全鋼活塞異形銷孔加工工藝優(yōu)化.pdf

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1、·46·內(nèi)燃機(jī)與配件全鋼活塞異形銷孔加工工藝優(yōu)化陳烏良；楊帆；楊志勇；田海平（湖南省湘潭市江濱活塞分公司）摘要：根據(jù)對(duì)影響活塞銷孔加工質(zhì)量的因素分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)踐存在的問(wèn)題現(xiàn)狀，提取出全鋼活塞異形銷孔加工工藝優(yōu)化方向；通過(guò)對(duì)應(yīng)措施將各個(gè)影響因素進(jìn)行排查解決，從而有效提高全鋼活塞異形銷孔加工質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)全鋼異形活塞銷孔加工工藝優(yōu)化。關(guān)鍵詞：全鋼活塞；異形銷孔；工藝優(yōu)化；表面粗糙度0引言2問(wèn)題分析隨著活塞加工行業(yè)的全面技術(shù)提升，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞銷孔表面粗糙度是衡量活塞質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，其正朝著高強(qiáng)度、高耐磨、高精度、

2、低膨脹、輕量化以及結(jié)構(gòu)主要由切削過(guò)程中刀具和零件的相互摩擦、工藝系統(tǒng)的高復(fù)合化方向發(fā)展。目前，活塞已形成集輕質(zhì)高強(qiáng)度新材料、[2]頻振動(dòng)、切削分離時(shí)的塑性變形等原因形成的。在實(shí)際加異型外圓復(fù)合型面、異型銷孔等多項(xiàng)新技術(shù)于一體的高技工中，對(duì)銷孔表面粗糙度存在較大影響的因素主要為以下[1]術(shù)含量產(chǎn)品。方面：其中，從活塞材料上可大致分成：硅鋁合金活塞、全鋼2.1進(jìn)給量對(duì)粗糙度影響活塞、鑄鐵活塞、陶瓷活塞；從結(jié)構(gòu)上可大致分成：整體鑄活塞銷孔加工過(guò)程中可分為粗加工、精加工兩過(guò)程，造活塞、螺栓連接活塞、鉸接活塞、高能束焊接活塞；

3、從性其中硅鋁合金活塞銷孔加工的進(jìn)給量為粗加工加工余量能上可大致分成：耐磨合金鑲?cè)钊?、?nèi)冷卻油道活塞、表為0.9mm，精加工余量不大于0.1mm。該進(jìn)給量完全可保面噴涂石墨活塞、異形銷孔活塞、內(nèi)冷卻油道活塞。其中，證活塞銷孔表面粗糙度符合工藝要求；但對(duì)于全鋼活塞而全鋼異形銷孔活塞較多運(yùn)用于高功率發(fā)動(dòng)機(jī)上，在經(jīng)濟(jì)、言，由于全鋼材料硬度較大，該余量加工易造成加工時(shí)振性能、環(huán)保等方面較符合活塞未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。動(dòng)加大，導(dǎo)致刀具進(jìn)給過(guò)程對(duì)銷孔表面的劃傷。因此合理全鋼異形銷孔活塞機(jī)加生產(chǎn)過(guò)程與常見(jiàn)鋁合金活塞的進(jìn)給量是保證銷孔表面粗

4、糙度的一個(gè)關(guān)鍵因素。加工方式有較為明顯的差異性，尤其是在異形銷孔加工2.2換刀頻次對(duì)粗糙度影響工藝上區(qū)別明顯。銷孔作為活塞與連桿連接的裝配表面，刀具在切削加工中由于受零件硬度、強(qiáng)度的影響，會(huì)其性能很大程度影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)；活塞銷孔加產(chǎn)生不斷的磨損，刀尖的切削能力逐漸變差，容易在刀尖工質(zhì)量達(dá)不到工藝技術(shù)要求致使銷孔失效，將導(dǎo)致活塞處產(chǎn)生積屑瘤；而積屑瘤在與銷孔表面接觸過(guò)程中，會(huì)發(fā)在缸體內(nèi)上下運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)“卡死”或者活塞銷“抱死”生高頻破碎與再生從而導(dǎo)致劃傷銷孔表面，造成銷孔粗糙現(xiàn)象發(fā)生。[3]度超差。因此選擇一

5、個(gè)合理的換刀頻次在實(shí)際生產(chǎn)中具1加工中存在的問(wèn)題有重要意義?；钊N孔失效形式可大致分為：銷孔表面拉毛、開(kāi)裂、2.3刀具性能對(duì)粗糙度影響[2]破碎、燒熔；對(duì)于全鋼異形銷孔加工過(guò)程，在銷孔直徑符2.3.1刀尖R的大小對(duì)粗糙度影響合工藝要求下，易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題有：①銷孔型線存在“凸刀尖是刀具與零件表面接觸的唯一接點(diǎn)，切削中產(chǎn)生點(diǎn)”，即在最高點(diǎn)無(wú)圓滑過(guò)度；②銷孔表面粗糙度超差。此的切削力以及切削溫度的傳導(dǎo)都由刀尖所決定，理論上決類問(wèn)題的出現(xiàn)均能造成活塞工況下，活塞銷孔表面與活塞定銷孔表面粗糙度精度在0.6μm以內(nèi)的臨界刀尖R

6、為銷的配合不一致，造成“卡死”或者活塞銷“抱死”，從而出9.375μm，且R越大越好。但實(shí)際加工中，刀尖圓弧R過(guò)現(xiàn)活塞銷孔失效，造成發(fā)動(dòng)機(jī)的“癱瘓”。大，易造成加工中的切削力增加，容易造成振動(dòng)，影響加工目前，在應(yīng)用和分析現(xiàn)有應(yīng)力型銷孔加工技術(shù)特點(diǎn)的表面的精度，且刀具圓弧R過(guò)大，切削的處理性能也會(huì)變基礎(chǔ)上與國(guó)防科技大學(xué)、長(zhǎng)沙一派合作成功研制出利用差。因此在保證表面粗糙度要求前提下，盡可能選擇刀尖[4]主軸變形體實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)異形銷孔的數(shù)控異形銷孔鏜床，該圓弧R接近9.375μm。設(shè)備性能為導(dǎo)軌精度0.002mm以內(nèi)、轉(zhuǎn)速可到

7、3000r/2.3.2斷屑槽對(duì)粗糙度影響min、刀具進(jìn)給量可小于0.2mm/r、鏜頭精度0.0005mm以斷屑槽是位于刀體上的一定形狀的凹槽，其作用是利內(nèi)；且該設(shè)備采用多參數(shù)對(duì)銷孔母線進(jìn)行多點(diǎn)控制生成于切削過(guò)程中有效從刀尖處斷屑排出，防止斷屑在刀尖處異形銷孔形線，在硬件設(shè)施上可實(shí)現(xiàn)異形銷孔型線的整形成氧化。常用于硅鋁合金活塞加工的刀具一般無(wú)斷屑體圓滑過(guò)度。槽，其主要原因是硅鋁合金的硬度較低，在切屑過(guò)程不易生產(chǎn)過(guò)程中，在銷孔精鏜設(shè)備未出現(xiàn)異常狀況下，全形成連續(xù)型斷屑，不易形成堆積。在同等條件下，由于全鋼鋼異形銷孔質(zhì)量主

8、要存在的問(wèn)題表現(xiàn)為銷孔表面粗糙度硬度較高、切削溫度較高，易在刀尖處易形成氧化層，對(duì)銷超差?？妆砻娲植诙扔幸欢ㄓ绊?。InternalCombustionEngine&Parts·47·2.4冷卻液對(duì)粗糙度影響冷卻液在銷孔加工過(guò)程中起到的作用有：①對(duì)切削過(guò)程產(chǎn)生的熱量進(jìn)行傳導(dǎo)；②對(duì)斷屑進(jìn)行及時(shí)沖刷；③冷卻[5]刀具切削刃，以保持其硬度、強(qiáng)度和銳利的