发动机缸盖气门座圈压装工艺.docxVIP

发动机缸盖气门座圈压装工艺东风汽车有限公司商用车发动机厂 （湖北十堰442003） 殷世福陈国友1. 课题的提出气门座圈的液氮冷冻压装工艺在目前国内的发 动机厂家应用较广，也是一种传统的压装方式。 气门座圈在液氮中（－196℃）冷冻一定的时间后（在现生产工艺中一般要求大于15min），气门座 圈的直径会变小，这样气门座圈与座圈底孔之间的 过盈量就会减少，从而减少压装力，减少压装过程 中气门座圈对底孔壁的磨损，进而减少气门座圈脱 落的几率。在传统的设备中，一般采用通用压床，冷冻后 的气门座圈由人工上料，使用压装辅具完成压装过 程。在实际操作中，工人为了减少动作，会一次性 的将一辆份的进气或排气门座圈从液氮中取出，放 在缸盖底面上，再依次压完，那么座圈压入的时间 就会受到很多人为因素的影响，座圈能否在冷冻的 发动机缸盖气门座圈压装工艺 东风汽车有限公司商用车发动机厂 （湖北十堰 442003） 殷世福 陈国友 1. 课题的提出 气门座圈的液氮冷冻压装工艺在目前国内的发 动机厂家应用较广，也是一种传统的压装方式。 气门座圈在液氮中（－196℃）冷冻一定的时间后 （在现生产工艺中一般要求大于15min），气门座 圈的直径会变小，这样气门座圈与座圈底孔之间的 过盈量就会减少，从而减少压装力，减少压装过程 中气门座圈对底孔壁的磨损，进而减少气门座圈脱 落的几率。 在传统的设备中，一般采用通用压床，冷冻后 的气门座圈由人工上料，使用压装辅具完成压装过 程。在实际操作中，工人为了减少动作，会一次性 的将一辆份的进气或排气门座圈从液氮中取出，放 在缸盖底面上，再依次压完，那么座圈压入的时间 就会受到很多人为因素的影响，座圈能否在冷冻的 有效时间内压完就成了一个需要研究确认的课题。 随着压装技术的进步和安全生产的需要，近几 年，气门座圈压装设备已由传统的液压压床改为采 用电子压力机、气液增压缸或伺服压头控制的专用 设备，新设备可以对气门座圈压装过程中的力和位 移进行监控，对压装质量的控制水平 冷冻压装设备一般推荐压装前座圈温度仅为－60℃ 左右，因为气门座圈取出至压装的过程中，温度都 有损失，－ 60 ℃左右是在现有技术条件下最为经 济的控制温度。若要更低的温度，则需要增大液氮 的供给量及缩短冷冻后至压装前的时间，这样会使 得该工序设备制造及使用成本增加，而－60℃的压 装温度显然与产品的要求也相差甚远。在这个温度 下，其气门座圈冷冻后的直径变化量有多少，也需 要研究。 目前，国内的一些发动机企业也已取消了液氮 压装，采用了常温压装工艺，那么液氮冷冻对压装 的意义到底有多大？冷冻后有效的压装时间是多 少？取消液氮冷冻工艺的依据是什么？诸多的问题 需要解答。 2. 座圈直径变化及有效时间的工艺试验 在本试验中，选取我公司的H缸盖的进气及排 气气门座圈作为试验对象，其材料均为粉末冶金， 其试验过程及结果分析如下： （ 1 ） H 缸盖的进气气门座圈试验选取了 10 个 座圈，冷冻前、冷冻30min后其直径如表1所示。 表1 进气气门座圈冷冻前后的直径 （单位：mm） 有了很大提高。但是冷冻座圈的上料 问题依然是工艺设计中不可回避的难 点问题。人工上料时，若一次上一个 座圈并马上压装应该是最理想的，但 是操作人员的动作太多，可能会造成 气门座圈压反及漏压等问题，且工人 由表1可见，H缸盖进气气门座圈冷冻后直径平 均缩小了约0.075m m，经多轮试验验证，其结果一 致。 （ 2 ） H 缸盖排气气门座圈，试验选取了 10 个 的劳动强度太大，设备加工节拍长。有些厂家为解 决这些问题，采用了先进的自动冷冻压装设备，即 气门座圈的冷冻及上料全部由设备自动完成。自动 2012年 第22期 35 冷加工 HYPERLINK / 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 冷冻前 38.784 冷冻后 38.71 38.709 38.708 38.71 38.71 38.709 38.708 38.71 38.71 38.709 Technique工 艺（单位：mm）表2 排气气门座圈冷冻前后的直径片如图1所示。冷冻30min后，取出放 在量具上测量，随着座圈 的温度升高，该检具表针 在座圈刚放上去时就开始 座圈，冷冻前与冷冻30min后其直径如表2所示。由表 2 可见， H 缸盖排气气门座圈冷冻后直径 平均缩小了约0.055m m，经多轮试验测量验证，其 结果一致。（3）气门座圈线胀系数的计算。根据试验结 果，为了得到各温度下的直径变化，需要计算工件 的线胀系数。金属的热膨胀性用线胀系数来表示，其计算公 式为α＝（L 2－L 1）/（L 1Δ Technique 工 艺 （单位：mm） 表2 排气气门座圈冷冻前后的直径 片如图1所示。 冷冻30m