一种气缸盖多梯次硬度燃烧室的加工方法

技术领域

本发明涉及气缸盖加工技术领域，尤其是涉及一种气缸盖多梯次硬度燃烧室的加工方法。

背景技术

气缸盖的主要作用是密封气缸形成一个封闭的空室，使活塞能够正常压缩燃油和混合气产生动力。气缸盖的组成比较复杂，一般包括进气门座孔、排气门座孔、气门导管孔、火花塞安装孔、进气管、排气管、凸轮轴承孔等。如图1所示，为现有技术中一种气缸盖的结构图。该型号气缸盖气门座孔因结构紧凑不再使用传统的镶嵌结构，而是与缸盖一体成型，将气门座孔进行局部强化。强化后气门座孔硬度达到45-50HRC,而强化层与缸盖本体过渡层局部硬度更是达到了64HRC以上，造成气缸盖气门座孔强化后燃烧室硬度不均匀，车床精加工燃烧室时需从铸铁本体硬度220HB左右到基体结合层硬度64HRC左右及强化层硬度45-50HR一次加工成型，现阶段加工时使用的数控车床进行加工，数控车刀一般搭配使用硬质合金刀片、CBN刀片、陶瓷刀片等。而现阶段使用的几种硬质合金刀片、CBN刀片、陶瓷刀片一片刀片均无法完全加工完一只缸盖，加工过程中出现了蹦刃、烧蚀等现象。且此缸盖燃烧室内多角度，多斜面相切，加工精度较高，部分尺寸精度达到±0.01，二次加工无法保证加工精度。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种气缸盖多梯次硬度燃烧室的加工方法，以解决上述问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种气缸盖多梯次硬度燃烧室的加工方法，该方法包括如下步骤：

1)对强化后缸盖燃烧室进行化学成分、金相组织分析、硬度检测，分析缸盖燃烧室需加工材质技术状态；

2)根据气缸盖材质分析，选择若干种刀具进行试加工，根据试加工结果选择无蹦刃烧蚀现象的主偏角为55°硬质合金刀片，加工时刀具进刀点确定为从燃烧室中心进刀，以减少刀具加工阻力，分层进行加工，每次加工余量为0.2mm，加工转速为130-180r/min，每次进刀量为0.1mm-0.15mm。

进一步，步骤2)中主偏角为55°的硬质合金刀片基体采用超硬亚米微级粉末冶金压制而成。

进一步，步骤3)中转速为132r/min，每次进刀量为0.1mm。

相对于现有技术，本发明所述的气缸盖多梯次硬度燃烧室的加工方法具有以下优势：

本发明所述的加工方法针对气缸盖燃烧室加工表面硬度跨度大、难加工的问题，将缸盖燃烧室加工余量进行调整、调整加工程序、更改刀具进刀位置，以减少多刀片刃部的磨损；根据燃烧室化学材质分析，配合不同的加工工艺方案，选择强断屑硬质合金刀片，选择合适的工艺参数，经过一个小批量验证，最终确定加工工艺方案，解决气缸盖燃烧室难加工的问题。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中一种气缸盖的结构图；

图2为进气侧鼻梁去硬质层金相检验图；

图3为排气侧鼻梁去硬质层金相检验图。

附图标记说明：

1-缸盖本体；2-强化层；3-缸盖本体与强化呈交界处。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明提供一种气缸盖多梯次硬度燃烧室的加工方法，首先确保证燃烧室加工材后的技术状态及精度，其次要求加工简单、加工效率高。通过对强化后缸盖燃烧室进行化学成分、金相组织分析、硬度检测，分析缸盖燃烧室需加工材质技术状态，对现阶段燃烧室加工方案进行梳理，将缸盖燃烧室加工余量进行调整、调整加工程序更改刀具进刀位置，选择刀具，确定工艺方案。

具体步骤如下：

1、通过对强化后缸盖燃烧室进行化学成分、金相组织分析、硬度检测，分析缸盖燃烧室需加工材质技术状态。

如图1所示缸盖本体1材料为RuT350,缸盖强化层为钴基合金。检验缸盖本体硬度为200～230HB,强化层硬度为45-50HRC,缸盖本体与强化层交界处硬度为58-64HRC。

经金相检验分析，进气侧鼻梁去硬质层为莱氏体，宽0.5mm，如图2所示；排气侧鼻梁去硬质层也为莱氏体，宽3.2mm，如图3所示。

由此缸盖硬度最高处为缸盖本体与强化层交界处硬质层，莱氏体金相组织，硬度为58-64HRC。气缸盖气门座孔强化后燃烧室硬度不均匀，车床精加工燃烧室时需从铸铁本体硬度220HB左右到本体结合层硬度64HRC左右及强化层硬度45-50HR一次加工成型，此加工难点为本发明的主要解决的问题。

2、对现阶段燃烧室加工方案进行梳理，确定缸盖燃烧室加工余量，选择刀具，确定工艺方案。

加工燃烧室面时，根据图纸加工要求，选用数控车床进行加工。根据加工材料为铸铁缸盖本体及强化材料钴基合金，选择的主偏角为35°、80°的能够加工50HRC以上硬度的硬质合金刀片、CBN刀片、陶瓷刀片,进刀量0.15m均出现不同程度的蹦刃烧蚀现象，主偏角为55°硬质合金刀片则不会出现此现象。

表1各刀具加工情况

针对上述情况，选用主偏角为55°硬质合金刀片，该硬质合金刀片基体采用超硬亚米微级粉末冶金压制而成，采用ALTiN+TiALN双涂层技术，可以有效隔绝切削过程中产生的热量，并有效提高刀片基体的硬度及耐磨性。刀片表面采用独特的束膜技术，提高了刀片表面粗糙度，减少了在切削过程中积削瘤的产生。

3、根据选定的这种刀片主偏角及材质，加工时刀具进刀点确定为从燃烧室中心进刀，以减少刀具加工阻力，分层进行加工，每次加工余量为0.2mm。加工参数分别试用180、130r/min，每次切削量为0.1mm、0.15mm。

表2加工参数测试表

通过上述试验最终加工参数转速S调整为132r/min，每次切削量调整为0.1mm。加工1件缸盖后的刀片刃部未发生明显变化。加工后尺寸精度光洁度均要求达Ra1.6以上，装配面达到Ra0.8。

上述加工方法，解决了一类不同硬度梯度材料难加工的方法，经过工艺验证，本工艺方法能够满足如图1型号缸盖加工技术要求，加工质量稳定，效率较高，取得了较好的效果，并可向同类产品推广。

该方法有效解决了缸盖燃烧室加工难的问题，保证并提高了气缸盖的加工精度，提高了产品质量，提高了该产品的可靠性；解决了缸盖本工序效率及其低下的问题，加工效率从原来的2个半小时以上提高到40分钟以内，极大提高加工效率，为后续批量生产奠定了基础，达到项目研制目标要求。同时提升了用户满意度，提升了市场竞争力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。