机械网--内燃机铝活塞精镗销孔工艺分析

本文介绍了内燃机铝活塞销孔的技术要求，根据精镗销孔工序的加工特点，从设备、刀具系统等方面分析了影响销孔精度的缘由，提出了相应的改进、保证措施，并在大批量生产实践中验明了这些措施的有效性。随着发动机性能的不断提高，活塞的结构随之变化，对活塞销孔的精度要求也越来越高村里登记不动产是要拆迁了吗。内燃机铝活塞（见图1）的销孔，其形状、尺寸精度和表面要求都很高，按GB1148⑼3的规定，销孔的圆柱度应为5级，要求2～3mm；尺寸公差为IT5，1般为4～8mm；粗糙度1般为Ra0.4mm。在批量生产条件下，精镗销孔工序要到达这样的要求，1定要在工艺上采取1系列严格措施才能满足加工要求。图1 内燃机铝活塞

我厂是国内最大的活塞加工企业，为国内几近所有的主机厂配套，在活塞加工方面积累了丰富的经验。在生产实践中，我们采取了以下措施来保证销孔的各项技术要求。减少镗床的振动镗孔时，由于机床本身的振动和外来的振动都会明显地影响到所镗销孔的圆度，为此，我们采取以下措施：1. 在床身与地面接触部位安装4个减振垫，可使销孔圆度得以改进棚户区拆迁面临强拆怎么打官司。我厂经过实验，销孔圆度可提高0.3～0.4mm。2. 加固安置机床的地基。深挖地基，把地基的混凝土层厚度加深，并用减振材料把镗床地基与周围地面隔开，避免周围机床的振动传给镗床。刀具系统的改进 在设备精度、配置1定的条件下，要提高销孔的精度、满足加工要求，刀具系统是关键。为此，我们主要从以下几个方面进行分析改进:1. 镗杆的改进（1）镗杆的设计制作由于精镗销孔是高速切削加工，轻微的振动将直接影响活塞销孔的表面粗糙度，因此，在镗杆设计制作时要求镗杆与主轴的同轴度小于0.01mm，且全部镗杆各部外圆都要进行磨削加工。这样就保证了镗杆在高速转动中可保持平衡、减少振动，消除镗杆本身的影响因素。刀孔的位置直接影响装夹后刀具的加工角度，因此在镗杆设计时（见图2），要求刀孔中心经过镗杆中心或刀孔中心偏离镗杆中心1定距离，且刀孔中心垂直于镗杆轴线，保证装夹后刀具的加工角度；同时，给定相应各部的形位公差，减少因镗杆替换引发销孔加工表面粗糙度的变化。销孔加工的镗杆1般悬臂较长，因此镗杆必须进行稳定强化热处理，这样可以提高镗杆的强度、刚性，减少镗杆的受力变形，提高活塞销孔表面粗糙度水平。图2镗杆的设计结构

（2）镗杆的材料销孔质量问题的关键之1在于销孔精镗刀杆的颤振。在镗削销孔时，镗杆的长径比1般都大于5，个别乃至到达10。镗杆在加工进程中，受曲折、改变和紧缩载荷的组合作用，会产生振动，特别在加工销孔小于φ15mm的活塞时，由于镗杆的直径较小，其情况特别明显。我们在为日本小松加工某活塞时，其销孔直径仅为φ8mm，而镗杆的直径更小，由于镗杆的颤振使得销孔达不到规定粗糙度、圆柱度的占到1/3之多。由材料力学可知：K∝EI/L3，即镗杆静刚度K与其材料弹性模量E、惯性矩I成正比，与悬伸量L的3次方成反比。悬伸量L由于遭到活塞直径大小的限制，其值1般不能变化太多，这就要求我们选择弹性模量大的材料。我们通用的镗杆材料是45#钢，其弹性模量E=196～216GPa，对销孔直径较大（＞φ15mm）的活塞，其力学性能还基本能满足销孔的加工要求；对销孔直径较小的活塞，我们就要寻觅弹性模量大的材料。硬质合金(YG8)的弹性模量E=600～610GPa，明显，硬质合金镗杆刚度远大于钢质合金镗杆，但其缺点是不容易加工。我们尝试在镗杆的前端焊接上1段45#钢，以便加工装夹刀具的通孔和螺孔。我们将用两种刀具加工φ8mm销孔的结果进行了对比，在我厂自制的BHT⑵0镗床上分别加工了10只活塞，其实验数据见表。结果表明：在相同加工条件下，硬质合金镗杆的加工效果比45#钢镗杆要好很多。表使用两种镗杆得到的加工数据

（3）镗杆的结构镗杆工作时不但遭到静态力的作用，同时还有断续切削、材质硬度不均匀、镗杆本身不平衡和切削进程中自激振动等所引发的冲击力或交变力的干扰，因此要求镗杆不但具有1定的静刚性，还要具有足够的抑制各种干扰力引发振动的能力，即抗振性。当切削力与镗杆本身重量之比较大时，在切削进程中很容易自激振动，特别是加工直径小于φ15mm的销孔时，这类状态非常严重。由于硬质合金不容易加工和本钱高，我们还可在不采取硬质合金镗杆的情况下，通过对45#钢镗杆增加配重，加大本身重量，减少自振。其具体方法是：在镗杆末端装比重较大的铅棒（见图3），保持径向间隙0.05～0.1mm；装好后用丝堵堵好,保持轴向间隙0.1～0.2mm，保证铅棒在镗杆内能自由转动，使镗杆在高速旋转进程中保持动平衡。实验结果表明，这类措施大大增强了镗杆的抗振性。图3 小镗杆的基本结构

2.刀具和切削参数的改进（1）刀具的材料与角度目前，精镗销孔的刀具大都由硬质合金刀具换成了金刚石刀具，镗孔质量有了明显的改进。由于人造金刚石硬度高，加工难度大，经过量次的设计实验，我们选定了刀具的主要技术参数：刀尖圆孤R0.5～1，刀具前角为5°，刀具后角、副后角分别为12°和8°，刀具韧带宽0.2mm，刀具前后刀面粗糙度Ra0.1mm。在30倍放大镜下视察，刀刃无缺口裂纹。使用按此几何角度加工好的刀具镗削销孔，加工后丈量销孔圆度小于0.003mm，表面粗糙度小于Ra0.4mm。相同条件下，采取PCD刀具加工销孔时，刀具寿命可到达20 000件，是硬质合金刀具的50多倍。加工的表面粗糙度由原来的Ra0.4～Ra0.8mm降落到Ra0.2～Ra0.4mm。每班可以减少装卸刀具、刃磨刀及调解刀具等辅助时间30min。因此可知，使用PCD刀具不但质量有了明显的提升，而且生产效率也大大提高。（2）切削参数为了保证销孔的圆柱度、尺寸公差、粗糙度，镗削销孔时的工艺参数也很重要。经过量次实验，我们总结出了适合自己设备的切削参数，精镗销孔必须是高速切削，主轴转数在3 000r/min左右；走刀不能太快，进给量在0.05～0.07mm/r之间；精刀的切削深度控制在0.02～0.05mm之间，可干切削。按以上参数加工，基本能到达产品规定中对销孔的各项要求。结束语综上所述，影响活塞销孔精度及表面粗糙度的因素是综合性的。在生产进程中，我们注意到存在着以上几个方面的因素，并针对此采取了相应的措施，从而保证了我厂在大批量的生产进程中，精镗销孔工序中镗出销孔的圆柱度、尺寸公差、粗糙度等项目完全能到达客户的要求。(end)资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章