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原文传递一种气门挺柱的生产工艺与改进研究

论文题名：	一种气门挺柱的生产工艺与改进研究
关键词：	轻型发动机;配气机构;气门挺柱;生产工艺;精制毛坯;渗碳淬火;外圆磨削
摘要：	近年来，轿车上发展了一类高速轻型发动机，它结构紧凑、重量轻、动力性能好，其配气机构采用顶置凸轮轴、没有推杆，采用薄壁杯型气门挺柱，并配合气门间隙调整垫片来调整气门间隙，满足发动机高性能、低排放、大功率的要求。这是一种理想的家用轿车动力。本文着重对此类发动机采用的薄壁杯型气门挺柱的加工工艺进行了系列研究，在传统气门挺柱生产工艺的基础上，对几个关键工艺技术进行了研究、改进并实施，使此类气门挺柱的生产技术有了很大的进步，工艺水平有了很大程度地提高。　　首先，对此气门挺柱的毛坯我们采用精制毛坯技术。零件毛坯的方法和种类很多，国际上制造技术的发展趋势是精制毛坯技术，尽量实现少切削甚至无切削的工艺技术。我在本文中研究的此类薄壁杯型气门挺柱毛坯采用多工位冷挤压技术一次成形，内孔、内端面、及其与小台阶的圆弧连接不需切削加工，既保证较好金属纤维流线，达到产品使用时的物理力学性能要求，同时精制毛坯减少切削余量，从而减少切削加工工作量，降低了生产成本，缩短了生产周期，提高生产效率。近几十年来，冷挤压加工是一个较为先进的毛坯加工技术，它使坯料在挤压模中受很强的三向压力作用产生塑性变形。冷挤压毛坯加工技术有几个特点：挤压前毛坯处于常温状态，不需加热，使操作简单，节约成本；可以挤压出各种形状复杂、深孔、薄壁、异形断面的零件；零件的尺寸精度高；挤压变形后零件内部的纤维组织是连续的，力学性能好；材料利用率，生产效率也高。但是，毛坯挤压变形后残余很大的内应力，必须进行去应力的退火处理。　　其次，薄壁的杯型挺柱壁厚一般只有1mm左右，在淬火时极易变形，我们采用网带密封式可控气氛多用炉完成渗碳淬火工序，此多用淬火炉全密封、连续加热(预热、加热、淬火、回火在一个炉内完成)、气体保护进行渗碳淬火，保证工件的变形很小火热处理。其特点是：控制精度高；由于有预热段，回火等炉内一次完成，零件变形小；有保护气氛，零件无氧化；连续生产，效率高。采用了网带淬火炉后，不仅大大提高了生产效率，而且零件变形小，渗层控制精度更高，从而我们可以进一步减小热处理后精加工的余量。　　然后，该类薄壁杯型气门挺柱产品，热处理时易变形，而且，产品尺寸精度和形位公差要求都很高，外圆直线度、平行度要求0.005mm，增加了加工难度。经多次试验研究，我们在热处理前留出足够的又较少的加工余量，热处理后采用高精度外圆磨床，调整磨床各项参数至最佳配合，多次磨削、逐渐提高外圆面的尺寸精度、形位公差精度，保证产品性能。　　最后，由于上述精制毛坯技术、先进的热处理工艺、以及采用先进的数控车床、数控磨床进行工序集中等工艺技术，使得我们采用的该薄壁杯型挺柱的生产工艺流程比传统工艺技术水平提高很大：毛坯原材料利用率高，热处理精度高，产品精度高，流水线简短，生产效率高，产品成本低。此产品的工艺技术非常高，处于国内领先水平、接近世界先进水平。
作者：	张瓒
专业：	动力机械及工程
导师：	程勇
授予学位：	硕士
授予学位单位：	山东大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文