CN112427665A - 一种用于气缸体格兰孔的背镗刀具及加工方法 - Google Patents

Abstract

一种用于气缸体格兰孔的背镗刀具及加工方法，将所述气缸体放置于数控卧式镗床的台面上，底平面朝向主轴，采用安装于机床附件平旋盘上的背镗刀具，通过数控程序指令，实现在一次装夹工位上完成所述格兰孔的内台阶面和圆弧的自动加工，所述的背镗刀具包括车刀、弯头刀柄和连接头，所述弯头刀柄呈90°弯角，一端通过固定螺钉与所述连接头固定连接，另一端通过内六角螺钉与所述车刀连接，该车刀的刀尖向内指向所述连接头。本发明具有操作安全、快捷方便的优点，取得了提高加工效率、保证产品质量的有益效果，能够用于大型柴油机气缸体的加工，也适用于在数控镗床上对其它大型零件的反向仿形加工。

Description

一种用于气缸体格兰孔的背镗刀具及加工方法

技术领域

本发明涉及一种机械零件的加工方法，特别涉及一种用于气缸体格兰孔的背镗刀具及加工方法，属于机械加工技术领域。

背景技术

气缸体是大功率低速船用柴油机的重要零件之一，长度较长、高度较高、重量又重，采用合适的加工设备和手段是其加工工艺中的关键问题。请结合参阅图1和图2，图示为一大型船用柴油机6S60MEC气缸体的结构简图，其中气缸体底平面的格兰孔1内设有内台阶面2及R5的圆弧3，该圆弧3与内台阶面2相接合。所述格兰孔1在镗床上即可加工，但其内部的内台阶面2及圆弧3，由于所在部位的特殊性，若想在数控卧式镗床上进行加工，会受到一定的限制，很难达到特定的尺寸精度要求，因为主轴无法从底平面处对格兰孔1背镗面的位置进行加工，所以传统的刀具对内台阶面2及R5的圆弧3，若用数控卧式镗床进行加工则比较困难。目前业内采用的加工方式多为龙铣立式加工，结合非标镗孔刀加非标镗孔成型刀，然而这种加工方式明显存在有以下的缺点与不足：

1、人工手动调整刀具直径，存在一定的尺寸误差，有时不能够满足图纸尺寸要求；

2、手动加工方式对操作者的体力及操作技能等有很高的要求，此外对圆弧3的加工采用成型刀，加工时需一点一点进给，效率非常低，所耗的工时很多，而更重要的是，加工后的圆弧3的表面很粗糙，还需要人工进一步进行磨修；

3、由于气缸体体积庞大，格兰孔1较小。操作人员需要时刻观察加工状况，以防刀具主轴撞上工件，因而存在着较大的安全隐患，一旦撞上后果将较为严重，因此作业条件较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种用于气缸体格兰孔的背镗刀具及加工方法，达到降低成本、提高工效、降低劳动强度及安全隐患和保证产品质量的目的。

基于上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种用于气缸体格兰孔的背镗刀具，所述格兰孔位于气缸体的底平面上且内部设有相互接合的内台阶面和圆弧，其特征在于：所述的背镗刀具包括车刀、弯头刀柄和连接头，所述弯头刀柄呈90°弯角，一端通过固定螺钉与所述连接头固定连接，另一端通过内六角螺钉与所述车刀连接，该车刀的刀尖向内指向所述连接头。

本发明的另一技术方案如下：

一种采用上述背镗刀具实现的用于气缸体格兰孔的加工方法，其特征在于：将所述气缸体放置于数控卧式镗床的台面上，底平面朝向主轴，采用安装于机床附件平旋盘上的所述背镗刀具，通过数控程序指令，实现在一次装夹工位上完成所述格兰孔的内台阶面和圆弧的自动加工。

进一步地，所述的加工方法包括如下步骤：

1)将所述气缸体装夹于数控卧式镗床的工作台，底平面朝向主轴；

2)将所述背镗刀具安装于所述数控卧式镗床自带的平旋盘上，并且使所述车刀的刀尖正对所述格兰孔的中心；

3)通过数控程序指令，对所述内台阶面和圆弧进行粗加工；

4)通过数控程序指令，对所述内台阶面和圆弧进行半精加工；

5)通过数控程序指令，对所述内台阶面和圆弧进行精加工。

进一步地，所述的步骤3)、4)和5)中，当所述车刀的刀尖开始接触工件时，刀具转速和进给速度降低，待所述车刀完全进入所述格兰孔后，切削工艺参数恢复正常值：线速度V＝62m/min，进给量f＝0.3m/r。

与传统的加工方法相比较，本发明具有以下优点：

1、实用性强，操作快捷、方便——由于采用了数控卧式镗床加工，并且使用了非标的专用背镗刀具，使其满足数控卧式镗床的加工条件及要求，空间角度等可自动设定，只要编制对应的数控程序来控制机床运作，就实现了自动加工，简化了操作，提高了加工效率。

2、提高了操作的安全性，降低了作业人员的劳动强度——使用机床自动加工，操作人员不必过度观察、操作，也有效避免了安全隐患。

3、提升了产品质量——由于使用数控机床加工，可以精确控制其位置尺寸，满足了图纸要求，此外使用了专用非标刀具，在节约加工时间的同时也充分保证了台阶面及R5圆弧的加工质量。

总之，本发明具有操作安全、快捷方便的优点，取得了提高加工效率、保证产品质量的有益效果，能够用于大型柴油机气缸体格兰孔内部的仿形加工，也适用于在数控镗床上对其它大型零件的反向加工。

附图说明

图1是6S60MEC型柴油机的气缸体结构简图。

图2是图1的A部放大图。

图3是背镗刀具的结构示意图。

图4是本发明的加工状态示意图。

图5是背镗刀具与工件的位置示意图。

图6是本发明的加工过程示意图之一。

图7是本发明的加工过程示意图之二。

图8是本发明的加工过程示意图之三。

图中：

1—格兰孔，2—内台阶面，3—圆弧，4—平旋盘，5—连接头，6—弯头刀柄，7—内六角螺钉，8—车刀，9—固定螺钉，10—平衡块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明做进一步的详细说明，但不能以此限制本发明的保护范围。

本发明用于对柴油机气缸体底平面的格兰孔的内台阶面及R5圆弧进行加工。

请参阅图3，图示背镗刀具为专用非标刀具，包括车刀8、弯头刀柄6和连接头5。所述弯头刀柄6呈90°弯角，一端通过固定螺钉9与所述连接头5固定连接，另一端通过内六角螺钉7与所述车刀8连接，该车刀8的刀尖向内指向所述连接头5。

请参阅图4，本发明将所述气缸体装夹于数控卧式镗床的工作台面上，底平面朝向主轴，采用机床自带附件平旋盘4、背镗刀具与平衡块10的组合，通过数控程序指令，实现在工件一次装夹工位上，对所述格兰孔1内部的内台阶面及R5的圆弧3的自动加工。

具体的加工步骤如下：

1)将所述气缸体装夹于数控卧式镗床的工作台上，底平面朝向主轴，采用该机床自带的附件平旋盘4及专用的非标背镗刀具，按程序依次加工格兰孔1内部的内台阶面2及R5圆弧3，请参阅图5；

2)将所述背镗刀具安装于所述数控卧式镗床的自带附件平旋盘4的一侧，并且使其正对所述气缸体格兰孔1的中心，该平旋盘4的另一侧安装平衡块10；

3)通过数控程序指令，先对格兰孔1的内台阶面2及R5圆弧3进行台阶式粗加工，请参阅图6；

4)通过数控程序指令，对格兰孔1的内台阶面2及R5圆弧3进行半精加工，请参阅图7；

5)通过数控程序指令，对格兰孔1的内台阶面2及R5圆弧3进行精加工，请参阅图8。

在步骤3)、4)和5)中，背镗刀具初始接触工件时，刀具转速和进给速度需降低，待背镗刀具完全进入格兰孔1后，切削工艺参数恢复正常值：线速度V＝62m/min，进给量f＝0.3m/r。

所述底平面格兰孔1内台阶面2及R5圆弧3的另一加工方案是，采用立式龙铣床加工，通过非标反双镗刀+非标成型R5双镗刀具，人工手动调节好尺寸后，一点一点镗出内台阶面2及R5圆弧3，加工完成。然而实践表明，该方案远比本发明所述的加工方法耗费的时间多。

本发明一方面采用卧式数控镗床背镗加工方式代替龙铣床人工的手动调镗铣，利用程序控制工件自动加工，大幅度提高了产品加工质量，另一方面也使得现场实际操作比较简单方便，有效地降低了劳动强度及作业危险性，在保证生产安全及产品质量的同时提高了劳动效率。

上述实施例并非用来限定本发明的范围，本发明要求的保护范围不仅限于上述实施例，也应包括其他对本发明显而易见的变换和替代方案，凡依据本发明的内容所做的等效变化及修改，均属于本发明的范畴。

Claims (4)

1.一种用于气缸体格兰孔的背镗刀具，所述格兰孔位于气缸体的底平面上且内部设有相互接合的内台阶面和圆弧，其特征在于：所述的背镗刀具包括车刀、弯头刀柄和连接头，所述弯头刀柄呈90°弯角，一端通过固定螺钉与所述连接头固定连接，另一端通过内六角螺钉与所述车刀连接，该车刀的刀尖向内指向所述连接头。

2.一种采用权利要求1所述背镗刀具实现的用于气缸体格兰孔的加工方法，其特征在于：将所述气缸体放置于数控卧式镗床的台面上，底平面朝向主轴，采用安装于机床附件平旋盘上的所述背镗刀具，通过数控程序指令，实现在一次装夹工位上完成所述格兰孔的内台阶面和圆弧的自动加工。

3.根据权利要求1所述的用于气缸体格兰孔的加工方法，其特征在于：所述的加工方法包括如下步骤：

1)将所述气缸体装夹于数控卧式镗床的工作台，底平面朝向主轴；

2)将所述背镗刀具安装于所述数控卧式镗床自带的平旋盘上，并且使所述车刀的刀尖正对所述格兰孔的中心；

3)通过数控程序指令，对所述内台阶面和圆弧进行粗加工；

4)通过数控程序指令，对所述内台阶面和圆弧进行半精加工；

5)通过数控程序指令，对所述内台阶面和圆弧进行精加工。

4.根据权利要求3所述的用于气缸体格兰孔的加工方法，其特征在于：所述的步骤3)、4)和5)中，当所述车刀的刀尖开始接触工件时，刀具转速和进给速度降低，待所述车刀完全进入所述格兰孔后，切削工艺参数恢复正常值：线速度V＝62m/min，进给量f＝0.3m/r。

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