使用新刀具提高表面加工質量和生產效率

摘 要：氣缸蓋是柴油機的重要零部件。氣缸蓋燃燒室面的加工質量不僅關系到氣缸內氣體的流動，對于減少燃燒室內積碳的形成和提高氣缸蓋的使用壽命，都有重要作用。車間利用高精度加工中心機床來執行210氣缸蓋90工序的加工，保證氣缸蓋的尺寸和行位公差及燃燒室面的粗糙度的要求。在加工過程中出現了加工的氣缸蓋燃燒室表面質量不夠穩定，而且刀具耐用度低，需經常刃磨刀具，在一定程度上影響了車間的生產進度。

關鍵詞：氣缸蓋；刀具；粗糙度；質量；效率

原來使用的刀具和加工工藝在加工210氣缸蓋時使用高精度的立式加工中心機床，將氣缸蓋燃燒室面頂置，利用底面已完成的噴油器孔和沿子上的一個直徑為￠38的挺桿孔及缸蓋底面構成一面兩銷的定位方式。一次裝夾可加工兩件氣缸蓋，以缸蓋兩側壁為壓活點，此種定位、夾緊方式準確、可靠。在加工過程中以噴油器孔中心為工件坐標系，先加工閥座孔和導管孔及上平面諸孔，最后銑銷燃燒室面和定位止口。在銑銷時使用自制焊接式面銑刀，分粗銑和精銑兩次銑銷，但粗精銑使用同一把銑刀。粗銑加工至尺寸￠254，銑銷深度2.5mm，精銑加工至圖紙要求，沒有使用冷卻液。氣缸蓋加工要求如下圖示：

用自制焊接式面銑刀加工的氣缸蓋燃燒室面粗糙度不夠穩定，而且刀具耐用度低，需要經常刃磨刀具，增加了輔助時間，影響了生產效率。為了解決這一問題在技術部門的幫助下公司為車間購買了新的加工刀具，新的面銑刀為可更換刀片式，直徑為80mm，分粗銑刀和精銑刀兩把。更換新的刀具后車間相應調整了切削參數和銑銷方式，新舊刀具切削參數比較如下：

下面從以上幾個方面分別討論一下切削參數的改進對表面加工質量和生產效率的促進和影響：

（1）新刀具由于使用新型硬質和金材料和使用涂層工藝后，切削刀具的線速度可達250m/min以上，計算成主軸轉速應是1000轉/min，因此我們將轉速由200轉/min提高到900轉/min，轉速的提高對其他切削參數的改進奠定了基礎。

（2）由于轉速的提高我們將切削速度提高至700mm每分鐘/min，加工表面粗糙度達到1.6，仍能滿足圖紙的要求。較舊刀具提高9倍以上，大大提高了加工效率。

（3）舊刀具由于刀盤直徑大（122mm）而且切削刃到刀盤底面只有3.5mm的間隙，所以一次切削深度不能超出3.5mm，為了兼顧加工效率，精銑只能一次銑銷2mm的深度。而新銑刀直徑為80mm，在閥座孔加工完畢后（倒角直徑大于80深5mm），可以借助閥座孔處下刀一次切削5.3mm，為精銑留0.2mm余量，使加工余量更符合精加工的要求，有效的提高了加工表面粗糙度。

（4）舊刀具在進行銑銷時采用的是逆銑，由于逆銑的銑銷方向與主軸轉向相反這樣容易在加工表面產生擠壓、滑行現象，使加工表面產生冷硬層，既加劇了刀具磨損，又使加工表面粗糙度增大。新刀具采用順銑，很好的a解決了以上問題。

（5）原來使用的刀具由于切削速度低而且是焊接式所以沒有使用冷卻裝置，新刀具在使用時采用水基溶液為切削液。在切削過程中，切削液不但減少了熱量的產生，而且降低了刀具的摩擦，從而提高了加工質量和刀具耐用度，原先加工50件就需要更換刀具，而現在是150件。

改進后的數控加工程序如下：

原來使用的刀具在加工50件氣缸蓋后就需要刃磨一次，而新刀具在加工150件氣缸蓋后加工質量仍能滿足圖紙的要求。新刀具只需更換一下刀片，消除了刀具準備的輔助時間，而且在加工過程中，每加工兩件氣缸蓋由原來的50分鐘縮短至35 分鐘。

參考文獻

[1]倪根林.柴油機設計與制造[M].北京：機械工業出版社，1999.

[2]龔定安，蔡建國主編.機床夾具設計原理[M].西安：陜西科技出版社，1981.

[3]杜立東，張洪，王華瑞.氣缸蓋機械加工工藝技術關鍵分析[J].科技創新導報，2007，（23）：29-30.

（作者單位：煙臺市特種設備檢驗研究院）