CN112792384A - 一种铝缸盖喷油器孔复合成型刀具及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种铝缸盖喷油器孔复合成型刀具及其加工方法，包括所述刀具包括第一复合钻头、第二复合钻头、第三复合钻头、精铰刀头以及刀具夹持段，所述第一复合钻头、第二复合钻头、第三复合钻头、精铰刀头以及刀具夹持段为一体结构，所述第一复合钻头所在端部为刀体加工端；S1、将高速钢棒料在机床上一体加工出复合成型刀具；S2、将复合成型刀具的刀具夹持段插装在数控金刚卧式镗床上；S3、将铝缸盖装夹在三爪卡盘上；S4、镗床驱动复合成型刀具转动，在铝缸盖上一次性开设出喷油器孔；本发明通过将多种钻头集成为一体，能够提高和保证喷油器孔的尺寸精度和孔的光整度，新刀具可以在一道工序上一次加工成型，以提高加工效率。
Description
技术领域
本发明属于铝合金缸盖加工技术领域，特别涉及一种铝缸盖喷油器孔复合成型刀具及其加工方法。
背景技术
缸盖是安装在气缸之上的做功零件，参与封闭气缸空间和组成燃烧室，用于安装进、排气门及安装进、排气管，摇臂、喷油器，并且能够承受燃烧压力，传导气缸内室温，实现蓄热、散热功能的缸体组成件。铝缸盖的主要作用在于进、排气门的吸气、排气以及喷油点火供油燃烧，进、排气门在工作过程中主要形成一个开环和一个闭环，而缸盖喷油器孔的主要用来安装工作时的喷油器总成，因喷油器零件小结构比较复杂，故喷油器孔的成型也相对要求较高，其IT等级一般为7级精度；
柴油机铝缸盖毛坯为浇铸件后T5处理。机加工分粗、精加工，工序较多。而我公司主要生导的缸盖是186FA这种产品。喷油器孔一般是一孔多径，即一个孔里面有几种孔径，呈台阶孔，因此有粗钻(用复合钻)粗加工后再转精加工序精镗加工至成型孔，因此工效很低，为了提高加工效率，改善切削加工工艺，因迫于生产急需，故发明了一种复合钻头带精铰成型集成刀具。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种铝缸盖喷油器孔复合成型刀具，具体技术方案如下：
一种铝缸盖喷油器孔复合成型刀具，所述刀具包括第一复合钻头、第二复合钻头、第三复合钻头、精铰刀头以及刀具夹持段，所述第一复合钻头、第二复合钻头、第三复合钻头、精铰刀头以及刀具夹持段为一体结构，所述第一复合钻头所在端部为刀体加工端；所述第一复合钻头、第二复合钻头、第三复合钻头、精铰刀头以及刀具夹持段同轴连续设置；
所述第一复合钻头用以加工喷油孔内端部分，所述第二复合钻头用以加工喷油孔中间部分，所述第三复合钻头用以加工喷油孔外端部分，所述精铰刀头用以精铰第三复合钻头所加工的孔壁。
进一步的，所述第一复合钻头、第二复合钻头以及第三复合钻头的外径依次增大，所述第二复合钻头、第一复合钻头、第三复合钻头以及精铰刀头的长度依次增大，所述第三复合钻头的外径与精铰刀头的外径一致。
进一步的，所述刀具还包括R孤内深螺旋导程槽，所述R孤内深螺旋导程槽依次穿过第一复合钻头、第二复合钻头、第三复合钻头。
进一步的，所述精铰刀头的外部开设有环形阵列分布的排屑槽。
进一步的，所述刀具夹持段包括第一柱体、第二柱体以及第三柱体，所述第一柱体、第二柱体以及第三柱体同轴连续设置，所述第一柱体所在端部为夹持端，所述第二柱体、第一柱体以及第三柱体的外径依次设置，所述第三柱体与精铰刀头的连接处为倒直角结构。
一种铝缸盖喷油器孔复合成型刀具的加工方法，所述加工方法包括以下步骤：
S1、将高速钢棒料在机床上一体加工出复合成型刀具；
S2、将复合成型刀具的刀具夹持段插装在数控金刚卧式镗床上；
S3、将铝缸盖装夹在三爪卡盘上；
S4、镗床驱动复合成型刀具转动，在铝缸盖上一次性开设出喷油器孔。
进一步的，在S1中，所述将高速钢棒料在机床上一体加工出复合成型刀具具体的为：
S1.1、将高速钢棒料装夹在机床上；
S1.2、刀体将棒料切割为第一段、第二段，第一段的外径为35mm，第二段的外径为17-17.01mm，第一段的长度为96-100mm，第二段的长
度为80-84mm；
S1.3、刀体在第二段的复合钻段上开出连续的R孤内深螺旋导程槽，导程槽的分布长度为40mm，R弧的弧度为0.5mm；
S1.4、刀体在第二段的复合钻段上切割出阶梯分布的第一复合钻头、第二复合钻头以及第三复合钻头，第一复合钻头为加工端；第一复合钻头的外径为7.3-7.315mm、长度为9.9mm；第二复合钻头的外径为11.9-11.925mm、长度为5.1mm；第三复合钻头的外径为17-17.01mm、长度为25mm；
S1.5、刀体在第二段的铰刀刃段上开出环形阵列分布的排屑槽，制得精铰刀头；
S1.6、刀体在第一段上切割出阶梯分布的第一柱体、第二柱体以及第三柱体，第三柱体为装配插接端；第一柱体的外径为27mm、长度为14mm；第二柱体的外径为35mm、长度为20mm；第三柱体的长度为60mm、外径为32mm。
进一步的，在S4中，镗床驱动复合成型刀具转动，在铝缸盖上一次性开设出喷油器孔具体的为：复合成型刀具在铝缸盖上开设喷油孔；第一复合钻头在铝缸盖上开出内端部分；第二复合钻头在铝缸盖上开出喷油器的中间部分；第三复合钻头在铝缸盖上开出喷油器的外端部分；精铰刀头对喷油器的外端部分进行精铰。
本发明的有益效果是：通过将多种钻头集成为一体，能够提高和保证喷油器孔的尺寸精度和孔的光整度，新刀具可以在一道工序上一次加工成型，以提高加工效率。
附图说明
图1示出了本发明的铝缸盖喷油器孔复合成型刀具的结构示意图；
图2示出了本发明的复合成型刀具侧截面结构示意图；
图中所示：1、第一复合钻头；2、第二复合钻头；3、第三复合钻头；4、精铰刀头；41、排屑槽；5、刀具夹持段；51、第一柱体；52、第二柱体；53、第三柱体。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和图2所示，一种铝缸盖喷油器孔复合成型刀具，所述刀具包括第一复合钻头1、第二复合钻头2、第三复合钻头3、精铰刀头4以及刀具夹持段5，所述第一复合钻头1、第二复合钻头2、第三复合钻头3、精铰刀头4以及刀具夹持段5为一体结构，所述第一复合钻头1所在端部为刀体加工端；所述第一复合钻头1、第二复合钻头2、第三复合钻头3、精铰刀头4以及刀具夹持段5同轴连续设置；
所述第一复合钻头1用以加工喷油孔内端部分，所述第二复合钻头2用以加工喷油孔中间部分，所述第三复合钻头3用以加工喷油孔外端部分，所述精铰刀头4用以精铰第三复合钻头3所加工的孔壁；提高和保证喷油器孔的尺寸精度和孔的光整度，新刀具可以在一道工序上一次加工成型，以提高加工效率。
作为上述技术方案的改进，所述第一复合钻头1、第二复合钻头2以及第三复合钻头3的外径依次增大，所述第二复合钻头1、第一复合钻头2、第三复合钻头3以及精铰刀头4的长度依次增大，所述第三复合钻头3的外径与精铰刀头4的外径一致；阶梯状的三个钻头能够满足阶梯状喷油孔的加工需要，实现一体加工。
作为上述技术方案的改进，所述刀具还包括R孤内深螺旋导程槽，所述R孤内深螺旋导程槽依次穿过第一复合钻头1、第二复合钻头2、第三复合钻头3；R孤内深螺旋导程槽能够提高排屑能力，方便钻进加工时快速排屑。
作为上述技术方案的改进，所述精铰刀头4的外部开设有环形阵列分布的排屑槽41；排屑槽用以排出精铰过程中的废屑。
作为上述技术方案的改进，所述刀具夹持段5包括第一柱体51、第二柱体52以及第三柱体53，所述第一柱体51、第二柱体52以及第三柱体53同轴连续设置，所述第一柱体51所在端部为夹持端，所述第二柱体52、第一柱体51以及第三柱体53的外径依次设置，所述第三柱体53与精铰刀头4的连接处为倒直角结构；第二柱体为卡合部位，第一柱体、第三柱体为固定部件。
一种铝缸盖喷油器孔复合成型刀具的加工方法，所述加工方法包括以下步骤：
S1、将高速钢棒料在机床上一体加工出复合成型刀具；
S1.1、将高速钢棒料装夹在机床上；
S1.2、刀体将棒料切割为第一段、第二段，第一段的外径为35mm，第二段的外径为17-17.01mm，第一段的长度为96-100mm，第二段的长
度为80-84mm；
S1.3、刀体在第二段的复合钻段上开出连续的R孤内深螺旋导程槽，导程槽的分布长度为40mm，R弧的弧度为0.5mm；
S1.4、刀体在第二段的复合钻段上切割出阶梯分布的第一复合钻头、第二复合钻头以及第三复合钻头，第一复合钻头为加工端；第一复合钻头的外径为7.3-7.315mm、长度为9.9mm；第二复合钻头的外径为11.9-11.925mm、长度为5.1mm；第三复合钻头的外径为17-17.01mm、长度为25mm；
S1.5、刀体在第二段的铰刀刃段上开出环形阵列分布的排屑槽，制得精铰刀头；
S1.6、刀体在第一段上切割出阶梯分布的第一柱体、第二柱体以及第三柱体，第三柱体为装配插接端；第一柱体的外径为27mm、长度为14mm；第二柱体的外径为35mm、长度为20mm；第三柱体的长度为60mm、外径为32mm。
S2、将复合成型刀具的刀具夹持段插装在数控金刚卧式镗床上；
S3、将铝缸盖装夹在三爪卡盘上；
S4、镗床驱动复合成型刀具转动，在铝缸盖上一次性开设出喷油器孔；复合成型刀具在铝缸盖上开设喷油孔；第一复合钻头在铝缸盖上开出内端部分；第二复合钻头在铝缸盖上开出喷油器的中间部分；第三复合钻头在铝缸盖上开出喷油器的外端部分；精铰刀头对喷油器的外端部分进行精铰。
通过上述方案设计出的复合刀具具有以下有效效果：
1、提高和保证喷油器孔的尺寸精度和孔的光整度，新刀具可以在一道工序上一次加工成型，以提高加工效率；
2、该刀具结构设计紧凑，排屑性能好，设有较大的R孤内深螺旋导程槽，方便连续加工时快速排屑；
3、机加工时机床采用极压润滑冷却液，排量大，铝屑冲走速度快，同时极压切削液在加工时可提高刀具的润滑冷却介质，工件热量小；
4、铝缸盖加工设备为数控金刚卧式镗床，其设备刚性较好，主轴回转精度高，数控走刀无级变速，尺寸稳定性一致性较好；
5、通过刀具设计改进，经刀具厂制作回厂试加工，缸盖尺寸稳定性较好，粗糙度和行为公差符合工艺图纸要求，减少了一道工序，班产量显著提高，已在扩展到其它品种的缸盖喷油器孔成型刀具中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种铝缸盖喷油器孔复合成型刀具，其特征在于：所述刀具包括第一复合钻头、第二复合钻头、第三复合钻头、精铰刀头以及刀具夹持段，所述第一复合钻头、第二复合钻头、第三复合钻头、精铰刀头以及刀具夹持段为一体结构，所述第一复合钻头所在端部为刀体加工端；所述第一复合钻头、第二复合钻头、第三复合钻头、精铰刀头以及刀具夹持段同轴连续设置；
所述第一复合钻头用以加工喷油孔内端部分，所述第二复合钻头用以加工喷油孔中间部分，所述第三复合钻头用以加工喷油孔外端部分，所述精铰刀头用以精铰第三复合钻头所加工的孔壁。
2.根据权利要求1所述的一种铝缸盖喷油器孔复合成型刀具，其特征在于：所述第一复合钻头、第二复合钻头以及第三复合钻头的外径依次增大，所述第二复合钻头、第一复合钻头、第三复合钻头以及精铰刀头的长度依次增大，所述第三复合钻头的外径与精铰刀头的外径一致。
3.根据权利要求1所述的一种铝缸盖喷油器孔复合成型刀具，其特征在于：所述刀具还包括R孤内深螺旋导程槽，所述R孤内深螺旋导程槽依次穿过第一复合钻头、第二复合钻头、第三复合钻头。
4.根据权利要求1所述的一种铝缸盖喷油器孔复合成型刀具，其特征在于：所述精铰刀头的外部开设有环形阵列分布的排屑槽。
5.根据权利要求1所述的一种铝缸盖喷油器孔复合成型刀具，其特征在于：所述刀具夹持段包括第一柱体、第二柱体以及第三柱体，所述第一柱体、第二柱体以及第三柱体同轴连续设置，所述第一柱体所在端部为夹持端，所述第二柱体、第一柱体以及第三柱体的外径依次设置，所述第三柱体与精铰刀头的连接处为倒直角结构。
6.一种铝缸盖喷油器孔复合成型刀具的加工方法，其特征在于：所述加工方法包括以下步骤：
S1、将高速钢棒料在机床上一体加工出复合成型刀具；
S2、将复合成型刀具的刀具夹持段插装在数控金刚卧式镗床上；
S3、将铝缸盖装夹在三爪卡盘上；
S4、镗床驱动复合成型刀具转动，在铝缸盖上一次性开设出喷油器孔。
7.根据权利要求6所述的一种铝缸盖喷油器孔复合成型刀具的加工方法，其特征在于：在S1中，所述将高速钢棒料在机床上一体加工出复合成型刀具具体的为：
S1.1、将高速钢棒料装夹在机床上；
S1.2、刀体将棒料切割为第一段、第二段，第一段的外径为35mm，第二段的外径为17-17.01mm，第一段的长度为96-100mm，第二段的长度为80-84mm；
S1.3、刀体在第二段的复合钻段上开出连续的R孤内深螺旋导程槽，导程槽的分布长度为40mm，R弧的弧度为0.5mm；
S1.4、刀体在第二段的复合钻段上切割出阶梯分布的第一复合钻头、第二复合钻头以及第三复合钻头，第一复合钻头为加工端；第一复合钻头的外径为7.3-7.315mm、长度为9.9mm；第二复合钻头的外径为11.9-11.925mm、长度为5.1mm；第三复合钻头的外径为17-17.01mm、长度为25mm；
S1.5、刀体在第二段的铰刀刃段上开出环形阵列分布的排屑槽，制得精铰刀头；
S1.6、刀体在第一段上切割出阶梯分布的第一柱体、第二柱体以及第三柱体，第三柱体为装配插接端；第一柱体的外径为27mm、长度为14mm；第二柱体的外径为35mm、长度为20mm；第三柱体的长度为60mm、外径为32mm。
8.根据权利要求6所述的一种铝缸盖喷油器孔复合成型刀具的加工方法，其特征在于：在S4中，镗床驱动复合成型刀具转动，在铝缸盖上一次性开设出喷油器孔具体的为：复合成型刀具在铝缸盖上开设喷油孔；第一复合钻头在铝缸盖上开出内端部分；第二复合钻头在铝缸盖上开出喷油器的中间部分；第三复合钻头在铝缸盖上开出喷油器的外端部分；精铰刀头对喷油器的外端部分进行精铰。
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