CN109262206B - 中高速曲轴油孔的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种中高速曲轴油孔的加工方法,先加工曲柄交叉油孔,加工曲柄交叉油孔是先锪平油孔面,用整体硬质合金钻头钻交叉小直径深孔的导向孔,然后用枪钻分短、长两级钻削交叉小直径深孔,再用定心扩孔钻、镗刀、板钻及非标钻头钻、镗交叉小直径深孔,非标成型镗刀加工孔底部120°锥面及圆角,精镗刀镗孔口部止口,非标成型镗刀仿形镗削孔口部锥形密封槽。加工曲柄交叉油孔后,再加工主轴颈直油孔及曲柄销颈直油孔,先锪平油孔面,用整体硬质合金钻头钻破钻硬层,并起导向作用,然后用枪钻在径向的两端分别钻削,与曲柄交叉油孔的大、小孔相贯通。采用本发明所加工的曲轴油孔尺寸精度高、粗糙度Ra1.6,质量稳定可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种中高速曲轴油孔的加工方法。
背景技术
某中高速曲轴为首次研制,中高速曲轴油孔(见图1)包括主轴颈直油孔1、曲柄销颈直油孔2、曲柄交叉油孔。曲轴主轴颈及曲柄销颈均经过表面淬火处理,硬度达到HRC50~53,所以钻削主轴颈及曲柄销颈直油孔需要经过轴颈的淬硬层,对钻头的硬度和加工性能要求很高。曲轴曲柄交叉油孔由交叉大直径深孔4与小交叉小直径深孔3交叉形成。曲轴曲柄交叉油孔的交叉小直径深孔的长径比达到27:1,交叉大直径深孔的直径是交叉大直径深孔的3倍多,其底部为120度钻角交叉,并由R过渡,口部是止口5及锥形密封槽6,整个油孔形状复杂,加工难度大。
发明内容
本发明的目的是针对上述现状,旨在一种尺寸精度高,粗糙度达到Ra1.6,质量稳定可靠的中高速曲轴油孔的加工方法。
本发明目的实现方式为,中高速曲轴油孔的加工方法,加工顺序是:加工顺序是:先加工曲柄交叉油孔,再加工主轴颈直油孔及曲柄销颈直油孔;
所述曲柄交叉油孔由交叉小直径深孔及交叉大直径深孔构成,加工曲柄交叉油孔的顺序是:先锪平曲柄交叉油孔面,用整体硬质合金钻头钻交叉小直径深孔的导向孔,然后采用枪钻分短、长两级钻削交叉小直径深孔;再用定心扩孔钻、镗刀、板钻及非标钻头钻、非标成型镗刀镗交叉大直径深孔,非标成型镗刀加工交叉大直径深孔底部120°锥面及圆角,成型精镗刀镗交叉大直径深孔口部止口,非标成型镗刀仿形镗削交叉大直径深孔口部锥形密封槽;
主轴颈直油孔及曲柄销颈直油孔的加工方法是先锪平油孔面,用整体硬质合金钻头钻破淬硬层,并起导向的作用,然后用枪钻在轴颈径向的两端分别钻削,使主轴颈直油孔与交叉小直径深孔相贯通,曲柄销颈直油孔与交叉大直径深孔相贯通。
采用本发明所加工的中高速曲轴油孔的尺寸高,交叉小直径深孔公差达到0.1mm;交叉大直径深孔公差达到0.1mm;口部密封槽公差达到0.074mm以内,粗糙度Ra1.6,质量稳定可靠。
附图说明
图1是中高速机曲轴结构示意图,
图2a、b是单个曲柄及油孔的放大主、侧视图,
图3是交叉大孔的口部止口及密封槽放大图,
图4是加工大孔底部交叉处的非标钻头结构示意图,
图5是加工交叉大孔底部120°锥面及圆角的成型镗刀示意图。
具体实施方式
下面参照附图详述本发明。
由于中高速机曲轴的曲柄交叉油孔较长,所以本发明将曲轴装夹在车铣加工中心上,加工顺序是:先加工曲柄交叉油孔,再加工主轴颈直油孔1及曲柄销颈直油孔2。
由于曲轴主轴颈与曲柄销颈均经过表面淬火处理,硬度达到HRC 50~53,所以本发明选用整体硬质合金钻头引孔,钻破淬硬层。所选用的钻头及镗孔刀具均为高速旋转,并带内冷的钻头及镗孔刀具。通过车铣加工中心的高速旋转切削,并由机床高压冷却系统使切削液通过刀具,确保良好的排屑性能。
曲柄交叉油孔的加工顺序是:是先锪平油孔面,用整体硬质合金钻头钻交叉小直径深孔3的导向孔,切削参数为:r=800r/min,f=0.05mm/r。然后采用枪钻,并分短、长两级钻削,短级钻头长度为穿过交叉小直径深孔交叉处即可,长级钻头长度需超过交叉小直径深孔全长。
所采用的枪钻是以加长硬质合金导向,枪钻钻头硬质合金部分长度为45~50mm,足够穿过两交叉小直径深孔的交叉破口处,不会因断续切削而折断钻头,且钻孔的尺寸精度高,公差仅0.02mm,粗糙度达到Ra1.6μm。钻削交叉小直径深孔切削参数为:r=600r/min,f=0.03mm/r。
由于已钻交叉小直径深孔,并且交叉大直径深孔4与交叉小直径深孔3还不同心,所以钻交叉大直径深孔4时,选用强度高的防振较好的定心钻头钻交叉大直径深孔直线段至与圆角相接处。用双刃粗镗刀镗交叉大直径深孔直线段至与圆角相接处,由于扩孔钻及粗镗刀无法加工至交叉大直径深孔交叉底部中心处,则到交叉大直径深孔交叉底部中心处,采用刚性好的板钻加工去该处余量。板钻在恶劣工况不会蹦刃,但板钻并不能将交叉处的余量完全去除,接着要采用直径更小的非标钻头7(见图4)钻去剩下的底部中心处余量。最后,通过非标成型镗刀9(见图5)镗曲轴交叉大直径深孔4底部120°锥度及圆角,也通过支撑板8接触工件的已有内孔定心、导向及支撑,到交叉大直径深孔4底部进行镗削成型。
曲轴交叉大直径深孔大孔口部止口密封槽3(见图3)由精镗刀镗,该精镗刀直径范围调节灵活,可进行0.01mm的直径分辨率的精确调整,以实现紧公差,可达到IT6级,精镗刀可靠性高,刀头和刀夹之间为刚性接口,可保证稳定和无振动的镗削。交叉大直径深孔口部锥形密封槽6(见图3)由锥形非标成型镗刀插补仿形成型,尺寸及粗糙度均能有效保证。
所述双刃粗镗刀镗为双刀片设计,所述双刀片设计是在两边对称安装两刀片。然后粗镗刀配合防震刀杆,其高刚性提供最高稳定性,切削液通过刀具,确保良好的排屑性能,镗削进给量比单刀片提高一倍。
所述非标钻头7后部带支撑板8,通过支撑板8接触工件的已有内孔定心、导向及支撑,到交叉大直径深孔4底部交叉处完成钻削余量。
钻交叉大直径深孔时,定心钻刀具切削参数为r=650r/min,f=0.04mm/r,双刃粗镗刀镗大孔切削参数为:r=400r/min,f=0.05mm/r。板钻切削参数为:r=400r/min,f=0.1mm/r,非标钻头切削参数为:r=350r/min,f=0.02mm/r。非标成型镗刀9镗切削参数为:r=400r/min,f=0.1mm/r。
精镗刀镗曲轴交叉大直径深孔大孔口部止口切削参数:r=400r/min,f=0.04mm/r。交叉大直径深孔。交叉大孔口部锥面密封槽仿形镗削参数:r=700r/min,f=0.03mm/r。整体硬质合金钻头切削主轴颈直油孔及曲柄销颈直油孔的切削参数:r=800r/min,f=0.05mm/r。
主轴颈直油孔1及曲柄销颈直油孔2的加工方法是先锪平油孔面,由于主轴颈曲柄销颈硬度达到HRC50~53,所以加工要采用整体硬质合金钻头钻破钻硬层,并起导向的作用,切削参数为:r=800r/min,f=0.05mm/r。然后用枪钻在轴颈径向的两端分别钻削,切削参数为:r=750r/min,f=0.04mm/r。使主轴颈直油孔1与交叉小直径深孔相贯通,曲柄销颈直油孔2与交叉大直径深孔4相贯通(见图2a、b)。
以上加工中所选用的钻孔及镗孔刀具均为常用的,高速旋转,并带内冷的钻孔及镗孔刀具。通过车铣加工中心的高速旋转切削,并由机床高压冷却系统使切削液通过刀具,确保了良好的排屑性能。
采用本发明加工方法加工中高速机曲轴油孔,能较好的保证中高速曲轴油孔尺寸要求,粗糙度Ra1.6,加工稳定性高。
Claims (9)
1.中高速曲轴油孔的加工方法,其特征在于:加工顺序是:先加工曲柄交叉油孔,再加工主轴颈直油孔及曲柄销颈直油孔;
所述曲柄交叉油孔由交叉小直径深孔及交叉大直径深孔构成,加工曲柄交叉油孔的顺序是:先锪平曲柄交叉油孔面,用整体硬质合金钻头钻交叉小直径深孔的导向孔,然后采用枪钻分短、长两级钻削交叉小直径深孔;再用定心扩孔钻、双刃粗镗刀、板钻及非标钻头钻镗交叉大直径深孔,非标成型镗刀加工交叉大直径深孔底部120°锥面及圆角,成型精镗刀镗交叉大直径深孔口部止口,非标成型镗刀仿形镗削交叉大直径深孔口部锥形密封槽;
主轴颈直油孔及曲柄销颈直油孔的加工方法是先锪平油孔面,用整体硬质合金钻头钻破淬硬层,并起导向的作用,然后用枪钻在轴颈径向的两端分别钻削,使主轴颈直油孔与交叉小直径深孔相贯通,曲柄销颈直油孔与交叉大直径深孔相贯通。
2.根据权利要求1所述的中高速曲轴油孔的加工方法,其特征在于:钻交叉小直径深孔时,采用的枪钻是以加长硬质合金导向的枪钻,枪钻钻头硬质合金部分长45~50mm。
3.根据权利要求2所述的中高速曲轴油孔的加工方法,其特征在于:所述采用枪钻分短、长两级钻削,交叉小直径深孔的短级钻头长度为穿过交叉小直径深孔交叉处即可,长级钻头长度需超过交叉小直径深孔全长。
4.根据权利要求1所述的中高速曲轴油孔的加工方法,其特征在于:钻交叉大直径深孔时,用强度高的防振较好的定心扩孔钻钻交叉大直径深孔直线段至与圆角相接处;用双刃粗镗刀镗交叉大直径深孔直线段至与圆角相接处,到交叉大直径深孔交叉底部中心处,改用刚性好的板钻钻削交叉大直径深孔交叉底部中心处;接着用直径更小的非标钻头钻去交叉大直径深孔交叉底部中心处剩下的余量;最后,通过非标成型镗刀镗交叉大直径深孔底部120°锥度及圆角,到交叉大直径深孔底部,进行镗削成型。
5.根据权利要求1所述的中高速曲轴油孔的加工方法,其特征在于:所述双刃粗镗刀为双刀片设计,所述双刀片设计是在两边对称安装两刀片,并安装加长防震刀杆。
6.根据权利要求1所述的中高速曲轴油孔的加工方法,其特征在于:所述非标钻头为后部带支撑板的钻头。
7.根据权利要求1所述的中高速曲轴油孔的加工方法,其特征在于:定心扩孔钻钻交叉大直径深孔直线段至与圆角相接处,切削参数为r=650r/min,f=0.04mm/r;双刃粗镗刀镗交叉大直径深孔直线段至与圆角相接处,切削参数为:r=400r/min,f=0.05mm/r;板钻钻削交叉大直径深孔交叉底部中心处,切削参数为:r=400r/min,f=0.1mm/r,非标钻头钻削交叉大直径深孔交叉底部中心处,切削参数为:r=350r/min,f=0.02mm/r;非标成型镗刀镗交叉大直径深孔底部120°锥度及圆角,切削参数为:r=400r/min,f=0.1mm/r。
8.根据权利要求1所述的中高速曲轴油孔的加工方法,其特征在于:成型精镗刀镗曲轴交叉大直径深孔口部止口,切削参数为:r=400r/min,f=0.04mm/r;非标成型镗刀仿形镗削交叉大直径深孔口部锥形密封槽,切削参数为:r=700r/min,f=0.03mm/r。
9.根据权利要求1所述的中高速曲轴油孔的加工方法,其特征在于:整体硬质合金钻头切削主轴颈直油孔及曲柄销颈直油孔的切削参数为:r=800r/min,f=0.05mm/r。
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