專利名稱：一種發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門及兩者的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門以及兩者的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
氣門作為發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)中的執(zhí)行元件，由于其擔(dān)負(fù)的特殊功用和惡劣的工作環(huán)
境，氣門失效時(shí)有發(fā)生，輕則損及功率，重則機(jī)器報(bào)廢甚至產(chǎn)生惡性事故。B系列發(fā)動(dòng)機(jī)以其
結(jié)構(gòu)緊湊，馬力強(qiáng)勁，性價(jià)比高等特點(diǎn)廣泛用于軍用、民用汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)。 B系列發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)排氣門頭部承受最高溫度達(dá)950°C以上，其頸部第二熱點(diǎn)的
最高溫度也在85(TC左右，且承受著很大的沖擊性交變載荷。發(fā)動(dòng)機(jī)工作環(huán)境惡劣，工況
經(jīng)常超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，氣門斷裂掉頭等失效事故時(shí)有發(fā)生，據(jù)統(tǒng)計(jì)，因氣門失效事故造成外部
賠償額巨大，氣門裝機(jī)后故障率較高、經(jīng)濟(jì)損失巨大的情況下進(jìn)行的，從分析柴油機(jī)氣門工
況及其早期斷裂的原因機(jī)理著手，經(jīng)走訪用戶取樣調(diào)查，對失效殘件進(jìn)行剖析，具體車型不
同，使用狀況也有較大差異。發(fā)動(dòng)機(jī)氣門的主要失效形式 A進(jìn)氣門桿上部鎖塊夾持范圍內(nèi)的疲勞斷裂， B進(jìn)氣門在盤桿過渡處多圓弧擴(kuò)展的疲勞斷裂， C進(jìn)氣門在盤桿過渡處的早期疲勞斷裂， D排氣門在第二熱點(diǎn)處的疲勞斷裂， E排氣門與活塞打頂而在第二熱點(diǎn)處的早期疲勞斷裂， F排氣門盤部燒蝕掉塊， G進(jìn)氣門桿部彎曲。 主要表現(xiàn)為頭部體積過大，重量較重，工作時(shí)熱容量偏高導(dǎo)致第二熱點(diǎn)處超溫；第 二熱點(diǎn)處直徑太小，機(jī)械強(qiáng)度不夠；頭部向桿部傳熱距離太長，第二熱點(diǎn)處降溫不夠；頸部 強(qiáng)度不夠等是造成產(chǎn)品失效的主要原因。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門及 兩者的生產(chǎn)工藝，改進(jìn)了氣門的結(jié)構(gòu)，并且減少、優(yōu)化機(jī)加工工序，減少加工應(yīng)力。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下 該發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門，至少包括氣門桿、由氣門頸部和氣門盤部組成的氣門頭，氣 門頸部連接氣門桿和氣門盤部，氣門桿長為100 lOlmm，氣門頸部最小處直徑為8. 7 8. 9mm，過渡錐角為15° 20° 。 與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門相匹配的排氣門，至少包括氣門桿、由氣門頸部和氣門盤部組 成的氣門頭，氣門頸部連接氣門桿和氣門盤部，氣門桿長為100 101mm，氣門盤部的厚度 為3.8 4.3mm，過渡錐角為15° 20° ，氣門頸部為錐形，氣門頸部錐面的母線延長線的 夾角為6° 10° ，氣門頸部最小處直徑為8. 7 8. 9mm。
發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門的生產(chǎn)工藝包括以下步驟
3
步驟一粗磨氣門桿，粗車盤外圓、倒角，氣門定長切斷、粗磨氣門桿端面，從而切 除氣門加工表面的大部分余量，并加工出下一步的精基準(zhǔn)； 步驟二 在溫度540°C -58(TC條件下，時(shí)效處理90-120分鐘，然后噴丸處理40-50 分鐘分鐘，提高氣門的疲勞強(qiáng)度；
步驟三磨削氣門桿； 步驟四磨削鎖夾槽、盤錐面、盤外圓和氣門桿端的倒角，精車盤端面；
步驟五半精磨氣門桿并在其上打印標(biāo)記，再精磨氣門桿； 步驟六為提高氣門耐磨性、耐疲勞性、耐蝕性以及耐高溫性，在溫度為520-58(TC 條件下，對氣門氮化處理30-90分鐘，然后對氣門桿端淬火，淬火溫度1020-104(TC，淬火時(shí) 間3-8秒; 步驟七精磨桿端面和盤錐面； 步驟八最后檢測氣門的氣密性和幾何精度，并對氣門的表面進(jìn)行清洗和防銹處理。 所述的步驟三和步驟四之間對氣門探傷檢測，檢測出氣門表面的缺陷。
采用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn) 1.減少氣門頭部熱容量和提高氣門頸部剛性并減少材料消耗；
2.減少氣門工作時(shí)的運(yùn)動(dòng)慣量，降低沖擊力； 3.減少加工應(yīng)力，提高加工精度，同時(shí)降低材料成本及加工成本； 4.產(chǎn)品壽命長，由于項(xiàng)目產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和工藝較原產(chǎn)品有了較大的改進(jìn)，加工后的
產(chǎn)品抗疲勞、抗高溫腐蝕性和抗氧化性增強(qiáng)，產(chǎn)品壽命由15萬公里提高到25萬公里以上。


圖1為進(jìn)氣門的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為排氣門的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中，l.氣門桿，2.氣門頸部，3.氣門盤部，L1:氣門桿長，L2:氣門頸部最小處直 徑，L4 :氣門盤部的厚度，a :氣門頸部過渡錐角，b :氣門頸部錐面的母線延長線的夾角。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步詳述。 圖1所示，該發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門，至少包括氣門桿1 、由氣門頸部2和氣門盤部3組成 的氣門頭，氣門頸部2連接氣門桿1和氣門盤部3，氣門桿長L1為100 101mm，具體是指 氣門桿磨光長度，氣門頸部最小處直徑L2為8. 7 8. 9mm，增大了原有B系列發(fā)動(dòng)機(jī)氣門頸 部的最小處直徑，從而增加該處的剛性，同時(shí)在工藝上注重盤部與桿部過渡處磨削時(shí)光滑 過渡無臺階和凸起，杜絕尖角應(yīng)力效應(yīng)，從而解決了進(jìn)氣門在盤部與桿部過渡處的早期疲 勞斷裂等失效問題，氣門頸部過渡錐角a為15° 20° ，從而解決了進(jìn)氣門在盤部和桿部 過渡處多圓弧擴(kuò)展的疲勞斷裂失效問題。 圖2所示與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門相匹配的排氣門，至少包括氣門桿1、由氣門頸部2和 氣門盤部3組成的氣門頭，氣門頸部2連接氣門桿1和氣門盤部3，氣門桿長Ll為100 101mm，具體是指氣門桿磨光長度，氣門盤部厚度L4為3. 8 4. 3mm，盤部厚度減少后從而
4可以減少氣門頭部重量，達(dá)到減少氣門頭部熱容量，減少氣門工作時(shí)的運(yùn)動(dòng)慣量，降低沖擊 力，同時(shí)降低材料成本及加工成本的目的，氣門頸部過渡錐角a為15。 20° ，減小了原有
的排氣門過渡錐角，從而減少氣門頭部熱容量，解決了排氣門盤部燒灼掉塊的失效問題，氣 門頸部為錐形，錐面的母線延長線的夾角b為6。 10° ，氣門頸部最小處直徑L2為8.7 8. 9mm，提高氣門頸部剛性，從而解決氣門在第二熱點(diǎn)處的疲勞斷裂。
發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門的生產(chǎn)工藝包括以下步驟 步驟一粗磨氣門桿，粗車盤外圓、倒角，氣門定長切斷、粗磨氣門桿端面，從而切 除氣門加工表面的大部分余量，并加工出下一步的精基準(zhǔn)； 步驟二 在溫度540°C -58(TC條件下，時(shí)效處理90-120分鐘，然后噴丸處理40_50
分鐘，噴丸器轉(zhuǎn)速2460轉(zhuǎn)/分鐘，提高氣門的疲勞強(qiáng)度； 步驟三磨削氣門桿，然后氣門探傷檢測，檢測出氣門表面的缺陷； 步驟四采用先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床，磨削鎖夾槽、盤錐面、盤外圓和氣門桿端的倒角，然
后精車盤端面，通過磨削鎖夾槽和盤錐面代替?zhèn)鹘y(tǒng)的車削，比傳統(tǒng)的工藝減少加工工序十
道，提高了加工精度，減少加工應(yīng)力，縮短了生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本，從而解決了氣門桿
上部鎖塊夾持范圍內(nèi)的疲勞斷裂等失效問題。
步驟五半精磨氣門桿并在其上打印標(biāo)記，再精磨氣門桿； 步驟六為提高氣門耐磨性、耐疲勞性、耐蝕性以及耐高溫性，在溫度為520-580°C 條件下，對氣門氮化處理30-90分鐘，然后對氣門桿端淬火，淬火溫度1020-104(TC，淬火時(shí) 間3-8秒; 步驟七精磨桿端面和盤錐面； 步驟八最后檢測氣門的氣密性和幾何精度，并對氣門的表面進(jìn)行清洗和防銹處理。
權(quán)利要求
一種發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門，至少包括氣門桿、由氣門頸部和氣門盤部組成的氣門頭，氣門頸部連接氣門桿和氣門盤部，其特征在于氣門桿長為100～101mm，氣門頸部最小處直徑為8.7～8.9mm，過渡錐角為15°～20°。
2. —種與權(quán)利要求1所述進(jìn)氣門相匹配的排氣門，至少包括氣門桿、由氣門頸部和氣 門盤部組成的氣門頭，氣門頸部連接氣門桿和氣門盤部，其特征在于氣門桿長為100 101mm，氣門盤部的厚度為3.8 4. 3mm，過渡錐角為15° 20° ，氣門頸部為錐形，氣門頸 部錐面的母線延長線的夾角為6。 10° ，氣門頸部最小處直徑為8.7 8.9mm。
3. —種發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門的生產(chǎn)工藝，其特征在于包括以下步驟 步驟一粗磨氣門桿，粗車盤外圓、倒角，氣門定長切斷、粗磨氣門桿端面，從而切除氣門加工表面的大部分余量，并加工出下一步的精基準(zhǔn)；步驟二 在溫度540°C -5801:條件下，時(shí)效處理90-120分鐘，然后噴丸處理40-50分 鐘，提高氣門的疲勞強(qiáng)度； 步驟三磨削氣門桿；步驟四磨削鎖夾槽、盤錐面、盤外圓和氣門桿端的倒角，精車盤端面； 步驟五半精磨氣門桿并在其上打印標(biāo)記，再精磨氣門桿；步驟六為提高氣門耐磨性、耐疲勞性、耐蝕性以及耐高溫性，在溫度為520-58(TC條 件下，對氣門氮化處理30-90分鐘，然后對氣門桿端淬火，淬火溫度1020-104(TC，淬火時(shí)間 3-8秒;步驟七精磨桿端面和盤錐面；步驟八最后檢測氣門的氣密性和幾何精度，并對氣門的表面進(jìn)行清洗和防銹處理。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門的生產(chǎn)工藝，其特征在于在步驟 三和步驟四之間對氣門探傷檢測，檢測出氣門表面的缺陷。
全文摘要
針對目前B系列發(fā)動(dòng)機(jī)氣門的頭部體積過大，重量較重，工作時(shí)熱容量偏高導(dǎo)致盤部及第二熱點(diǎn)處超溫，第二熱點(diǎn)處直徑太小，機(jī)械強(qiáng)度不夠，頭部向桿部傳熱距離太長，第二熱點(diǎn)處降溫不夠，頸部強(qiáng)度不夠等原因造成產(chǎn)品失效的問題，本發(fā)明提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門以及兩者的生產(chǎn)工藝，改進(jìn)了氣門的結(jié)構(gòu)，并且減少、優(yōu)化機(jī)加工工序，減少加工應(yīng)力，提高加工精度。
文檔編號F01L3/00GK101749066SQ20091026653
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者夏旭宏 申請人:馬勒三環(huán)氣門驅(qū)動(dòng)(湖北)有限公司