专利名称：气缸盖导管底孔和座圈底孔加工用复合刀具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及刀具，尤其涉及对同一零件不同位置同时进行加工的复合刀具， 具体地说是一种气缸盖导管底孔和座圈底加工用的复合刀具。
背景技术：
气缸盖是发动机的一个主要零件，它有一个关键的质量指标气门座圈锥面对气 门导管的跳动。它的加工精度好坏会直接影响发动机燃烧室的密封性，密封性差会降低发 动机的输出功率，故非常重要，一股需要控制在0. 02mm以内。为了确保其精度，缸盖座圈底 孔与导管底孔的同轴度需控制在Φ0. 04毫米以内。由于导管和座圈与缸盖母体是采用过 盈配合连接，为了保证牢固导管、座圈底孔的孔径需控制在H7精度，粗糙度控制在Ral. 6以 内。气缸盖的加工工艺是先加工母体，然后再压入堵盖、喷油嘴铜套、座圈、导管，最 后精加工气门座圈锥面和导管。导管底孔导管底孔一股采用钻_扩-键_半精铰_精铰的 加工；座圈底孔采用扩-镗-半精铰_精铰的加工工艺。由于缸盖导管、座圈底孔的加工精度要求高，一股采用组合机床专机加工，为保证 导管底孔与座圈底孔的同轴度，采用复合铰刀+前、后导向的加工工艺。其组合机床加工特 点产品单一，加工精度由夹具和刀具保证。随着社会的发展，新产品开发的节奏越来越快， 由于组合机床设备的使用寿命大大的大于产品的寿命周期，在产品的更新换代时会给企业 带来巨大的浪费。现在已逐步向柔性加工中心加工发展。柔性加工特点满足多品种生产 的需要，加工精度取决于设备和刀具的精度。在柔性线上加工缸盖导管底孔，由于刀具受到设备的限制，刀具结构不能采用带 导向的组合机床刀具结构。在精铰导管底孔时，为了保证导管底孔与座圈底孔的同轴度，虽 然采用了复合刀具铰_镗，由于加工导管的铰刀伸出较长，而又不能采用导向，刚性差，故 加工的孔径尺寸和表面粗糙度不稳定。另外，刀具是通过刀柄直接安装在机床主轴上，故刀 具的安装精度和机床主轴精度会直接影响刀具切削刃的跳动，使刀具切削刃的跳动放大几 倍，造成导管底孔孔径大，粗糙度下降。铰刀纠错能力较差，当刀刃略有磨损时，受前工序加 工质量的影响较大，刀具寿命低；在加工座圈端面时，因刀刃较宽而生产震动，易破坏导管 孔的已加工表面。从而影响底孔与座圈底孔的同轴度。
发明内容本实用新型要解决的是现有的复合刀具刚性差，气缸盖导管孔加工精度低的缺 陷，旨在提供一种改进型的复合刀具，通过自导向定位的方式解决刀具刚性差的问题，确保 导管孔加工的精度。解决上述问题采用的技术方案是气缸盖导管底孔和座圈底孔加工用复合刀具， 包括导管底孔加工刀、座圈底孔加工刀和刀柄，其特征在于所述导管底孔加工刀包括前端 的切削部分、中间的挤压部分和后端的光整部分，所述的切削部分的直径略小于挤压部分的直径。本实用新型的复合刀具，将现有的导管底孔加工刀的铰刀结构改成了铰挤结构， 即前端切削，后端改成挤压和光整。当工件经切削后就直接进入挤压部分，因挤压是无刃切 削，它将具有良好的自定心作用，以自身加工的孔口定位继续加工该孔，使刀具具备了自导 向功能，提高了刀具的刚性和纠错能力。在座圈底孔加工时，挤压、光整部分又作为了座圈 铰刀的前导向，确保了导管底孔与座圈底孔的同轴度。挤压解决了刀具无导向产生的问题， 同时也提高了导管底孔的表面粗糙度。通过提高缸盖导管、座圈底孔的加工精度，确保了缸盖气门座圈锥面对气门导管 的加工质量。作为本实用新型的进一步改进，所述的座圈底孔加工刀由现有的镗刀结构改成了 多刃铰刀结构，降低了刀具的震动，提高了复合刀具的寿命。作为本实用新型的更进一步改进，切削部分和挤压部分的长度为10毫米，光整部 分的长度为20毫米。切削部分的直径比挤压部分的直径小0.01-0. 02毫米。挤压部分的 挤压棱边和光整部分的光整棱边呈弧形，其中挤压棱边的直线距离为0. 1-0. 15毫米，光整 棱边的的直线距离为1-2毫米。切削部分的切削刃的主偏角α为45度-75度。
[0012]
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。[0013]图1是现有的组合机床加工使用的刀具图。[0014]图2是被加工工件的加工部位的结构示意图。[0015]图3是现有柔性加工工艺使用的刀具图。[0016]图4是图3的刀头部分的结构示意图。[0017]图5是图3切削部分的结构示意图。[0018]图6是本实用新型柔性加工工艺使用的复合刀具的结构示意图。[0019]图7是图6中A-A向的剖视图。[0020]图8是图6中B-B向的剖视图。[0021]图9是图6中C-C向的剖视图。[0022]图10是图6中D-D向的剖视图。[0023]图11是图6导管底孔加工刀的结构示意图。[0024]图12是图11中切削刃位置处的局部剖视放大图。[0025]图13是图11中挤压棱边位置处的局部剖视放大图。[0026]图14是图11中光整棱边位置处的局部剖视放大图。
具体实施方式
图1所示为现有的组合机床加工使用刀具的结构，包括导管底孔加工刀2、座圈底 孔加工刀3和刀柄4，所述的导管底孔加工刀2为铰刀，在铰刀前端有一个长导向杆1。该 刀具用于同时加工图2所示气缸盖5的导管底孔6和座圈底孔7。加工时导向杆1先进入夹具导套，控制了铰刀切削部分的晃动，同时也提高了刀 具的刚性，具有纠正位置的能力。刀具柄部4与接杆采用莫氏锥柄连接，接杆采用夹具导套定位。即前后导向定位结构，确保了导管、座圈底孔的位置精度及垂直度和同轴度。图3-图5所示为现有的柔性加工工艺使用的刀具结构，因受设备的限制，铰刀前 端不能带导向杆，包括导管底孔加工刀2、座圈底孔加工刀3和刀柄4，导管底孔加工刀2部 分采用标准的机用铰刀结构，它由切前端的切削部分24、中间的圆柱25和后端的倒锥26三 个部分组成，切削刃211的主偏角α为15度。其缺陷前面已前描述过了，在此不再赘述。图6-图14所示为本实用新型的柔性加工工艺使用的复合刀具结构，同样因受设 备的限制，铰刀前端无导向。它包括导管底孔加工刀2、座圈底孔加工刀3和刀柄4，所述导 管底孔加工刀2包括前端的切削部分21、中间的挤压部分22和后端的光整部分23，所述的 切削部分21的直径略小于挤压部分22的直径。在本实施例中，挤压部分22的挤压棱边221和光整部分23的光整棱边231呈弧 形，其中挤压棱边221的直线距离Dl为0. 1-0. 15毫米，光整棱边231的直线距离D2为1_2 毫米。切削部分的切削刃221的主偏角α为45° -75°。座圈底孔加工刀3为多刃铰刀。本实用新型的复合刀具与图3-图5所示的现柔性加工工艺使用的刀具结构相比， 有以下改进点刀具前端切削部分改短为10毫米，并采用较大的主偏角，以改善刀具的纠 错能力。切削部分后端10毫米，改成了挤压结构，当工件切削10毫米后就直接进入挤压 部分，因挤压是无刃切削，它将具有良好的自定心作用，以自身加工的孔口定位继续加工该 孔，使刀具具备了自导向功能，同时也提高了刀具的刚性和纠错能力。挤压部分后端20毫 米，增加光整部分，以提高导管孔的表面粗糙度，并作为座圈底孔加工的导向，提高导管底 孔与座圈底孔的同轴度。整个切削部分长度改成了 40毫米，节约了刀具硬质合金材料，使 刀具成本下降。本方案通过近几个月的生产验证，不仅能满足生产工艺要求，还大大提高了生产 效率，降低了刀具成本，并确保了缸盖气门座圈锥面和气门导管的加工质量，现已应用于生 产。为加工精度要求高的深孔，提供了一种新的加工方法。应该理解到的是上述实施例只是对本实用新型的说明，而不是对本实用新型的 限制，任何不超出本实用新型实质精神范围内的发明创造，均落入本实用新型的保护范围 之内。
权利要求1.气缸盖导管底孔和座圈底孔加工用复合刀具，包括导管底孔加工刀(2)、座圈底孔 加工刀(3)和刀柄(4)，其特征在于所述导管底孔加工刀(2)包括前端的切削部分(21)、中 间的挤压部分(22)和后端的光整部分(23)，所述的切削部分(21)的直径略小于挤压部分 (22)的直径。
2.如权利要求1所述的气缸盖导管底孔和座圈底孔加工用复合刀具，其特征在于切削 部分(21)的直径比挤压部分(22)的直径小0.01-0. 02毫米。
3.如权利要求1所述的气缸盖导管底孔和座圈底孔加工用复合刀具，其特征在于挤 压部分(22)的挤压棱边(221)和光整部分(23)的光整棱边(231)呈弧形，其中挤压棱边 (221)的直线距离(D1)为0. 1-0. 15毫米，光整棱边(231)的直线距离(D2)为1_2毫米。
4.如权利要求1所述的气缸盖导管底孔和座圈底孔加工用复合刀具，其特征在于切削 部分(21)和挤压部分(22)的长度为10毫米，光整部分(23)的长度为20毫米。
5.如权利要求1所述的气缸盖导管底孔和座圈底孔加工用复合刀具，其特征在于前端 的切削部分的切削刃(221)的主偏角a为45度-75度。
6.如权利要求1-5任何一项所述的气缸盖导管底孔和座圈底孔加工用复合刀具，其特 征在于座圈底孔加工刀(3)为多刃铰刀。
专利摘要本实用新型公开了一种气缸盖导管底孔和座圈底孔加工用复合刀具，包括导管底孔加工刀、座圈底孔加工刀和刀柄，其特征在于所述导管底孔加工刀包括前端的切削部分、中间的挤压部分和后端的光整部分，所述的切削部分的直径略小于挤压部分的直径。本实用新型将现有的导管底孔加工刀的铰刀结构改成了铰挤结构，后端改成挤压和光整。当工件经切削后就直接进入挤压部分，因挤压是无刃切削，它将具有良好的自定心作用，以自身加工的孔口定位继续加工该孔，使刀具具备了自导向功能，提高了刀具的刚性和纠错能力。在座圈底孔加工时，挤压、光整部分又作为了座圈铰刀的前导向，确保了导管底孔与座圈底孔的同轴度。
文档编号B23D77/14GK201776526SQ201020501339
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月23日 优先权日2010年8月23日
发明者吴俊强 申请人:中国重汽集团杭州发动机有限公司