復(fù)合刀具在不同工件條件下的應(yīng)用

發(fā)布日期:2012-08-29    蘭生客服中心    瀏覽:2208

    復(fù)合刀具的應(yīng)用,受到加工工藝、刀具壽命、零件結(jié)構(gòu)等因素的制約,但在充分考慮各方面因素的影響下,在現(xiàn)階段機(jī)械加工制造中,不失為一種先進(jìn)的加工方法。

    復(fù)合加工技術(shù)是在機(jī)械加工工藝中,將多個單一工序進(jìn)行有效組合,集中表現(xiàn)在加工刀具結(jié)構(gòu)的變化上,即所謂采用復(fù)合性刀具代替普通的單一性刀具,在一次換刀加工中完成多道工序內(nèi)容,從而實(shí)現(xiàn)提高生產(chǎn)效率、保證零件位置精度、改善刀具切削等目的。

    柔性化生產(chǎn)是目前汽車制造企業(yè)廣泛采用的一種機(jī)加工方式,通過集合組合機(jī)床的高剛性、高效率和加工中心的柔性,柔性生產(chǎn)線獲得了比組合機(jī)床生產(chǎn)線線路更短、設(shè)備更少、工序更加集中的優(yōu)勢,為了更好地平衡生產(chǎn)節(jié)拍,復(fù)合加工技術(shù)在加工中心上得到了應(yīng)用,并隨著復(fù)合加工技術(shù)的不斷完善,許多組合機(jī)床也開始采用此項(xiàng)技術(shù)。

提高生產(chǎn)效率和保證圖紙精度

    在雙頂置凸輪軸(DOHC)發(fā)動機(jī)中,缸蓋通常采用鑄造的方式制造,在其上有限的空間內(nèi)布置有冷卻水套和進(jìn)、排氣道,因此缸蓋的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,機(jī)加工的重點(diǎn)部位有:具有較高同軸度要求的凸輪軸孔和圓柱度要求的挺桿孔;座圈90°密封帶和尺寸為φ6mm的導(dǎo)管孔是其中加工難度最大的,其加工質(zhì)量的好壞將直接影響氣門的密封性。

    在座圈和導(dǎo)管孔從粗加工到精加工的整個過程中,如果采用普通的單一性刀具,不僅效率低下,同時還會因?yàn)槎啻窝b夾帶來刀具中心不重合等誤差,影響后續(xù)加工精度,因此,必須選擇復(fù)合加工工藝。

(1)采用復(fù)合刀具一次完成進(jìn)氣座圈安裝底孔、粗鉆導(dǎo)管底孔φ10.5mm及刀校進(jìn)氣道喉口的粗加工。

    由于導(dǎo)管孔中心與進(jìn)氣道中心呈斜角布置,在粗鉆導(dǎo)管底孔時,會因鉆頭兩切削刃負(fù)荷不均而難以保證導(dǎo)管底孔直線度,所以通常在進(jìn)氣道斜面上先加工一個φ13mm的工藝平臺與導(dǎo)管孔中心線垂直;位于氣門座圈上方的進(jìn)氣喉口的主要功能是減少進(jìn)氣阻力,因此必須保證鑄造喉口時的設(shè)計(jì)空間,以便去除由于沾沙和泥芯移位而造成的多出鋁瘤。綜合考慮以上兩點(diǎn)因素,在粗加工座圈安裝底孔時,采用復(fù)合刀具,將3道工序的加工內(nèi)容用一把刀具來完成,不但保證了相對位置,而且提高了加工效率。

(2)采用復(fù)合刀具一次完成座圈安裝孔和φ11mm導(dǎo)管底孔的精加工。

    φ11mm導(dǎo)管底孔要求孔的圓柱度和直線度均為0.01mm,座圈安裝孔中心對導(dǎo)管孔中心同軸度要求φ0.2mm,為了保證精度,采用復(fù)合刀具進(jìn)行精加工。在刀具設(shè)計(jì)上,為避免精鏜φ11mm孔與后續(xù)精鏜座圈孔產(chǎn)生加工干涉,先使用前端刀具進(jìn)行φ11mm孔的精鏜工序,然后再由后面兩把刀具分別完成座圈安裝孔的粗、精加工,不僅減少了精鏜時刀刃的切削負(fù)荷,同時也延長了刀具的使用壽命。

(3)精車進(jìn)氣座圈孔60°、90°、120°密封帶和精鉸φ6mm導(dǎo)管孔。

    在該加工過程中,圖紙要求90°密封帶中心對φ6mm導(dǎo)管孔中心的跳動誤差≤0.015mm,因此,采用的復(fù)合刀具前端為φ6mm槍鉸刀,精鉸φ6mm導(dǎo)管孔后,液壓缸控制鉸刀退回刀套,隨后呈120°圓周分布的3把車刀分別完成60°、90°、120°錐面的加工,保證了密封帶的均勻?qū)挾群?0°密封帶對導(dǎo)管孔中心徑向跳動的要求。

主軸承檔的側(cè)面加工

    在加工主軸承檔的兩個側(cè)面時,采用的是復(fù)合加工刀具,即將多片3面刃銑刀安裝在機(jī)床刀具主軸上,可以在一次進(jìn)給中,完成多檔主軸承孔兩個側(cè)平面的加工。

改善刀具切削負(fù)荷

    在粗加工缸蓋16—φ30.4mm挺桿孔時,由于毛坯單邊余量大于4mm,原設(shè)計(jì)方案是在一次走刀中完成全部切削加工,但刀具會承受較大的切削抗力,容易出現(xiàn)悶車、損壞刀具和拉壞工件加工表面。如果采用兩次加工,又將增加換刀工序,使機(jī)床加工節(jié)拍難以保證。綜合考慮后,最終采用臺階結(jié)構(gòu)的復(fù)合刀具,將切削余量分配在前后刀齒上,從而滿足了工藝要求。

結(jié)束語

    隨著現(xiàn)代機(jī)械加工方式的不斷進(jìn)步,復(fù)合加工技術(shù)得到了越來越多的應(yīng)用,其優(yōu)勢也在不斷顯現(xiàn)。但任何技術(shù)都有其強(qiáng)和弱的方面,在缸體、缸蓋等箱體類零件加工中,由于此類零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生產(chǎn)批量大,因此復(fù)合加工技術(shù)優(yōu)勢可以得到有效發(fā)揮。相比之下,對于結(jié)構(gòu)簡單、單件、小批量生產(chǎn)的零部件,加工工藝應(yīng)該盡量安排在通用機(jī)床上完成,采用通用刀具加工,主要是因?yàn)椋瑥?fù)合加工技術(shù)采用的是組合型刀具,該類刀具設(shè)計(jì)復(fù)雜,需求量有限,接近于單件生產(chǎn),刀具成本要比通用刀具高幾倍,甚至幾十倍不等。

    復(fù)合加工技術(shù)的應(yīng)用也常受加工條件、刀具壽命、刀具制造工藝性、零件結(jié)構(gòu)的限制。如對于鉆孔、倒角、刮平面這一套工序,如果采用復(fù)合刀具,不僅刀具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,而且工藝上也不合理。鉆孔先接觸的是工件毛坯面,由于鉆削時鉆頭兩側(cè)切削刃切削力不相等,容易造成鉆頭偏斜,同時刮平面刀具直徑與鉆頭直徑相差太大,易造成加工過程中鉆頭和刮刀連接處折斷。

    復(fù)合加工技術(shù)是當(dāng)今機(jī)械加工中廣泛使用的一種工藝方法,只要充分考慮加工工藝性、刀具的結(jié)構(gòu)合理性和生產(chǎn)成本等諸多因素,不失為一種先進(jìn)的加工方法。

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