专利名称：一种汽缸体铸件本体加工性快速检测方法
技术领域：
本发明涉及一种汽缸体铸件本体加工性快速检测方法，属于金属材料加工技术领域。
背景技术：
加工性(也称可切削性)指工件材料进行切削加工的难易程度。所谓难易，视切削加工的不同形式、要求不同、有不同含义。测量加工性通常基于刀具磨损、切削表现形式、切削速率、能耗来确定加工性。国内通常采用如下一些标志方法 (1)耐用度或一定耐用度下所允许的切削速度如VT，VT是国内最常用的加工性衡量指标。其含义当刀具耐用度为T时，切削某种材料所允许的切削速度，记为VT。VT越高，则材料的加工性愈好。刀具耐用度可取T＝60min(30min或15min)。如果取T＝60min，则VT写成V60。这种标志方法在刀具设计和材料加工性研究得到普遍应用。
(2)工件材料的表面质量或表面粗糙度。这种方法主要用于加工对材料的评价。
(3)工件材料的断屑性能。在自动线、自动机床、数控机床加工中心或深孔钻床等对断削性能要求很高的加工装备上，采用这种方法。
(4)工件材料所需的切削力或切削功率。在机床功率不足或系统刚度不足时采用这种方法。
(5)刀具寿命。其含义是新刀刃从使用到失效的一个周期，通常以加工件数表示，刀具失效时表现在加工表面粗糙度、尺寸超出工艺规定范围。这种表示工件材料的加工性的方法是生产中最常用的一种方法。
为了解决一般材料加工性衡量指标的不足，国外在研究铸铁材料加工性时设计了各种测量加工性的方法，这些方法有些已经成为通用方法，例如恒定进给切削力加工性法。测量原理为采用恒定进给车床刀具压力，将进给载荷或刀具寿命或压力或磨损量或磨损寿命固定，将单位时间切削金属的数量作为加工性指标。恒定进给切削力车床检测材料加工性的方法是在恒定切削力、恒定切削量的条件下，测定切削进给量，通过未知材料平均切削进给量与已知材料(设定为标准材料)平均切削进给量之比乘以100，这个数值作为加工性指标，即
该方法在灰铸铁和钢材中的应用已被相关资料[6][7]得到有效证明。美国1981年SAE手册第一部分热轧冷拔碳钢在标出钢机械性能的同时，也标出用该方法检测的钢加工性指标。西方国家已普遍采用该方法给出材料加工性指标，尤其是钢材应用非常普遍，但铸铁加工性应用并不普遍，这是因为该方法检测的对象是标准试棒，铸件与试棒加工性有差异。
又例如D0.2加工性法，该方法已成为法国国家标准，已被铸造技术协会国际灰铸铁委员会采用(1969年2月)。测量原理为，刀具寿命T随着切削速度V变化，二者关系为切削速度V越大，刀具寿命越短，在一定的切削速度V变化范围内，二者呈现反比线性关系。在加工切削时，切削所作的功，除了1～2％用于形成新表面和以晶格变形等形式成潜能外，有98～99％转换为热能，此热量被切屑、工件、刀具、周为介质所传出[4]。在车削中，切屑传出的约50～86％，车刀传出的约40～0％，工件传出的约9～％，周围介质传出的约1％。若采用高速钢刀具车削，在较小的切削深度(0.2～0.3mm)，如图1，当车削速度提高到一定程度时，刀尖温度过高而烧坏刀尖，通过测定最大车削直径(定义为D0.2)，从而确定材料的加工性。其测量方法为，D0.2加工性指标试验检测只需要小块试样——直径12～40mm，最小3.0mm厚。首先在试样中心钻φ6mm孔(如图2.1所示)，然后车削，车刀保持“N”rpm和切削深度恒定，刀具从中心孔进给向试样外缘以“a”mm每转移动，因此切削速度均匀增加，到达某点后切削速度足够高，以致使刀具磨损，该磨损极其迅速使刀具不能工作，产生剧烈震颤。试验后，使用固定在刀具滑架上直径指示器测定切削深度0.2mm突然下降的直径，该深度的下降正好是刀刃磨损所致，该极限直径对应着加工性切削速度。
除了上述两种通用方法外，铸铁加工性研究人员为了研究影响加工性的各种因素，设计了各种加工性评价方法，如恒压恒时钻削评价加工性法，铣削评价加工性法，切屑评价加工性法，钻削评价加工性法，这些方法在研究揭示加工性影响因素及其规律发挥了重要作用。
由以上可见，评价铸铁加工性的方法很多，这些方法都从一个侧面材料反映了的加工性。与国内相比，由于国外加工装备好、检测方法多，专门针对铸铁加工性研究内容广泛、深入。然而，这些加工性检测方法，不能快速检测缸体铸件本体的加工性，也不能快速检测缸体高速加工条件下的加工性，这对改善和控制缸体加工性质量难以起到作用，因此需要设计新的缸体加工性检测方法，以满足这些要求。
发明内容
本发明的目的是为解决快速、准确检测缸体加工性能数据而设计的一种汽缸体铸件本体加工性快速检测方法。
本发明的技术方案本发明的汽缸体铸件本体加工性快速检测方法包括对检测对象和标准试样采用同样加工方法，记载加工量，进行比较，其检测对象直接选用缸体，部位是缸体缸筒的内腔；用镗床，用同样的速度，用同一镗刀片不同角的刀刃镗检测对象缸体和基准缸体，测量刀尖烧损时加工的缸筒长度；加工性为检验对象缸体粗镗缸孔长度÷基准缸体粗镗缸孔长度的比值，计算出检验对象缸体加工性。
所述的汽缸体铸件本体加工性快速检测方法，其镗刀的缸体粗加工余量3.1mm，切削线速度V＝39.7m/min，切削进给速度F＝0.19mm/r。
本发明的优点本发明解决了缸体铸件本体加工性无法快速检测的技术难题，该方法较为准确的检测出缸体加工性，该方法能够用于缸体加工性的检测，其检测的数据能够作为衡量缸体加工性能的指标，用于生产中对缸体材质的检验和控制。其检测结果能直接反映缸体的加工性，检测精确度高，从检测的数据与缸体缸筒实际加工的刀具寿命已经得到证实二者数据一致。检测速度快。
图1是采用的专用W18Cr4V高速钢四方刀片示意图。
图2是图1的纵向剖视图。
具体实施例方式 本发明的汽缸体铸件本体加工性快速检测方法，检测对象直接选用缸体，部位是缸体缸筒的内腔；用镗床，用同样的速度，用同一镗刀片不同角的刀刃镗检测对象缸体和基准缸体，测量刀尖烧损时加工的缸筒长度；规定基准缸体加工性为1.00，加工性为检验对象缸体粗镗缸孔长度÷基准缸体粗镗缸孔长度的比值，计算出检验对象缸体加工性。
这种加工性检验方法的目是检验材料高速切削性能，因为这种形式的切削加工，其刀具失效的主要形式是高温烧损刀尖、高速磨损刀刃，这与缸体高速粗镗缸筒时，刀具的失效形式相同，它能够间接反映缸体在高速切削时缸体材质的加工性，即这种方法检验加工性时，加工性好的缸体，在高速粗镗缸筒时，也将表现出好的加工性，反之亦然。
加工性检测实例 设备和刀具卧式镗床T611B，刀杆莫氏6#锥，刀杆直径φ86mm，刀架为大连富士PSKNR/L16CA12，主偏角15°，主刃前角--9°，副刃前角-5°，后角-5°。
见图1、图2采用专用W18Cr4V高速钢四方刀片，刀片尺寸长宽高为12.7×12.7×4.76mm，φ5.16±0.05mm，圆角R0.4mm，每片刀8个角刀刃，刀具的各种角度、刀片尺寸与高速粗镗缸筒加工条件相同。高速钢刀片材料采用同一批材料、相同热处理工艺制造。
加工性检测切削参数缸体粗加工余量3.1mm，切削线速度V＝39.7m/min，切削进给速度F＝0.19mm/r。
缸体加工性检测将刀片1安装在刀架上四方压紧，刀架安装在T611B卧式镗床；缸体安装缸体机油冷却器安装面朝下，缸体底法兰处侧面的二点定位，油冷却器面在同一平面三点定位，找正尺寸以保证镗削缸筒四周加工余量相同，手动压板夹紧固定好缸体，然后从缸体顶面到曲轴箱方向切削，刀尖烧损时停止切削，采用游标卡尺测量刀尖烧损处的缸筒已切削深度，记录切削深度值，作刀具磨损标识。每种缸体检测3个。
缸体加工性检测结果 切削缸筒长度及缸体加工性对比检测数据见表1所示。
本发明与国内外其它加工性检测法的主要差异点 由磨损失效刀具可以看出，摩擦磨损是缸筒刀具失效的主要形式。
本发明的核心是检测对象直接选用缸体和测量刀尖烧损时加工的缸筒长度作为缸体加工性检测的依据。因此，凡是检测对象直接选用缸体和测量刀尖烧损时加工的缸筒长度作为缸体加工性检测的依据的，均属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种汽缸体铸件本体加工性快速检测方法，包括对检测对象和标准试样采用同样加工方法，记载加工量，进行比较，其特征在于检测对象直接选用缸体，部位是缸体缸筒的内腔；用镗床，用同样的速度，用同一镗刀片不同角的刀刃镗检测对象缸体和基准缸体，测量刀尖烧损时加工的缸筒长度；加工性为检验对象缸体粗镗缸孔长度÷基准缸体粗镗缸孔长度的比值，计算出检验对象缸体加工性。
2.根据权利要求1所述的汽缸体铸件本体加工性快速检测方法，其特征在于镗刀的缸体粗加工余量3.1mm，切削线速度V＝39.7m/min，切削进给速度F＝0.19mm/r。
全文摘要
本发明涉及提供一种汽缸体铸件本体加工性快速检测方法，包括对检测对象和标准试样采用同样加工方法，记载加工量，进行比较，其特征在于检测对象直接选用缸体，部位是缸体缸筒的内腔；用镗床，用同样的速度，用同一镗刀片不同角的刀刃镗检测对象缸体和基准缸体，测量刀尖烧损时加工的缸筒长度；加工性为检验对象缸体粗镗缸孔长度÷基准缸体粗镗缸孔长度的比值，计算出检验对象缸体加工性。镗刀的缸体粗加工余量3.1mm，切削线速度V＝39.7m/min，切削进给速度F＝0.19mm/r。
文档编号G01N3/58GK101603906SQ20091006333
公开日2009年12月16日 申请日期2009年7月28日 优先权日2009年7月28日
发明者郭全领 申请人:东风汽车股份有限公司