1.缸体结构特点

发动机缸体是发动机的支撑零件，通过它把发动机的曲柄连杆机构和配气机构以及供油、润滑、冷却等系统连接成整体。其加工与装配质量会直接影响发动机的工作性能。

图10-1　缸体结构

1—前端面；2—后端面；3—固定机油精滤器面；4—顶面；5—气缸孔；6—凸轮轴孔；7—机油泵油口；8—锁口面；9—主轴承座对口面；10—底面；11—定位孔；12—主轴承座端面；13—挺杆孔

如图10-1所示，缸体形状复杂、壁薄，呈箱体形状。其上部均匀分布有若干个经机械加工的活塞或活塞-缸套孔，周边铸造有复杂的循环冷却水套。其下部与曲轴箱体上部做成一体，内部空腔较多，且受力严重，结构上要求具有较高的刚度。为减轻缸体质量，应该千方百计减小铸件壁厚。气缸体内部还有许多油道，四周内外布满了加强筋。

2.缸体的技术要求

缸体的许多平面将作为其他零件的装配基准。发动机许多零件之间的相对位置由缸体来保证。缸体上的很多螺栓孔、油孔、出砂孔、气孔以及各种安装孔都能直接影响发动机的装配质量和使用性能，所以，对缸体的技术要求是相当严格的。

缸体的主要技术要求如表10-1所示。

表10-1　缸体主要技术要求一览表

3.缸体材料与毛坯

（1）缸体材料。

缸体受力复杂，要求具有足够的强度、刚度、耐磨性及抗振性。缸体的材料主要有普通铸铁、合金铸铁和铝合金等。

目前，汽车发动机缸体通常采用普通灰口铸铁HT250、合金铸铁和铝合金铸造。HT250是一种经过孕育处理的高强度灰口铸铁，具有足够的韧度和良好的耐磨性，多用于不镶缸套的整体缸体。灰口铸铁由于价格较低，切削性能良好，具有良好的刚度、耐磨性及抗振性，故应用相当广泛。

为了进一步提高缸体的耐磨性，拟推行铸铁的合金化，即在原有合金成分的基础上适量增加硅、锰、铬、镍、铜等元素的比例（质量分数），并严格控制硫、磷含量，其结果不仅提高了缸体的耐磨性和抗拉强度，而且改善了铸造性能。

用铝合金铸造缸体，质量小、油耗少，且导热性、抗磁性、抗蚀性和机械加工性能均比灰口铸铁好。由于铝合金缸体需要镶嵌铸铁缸套或在缸孔工作表面上加以镀层，致使原材料价格提升和生产成本相对增加，从而在使用上曾受到一定的限制。

随着汽车轻量化要求越来越高，使用蠕墨铸铁作为缸体、缸盖材料也越来越多，蠕墨铸铁是一种高强度材料，它的力学性能和铸造工艺性能介于灰口铸铁和球墨铸铁之间，很适合制造强度要求较高且要求承受热循环负荷的零件，如气缸体、气缸盖。蠕墨铸铁的高强度，使气缸可以在压力更高的环境下工作，更容易实现尾气排放的要求；其次，发动机更能满足轻量化的需求，更具紧凑性，从而更符合重型柴油机缸体材料的发展趋势。一台装配好的蠕墨铸铁发动机的质量一般要比灰铸铁发动机轻9％左右。但蠕墨铸铁加工比较困难，对刀具的要求较高，限制了它的应用范围。

（2）缸体毛坯。(www.daowen.com)

气缸体结构内部分布有许多复杂型腔，壁厚较薄（最薄达3～6mm），四周内外都有加强筋，所以缸体的毛坯宜采用铸造方法生产。

在机械加工以前，铸造缸体毛坯需经时效处理以消除铸件的内应力和改善材料的力学性能。要求在铸造车间对缸体进行初次的水套水压试验1～3min，不得出现任何渗漏现象。

在铸造缸体毛坯的质量和外观要求等方面，对非加工面不允许有裂纹，缩孔、缩松及冷隔，缺肉、夹渣，粘砂、外来夹杂物及其他降低缸体强度和影响产品外观的铸造缺陷。特别要求缸孔与缸套的配合面，主轴承螺孔内表面、顶面、主轴承装轴瓦表面不允许有任何缺陷。

气缸体为多工位加工，包含平面切削、镗、钻、攻丝、珩磨等许多加工内容。采用线型直进式自动机床加工，机床间物流使用输送机，形成全自动加工生产线组织生产。

4.缸体加工的结构工艺性分析

缸体加工主要集中于平面与孔系，其结构工艺性分析如下。

（1）平面工艺性分析。

从缸体平面加工来讲，需要注意下列几点：

①缸体接合面面积较大，且有较高的位置精度和粗糙度要求，不可能一次加工来完成，应当划分成几个加工阶段。比如，首先得从大平面上切去多余的加工层，以便保证精加工后变形量小。

②平面加工需要安排在孔加工前面；对于容易发现零件内部缺陷的工序应走在前头；各平面孔加工提到缸孔加工前进行，以免在缸孔周围孔加工时造成已加工缸孔变形。

③对于斜面加工要采用比较特殊的安装方法或采用专用的设备来进行。

（2）孔系工艺性分析。

缸体上孔系的位置精度较高，宜采用工序集中的方法进行加工，需要多工位的高效专用机床。对孔系尺寸精度较高的部分孔，必须经过精密加工，需要安排成多道工序来组织生产。

由于缸体各个表面孔的数量多，一般应用多面组合的组合钻床和组合攻丝机床来完成加工。

由于不同方向的深油道孔，加工中会产生排屑困难、刀具容易折断、孔中心线歪斜、生产节拍较长等问题，因此对深孔应采用分段加工，对交叉油道加工应先大孔后小孔，也可采用枪钻工艺。其中清洗问题要引起足够的重视。

把各个深油孔加工尽可能安排在前，以免因产生较大的内应力而影响后续的精加工。