加工发动机气缸罩盖并不难，来个尼龙的怎么样？

夹具超人

一、铝合金气缸盖罩的CNC制造加工

传统压铸类气缸盖罩盖的制作周期长，生产成本昂贵，当零件结构更改时需重新生产毛坯，不能满足整车周期的需求，因此尝试采用灵活性较高的CNC数控加工技术来解决。

▲气缸盖罩盖的结构示意图

1.零件特性

该零件采用6061铝合金材料进行加工，此材料是经热处理预拉伸工艺生产的高品质铝合金产品，具有加工性能极佳、优良的焊接特点及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷及易于抛光、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。气缸盖罩盖的结构具有以下特点：壳体类薄壁件，平面度要求为0.5，高压油泵挺柱孔直径为φ26(0,+0.021)，高压油泵安装孔及挺柱孔同轴度要求为0.1。

2. 加工方式：3+2轴

使用三轴机床加工零件时，对于零件的正面结构特征，一般不存在刀具加工不到的情况，但对于高压油泵安装孔及挺柱孔，由于三轴机床的刀轴处于铅直状态，不能倾斜，刀具不能切入，因此高压油泵安装孔及挺柱孔无法机加工成型。此时，使用五轴机床配合3+2轴加工方式，将刀轴根据座高压油泵安装孔的结构特征倾斜，将这两个结构特征转变为正面结构特征。依然使用三轴加工策略来计算刀具路径，这样可以解决高压油泵安装孔及挺柱孔的机加工成形问题。

3.加工过程

由于零件结构较复杂，加工时采用粗加工-半精加工-精加工-多次清根-钻孔等工艺过程进行程序编制，加工顺序按照上表面-内腔面-高压油泵安装孔精加工三个步骤进行。

首先要设定一个合格的毛坯，该毛坯需将气缸盖罩盖的外形都包含在内，并预留夹持尺寸，通过边界计算，毛坯的尺寸设为520mm×300mm×100mm以满足要求。毛坯建立后，在毛坯中间设立坐标系，后续加工以该坐标系为准，因此选择毛坯中间进行坐标系建立，这样加工时，操作者容易定位找正。

以上面建立的坐标系为基准，创建相应的刀具对该毛坯进行机加工，随后进行CNC数控加工的最核心的内容加工策略的编制。首先进行上表面的加工，工作完成后在程序轮廓外钻铰φ8定位找正孔，并在毛坯四边精加工一边作为找正线，翻面后将坐标系绕Y轴翻转180°，以找正线及φ8定位找正孔找正零件毛坯，加工内腔面，加工完成后精加工高压油泵安装孔。

二、PA66气缸盖罩设计与制造工艺

虽然气缸盖罩历来都是由金属所主导的应用, 但尼龙PA66是一种具备许多优点的可行替代材料。设计制造PA66材质气缸盖罩时应从制造工艺、材料特性以及行业趋势等因素进行综合考虑。

1.材料相关的考虑因素

所选材料的特性是首要设计考虑因素。PA66是一种热塑性塑料, 因此其特性会随着环境变化，使用增强材料可以减弱环境变化的影响。PA66较之于它所取代的金属具有更低的硬度和密度，因而会削弱降噪功能，解决的方法是将气缸盖罩隔离。通过使用带肩螺栓和橡胶垫圈隔离摇臂罩，可以显著减少噪声传递。

▲隔离系统

2.气缸盖设计

在冲压钢摇臂罩时代，由于钢的高模量，通常使用4到10个螺栓压紧密封面。PA66也具有高模量，但它不能与钢相提并论。有限元分析将有助于确定需要多少个螺栓才能获得均匀的压紧力。图4中所示的气缸盖罩采用14个螺栓来实现适当的密封。另一个与螺栓布置相关的关键问题是需要圆角螺栓，可提供均匀的压紧力并消除泄漏通道。

3.制造工艺

成型技术注塑成型是应用最广泛的气缸盖罩制造方法，材料出模后直接就是成品，但需要保证设备得到充分且均匀的冷却，从而确保零件的成型应力最低。

另一种方法即模压成型通常很容易被忽视，但是对于盒状气缸盖罩，模压成型非常适合。虽然成型后精加工有时会使成本高于注塑成型零件，但是如果只需少许成型后精加工，此方法实际上可以降低零件总体成本。

传递成型是模压成型的变异， 它也非常适合气缸盖罩应用。此方法适用类似于注塑成型的封闭式模具，但具有压模成型的较快成型周期。

4.单独成型的零件

气缸盖罩有时具有内部挡板，用于机油加注或曲轴箱通风。由于存在模锁，这些部件通常不可能在内部成型。因此它们需要单独成型并且通过以下三种方法之一连接到气缸盖罩。

最简单的方法是扣合件。扣合件成本低且使用迅捷，但主要问题是失效后会导致功能不正常或发动机损坏。扣合件的一个替代方法是机械紧固件，由于较为复杂而不常用。另外，机械紧固件还在气缸盖罩内占据相当一部分空间。

最常用的方法是焊接。零件结构将决定要使用的焊接方法：旋转焊接、振动焊接或感应焊接。焊接不但为零件提供了良好的密封性, 而且显著降低了复杂程度。由于实质上是一件零件, 因此不存在与扣合部件相关的失效问题。焊接的一个缺点是必要设备和夹具的成本。

另一种可考虑的连接形式是粘接。新型环氧基粘合剂具备焊接的优点且没有附加成本。此方法存在一个时间问题， 因为多数环氧基粘合剂需要一小时或更长时间固化。粘结连接法通常与扣合方法结合使用，形成一种夹固方法并提供额外的失效保护。

5.材料特性

有效的气缸盖罩设计需要各种材料特性共同作用。其中第一种特性是材料硬度。材料的硬度将压紧力从紧固件传递到密封件。PA66在各种温度下具有卓越的硬度， 使压紧力得以传递。

要实现良好的压紧力传递，另一个要考虑的问题是翘曲。如果零件由于翘曲而变形, 它将无法均匀地传递压紧力。通常可以采用适当的模具设计和浇口来解决该问题。对于某些长气缸盖罩，则需要使用低翘曲材料。

零件不仅必须提供足够的压紧力，还必须长期保持压紧力。导致压紧力下降的常见原因是蠕变（图7）。如上所述，气缸盖罩中的大部分蠕变可以在设计阶段处理，所选材料在这方面可以产生显著影响。

因字数限制，所以未发完整版，详细请搜索夹具侠查看。

（来源夹具侠）

lxt126

楼主很专业，写得很好！

nusmud908

感谢楼主分享，很不错！