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[发动机] 不断创新的发动机孔加工工艺装备

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发表于 2015-5-21 05:22:54 | 显示全部楼层 |阅读模式
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不断创新的发动机孔加工工艺装备

不断创新的发动机孔加工工艺装备

        在汽车制造业,以现代制造技术、装备替代和更新传统技术、装备已成为潮流。在新材料和新工艺的推动下,面对新的市场需求,发动机孔加工的工艺装备发生了很大的变化。
        在发动机自制件的机加工工艺中,尤其是缸体和缸盖两个箱体类零件中,孔加工占据了相当大的比例,其中比较典型的孔加工工艺有凸轮轴孔、曲轴孔、缸孔、气门导管和阀座孔等。提高孔系加工的效率和降低加工成本,是每个工厂规划和生产运营部门必须考虑的。近年来,随着机床技术的突破和先进高效刀具的推广应用,发动机孔加工的工艺装备也发生了很大的变化。
        缸盖凸轮轴孔加工设备一般采用加工中心,刀具为带导向条的自导向镗刀,该刀具由德国玛帕公司发明并最先使用。由于在加工质量和单件成本方面的优势突出,使得该公司在自导向镗刀领域占据了90%以上的市场份额。有时,根据不同的生产节拍要求,为了提高加工效率,也可以考虑采用专机加线镗的刀具方案(简称“线镗方案”),但该方案会导致设备和工艺的柔性较差。缸体曲轴孔的加工亦可选择上述两种方案。具体使用哪种方案则与具体的产品和规划方案密切相关。总体来说,大型柴油机曲轴孔的加工一般采用线镗方案,一般的轿车发动机则两者均可采用。
        缸体上的缸孔加工通常采用单刃可在线补偿的镗刀,不过近年来已有不少企业开始采用多刃镗刀,极大地提高了机床的效率。该镗刀选用可转位刀片(如六角形),可以做成固定尺寸,也可以做成微调式的,对刀具的制作精度要求较高。
        近十年来,柔性机加工设备在动力总成厂自制件加工中得到了广泛的应用。众所周知,在以CNC为主的柔性较高的发动机机加工生产线上,尤其是铝合金箱体零件的加工,一台机床配备的刀具数量较多,换刀时间占据了机床辅助加工时间的绝大部分,所以减少刀具数量,采用复合刀具是提高机床效率的有效途径之一。复合孔加工采用的刀具有阶梯钻、阶梯钻铰及钻攻一体等,其中,阶梯钻和阶梯钻铰较常用。钻攻一体的刀具实际上是利用加工中心的插补功能对螺纹进行铣削加工。铝合金材质加工中广泛使用的多阶梯PCD铰刀是利用高精度成形磨削技术来保证切削刃形状获得优良一致的尺寸精度和表面粗糙度,使所有切削刃在不同加工负荷下都具有优良的切削性能。
        在保证加工精度的同时提高刀具寿命,要求复合孔加工刀具具有高的刚性和旋转精度。这类刀具一般采用热装式刀柄或可调式刀柄,有些刀具厂则采用先热装再刃磨的方法保证复合刀具尤其是复合铰刀有足够高的旋转精度,从而提高孔的加工精度、提高刀具寿命。然而,采用该工艺制作的刀具需送回原厂进行重磨或重新镶片,这样就需要刀具管理部门根据重磨刀具需要的交货期适当地增加刀具的库存数量。
        对于孔加工来说,机加工设备要具备高的进给速度和加速度,同时机床主轴的高转速对提高加工效率也非常重要,轴的快速进给速度和加速度关系到机床的辅助加工时间的长短。有些线镗工艺需要在加工中心上完成,针对这种情况一般是考虑在机床上设计特殊的刀架和夹具,提供必要的支撑和辅助支撑。需要注意的是,对于以生产标准型号加工中心为主的机床厂家来说,在其标准CNC上“去功能化”并不意味着成本的降低。
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