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整体PCBN刀具在高速铣削发动机缸体缸盖中的应用
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2009年，我国汽车产量与销量跃居世界第一。伴随着几年来汽车工业的持续增长，与汽车制造相关的机械加工及金属切削工作量激增，汽车及其零部件制造业已成为机床和刀具行业最大、最重要的用户。而随着市场竞争的日益加剧，提高生产效率、缩短产品交付时间、降低成本已成为企业生存和发展的关键，而高速切削无疑是解决这些问题的一条重要途径。目前，高速铣削在汽车发动机缸体、缸盖等零件的加工中已经得到普遍应用。
1 高速铣削的优点
高速铣削先进加工技术在我国尚处于发展之中，相对传统加工具有其显着的优越性，可以节约刀具材料和切削液，节省劳动力，节约自然资源，减少对环境的污染，是公认的21世纪制造业可持续发展的关键技术[1-2]。
高速铣削加工允许使用的进给率比常规铣削加工提高了5～10倍，单位时间材料切除率可提高3～6倍，加工时间大大减少。其次，高速铣削采用极浅的铣削深度和较窄的铣削宽度，与常规铣削相比，切削力可降低30％以上，加工刚性较差的缸体缸盖等薄壁类零件时可减少加工变形。另外，刀具高速旋转产生的激励频率远离工艺系统的固有频率，不会造成工艺系统的受迫振动，能够保证较好的加工状态，从而保持尺寸的精准性，同时，切削破坏层变薄，残余应力小，可以实现高精度、低粗糙度加工，能够实现以铣代磨的目标。
目前，高速铣削技术在工业发达国家已经得到广泛应用，并已取得巨大的经济和社会效益。而在我国，高速铣削加工仍处于初步阶段。
2 我国发动机缸体、缸盖高速铣削加工技术及刀具的现状
2.1 高速铣削加工技术及刀具现状
传统的发动机缸体、缸盖铣削加工大量采用专机生产线，生产效率低下、生产节拍慢，生产成本高，如今，随着新设备、新工艺的不断采用，发动机缸体、缸盖的铣削加工逐渐采用数控高速加工中心以替代这些传统的专机生产线，向着高速铣削的方向发展，许多加工中心机床的主轴转速已可达数万转。另外，为了提高生产效率，逐步减少或合并加工工序，如取消半精加工，粗加工后直接进行精加工，面粗铣后一次精铣达到要求，且在粗铣中尽可能多地切除加工余量，然后进行一次精加工保证加工尺寸和形状、位置精度及表面加工质量。
随着数控设备与高速铣削工艺的推广使用，刀具材料也发生了巨大变化[3-5]。近年来，在发动机缸体、缸盖加工中主要采用以硬质合金材料为主的各种铣刀代替了传统的高速钢刀具，铣削速度大幅提高，加工效率提高了数倍，为铣削加工全面进入高速铣削阶段起到了重要作用。随着涂层技术的发展，硬质合金刀具的耐磨性和韧性得到了大幅度的提高，目前，国外硬质合金可转位刀片的涂层比例已达70%以上，不仅开发了适应高速铣削、干切削、硬切削的耐热性更好的涂层，而且通过对涂层结构的创新,开发了纳米、多层结构,大幅度提高了涂层硬度和韧性。
另外，随着陶瓷材料组成结构和压制工艺的不断改进，特别是纳米技术的进步，使得陶瓷刀具的增韧成为可能，陶瓷和金属陶瓷刀具材料品种增多,强度和韧性逐步提高,扩大了应用领域和加工范围,在发动机灰铸铁缸体、缸盖的精加工、半精加工中能够代替硬质合金,切削速度可达硬质合金刀具的2-5倍，提高了加工效率和产品质量。
近年来，随着发动机缸体、缸盖铣削加工向更高的铣削速度发展，硬质合金刀具与陶瓷刀具已难以满足使用要求，特别是当铣削速度达到5000m/min以上时，聚晶金刚石（PCD）和聚晶立方氮化硼（PCBN）将成为迄今发现、可供选择的两种刀具材料。
PCD刀具材料具有高硬度、高耐磨性、高导热性及低摩擦系数等特点，在端面铣削铝合金缸体、缸盖时，可实现高速、高精度、高稳定性加工，如采用铝基体刀盘、直径为100mm六齿高速铣刀，最高切削速度可达7000m/min，且使用寿命很长。
PCBN材料的硬度仅次于金刚石，与铁的反应呈惰性，特别是其红硬性好，在1000多度的高温下仍能保持其硬度和良好的切削性能，适应高速铣削的需要，在灰铸铁缸体、缸盖加工中获得了良好的应用效果，能够实现&以铣代磨&，与硬质合金刀具相比，其切削速度可提高一个数量级。
2.2 主要刀具制造商
随着中国工业的快速发展，世界上许多知名的刀具制造商都进入了中国市场。目前在中国高速铣削领域的刀具制造商主要有五大派系[6]，一是山特系，包括山特维克可乐满(Sandvik Coromant)、山高(Seco)、Titex、瓦尔特(Walter)、Valenite等；二是美国系，主要以肯纳Kennametal、Widia、Star等为代表；三是欧洲系，主要以德国为主，包括MAPAL、Guehring、EMUGE、TBT、瓦格纳等；四是日本系，包括三菱．住友、东芝、OSG、黛杰、不二越、日立等；五是以色列系，包括ISCAR(伊斯卡)、莫格索尔、瓦格丝等。
而以成量、哈一工等为代表的国内厂商尽管已经积累了一些品牌优势，但缺乏材料等方面的核心竞争力，在市场竞争上往往只有价格优势，缺乏技术与品牌优势，需要加紧自己的研发力量，提高自己的技术含量。
总之，高速加工的发展史就是刀具材料不断进步的历史，随着铣削速度的不断提高，CBN和PCD等超硬刀具在发动机缸体、缸盖加工中的应用必将越来越广泛。虽然目前大部分超硬刀具需要从国外进口，但随着国内技术的进步，刀具供应必然会实现国产化。
3 整体PCBN刀具在高速铣削发动机灰铸铁缸体、缸盖中的应用
PCBN是将精选的CBN晶体在高温高压下烧结而成的超硬材料[7-8]。影响PCBN刀片性能的主要因素为CBN的含量、CBN的晶粒尺寸和粘结剂的种类。CBN含量主要影响PCBN的硬度和耐磨性，含量越高，PCBN的硬度和耐磨性越高；CBN的晶粒尺寸影响PCBN的耐磨性和抗破损性，晶粒尺寸越大，耐磨性约好，而抗破损能力越弱；PCBN中的粘结剂有金属粘结剂（Co、Ni、Ti、Al等）和陶瓷粘结剂（TiC、TiN、Al2O3等），一般加金属粘结剂的PCBN刀片具有较好的韧性，而加陶瓷粘结剂的PCBN刀片具有较高的耐热性。
目前,PCBN刀具坯料可分为两大类:一类是整体聚晶体，由无数细小的CBN单晶体在高温高压下烧结而成；另一类是以硬质合金为基体、高温高压下在其表面烧结一层CBN微粉制成的复合片。PCBN复合片将PCBN材料的高硬度、高导热性及高热化学稳定性和硬质合金基体的强度与韧性结合在一起，因而具备较高的耐磨性和一定的抗冲击破损能力。但随着切削速度的提高，切削过程中产生大量的切削热，而硬质合金和PCBN材料的热膨胀系数差别太大，在高温下容易导致脱层，从而影响PCBN复合片的抗冲击破损能力。表1所示为SECOMAX公司系列CBN刀片的技术性能指标。
从表1可以看出PCBN材料的发展过程是由复合片发展到整体式刀片，其中，CBN100为CBN10的改进型，而CBN300为CBN30的改进型。CBN300材料的CBN含量达90%、硬度高、红硬性好，切削加工时有很好的耐磨性和高的热稳定性；形状为整体式，使刀片具有高的机械强度，可用于断续切削，在加工灰铸铁和球墨铸铁时具有很高的刀具寿命。
表1 SECOMAX公司系列CBN刀片的技术性能指标
SECOMAX公司的CBN300首次解决了超硬材料不能用于铣削加工的难题，实现了PCBN刀片从车削应用到铣削应用的飞跃。CBN300在铣削加工灰铸铁时的刀具寿命可达到普通PCBN刀片的4倍；与陶瓷刀片比较，采用CBN300刀片可以提高刀具寿命50倍，切削速度可达2000m/min。通过在上海通用汽车公司(SGM)的发动机柔性生产线上的应用表明，采用CBN300铣削发动机缸体平面，铣削线速度Vc高达1600m/min，不仅大大提高了发动机缸体的加工效率，而且节省了大量的设备投资，提升了发动机生产线的柔性度。图1所示为上汽通用五菱发动机工厂加工缸体缸盖所用的德国MAG公司的EX-CELL-O高速铣削加工中心。
&&&&&& 郑州博特硬质材料有限公司是一家具有自主知识产权的双高企业，以其发明专利&整体多晶立方氮化硼超高压烧结密实体刀具及其制造方法（ZL 0270.8）&获得了行业的领先地位，是郑州市仅有的能够规模化生产超硬材料和超硬刀具的综合型氮化硼材料与刀具制造商[9-10]。公司生产的整体PCBN高速面铣刀已经开始在发动机生产企业进行推广应用，是目前国内第一家能够提供该刀具的企业。采用该公司生产的整体PCBN刀具用于粗加工机体顶、底面，加工效率大幅度提高，刀具寿命与硬质合金刀具相比有明显的改善。根据试验情况，如果对刀片采用钝化工艺，则刀具预期寿命应能够进一步增加。因此，该公司生产的整体PCBN刀片具有很好的推广价值。
整体PCBN刀具高速铣削发动机缸体缸盖能够大幅度提高企业的生产效率，是一种非常有前途的刀具材料。虽然目前国内制造的整体PCBN刀具与国外制造商生产的刀具尚有一定的差距，但随着技术的进步和国内企业的不断努力，我国整体PCBN材料及刀具制造水平必然会不断提高，预计不久的将来，必能逐步替代国外的进口产品。
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热加工论坛—几种孕育剂对缸体用灰铸铁加工性能的影响
河南科技大学学报:自然科学版　　　　　　　　　　　　　2008年
值。以钻头加工前后角度的差值的大小来衡量灰铸铁的加工性能
。在试验中,加入合金元素是为了提高灰铸铁中的珠光体含量,改善断面的均匀
性,细化石墨。本试验中虽然可以从各种孕育剂提高强度和硬度,改善断面均匀性的数据等方面来判断孕育剂的孕育效果,但也应当考虑碳当量对灰铸铁力学性能的影响,所以将灰铸铁的成熟度(RG)、硬化度(HG)和品质系数(Qi)这三项指标
也作为分析和比较的参数。成熟度RG=σb(实测)/(918?785×Sc),硬化度HG=HBS(实测)/(530?344×Sc),品质系数Qi=RG/HG。
图1　试验试样
2　试验结果与分析
2.1　不同孕育剂对灰铸铁性能的影响
75硅铁是常用的孕育剂其价格便宜、来
表2　几种孕育剂的孕育效果抗拉强度
源广泛,适合于铸铁孕育剂,但75硅铁抗孕育
0.981.000.98
衰退能力较差。为了改善孕育剂的抗衰退能力,新型孕育剂中常加入稀土、,,使石墨形核位,。
　　表2。从表2可以看出,稀土孕育处理的具有最高的强度、硬度和品质系数。2.2　不同孕育剂对灰铸铁断面敏感性的影响
表3　阶梯试样硬度断面敏感性的测量是在阶梯试样
不同壁厚的硬度(平均硬度)HB上进行的,在阶梯试样沿中间纵向切
45mm30mm17mm11mm8mmΔHBmax
开,在每个断面上沿对角线方向测量布
75FeSi23425
氏硬度值,计算出不同壁厚断面的平均
硬度的最大差值,不同孕育剂处理的阶
梯试样的硬度值如表3所示。　　从表3可看出经Sr孕育处理的灰铸铁件的断面敏感性最小,说明经锶孕育处理的灰铸铁件的硬度受壁厚变化的影响较小。
2.3　不同孕育剂对灰铸铁加工性能的影响
目前对灰铸铁加工性能的测定尚无有效方法,在本试验中采用万能工具显微镜测量出钻头加工试样前后钻头角度磨损的变化,以此来定性评价不同孕育剂对灰铸铁加工性能的影响。
在试验中发现,对试样加工一定数量通孔后,在万能工具显微镜下测量钻头角度发现其角度比原始角度有所减小,而在随后的加工过程中钻头角度逐渐增大,我们推测这可能与钻头的加工方式和钻头没有使用过有关。
麻花钻钻削属半封闭式切削,钻头钻进工件切下切屑后,需通过钻头刃将切屑排出孔外,麻花钻钻
削的最大特点是钻头切削刃各点的切削速度由高到低,中心切削速度为零
,切削刃工作状态变化剧烈,由锐刃快切到硬性楔挤。在钻头初次加工时由于钻头刀刃上存有毛刺,此时切削加工为急剧磨损阶段,钻头尖部几乎没有磨损而钻头刀刃磨损较多,在万能工具显微镜下观测就出现了钻头角度比原始角度小的现象。而在随后的加工过程中钻头进入稳定磨损阶段,钻头尖部和钻头刀刃都逐渐磨损,在万能工具显微镜下观测就出现了钻头角度逐渐变大的现象,图2为不同孕育剂处理的灰铸铁的加工距离与
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几种孕育剂对缸体用灰铸铁加工性能的影响_专业资料。研究了几种孕育剂对缸体用灰铸铁力学性能、壁厚敏感性和加工性能的影响。实验结果表明,在孕育处理的铸件中,经...60页 2财富值 热加工论坛—几种孕育剂对... 5页 5财富值如...剂以及它们的复合作孕育剂对缸体用灰铸铁力学性能、壁厚敏感性和加工性能的影响...不同孕育剂对缸体用灰铸铁... 4页 2财富值 热加工论坛—几种孕育剂对......孕育剂和过滤网处理对灰铸铁的加工性能的影响进行精确评价 论文对经单一孕育剂 ...影响缸体用灰铸铁加工性... 6页 4下载券 不同孕育剂对缸体用灰铸... 4页 1下载券 热加工论坛—几种孕育剂... 5页 2下载券 缸体用灰铸铁加工性能的.....;2.清华大学机械学院,北京.中国一拖集团有限公司铸锻公司,河南洛阳471004) 摘要:研究了几种孕育剂对缸体用灰铸铁力学性能、壁厚敏感性和加工性能的影响。...重点研究了几种单一孕育剂以及它们的复合作孕育剂对缸体用灰铸铁力学性能、壁厚敏感性和加工性能的影响。试验结果表明,在复合孕育处理的灰铸铁件中,选择40%稀土...不同孕育剂对缸体用灰铸铁... 4页 2财富值 氮_稀土复合孕育剂对灰铸铁... 4页 1财富值 热加工论坛—几种孕育剂对... 5页 5财富值 RECaBa孕育剂和Mo、...为研究不同孕育剂对灰铸铁切削加工性能的影响,制备了高强度HT350材质的试样。...几种孕育剂对缸体用灰铸... 40人阅读 4页 &#165;2.00 孕育剂对灰铸铁件不同性...孕育剂对灰铸铁件不同性能的影响_专业资料。灰铸铁添加合金元素后,结构复杂的铸件在铸造缺陷处试压过程中渗漏或使用过程中漏油,白口倾向导致机械加工性能恶化。用合...不同孕育剂对缸体用灰铸铁... 4页 2财富值 氮_稀土复合孕育剂对灰铸铁... 4页 1财富值 热加工论坛—几种孕育剂对... 5页 5财富值喜欢此文档的还喜欢 ...铸造铝合金缸体加工
作者：高德录&&&&来源：中国机械与金属
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传统能源的供应日益见紧，环境保护的压力日趋加大，使汽车向小排量、高功率、低油耗、低排放方向发展。因而对的性能要求越来越高，发动机正在采用高性能、高强度材料，材料的强度的提高对机械加工提出了更高的要求，对机床、刀具、加工工艺提出了更高要求。现以发动机的缸体加工谈谈点滴体会。
零件结构及材料
缸体是发动机的基础件，更是关键件。上表面是缸盖安装面，下表面与油底壳配合，前面有前罩盖，后面是，左右分别是进排气面。各大平面形状精度高、尺寸精度高，相互位置准确，表面粗糙度低。缸体上还有活塞往复运动的汽缸孔和安装曲轴的主轴承孔；更密布有油道、水道，大大小小的定位孔和螺纹孔。
缸体材料为铸造铝合金ZL111，这种铝合金有良好的铸造性，铸件外观状态好、精度高；强度高、气密性好、耐高压；经热处理后力学性能是硅铝系合金中最好的，同时又具有良好的加工性，适于机械加工。铸件公差按GB/T6414-CT7级，不允许有裂纹、冷格、缩孔、疏松、及浇不足；为提高铸件强度，增加了必要的加强筋。
（1）上下平面是缸体的基本表面，在Smax＝377×325m㎡的范围内，表面粗糙度Ra1.6。（2）前、后面，表面粗糙度Ra1.6。（3）底面上2-∮13H7销孔与底面一起构成了缸体的设计基准和工艺基准；顶面上的两个销孔是缸盖的安装定位基准，前后面各有两个销孔分别为前罩盖和变速器壳体的安装定位，其余的孔则为螺纹孔和油孔。
（4）缸体上最重要的孔是缸孔和曲轴孔。活塞往复高速运动，使缸孔即承受活塞环的摩擦力又承受高温燃气的膨胀压力和热应力，既有交变载荷又有冲击载荷。含磷耐磨铸铁L111做的缸套，在缸体浇注时即镶铸在缸体中，使缸孔在苛刻的工作条件下，具备良好的性能，满足了发动机工作需要。
缸孔的具体参数和精度：四个缸孔4-∮G±0.01mm、表面粗糙度RzDIN2～5μ。（5）主轴孔即为曲轴安装定位又为曲轴工作定位，承受曲轴高速旋转的摩擦和冲击。为确保曲轴定位稳定可靠，选用了灰铸铁做主轴承盖，这样主轴孔就由双金属构成。孔的具体参数：直径∮K﹢0.016、表面粗糙度Ra0.8。可见汽油发动机的缸体是一个精度高、结构复杂的薄壁箱体件。欲实现缸体的高速、高效、高质量加工，必须将机床、刀具、材料诸多因素综合考虑，而把这方方面面有机地串联在一起的就是加工工艺，因此欲实现缸体的高速高效加工必须有科学、先进、合理的加工工艺。
工艺路线影响产品质量、影响生产效率、影响生产成本，必须合理安排。确定工艺路线的原则：
（1）保证产品符合设计图样及相关技术资料要求，并且质量稳定。
（2）有利于发挥设备及工艺系统的效能，方便操作，物流合理。
（3）尽量做到生产周期短，效率高，成本低。
缸体加工的工艺路线如下：
（1）毛坯予加工形成了底面的一面二销的工艺基准；以此为基准完成排气面各凸台的加工，形成转换基准。
（2）以排气面凸台定位，加工底面及二定位销孔，形成底面的‘一面两销’工艺定位基准，同时粗加工缸孔，粗铣顶面。本工序结束前以较小加工余量对底面及定位销孔进行一次精加工，确保底面的平面度、与顶面的平行度、及好的尺寸精度和较低的粗糙度，为以后的各工序准备一个好的工艺基准。
（3）以底面的“一面两销”为基准，加工主轴承盖安装面、曲轴半圆孔；精加工前后面控制两面的平面度、垂直度、位置度和表面粗糙度，加工前、后面，上面的孔系。装配主轴承盖。
（4）精镗曲轴孔，缸孔；最后以较小的余量对底面进行精加工，确保底面有好的平面度、低的表面粗糙度和与顶面的平行度。
（5）绗磨缸孔，铰绗曲轴孔。
（6）最终检验。
加工的时候请切记：缸体内腔多、壁厚薄、压紧点要合理，压紧力要适当，避免出现安装、定位、压紧变形。
机床的选用
高速加工中心，主轴最高转速16,000rpm，X、Y、Z轴进给速度可在1-6,000mm/min内随意调节，快进速度60m/min，B轴转速40rpm（360×1°旋转分度工作台），主轴最大功率20/30kW，最大扭矩95/143N﹒m，X、Y、Z线性轴定位精度0.0021mm，重复定位精度0.00125mm。双托盘，装卸零件和加工同时进行，提高了加工效率。
经调研、考察，及针对缸体的精度、产量及加工节拍进行具体分析，该机床无论主轴功率、扭矩，主轴转速，进给速度，还是进给精度、定位精度以及重复定位精度，完全可以满足产品精度需要和产品加工要求。
刀具的选用
刀具是机械加工中最关键、最活跃的因素，它敏感地影响加工质量和生产效率，应慎重选择并经实际加工确认。应用于加工中心进行高速、高效切削的数控刀具不仅要硬度高、耐磨性好，还应该强度高、韧性好，同时还要：
（1）具有高的可靠性——切削稳定、质量一致、换刀次数少、寿命长。
（2）安装精度高、重复定位好，互换性好、快换性强。
（3）系列化、标准化、通用化。
（4）具有良好的断屑性、排屑性。
如前所述，缸体的六个面是发动机的基本安装面，欲保证发动机的精度和性能必须控制好缸体的六个平面的精度，尤其底面是缸体加工的主要工艺基准。为此缸体平面加工刀具选用了KSCM-AluMill高速面铣刀。KSCM-AluMill面铣刀，钢制刀盘铝制刀体，即有足够的刚性又减轻了重量，且双金属结构有利于减震。PCD刀片高导热性、低摩擦系数，更有极高的硬度、优良的耐磨性；该刀具高的金属去除率，低加工毛刺，有利于提高加工效率，高速切削时尺寸稳定、寿命长，效率高、质量好，非常适用于加工含硅铸造铝合金。几个月的加工实践也证明了这一点。
复合刀具有利于提高加工效率，阶梯钻是最简单、最常用的复合刀具。缸体的孔系加工选用了180°顶角阶梯钻头： 180°顶角，钻孔时几乎没有径向力，四条直线韧带沿圆周对称分布，导向性好，兼具修光作用，孔的直线度和位置度得到大幅提高。缸体的螺纹孔以及安装孔钻孔选用了这种180°顶角阶梯钻头。
三刃阶梯钻：圆周均布三个切削刃，钻芯比二刃钻头厚，强度高，弥补了硬质合金韧性差的弱点；其刀尖前端形状特殊，可自动定心，不需予加工中心孔；切削刃多增大了每转进给量；强度高，可进行高速切削，大幅度缩短了加工时间，提高了加工效率，此钻头尤其适于加工深孔；其尺寸精度最高可达H9，位置精度最高可达±0.011mm，粗糙度Ra2.5～10，最高切削速度可达Vmax＝350m/min。缸体的油孔加工，尤其深油孔加工采用了三刃 阶梯钻。
孔系加工的又一重要内容是挤压螺纹，挤压丝锥的挤压使被加工材料产生塑性变形而使螺纹成型，它不像切削成型的螺纹被切断了金属纤维，挤压螺纹的金属纤维是连续的，因而强度高，常被用于连杆螺栓、主轴承盖螺栓、缸体连接螺栓等高强螺栓连接。挤压加工内螺纹的关键是准确给出挤压前的孔的尺寸——孔小，挤压变形的金属多，将使丝锥被挤坏；孔大，挤压变形的金属少，螺纹充不满。经反复试验，终于摸索出了最佳数据，成功地完成了挤压螺纹加工。
金刚石铰刀是适应高精度大批生产的需要发展起来的一种精密孔加工刀具。缸体定位销孔的精加工使用了分体式可转位金刚石铰刀，切削速度V＝400～500m/min，充分发挥了高速加工中心的性能，提高了加工效率。抽检产品Φ8R8(－0.019/0.041)、Φ10R8(﹦0.)、Φ13H7(＋0.018)三组孔，尺寸变动范围在0.014mm之间，尺寸精度最大误差不到公差的60% ，平均误差＜0.005mm，孔表面粗糙度＜Ra0.8，圆柱度误差＜0.008mm。实现了产品加工的高精度高效率。
双金属曲轴孔精镗和铰绗
缸体的主轴承盖材料为灰铸铁，因而曲轴孔由双金属构成，上半圆灰铸铁，下半圆铸造铝合金，二者强度不同、硬度不同，因而切削抗力不同，加工后不同材料处孔的半径也不同，实质就是孔不圆。双金属增加了曲轴孔的加工难度。如何保证孔的圆度、圆柱度成了曲轴孔加工的关键。 经反复论证，并参考德国宝马公司的成功经验，采用精镗-铰绗工艺。
欲控制双金属曲轴孔精镗后的圆度和圆柱度，必须解决镗刀的弹性变形和轴向位移两个问题。镗削过程中，如果镗刀刚性不好，材料的切削抗力使镗刀产生弹性变形，双金属，不同金属抗力不同，刀具的弹性变形也不等，则破坏了孔的圆度。如果定位间隙较大，灰铸铁产生的较大的切削抗力将把镗刀推向铝合金一侧，镗孔后铝合金半圆的半径大，灰铸铁半圆的半径小，测量结果也验证了这点。为此首先增加刀片和刀轴的刚性，其次增加镗刀出口引导和定位，最佳的引导--定位状态，是无间隙滑配合。恰当的精镗余量，使精镗时双金属孔的切削抗力基本相等，是保证双金属镗孔的精度的又一重要条件，上述三项措施确保了曲轴孔的精镗精度。实际加工中选用了四刃可转位精镗刀，精镗后尺寸精度误差δ＜0.018mm，同轴度误差＜0.016mm，最小仅0.0021mm，圆度误差＜0.008mm，粗糙度＜Ra1.6 。
铰绗的作用在于进一步改善孔的表面状态，提高尺寸精度，更重要的在于改善孔的形状精度和位置精度，即提高孔的圆度、圆柱度及同轴度。铰与绗是一个工步、一把刀前端铰刀铰孔，紧接着后段绗磨油石进行绗磨，消除铰孔刀痕，提高孔的圆度和圆柱度，改善孔的表面粗糙度。为确保铰绗后孔的形状精度和尺寸精度以及曲轴孔的同轴度，铰孔的加工余量、铰后绗磨的绗磨余量要适当，加工余量小不足以消除精镗留下的加工痕迹及误差，余量大则双金属的不等切削抗力使孔的形状误差重新变大。
铰绗使曲轴孔圆度、圆柱度、同轴度获得极大改善，完全满足产品精度要求，以圆度为例，允差0.006mm，实际在0.005mm以内，最小仅0.00174mm。加工效率满足节拍要求，至今已加工数万件质量良好。
缸孔加工是缸体加工的又一重点，缸孔精度的好坏影响发动机的性能，所以缸孔加工必须慎之又慎。
缸孔加工工艺：镗孔：粗镗、精镗
绗磨：粗绗，精绗、平台网纹绗磨。
粗镗——去除多余金属，消除缸孔毛坯误差，为精镗建立尺寸精度、孔的形状精度，一句话为精镗做好准备；面对强度高、耐磨性好的含磷铸铁缸套，约4mm的加工余量，选择了硬度高、摩擦系数低耐磨性好的立方氮化硼刀具。两刃粗镗刀，一次去掉了缸孔的绝大部分多余金属，切削速度达到200m/min。
精镗——欲确保绗磨的高精度，稳定的质量，必须绗磨余量适当、基础精度适当（孔的圆度、柱度、尺寸精度、表面粗糙度），精镗就是为绗磨做准备，留有合适的余量、提供合适的基础精度。三刃精镗刀，单面加工余量0.3mm左右，将绗磨余量控制在0.045~0.075mm之间；齿进给0.2mm，切削速度189m/min，进给速度510mm/min，精镗后缸孔圆柱度误差≯0.015mm，达到了为绗磨做好准备的目的。
粗绗磨——去除余量，消除精镗痕迹；
精绗磨——确保绗磨尺寸精度、形状精度，形成网纹沟痕；
平台绗磨——消除沟痕尖峰，形成平台，建立缸孔表面的平台网纹结构。
绗磨机实际为一条双立轴绗磨自动线，缸孔精镗后由机动辊道输送至绗磨工位，进行型号识别及尺寸检测，按型号及尺寸调出加工程序，机床第一立轴逐孔步进，进行1～4缸孔粗绗磨，全部缸孔粗绗磨完成后，机动辊道将缸体送至精绗磨工位，机床第二立轴进行1～4缸孔的精绗磨、平台网纹绗磨。第二轴的绗磨头为双涨舒绗磨头，先进行缸孔的精绗磨，合格后精绗磨油石缩回，平台绗磨油石涨出，进行平台绗磨。缸孔的精绗磨和平台网纹绗磨由同一个绗磨头一次安装定位完成，避免了重复定位误差，确保了绗磨精度。整个粗绗磨、精绗磨、平台绗磨过程中，绗磨条的涨舒量、进给速度、绗磨头的轴向进给速度、轴向行程、上下超越量、圆周旋转速度都按预设程序进行，只要修改有关程序即可调整参数。机床有自动测量、补偿、修正功能，可以根据测量结果自动调整加工程序，修正加工误差，将缸孔绗磨后的尺寸精度、形状精度严格控制在公差中线附近。
缸孔绗磨要注意的问题
（1）绗磨余量要合适。余量小，不能充分消除缸孔固有误差，重新建立精度；余量大，绗磨时间长，加工效率低，油石磨损快，加工成本高而且加工精度差，质量不稳定。
（2）油石涨出量、涨出速度应与金属的切除量和切除速度一致。切除的金属多油石涨出的少，将出现空行程，浪费机动时间，降低加工效率；切除的金属少，油石涨出的多，油石与缸孔挤压，造成缸孔变形，严重时将撞碎油石，不仅影响加工速度而且破坏了精度。
（3）绗磨的质量和效率主要取决于油石的切削性能。油石的切削性能好，则绗磨速度快、效率高；反之油石切削性能差，金属去除率低，则油石挤压缸孔，甚至出现撞碎油石的现象。此时缸孔的尺寸精度、形状精度、缸孔表面网纹状态都很差。
（4）油石的切削性能取决于油石的磨粒材料、粒度和结合剂，最后表现于油石的硬度。硬度高弹性低，切削性能差；硬度低，油石软，脱粒快，油石很快磨损。
（5）绗磨常用的磨粒材料有金刚石、刚玉、碳化硅等；切削性能好常用的是金刚石磨料，粗绗油石常用粒度151粒或126粒，常用的是D151金刚石绗磨条或D126金刚石绗磨条；精绗油石一般是64粒或46粒，常用的是D64金刚石绗磨条或D46金刚石绗磨条；平台网纹绗磨效果比较好的磨料是碳化硅，常用的是C30碳化硅平台绗磨条。
至此缸体的机械加工已全部完成，为及时发现问题，确保产品质量可靠、受控，安排了最终检测工序，进行最终检测、打标。
缸体加工结束了，但机械加工的发展是无止境的，高精度、高效率，低成本，是机加人的不懈追求，努力提高，锐意改善，让我们为发动机缸体加工的进步，为汽车发动机技术的进步再接再励进取不止。(end)
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