提升缸盖总成气密检测合格率的方法

曾 参，李光耀

（上汽通用五菱汽车股份有限公司青岛分公司，山东 青岛266000）



提升缸盖总成气密检测合格率的方法

曾 参，李光耀

（上汽通用五菱汽车股份有限公司青岛分公司，山东 青岛266000）

摘要：近年来，铝制缸盖已逐步取代铸铁缸盖在发动机领域的使用。但由于铝制缸盖本身存在硬度低、毛刺多的特点，铝制缸盖在制造过程中极易出现气密检测不合格的问题（即泄漏）。针对铝制缸盖制造过程中常见的几种泄漏类型进行逐一分析，介绍提升缸盖制造合格率的有效方法。

关键词：铝；缸盖；杂质；泄漏

密封性一直以来都是发动机装配过程中重点监控的性能之一。良好的密封环境可以使发动机的水道、油道、气道以及外界环境相互隔绝，保证发动机冷却系统、润滑系统、配气机构在良好受控的条件下工作。对于发动机装配工艺来讲，常见的密封性能检测工艺有缸盖密封性检测、水道密封性检测、油道密封性检测、油水混合检测、进气歧管密封性检测［1］。

在很多发动机制造工厂，由于缸盖密封性检测不在生产主线上完成，因此这项检测也得到较少的关注。但实际上，如果缸盖密封性检测合格率较低，同样会对主线的装配产生影响。缸盖气密性的故障，往往出现在气门和气门座圈接合的圆环面上。对很多发动机制造工厂来说，缸盖气密检测发现的主要缺陷分为铝屑和杂质两部分。本文针对这两种主要缺陷，介绍一些常见的控制方法。

1　铝屑

由于生产过程中易产生以及清洗难度较高，铝屑成为影响铝制缸盖气密合格率的主要因素。经过分析，认为在缸盖制造过程中产生铝屑的主要原因有两种：一是，缸盖切削后，在水道、油道口有残留毛刺，毛刺掉落后粘附在气门密封面，导致缸盖泄漏；二是，缸盖加工过程中产生的残留铝屑滞留在缸盖内部，清洗机未能彻底清除铝屑，铝屑在装配、拍打气门时掉出，导致缸盖泄漏。针对以上两种原因，可以采取下列措施降低铝屑对缸盖气密的影响:

（1）优化缸盖切削工艺。经过分析调查，发现不同的缸盖表面切削路径，可能产生不同数量的缸盖毛刺，在设计工艺时，可以根据具体的产品特性，设计响应的走刀路径，减少缸盖表面毛刺的产生，降低铝屑导致的不合格率。另外，不同结构的铣刀也会产生不同的切削效果，实验标明，为刀片增加圆弧角和修光刃都可以降低毛刺的产生。

（2）提高缸盖铣刀更换频次。经过调查，缸盖毛刺的产生随着切削刀的使用逐渐增加，长时间使用的铣刀，刀刃部位会变钝，在切削的棱边位置可能遗留毛刺。根据缸盖材质以及切削工艺，将刀具使用寿命控制在1000-3000件，可以有效减少毛刺的产生。刀具的更换也可以通过操作人员检查来加强控制，发现毛刺数量增多，即报告前工位换刀，以此减少毛刺。

（3）提升缸盖清洗机清洗能力。缸盖清洗的目的在于将加工过程中产生的铝屑清洗掉，不彻底的清洗导致的残留铝屑会影响缸盖的密封。根据自身工厂的生产工艺，选择延长浪涌时间，增加缸盖翻转次数、加大清洗水箱容积等都可以不同程度地改善缸盖清洗效果。

2　杂质

可能导致缸盖泄漏的杂质有很多种，杂质的来源也五花八门。一般来讲，杂质按来源可以分为三类：一是，缸盖周转隔板如果选用软材质，托盘上脱落的碎屑；二是，缸盖防尘膜、防尘袋破损后遗留的杂质；三是，气门和手套等带来的杂质。针对杂质的问题分析是一项复杂的工作，不仅要明确所有可能导致泄漏的杂质来源，明确各种杂质产生的原因，而且要进行大量的数据统计分析，以了解各种类型的杂质对于缸盖气密检测合格率的影响程度，另外，部分杂质与杂质的产生原因之间也有因果关系，需要综合统筹制定解决方案。接下来介绍控制常见缸盖杂质的方法。

（1）改善装配线清洁度。影响缸盖气密性的杂质，很大一部分来自缸盖装配过程。缸盖隔板上脱落的碎屑、缸盖装配托盘上的杂质、装配线各个气枪残留的杂质、气门拍打工艺导致散落在设备内部的杂质等等，都可能遗留在气门密封面上，导致泄漏。通过缩短清洁周期，增加吹气、吸尘设备等改良现场清洁度的方法，可以在一定程度上降低铝屑对缸盖合格率的影响。

（2）改变缸盖转运方式。缸盖转运方式主要有两种，手工搬运和吊具转运。手工搬运缸盖的过程中，缸盖需要在缸盖周转隔板上拖动、翻滚，会对隔板表面造成损伤，如果缸盖隔板为尼龙或者塑料等较软的材质制成，隔板会被缸盖刮伤产生小块碎屑。在很多使用软质隔板转运缸盖的工厂，隔板破损后产生的碎屑是影响缸盖气密检测合格率的第一因素。因此，解决这一缺陷可以从两个方面入手：更换比较硬的隔板，或者更换缸盖转运方式。如果换为使用电子吊具来转运缸盖，可以很大程度减少缸盖与隔板的剧烈接触，继而避免缸盖隔板的损伤，从源头上减少杂质的产生。

（3）改善缸盖储存环境。在有能力生产多种机型的发动机工厂，建立各个机型的零件库存是一项必要的工作，由此衍伸出的问题，便是零件的储存问题。在不同的储存环境下，成品缸盖的生锈周期为3～14天不等，如果缸盖会在储存周期内生锈，那么就需要在气门座圈面、气门导管等铁质零件表面喷涂防锈油。具有粘性的防锈油，会使气门座圈密封面更容易粘附一些杂质，导致缸盖泄漏。为了降低防锈油对缸盖密封性的影响，需要在缸盖装配前将缸盖底面气门座圈附近的防锈油擦掉，这一动作给上文提到的使用吊具转运缸盖带来很大的影响，因为使用吊具转运缸盖时，将缸盖翻转过来底面朝上的难度非常大。因此，为了有效遏制杂质对缸盖密封性检测合格率的影响，需要改善缸盖的储存环境，建立一个干燥的，可以与外界隔离的储存区，可以延长缸盖的生锈周期。这个储存区也同时应有保温的功能，避免缸盖在特定季节因温度变化过快而产生冷凝水，导致生锈。

（4）选用合适的手套。在缸盖的装配过程中，有很多环节可能会对员工使用的手套产生损坏，比如上线、下线的搬运过程可能挂到手套；装配气门时气门和缸盖可能会夹住手套。如果手套的材质不合适或者更换频次不合理，就可能出现手套受损后产生毛屑，毛屑粘附在气门密封面上，导致缸盖泄漏。很多有经验的工厂，都会选用无纤维或者橡胶手套进行缸盖搬运、气门装配。

综上所述，缸盖总成气密检测合格率受很多因素影响，提升缸盖气密检测合格率的方法也是多种多样的。问题解决团队需要从自身工厂的实际出发，评估对自身合格率影响比较大的一个或几个因素，并对症下药，制定有效的解决方案。

参考文献：

［1］GB/T 14211-2010，机械密封试验方法［S］.

Methods to Enhance the Assembly Qualified Rate of the Air Tightness Detection of Cylinder Head

ZENG Shen，LI Guang-yao
（SAIC GM Wuling Automobile Limited by Share Ltd Qingdao branch，Qingdao Shandong 266000，China）

Abstract：In recent years，aluminum cylinder head has gradually replaced the use of cast iron cylinder head in the engine field.However，the existed in the aluminum cylinder head itself low hardness，burr，aluminum cylinder head in the manufacturing process is extremely easy to appear airtight detecting unqualified（leakage）.The aluminum cylinder head manufacturing process common to several types of leakage is analyzed one by one in，introduced to enhance the cylinder head to the qualified rate of effective manufacturing method.

Key words：aluminum；head；impurity；leakage

中图分类号：TK413.4.3

文献标识码：B

文章编号：1672-545X（2016）03-0170-02

收稿日期：2015-12-21

作者简介：曾参（1989-），男，山东青岛人，本科，助理工程师，主要科研方向：发动机装配线的质量控制和质量问题解决。