CN201295787Y - 一种用于大功率中速柴油机连杆齿形加工的专用刀具 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机械制造技术领域，特别公开了一种柴油机连杆齿形加工的专用加工刀具。所述专用刀具是对柴油机连杆体及连杆盖的齿形进行铣削加工的铣削刀具，该铣削刀具具体为切削刃旋转切削形成的型线与连杆齿形型线完全一致的成型球头锥铣刀，所述成型球头锥铣刀的刀头槽型为35°螺旋形，共有两个切削刃，所述切削刃与刀柄同轴度在0.01mm以内，刀具材料为性能稳定、高耐磨性的超细微粒硬质合金，切削刃部分采用TiAlN涂层。该专用刀具的特点是具有高耐磨性，性能稳定，制造周期短且成本低廉。

Description

一种用于大功率中速柴油机连杆齿形加工的专用刀具

技术领域

本实用新型属于机械制造技术领域，特别涉及一种大马力中速柴油机连杆齿形加工的专用加工刀具。

背景技术

连杆是柴油机的核心部件，如图1～图3所示，柴油机连杆包括连杆体1与连杆盖2，然后通过齿形咬合(如图1中I及II处及图2、图3所示)后用连杆螺栓码合而成，因此连杆齿形的加工精度要求非常高，而对于大功率中速柴油机连杆码合后其齿形面接触面积必须达到80％，且齿形面要求Ra1.6或以上粗糙度。

现有技术中，大功率中速柴油机连杆齿形加工方法主要有以下几种：1、强力磨削；2、滚齿+互研；3、线切割+互研。用强力磨削的加工方法效率高，质量好，但必须采用数控强力缓进给磨床及配合成型砂轮一起使用，其价格高昂，而且维护困难，维修所需周期长，往往会成为制约企业生产的瓶颈，并且由于是强力磨削，磨削面可能出现裂纹，故每件工件均必须表面探伤检查。用滚齿加工的方法质量较差，一般还需通过连杆体与连杆盖的齿形互研，这样就使得其效率较低，且滚齿专用设备和专用成型滚刀的价格也很昂贵；至于线切割因成本高、效率低不太适合批量生产。因此，研发一种效率和质量可以和强力磨床媲美，而成本却大大降低，设备维护简单的连杆齿形加工方法意义非浅。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供了一种柴油机连杆齿形加工过程中所用的专用刀具，该专用刀具具有高耐磨性，性能稳定，制造周期短且成本低廉，通过该专用刀具对柴油机连杆的连杆体及连杆盖进行铣削加工，其加工质量好、效率高、成本低，加工出的柴油机连杆的连杆体及连杆盖的齿形形状一致性好，配对码合后接触面积大，接触到点均匀。

为了实现上述技术目的，本实用新型是按以下技术方案实现的：

一种柴油机连杆齿形加工方法的专用刀具，该专用刀具为对柴油机连杆体及连杆盖的齿形进行铣削加工的铣削刀具，该铣削刀具具体为切削刃旋转切削形成的型线与连杆齿形型线完全一致的成型球头锥铣刀，所述成型球头锥铣刀的刀头槽型为35°螺旋形，共有两个切削刃，所述切削刃与刀柄同轴度0.01mm。

所述成型球头锥铣刀的周齿参数是：径向前角为6°、刃带宽度≤0.5mm、第一后角为8°的圆弧铲背。

所述成型球头锥铣刀的端齿参数是：端刃前角为6°、蝶形角为1.0°、端刃中心方式为一切削刃过中心、齿隙角为35°、第一后角为6°、第二后角为13°、第一后角宽0.2mm。

所述成型球头锥铣刀包括由性能稳定、高耐磨性的超细微粒硬质合金(例如：M612)制成的刀体及在其切削刃部位涂覆有TiAlN涂层。通过性能稳定、高耐磨性的超细微粒硬质合金及TiAlN涂层，使得成型球头锥铣刀具有很高的耐磨性能，其性能稳定，且价格低廉，通常是由五轴数控磨床磨削而成，并由专业的厂家进行涂层，以确保其较高的耐磨性能。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型中的专用加工刀具为专用成型球头锥铣刀，由于专用成型球头锥铣刀是由性能稳定、高耐磨性的超细微粒硬质合金(例如：M612)制成的刀体及在其切削刃部位涂覆有TiAlN涂层。而该种专用硬质合金涂层刀具制造技术在目前属于很成熟的技术，其价格低廉，定购周期短，而且由于工厂里柴油机的连杆产品多样化，且其齿形不一，因此，不需像专用成型滚刀、专用成型砂轮进行一次性大笔投入，刀具投入风险较小，改进容易；另外该专用加工刀具耐磨性能好，使用寿命长，其制造成本低廉。

(2)本实用新型中使用的机床为通用数控机床，又因其使用的专用刀具制造周期短，因此齿形加工反应迅速，节省了大量的准备及试制时间。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做详细的说明：

图1是本实用新型所述柴油机连杆结构示意图；

图2是上述图1中I处连杆体及连杆盖的齿形示意图；

图3是上述图1中II处连杆体及连杆盖的齿形示意图；

图4是本实用新型中成型球头锥铣刀结构示意图；

图5是上述图4的俯视图；

图6是本实用新型中柴油机连杆齿形铣削加工过程示意图；

图7是本实用新型中齿形铣削夹具主视图；

图8是上述图7的俯视图；

图9是上述图7的侧视图。

具体实施方式

本实用新型所述的大马力中速柴油机连杆齿形加工的专用加工刀具，主要是指用铣削加工的方法加工柴油机连杆体1及连杆盖2齿形的过程中所用的专用加工刀具，该专用刀具是对柴油机连杆体及连杆盖的齿形进行铣削加工的铣削刀具，所述铣削刀具具体为切削刃旋转切削形成的型线与连杆齿形型线完全一致的成型球头锥铣刀3，所述成型球头锥铣刀3的刀头槽型为35°螺旋形，共有两个切削刃，所述切削刃与刀柄同轴度0.01mm。所述成型球头锥铣刀3的周齿参数是：径向前角为6°、刃带宽度≤0.5mm、第一后角为8°的圆弧铲背；所述成型球头锥铣刀3的端齿参数是：端刃前角为6°、蝶形角为1.0°、端刃中心方式为一切削刃过中心、齿隙角为35°、第一后角为6°、第二后角为13°、第一后角宽0.2mm。

所述成型球头锥铣刀3包括由性能稳定、高耐磨性的超细微粒硬质合金(例如：M612)制成的刀体及以及在其切削刃部位还涂覆有TiAlN涂层，由于采用了高耐磨性的硬质合金及TiAlN涂层，使得该成型球头锥铣刀3的耐磨性能好，使用寿命长。

本实用新型中大马力中速柴油机连杆通过铣削加工方法加工连杆齿形的加工过程是：

(1)按照图2及图3所示的柴油机连杆的连杆体1及连杆盖2的材料及齿形参数设计专用铣削刀具，该铣削刀具为成型球头锥铣刀3(如图4、图5所示)，其刀体材料选用瑞士ETM公司的M612硬质合金，涂层为TiAlN，槽型为35°螺旋形，切削刃与刀柄同轴度0.01mm，共有两个切削刃，其中一切削刃过中心，所述成型球头锥铣刀3的周齿参数可以是：径向前角为6°、刃带宽度≤0.5mm、第一后角为8°的圆弧铲背；成型球头锥铣刀3的端齿参数是：端刃前角为6°、蝶形角为1.0°、端刃中心方式为一切削刃过中心、齿隙角为35°、第一后角为6°、第二后角为13°、第一后角宽0.2mm。该专用的铣削刀具由专业厂家制造并涂层。

(2)按连杆盖2和连杆体1配对铣削方式，利用前工序加工的基准面和孔设计制造专用夹具4(如图7～9所示)，要求连杆体1与连杆盖2对拆放置后将盖水平旋转180°安装，以确保连杆体1和连杆盖2的齿形完全一致，方便加工。

(3)制定齿形铣削方案(如图6所示)。①确定粗铣、半精铣、精铣的铣削刀具：图中A是采用直径为Φ5的立铣刀进行铣削加工、B是采用Φ4球头铣刀进行铣削加工、C是采用Φ3球头铣刀进行铣削加工，前述的立铣刀及球头铣刀均为通用的标准硬质合金涂层刀具，其目的是高效的、尽可能多的粗加工去除连杆齿形材料；D为本发明所述的用于加工连杆体及连杆盖齿形的成型球头锥铣刀3，即为上述第1点中所述的专用刀具，其目的是高效、高精度、低成本精加工连杆齿形。②根据不同铣削刀具的刚性、材料、涂层合理安排切削余量、主轴转速以及进给速度，同时编制数控工步卡、调刀卡和程序单。

(4)根据铣削方案所使用刀具准备好相应的通用高精度强力夹头刀柄和夹套；根据机床使用要求选定立式加工中心作为加工机床，即机床重定位精度约在0.01mm以内，主轴转速在5000rpm以上。

(5)上夹具、码工件、试切，按照振动、粗糙度及铣削刀具磨损的实际情况来调整和改进切削余量、工艺工步及切削速度，进行粗铣、半精铣、精铣，精铣工序完成后，确保粗糙度应在Ra1.6以上。

(6)去除毛刺、将齿形铣削后的连杆体及连杆盖配对码合，齿形面着色检验，所述连杆体及连杆盖配对码合后二者的接触面积必须达到80％以上，完全达到图纸要求。

本实用新型用铣削加工方法替代现有的常用的强力磨削加工方法，连杆齿形加工质量好，效率高，而且由于专用成型球头锥铣刀3的耐磨性好，每把成型铣刀可加工六对连杆齿形，其加工成本低廉，易于推广采用。

本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变型不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型。

Claims (4)

1.一种用于大功率中速柴油机连杆齿形加工的专用刀具，其特征在于：该专用刀具是对柴油机连杆体及连杆盖的齿形进行铣削加工的铣削刀具，该铣削刀具具体为切削刃旋转切削形成的型线与连杆齿形型线完全一致的成型球头锥铣刀，所述成型球头锥铣刀的刀头槽型为35°螺旋形，共有两个切削刃，所述切削刃与刀柄同轴度0.01mm。

2.根据权利要求1所述的专用刀具，其特征在于：所述成型球头锥铣刀的周齿参数是：径向前角为6°、刃带宽度≤0.5mm、第一后角为8°的圆弧铲背。

3.根据权利要求1所述的专用刀具，其特征在于：所述成型球头锥铣刀的端齿参数是：端刃前角为6°、蝶形角为1.0°、端刃中心方式为一切削刃过中心、齿隙角为35°、第一后角为6°、第二后角为13°、第一后角宽0.2mm。

4.根据权利要求1至3任一项所述的专用刀具，其特征在于：所述成型球头锥铣刀包括由性能稳定、高耐磨性的超细微粒硬质合金制成的刀体及在其切削刃部位涂覆有TiAlN涂层。

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