CN113649822A - 一种加工设备及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于发动机加工技术领域，公开一种加工设备及加工方法，该加工方法使用该加工设备，该加工设备用于加工气缸盖座圈，该加工设备包括刀体组件，刀体组件上开设有安装槽，安装槽内活动安装有刀片；调刀组件，刀体组件上还开设有调节孔，安装槽与调节孔相通，调刀组件活动安装于调节孔内上，调刀组件用于调整刀片的加工角度；压紧组件，压紧组件用于将刀片压紧于刀体组件上。本发明的调刀组件能够使刀片调整到预设的加工角度，使刀片对准工件，提高加工精度，保证刀片的使用寿命。

Description

一种加工设备及加工方法

技术领域

本发明涉及发动机加工技术领域，尤其涉及一种加工设备及加工方法。

背景技术

柴油发动机的气缸盖上设置有气门座圈，以四气门系列发动机为例，现有技术对四个气缸盖气门座圈的加工方法包括手铰法加工、立式钻床加工以及加工中心结合专用刀具加工等，采用手铰法加工时，只适用于小批量生产，劳动强度大，生产效率低，且气缸盖座圈的直线度、粗糙度、圆度以及角度均不能够满足工艺技术要求；采用立式钻床加工时，虽然降低了劳动强度并提高了生产效率，但座圈的坡面锥度、粗糙度以及下沉量均不能够达到工艺技术要求；采用加工中心结合专用刀具加工，具有加工中心定位精度高、主轴刚性强、自动变化切削速度和自动更换刀具的特点，但该类型的专用刀具为成型刀片，座圈坡面锥度在刀体上不可调，受切削力影响，座圈坡面锥度差，影响刀具使用寿命，增加生产成本。

发明内容

本发明的一个目的在于：提供一种加工设备，通过调刀组件调节刀片的加工角度，提高切削精度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种加工设备，用于加工气缸盖座圈，所述加工设备包括：

刀体组件，所述刀体组件上开设有安装槽，所述安装槽内活动安装有刀片；

调刀组件，所述刀体组件上还开设有调节孔，所述安装槽与所述调节孔相通，所述调刀组件活动安装于所述调节孔内，所述调刀组件用于调整所述刀片的加工角度；

压紧组件，所述压紧组件用于将所述刀片压紧于所述刀体组件上。

作为一种可选的技术方案，所述调节孔为螺纹孔，所述调刀组件包括调刀螺钉和楔形块，所述调刀螺钉和所述楔形块均容纳于所述螺纹孔内，且所述楔形块位于所述调刀螺钉与所述刀片之间。

作为一种可选的技术方案，所述调刀螺钉与所述楔形块的长度之和小于或等于所述螺纹孔的长度。

作为一种可选的技术方案，所述刀体组件上还开设有压紧孔，所述压紧孔与所述安装槽相通，所述压紧组件包括压紧螺钉和压紧件，所述压紧螺钉螺纹安装于所述压紧孔内，所述压紧件套设于所述压紧螺钉的外周，所述压紧螺钉用于带动所述压紧件压紧所述刀片。

本发明的另一个目的在于：提供一种加工方法，通过对刀仪检测刀片的加工角度，避免刀片无法对准工件。

为达次目的，本发明采用以下技术方案：

一种加工方法，用于加工气缸盖座圈，使用如上所述的加工设备，所述方法包括：

通过所述调刀组件调整所述刀片的加工角度；

采用对刀仪检测所述刀片的加工角度是否符合预设要求；

通过所述压紧组件将所述刀片压紧于所述刀体组件上；

通过所述刀体组件带动所述刀片对所述气缸盖座圈进行加工。

作为一种可选的技术方案，所述步骤：通过所述调刀组件调整所述刀片的加工角度，具体为：

转动位于所述刀体组件的螺纹孔内的调刀螺钉，所述调刀螺钉推动楔形块靠近所述刀片，使得所述楔形块抵推所述刀片并改变所述刀片的加工角度。

作为一种可选的技术方案，所述步骤：采用对刀仪检测所述刀片的加工角度是否符合要求；

若符合，则进行步骤：通过所述压紧组件将所述刀片压紧于所述刀体组件；

若不符合，则返回步骤：通过所述调刀组件调整所述刀片的加工角度。

作为一种可选的技术方案，所述刀体组件包括主轴，所述步骤：通过所述刀体组件带动所述刀片对所述气缸盖座圈进行加工，具体包括以下步骤：

所述主轴的转动速度调节为第一预设转速；

进行第一刀具补偿，所述刀片移动至所述气缸盖座圈的顶部表面；

所述刀片按照所述第一预设转速对所述顶部表面加工至第一预设尺寸。

作为一种可选的技术方案，在所述步骤：所述刀片按照所述第一预设转速对所述顶部表面加工至第一预设尺寸之后，还包括以下步骤：

将所述主轴的转动速度调节到第二预设转速；

进行第二刀具补偿，所述刀片移动至所述气缸盖座圈的台肩孔处；

所述刀片按照所述第二预设转速对所述台肩孔表面加工至第二预设尺寸；

进行加工延时，延时时间为第一预设时间。

作为一种可选的技术方案，延时时间到点之后，还包括步骤：

使所述刀片返回安全点。

本发明的有益效果在于：

本发明提供一种加工设备和加工方法，该加工设备用于加工气缸盖座圈，该加工方法使用该加工设备，该加工设备包括刀体组件、调刀组件以及压紧组件，将刀片活动安装于刀体组件上的安装槽，方便调刀组件将刀片调节到合适的加工角度，调刀组件能够完全容纳于调节孔内，避免刀体组件带动刀片对工件进行加工时调刀组件与外界物体产生接触，刀片在安装槽内调节到预设的加工角度后通过压紧组件进行压紧，避免刀片在对工件进行加工的过程中脱离于刀体组件或在安装槽内发生偏移，以保证加工精度。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明；

图1为实施例一所述的加工设备的第一横截面的剖视图；

图2为实施例一所述的加工设备的第二横截面的剖视图；

图3为实施例二所述的加工方法的流程图。

附图中：

1、刀体组件；11、主轴；

2、调刀组件；21、调刀螺钉；22、楔形块；

3、压紧组件；31、压紧螺钉；32、压紧件；

4、刀片。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一：

发动机中的气缸盖座圈在进行机械加工时，通常采用加工中心结合专用刀具的加工方法，利用加工中心重复定位精度高、主轴刚性强、自动变化切削速度和自动更换的特点进行规模化加工气缸盖座圈，但该专用刀具为成型刀片，无法调整对气缸盖座圈的加工角度，使得气缸盖座圈的锥面角度加工工艺不能满足要求，且由于刀具受到切削力的影响，容易造成使用寿命期限下降。

如图1和图2所示，为解决上述问题，本实施例提供一种加工设备，通过该加工设备加工气缸盖座圈，能够提高对气缸盖座圈的加工精度，该加工设备包括刀体组件1、调刀组件2以及压紧组件3，刀体组件1上开设有安装槽，安装槽内活动安装有刀片4；刀体组件1上还开设有调节孔，安装槽与调节孔相通，调刀组件2活动安装于调节孔内，调刀组件2用于调整刀片4的加工角度；压紧组件3安装于刀体组件1上，压紧组件3用于将刀片4压紧于刀体组件1上。

将刀片4活动安装于刀体组件1上的安装槽，方便调刀组件2将刀片4调节到合适的加工角度，调刀组件2能够完全容纳于调节孔内，避免刀体组件1带动刀片4对工件进行加工时调刀组件2与外界物体产生接触，刀片4在安装槽内调节到预设的加工角度后通过压紧组件3进行压紧，避免刀片4在对工件进行加工的过程中脱离于刀体组件1或在安装槽内发生偏移，以保证加工精度。

在本实施例中，调节孔为螺纹孔，调刀组件2包括调刀螺钉21和楔形块22，调刀螺钉21和楔形块22均容纳于螺纹孔内，且楔形块22位于调刀螺钉21与刀片4之间。当刀片4调节到预设的加工角度时，调刀螺钉21停止转动，调刀螺钉21固定于螺纹孔内，楔形块22支撑刀片4的背部，由于调刀螺钉21能够完全容纳于螺纹孔内，因此，当刀体组件1旋转时，调刀螺钉21无法触碰到气缸盖座圈，避免发生干涉打刀现象。

在本实施例中，调刀螺钉21与楔形块22的长度之和小于或等于螺纹孔的长度，保证调刀螺钉21和楔形块22完全容纳于螺纹孔中。

在本实施例中，刀体组件1上还开设有压紧孔，压紧孔与安装槽相通，压紧组件3包括压紧螺钉31和压紧件32，压紧螺钉31螺纹安装于压紧孔内，压紧件32套设于压紧螺钉31的外周，压紧螺钉31用于带动压紧件32压紧刀片4。压紧件32的一端的外壁设置有凸板，将压紧螺钉31在压紧孔内转动紧固时，压紧件32上的凸板抵推压紧刀片4，保证刀片4的安装稳定性。

实施例二：

发动机中的气缸盖座圈在进行机械加工时，采用现有的一些加工工艺和加工方法会导致气缸盖座圈出现加工质量问题，如进气座圈底孔垂直度、座圈锥面角度、进气弹簧座孔到地面的距离、粗糙度等均出现不符合要求的现象，尤其是座圈锥面角度不合格占全部不合格项的78％，大大影响了气缸盖的综合项次合格率。

如图3所示，为解决上述问题，本实施例提供一种加工方法，用于加工气缸盖座圈，使用实施例一的加工设备，方法包括：

S100、通过调刀组件2调整刀片4的加工角度；

S200、采用对刀仪检测刀片4的加工角度是否符合预设要求；

S300、通过压紧组件3将刀片4压紧于刀体组件1上；

S400、通过刀体组件1带动刀片4对气缸盖座圈进行加工。

通过本方法能够使刀片4调整到预设的加工角度，符合预设要求，提高加工精度，例如气缸盖座圈的直线度、粗糙度、圆度以及坡面锥度等，避免因刀片4的加工角度不符合预设要求或者刀片4在加工过程中发生松动，导致切削工艺不能够达到工艺技术要求，最终使气缸盖报废，当刀片4的加工角度不符合预设要求却依然对气缸盖座圈进行切削加工时，产生刀片4断裂的安全隐患，无法保证生产安全，刀片4的使用寿命也大大缩短。本实施例的刀片4的加工角度为刀片4的刀口相对气缸盖座圈的加工面的角度。

气缸盖座圈的公差要求为90°-0.5°，现有的对刀仪的角度检测值最大为45°，不满足刀片4的测量要求，例如，刀片4的需调节角度为0.1°时，无论刀片4的加工角度往哪一边调整，对刀仪总会显示44.9°，难以区分刀片444.9°还是45.1°，因此容易混淆，分不清刀片4的正确角度，本实施例对对刀仪进行重新设定，使对刀仪的检测范围由原来的45.0°修改为90.0°，能够直接接触到锥面角度与对刀仪的测量角度只有0.2°的误差，因此，能够满足工艺要求。

可选的，步骤S100具体为：转动位于刀体组件1的螺纹孔内的调刀螺钉21，调刀螺钉21推动楔形块22靠近刀片4，使得楔形块22抵推刀片4并改变刀片4的加工角度。

进行步骤S200之后，若符合，则进行步骤S300，若不符合，则返回步骤S100。当刀片4的加工角度符合预设要求，需要采用压紧组件3对刀片4进行压紧固定，避免刀片4脱离于刀体组件1，当刀片4的加工角度不符合预设要求时，需要重新转动调刀组件2，使刀片4的加工角度适应性改变。

刀片4对气缸盖座圈进行加工前对加工机床进行自定义变量参数编程。

可选的，刀体组件1包括主轴11，步骤S400，具体包括以下步骤：

S401、主轴11的转动速度调节为第一预设转速；

S402、进行第一刀具补偿，刀片4移动至气缸盖座圈的顶部表面；

S403、刀片4按照第一预设转速对顶部表面加工至第一预设尺寸。

本方法先对气缸盖底座的顶部表面进行加工，使气缸盖座圈的顶部表面满足工艺技术要求。本实施例的顶部表面为安全平面。

可选的，在步骤S403之后，还包括以下步骤：

S404、将主轴11的转动速度调节到第二预设转速；

S405、进行第二刀具补偿，刀片4移动至气缸盖座圈的台肩孔处；

S406、刀片4按照第二预设转速对台肩孔表面加工至第二预设尺寸；

S407、进行加工延时，延时时间为第一预设时间。

刀片4安装第二预设转速对台肩孔表面进行切削加工，一直加工到孔底。

在台肩孔表面进行加工延时，能够保证台肩孔表面的加工精度以及使切削废料能够有效排除。

可选的，延时时间到点之后，还包括步骤：

S408、使刀片4返回安全点。

此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种加工设备，用于加工气缸盖座圈，其特征在于，所述加工设备包括：

刀体组件(1)，所述刀体组件(1)上开设有安装槽，所述安装槽内活动安装有刀片(4)；

调刀组件(2)，所述刀体组件(1)上还开设有调节孔，所述安装槽与所述调节孔相通，所述调刀组件(2)活动安装于所述调节孔内，所述调刀组件(2)用于调整所述刀片(4)的加工角度；

压紧组件(3)，所述压紧组件(3)用于将所述刀片(4)压紧于所述刀体组件(1)上。

2.根据权利要求1所述的加工设备，其特征在于，所述调节孔为螺纹孔，所述调刀组件(2)包括调刀螺钉(21)和楔形块(22)，所述调刀螺钉(21)和所述楔形块(22)均容纳于所述螺纹孔内，且所述楔形块(22)位于所述调刀螺钉(21)与所述刀片(4)之间。

3.根据权利要求2所述的加工设备，其特征在于，所述调刀螺钉(21)与所述楔形块(22)的长度之和小于或等于所述螺纹孔的长度。

4.根据权利要求1所述的加工设备，其特征在于，所述刀体组件(1)上还开设有压紧孔，所述压紧孔与所述安装槽相通，所述压紧组件(3)包括压紧螺钉(31)和压紧件(32)，所述压紧螺钉(31)螺纹安装于所述压紧孔内，所述压紧件(32)套设于所述压紧螺钉(31)的外周，所述压紧螺钉(31)用于带动所述压紧件(32)压紧所述刀片(4)。

5.一种加工方法，用于加工气缸盖座圈，其特征在于，使用权利要求1至4任一项所述的加工设备，所述方法包括：

通过所述调刀组件(2)调整所述刀片(4)的加工角度；

采用对刀仪检测所述刀片(4)的加工角度是否符合预设要求；

通过所述压紧组件(3)将所述刀片(4)压紧于所述刀体组件(1)上；

通过所述刀体组件(1)带动所述刀片(4)对所述气缸盖座圈进行加工。

6.根据权利要求5所述的加工方法，其特征在于，所述步骤：通过所述调刀组件(2)调整所述刀片(4)的加工角度，具体为：

转动位于所述刀体组件(1)的螺纹孔内的调刀螺钉(21)，所述调刀螺钉(21)推动楔形块(22)靠近所述刀片(4)，使得所述楔形块(22)抵推所述刀片(4)并改变所述刀片(4)的加工角度。

7.根据权利要求5所述的加工方法，其特征在于，所述步骤：采用对刀仪检测所述刀片(4)的加工角度是否符合要求；

若符合，则进行步骤：通过所述压紧组件(3)将所述刀片(4)压紧于所述刀体组件(1)；

若不符合，则返回步骤：通过所述调刀组件(2)调整所述刀片(4)的加工角度。

8.根据权利要求5所述的加工方法，其特征在于，所述刀体组件(1)包括主轴(11)，所述步骤：通过所述刀体组件(1)带动所述刀片(4)对所述气缸盖座圈进行加工，具体包括以下步骤：

所述主轴(11)的转动速度调节为第一预设转速；

进行第一刀具补偿，所述刀片(4)移动至所述气缸盖座圈的顶部表面；

所述刀片(4)按照所述第一预设转速对所述顶部表面加工至第一预设尺寸。

9.根据权利要求8所述的加工方法，其特征在于，在所述步骤：所述刀片(4)按照所述第一预设转速对所述顶部表面加工至第一预设尺寸之后，还包括以下步骤：

将所述主轴(11)的转动速度调节到第二预设转速；

进行第二刀具补偿，所述刀片(4)移动至所述气缸盖座圈的台肩孔处；

所述刀片(4)按照所述第二预设转速对所述台肩孔表面加工至第二预设尺寸；

进行加工延时，延时时间为第一预设时间。

10.根据权利要求9所述的加工方法，其特征在于，延时时间到点之后，还包括步骤：

使所述刀片(4)返回安全点。

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