采用国内专机精铣缸盖火力面的可行性探讨

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表时间:2007-06-29 人气:1

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就目前的现状而言，采用国内精铣专机加工缸盖火力面并不存在技术上的难题，关键在于机床的制造精度。在此，本文结合具体实例，对采用国内专机精铣缸盖火力面的可行性进行了探讨。

柴油机缸盖火力面的加工面积大，对平面度、表面粗糙度等要求较高，是保证柴油发动机工作性能的一个重点。如果平面度及表面粗糙度得不到保证，则很难实现气缸垫的可靠密封，就有可能导致出现发动机总成在火力面处渗水、渗油，甚至出现油水混合的问题。如果由于结合面的加工精度造成油水混合，在实际操作中是很难查找其真正原因的。

目前，国内柴油机缸盖火力面的加工方法主要有以下几种：

□ 采用磨床

机床价格高，设备维护费用高。由于磨床的加工深度小，还需要增加结合面的半精加工，以保证尺寸公差的要求及磨削余量的要求。因此，一般只用于大批量的生产线中。

□ 采用进口加工中心

加工过程中，会产生影响表面质量的拖刀网纹。但其加工效率高，一台设备除精铣平面外还可以完成钻、镗、铰孔的加工。一般只用在单班年产量小于5 万台的生产线上。

□ 采用国外专用铣床

其特点是生产效率高、精度稳定性好，可以很好地保证加工质量。但进口专机价格昂贵，一般用在大批量生产的刚性生产线上。

□ 采用国内精铣专机

对于用户来说，此方法不失为一种经济有效的选择。但由于存在一定的风险，目前国内很少采用。

图纸的精度要求及工艺参数的安排

图纸的精度要求如图1所示。

此次，采用国内专机加工的产品信息及主要的工艺参数确定方案如下：

□ 缸盖火力面面积：462mm×169mm

此缸盖火力面上需要加工的面积约占整个平面的80%，机床的切削阻力大，要求机床具有很好的刚性和较高的主轴功率。

□ 表面粗糙度要求：Ra1.6

此粗糙度要求较高，采用精铣专机要相当于一般磨床的加工精度要求。由于采用国内专机加工存在着一定的风险，为确保机床能长期稳定可靠的运转，工艺要求提高工艺的保证能力，要求设备加工的表面粗糙度能够达到Ra1.0。

□ 平面度要求：0.03mm

平面度的加工受定位基准的影响。分析此工件的结构，定位需采用顶面的一面两销。因此，顶面的平面度对加工后火力面的平面度有着一定的影响，故对平面度的要求按照图纸的考求确定为0.03mm。

□ 工件高度要求：92±0.05mm
□ 确定加工余量：0.5±0.1mm

由于缸盖火力面为平面精铣，余量过大，切削过程中易产生轻微振动，会影响加工的表面精度；余量过小，则对此平面加工上道工序的加工精度要求偏高。此外，加工表面的平面度还将受此平面上道工序的加工平面度的影响，故加工余量确定为0.5±0.1mm。

机床的保证措施

1. 为保证加工后的表面没有拖刀网纹，机床主轴与工作台的垂直方向应成一个微小的角度，100 范围内倾斜0.03mm。如图2所示，当刀盘前端切削刃切削工件时，刀盘后端的刀片切削刃与工件存在约0.09mm的间隙，故后端刀片不参与切削，保证了加工后的表面不存在拖刀网纹。

2. 由于采用主轴倾斜，加工后的表面形状会从端面看存在两边高、中间凹的椭圆弧形状，影响加工后表面的平面度。减小椭圆弧的途径有两种，其一，尽可能减小主轴的倾斜角度，使主轴与加工表面尽可能垂直；其二，采用直径较大的刀盘。此次，我们采用直径为315mm的精铣刀盘，以确保工件的平面度。

3. 主轴倾斜对平面度的影响分析

图3为从主轴方向上看到的切削示意图。由图3可知，影响加工平面度的关键指标是24.59这个尺寸。影响该尺寸大小的3个变量分别是：刀盘的直径、刀盘中心与工件中心线的偏差、主轴的倾斜角度。

在加工过程中应尽可能地使刀盘中心与工件中心重合。下面就刀盘中心与工件中心重合的状态下，刀盘直径与主轴倾斜角度对工件平面度的影响进行分析。

图4为从垂直于主轴和切削进给方向的加工示意图，其中24.59的尺寸与图3中的尺寸为同一尺寸，即刀盘参与切削的部分。