采用国内专机精铣缸盖火力面的可行性探讨

1、采用国内内专机精精铣缸盖盖火力面面的可行行性探讨讨就目前的的现状而而言，采采用国内内精铣专专机加工工缸盖火火力面并并不存在在技术上上的难题题，关键键在于机机床的制制造精度度。在此此，本文文结合具具体实例例，对采采用国内内专机精精铣缸盖盖火力面面的可行行性进行行了探讨讨。 柴柴油机缸缸盖火力力面的加加工面积积大，对对平面度度、表面面粗糙度度等要求求较高，是保证证柴油发发动机工工作性能能的一个个重点。如果平平面度及及表面粗粗糙度得得不到保保证，则则很难实实现气缸缸垫的可可靠密封封，就有有可能导导致出现现发动机机总成在在火力面面处渗水水、渗油油，甚至至出现油油水混合合的问题题。如果果由于结结合面的的

2、加工精精度造成成油水混混合，在在实际操操作中是是很难查查找其真真正原因因的。 目前，国内柴柴油机缸缸盖火力力面的加加工方法法主要有有以下几几种： 采采用机床床价格高高，设备备维护费费用高。由于磨磨床的加加工深度度小，还还需要增增加结合合面的半半精加工工，以保保证尺寸寸公差的的要求及及磨削余余量的要要求。因因此，一一般只用用于大批批量的生生产线中中。 采用用进口加加工过程程中，会会产生影影响表面面质量的的拖刀网网纹。但但其加工工效率高高，一台台设备除除精铣平平面外还还可以完完成钻、镗、铰铰孔的加加工。一一般只用用在单班班年产量量小于55 万台台的生产产线上。 采用国国外专用用其特点点是生产产效率

3、高高、精度度稳定性性好，可可以很好好地保证证加工质质量。但但进口专专机价格格昂贵，一般用用在大批批量生产产的刚性性生产线线上。 采采用国内内精铣专专机 对对于用户户来说，此方法法不失为为一种经经济有效效的选择择。但由由于存在在一定的的风险，目前国国内很少少采用。 图纸的精精度要求求及工艺艺参数的的安排 图纸的的精度要要求如图图1所示示。 此次，采采用国内内专机加加工的产产品信息息及主要要的工艺艺参数确确定方案案如下： 缸盖火火力面面面积：4462mmm1169mmm 此此缸盖火火力面上上需要加加工的面面积约占占整个平平面的880%，机床的的切削阻阻力大，要求机机床具有有很好的的刚性和和较高的的

4、主轴功功率。 表表面粗糙糙度要求求：Raa1.66 此粗粗糙度要要求较高高，采用用精铣专专机要相相当于一一般磨床床的加工工精度要要求。由由于采用用国内专专机加工工存在着着一定的的风险，为确保保机床能能长期稳稳定可靠靠的运转转，工艺艺要求提提高工艺艺的保证证能力，要求设设备加工工的表面面粗糙度度能够达达到Raa1.00。 平面面度要求求：0.03mmm 平平面度的的加工受受定位基基准的影影响。分分析此工工件的结结构，定定位需采采用顶面面的一面面两销。因此，顶面的的平面度度对加工工后火力力面的平平面度有有着一定定的影响响，故对对平面度度的要求求按照图图纸的考考求确定定为0.03mmm。 工工件高度

5、度要求：920.005mmm 确定加加工余量量：0.500.1mmm 由由于缸盖盖火力面面为平面面精铣，余量过过大，切切削过程程中易产产生轻微微振动，会影响响加工的的表面精精度；余余量过小小，则对对此平面面加工上上道工序序的加工工精度要要求偏高高。此外外，加工工表面的的平面度度还将受受此平面面上道工工序的加加工平面面度的影影响，故故加工余余量确定定为0.500.1mmm。 机床的的保证措措施 1. 为保证证加工后后的表面面没有拖拖刀网纹纹，机床床主轴与与工作台台的垂直直方向应应成一个个微小的的角度，1000 范围围内倾斜斜0.003mmm。如图图2所示示，当刀刀盘前端端切削刃刃切削工工件时，刀

6、盘后后端的刀刀片切削削刃与工工件存在在约0.09mmm的间间隙，故故后端刀刀片不参参与切削削，保证证了加工工后的表表面不存存在拖刀刀网纹。 2. 由于于采用主主轴倾斜斜，加工工后的表表面形状状会从端端面看存存在两边边高、中中间凹的的椭圆弧弧形状，影响加加工后表表面的平平面度。减小椭椭圆弧的的途径有有两种，其一，尽可能能减小主主轴的倾倾斜角度度，使主主轴与加加工表面面尽可能能垂直；其二，采用直直径较大大的刀盘盘。此次次，我们们采用直直径为3315mmm的精精盘，以以确保工工件的平平面度。 3. 主轴轴倾斜对对平面度度的影响响分析 图3为为从主轴轴方向上上看到的的切削示示意图。由图33可知，影响加

7、加工平面面度的关关键指标标是244.599这个尺尺寸。影影响该尺尺寸大小小的3个个变量分分别是：刀盘的的直径、刀盘中中心与工工件中心心线的偏偏差、主主轴的倾倾斜角度度。 在在加工过过程中应应尽可能能地使刀刀盘中心心与工件件中心重重合。下下面就刀刀盘中心心与工件件中心重重合的状状态下，刀盘直直径与主主轴倾斜斜角度对对工件平平面度的的影响进进行分析析。 图图4为从从垂直于于主轴和和切削进进给方向向的加工工示意图图，其中中24.59的的尺寸与与图3中中的尺寸寸为同一一尺寸，即刀盘盘参与切切削的部部分。 由图4可可知，C = D 平面面度偏差差=244.599siinD =24.59tgDD=244.

8、 559ttgC =244.599 AAB 当主轴轴中心和和工件中中心重合合时，主主轴倾斜斜加工平平面的平平面度影影响为00.00074mmm，而而实际安安装的误误差为对对平面度度的影响响小于00.011mm。主轴倾倾斜可满满足加工工后平面面度的要要求，且且还有一一定的余余量。 4. 机床精精度及结结构要求求 图5 采采用龙门门式结构构的机床床 机床床采用龙龙门式结结构（如如图5所所示）：机床应应具有很很好的刚刚性，以以保证加加工的稳稳定性。 采用高高精度级级铣削头头主轴轴轴承采用用德国进进口FAAG高精精度级轴轴承，以以提高主主轴的精精度，保保证机床床较小的的端向跳跳动和径径向跳动动量。 高

9、高精度铣铣削工作作台：确确保平稳稳的切削削进给。 采用通通过式结结构、固固定式铣铣头：避避免让刀刀，确保保工件高高度尺寸寸精度的的要求。 采用液液压：采采用自动动夹紧方方式，手手工上下下料，保保证工件件的可靠靠装夹，减少人人为因素素对加工工精度的的影响。 的选选择 刀刀具的选选择也是是成功的的一个关关键因素素。为了了保证加加工表面面的精度度，建议议采用德德国进口口高精度度密齿精精铣刀盘盘（如图图7所示示）。此此刀盘刀刀片不可可调整，刀片可可承受较较大的切切削力，且刀盘盘的制造造精度很很高。刀刀盘所采采用的刀刀片均是是硬质合合金修光光刃刀片片，共有有40个个。刀片片未曾进进行涂层层处理，具有锋锋

10、利的切切削刃，可减小小切削阻阻力。 图7 德德国进口口的高精精度密齿齿精铣刀刀盘加工调试试情况 设备安安装调试试完毕后后，在连连续加工工的一批批工件中中进行随随机抽取取检查，具体检检验结果果如下： 1. 922 00.055 尺寸寸精度保保证状况况 随机机抽取55 个工工件进行行检查，每个工工件测量量3个数数值。由由检测结结果可知知，加工工工件的的高度尺尺寸变化化范围在在0.003mmm 之内内，高度度尺寸得得到很好好的保证证。由此此可见，采用固固定式铣铣头对保保证加工工工件的的尺寸精精度具有有很好的的工艺保保证能力力。 22. 加加工平面面度状况况 对连连续加工工的100个工件件进行分分析。

11、测测量结果果为，加加工平面面度均小小于0.0222mm，最小值值为0.01mmm。工工件定位位面的平平面度状状况和装装夹的可可靠性对对加工的的平面度度均有一一定的影影响，使使得平面面度在一一定范围围内波动动，但此此机床对对加工平平面的平平面度也也具有很很好的保保证能力力。 33. 加加工表面面粗糙度度检查 切削深深度为00.5mmm，线线速度VVc范围围为11101160mm/miin，进进给量FF范围为为0.110.4mmm/Z。针对在在此范围围内加工工的工件件进行抽抽样检查查。其表表面粗糙糙度Raamaxx=1.2，不不能满足足设计要要求。针针对切削削参数进进行调整整，刀片片跳动进进行调整

12、整加工的的表面粗粗糙度仍仍没有好好转。 4. 表面粗粗糙度在在切削深深度为00.5mmm时不不能满足足设计要要求的原原因分析析 加工工过程中中采用的的刀盘为为密齿刀刀盘，而而且每个个刀片在在切削时时有两个个刃口同同时参与与切削：一个是是切削刃刃，此切切削刃为为正前角角，切削削阻力小小；另一一个刃口口为修光光刃（如如图7所所示），此刃口口为负前前角。由由于刀具具很大，切削时时工件的的反作用用力大，导致切切削阻力力、切削削功率也也很大，易造成成刀盘震震动，因因此对机机床主轴轴的刚性性要求很很高。 而刀盘盘与机床床主轴的的连接是是通过刀刀盘内侧侧的四个个连接螺螺栓孔连连接的，以致刀刀盘连接接的刚性性

13、差。实实践表明明，可改改为外侧侧4个螺螺栓孔连连接，或或同时使使用内侧侧和外侧侧共8个个连接螺螺栓连接接，以保保证连接接的可靠靠性。 此机床床主轴的的调整机机构采用用的是传传统的螺螺纹锁死死的连接接形式，其特点点是机构构调整方方便。但但对于精精加工机机床而言言，其主主轴相对对床身的的稳定性性要差。当切削削力较大大时，易易产生振振动，影影响加工工精度。建议此此机床主主轴的连连接宜采采用国外外专机抱抱死式连连接结构构，这样样有利于于提高机机床整体体系统的的刚性，保证加加工的稳稳定性。 另外外，可以以采用伺伺服电机机主轴驱驱动装置置，提高高主轴旋旋转的稳稳定性；采用液液压滑台台或伺服服工作台台，以提

14、提高进给给的稳定定性，从从而提高高对加工工精度的的进一步步保证能能力。 5. 表面粗粗糙度的的最终解解决方案案 切削深深度调整整到0.3mmm； 采用用一半切切削刃进进行切削削加工，即200 个刀刀片进行行切削； 切削速速度Vcc=1110m/minn，进给给量F=0.44mm/Z； 刀刀盘跳动动调到00.0008mmm 以内内。 在在此条件件下，加加工的表表面粗糙糙度抽样样检查结结果显示示满足设设计要求求。 结结语 目目前，此此机床已已进入小小批量生生产阶段段。在国国内专机机的使用用过程中中，我们们还存在在对保证证表面粗粗糙度缺缺少经验验，对国国外先进进刀具的的使用条条件理解解不够充充分等问问题。但但实践表表明，采采用国内内专机进进行平面面精铣可可以很好好地保证证加工平平面的平平面度和和高度的的公差要要求。就就目前的的现状而而言，采采用国内内精铣专专机加工工缸盖火火力面并并不存在在技术