擴(kuò)擠刀是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)高精度孔加工專用刀具乏根。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要部件,進(jìn)氣管噴油嘴孔的加工質(zhì)量直接影響汽車的節(jié)油性能。過去加工噴油嘴孔大都使用國(guó)外進(jìn)口的精密擴(kuò)擠刀,價(jià)格昂貴,加工成本很高。為了降低加工成本,提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,汽車刀具國(guó)產(chǎn)化已勢(shì)在必行澡谭。下面介紹我公司開發(fā)的精密直槽擴(kuò)擠刀的設(shè)計(jì)及制造要點(diǎn)。

1被加工孔的特點(diǎn)

發(fā)動(dòng)機(jī)噴油孔的加工工序如圖1所示损俭。工件材料為AlSi12(Cu)蛙奖；加工機(jī)床為德國(guó)DMG60H臥式加工中心；切削參數(shù)為v＝3.5m/s,f＝0.14mm/r,冷卻方式采用乳化液外冷杆兵。

圖1

圖2

圖3

由圖可知加工部位如下:擴(kuò)f11±0.1mm和f14±0.1mm孔,锪f20mm沉孔及成型倒棱面,其中f14±0.1mm孔表面粗糙度要求達(dá)到Ra1.6μm外永。

在加工過程中,由于鋁合金強(qiáng)度低,切屑變形大,將影響加工效果,而提高切削速度和加大進(jìn)給量能減小切屑變形系數(shù),因此采用高轉(zhuǎn)速大進(jìn)給量加工,能抵消一部分切屑變形崎脉。為了保證被加工孔的表面粗糙度值在Ra1.6μm以下,必須設(shè)計(jì)合理的刀具結(jié)構(gòu)及參數(shù),減小甚至消除積屑瘤,避免鱗刺的產(chǎn)生,防止出現(xiàn)振動(dòng),同時(shí)還應(yīng)采取措施對(duì)已加工表面進(jìn)行擠壓,進(jìn)一步降低粗糙度值。

2刀具設(shè)計(jì)要求

消除積屑瘤

積屑瘤是切屑底層金屬與前刀面發(fā)生冷焊造成的,適當(dāng)增大前角,提高前刀面光潔度是消除積屑瘤的主要措施伯顶。通常增大前角的主要方法是采用右螺旋面和負(fù)偏距平面,但螺旋面是砂輪和工件通過螺旋運(yùn)動(dòng)合成的,磨削過程平穩(wěn)性差,難以獲得高光潔度的前刀面,而負(fù)偏距平面將降低刀具強(qiáng)度,也不宜采用囚灼。此時(shí)可采用正偏距平面,它雖使前角有所減小,但將增大切屑的脆性,使之易于斷裂,是消除積屑瘤的有效措施。

消除鱗刺

從金屬切削原理可知,當(dāng)切削速度較高時(shí),減小前角可抑制鱗刺的產(chǎn)生,因此,采用正偏距平面除可消除積屑瘤外,還可有效抑制鱗刺的產(chǎn)生祭衩。

防止振動(dòng)

振動(dòng)通常分為三種:自由振動(dòng)灶体、強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)(即顫振)。自由振動(dòng)和強(qiáng)迫振動(dòng)與刀具無關(guān)掐暮；顫振是由振動(dòng)本身從單向作用的外力獲取能量來維持自己的振動(dòng),也叫自持振動(dòng),此種振動(dòng)的大小與刀具設(shè)計(jì)合理與否密切相關(guān)捧懈。刀具切削時(shí)的受力情況如圖2、圖3所示碧爬。

當(dāng)切削過程中遇到被加工材料的硬質(zhì)點(diǎn)時(shí),刀具兩主切削刃所受主切削力Fz1失叁、Fz2不相等,其徑向分力FY1、FY2也不相等,由此導(dǎo)致刀具產(chǎn)生徑向振動(dòng),并在加工表面上出現(xiàn)振紋,從而增大彈性系統(tǒng)(刀具)的阻尼,抑制振動(dòng)的產(chǎn)生旺胳。圖3中刀齒A即可起這種作用隐辟。此外,還可對(duì)已加工面進(jìn)行熨壓,降低孔的表面粗糙度值。

圖4是圖3刀齒A擠壓工件時(shí)的局部放大圖捞蹈。在圖4中,F1＝FcosA,當(dāng)F一定時(shí),A越小,擠壓力越大,有利于降低加工表面粗糙度栈碰。本設(shè)計(jì)中,Q面是利用＝300mm的砂輪按圖5參數(shù)磨出的,它能減小A值,獲得較好的擠壓效果。

圖5

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