[發明專利]一種發動機氣門的加工工藝

無效

• 申請號: 201210134062.2
• 申請日: 2012-05-03
• 公開（公告）號: CN102632371A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 劉建華;唐波
• 申請（專利權）人: 重慶三愛海陵實業有限責任公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 夏洪

技術領域

本發明涉及發動機氣門的加工工藝。

背景技術

氣門是發動機中的一個非常重要的零件，其生產工藝包括下料、鍛造、熱處理、粗磨桿外圓、氣門頭部粗加工、車盤錐面焊槽、堆焊盤錐面、氣門頭部精加工、加工鎖夾槽、精磨桿外圓、盤錐面精加工、成品檢查、清洗、包裝等工序。由于氣門盤錐面的耐磨性是氣門的一個重要性能，為了提高發動機氣門盤錐面的耐磨性，在現有的氣門生產工藝中設置了“車盤錐面焊槽”和“堆焊盤錐面”兩道工序，通過該兩道工序，在氣門盤錐面金屬母材上堆焊高硬度、貴重金屬合金，以達到增加氣門盤錐面硬度，提高氣門盤錐面耐磨性的目的。

發動機氣門的該種生產工藝，在氣門盤錐面上堆焊完成后還需對其堆焊合金進行無損探傷檢測缺陷，故成本高、工藝過程復雜，并且氣門在使用過程中由于在熱應力和機械應力的作用下，容易出現焊層金屬合金開裂，而焊層材料開裂將造成發動機功率下降，最終導致發動機的損壞。

發明內容

本發明的目的是提供一種發動機氣門的加工工藝，無需在氣門盤錐面金屬母材上堆焊合金，亦能夠使氣門盤錐面硬度和耐磨性達到規定的要求。

本發明所述發動機氣門的加工工藝，包括下料、鍛造、熱處理、粗磨桿外圓、氣門頭部粗加工、氣門頭部精加工、加工鎖夾槽、精磨桿外圓及盤錐面精加工工序，在氣門頭部精加工工序之前，或者在盤錐面精加工工序之后還設置有盤錐面超聲波強化工序，其是將氣門裝夾在機床上隨機床主軸旋轉，用超聲波金屬表面加工設備對旋轉的氣門盤錐面進行接觸強化處理。

超聲波金屬表面加工設備為對金屬零件表面進行加工處理的現有技術設備，包括超聲波發生器和超聲波強化裝置，超聲波強化裝置的加工工作頭沿氣門盤錐面法線方向對氣門盤錐面施加一定幅度的超聲頻率機械振動，在一定進給條件下，加工工作頭將靜壓力和超聲波沖擊振動能量傳遞到旋轉的氣門錐面上，產生沖擠作用而使氣門錐面金屬材料產生高頻率而均勻的塑性變形，使金屬材料中產生高密度的位錯和壓應力，并在塑性變形過程中產生冷作硬化，從而使氣門盤錐面的硬度和抗磨損性能得以提高。

采用本發明所述加工工藝對發動機氣門進行加工，在盤錐面超聲波強化工序中，經超聲波強化裝置的加工工作頭對旋轉的氣門錐面進行接觸仿形強化處理，經處理后的氣門，其錐面的表面硬度≥450HV30，硬化深度Rht0.25min.420HV0.5，粗糙度≤Rz2，完全能夠使氣門盤錐面硬度和耐磨性達到規定的要求（如圖1所示）。本發明所述加工工藝，不需要在氣門盤錐面金屬母材上堆焊合金來使氣門盤錐面達到所需要的硬度和耐磨性，因此，避免了由于采用堆焊工藝在氣門錐盤面堆焊合金材料所產生的缺陷。相對于現有發動機氣門加工工藝，由于無需在氣門盤錐面上堆焊高硬度、貴重金屬合金，以及無需對堆焊合金進行無損探傷檢測，故本發明工藝簡單、加工出的氣門成本低，且氣門盤錐面的硬度和耐磨性更高。

附圖說明

圖1為采用現有工藝加工后的發動機氣門的結構圖。

圖中各零件序號分別表示：1—堆焊合金、2—氣門金屬母材、3—氣門錐面。

圖2?為氣門盤錐面表面硬度與硬化深度關系曲線圖。

其中，曲線1為采用現有工藝加工的氣門其盤錐面表面硬度與硬化深度關系曲

線；曲線2為采用本發明工藝加工的氣門其盤錐面表面硬度與硬化深度關系曲線。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

發動機氣門材料采用奧氏體21-4N，該發動機氣門的加工工藝包括下料、鍛造、熱處理、粗磨桿外圓、氣門頭部粗加工、氣門頭部精加工、加工鎖夾槽、精磨桿外圓及盤錐面精加工工序，在氣門頭部精加工工序之前還設置有盤錐面超聲波強化工序，其是將氣門裝夾在精密數控車床上隨機床主軸旋轉，用超聲波金屬表面加工設備HKUSM30HSD對旋轉的氣門盤錐面進行接觸強化處理（在盤錐面超聲波強化工序之前氣門盤錐面硬度為330～380HV30），該工序的具體操作步驟如下：

一、將超聲波金屬表面加工設備HKUSM30HSD的帶有加工工作頭的超聲波強化裝置安裝在精密數控車床的刀架上；

二、設置超聲波發生器的電流參數和諧振參數：電流參數為1.05A，頻率參數為13.3Hz；

三、將氣門安裝在精密數控車床的夾頭上，并用頂針頂緊；

四、設置精密數控車床的加工程序，主要參數如下：

走刀量：0.25?mm/r

氣門錐面旋轉線速度：30?m/min

仿形程序采用KND-100Ti伺服數控系統編程；