采用人造金剛石鏜刀鏜削銷孔，雖然活塞銷孔的圓度小于0.003，但銷孔的粗糙度有時達不到圖紙要求。經(jīng)過設計、試驗發(fā)現(xiàn)，影響精鏜銷孔粗糙度的因素主要有以下幾個方面：
1.鏜桿的設計制作
由于精鏜銷孔是高速切削加工，輕微的振動直接影響活塞銷孔的表面粗糙度。因此鏜桿的設計制作時，要求鏜桿與主軸的同軸度小于0.01mm，且整個鏜桿各部外圓都要進行磨削加工。這樣就保證了鏜桿在高速轉動中保持平衡、減少振動，消除了鏜桿本身的影響因素，刀孔的位置直接影響刀具裝卡后刀具的加工角度，因此在鏜桿設計時，要求刀孔中心經(jīng)過鏜桿中心或刀孔中心偏離鏜桿中心一定距離，且刀孔中心垂直于鏜桿軸線，保證刀具裝卡后刀具的加工角度；并給定相應各部的形位公差，減少因鏜桿替換引起銷孔加工表面粗糙度的變化。銷孔加工的鏜桿一般懸臂較長，因此鏜桿必須進行穩(wěn)定強化熱處理，這樣可以提高鏜桿的強度、剛性，減少鏜桿的受力變形，提高活塞銷孔表面粗糙度水平。
2.鏜刀的設計制作
由于人造金剛石硬度高，加工難度大，經(jīng)過多次設計試驗，選擇刀具的主要技術參數(shù)為：刀尖圓孤R0.5~R1，刀具前角為2.5°，刀具后角采用雙后角，分別為8°、15°，刀具韌帶0.2mm，刀具前后刀面粗糙度Ra0.1μm，在30倍放大鏡下觀察，刀刃無缺口裂紋。通過加工活塞銷孔后，測定銷孔圓度小于0.003mm，表面粗糙度小于Ra0.4。近幾年，通過使用相同設備，相同的機械加工工藝參數(shù)，對50把人造金剛石鏜刀的使用情況，進行追蹤統(tǒng)計，結果如下：
銷孔表面 ；0.1~0.2 ；0.2~0.3 ；0.3~0.4 ；0.4~0.5 ；0.5~0.6 ；
粗糙度R
數(shù)量（把） ；8 ；17 ；19 ；4 ；2 ；
平均使用壽命 ；
（只/把） 8000~12000
從表格可看出：雖然刀具的使用情況較好，基本上滿足我公司的使用要求，但刀具的制作仍存在著人、機、料等因素影響。試驗發(fā)現(xiàn)如果刀尖圓弧太小，在加工過程中，刀尖易崩刃且銷孔表面粗糙度數(shù)值較大；刀尖圓弧過大，在加工過程中阻力較大，造成加工后活塞銷孔的圓鍍、粗糙度超差。刀具無韌帶，刀具后角起不到修光作用，銷孔的粗糙度也不理想。
3.鏜刀與鏜桿的裝配
我們在試制過程中，按同一圖紙同時制作了兩個鏜桿，使用第一個鏜桿，裝夾人造金剛石鏜刀鏜削銷孔，經(jīng)測定銷孔的粗糙度在Ra0.4~0.55之間；而使用第二個鏜桿裝夾同一把人造金鍘石刀鏜削銷孔，其工藝參數(shù)不變鏜削銷孔，經(jīng)測定銷孔的粗糙度在Ra0.28~0.4之間。同樣，使用同一個鏜桿分別裝夾兩把人造金剛石刀，工藝參數(shù)保持不變，鏜削后活塞銷孔的表面粗糙度相差Ra0.05~0.15。這說明雖然按圖紙設計制造，但由于制造誤差而引起裝配誤差，同樣會影響活塞銷孔加工的表面粗糙度。試驗總結認為：鏜桿和刀尖在裝配后保證刀尖與鏜桿軸線在同一水平面內或刀尖稍高0~0.1mm，這樣可以保證鏜削活塞銷孔的精度和表面粗糙度。刀尖過高相對增加了刀具的加工后角，起不到刀具的修光作用；刀尖低于鏜桿中心，相對減少了刀具的加工后角，使后刀面與銷孔接觸面增大，受力相應增大，在加工過程中引起振動，造成加工后活塞銷孔的圓度、表面粗糙度超差，且刀尖易崩刃。
4.銷孔鏜床的精度及主軸轉速
在使用過程中，我們發(fā)現(xiàn)機床的精度，直接影響了活塞銷孔加工后銷孔的精度和表面粗糙度。如堵塞進、出主軸油孔的油路或進、出口油路不暢，導致銷孔加工后銷孔的精度和表面粗糙度超差；進給工作臺由于導軌潤滑不好，引起工作臺輕微爬行或導軌內進入鋁屑而影響加工活塞銷孔的表面粗糙度。
我公司使用的銷孔鏜床基本上是JJ6靜壓鏜床和S1-269靜壓鏜床，采用人造金剛石鏜刀鏜削銷孔，銷孔的圓度小于0.003mm，JJ6銷孔鏜床的主軸轉速為3500轉/分，S1-269銷孔鏜床的主軸轉速為2500轉/分，我們采用相同的刀具和加工工藝參數(shù)分別對JJ6和S1—269進行鏜削銷孔試驗，測試活塞銷孔的表面粗糙度，分別為Ra0.16~0.4和Ra0.3~0.5，這就證明加工同一種活塞，機床主軸的轉速越高，銷孔的表面粗糙度值就越小，反之亦然。
5.鏜床加工的進給速度
以6110活塞試驗為例：采用相同的主軸轉速和加工余量，以不同的進給速度鏜削銷孔，對活塞銷孔表面粗糙度進行測試統(tǒng)計如下：
進給時間 30 40 50 60 70 80 100
�。�/只）
銷孔表面粗糙度0.38~0.50 ；0.30~0.40 ；0.26~0.34 ；0.22~0.32 ；0.19~0.28 ；0.18~0.28 ；0.16~0.27
Ra
由此可見，機床加工的進給速度，直接影響著鏜削銷孔的表面粗糙度。機床加工的進給速度越小，鏜削銷孔的表面粗糙度越小，當進給速度小到一定程度時，鏜削銷孔的表面粗糙度基本上變化不大。
6.切削加工余量
以6110活塞試驗為例：采用相同的主軸轉速和進給速度，使用人造金剛石鏜刀以不同的切削加工余量鏜削銷孔，對活塞銷孔表面粗糙度進行測試統(tǒng)計如下：
切削加工余量 ；0.10~0.12 ；0.08~0.10 ；0.06~0.08 ；0.04~0.06 ；≤0.04 （mm）
銷孔表面粗糙度 ；0.37~0.50 ；0.32~0.45 ；0.26~0.40 ；0.22~0.34 ；0.38~0.56
Ra
這說明采用合適的切削加工余量鏜削銷孔，可以獲得較理想的表面粗糙度；切削加工余量過大，切削力越大，相應的銷孔表面粗糙度越大；切削加工余量過小，切削力雖然減小了，但第一把刀鏜削后的刀痕，第二把刀就鏜削不起來，相應的銷孔表面粗糙度反而越大。
7.活塞本身硬度的影響
以6110活塞試驗為例：采用相同的主軸轉速和加工工藝參數(shù)，使用人造金剛石鏜刀對不同硬度范圍內的活塞鏜削銷孔，對活塞銷孔表面粗糙度進行測試統(tǒng)計如下：
活塞硬度 ；95~100 ；100~110 ；110~120 ；120~130 ；
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銷孔表面 0.38~0.50 ；0.32~0.40 ；0.26~0.36 ；0.26~0.34 ；
粗糙度Ra
由于活塞熱處理后，活塞本身硬度的不均勻性，使鏜削銷孔后，活塞銷孔表面粗糙度存在一定差別；在活塞硬度要求范圍內，活塞硬度越高，銷孔表面粗糙度越小；當活塞硬度小于100HB時，銷孔表面粗糙度較大。
綜上所述，對活塞銷孔精度及表面粗糙度的影響，是一個綜合性的因素；如果加工活塞銷孔，精度和表面粗糙度出現(xiàn)異常，應從以上幾個方面分析研究，排除故障，生產出質優(yōu)價廉的產品。 |
