陽江工業(yè)制管機(jī),鑄造鋁合金缸蓋平面的高速銑削

1、切削技術(shù)的飛速發(fā)展使機(jī)械加工走向了高速、高效切削， 而高速加工中心的使用更加速了這一進(jìn)程。最近，我們?cè)阼T造鋁合金缸蓋平面加工上進(jìn)行了高速切削，取得了較好的效果。零件結(jié)構(gòu)及精度分析缸蓋是發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵基礎(chǔ)件之一，其上表面是罩蓋安裝面，下表面與缸體上表面配合，左右分別是進(jìn)排氣面，前面是前罩蓋，后面是變速器，六個(gè)表面都是配合表面，要尺寸準(zhǔn)確，相互垂直，既要有好的平面度，更要有低的表面粗糙度。缸蓋上既有進(jìn)排氣道，又有油路、水道，更密布有燃燒室、進(jìn)排氣門導(dǎo)管孔、座圈孔、挺柱孔、火花塞孔及凸輪軸安裝孔。六個(gè)大平面的平面度允差0.05mm，相互垂直、平行允差0.08mm，尺寸公差0.1mm，表面粗糙度Ra1.

2、6 ，上下平面的銑削范圍Smax392×265.5mm2。從以上的分析可見：缸蓋是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)腔多、壁厚薄、剛性差的箱體件；六個(gè)平面精度高，形狀、位置要求嚴(yán)格，平面加工范圍大；而壁厚薄、剛性差更增加了加工難度。缸蓋的高速、 高效切削涉及機(jī)床、刀具、材料等多方面， 在機(jī)床、 刀具、零件材料確定之后，把各方面有機(jī)地串聯(lián)在一起的就是加工工藝。因此欲實(shí)現(xiàn)缸蓋的高速、高效切削必須有科學(xué)、先進(jìn)、合理的加工工藝：正確選擇毛坯；合理確定工藝基準(zhǔn)；安排精益的工藝路線；工藝參數(shù)恰當(dāng)；有效而可靠地控制產(chǎn)品質(zhì)量。我們公司缸蓋的加工設(shè)備是德國HELLER公司的高速加工中心，主軸最高轉(zhuǎn)速16000r/min ，

3、X、Y、Z 軸進(jìn)給速度可在 1 6000mm/min內(nèi)隨意調(diào)節(jié)， 快進(jìn)速度 60m/min，B 軸轉(zhuǎn)速（360×1°旋轉(zhuǎn)分度工作臺(tái)） 40r/min ，主軸最大功率 20/30kW，最大扭矩 95/143Nm， X、 Y、 Z 線性軸定位精度 0.0021mm，重復(fù)定位精度 0.00125mm，可見機(jī)床的功率、扭矩、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度，以及定位精度完全可以滿足產(chǎn)品加工的要求，圖1 為我們的缸蓋生產(chǎn)線。圖 1 缸蓋生產(chǎn)線刀具的選用刀具是機(jī)械加工中最關(guān)鍵、活躍的因素， 它敏感地影響到加工質(zhì)量和加工效率，應(yīng)慎重選擇。通過現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際加工，缸蓋平面加工刀具我們選擇了肯納公司的KSCM

4、-AluMill高速面銑刀。KSCM-AluMill高速面銑刀由鋼制刀盤和鋁制刀體組成，在保證足夠剛性的前提下減輕了重量，且雙金屬結(jié)構(gòu)減少了振動(dòng)；PCD刀片具有高硬度、高耐磨性、高導(dǎo)熱性及低摩擦系數(shù)，非常適用于鋁合金的高速切削；該刀具具有高金屬去除率，低加工毛刺的特點(diǎn)，有利于提高加工效率。通過幾個(gè)月的加工實(shí)踐，KSCM-AluMill高速面銑刀加工效果良好。毛坯、基準(zhǔn)和加工余量缸蓋的材料是鑄造鋁合金，ZL107 有良好的鑄造性，鑄件外觀狀態(tài)好、致密性好且精度高，適宜做復(fù)雜的零件，同時(shí)又具有良好的加工性，適于機(jī)械加工。 考慮到缸蓋內(nèi)部既有油路又有水路，形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)加工序多、周期長，且機(jī)加過

5、程中不允許有大量的毛坯報(bào)廢，因此要求鑄件控制燃燒室表面不允許有任何鑄造缺陷，鑄件不允許有裂紋、冷格、縮孔、疏松及澆不足。為提高強(qiáng)度，我們?cè)黾恿吮匾募訌?qiáng)筋，鑄件公差按GB/T6414-CT7 級(jí)。同時(shí)，我們與毛坯廠家協(xié)商，在毛坯出廠前進(jìn)行預(yù)加工，滲漏檢測(cè)，不合格毛坯不出廠。從而提高了進(jìn)入生產(chǎn)線的毛坯質(zhì)量和加工效率，減少了機(jī)械加工的毛坯廢品，增加了成品合格率。按六點(diǎn)定位原理，缸蓋底面上的三個(gè)凸臺(tái)為毛坯定位基準(zhǔn)，三凸臺(tái)上表面和側(cè)面為高度和寬度方向的基準(zhǔn)；進(jìn)氣側(cè)2 3 進(jìn)氣道中隔的對(duì)稱中線為長度方向基準(zhǔn)（實(shí)際定位面是2 3進(jìn)氣道側(cè)面）；為確保定位基準(zhǔn)的精度，鑄件要控制三個(gè)凸臺(tái)定位表面的平面度和共面性

6、，同時(shí)以此三個(gè)基準(zhǔn)控制毛坯的孔系和面系的鑄造位置；精基準(zhǔn)為一面兩銷，實(shí)現(xiàn)了加工中的基準(zhǔn)統(tǒng)一。提高毛坯精度，減小加工余量，是實(shí)現(xiàn)高速、高效切削的措施之一，在缸蓋的面系加工中，我們將加工余量（單面）控制在3mm之內(nèi)。工藝路線工藝路線不僅會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，而且對(duì)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本也會(huì)產(chǎn)生影響，因此必須合理安排。確定工藝路線的原則為：1.保證產(chǎn)品符合設(shè)計(jì)圖樣要求，且質(zhì)量穩(wěn)定。2.有利于發(fā)揮設(shè)備與工藝系統(tǒng)的效能，方便操作，物流合理。3.盡量做到生產(chǎn)周期短、效率高、成本低。缸蓋平面加工的具體工藝路線安排如下：1. 以毛坯基準(zhǔn)定位，完成頂面及二定位銷孔的加工，形成頂面的一面二銷的工藝基準(zhǔn)；同時(shí)完成前后面及前后面上的孔系加工； 最后以較小的余量對(duì)頂面進(jìn)行精加工， 以確保頂面有高的平面度和低的表面粗糙度；前