气门标准产品工艺流程.docx
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气门标准产品工艺流程
气门标准产品工艺流程
示范零件号 PartNumberCA498EX
材料1(头部)Mat'l1(Head)21-4N
材料2(杆部)Mat'l2(Stem)40Cr
杆径 StemDiameter8mm
头径HeadDiameter38.8mm
总长TotalLength117mm
工序号/FlowNo. FlowProcessName- Current工序名称
1 Croppin-stem冲切棒料
2 pinharden棒料淬火
3 pinchamfer-bothends两端倒角
4 pingrind-bothends磨两端面
5 roughpingrind粗通磨
6 finishpingrind精通磨
7 crackinspection-magnetic棒料磁力探伤
8 cutoffpin-head切割棒料
9 headpinchamfer-bothends两端倒角
10 pin-pinfrictionweld杆对杆焊接
11 turnflash车飞边
12 temper棒料回火
13 roughpin-pingrind焊后粗通磨
14 finishpin-pingrind焊后精通磨
15 upsetandforge电镦
16 blanktemper毛坯回火
17 shotblast毛坯抛丸
18 1stmanualstraightenheadface调盘端面
19 roughroughroughstem荒磨杆部
20 2ndmanualstraightenheadface调盘端面
21 cutofftolength切断
22 roughgrindface粗磨端面
23 ultrasonicinspection超探
24 tipendharden杆端淬火
25 lowtemperaturetemper低温回火
26 shotblast半成品抛丸
27 roughroughstemgrind修磨杆部
28 semitipendgrind半精端面
29 finishturnHOD精车外圆
30 finishturnseat精车锥面
31 finihsturnface精车盘端
32 turnheadchamfer盘端倒角
33 roughstemgrind粗磨杆部
34 grindkeepergroove磨锁夹槽
35 tipendchamfer杆端倒角
36 semiseatgirnd半精锥面
37 semi-stemgrind细磨杆部
38 crackinspection-magnetic磁力探伤
39 finishseatgrind精磨锥面
40 finishtipendgrind精磨端面
41 finishstemgrind精磨杆部
42 stemchromeplate杆部镀铬
43 etchmarking打字
44 washandpack清洗包装
气门生产工艺及设备
一. 工序:
切割总长
设备名称:
全自动CBN气门总长切割机
设备特点:
采用线速度达到100m/min的CBN立方氮化硼高速切割砂轮进行气门总长切割,采用特别设计的高速动力头作为砂轮架,横向滑台采用液压油缸驱动或伺服电机驱动,纵向滑台手动调整,用于调整切割长度,工件定位方式为杆外圆及盘端面,OMRON PLC控制系统,全自动上下料循环工作.全封闭防护结构。
采用CBN砂轮切割方式完全不同于砂轮片切割方式,它具有切割速度快,砂轮使用寿命长,寿命通常可达1~3个月,无粉尘对环境的污染,噪音低。
效率高。
总长尺寸稳定,控制精度高。
冷却液:
高速CBN用切削冷却油,
节拍:
6–7秒
二. 工序:
粗磨杆部
设备名称:
数控全自动气门杆部无心磨床
设备特点:
在国产M1080B无心磨床的基础上,采用触摸屏及PLC,精密伺服电机构成的控制系统对机床进行自动控制,自动修整补偿,砂轮修整采用金刚石滚轮修整,导轮轴改为高精度滚动轴承结构,彻底改变了原来机床精度差,机床精度寿命短的毛病.具自动上下料机构,完全你自动。
节拍:
6–7秒
三. 工序:
车平面盘外圆到角
设备名称:
全自动数控气门盘部车床
设备特点:
在现有设备上改进车床主轴系统结构,增加液压夹紧和弹簧夹头机构,增加气门上下料机构,采用PLC控制器进行控制.具有全自动的特点。
加工部位:
气门盘外圆,平面和倒角
定位基准:
杆外圆,杆端面
节拍:
15-18秒
四. 工序:
光磨杆部
设备名称:
数控全自动气门杆部无心磨床
设备特点:
在国产M1080B无心磨床的基础上,采用触摸屏及PLC,精密伺服电机构成的控制系统对机床进行自动控制,自动修整补偿,砂轮修整采用金刚石滚轮修整,导轮轴改为高精度滚动轴承结构,彻底改变了原来机床精度差,机床精度寿命短的毛病.吸盘式气门上料机构。
定位基准:
杆外圆,杆端面
节拍:
6–7秒
五. 工序:
杆端淬火
设备名称:
通过式自动气门杆端淬火回火机
设备特点:
链式气门传输结构,全晶体管固态高频,淬火温度红外监控自动监控,未淬火工件自动踢除,能保证没有淬火的工件不流入下道工序。
节拍:
4-5秒
六. 工序:
精磨杆端
设备名称:
全自动CBN气门杆端精密研磨机节拍:
设备特点:
采用线速度达到100m/min的CBN立方氮化硼高速切割砂轮进行气门总长切割,采用特别设计的高速动力头作为砂轮架,擦横向滑台采用液压油缸驱动或伺服电机驱动,纵向滑台手动调整,OMRON PLC控制系统,全自动上下料循环工作.
采用CBN砂轮磨削方式完全不同于砂轮片磨削方式,它具有磨削速度快,砂轮使用寿命长,寿命通常可达1~3个月,无粉尘对环境的污染,噪音低。
效率高。
总长尺寸稳定,控制精度高。
节拍:
6–7秒
七. 工序:
磨锁槽及倒角
设备名称:
数控全自动气门锁槽无心磨床
设备特点:
在国产M1080B无心磨床的基础上,采用触摸屏及PLC,精密伺服电机构成的控制系统对机床进行自动控制,自动修整补偿,砂轮修整采用金刚石滚轮修整,导轮轴改为高精度滚动轴承结构,彻底改变了原来机床精度差,机床精度寿命短的毛病.吸盘式气门上料机构。
节拍:
6–7秒
八. 工序:
精磨杆部
设备名称:
数控全自动气门杆部无心磨床
设备特点:
在国产M1080B无心磨床的基础上,采用触摸屏及PLC,精密伺服电机构成的控制系统对机床进行自动控制,自动修整补偿,砂轮修整采用金刚石滚轮修整,导轮轴改为高精度滚动轴承结构,彻底改变了原来机床精度差,机床精度寿命短的毛病.吸盘式气门上料机构。
节拍:
6–7秒
九. 工序:
精磨锥面
设备名称:
数控全自动气门锥面磨床
设备特点:
采用触摸屏及PLC,精密伺服电机构成的控制系统对机床进行自动控制,精密伺服电机构成的控制系统对机床进行自动控制,自动修整补偿,砂轮修整采用金刚石滚轮修整,
节拍:
5–6秒
十. 工序:
气门清洗
设备名称:
全自动气门清洗机
设备特点:
采用触摸屏及PLC,高温水清洗,水温自动控制,全自动上下料,
节拍:
5–6秒
十一.工序:
气门漏气检测
设备名称:
全自动气门漏气检测分选机
设备特点:
采用触摸屏及PLC,正压式气门漏气试验,
节拍:
5–6秒
十二. 工序:
气门自动插件包装
设备名称:
全自动气门插件包装机
设备特点:
采用触摸屏及PLC,FESTO电控滑台,自动插件包装,铝型材框架结构.
节拍:
5–6秒
十三. 工序:
气门自动物料传送系统
设备名称:
气门自动物料传送系统
设备特点:
集中式PLC控制系统,铝型材链板式气门传输带,
节拍:
5–6秒
十四. 工序:
冷却油,冷却水集中过滤系统
设备名称:
全自动硅藻土预涂式烛式过滤机
设备特点:
400L/min流量,自动硅藻土预涂,自动过滤循环,自动泥浆排除,自动泥浆干燥处理.
过滤精度:
5um
气门锁槽加工方式之比较
发动机气门的锁槽加工方式主要有滚压加工和成型磨削加工两种方式,这两种加工方式有什么区别呢,本文就此问题进行讨论。
一.气门锁槽生产的历史和演变
在六-七十年代以前,人造金刚石技术还没有现在这样普及和成熟,国内甚至国外一些技术水平比较低的企业,由于技术手段的落后,加工气门锁槽的方式普遍采用滚压方式,也有一些企业采用滚压修整的办法修整砂轮,进行锁槽的成型磨削。
因此,气门锁槽滚压加工工艺是历史的传承。
而现在由于技术的发展,人造金刚石技术的成熟与普及,采用金刚石滚轮成型修整加工气门锁槽,是技术发展的必然结果。
我们国内,在上海大众没有引进轿车生产技术之前,柴油机气门锁槽的加工基本全部采用滚压的方式,只有部分要求高的汽车气门,比如上海排轿车、红旗排轿车等气门锁槽的加工采用外圆磨削的办法。
而当时对精度要求比较高的桑塔纳汽车的三槽式气门,我们国内几乎无法生产。
在此形势下,国内气门行业才开始发展金刚石滚轮修整和磨削气门锁槽的工艺。
最早引进并采用此方法和技术的是上海气门厂,他们当时为了为上海大众配套桑塔纳气门,引进了英国埃尔斯顿的气门生产技术和设备,其中包括了两台金刚石滚轮修整的气门锁槽无心磨床。
随后,济南四机床对此进行了开发和并在部分气门厂得到了应用。
现在,由于锁槽成型磨削工艺的优越性得到了普遍的认可,气门锁槽成型磨削工艺已经是气门锁槽的主要工艺手段了,滚压锁槽生产工艺只有在低端气门厂在生产低端柴油机气门时使用,在高端气门生产上已遭淘汰。
二.生产工艺的差别
气门滚压典型生产工艺:
粗磨杆部、二磨杆部-》粗车锁槽-》粗磨锁槽-》滚压锁槽-》三磨杆部-》二磨总长-》……-》四磨杆部、五磨杆部、三磨总长
锁槽成型磨削典型生产工艺:
粗磨杆部-、二磨杆部-》磨总长-》磨锁槽-》精磨杆部
从两种锁槽生产工艺的对比可以看出,由于滚压锁槽生产工艺对气门杆部有形变的发生,气门的外径和长度会发生变化。
因此,在锁槽滚压之前和滚压之后都要进行辅助加工;而成型磨削法由于没有形状变化,因此工艺简单,工艺路线短。
生产成本和人力资源的利用比较低。
同时,滚压锁槽生产工艺只能采用人工方式,而成型磨削法能够实现自动化生产,技术方面具有非常明显的优势。
三.技术质量要求的差别
从气门在发动机内的工作原理可以看出,锁槽-杆端的距离和锁槽-锥面的距离是气门工作的关键尺寸。
这两个尺寸的精度和尺寸的一致性将直接影响气门的打开和关闭时间,在一定程度上将决定发动机的性能。
对单缸低速柴油机而言,因为没有各个缸之间同步性的要求,这两个关键尺寸的要求不是很严格。
所以,在我们客户的气门图纸上,一般只要求锥面---盘端、锁槽---盘端,和总长的要求。
对多缸低速柴油机,由于有四缸甚至六缸的同步性的要求,这两个关键尺寸相对要求就比较严格,通常在客户的图纸上有体现。
对多缸高速以及高性能的柴油机和汽车发动机而言,锁槽---杆端以及锁槽—锥面的尺寸是严格要求的,而且是关键尺寸,是直接会影响发动机性能的尺寸。
就滚压锁槽和成型磨削锁槽两种工艺而言,滚压锁槽工艺由于锁槽位置的不可控性和不确定性,上面的两个关键尺寸是无法做到的。
因此,这种工艺方法只能加工单缸低速柴油机气门,勉强能做一些低端的多缸气门,对多缸高速甚至是高性能的发动机,这种方法是无能为力的,只有采用精密的成型磨削法才能达到。
因此可以说,锁槽成型磨削法是一种高精度的成型方法,而滚压锁槽加工法是一种粗犷加工方法。
四.锁槽部位的滚压硬度问题
在有些柴油机气门的图纸上会有滚压的要求,理由是滚压能增加锁槽的强度,其实这是错误的,何况增加的强度是多少?
如何测量和试验等都是问题。
锁槽是气门的受力部位,而且是受到循环反复拉力,而滚压锁槽加工方式会在此部位造成加工应力和微观裂纹的产生。
由于这个应力和裂纹的存在,在气门工作的频繁拉力的作用下,容易产生裂纹的扩大,造成气门头部断裂,这是有实际例子的。
为了增强锁槽部位的强度,正确的方法应该是增强表面硬度,这在气门生产工艺上是有方法的。
一种方法是气门锁槽部位的帽型淬火法,将气门端部包括锁槽部位的表面进行淬火硬化;另一种方法是杆端长淬火法,将杆端淬火长度超过锁槽部位,这两种方法是气门锁槽强化的通常做法。
当然,整体氮化也是强化锁槽部位表面硬度的办法。
五.滚压工艺改为成型磨削法后的图纸改进要求
由于气门锁槽滚压工艺是一种粗犷的加工工艺,不仅锁槽部位的尺寸不易控制,同时锁槽的形状也不易控制。
因此,其锁槽的形状一般都要大于图纸的要求。
我们可以用投影法检查锁槽的形状和尺寸等参数。
曾经发生过这样的一个案例,用滚压法生产的气门能够顺利安装于发动机上,而用成型法生产的气门无法安装,锁片卡不上。
经用投影法检查这两种气门的锁槽形状发现,用成型法磨制的气门锁槽形状标准,尺寸也非常精确,完全符合客户图纸的要求;而用滚压法生产的气门锁槽形状不准确,尺寸偏大,锁槽底径也偏小。
这造成了符合图纸要求的气门不能被安装,而锁槽形状偏大的不符合图纸要求气门反而能被安装的现象发生。
发生这种现象的原因是,由于成型磨削法生产的气门锁槽非常精密,以至于气门杆部与生产的交接处没有一个倒角,造成这个部位与锁片之间产生干涉。
由于客户对这个问题没有注意,他们以前接触的气门锁槽都是尺寸不够精确的滚压锁槽,在安装时没有发现过问题,所有一直没有注意,图纸上也没有表示。
而高精度成型磨削气门的锁槽在这里有一个XXXXX的倒角,例如现在的汽车类气门和高端柴油机气门,以避免干涉的发生。
现在,我们公司生产的气门在这里已经进行了改进,这个问题将不再发生。
总而言之,要生产高质量的发动机,必须要有优质的气门配套,其中气门锁槽的形状、位置和尺寸的精度将是极其关键和重要的,使用金刚石滚轮修整法的锁槽精密成型工艺是制造优质气门的保证。
其高精度的优势是滚压锁槽工艺所无法比拟的。
最先进的气门生产流水线全景
设备及工艺流程介绍:
1.电鐓; 带机器人全自动气门电鐓机 NGV电鐓机
2.锻压; 全自动气门螺杆压力机 USP螺杆压力机
3.锻后直接淬火; 头部淬火
4.头部感应加热处理; 头部回火 RHT感应加热机
5.整体感应加热处理; 气门整体淬火回火 RVT感应加热机
6.杆端切割及磨削; 总长切割 TEG总长切割磨削机
7.杆部光磨; 自动无心磨床 SGS无心磨床
8.多功能成型磨削; 颈部,盘外圆,锥面等磨削 MPG 多功能磨床
9.单功能成型磨削; 气门大平面磨削 SPG 单功能磨床
10.杆部精磨; 气门杆部精磨 SGF无心磨床
11.锥面精磨; 气门锥面精磨 SGC锥面磨床
12.多功能检测; 气门漏气,跳动等多功能检测 WMV检测机
13.尺寸及外观检查; 气门外观及尺寸检测 MICVDP检测机
14.自动包装; 自动装盘 APP插件包装机
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