三菱公司的气缸盖加工及其所用刀具

国际金属加工网 2017年02月10日

铝合金气缸盖与气缸体结合面加工的最大问题是:对粗糙度、平面度和表面质量的加工要求极高。精加工刀片材料选用聚晶金刚石PCD,粗加工为满足经济性有时也可用硬质合金。加工中在边角若生成毛刺会影响刀具的寿命。三菱公司采用能切除毛刺的刀片,所用面铣刀具有能精确调整刀尖振摆的机构,故能较好地保证加工质量。有的还采用了高速切削时,能防止因离心力而导致刀片飞散的AFI结构。为减轻重量和减小离心力采用强韧铝合金刀体。

铸铁气缸盖结合面所用刀片材料为硬质合金和立方氮化硼(CBN)。精加工可用快换式带11°正角方形刀片,多刃,可实现大进给的F490型和F590型,AHX640W型装的是硬质合金刀片。AOX445型和FBP415型可装CBN刀片,实现高速切削。

阀座与阀杆导孔的加工

阀座与阀杆导孔加工后的同心度、阀座和阀的角度公差、粗糙度以及圆度等都直接影响阀座与阀的接触精度,工作质量与发动机性能。为解决此问题,三菱公司开发了一次加工出阀座面与阀杆导孔,从而保证二者具有高同心度、高加工质量的阿波罗复合刀具。用于专机和用于加工中心的阿波罗复合刀具的结构上有所不同。阿波罗复合刀具,包括阀座面精加工刀具和阀杆导孔精加工刀具。

阀座面的加工刀具有横切与切入两种方式。横切方式(TraverseMaching)是装在滑(溜)板上的切刀沿阀座面斜向进给加工,用于专机。滑板带齿形沿齿形导轨送进,同时定位面多,故定位刚性和移动刚性均高,易确保加工精度。滑板不断往复运动会造成磨损,为此在滑板背面装有碟形弹簧,并有螺钉可调节,使其保持恒定压力,从而减少甚至免除维修,方便长期使用。NC控制的切刀刀尖斜向移动须与机床联动。阀座接触面加工质量是影响左右进排气功能的重要因素。刀尖移动精度由刀体结构精度决定,其精度达到了微米级。

切入方式(Pluge)进给加工时,刀刃斜度与阀座要求斜面一致,斜刃挤压切入复制加工出阀座面,用于加工中心。此方法较简单,但冲击力大,因此要求刀刃韧性高,三菱配备的是他们专门开发的CBN材料,具体可据阀座材料的硬度分别选用MB730、MB710、MB825以及MB835等。在它们的刀体上备有采用CAE解析而求出的最佳防振位置的导向块,导向块可以调节,从而防止了切入方式下的高频振动。

导杆孔加工用刀具。横切方式的多采用硬质合金枪铰刀,枪铰刀形状细长,顶端直径约为5mm。全长250~300mm。加工时,有辊压挤光作用,工件向刀具产生很大的紧固力,使刀具易损。因此对刀具材料及结构和刃形设计上要求很高。三菱公司采用了整体均为超细微粒硬质合金材料,可使冷却液快速流动的特殊形状右刃左旋螺旋槽。刃部较短,从而使整体刚性大幅度提高,保证了加工质量。

切入方式多采用单刃PCD铰刀。其刀杆是硬质合金,刚性很高。其两段切削刃缓和了加工开始时的冲击。除PCD铰刀外,三菱在粗加工时,备有较经济的多刃硬质合金整体铰刀。

凸轮轴孔精加工用刀具

凸轮轴诸轴承孔一次加工用的镗刀和铰刀须贯穿整个气缸盖,因此很长。凸轮轴孔精加工用的刀具随加工中心的日益普及,开始多用的线镗刀逐渐向刀片式(即装可转位刀片)铰刀转换。这种铰刀有两种分别用于两个工序:一种是用于前铰削工序,对第一个轴承孔进行精加工的短型,这个轴承孔将作为后工序的导孔。另一种是后铰削工序中,对其他轴承孔进行精加工的长型。长型铰刀装有硬质合金导向块,PCD刀刃的微调机构,铰刀整体的平衡调整机构等,具备了高技术含量,是三菱公司加工汽车零部件的重要刀具产品之一。

基准孔及重要孔的加工

针对铝合金或铸铁制气缸盖等零件重要基准孔及小孔的加工,三菱开发出了一种“超级辊光钻头”。型号分为MAS(内冷)和MAE(外冷)两种型号,每种都有可加工3倍和6倍直径长的两种规格。(MAE型只能加工3倍直径长)。MAS的结构特点是:与两主刀刃成90°处作出两刃带,钻头相当增加了两个导向支承,连两个主刀刃刃带共有四处支承,定位支承刚性大为增加;特殊弯曲的螺旋槽形,易使切屑卷曲碎断,切屑处理性好;有螺旋油孔,冷却性能好,可进行深孔加工;采用10°小螺旋槽角,易排出切屑,故可实现高速、大进给加工;主后面进行了修磨,横刃被磨去形成尖头,钻入工件顺利,对中性好;与主刀刃成90°新两刃带一侧还做出副螺旋槽。改善了冷却润滑,减少切屑粘结,促使微小的切屑也能排出。


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