缸蓋、缸體（tǐ）加（jiā）工刀（dāo）具失效（xiào）的分析

通（tōng）過對加工缸蓋、缸體用刀具失效進行分析，優選加工刀具（jù）並優化刀具形狀，解決了（le）缸（gāng）蓋、缸體（tǐ）孔加工質量差、生產效率低的問（wèn）題，實（shí）現了低成本、高效率加工。

1    序言

缸蓋、缸體生產線加工設備完成後，先在機床製造廠按照工（gōng）藝流程排列，接入水（shuǐ）、電，進行（háng）試生產，加工合格後，再移到公司進行缸體、缸蓋整條生產線安裝（zhuāng），對設備作批量生產考（kǎo）核。整（zhěng）個（gè）試生產階段，出現最（zuì）多的問題（tí）是刀具失（shī）效，刀具是生產線穩定加工質（zhì）量的關鍵（jiàn）。現將刀具出現的主要問題及（jí）解決措施（shī）進行整理（lǐ）。

2    缸蓋生產線

1）氣門導管（guǎn）內孔尺寸φ6H7和表麵粗（cū）糙（cāo）度值Ra＝3.2μm，試生產時未達到要求。采用上海瑪帕貿易有限公司（MAPAL）的導管孔專用鏜刀（見圖1）進行加工，加工（gōng）＜30件時，內孔（kǒng）表麵粗（cū）糙度值Ra＝3.2μm，符合要（yào）求，隨著加工件數量的增加，內孔表麵出現不連續的環形痕跡，內孔表麵質量不合格，鏜孔（kǒng）基本失（shī）效（xiào）。

經分析（xī），失效原因如下：缸蓋導管孔L/D＞10（屬於深孔加工），孔內切削液供應不充分，冷卻效果達不到（dào）理（lǐ）想狀態，造成鏜刀刀尖與內孔表麵切（qiē）削接觸處溫度升高，加快鏜刀切削刃磨損，致使鏜刀切削阻（zǔ）力增加，引起鏜（táng）杆不連（lián）續（xù）振動，導致缸蓋導管內孔表麵出現鏜刀的（de）環形痕跡（jì）。氣門導（dǎo）管內孔端麵處（chù）於缸（gāng）蓋內部（見圖2），鏜杆在實（shí）際加工中（zhōng）處於比氣門導管全長更長（zhǎng）的懸臂狀態。鏜杆直徑5mm，剛性不足，引起鏜刀不連續振動，造成缸蓋導管內孔表麵出現環形振動痕跡。鏜刀刀片（piàn）尺寸小，人工安裝調整刀片無法達到理想設計位置，鏜刀處於非常規的切削狀態（tài），引起氣門導管內孔表麵加工（gōng）質量下（xià）降。

另（lìng）外，MAPAL公司的（de）加工氣門導管孔專用鏜刀，其（qí）刀片尺寸（cùn）小（xiǎo），無法在車間磨刀房刃磨，用鈍的鏜刀片隻能使用（yòng）一次就報廢，增加刀具成本，且無法解決刀具使用（yòng）壽命（mìng）和加工質量兩大難題。采（cǎi）用專（zhuān）用鏜頭，一次定位，加工氣（qì）門導管內孔和氣門座圈密封麵，先鉸孔，鉸刀在液壓缸作用下快速退出至鉸（jiǎo）刀導套內，再加工氣門座圈60°、90°和120°錐麵，最終形成寬（kuān）1.2mm密封麵。經驗證（zhèng），鉸孔（kǒng）能（néng）滿足氣門導管孔中心對氣門座圈密封麵φ0.06mm徑（jìng）向（xiàng）圓跳動的要求，采用鉸孔代替鏜孔是可行的。

由於專用鏜刀剛性不足（zú），所以提高刀具（jù）的整體（tǐ）剛性是解決問題的根本，采用與氣門導管內孔等直徑的整體硬質合金四螺旋齒內冷鉸刀（見圖（tú）3），消除刀具在加工時的振動，經批量生產證明，氣門導管（guǎn）內孔表麵刀具振動產生的（de）振動痕跡徹底消除，導管內孔（kǒng）表麵粗糙度值達到（dào）圖樣要求。采用整體硬質合金四螺旋齒內冷鉸刀切削（xuē），主要有以下（xià）優點：切削（xuē）時，4個螺旋齒逐步切（qiē）入內孔，每（měi）齒負荷隻有整個（gè）刀具負荷（hé）的1/4，切削阻力小，保證了導管（guǎn）內孔表麵質量。鉸刀具有內冷結（jié）構，噴切削液與鉸孔切（qiē）削過程同步進行，刀具在整個加工過程中能獲得充分冷卻，無刀具發熱引起的磨損，鉸刀一次安裝可以加工300件以上（shàng）合（hé）格的內孔。用整體硬質合金四螺旋齒內冷鉸（jiǎo）刀，還可（kě）以在車間磨刀房多次刃磨鉸刀的後角，重複使（shǐ）用，延（yán）長了刀具壽（shòu）命（mìng），大大降低了刀具的成（chéng）本。

2）粗擴缸蓋16個挺柱孔，加工中（zhōng）心出現悶車。缸蓋16個挺柱毛坯為φ15mm，粗鏜到φ31.5mm，單邊（biān）餘量＞7.5mm，刀具進給時軸向阻力太大，有時（shí）機床出現悶車。由於刀具進給阻力大（dà），刀具與缸蓋挺（tǐng）柱孔（kǒng）摩擦發熱，出現兩者熔結現象，造成主軸無法（fǎ）退出工件。我們（men）將粗擴刀改（gǎi）成階梯形（xíng）狀（見圖4），變（biàn）為先（xiān）一次粗擴（kuò），再二次半精擴，分散（sàn）切削（xuē）負荷，減少進給軸向阻力，經驗證此方法不但提高了挺柱孔的加工質量，而且（qiě）再也沒發生機床悶車現象（xiàng）。

3    缸體生產線

1）加工缸體側麵固定發電機支架有8個螺紋孔，鑽M8螺紋（wén）底孔φ6.7mm→孔口倒角（jiǎo）→銑φ20mm園撘（dā）子（zǐ），複（fù）合刀（見圖5）失效。複合刀的設計意圖是減少一次（cì）換刀時間，縮短本（běn）工序的生產（chǎn）節拍，將鑽孔、倒角、銑平麵複合起（qǐ）來（lái），但是加工時，鑽頭先接觸缸體毛坯鈄麵，其定位困難，易折斷，出現（xiàn）鑽頭在與銑（xǐ）刀連接處斷裂現象。經（jīng）分析，複合（hé）刀設計違反工藝（yì）編製應先加工（gōng）平麵，後鑽孔（kǒng）、倒角的原則。

2）加（jiā）工（gōng）缸體側麵機（jī）油濾清（qīng）器安裝平麵用φ60mm焊接銑刀（見圖6），刀具加工失效。因為（wéi）機油濾（lǜ）清器安裝平麵為φ70mm，銑刀的直徑投影麵＜φ70mm，銑刀直徑小，切削速度低，而且分多（duō）次加工（gōng），所以，缸體側麵機油濾清（qīng）器安裝平麵的（de）表麵粗糙度、平麵（miàn）度不合格。同時，焊接銑刀一個刀齒打壞，整個銑刀（dāo）報廢。改用φ110mm可轉位刀片機夾銑刀後，提高了切削（xuē）速度，一次銑削成功，既保證了（le）機油濾清器（qì）安（ān）裝平麵表麵粗糙度、平麵度，也大大延長了機（jī）夾銑刀的壽命，提高了加工效率，降（jiàng）低了刀具成（chéng）本。

4    結束語

鏜孔一般使用在（zài）孔徑大，有位置度要求的孔徑加（jiā）工中，如鏜（táng）缸體的（de）缸（gāng）孔（kǒng），采用鏜孔能糾正缸孔前道工序造成的位置度誤差，既滿足各缸孔中心的（de）位置度要求，又能保證缸孔本（běn）身的精度。鉸孔適用於＜φ10mm的孔的精加工，鉸刀剛性好（hǎo），前道工序為加工導向孔，不會產生振（zhèn）動，雖然（rán）糾正不（bú）了鉸孔前道工序位置度誤差，但是對於獨立要素的孔本身的精度，鉸孔加工能夠得到保證。

鏜孔與鉸孔都是機加工（gōng）常用的（de）方（fāng）法，它們各有利（lì）弊。通（tōng）過（guò）對缸蓋（gài）、缸體加工（gōng）用刀具分析，選擇合理的刀具結構及合理刀具（jù）的參數，保證（zhèng）加工成本和加工質量達到相對平衡，提（tí）高了缸蓋、缸（gāng）體的生產效（xiào）率和加工質量。