汽缸盖是发动机系统中的重要部件,它具有结构复杂、制造困难等特点,直接影响到产品的使用寿命。加工中心是一种高效的生产设备,要使其发挥其作用,就必须加强管理,合理配备员工;做好生产的准备工作,还要做好数控技术工作。本文主要对汽缸盖的数控机床(Computerized Numerical Control,CNC)加工技术及CNC编程技术进行了深入的探讨。本论文针对内燃机汽缸盖的工艺特点,从总体上对加工工艺进行了分析,提出了加工工艺路线、数控加工工序、工步划分;选择加工中心、刀具和夹具。汽缸盖的特点是孔隙较多。通过对三个因素的分析,发现影响加工中心加工精度的主要因素均达不到预期的效果。文中根据钻头的稳定性、力矩和机床功率等因素,提出了钻头的简单实用的计算方式。

气缸盖是柴油机的关键零部件,气缸盖与气缸体组成的燃烧室为柴油机提供动能,是典型的箱体类零件。型体复杂,铸造难度大。由于铸造工艺的原因,毛坯实物与图纸设计的尺寸存在较大误差,这给划线和机械加工带来了废品风险。对划线创新先进操作法及加工工艺进行详解,并首次在划线和机械制造领域提出预后理论。

某型号铝合金气缸盖采用传统低压铸造工艺生产时,喷油器孔附近频繁出现气孔和缩松缺陷,导致铸件出现渗漏现象。采用MAGMA铸造过程模拟仿真软件对铸造工艺进行模拟仿真优化,结合3D打印砂芯技术,通过优化铸造工艺设计、调整低压铸造曲线,消除了铸造缺陷,并提出了一种自补缩无加压低压铸造工艺,提升气缸盖铸造良品率,为气缸盖铸造工艺提供新方向。

采用压痕应变法、全释放应变法和深孔(DHD)法分别检测两种材料4种型号的发动机铸铁气缸盖在热处理前后的残余应力,分析了热处理消除气缸盖残余应力的效果。结果表明:通过压痕应变法和全释放应变法测得热处理前后气缸盖表面的残余应力基本为压应力,两种方法测得的残余应力水平相当,除3号气缸盖外,其余气缸盖热处理后的表面压应力峰值基本没有下降;通过DHD法测得气缸盖深度方向存在拉应力,热处理工艺没有降低气缸盖深度方向的拉应力峰值;3号气缸盖可以采用热处理工艺消除表面残余应力,其余气缸盖热处理前残余应力的水平较低,无需进行热处理。

针对某型柴油机气缸盖穴蚀现象,分析引起气缸盖穴蚀的原因。分析表明,气缸盖冷却介质、冷却结构及使用工况等不合理均会引发穴蚀。据此提出相应的改进措施,试验验证改进措施的有效性,实船应用也取得良好的效果。

为了探究冷热冲击试验对天然气发动机气缸盖耐久测试的合理性,通过在某型号天然气发动机气缸盖上加装热电偶传感器,研究冷却水出口温度和转速对气缸盖温度的影响。结果表明:发动机稳定在额定点工况下,火花塞孔附近温度最高,排气门桥间温度最低,其中冷却水出口温度与气缸盖温度呈正相关;在标准冷热冲击试验工况下,气缸盖最大温差在100~150 K,取消标准冷热冲击试验工况的怠速和停机工况后,冷冲击阶段冷却水温度设置为30℃时,发动机高怠速工况时气缸盖最大温差在100~150 K,而低怠速工况时气缸盖最大温差在180~220 K,此时的温差对于天然气发动机气缸盖的影响较大。

介绍了一种铸造缸盖磨削用胎具及其设计优化方案。该磨削胎具通过辅助限位座、垫片动态调整间隙来实现对缸盖磨削的精确定位,避免铸件磨削出现偏差,造成铸件二次磨削,甚至报废。该胎具底板设计为沉槽+镶块结构,整体可靠性强。在进行不同缸盖磨削时,可直接更换对应镶块模组,最大限度的实现了不同缸盖的磨削胎具共用。经过验证,该胎具更换简便、结构可靠性强,可在实际生产中应用推广。

本文针对某型柴油机在使用过程中发生机体被打破,平衡块和连杆小端甩出机体外部的故障,通过对柴油机故障现象、相关零部件的拆检分析,确定了故障原因是由于气缸盖摇臂座紧固螺钉孔存在缺陷发生开裂,摇臂座紧固螺钉松脱,造成柴油机工作过程中该缸配气系统失效,燃油稀释缸套油膜,引起拉缸,导致活塞拉断,连杆小头失去约束从而发生一系列故障。

介绍发动机机体、气缸盖加工生产线装备选择总体原则,重点阐述机体缸孔、主轴承孔,气缸盖燃烧室面、导管座圈孔和凸轮轴孔加工装备先进技术及应用,以及机体、气缸盖生产线辅助装备关键技术及应用,为发动机机体、气缸盖加工生产线装备选择提供了参考。

笔者运用有限元分析技术利用SolidWorks软件创建了机体、曲轴与气缸盖的实体模型再选用合理的建模方法进行有限元网格划分得到最终分析结果。分析结果表明该有限元分析技术可以准确掌握发动机各部件的情况为车辆发动机的改进和优化设计提供理论支撑。