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发动机是汽车的“心脏”,其缸体和缸盖、曲轴、连杆、凸轮轴等关键基础件的加工成为汽车发动机制造的关键。经过近几十年的不懈努力,我国在汽车发动机关键零件加工装备关键技术方面取得了明显进步,部分加工技术指标达到目前国际领先或先进水平。
今天金属加工小编就为大家推荐2家国内优秀的刀具企业以及他们领先的发动机关键部件加工解决方案。
1缸体及缸盖加工缸体、缸盖作为发动机最核心的零部件,是几乎所有发动机厂家必选的自制件项目。
缸体的制造精度,包括尺寸精度、几何公差和表面粗糙度等,对发动机的性能至关重要。缸体的铣削加工逐渐采用数控高速加工中心替代传统的专机生产线,这就对刀具的专用性提出了越来越严格的要求。据金属加工小编了解,株洲钻石研制出一系列专业刀具,为缸体加工提供了全套解决方案。
首先来看一段超酷的株洲钻石汽车加工解决方案视频:
案例:株洲钻石缸体各面的加工非常重要,因此选择合适的刀具对加工效率和成本控制起关键作用。重要的面有上下大面、前后端面、瓦盖结合面、止推面等,这些面的质量直接影响缸体的质量,有很严格的公差要求,一般需要粗加工甚至精加工,可在加工中心,以及专用机床上加工。
顶面、底面及两侧面加工 FMD02系列面铣刀,五边形刀片,10个切削刃;开放式槽型,大前角设计,切削轻快,加工表面质量好,是铸铁类零件加工的首选。
曲轴半圆孔镗削专用刀具,最优化的刀具设计,最大限度的减小振动,确保加工精度和质量,五个加工位置分两次加工完成。
缸盖形状一般为六面体,系多孔薄壁件,其上有气门座孔、气门导管孔、各种光孔及螺纹孔、凸轮轴孔等。缸盖的平面加工一般采用机夹密齿铣刀进行铣削加工,孔系一般采用摇臂钻床、组合机、加工中心等设备进行钻、扩、铰方式加工;导管及阀座采用冷冻或常温压装方式进行压装,常温压装过程中一般采用位移-压力控制法对装配过程进行控制。
缸盖面铣及凸台加工 AMA01、AMP01系列高速铣刀,刀体采用经特殊处理的高强度铝合金制作,质量轻,切削速度可达m/min;动平衡性能好,加工精度高。
2曲轴曲轴是汽车发动机的中心零件,在发动机中承受着交变反复的弯曲和扭转载荷,故绝大多数毁于疲劳断裂或产生偏磨而较快磨损,是影响发动机寿命的重要零件。
现在的数控外铣机床,采用了模块化设计,使外铣数控机床具备可变形的多种不同的结构,从而适应曲轴品种规格变化的需要。在进行曲轴零件加工时,由于圆盘铣刀本身结构的影响,刀刃与工件始终是断续接触,有冲击。因此,机床整个切削系统中控制了间隙环节,降低了加工过程中因运动间隙产生的振动,从而提高了加工精度和刀具的的使用寿命。
金属加工小编推荐一款成都成量工具集团有限公司生产的曲轴外铣刀。主要应用于CNC高速外铣机床上对曲轴进行粗加工,消除曲轴毛坯的大量余量,只要一道工序就能完成,具有高效、加工精度高、切削力较小、工件温升较低等特点。
案例:成都成量产品简介
曲轴外铣刀采用立装刀片结构,刀片切向安装,切削力方向硬质合金截面大,因而可进行大切深、大走刀量的铣削。
铣刀铣削速度可达~m/min,走刀量每组齿0.3~0.5mm/z。
加工实例
零件名称:柴油机曲轴
零件材料:42CrMo,材料硬度HB-
冷却方式:干式切削
加工类型:曲轴毛坯的CNC高速外铣加工
刀具:曲轴外铣刀φ1×65×φ×,刀具直径φ1,切削刃宽度65mm
刀片:LZ和LZL两种
切削参数:主轴转速n=50rpm,线速度Vc=m/min,进给速度F=mm/min,切削深度ap=3mm,切削宽度ae=65mm。
现场加工视频↓↓
3凸轮轴凸轮轴是发动机中配气机构中的重要部件,在发动机工作循环中,它合理地控制进排气门的开启、关闭时间和开合量,使经过压缩的燃油混合气充分燃烧,推动活塞运动做功,然后将废气排出燃烧室,因此它影响着发动机的动力性、经济性和排放。
案例:株洲钻石凸轮轴属于细长轴类零件,刚性差、易变形,要准确控制发动机的进排气门定时开启和关闭,凸轮应具有很高的轮廓精度、相位角度要求和良好的耐磨性能及整体刚性。因此,其轴颈和凸轮的加工成为整个凸轮轴加工工艺的重点,其加工多以车削、铣削和磨削工艺及表面强化(淬火、喷丸、氮化)等辅助工艺相结合。
凸轮轴颈传统加工流程:仿形多刀车→粗磨→淬火→半精磨、精磨→靠模砂带抛光,目前的加工流程:CNC无靠模外铣机床铣削凸轮→淬火→CNC无靠模磨床CBN砂轮磨削凸轮→柔性抛光凸轮。
4连杆连杆是连接活塞与曲轴的动力功能件。连杆小头通过活塞销与活塞相连,连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连。并把活塞承受的气体压力传给曲轴,使活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动。
连杆涨断加工技术(也称连杆裂解)作为一项制造新工艺,并逐渐应用于大规模生产领域。连杆裂解是对连杆杆身和连杆盖结合面进行无屑断裂剖分加工的新技术,具有构思新颖、操作经济、效益显着的特点。
目前,连杆涨断加工工艺在国内已被广泛使用。上海大众、一汽大众、华晨和奇瑞等厂家均采用此种连杆工艺,一些专业的连杆制造厂家也开始采用此工艺。国内的装备制造厂家已制造出相关的专用设备。
案例:成都成量曲轴连杆专用丝锥
产品特点:
1.丝锥产品的针对性制造;
2.同等加工条件下高性能曲轴丝锥寿命为普通丝锥的2~3倍;高性能连杆丝锥(M8x1H1)推荐加工转速为8.5~10m/s,普通丝锥推荐加工转速为5.5~6.5m/s,高性能连杆丝锥寿命为普通丝锥的6~7倍;
3.丝锥寿命稳定性优于普通丝锥;
4.螺纹表面光洁度优于普通丝锥;
5.尺寸一致性优于普通丝锥;
6.适合于加工中心使用;
7.曲轴专用丝锥螺纹表面采用涂层,连杆专用丝锥螺纹表面采用复合涂层;
实例:连杆涨断加工
加工类型:孔的螺纹加工
材料特性:C70S6
加工设备:数控钻床ZKB
刃具:连杆专用丝锥M8x1-H1
参数
转速
r/min
冷却
冷却油
线速度
9m/s
加工深度
20mm
螺纹表面粗糙度Rz3.2以下,螺纹通、止合格;
加工孔数孔左右,寿命为普通丝锥6~7倍,与进口丝锥品质相当。
(注:因篇幅有限,文中只列出了部分解决方案)
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