CN212526089U - 一种复合加工刀具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种复合加工刀具，复合加工刀具包括轴柄，所述轴柄的轴心顶部安装第一刀具，所述轴柄的侧面安装第二刀具；本实用新型中的刀具和加工方法，使气门与气门孔免配磨加工，提高了生产效率。

Description

一种复合加工刀具

技术领域

本实用新型涉及一种复合加工刀具。

背景技术

气缸盖由两个进/排气门孔结构构成，成形磨削加工需要分别进行找正、盘正导管孔。气门孔成形磨削再配研加工工艺。主要存在以下不足之处：座孔热处理后硬度达到45HRC～55HRC，成形磨削导致气门孔在砂轮磨粒状态下，局部划痕严重，精度及表面较差；

而且气门孔在加工过程中需要频繁更换不同的刀具，增加了加工的时间，精度也很难保证。

实用新型内容

本实用新型提供一种加工气门孔、导管孔的刀具和加工方法，使气门与气门孔免配磨加工，实现上述目的的技术方案如下：

一种复合加工刀具，包括轴柄，所述轴柄的轴心顶部安装第一刀具，所述轴柄的侧面安装第二刀具。

可选地，所述轴柄包括轴套、刀柄，所述刀柄插入轴套的轴心内；其中轴套上设置有一个或者数个间隔排布的径向螺孔，所述径向螺孔垂直刀柄的轴线，径向螺孔内适配有第一螺钉，所述第一螺钉前进，对刀柄产生径向推力，调整第一刀具的位置。

可选地，所述轴套、刀柄上设置有一个或者数个间隔排布的轴向螺孔，所述轴向螺孔平行刀柄的轴线，轴向螺孔内适配有第二螺钉，所述第二螺钉前进，带动刀柄产生轴向推力，调整刀柄与轴套的竖向位置。

可选地，所述第一刀具、第二刀具为镗刀；和/或第一刀具、第二刀具为铰刀。

可选地，安装第二刀具的位置、在轴柄上设置出削槽。

可选地，所述第二刀具的刀刃为斜面结构。

可选地，所述刀柄的外圆周上镶嵌有数块间隔排列的导块，所述第二刀具的刀刃与导块的外圆周之间具有0.002mm～0.004mm的距离。

本实用新型还包括下述加工方法：包括复合加工刀具；

(1)首先在气缸盖上加工出气门孔的底孔，底孔内安装气门导管；

(2)之后在机床上装夹找正气缸盖，使用刀具一次性加工出气门孔的座圈锥面孔和气门导管上的导管孔；

(3)座圈锥面孔的粗加工，使用安装了镗刀的第一刀具在导管孔上加工出引导孔，并且安装了镗刀的第二刀具同时对座圈锥面孔进行粗加工；

座圈锥面孔的精加工，使用安装了铰刀的第一刀具在导管孔上继续精加工引导孔，并且安装了铰刀的第二刀具同时对座圈锥面孔进行精加工，精加工完成后，复合加工刀具在座圈锥面孔内加工停留0.3-2 秒，对座圈锥面孔的加工表面进行挤压微强化。

本实用新型的加工方法替代原来的“磨削工序”，减少两次装夹过程，替代原来的“角度工装”，加工效率提高；

挤压加工在保证座圈锥面孔的位置精度的同时，进一步精化了被加工表面的粗糙度，使气门座孔密封表面、次表面局部性能增强，获得表面残余压应力。

座圈锥面孔材料经挤压后，组织更加致密，有效提高抗高温和冲击载荷能力。

采用本实用新型中的刀具和加工方法，使气门与气门孔免配磨加工，提高了生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为气缸盖与气门分解示意图；

图2为气缸盖与气门整体示意图；

图3为安装第一镗刀、第二镗刀时的复合加工刀具示意图；

图4为安装第一铰刀、第二铰刀时的复合加工刀具示意图；

图5为轴套和刀柄连接示意图；

附图序号说明：气缸盖1、气门导管2、气门3、气门孔4、进气门 41、排气门42、座圈锥面孔43、长轴孔44、第一刀具5、第二刀具 6、轴套7、刀柄8、径向螺孔9、第一螺钉10、第二螺钉11、出削槽12、第一铰刀13、第二铰刀14、导块15；

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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实用新型中的具体含义。本实用新型的至少一个实施例提供了如下技术方案：

图1-2中，气缸盖1内设置气门导管2，气门导管2内加工导管孔，导管孔内插入气门3，气门导管2属薄壁细长结构，气门导管2 与气缸盖1内的气门孔4配合；本实用新型中，所述气缸盖1上的气门孔为两路，其中一路为进气门41，一路为排气门42，因此气门3 也相应的一路是进气，一路是排气；下面描述气门孔4和导管孔的加工以及加工工具；

图3-5中，加工工具为复合加工刀具，所述复合加工刀具包括轴柄，所述轴柄的轴心顶部安装第一刀具5，所述轴柄的侧面安装第二刀具6，刀具的固定可以使用螺钉进行连接，两把加工刀具可以同时进行工作；

作为一个选择，所述轴柄包括轴套7、刀柄8，所述刀柄8适配的插入轴套7的轴心内；

作为一个选择，其中轴套7上设置有一个或者数个间隔排布的径向螺孔9，所述径向螺孔9垂直刀柄8的轴线，径向螺孔9内适配有第一螺钉10，当第一螺钉10前进，第一螺钉10会对刀柄8产生径向推力，从而达到调整第一刀具5位置的目的。

例如，刀柄8与轴套7之间的轴心不在一条直线上，可以通过拧紧或放松第一螺钉10进行调整；

作为另一个选择，其中轴套7和刀柄8上设置有一个或者数个间隔排布的轴向螺孔，所述轴向螺孔平行刀柄8的轴线，轴向螺孔内适配有第二螺钉11，所述第二螺钉11前进，带动刀柄8产生轴向推力，调整刀柄8与轴套7之间的位置。

例如，刀柄8与轴套7之间的结合力度过大，可以通过拧紧或放松第二螺钉11调整二者之间竖向的松紧程度；

本实用新型中的第一个实施例是第一刀具5、第二刀具6都为镗刀，为了方便描述所述镗刀分别为第一镗刀、第二镗刀。

镗刀是扩孔的专用工具，为了方便去除扩孔过程产生的铁削，安装第二刀具6的位置、在刀柄8上设置出削槽12，保证加工过程中铁削能够顺利排出，并且冷却液可以从出削槽12进入，为刀具进行降温。

本实用新型中，所述气门孔4包括座圈锥面孔43、长轴孔44；

第二镗刀用于粗加工气缸盖上的座圈锥面孔43，因此第二镗刀的加工刀刃与座圈锥面孔43的锥度保持一致；第一镗刀用于加工引导孔和气门导管2内的导管孔。

本实用新型中还包括精加工的过程，精加工使用铰刀进行，因此第一刀具、第二刀具还可以是铰刀，分别是第一铰刀13、第二铰刀 14。

第二铰刀14用于精加工气缸盖1上的座圈锥面孔43，因此第二铰刀14的加工刀刃为斜面结构，与座圈锥面孔43的锥度保持一致；第一铰刀14用于精加工引导孔和气门导管2内的导管孔。

加工过程中，气缸盖1与刀具之间会产生切削抗力，切削抗力会使刀柄8的轴心产生偏移，产生径向的跳动，为了尽可能的减小加工误差，在刀柄8的外圆周上镶嵌数块间隔排列的导块15，导块15之间的连线为圆形，与刀柄8的轴心同心，所述导块15的外圆周与第二铰刀14的刀刃之间具有0.002mm～0.004mm的距离，间隔的距离使刀柄8有一个变形的微小空间，避免刀柄8因为切削抗力而折断。导块15可以消除加工过程中因切削抗力而产生的径向误差。

本实用新型还包括使用复合加工刀具加工气门座孔的加工方法，具体如下：

(1)首先在气缸盖1上加工出气门孔4的底孔，底孔的加工可以注塑成型，也可以使用刀具加工成型，之后在底孔内安装气门导管 2；

(2)接着在机床上装夹找正气缸盖1，之后使用普通刀具在底孔的基础上一次性加工出座圈锥面孔43和导管孔44，导管孔44位于气门导管2的轴心；

(3)座圈锥面孔的粗加工，使用第一镗刀在导管孔上加工出引导孔，并且第二镗刀同时对座圈锥面孔43进行粗加工，座圈锥面孔 43预留出0.005～0.01mm的加工余量进行精加工；

作为一个优选的方式，步骤3中，引导孔及座圈锥面孔43的加工分为两个阶段分别完成，第一个阶段是第一镗刀加工引导孔的加工深度为5.8mm，复合加工刀具转速S＝3000r/min，进给F＝300mm/min；第二个阶段是第一镗刀加工引导孔的加工深度为7.8mm，转速 S＝600r/min，进给F＝18mm/min，孔径Φ8+0.011；

导引孔的加工为后续的精加工起到了引导作用，使刀具保持在一个基准点上。

(4)座圈锥面孔的精加工，使用第一铰刀在步骤3加工的基础上再次加工引导孔，并且第二铰刀同时对座圈锥面孔43进行精加工，精加工完成后，复合加工刀具在座圈锥面孔43内加工停留0.3-2秒，对座圈锥面孔43的加工表面进行挤压微强化，作为一个选择，复合加工刀具在座圈锥面孔内停留加工0.3-0.6秒为佳。

挤压加工在保证座圈锥面孔的位置精度的同时，进一步精化了被加工表面的粗糙度，使气门座孔密封表面、次表面局部性能增强，获得表面残余压应力；座圈锥面孔的材料经挤压后，组织更加致密，有效提高抗高温和冲击载荷能力。

作为一个优选的方式，步骤4中，引导孔及座圈锥面孔43的加工分为两个阶段分别完成，第一个阶段是在步骤3加工出的引导孔的基础上使用第一铰刀将引导孔的加工深度加工到6.8mm，转速 S＝600r/min，进给F＝60mm/min；第二个阶段是第一铰刀加工引导孔的加工深度为7.9mm，转速S＝600r/min，进给F＝18mm/min。

最后使用普通刀具将气门孔4剩余的部分加工完成；

加工成完后，将气门3安装在座圈锥面孔43和导管孔中；

本实用新型中，气缸盖基体材料为RuT450，气门材料为N80 (NiCr20TiAI)，气门落差为1300N，工作结构形式为干式摩擦；座圈锥面孔淬火后硬度达到45～55HRC；气门导管2与座圈锥面孔43 的材料可以是不同的材料，气门导管2采用粉末冶金材料制作，气门导管2、气门3、座圈锥面孔43的硬度梯度为20HRC～55HRC。

本实用新型具有如下优点：

(1)同时加工提高了座圈锥面孔与导管孔的同轴度；

(2)同时加工使座圈锥面孔与导管孔的跳动一致；

(3)减少了气缸盖的装夹找正的次数，加工效率提升；

(4)挤压加工在保证座圈锥面孔的位置精度的同时，进一步精化了被加工表面的粗糙度，获得表面残余压应力，并且座圈锥面孔材料经挤压后，组织更加致密，有效提高了抗高温和冲击载荷能力。

以上仅为本实用新型实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型实施例，凡在本实用新型实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型实施例的保护范围内。

Claims (7)

1.一种复合加工刀具，其特征在于：包括轴柄，所述轴柄的轴心顶部安装第一刀具，所述轴柄的侧面安装第二刀具。

2.根据权利要求1所述的复合加工刀具，其特征在于：所述轴柄包括轴套、刀柄，所述刀柄插入轴套的轴心内；其中轴套上设置有一个或者数个间隔排布的径向螺孔，所述径向螺孔垂直刀柄的轴线，径向螺孔内适配有第一螺钉，所述第一螺钉前进，对刀柄产生径向推力，调整第一刀具的位置。

3.根据权利要求2所述的复合加工刀具，其特征在于：所述轴套、刀柄上设置有一个或者数个间隔排布的轴向螺孔，所述轴向螺孔平行刀柄的轴线，轴向螺孔内适配有第二螺钉，所述第二螺钉前进，带动刀柄产生轴向推力，调整刀柄与轴套的竖向位置。

4.根据权利要求1-3任一项所述的复合加工刀具，其特征在于：所述第一刀具、第二刀具为镗刀；和/或第一刀具、第二刀具为铰刀。

5.根据权利要求1所述的复合加工刀具，其特征在于：安装第二刀具的位置、在轴柄上设置出削槽。

6.根据权利要求1所述的复合加工刀具，其特征在于：所述第二刀具的刀刃为斜面结构。

7.根据权利要求2所述的复合加工刀具，其特征在于：所述刀柄的外圆周上镶嵌有数块间隔排列的导块，所述第二刀具的刀刃与导块的外圆周之间具有0.002mm～0.004mm的距离。

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