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發(fā)動機(jī)是汽車的心臟，其質(zhì)量與性能的好壞，決定了汽車運(yùn)行的動力性、經(jīng)濟(jì)性、平穩(wěn)性和環(huán)保性。而發(fā)動機(jī)的質(zhì)量與性能，在很大程度上取決于其零部件的加工質(zhì)量！

以缸體和缸蓋的精加工為例，這兩個發(fā)動機(jī)部件，即使部位不同，對表面粗糙度、尺寸精度、形狀精度和位置精度等的要求也不盡相同，以確保不同部位功能的最佳發(fā)揮，從而賦予發(fā)動機(jī)最佳的性能優(yōu)勢。與此同時，汽車發(fā)動機(jī)零部件加工企業(yè)還追求生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益的最大化，從而要求刀具能夠勝任高轉(zhuǎn)速、快節(jié)拍的生產(chǎn)需求，減少崩刃，延長使用壽命。顯然，所有這些，都對加工刀具提出了很高的要求。對于刀具供應(yīng)商而言，除了要提供優(yōu)質(zhì)的刀具產(chǎn)品外，更需要提供切實(shí)可行的刀具解決方案。

 

針對發(fā)動機(jī)缸體缸蓋精加工過程中具體存在的各種挑戰(zhàn)性問題，山高為某客戶提供了以下解決方案。

 

缸體精加工解決方案

 

01、缸體頂面

 

發(fā)動機(jī)缸體頂面主要與缸蓋底面相結(jié)合，二者之間加有汽缸墊，以確保密封性。由于此處壓力大，工作條件惡劣，對密封性的要求高，因此要求缸體頂面要具有較高的表面粗糙度和平面度。此外，該缸體頂面還有一個水槽，其粗加工中產(chǎn)生的毛刺也給精加工帶來了不利影響。而根據(jù)加工廠商的要求，生產(chǎn)節(jié)拍要快，刀具要適應(yīng)高轉(zhuǎn)速需求，再加上缸體材料含合金元素，這些都對刀具的材質(zhì)和壽命帶來了挑戰(zhàn)。

 

山高解決方案：

 

采用陶瓷刀片進(jìn)行切削，修光刃刀片用CBN，從而兼顧了節(jié)拍、價格和壽命要求；在銑面之前增加一把倒角刀，對水槽進(jìn)行倒角，并適當(dāng)把深度倒大，這樣就大大減少了銑面之后的毛刺，延長了刀具壽命。

 

02、缸體前后端面

 

發(fā)動機(jī)缸體的前后端面主要起密封作用，其中，前端面與鏈輪室蓋相連，起到密封發(fā)動機(jī)油系的作用，確保曲軸箱、正時機(jī)構(gòu)等是一個封閉的空間，避免油氣泄漏；后端面實(shí)際上是幾個面，其中后油封面與后油封結(jié)合，防止機(jī)油沿曲軸法蘭泄漏，另一部分面與變速箱離合器殼體結(jié)合，要求其能保證兩個面得到良好穩(wěn)定的結(jié)合。

 

顯然，發(fā)動機(jī)缸體前后端面的加工對區(qū)間粗糙度的要求較高，進(jìn)而對刀具的參數(shù)調(diào)整、刀具角度、刀尖圓角和修光刃等都有嚴(yán)格的要求。

 

山高解決方案：

 

采用陶瓷刀片切削，修光刃刀片用CBN且高度可調(diào)，再結(jié)合適當(dāng)?shù)募庸?shù)，滿足了粗糙度要求；刀片8個刃口，有效地節(jié)約了刀具成本。

 

03、缸體止推面

 

發(fā)動機(jī)缸體止推面對表面粗糙度、厚度公差要求較高，尤其對與曲軸孔的垂直度要求嚴(yán)格，這些要素會影響曲軸的軸向竄動量。同時，止推片的磨損會影響前端面的輪系共面度。如果軸向間隙小，止推片磨損快，會影響發(fā)動機(jī)的效率；如果軸向間隙大，會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)振動、換擋沖擊等問題。

 

然而，對缸體止推面部位的加工，通常深度較大，導(dǎo)致對刀具的剛性、防振性和切削穩(wěn)定性的要求較高，刀片間距必須可調(diào)整。

 

山高解決方案：

 

根據(jù)零件圖紙和3D模型，選用盡可能短而粗的刀桿，以提高刀具的剛性；采用防振刀柄，完全避免了刀具振動問題；采用CBN刀片，提高了刀具的壽命、切削穩(wěn)定性以及加工節(jié)拍；刀具軸向可調(diào)、徑向可調(diào)且刀尖距離可調(diào)，完美地保證了止推面各尺寸的公差。

 

04、缸孔

 

發(fā)動機(jī)缸體的缸孔內(nèi)部形態(tài)，是決定發(fā)動機(jī)排放、油耗和整機(jī)壽命的關(guān)鍵因素，因此，對粗糙度和圓度的要求非常高。但是，由于缸孔較深，要保證從孔頭到孔底的整個缸孔擁有一致的粗糙度和圓度，并非一件易事。而且，4個缸孔的切削長度加起來很長，對加工節(jié)拍的影響較大。

 

山高解決方案：

 

采用CBN刀片加工，有效地保證了加工節(jié)拍，延長了刀具壽命；用刀體作支撐條，有效地保證了缸孔從入口到出口的整體圓度的一致性。

 

缸蓋精加工解決方案

 

01、頂面和底面

 

發(fā)動機(jī)缸蓋的頂面和底面，分別是與凸輪軸蓋和缸體頂面的結(jié)合面，對表面粗糙度要求較高，而且生產(chǎn)節(jié)拍要快。加工這兩個部位，刀尖的軸向高度一致性要好，刀片材質(zhì)的硬度要高。

 

山高解決方案：

 

采用PCD刀片以很高的線速度來保證高節(jié)拍、高壽命；刀尖軸度可調(diào)，可靠地保證了零件表面的粗糙度和加工的穩(wěn)定性。

 

02、導(dǎo)管座圈

 

發(fā)動機(jī)缸蓋的導(dǎo)管座圈是一個關(guān)鍵部位，主要用于確定氣門位置，確保氣門有效散熱，這對于保證發(fā)動機(jī)的工作性能、降低油耗影響很大，因此，其對材料、尺寸精度以及導(dǎo)管與座圈的同軸度等都有嚴(yán)格的要求，這對刀具帶來了挑戰(zhàn)：

 

(1) 門線角度要高度精確，然而，固定刀片通常難以穩(wěn)定地確保角度的精確度；

 

(2)導(dǎo)管與座圈的同軸度要高，這要求刀具要具有很高的剛性和精度；

 

(3)粉末冶金材料會影響刀具壽命，并對加工參數(shù)提出了很高的要求。

 

山高解決方案：

 

導(dǎo)管孔加工采用PCD鉸刀帶支撐；座圈孔加工采用CBN刀片帶角度精密調(diào)整；可調(diào)法蘭刀柄,用于有效地調(diào)整主軸與刀具的相對跳動，保證了加工精度。

 

03、凸輪軸子孔各檔

 

發(fā)動機(jī)缸蓋的凸輪軸子孔各檔主要用于確保凸輪軸的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，因此對同軸度、粗糙度和圓度的要求較高。然而，凸輪軸孔通常較長，從而要求刀具的剛性要好，在加工過程中變形要小。此外，各檔同軸度要求高，導(dǎo)致對刀桿的直線度、導(dǎo)條的直線度、圓度和熱變形等的要求很高。顯然，超長的刀具對刀具供應(yīng)商的整體制造水平是一個綜合考驗(yàn)。

 

山高解決方案：

 

利用可調(diào)法蘭刀柄，有效地調(diào)整了主軸與刀具的相對跳動，保證了加工精度；豐富多樣的PCD刀片刃口和槽形選項(xiàng)，確保了加工中可根據(jù)不同的尺寸孔徑來選擇最恰當(dāng)?shù)牡镀?；山高成熟的刀體熱處理和焊接工藝，保證了刀體質(zhì)量的穩(wěn)定性。

 

山高導(dǎo)條鉸刀導(dǎo)引鉸刀BF-22.7-23-AD70-pilot-BF38455/03000424和山高導(dǎo)條鉸刀精鉸刀BF-22.7-23-30-AD70-fin-BF38456/03000434

 

04、噴油嘴孔

 

發(fā)動機(jī)缸蓋的噴油嘴孔主要用于保證油軌位置的正確性，對表面粗糙度和錐度形狀有較高的要求。但是，較長的錐度導(dǎo)致切削刃口與零件的接觸距離長，切削力大，從而對刀具的角度設(shè)計(jì)、材質(zhì)選擇和整體剛性都提出了較高的要求。

 

山高解決方案：

 

根據(jù)零件的實(shí)際情況，選擇合適的刃口角度及分屑槽。同時，其成熟的PCD刃口制造工藝確保了刀片的壽命和加工穩(wěn)定性。