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加工發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸罩蓋并不難,來(lái)個(gè)尼龍的怎么樣?

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發(fā)表于 2023-7-8 09:32:09 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
氣缸蓋罩蓋最基本的功能是與缸蓋一起形成一個(gè)近似密閉空腔,遮蓋并密封氣缸蓋,同時(shí)還兼顧將機(jī)油與空氣隔離、曲軸箱通風(fēng)、充當(dāng)機(jī)油加注口、作為傳感器安裝支座等功能。
長(zhǎng)期以來(lái)氣缸蓋罩的制造材料一直都是金屬,近年來(lái)在輕量化應(yīng)用的驅(qū)使下鋁合金氣門(mén)罩的制造技術(shù)進(jìn)步很大,與此同時(shí)尼龍等新材料也有所應(yīng)用,下面將分別介紹鋁合金和尼龍PA66材料的氣缸蓋罩蓋設(shè)計(jì)與工藝。
一、鋁合金氣缸蓋罩的CNC制造加工
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傳統(tǒng)壓鑄類(lèi)氣缸蓋罩蓋的制作周期長(zhǎng),生產(chǎn)成本昂貴,當(dāng)零件結(jié)構(gòu)更改時(shí)需重新生產(chǎn)毛坯,不能滿(mǎn)足整車(chē)周期的需求,因此嘗試采用靈活性較高的CNC數(shù)控加工技術(shù)來(lái)解決。
▲氣缸蓋罩蓋的結(jié)構(gòu)示意圖
1.零件特性
該零件采用6061鋁合金材料進(jìn)行加工,此材料是經(jīng)熱處理預(yù)拉伸工藝生產(chǎn)的高品質(zhì)鋁合金產(chǎn)品,具有加工性能極佳、優(yōu)良的焊接特點(diǎn)及電鍍性、良好的抗腐蝕性、韌性高及加工后不變形、材料致密無(wú)缺陷及易于拋光、上色膜容易、氧化效果極佳等優(yōu)良特點(diǎn)。氣缸蓋罩蓋的結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn):殼體類(lèi)薄壁件,平面度要求為0.5,高壓油泵挺柱孔直徑為φ26(0,+0.021),高壓油泵安裝孔及挺柱孔同軸度要求為0.1。
2. 加工方式:3+2軸
使用三軸機(jī)床加工零件時(shí),對(duì)于零件的正面結(jié)構(gòu)特征,一般不存在刀具加工不到的情況,但對(duì)于高壓油泵安裝孔及挺柱孔,由于三軸機(jī)床的刀軸處于鉛直狀態(tài),不能傾斜,刀具不能切入,因此高壓油泵安裝孔及挺柱孔無(wú)法機(jī)加工成型。此時(shí),使用五軸機(jī)床配合3+2軸加工方式,將刀軸根據(jù)座高壓油泵安裝孔的結(jié)構(gòu)特征傾斜,將這兩個(gè)結(jié)構(gòu)特征轉(zhuǎn)變?yōu)檎娼Y(jié)構(gòu)特征。依然使用三軸加工策略來(lái)計(jì)算刀具路徑,這樣可以解決高壓油泵安裝孔及挺柱孔的機(jī)加工成形問(wèn)題。
3.加工過(guò)程
由于零件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,加工時(shí)采用粗加工-半精加工-精加工-多次清根-鉆孔等工藝過(guò)程進(jìn)行程序編制,加工順序按照上表面-內(nèi)腔面-高壓油泵安裝孔精加工三個(gè)步驟進(jìn)行。
首先要設(shè)定一個(gè)合格的毛坯,該毛坯需將氣缸蓋罩蓋的外形都包含在內(nèi),并預(yù)留夾持尺寸,通過(guò)邊界計(jì)算,毛坯的尺寸設(shè)為520mm×300mm×100mm以滿(mǎn)足要求。毛坯建立后,在毛坯中間設(shè)立坐標(biāo)系,后續(xù)加工以該坐標(biāo)系為準(zhǔn),因此選擇毛坯中間進(jìn)行坐標(biāo)系建立,這樣加工時(shí),操作者容易定位找正。
以上面建立的坐標(biāo)系為基準(zhǔn),創(chuàng)建相應(yīng)的刀具對(duì)該毛坯進(jìn)行機(jī)加工,隨后進(jìn)行CNC數(shù)控加工的最核心的內(nèi)容加工策略的編制。首先進(jìn)行上表面的加工,工作完成后在程序輪廓外鉆鉸φ8定位找正孔,并在毛坯四邊精加工一邊作為找正線,翻面后將坐標(biāo)系繞Y軸翻轉(zhuǎn)180°,以找正線及φ8定位找正孔找正零件毛坯,加工內(nèi)腔面,加工完成后精加工高壓油泵安裝孔。
二、PA66氣缸蓋罩設(shè)計(jì)與制造工藝
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雖然氣缸蓋罩歷來(lái)都是由金屬所主導(dǎo)的應(yīng)用, 但尼龍PA66是一種具備許多優(yōu)點(diǎn)的可行替代材料。設(shè)計(jì)制造PA66材質(zhì)氣缸蓋罩時(shí)應(yīng)從制造工藝、材料特性以及行業(yè)趨勢(shì)等因素進(jìn)行綜合考慮。
1.材料相關(guān)的考慮因素
所選材料的特性是首要設(shè)計(jì)考慮因素。PA66是一種熱塑性塑料, 因此其特性會(huì)隨著環(huán)境變化,使用增強(qiáng)材料可以減弱環(huán)境變化的影響。PA66較之于它所取代的金屬具有更低的硬度和密度,因而會(huì)削弱降噪功能,解決的方法是將氣缸蓋罩隔離。通過(guò)使用帶肩螺栓和橡膠墊圈隔離搖臂罩,可以顯著減少噪聲傳遞。
▲隔離系統(tǒng)
2.氣缸蓋設(shè)計(jì)
在沖壓鋼搖臂罩時(shí)代,由于鋼的高模量,通常使用4到10個(gè)螺栓壓緊密封面。PA66也具有高模量,但它不能與鋼相提并論。有限元分析將有助于確定需要多少個(gè)螺栓才能獲得均勻的壓緊力。圖4中所示的氣缸蓋罩采用14個(gè)螺栓來(lái)實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)拿芊狻A硪粋(gè)與螺栓布置相關(guān)的關(guān)鍵問(wèn)題是需要圓角螺栓,可提供均勻的壓緊力并消除泄漏通道。
3.制造工藝
成型技術(shù)注塑成型是應(yīng)用最廣泛的氣缸蓋罩制造方法,材料出模后直接就是成品,但需要保證設(shè)備得到充分且均勻的冷卻,從而確保零件的成型應(yīng)力最低。
另一種方法即模壓成型通常很容易被忽視,但是對(duì)于盒狀氣缸蓋罩,模壓成型非常適合。雖然成型后精加工有時(shí)會(huì)使成本高于注塑成型零件,但是如果只需少許成型后精加工,此方法實(shí)際上可以降低零件總體成本。
傳遞成型是模壓成型的變異, 它也非常適合氣缸蓋罩應(yīng)用。此方法適用類(lèi)似于注塑成型的封閉式模具,但具有壓模成型的較快成型周期。
4.單獨(dú)成型的零件
氣缸蓋罩有時(shí)具有內(nèi)部擋板,用于機(jī)油加注或曲軸箱通風(fēng)。由于存在模鎖,這些部件通常不可能在內(nèi)部成型。因此它們需要單獨(dú)成型并且通過(guò)以下三種方法之一連接到氣缸蓋罩。
最簡(jiǎn)單的方法是扣合件?酆霞杀镜颓沂褂醚附荩饕獑(wèn)題是失效后會(huì)導(dǎo)致功能不正;虬l(fā)動(dòng)機(jī)損壞?酆霞囊粋(gè)替代方法是機(jī)械緊固件,由于較為復(fù)雜而不常用。另外,機(jī)械緊固件還在氣缸蓋罩內(nèi)占據(jù)相當(dāng)一部分空間。
最常用的方法是焊接。零件結(jié)構(gòu)將決定要使用的焊接方法:旋轉(zhuǎn)焊接、振動(dòng)焊接或感應(yīng)焊接。焊接不但為零件提供了良好的密封性, 而且顯著降低了復(fù)雜程度。由于實(shí)質(zhì)上是一件零件, 因此不存在與扣合部件相關(guān)的失效問(wèn)題。焊接的一個(gè)缺點(diǎn)是必要設(shè)備和夾具的成本。
另一種可考慮的連接形式是粘接。新型環(huán)氧基粘合劑具備焊接的優(yōu)點(diǎn)且沒(méi)有附加成本。此方法存在一個(gè)時(shí)間問(wèn)題, 因?yàn)槎鄶?shù)環(huán)氧基粘合劑需要一小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間固化。粘結(jié)連接法通常與扣合方法結(jié)合使用,形成一種夾固方法并提供額外的失效保護(hù)。
5.材料特性
有效的氣缸蓋罩設(shè)計(jì)需要各種材料特性共同作用。其中第一種特性是材料硬度。材料的硬度將壓緊力從緊固件傳遞到密封件。PA66在各種溫度下具有卓越的硬度, 使壓緊力得以傳遞。
要實(shí)現(xiàn)良好的壓緊力傳遞,另一個(gè)要考慮的問(wèn)題是翹曲。如果零件由于翹曲而變形, 它將無(wú)法均勻地傳遞壓緊力。通常可以采用適當(dāng)?shù)哪>咴O(shè)計(jì)和澆口來(lái)解決該問(wèn)題。對(duì)于某些長(zhǎng)氣缸蓋罩,則需要使用低翹曲材料。
零件不僅必須提供足夠的壓緊力,還必須長(zhǎng)期保持壓緊力。導(dǎo)致壓緊力下降的常見(jiàn)原因是蠕變(圖7)。如上所述,氣缸蓋罩中的大部分蠕變可以在設(shè)計(jì)階段處理,所選材料在這方面可以產(chǎn)生顯著影響。
6.零件集成與徑向密封
在汽車(chē)行業(yè)中, 近來(lái)出現(xiàn)的一個(gè)明顯趨勢(shì)是零件集成,氣缸蓋罩也不例外。通常這種集成包括氣缸蓋罩和空氣濾清器殼體或進(jìn)氣歧管的集成。在一些情況下,空氣濾清器殼體也適合集成到氣缸蓋罩內(nèi)。由于考慮到更大的組裝靈活性和更加簡(jiǎn)便的加工,空氣濾清器可以成為更好的集成選擇。圖8顯示了這種集成以及進(jìn)氣歧管與氣缸蓋罩的集成。
另一個(gè)新興趨勢(shì)是徑向密封概念,它最大限度地減少了氣缸蓋加工過(guò)程,還增強(qiáng)了密封系統(tǒng)的性能,圖9說(shuō)明了這種密封的多個(gè)密封元件與僅有一個(gè)密封元件的傳統(tǒng)氣缸蓋罩的不同之處。
雖然氣缸蓋罩歷來(lái)都是由金屬所主宰的應(yīng)用,但PA66是一種具備許多優(yōu)點(diǎn)的可行替代材料。在考慮制造工藝、材料特性以及行業(yè)趨勢(shì)等相關(guān)因素后,設(shè)計(jì)性能、成本節(jié)約以及重量減輕等目標(biāo)均可實(shí)現(xiàn)。而金屬材質(zhì)氣缸蓋罩(如鋁合金)的制造也具有著現(xiàn)階段不可替代的地位,CNC加工能夠改進(jìn)很多傳統(tǒng)壓鑄方法的不足之處。
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發(fā)表于 2023-7-8 09:47:33 | 只看該作者
能推行PA66替代的,基本都是基于成本考慮,實(shí)際使用成本和風(fēng)險(xiǎn)都是消費(fèi)者買(mǎi)單。金屬罩蓋,維護(hù)更換周期長(zhǎng),且細(xì)小損壞還可以通過(guò)修補(bǔ)/焊接的方式來(lái)維修,降低維護(hù)成本;但是非金屬的,通常只能更換,且更換的價(jià)格相對(duì)金屬罩蓋,沒(méi)有很大的優(yōu)勢(shì)。美其名曰,高科技材料
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發(fā)表于 2023-7-8 09:58:21 | 只看該作者
五萬(wàn)公里滲油的玩意吧
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發(fā)表于 2023-7-8 10:09:25 | 只看該作者
過(guò)保就漏,嗯,售后可以賺錢(qián)了
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發(fā)表于 2023-7-8 13:32:43 | 只看該作者
尼龍有吸水膨脹的特性,長(zhǎng)時(shí)間在潮濕環(huán)境下,產(chǎn)品尺寸很容易變形。而且尼龍類(lèi)產(chǎn)品的加工精度一般,它的主要應(yīng)用場(chǎng)景是減重。

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