復合刀具的應(yīng)用,受到加工工藝饲残、刀具壽命翠忠、零件結(jié)構(gòu)等因素的制約,但在充分考慮各方因素的影響下,在現(xiàn)階段機械加工制造中,不失為一種先進的加工方法煮甥。

復合加工技術(shù)是在機械加工工藝中,將多個單一工序進行有效組合,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,從而實現(xiàn)提高生產(chǎn)效率形入、保證零件位置精度全跨、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)廣泛采用的一種機加工方式,通過集合組合機床的高剛性亿遂、高效率和加工中心的柔性,柔性生產(chǎn)線獲得了比組合機床生產(chǎn)線線路更短浓若、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,復合加工技術(shù)在加工中心上得到了應(yīng)用,并隨著復合加工技術(shù)的不斷完善,許多組合機床也開始采用此項技術(shù)蛇数。

提高生產(chǎn)效率和保證圖樣精度

在雙頂置凸輪軸(DOHC)發(fā)動機中,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挪钓、排氣道,因此缸蓋的結(jié)構(gòu)十分復雜,機加工的重點部位有: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耳舅。

在座圈和導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,同時還會因為多次裝夾帶來刀具中心不重合等誤差,影響后續(xù)加工精度,因此,必須選擇復合加工工藝碌上。

1、采用復合刀具一次完成進氣座圈安裝底孔浦徊、粗鉆導管底孔φ10.5mm及刀校進氣道喉口的粗加工(圖1)条嚼。

由于導管孔中心與進氣道中心呈斜角布置,在粗鉆導管底孔時,會因鉆頭兩切削刃負荷不均而難以保證導管底孔直線度,所以通常在進氣道斜面上先加工一個φ13mm的工藝平臺與導管孔中心線垂直；位于氣門座圈上方的進氣喉口的主要功能是減少進氣阻力,因此必須保證鑄造喉口時的設(shè)計空間,以便去除由于沾沙和泥芯移位而造成的多出鋁瘤。綜合考慮以上兩點因素,在粗加工座圈安裝底孔時,采用復合刀具,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齿贡。

2村会、采用復合刀具一次完成座圈安裝孔和φ11mm導管底孔的精加工侯砸。

φ11mm導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管孔中心同軸度要求φ0.2mm,為了保證精度,采用復合刀具進行精加工们眶。在刀具設(shè)計上,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菠发、精加工,不僅減少了精鏜時刀刃的切削負荷,同時也延長了刀具的使用壽命(圖2)胰舆。

3葫督、精車進氣座圈孔60°世分、90°剑瞻、120°密封帶和精鉸φ6mm導管孔中痴。

在該加工過程中,圖紙要求90°密封帶中心對φ6mm導管孔中心的跳動誤差≤0.015mm,因此,采用的復合刀具前端為φ6mm槍鉸刀,精鉸φ6mm導管孔后,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°敲骏、90°樊淑、120°錐面的加工,保證了密封帶的均勻?qū)挾群?0°密封帶對導管孔中心徑向跳動的要求(圖3)。

主軸承檔的側(cè)面加工

在加工主軸承檔的兩個側(cè)面時,采用的是復合加工刀具,即將多片3面刃銑刀安裝在機床刀具主軸上,可以在一次進給中,完成多檔主軸承孔兩個側(cè)平面的加工(圖4)蝇降。

改善刀具切削負荷

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)悶車铜缠、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,使機床加工節(jié)拍難以保證饵骨。綜合考慮后,最終采用臺階結(jié)構(gòu)的復合刀具(圖5),將切削余量分配在前后刀齒上,從而滿足了工藝要求翘悉。

結(jié)束語

隨著現(xiàn)代機械加工方式的不斷進步,復合加工技術(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)都有其強和弱的方面,在缸體居触、缸蓋等箱體類零件加工中,由于此類零件結(jié)構(gòu)復雜妖混、生產(chǎn)批量大,因此復合加工技術(shù)優(yōu)勢可以得到有效發(fā)揮。相比之下,對于結(jié)構(gòu)簡單轮洋、單件制市、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床上完成,采用通用刀具加工,主要是因為,復合加工技術(shù)采用的是組合型刀具,該類刀具設(shè)計復雜,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。

復合加工技術(shù)的應(yīng)用也常受加工條件弊予、刀具壽命祥楣、刀具制造工藝性、零件結(jié)構(gòu)的限制汉柒。如對于鉆孔误褪、倒角、刮平面這一套工序,如果采用復合刀具(圖6),不僅刀具結(jié)構(gòu)復雜,而且工藝上也不合理碾褂。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振坚。

復合加工技術(shù)是當今機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,不失為一種先進的加工方法祠劣。

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