發(fā)動(dòng)機(jī)缸體作為汽車的重要零部件之一,其結(jié)構(gòu)、形狀復(fù)雜;加工的端面和孔較多;而且壁厚不均;精度要求高,屬于典型的箱體類加工零件。針對(duì)此類發(fā)動(dòng)機(jī)缸體端面加工主要以銑削為主,缸孔以鏜為主。發(fā)動(dòng)機(jī)缸體常采用灰鑄鐵作為原材料,也有鑄鋁的缸體,不過(guò)現(xiàn)在還是以灰鑄鐵為主,減震性較好,而且價(jià)格廉價(jià),易生產(chǎn)。
針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸孔、缸蓋的加工,用什么材質(zhì)刀具加工效率更高呢?
發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的制造工藝
(1)鑄造:鑄造工藝不但可以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的使用性能要求,而且生產(chǎn)成本較低。但其鑄造工藝并不容易,其鑄造工藝為:準(zhǔn)備爐料→熔煉金屬→澆注→凝固冷卻→落砂清理→檢驗(yàn)→合格鑄件。鑄造成型的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體非加工面不允許有裂紋、氣孔、砂眼等鑄造缺陷。
(2)銑削加工:合格后的工件進(jìn)入機(jī)械加工車間進(jìn)行銑削加工,先以一面為基準(zhǔn)粗銑,然后依次對(duì)其他端面進(jìn)行銑削,將端面加工到圖紙要求尺寸。
(3)鏜孔加工:發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上有很多孔,在確定一個(gè)基準(zhǔn)面之后分別進(jìn)行粗鏜和精鏜,將孔加工到圖紙要求尺寸。
(4)熱處理:如對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的力學(xué)性能較高的需進(jìn)行熱處理。預(yù)備熱處理在粗加工之前,消除殘余內(nèi)應(yīng)力,防止工件變形、開(kāi)裂;調(diào)整硬度,改善切削性能。最終熱處理在精加工之前,使材料具有使用時(shí)的所有力學(xué)性能。
發(fā)動(dòng)機(jī)缸體作為發(fā)動(dòng)機(jī)的五大部件之一,是發(fā)動(dòng)機(jī)安裝所有零件的基礎(chǔ),對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、表面顆粒度、表面精度等要求較高,要完成這樣的加工水平,就要求刀具具備高速、高精密、高效率等特點(diǎn)。
發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加工刀具方案
(1)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體銑削刀具:采用華菱超硬立方氮化硼刀片BN-S300牌號(hào),生產(chǎn)率顯著提高,切削性能穩(wěn)定,可優(yōu)勢(shì)代替山高刀具等國(guó)際一線品牌。
(2)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體鏜孔刀具:推薦BN-S300牌號(hào)或BNK30牌號(hào),性價(jià)比高,切削性能穩(wěn)定,發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)刀具國(guó)產(chǎn)化的代表作之一。
(3)止口倒角工序:根據(jù)客戶需求定制,優(yōu)勢(shì)在于切削性能穩(wěn)定,性價(jià)比高。
(4)針對(duì)鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)缸體:高速銑削平面選擇華菱超硬PCD刀具,其切削速度可達(dá)3000m/min,具有優(yōu)良的加工特性。針對(duì)孔系推薦華菱超硬PCD鉸刀,提高刀具壽命,保證較高的尺寸精度和表面粗糙度。
發(fā)動(dòng)機(jī)缸體精銑案例參數(shù)
結(jié)論與展望
(1)在加工發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔時(shí),可采用價(jià)格低廉的國(guó)產(chǎn)CBN刀具替代進(jìn)口CBN刀具進(jìn)行缸孔的半精鏜、精鏜高速加工。
(2)對(duì)于灰鐵材質(zhì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔精鏜加工時(shí),整體CBN刀片不但可以在0.3mm以下進(jìn)項(xiàng)精鏜,也可以在單邊0.50mm以上情況下進(jìn)項(xiàng)半精鏜或粗鏜加工;而復(fù)合PCBN刀片只能在單邊0.30mm以內(nèi)進(jìn)行鏜削,否則復(fù)合PCBN刀片會(huì)出現(xiàn)崩刃風(fēng)險(xiǎn)。
(3)在精鏜加工時(shí),根據(jù)CBN刀片的核定壽命來(lái)強(qiáng)制換刀,以確保加工工件的安全性。
(4)由于發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔加工的精度要求,采用精鏜自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)的加工中心,精度會(huì)更好,當(dāng)然在粗加工和半精鏜中,也可使用專機(jī)。
備注:BNK30牌號(hào)CBN刀具的結(jié)構(gòu)形式包括整體式和鑲嵌式,根據(jù)灰口鑄鐵件的加工余量(加工工序),采用不同結(jié)構(gòu)的BNK30牌號(hào),保證較長(zhǎng)的刀具壽命和較高的表面光潔度(Ra1.6以內(nèi))。
(1)BNK30牌號(hào)和BN-S300牌號(hào)整體式CBN刀片需要配備華菱超硬專用機(jī)夾刀桿;
(2)BNK30牌號(hào)鑲嵌式CBN刀片的刀桿和硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片的刀桿通用,直接裝夾即可使用;
(3)在選擇CBN刀具之前,配刀非常重要,要想高速切削,實(shí)現(xiàn)降本增效的需求,做好溝通是非常重要的。