CN113751795A - 一种多缸柴油机气缸盖气门座专用铰削刀具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多缸柴油机气缸盖气门座专用铰削刀具，刀具采用机夹式单刃切削，采用单刃切削代替镗削加工，能达到较高形状精度和位置精度，表面粗糙度值大幅度降低；刀片采用金属陶瓷刀片，具有很高的硬度、耐磨性、红硬性，有良好的抗粘结性、化学稳定性以及较低摩擦系数，可达到密封环带表面质量要求；导管内孔铰刀采用推铰形式，保证导管内孔直线度要求和表面粗糙度要求，保证密封环带相对导管内孔同轴度要求。该刀具解决了密封环带表面粗糙度差，形状误差大以及相对导管内孔同轴度误差大的问题，提高了多缸柴油机气缸盖的加工合格率，节约了人力和加工成本，技术先进，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及到车加工铰削刀具，尤其是一种多缸柴油机气缸盖气门座专用铰削刀具。
背景技术
多缸柴油机气门座圈一般采用镍铬钼合金铸铁制成，其基本组织为细化珠光体，并含有少量合金渗碳体和磷共晶复合物以及10%左右针状组织(贝氏体和残余奥氏体)，硬度在35-40HRC，因此该材质座圈具有硬度高、强度高、抗氧化及耐磨性好等特点。气缸盖内气门座圈倒角俗称凡尔线，它与气门配合组成一个密封环带，以保证柴油机工作时不发生漏气现象。发明人已在2019年6月在《金属加工冷加工》期刊发表了“多缸柴油机气缸盖气门座专用铰削刀具”论文。过去的加工方式是先用铰刀对气门座进行铰削，再用气动研磨机对气门座圈进行研磨，形成密封环带达到密封要求，使气门和气门座圈形成偶件配合，没有互换性，研磨生产效率低。刚开始，采取六刃锥面铰刀(刀片材料YG6)进行铰削，密封环带表面粗糙度很难达到要求，气门导管孔与座圈密封环带同轴度也不符合要求，质量很不稳定，渗漏情况严重。因此，为了解决这些问题，科研单位和企业的科技人员在不断地探索、研究，虽然在技术上取得一些进步，但在实际运用中仍然存在尚未克服的技术难题。
发明内容
本发明的目的在于克服以上不足，提供一种多缸柴油机气缸盖气门座专用铰削刀具，该刀具包括：刀体、刀片、导管内孔推铰刀。刀具采用机夹式单刃切削，采用单刃切削代替镗削加工，能达到较高形状精度和位置精度，表面粗糙度值大幅度降低；刀片采用金属陶瓷刀片，具有很高的硬度、耐磨性、红硬性，有良好的抗粘结性、化学稳定性以及较低摩擦系数，可达到密封环带表面质量要求；导管内孔铰刀采用推铰形式，保证导管内孔直线度要求和表面粗糙度要求，保证密封环带相对导管内孔同轴度要求。该刀具解决了密封环带表面粗糙度差，形状误差大以及相对导管内孔同轴度误差大的问题，提高了多缸柴油机气缸盖的加工合格率，节约了人力和加工成本，技术先进，实用性强。
本发明所采用的技术方案是：一种多缸柴油机气缸盖气门座专用铰削刀具，该刀具包括：刀体、刀片、气门座阀、导管内孔推铰刀、锁紧螺栓、断屑槽、端面切削刃后角、径向切削刃后角、径向切削刃前角、径向切削刃刃带宽度、座圈凡尔线铰刀后角，所述的刀体为圆柱式形状，采用38CrMoAl合金调制钢制成，刀体设有断屑槽，刀片采用机夹式金属陶瓷刀片，设置在刀体上，与刀体中心轴成45度角，导管内孔推铰刀采用硬质合金制成，成推铰刀切削形式，刀刃采用左旋，导程20mm，6刃均布，设置在刀体上，与刀体同一轴度，用锁紧螺栓固定。
进一步的，所述的导管内孔推铰刀上设有端面切削刃后角、径向切削刃后角、径向切削刃前角、径向切削刃刃带宽度，端面切削刃后角为10°，径向切削刃后角为5°，径向切削刃前角为10°，径向切削刃刃带宽度为0.15mm。
进一步的，所述的断屑槽上设有座圈凡尔线铰刀后角，座圈凡尔线铰刀后角为15°。
本发明的技术原理是：一种多缸柴油机气缸盖气门座专用铰削刀具，首先，前道工序保证缸盖气门座圈孔和导管孔位置和形状精度控制在图样要求范围内；然后，加工时选用精度较高立式数控镗铣床，主轴回转精度≤0.01mm，工件定位基准选择与设计基准相重合，采用高精度弹性夹头夹持刀具，在切削时主轴转速1000r/min,铰削导管内孔进给量0.3mm/r，铰削密封环带进给量0.05mm/r,导管内孔留铰削余量0.25mm，在铰削过程中采用柴油冷却润滑。采用该刀具加工，气门座圈和气门配合完全达到密封要求，导管内孔与座圈密封环跳动度低，铰削量可靠稳定。
关键角度：
1.导管铰刀端面切削刃后角为10°，降低刀具端面在切削时与导管摩擦，保证切削刃锋利性。
2.导管铰刀径向切削刃后角为5°，由于加工余量较小（单边切削0.15mm）,保证刀具加工时稳定性，同时降低刀具与导管之间摩擦。
3.导管铰刀径向切削刃前角为10°，保证刀具在径有向良好切削性能和排屑功能。
4.导管铰刀径向切削刃刃带宽度为0.15mm，保证刀具在加工时直线度要求，并对导管表面形成一定挤压降低表面粗糙度值。
5.座圈凡尔线铰刀后角为15°，保证刀具切削刃锋利性，降低后刀面与工件之间摩擦面引起振动。
本发明的有益效果是：
1.刀片采用金属陶瓷刀片，具有很高的硬度、耐磨性、红硬性，有良好的抗粘结性、化学稳定性以及较低摩擦系数，可达到密封环带表面质量要求；
2.刀具设计成机夹式单刃切削，采用单刃切削相当于镗削加工，能达到较高形状精度和位置精度，表面粗糙度值大幅度降低；
3.导管内孔铰刀设计成推铰形式，保证导管内孔直线度要求和表面粗糙度要求，保证密封环带相对导管内孔同轴度要求。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的角度位置图；
图3为导管内孔推铰刀截面旋转示意图。
在图1、2、3中：1.刀体，2.刀片，3.气门座阀，4.导管内孔推铰刀，5.锁紧螺栓，6.断屑槽，7.端面切削刃后角，8.径向切削刃后角，9.径向切削刃前角，10.径向切削刃刃带宽度，11.座圈凡尔线铰刀后角。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
请参阅图1、2、3，本发明提供如下技术方案：一种多缸柴油机气缸盖气门座专用铰削刀具，该刀具包括：刀体1、刀片2、气门座阀3、导管内孔推铰刀4、锁紧螺栓5、断屑槽6、端面切削刃后角7、径向切削刃后角8、径向切削刃前角9、径向切削刃刃带宽度10、座圈凡尔线铰刀后角11，刀体1为圆柱式形状，采用38CrMoAl合金调制钢制成，刀体1设有断屑槽6，刀片2采用机夹式金属陶瓷刀片，设置在刀体1上，与刀体1中心轴成45度角，导管内孔推铰刀4采用硬质合金制成，成推铰刀切削形式，刀刃采用左旋，导程20mm，6刃均布，设置在刀体1上，与刀体1同一轴度，通过锁紧螺栓5固定。
进一步的，导管内孔推铰刀4上设有端面切削刃后角7、径向切削刃后角8、径向切削刃前角9、径向切削刃刃带宽度10，端面切削刃后角为10°，径向切削刃后角为5°，径向切削刃前角为10°，径向切削刃刃带宽度为0.15mm。
进一步的，断屑槽6上设有座圈凡尔线铰刀后角11，座圈凡尔线铰刀后角为15°。
一种多缸柴油机气缸盖气门座专用铰削刀具，首先，前道工序保证缸盖气门座圈孔和导管孔位置和形状精度控制在图样要求范围内；然后，加工时选用精度较高立式数控镗铣床，主轴回转精度≤0.01mm，工件定位基准选择与设计基准相重合，采用高精度弹性夹头夹持刀具，在切削时主轴转速1000r/min,铰削导管内孔进给量0.3mm/r，铰削密封环带进给量0.05mm/r,导管内孔留铰削余量0.25mm，在铰削过程中采用柴油冷却润滑。
采用本发明的刀具对多缸柴油机气缸盖气门座加工，气门座圈和气门配合完全达到密封要求，导管内孔与座圈密封环带跳动度≤0.03mm，铰削质量可靠稳定。
Claims (3)
1.一种多缸柴油机气缸盖气门座专用铰削刀具，包括：刀体、刀片、气门座阀、导管内孔推铰刀、锁紧螺栓、断屑槽、端面切削刃后角、径向切削刃后角、径向切削刃前角、径向切削刃刃带宽度、座圈凡尔线铰刀后角，其特征是：所述的刀体为圆柱式形状，采用38CrMoAl合金调制钢制成，刀体设有断屑槽，刀片采用机夹式金属陶瓷刀片，设置在刀体上，与刀体中心轴成45度角，导管内孔推铰刀采用硬质合金制成，成推铰刀切削形式，刀刃采用左旋，导程20mm，6刃均布，设置在刀体上，与刀体同一轴度，用锁紧螺栓固定。
2.根据权利要求1所述的一种多缸柴油机气缸盖气门座专用铰削刀具，其特征是：所述的导管内孔推铰刀上设有端面切削刃后角、径向切削刃后角、径向切削刃前角、径向切削刃刃带宽度，端面切削刃后角为10°，径向切削刃后角为5°，径向切削刃前角为10°，径向切削刃刃带宽度为0.15mm。
3.根据权利要求1所述的一种多缸柴油机气缸盖气门座专用铰削刀具，其特征是：所述的断屑槽上设有座圈凡尔线铰刀后角，座圈凡尔线铰刀后角为15°。
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