CN104668643A - 一种柴油机导油槽加工方法 - Google Patents

一种柴油机导油槽加工方法 Download PDF

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    • B23C3/00—Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
    • B23C3/28—Grooving workpieces
    • B23C3/30—Milling straight grooves, e.g. keyways

Abstract

本发明公开了一种柴油机导油槽加工方法，该方法采用立铣刀分多次逐层进行切削，每一层又分为左右对称的两刀，每一刀的退刀点均位于所述导油槽的最低点，且每一刀的插补半径按下述方式获得：确定下刀点，确定退刀点的切削量，连接下刀点切削刀尖与退刀点切削刀尖，形成一条连线，作该连线的垂直平分线，与主轴承半圆孔水平直径交于一点，该点即为圆弧插补的圆心，其与下刀点切削刀尖或退刀点切削刀尖的连线长度即为插补半径。该方法多次运用圆弧插补计算，从而无限趋近于导油槽尺寸要求，使用常见标准立铣刀即可实现加工，可显著降低加工成本，缩短产品的试制周期，提高导油槽表面质量。

Description

一种柴油机导油槽加工方法
技术领域
本发明涉及发动机技术领域，特别是柴油机导油槽的加工方法。
背景技术
如图1、图2所示，柴油机导油槽1′是一种在柴油机气缸体主轴承半圆孔2′里的半圆环形结构，其主要作用是暂存部分润滑油，保证曲轴在旋转过程中得到充分的润滑。
在柴油机曲轴装配过程中，首先将下轴瓦装在主轴承半圆孔中，上轴瓦装配在主轴承盖中，然后将曲轴吊装放入主轴承半圆孔2′，最后将主轴承盖扣合在气缸体上；在柴油机运行过程中，曲轴始终处于高速旋转状态，因此曲轴与轴瓦之间的连续润滑是柴油机正常运行的关键，而通过直油道接连不断的供油使得导油槽1′内暂存部分润滑油，使曲轴在高速运转过程中与轴瓦之间形成一层高压油膜，从而保证曲轴得到充分润滑，防止“划瓦”事故发生。
导油槽1′的宽度尺寸为D，两侧的起点略微靠下，深度从起点到最低点逐渐变大，由于其底部呈弧形，因此一般采用圆弧插补法进行加工，圆弧插补是一种给出两端点间的插补数值信息，借此信息控制刀具与工件的相对运动，使其按规定的圆弧加工出理想弧面的一种插补方式，实现圆弧插补的关键是准确计算出插补半径。
如图3、图4所示，现有导油槽是通过专用的三面刃铣刀3′来实现加工的，根据三面刃铣刀直径D和导油槽尺寸要求，计算出圆弧插补的半径R’＝(导油槽半径-三面刃铣刀半径)＝(R2-D/2)，根据插补半径R’编制数控程序，然后输入数控机床，即可实现导油槽的加工。
现有技术缺点是：加工导油槽刀具为三面刃铣刀，该刀具为非标准刀具，刀杆长度较长，需向刀具制作厂家专门定制，供货周期较长，且刀具单价昂贵，同时在加工过程中刀具寿命较短，易发生崩刃等现象，导致加工面粗糙度较差，粗糙度值Ra为12.5左右。
因此，如何降低柴油机导油槽加工对刀具的要求，并提高加工质量，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种柴油机导油槽加工方法。该方法多次运用圆弧插补计算，从而无限趋近于导油槽尺寸要求，使用常见标准立铣刀即可实现加工，可显著降低加工成本，缩短产品的试制周期，提高导油槽表面质量。
为实现上述目的，本发明提供一种柴油机导油槽加工方法，该方法采用立铣刀分多次逐层进行切削，每一层又分为左右对称的两刀，每一刀的退刀点均位于所述导油槽的最低点，且每一刀的插补半径按下述方式获得：
确定下刀点，确定退刀点的切削量，连接下刀点切削刀尖与退刀点切削刀尖，形成一条连线，作该连线的垂直平分线，与主轴承半圆孔水平直径交于一点，该点即为圆弧插补的圆心，其与下刀点切削刀尖或退刀点切削刀尖的连线长度即为插补半径。
优选地，除第一刀之外，其余每一刀的下刀点位置均低于上一刀的下刀点。
优选地，所述每一刀退刀点的切削量大于上一刀退刀点的切削量。
优选地，所述每一层左右对称的两刀分别为逆时针走刀和顺时针走刀。
优选地，所述多次逐层进行切削的次数为2～5次。
优选地，所述多次逐层进行切削的次数为3次。
优选地，所述插补半径通过模拟绘图的方式测量获得。
优选地，所述绘图在计算机绘图软件中进行，所述插补半径直接由绘图软件标注测量。
优选地，所述立铣刀直径等于导油槽宽度。
优选地，所述立铣刀为硬质合金立铣刀，其切削刃部分为直角结构。
本发明提供了一种新的柴油机导油槽加工方法，其通过借助数控加工中心和使用普通硬质合金立铣刀多次运行圆弧插补计算加工来加工导油槽结构，可无限趋近于导油槽尺寸要求，使用常见标准立铣刀即可实现加工，硬质合金立铣刀单价较三面刃铣刀低2-3倍，可显著降低加工成本，且硬质合金立铣刀为标准刀具，刀具厂家可实时供货，能及时满足生产需求，缩短产品的试制周期，此外，三面刃铣刀加工的导油槽表面粗糙度在Ra12.5左右，硬质合金立铣刀加工的导油槽表面粗糙度在Ra6.3左右，较三面刃铣刀有较大提高。
附图说明
图1为柴油机导油槽的俯视图；
图2为图1的A-A视图；
图3为现有加工方法使用的三面刃铣刀的外形结构图；
图4为现有加工方法的加工过程模拟图；
图5为本发明所提供柴油机导油槽加工方法的立铣刀圆弧插补模拟图；
图6为图5中I部位的局部放大图。
图中：
导油槽1′  主轴承半圆孔2′  三面刃铣刀3′
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图5，图5为本发明所提供柴油机导油槽加工方法的立铣刀圆弧插补模拟图。
在一种具体实施方式中，本发明所提供柴油机导油槽加工方法的加工刀具为硬质合金立铣刀，这是一种常见的用于切削加工的刀具，能进行精铣或粗铣，铣凹槽，去除大量毛坯，小面积水平平面或者轮廓精铣，其直径为D，等于导油槽宽度，切削刃部分为直角结构。
加工时，该方法采用立铣刀分多次逐层进行切削，每一层又分为左右对称的两刀。
具体地，导油槽的切削一共分三次进行，同时为减小刀具在加工过程中的切削抗力，将每一次分两刀加工(逆时针和顺时针)，每一刀的退刀点都在导油槽的最低点，第一刀的下刀点A为导油槽的上端点，第二刀的下刀点B位置低于第一刀的下刀点A一定距离，第三刀的下刀点C位于低于第二刀的下刀点B一定距离，第一刀的退刀点A′、第二刀的退刀点B′、第三刀的退刀点C′的切削量可以借助CAD绘图软件测量计算。
逆时针加工时，左侧刀尖参与切削，连接每一刀下刀点左侧刀尖与退刀点左侧刀尖，形成一条连线，作该连线的垂直平分线，与主轴承半圆孔水平直径交于一点，该点即为圆弧插补的圆心，下刀点左侧刀尖或退刀点左侧刀尖与圆心的连线长度即为插补半径；由于导油槽为左右对称结构，顺时针加工时，右侧刀尖参与切削，退刀点在最低点，连接下刀点右侧刀尖与退刀点右侧刀尖，形成一条连线，作该连线的垂直平分线，与主轴承半圆孔水平直径交于一点，该点即为圆弧插补的圆心，下刀点右侧刀尖或退刀点右侧刀尖与圆心的连线长度即为插补半径。
根据插补圆心、插补半径编制数控程序，然后输入数控机床，即可实现导油槽的加工。
请参考图6，图6为图5中A部位的局部放大图。
如图所示，第一刀：刀尖连线和垂直线为实线，实线矩形框代表立铣刀，圆弧插补半径为R3，第一层区域为第一刀顺时针和逆时针加工的区域，插补半径R3可直接借助CAD绘图软件标注测量。
第二刀：刀尖连线和垂直线为点划线，点划线矩形框代表立铣刀，圆弧插补半径为R4，第二层区域为第二刀顺时针和逆时针加工的区域，插补半径R4可直接借助CAD绘图软件标注测量。
第三刀：刀尖连线和垂直线为虚线，虚线矩形框代表立铣刀，圆弧插补半径为R5，第三层区域为第三刀顺时针和逆时针加工的区域，插补半径R5可直接借助CAD绘图软件标注测量。
在确定退刀点时，每一刀退刀点的切削量可稍大于上一刀退刀点的切削量，例如在上图中，第二刀退刀点的切削量要大于第一刀退刀点的切削量，第三刀退刀点的切削量要大于第二刀退刀点的切削量，这样可以使最终加工成形的导油槽更加接近设计要求。
由于立铣刀切削刃部分为直角结构，不同于三面刃铣刀，对此，本发明多次运用圆弧插补计算，经过三刀切削，完成导油槽的加工，立铣刀切除材料的区域为第一层区域、第二层区域、第三层区域之和，该导油槽半径近似等于导油槽半径尺寸R2，无限趋近于导油槽尺寸要求，粗糙度Ra在6.3左右，有利于提高柴油机润滑性能。
本发明使用常见标准立铣刀即可实现加工，硬质合金立铣刀单价较三面刃铣刀低2-3倍，可显著降低加工成本，且硬质合金立铣刀为标准刀具，刀具厂家可实时供货，能及时满足生产需求，缩短产品的试制周期。
当然，上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，多次逐层进行切削的次数为2次、4次、5次，或者插补圆心和插补半径通过非模拟绘图方式获得等等，由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。
以上对本发明所提供的柴油机导油槽加工方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种柴油机导油槽加工方法，该方法采用立铣刀分多次逐层进行切削，每一层又分为左右对称的两刀，每一刀的退刀点均位于所述导油槽的最低点，且每一刀的插补半径按下述方式获得：
确定下刀点，确定退刀点的切削量，连接下刀点切削刀尖与退刀点切削刀尖，形成一条连线，作该连线的垂直平分线，与主轴承半圆孔水平直径交于一点，该点即为圆弧插补的圆心，其与下刀点切削刀尖或退刀点切削刀尖的连线长度即为插补半径。
2.根据权利要求1所述的柴油机导油槽加工方法，其特征在于，除第一刀之外，其余每一刀的下刀点位置均低于上一刀的下刀点。
3.根据权利要求1所述的柴油机导油槽加工方法，其特征在于，所述每一刀退刀点的切削量大于上一刀退刀点的切削量。
4.根据权利要求1所述的柴油机导油槽加工方法，其特征在于，所述每一层左右对称的两刀分别为逆时针走刀和顺时针走刀。
5.根据权利要求1至4任一项所述的柴油机导油槽加工方法，其特征在于，所述多次逐层进行切削的次数为2～5次。
6.根据权利要求5所述的柴油机导油槽加工方法，其特征在于，所述多次逐层进行切削的次数为3次。
7.根据权利要求1所述的柴油机导油槽加工方法，其特征在于，所述插补半径通过模拟绘图的方式测量获得。
8.根据权利要求7所述的柴油机导油槽加工方法，其特征在于，所述绘图在计算机绘图软件中进行，所述插补半径直接由绘图软件标注测量。
9.根据权利要求1所述的柴油机导油槽加工方法，其特征在于，所述立铣刀直径等于导油槽宽度。
10.根据权利要求9所述的柴油机导油槽加工方法，其特征在于，所述立铣刀为硬质合金立铣刀，其切削刃部分为直角结构。
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