CN108247118B - 用于加工柴油机机座大小斜面的方法及刀具 - Google Patents

Abstract

一种用于加工柴油机机座大小斜面的方法及刀具，包括有专门的插铣刀、玉米铣刀和焊接合金立铣刀；加工过程中通过数控程序指令，插铣刀沿轴向做进给运动，进行钻铣组合分层切削，完成粗加工；玉米铣刀沿径向做进给运动，完成大、小斜面的粗加工和小斜面的精加工；焊接合金立铣刀沿径向做进给运动，完成大斜面的精加工；从而自动完成机座上所有大、小斜面的粗加工、去余量粗加工和精加工工序。本发明具有安全、高效、可连续自动加工的优点，有效缩短了加工周期，确保了加工质量，降低了劳动强度，特别适合于大型柴油机机座大小斜面加工。

Description

用于加工柴油机机座大小斜面的方法及刀具

技术领域

本发明涉及柴油机零件的加工，尤其涉及一种用于加工柴油机机座大小斜面的方法及刀具，属于金属切削加工技术领域。

背景技术

机座是船用柴油机的重要零件之一，请参阅图1，大斜面6和小斜面7是机座1内轴承座与轴承盖安装的配合面，小斜面7与大斜面6垂直，大斜面6与机座1平面构成25°角；曲轴安装轴承孔内，机座1的内档每缸有两个轴承座、四大斜面6和四小斜面7，每台机座1的缸数乘以4是大小斜面总数量。因这些大小斜面数量多、长度大，位置交错又是斜面，所以对毛坯形状、加工余量、材料有特殊要求，因此需要机床安装可转角度的动力附件来完成加工，由于常规可转角度动力附件的刚性相比固定角度动力附件的刚性会弱很多，因而对所使用的切削刀具要求也较高：切削锋利、断屑性好、韧性抗折弯强度高、高温耐磨性能好。现有用于大小斜面传统的加工方法为：采用转角度动力附件，通过粗、精加工多次进刀完成加工。传统方法在小机型大小斜面加工上比较适用，但对于多缸、加工面大的大型机座大小斜面，就难以胜任，这是因为大小斜面位置交错、加工面大，需要动力附件及刀具的悬伸长度也就比较大，悬伸长度比大相应导致加工刚性弱，加工时会产生刀具颤振、刀片爆裂、耐磨寿命下降、中途刀片更换频繁、刀具易损坏等诸多问题，难以实现高效连续加工，因而难以控制生产周期及产品质量，此外更换刀具、对刀设定的操作较费时，因而增加了辅助工时，在目前大型数控龙门铣工时单位成本极为昂贵的情况下，辅助时间也是较为可观的成本。

总之，原有传统加工方法和刀具存在加工效率低、加工成本高、难以实现高效连续加工的缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有机座大小斜面加工方法和刀具的缺陷，提供一种用于加工柴油机机座大小斜面的方法及刀具，实现减小加工颤振、延长高温耐磨寿命、减少中途更换刀具次数的目的，以达到优化工艺、降本增效、保障质量、降低劳动强度的效果。

本发明解决其技术问题采取技术方案如下：

一种用于加工柴油机机座大小斜面的方法，其特征在于：采用专门的插铣刀、玉米铣刀和焊接合金立铣刀，通过数控程序指令自动完成所述机座上所有大斜面和小斜面的插铣粗加工、去余量粗加工和精加工工序。

进一步地，所述加工方法包括如下步骤：

1)将机座底平面向下放在数控龙门铣床的工作台面上，校平校直，紧固并设定零位；

2)将机床的直角动力附件安装在数控龙门铣床的主轴上，插铣刀安装在该直角动力附件上，将正前角刀片安装在插铣刀的刀体上，程序自动控制，插铣刀沿轴向做进给运动，进行钻铣组合分层切削，完成大斜面和小斜面的粗加工并留余量；

3)将转角度动力附件安装在数控龙门铣床的主轴上，玉米铣刀安装在该转角度动力附件上并安装粗铣刀片，将转角度动力附件转到25°，程序自动控制，玉米铣刀沿径向做进给运动，完成大斜面和小斜面的粗加工并留余量，更换一宽修光刃刀片，完成小斜面的精加工；

4)将焊接合金立铣刀更换安装在转角度动力附件上，将该转角度动力附件转到25°，程序自动控制，焊接合金立铣刀沿径向做进给运动，完成大斜面的精加工。

本发明解决其技术问题采取的另一技术方案是：

一种用于上述方法的用于加工柴油机机座大小斜面的刀具，其包括专门的插铣刀、玉米铣刀和焊接合金立铣刀；所述插铣刀的主偏角Kr＝5°，轴向负前角yp＝-5°，径向负前角yf＝-8°，刀体前端和周边均匀分布固定若干具有正前角的刀片；所述玉米铣刀的主偏角Kr＝90°，轴向正前角yp＝6°，径向正前角yf＝5°，切削刃螺旋线角度ya＝45°，加工过程中刀具沿轴向做进给切削；所述焊接合金立铣刀的主偏角Kr＝90°，轴向正前角yp＝+45°，径向正前角yf＝7°，切削刃螺旋线角度ya＝45°，加工过程中刀具沿径向做进给切削。

进一步地，所述的插铣刀的刀片经过CVD化学涂层处理，处理温度800°～1000°，具有高韧性、高抗折弯强度和优良的高温耐磨性。

进一步地，所述的玉米铣刀的前端刀坑能够安装粗铣刀片和宽修光刃刀片，该宽修光刃刀片高于粗铣刀片0.05mm，该宽修光刃刀片更换后不用重复对刀设定。

进一步地，所述的粗铣刀片的修光刃宽BS1＝1mm，宽修光刃刀片的修光刃宽BS2＝8mm。

进一步地，所述的玉米铣刀的刀片经过PVD物理涂层处理，处理温度500°～600°，具有切削锋利和断屑性好的性能。

与传统加工方法相比，使用本发明的优点在于：加工稳定性高，工艺优化简便，实现了全程序连续自动加工，效率高，既保证产品质量，又降低了加工成本，解决了传统加工方法胜任不了的问题。

附图说明

图1是柴油机机座的结构示意图。

图2是插铣刀的示意图。

图3是图2的C部放大图。

图4是玉米铣刀的示意图。

图5是图4的A部放大图。

图6是焊接合金立铣刀的示意图。

图7是图6的B部放大图。

图8是本发明的方法流程图。

图9是本发明粗加工的加工状态图。

图10是本发明精加工的加工状态图。

图中，1—机座，2—直角固定动力附件，3—插铣刀，4—转角度动力附件，5.1—玉米铣刀，5.2—焊接合金立铣刀，6—大斜面，7—小斜面。

具体实施方式

本发明用于所述机座大小斜面的加工，见图10，该大斜面6和小斜面7是机座1内轴承座与轴承盖安装的配合面，小斜面7与大斜面6垂直，大斜面6与机座1平面构成25°角；包括采用三款专门的刀具，通过数控程序指令自动完成所述机座上所有大小斜面的插铣粗加工、去余量粗加工和精加工工序，解决了传统加工方法胜任不了的问题。

现结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

在加工的三大步骤中，本发明在插铣粗加工时采用直角固定动力附件和插铣刀，沿轴向插铣切削去除机座大小斜面大部分毛坯余量，所谓插铣就是在加工过程中刀具沿轴向做进给运动，利用刀具端部的切削刃进行钻铣组合切削；在去余量粗加工时采用转角度动力附件和螺旋刃玉米铣刀，沿径向铣切削去余量，所述玉米铣刀是粗精复合刀具，粗加工完成后，可以任意拆除一片前端刀片，更换上宽修光刃精加工刀片，修光刀片高出普通刀片0.05mm，直接完成小斜面的精加工；在精加工时采用转角度动力附件和焊接硬质合金立铣刀，所述焊接立铣刀切削刃螺旋线为45°角，切削锋利轻快，完成大斜面的精加工。

所述专门的刀具包括有插铣刀、玉米铣刀和焊接合金立铣刀。

请参阅图2和图3，所述的插铣刀3的主偏角Kr＝5°，轴向负前角yp＝-5°，径向负前角yf＝-8°，优点是抗冲击性好，不易损坏；所述插铣刀3的刀体前端和周边均匀分布固定若干具有正前角的刀片，刀片带正前角断屑槽，优点是切削轻快，断屑性好，该刀片经过CVD化学涂层，涂层处理温度800°～1000°，韧性抗折弯强度高、高温耐磨性要好；加工过程中刀具沿轴向做进给切削，利用刀具端部的切削刃进行钻铣复合切削，优点是相对径向切削金属去除率高一倍以上，加工时只产生轴向力，加工变形小，适合悬伸比大的粗加工。

请参阅图4和图5，所述的玉米铣刀5.1的主偏角Kr＝90°，轴向正前角yp＝6°，径向正前角yf＝5°，多个长刃刀片螺旋线形式布置在刀具周围，刀片布置螺旋线角度ya＝45°，优点切削轻快，效率高，颤振小，高温耐磨寿命长；请参阅图5，所述的玉米铣刀5.1的前端刀坑能够安装粗铣刀片(图左)和宽修光刃刀片(图右)，该粗铣刀片的修光刃宽BS1＝1mm，该宽修光刃刀片高于粗铣刀片0.05mm，修光刃宽BS2＝8mm，两种刀片经过精磨，公差较小，刀片更换后不用重复对刀设定；加工过程中刀具沿径向做进给切削，所述刀片经过PVD物理涂层，涂层处理温度500°～600°，切削锋利、断屑性好。

请参阅图6和图7，所述的焊接合金立铣刀5.2刃长大于大斜面，优点是一刀完成，无接刀痕，可保证精度要求；该焊接合金立铣刀5.2的主偏角Kr＝90°，轴向正前角yp＝+45°，径向正前角yf＝7°，切削刃螺旋线角度ya＝45°；加工过程中刀具沿径向做进给切削；该焊接合金立铣刀5.2无涂层，优点是切削轻快，精度高。

本发明所述的加工方法包括下列步骤，参见图8：

1)将机座1底平面向下放在数控龙门铣床的工作台面上，校平校直，紧固并设定零位。

2)将机床的直角动力附件2安装在数控龙门铣床的主轴上，请参阅图9，插铣刀3安装在该直角动力附件2上，将正前角刀片安装在插铣刀3的刀体上，程序自动控制，插铣刀3沿轴向做进给运动，利用刀具端部的切削刃进行钻铣组合分层切削，分刀错开插铣，完成大斜面6和小斜面7的粗加工，并留余量2mm。

3)将转角度动力附件4安装在数控龙门铣床的主轴上，请参阅图10，玉米铣刀5.1安装在该转角度动力附件4上并安装粗铣刀片(BS1＝1mm)，将转角度动力附件4转到25°，程序自动控制，玉米铣刀5.1沿径向做进给运动，完成大斜面6和小斜面7的粗加工并留余量0.5mm，更换一片宽修光刃刀片(BS2＝8mm)，完成小斜面7的精加工到图纸要求。

4)卸下玉米铣刀5.1，将焊接合金立铣刀5.2更换安装在转角度动力附件4上，将该转角度动力附件4转到25°，程序自动控制，焊接合金立铣刀5.2沿径向做进给运动，完成大斜面6的精加工到图纸要求。

总之，本发明取代了传统的繁琐加工方法，具有安全、高效、可连续自动加工的优点，有效地缩短了加工周期，确保了加工质量，降低了工人劳动强度，特别适合于大型柴油机机座大小斜面加工。

Claims (6)

1.一种用于加工柴油机机座大小斜面的方法，其特征在于：采用专门的插铣刀、玉米铣刀和焊接合金立铣刀，通过数控程序指令自动完成所述机座上所有大斜面和小斜面的插铣粗加工、去余量粗加工和精加工工序；

所述加工方法包括如下步骤：

1)将机座底平面向下放在数控龙门铣床的工作台面上，校平校直，紧固并设定零位；

2)将机床的直角动力附件安装在数控龙门铣床的主轴上，插铣刀安装在该直角动力附件上，将正前角刀片安装在插铣刀的刀体上，程序自动控制，插铣刀沿轴向做进给运动，进行钻铣组合分层切削，完成大斜面和小斜面的粗加工并留余量；

3)将转角度动力附件安装在数控龙门铣床的主轴上，玉米铣刀安装在该转角度动力附件上并安装粗铣刀片，将转角度动力附件转到25°，程序自动控制，玉米铣刀沿径向做进给运动，完成大斜面和小斜面的粗加工并留余量，更换一宽修光刃刀片，完成小斜面的精加工；

4)将焊接合金立铣刀更换安装在转角度动力附件上，将该转角度动力附件转到25°，程序自动控制，焊接合金立铣刀沿径向做进给运动，完成大斜面的精加工。

2.一种用于权利要求1所述方法的用于加工柴油机机座大小斜面的刀具，其特征在于：所述的刀具包括专门的插铣刀、玉米铣刀和焊接合金立铣刀；所述插铣刀的主偏角Kr＝5°，轴向负前角yp＝-5°，径向负前角yf＝-8°，刀体前端和周边均匀分布固定若干具有正前角的刀片；所述玉米铣刀的主偏角Kr＝90°，轴向正前角yp＝6°，径向正前角yf＝5°，切削刃螺旋线角度ya＝45°，加工过程中刀具沿轴向做进给切削；所述焊接合金立铣刀的主偏角Kr＝90°，轴向正前角yp＝+45°，径向正前角yf＝7°，切削刃螺旋线角度ya＝45°，加工过程中刀具沿径向做进给切削。

3.根据权利要求2所述的用于加工柴油机机座大小斜面的刀具，其特征在于：所述的插铣刀的刀片经过CVD化学涂层处理，处理温度800°～1000°，具有高韧性、高抗折弯强度和优良的高温耐磨性。

4.根据权利要求2所述的用于加工柴油机机座大小斜面的刀具，其特征在于：所述的玉米铣刀的前端刀坑能够安装粗铣刀片和宽修光刃刀片，该宽修光刃刀片高于粗铣刀片0.05mm，该宽修光刃刀片更换后不用重复对刀设定。

5.根据权利要求4所述的用于加工柴油机机座大小斜面的刀具，其特征在于：所述的粗铣刀片的修光刃宽BS1＝1mm，宽修光刃刀片的修光刃宽BS2＝8mm。

6.根据权利要求2所述的用于加工柴油机机座大小斜面的刀具，其特征在于：所述的玉米铣刀的刀片经过PVD物理涂层处理，处理温度500°～600°，具有切削锋利和断屑性好的性能。