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一文了解發動機缸體精鏜加工與刀具選擇

發動機缸體作為汽車的重要零部件之一,其結構、形狀複雜;加工的端面和孔較多;而且壁厚不均;精度要求高,屬於典型的箱體類加工零件。針對發動機缸體加工端面主要以銑為主,發動機缸孔以鏜為主。其加工工藝複雜,那麼發動機缸體(缸孔)精鏜選擇什麼刀具刀片呢?

發動機缸體的製造工藝

(1)鑄造:鑄造工藝不但可以滿足發動機缸體的使用效能要求,而且生產成本較低。但其鑄造工藝並不容易,其鑄造工藝為:準備爐料→熔鍊金屬→澆注→凝固冷卻→落砂清理→檢驗→合格鑄件。鑄造成型的發動機缸體非加工面不允許有裂紋、氣孔、砂眼等鑄造缺陷。

(2)銑削加工:合格後的工件進入機械加工車間進行銑削加工,先以一面為基準粗銑,然後依次對其他端面進行銑削,將端面加工到圖紙要求尺寸。

(3)鏜孔加工:發動機缸體上有很多孔,在確定一個基準面之後分別進行粗鏜和精鏜,將孔加工到圖紙要求尺寸。

(4)熱處理:如對發動機缸體的力學效能較高的需進行熱處理。預備熱處理在粗加工之前,消除殘餘內應力,防止工件變形、開裂;調整硬度,改善切削效能。最終熱處理在精加工之前,使材料具有使用時的所有力學效能。

發動機缸體作為發動機的五大部件之一,是發動機安裝所有零件的基礎,對產品質量、表面顆粒度、表面精度等要求較高,要完成這樣的加工水平,就要求刀具具備高速、高精密、高效率等特點。

發動機缸體精鏜孔的刀具材料選擇

發動機缸體目前有兩種材質,分別是灰鑄鐵和壓鑄鋁,什麼樣的刀片材質適合精鏜發動機缸體呢?常見刀片材質為硬質合金刀具,硬質合金刀片應用廣泛,灰鑄鐵和壓鑄鋁均可加工,但由於刀具自身效能的限制,不能實現高速切削。

發動機缸體(缸孔)精鏜的刀片材質有:PCBN刀片和PCD刀片,均屬於超硬材料刀具,其中PCBN刀片用於灰鑄鐵發動機缸體的鏜孔工序,相較於硬質合金刀具可提高生產效率,降低生產成本;PCD刀片則用於壓鑄鋁發動機缸體的鏜孔工序,可獲得較高的表面光潔度和尺寸精度。

PCBN刀片精鏜灰鑄鐵發動機缸體的材質主要有BN-S300材質和BNK30材質,PCD刀片精鏜壓鑄鋁發動機缸體的材質主要有CDW010材質。

結論與展望

(1)在加工發動機缸孔時,可採用價格低廉的國產CBN刀具替代進口CBN刀具進行缸孔的半精鏜、精鏜高速加工。

(2)對於灰鐵材質發動機缸孔精鏜加工時,整體CBN刀片不但可以在0.3mm以下進項精鏜,也可以在單邊0.50mm以上情況下進項半精鏜或粗鏜加工;而複合PCBN刀片只能在單邊0.30mm以內進行鏜削,否則複合PCBN刀片會出現崩刃風險。

(3)在精鏜加工時,根據CBN刀片的核定壽命來強制換刀,以確保加工工件的安全性。

(4)由於發動機缸孔加工的精度要求,採用精鏜自動補償系統的加工中心,精度會更好,當然在粗加工和半精鏜中,也可使用專機。

Reference:Man's Daily

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