發動機缸體高速加工工藝設計與研究

關智+周超

摘 要：文章首先介紹了發動機缸體高速加工技術的概念及特點，進而分析目前在市場中使用較為廣泛的發動機缸體高速銑削工藝和發動機缸體高速鏜孔工藝兩種發動機缸體高速加工技術。

關鍵詞：發動機；缸體；高速加工；工藝設計；研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.024

工業是一個國家崛起的必要階梯，而發動機這是整個工業領域中最為重要的一個部分。在發動機的機械制作中，如何實現低成本、高效率和高質量是每一家機械加工企業的永恒追求，因此探究發動機中缸體的加工工藝具有十分重大的現實意義。基于此，文章圍繞發動機缸體高速加工工藝為中心，分三部分展開了細致的分析探討，旨在提供一些發動機缸體高速加工工藝設計方面的理論參考，以下是具體內容。

1 發動機缸體高速加工技術的概念及特點

（1）高速切削技術理論原理。高速切削技術是一項十分年輕的技術，其只有十幾年的歷史，但是是目前在機械加工領域十分先進的一種加工技術，也是在國際上得到廣泛認可的四大先進技術之一，而且國外的先進國家中，已經在機械行業中得到了十分廣泛的應用。現階段由于各個國家的標準不同，及應用領域的不同，對高速切削技術并沒有一個十分明顯的定義，通常認為采用超硬材料的模具和刀具，使用可高速運動的高自動化、高精度、高柔性制作設備，進而實現切削速度提升，達到材料加工精度、切除率及加工質量均提升的技術即高速切削技術[1]。

（2）高速加工技術的特點。高速切削技術屬于一種高速推進，使用淺切深及高速切削速度的加工技術，其具備多個方面的優勢。首先高速切削技術可實現較大程度上的加工時間和加工成本的降低，并且加工產生的切削力和熱變形均較小；其次高速切削技術對切削材料的切除率極高，對于一些薄片零件，具有極佳的切削效果，在精度方面十分可觀；再者因為切削速度極快，因此切削對材料表面的影響較小；最后高速切削技術的工藝流程十分簡易，因此在生產中加工成本很低。

雖然高速切削技術具備諸多優點，但是因為其誕生的時間較短，因此在應用中仍然存在著諸多不成熟之處。例如針對于不同的加工元件高速切削技術的應用都需要設置針對性的參數，但是往往沒有可參考的參數，因此很多企業在使用高速切削技術時都難以找到最佳的使用參數，同樣對于使用刀具也面臨同樣的問題；此外高速切削技術在實際應用中，還存在刀具材料、切削角度以及機床動態等方面的問題尚未完全解決，還需要在日后的使用中繼續探討出最佳的使用方案[2]。

2 發動機缸體高速銑削工藝

對于發動機缸體的機械加工環節而言，如何在質量保障的前提下，實現生產效率的提升以及生產成本的降低是每一家企業都在思考的問題。在發動機缸體缸體的加工中，平面是最為常見的表面，也是加工量最多的面，而目前在發動機缸體平面加工中使用最為廣泛的切削技術便是發動機缸體高速銑削工藝。

（1）發動機缸體高速銑削工藝的特點。發動機缸體高速銑削工藝和一般常見的傳統數控加工技術在工藝本質上并沒有多大的區別，兩者同樣都在進給量、切削深度以及切削速度方面有諸多的參考點，同時也需要使用編制數控程序來進行切削作業。但是較之傳統的切削作業，發動機缸體高速銑削工藝是在小切深、高切速、大進給的狀態進行切削作業的，因此其對數控參數的要求很高，細微的失誤都可能會導致加工平面的質量問題。但也正是發動機缸體高速銑削工藝這一特點使其和一般的加工工藝相比，在切削表面質量上更佳，同時切削力更小、切削熱更少，具備切削效率高但成本低等諸多優勢。

（2）發動機缸體高速銑削工藝的要求。除了發動機缸體高速銑削工藝對精度、計算穩度的要求極高之外，其在使用中還有一些特殊的要求，主要集中在以下幾點：首先發動機缸體高速銑削工藝在使用中不能和任何工裝及工件發生碰撞；其次加工刀具在軌跡上必須保障絕對的平滑，以及十分均勻的切削深度；最后在發動機缸體高速銑削工藝使用中，其導致的設備振動必須控制在一定范圍內。

3 發動機缸體高速鏜孔工藝

發動機缸體高速鏜孔工藝是發動機缸體加工中孔加工的主要高速切削工藝，其主要適用于一些長徑比較大的孔加工。目前在使用的工藝中調頭鏜孔是發動機缸體高速鏜孔工藝使用最為常見的方式之一，也是未來的一個主要發展趨勢[3]。

（1）發動機缸體高速調頭鏜孔工藝的特點。高速調頭鏜孔工藝其在加工中刀具是從零件的兩端分別鏜進的一種長孔加工技術，從本質上觀察，該技術減少了一次進刀的長度，因此在操作流程上無疑實現很大的簡化，減少了一些傳統鏜孔作業鏜長孔所需要的一些特殊措施，高速調頭鏜孔工藝又可以劃分為工件自身回轉180度、工作臺不動和工作臺自身轉動180度、工件自身不動兩種。其在使用中具有將鏜長孔變為鏜短孔的特點，在加工效率上實現了很大的提升，同時在使用費用上有做到了很大的節省。

（2）發動機缸體高速調頭鏜孔工藝的優勢。高速調頭鏜孔工藝的優勢主要幾種在三個方面，其一為在鏜孔中鏜桿較短，因此在切削速度上有所提升；其二為因為鏜軸伸長較短，因此在精度方面更有保障；其三為切削設備占用空間較小，因此工作人員的工作活動空間更大，工作更為直觀、安全。

4 結束語

綜上所述，采用超硬材料的模具和刀具，使用可高速運動的高自動化、高精度、高柔性制作設備，進而實現切削速度提升，達到材料加工精度、切除率及加工質量均提升的技術即高速切削技術，其誕生時間很短，但是具有諸多優勢。文章主要介紹了高速切削技術中發動機缸體高速銑削工藝、發動機缸體高速鏜孔工藝，旨在為我國的機械加工企業提供一些該方面的參考，幫助我國工業的進一步發展。

參考文獻：

[1]劉殿有.剛柔結合的發動機缸體生產自動線設計[J].組合機床與自動化加工技術，2015，12（02）：148-150.

[2]安鵬.高速加工技術在發動機缸體加工中的應用分析[J].中小企業管理與科技，2016，04（08）：211-211.

[3]伊斯卡刀具國際貿易（上海）有限公司.伊斯卡缸體刀具加工解決方案[J].現代零部件，2014，11（05）：58-60.

作者簡介：關智（1989-），男，廣西岑溪人，本科，助理工程師，研究方向：發動機機加工工藝。