高效加工氣缸蓋電熱塞孔的工藝安排
2018-3-27 來(lái)源： 山東華源萊動(dòng)內(nèi)燃機(jī)有限公司 作者：姜興國(guó)，冷長(zhǎng)庚
摘要: 本文通過(guò)對(duì)柴油機(jī)氣缸蓋電熱塞孔的結(jié)構(gòu)分析及加工工藝改進(jìn)，介紹了在批量生產(chǎn)時(shí)采用組合機(jī)床、組合刀具高效加工氣缸蓋電熱塞孔的工藝。
關(guān)鍵詞: 電熱塞孔; 組合機(jī)床; 復(fù)合刀具
引 言
柴油機(jī)氣缸蓋電熱塞孔受氣缸蓋整體結(jié)構(gòu)、布局的影響，通常為較復(fù)雜的多參數(shù)的深孔結(jié)構(gòu)，電熱塞孔與發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室相通，其密封性能直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)的性能，為此，加工工藝的合理性直接影響電熱塞孔的加工精度和效率。
某型柴油機(jī)氣缸蓋電熱塞孔的結(jié)構(gòu)如圖 1 所示: 角度為復(fù)合角度( 28°，15°) 、孔徑為復(fù)合孔徑( M8 × 1，Ф7，Ф4． 5) 、孔深為深孔( 89mm) ，其中 Ф7孔的底端為密封面，電熱塞孔的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，屬于深孔加工，加工有一定難度。
在產(chǎn)品試制時(shí)，氣缸蓋電熱塞孔是安排在加工中心上完成的。加工精度雖然能夠保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙要求，但生產(chǎn)效率低下，嚴(yán)重制約產(chǎn)能的提高。為此應(yīng)在批量生產(chǎn)時(shí)探討，采用高效加工氣缸蓋電熱塞孔的工藝安排.
圖 1 4TD60 型柴油機(jī)氣缸蓋電熱塞孔結(jié)構(gòu)
1 、用于批量生產(chǎn)的高效加工氣缸蓋電熱塞
孔的工藝批量生產(chǎn)時(shí)，通過(guò)深入分析論證，確定采用多軸組合機(jī)床與復(fù)合刀具加工的工藝方案進(jìn)行氣缸蓋電熱塞孔的加工，具體內(nèi)容如下:按照試制時(shí)加工中心安排的工藝流程，需要五臺(tái)組合機(jī)床，通過(guò)對(duì)刀具優(yōu)化，采用了復(fù)合刀具，合并了加工工步，可以用三臺(tái)組合機(jī)床完成電熱塞孔加工，從而減少了組合機(jī)床設(shè)備的資金投入。
為保證氣缸蓋電熱塞孔的位置加工精度，在第一臺(tái)組合機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)，采用滑動(dòng)導(dǎo)套，使其刀具的導(dǎo)向端面盡量靠近加工平面。
通過(guò)油缸，拉塊帶動(dòng)滑套運(yùn)動(dòng)，當(dāng)液壓插銷(xiāo)發(fā)出指令，帶動(dòng)滑套前送，進(jìn)給滑臺(tái)工進(jìn)，加工完成，進(jìn)給滑臺(tái)退回，滑套退回。如圖 2 所示。
圖 2 組合機(jī)床示意圖
第一臺(tái)組合機(jī)床動(dòng)作循環(huán)過(guò)程: 將氣缸蓋推入機(jī)床夾具中→按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)→定位銷(xiāo)油缸與滑動(dòng)導(dǎo)套油缸同時(shí)動(dòng)作，完成工件定位與滑動(dòng)導(dǎo)套移動(dòng)靠近加工面→定位完成后發(fā)出指令，夾緊油缸動(dòng)作夾緊工件→夾緊完成后發(fā)出指令，進(jìn)給滑臺(tái)工進(jìn)，加工完成→加工完成后發(fā)出指令，進(jìn)給滑臺(tái)退回→滑臺(tái)退回后發(fā)出指令，定位銷(xiāo)油缸與滑動(dòng)導(dǎo)套油缸同時(shí)動(dòng)作，完成工件定位銷(xiāo)退回與滑動(dòng)導(dǎo)套移退回→將工件推出夾具，進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。
氣缸蓋電熱塞孔在第一臺(tái)組合機(jī)床夾具中的位置是孔口朝斜上方向，鉆孔后部分鐵屑會(huì)留在電熱塞孔內(nèi)，為防止后續(xù)鉆孔及锪端面工序孔內(nèi)鐵屑累積引起斷刀具問(wèn)題的發(fā)生，在第一臺(tái)組合機(jī)床與第二臺(tái)組合機(jī)床之間安排了鉆孔后的鐵屑清理，用風(fēng)吹凈孔內(nèi)鐵屑。
在第二臺(tái)組合機(jī)床采用了 12×7 ×45 復(fù)合刀具，一次加工完成孔口倒角、锪平7 臺(tái)階面、鉆 45 孔。同時(shí)為減少刀具的浪費(fèi)，倒角刀與復(fù)合鉆采用分體結(jié)構(gòu)，在復(fù)合鉆或倒角刀磨鈍時(shí)單獨(dú)更換，避免了整體更換刀具的浪費(fèi)，刀具簡(jiǎn)圖如圖 3所示。
圖 3 刀具簡(jiǎn)圖
2 、效果分析
通過(guò)以上加工工藝安排，機(jī)床工裝，刀具的設(shè)計(jì)改進(jìn)，減少了生產(chǎn)工序，提高了加工效率，正常需要五臺(tái)設(shè)備完成的工序，優(yōu)化后只需要三臺(tái)設(shè)備，最大限度的減少了設(shè)備數(shù)量和投資。同時(shí)每臺(tái)設(shè)備加工的生產(chǎn)節(jié)拍≤2． 1 分鐘( 含工件上下料時(shí)間) ，并在組合機(jī)床設(shè)計(jì)中，復(fù)合了另一面上大多數(shù)孔的加工，生產(chǎn)效率比加工中心設(shè)備提高了幾十倍，最大限度的降低了單件加工成本。
3 、小 結(jié)
對(duì)于氣缸蓋電熱塞孔的加工，產(chǎn)品試制階段和批量生產(chǎn)階段的側(cè)重點(diǎn)不同，因此其加工工藝安排和使用的設(shè)備也就不同，試制階段，主要以利用已有的加工中心通用設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具，新增復(fù)合角度的專(zhuān)用夾具完成加工，達(dá)到產(chǎn)品圖紙要求為主，生產(chǎn)效率及生產(chǎn)成本不是主要考慮的因素; 而批量生產(chǎn)階段主要考慮在保證加工精度的前提下，以提高生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)節(jié)拍，降低單件生產(chǎn)成本為主，因此，本文中對(duì)氣缸蓋電熱塞孔加工的批量生產(chǎn)階段重點(diǎn)分析論證，采用了組合機(jī)床與復(fù)合刀具的方式安排加工，應(yīng)用最優(yōu)化、最高效的加工氣缸蓋電熱塞孔工藝，達(dá)到了預(yù)期效果。為今后同類(lèi)孔結(jié)構(gòu)的加工積累了經(jīng)驗(yàn)，提供了借鑒依據(jù)。
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