃烧，燃烧室容积变小，可能引起爆燃，容积变

大，会导致发动机功率不足。一般缸盖的燃烧室都是

()

摘要：发动机缸盖作为复杂零件，表述繁杂，文章从使用功能角度介绍了缸盖各部位重要程度，分析了缸盖与相关零部件装配关系，指出缸盖机加工艺路线的核心原则，同时阐述了其关键部位的加工方法及注意事项。实践表明，该原则及方法有助于把握缸盖加工关键，灵活编排工艺。

关键词：发动机缸盖；装配关系；工艺分析；加工方法

Machining Technology and Difficulties of Engine Cylinder Head

Abstract: As a complex parts, it is difficult to draw a clear picture of engine cylinder head. This paper introduces each part’s importance of engine cylinder head and analyzes the assembling of cylinder head and related parts, pointing out that the core principles of cylinder head’s machining technology as well as the processing methods and some notices. The practice proves that this processing method and principles facilitate the holding on the key points of engine cylinder head machining and a flexible arrangement of technology.

Key words: Engine cylinder head; Assembling; Technology analysis; Machining methods

发动机缸盖的机加工艺及加工难点

万方数据

默克精密工具（常州）有限公司陈圣

- 38 -毛坯面，不需机加工。因此，缸体结合面与燃烧室内毛坯面的位置精度要求相对较严。另外，此面对发动机燃烧室的密封性关系很大，虽然缸体和缸盖中间还有气缸垫，仍对此面的平面度要求较高。1.1.2 其它各面

罩壳面与主要起防尘及防噪声作用的凸轮罩配合，中间还有气缸垫；进、排气面分别与进、排气歧管相配合，中间有垫片；两侧面主要安装一些控制器及罩壳等装置。这些部位要求均不高。1.2 各孔系

一般四冲程发动机缸的工作行程是：进气、压缩、做功及排气。缸盖一个重要功能就是给发动机配气，配气机构的工作过程是凸轮轴通过驱动挺杆进而驱动进排气门开启，进排气得以实现。在压缩和做功的2个行程中，进排气门通过挺杆内的弹簧等作用而关闭。1.2.1 凸轮轴孔系

进排气凸轮轴孔各装一根凸轮轴，而凸轮轴在孔内旋转以驱动挺杆，因此，各挡凸轮轴孔的同轴度要非常好，否则会出现凸轮轴早期磨损、犯卡、甚至无法装配等问题。1.2.2 阀座导管孔系

阀座与导管位置关系：气门在导管孔内往复运动，同时，气门头必须要与阀座的密封锥面保证良好的配合。因此，阀座和导管孔二者之间的跳动要求非常严，否则会出现燃烧室漏气等严重影响发动机性能的问题。1.2.3 挺杆孔

装配气门挺杆，以凸轮轴传递来的动力驱动进排气门，挺杆孔与导管孔之间有一定的同轴度要求。1.2.4 其它

火花塞孔、螺栓孔、螺纹孔、水孔及油孔和其它部件之间没有太紧密的联系，位置要求不高。1.3 总结

1）凸轮轴孔系各挡孔间位置关系特别重要；2）阀座导管孔系之间位置关系特别重要；3）缸体结合面与燃烧室内毛坯面间位置关系比较重要；

4）挺杆孔与导管孔间位置关系比较重要。其余部位位置精度要求一般。

2 机加工艺

工艺方案的制定主要考虑2方面：1）加工顺序，

即先与后、分与合的问题；2）加工方法，即具体的实现手段。

2.1 加工顺序

本着先基准、后其它的机加工原则，首先要考虑的是粗、精基准。2.1.1 粗基准的选择

要保证缸体结合面与燃烧室内毛坯面的位置，实际上就是要选择一个合理的粗基准。在缸盖的缸体结合面方向，都会留有3个工艺定位台阶，作为粗基准，这个工艺定位台阶与燃烧室位于同一方向，是铸造模具同一个型面形成的，没有分型等铸造工艺误差，因此比较准确，所以必须要用缸盖的缸体结合面方向上的粗基准做为首次定位基准，

加工出机加工的精基准。以后的误差，都是用机加工的精基准重复定位而产生的累积误差，相对较小，不会影响压缩比。2.1.2 精基准的选择

缸体结合面和罩壳面比较大，结构上比较适宜做精基准，因此，选择缸体结合面和此面上的2个定位销孔作为第一精基准，罩壳面为第二精基准。2.1.3 工序组合

这方面对产品位置精度的影响较大，一般来说，按照工件位置精度要求的严格与否，有4种方法可以选择，1）要求不严的，可以分别用不同的基准来定位加工；2）有一定要求的，通过用同一个基准来定位加工；3）要求很严的，通过一次装夹来完成；4）要求极严的，既要一次装夹，又要用一把刀同时加工，由此，可以得出缸盖机加工艺的核心原则。2.1.4 核心原则

加工顺序方面要求：1）以缸体结合面方向上的毛坯粗基准作首次定位基准；2）凸轮轴孔系一次装夹且用一把刀加工；3）阀座导管孔系一次装夹且用一把刀加工；4）挺杆孔和阀座导管孔系最好一次装加工，对于部分要求不是特别严格的产品，也可以通过调整夹具精度的方式保证位置度；5）其余部位可用不同精基准定位进行加工。2.2 加工方法

从缸盖各部位的尺寸精度、位置精度、形状精度及光洁度等要求来看，大部分面和孔的各种要求不高，可以通过常规的铣、钻、镗、铰及攻丝方法来实现。但是，存在4个难点，凸轮轴孔系和阀座导管孔系由于产品结构的关系，精度高，要求严，而且长径比过大，如果用常规的加工方法，即使一次装夹加工，也很难保证要求。缸体结合面由于平面度要求较高，面积较大，也有一定难度。另外，为适应现代加工高效生产的要求，也需要有相应的解决方法。

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