采用人造金剛石鏜刀鏜削銷孔，雖然活塞銷孔的圓度小于0.003，但銷孔的粗糙度有時(shí)達(dá)不到圖紙要求。經(jīng)過設(shè)計(jì)、試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，影響精鏜銷孔粗糙度的因素主要有以下幾個(gè)方面：
1.鏜桿的設(shè)計(jì)制作
由于精鏜銷孔是高速切削加工，輕微的振動直接影響活塞銷孔的表面粗糙度。因此鏜桿的設(shè)計(jì)制作時(shí)，要求鏜桿與主軸的同軸度小于0.01mm，且整個(gè)鏜桿各部外圓都要進(jìn)行磨削加工。這樣就保證了鏜桿在高速轉(zhuǎn)動中保持平衡、減少振動，消除了鏜桿本身的影響因素，刀孔的位置直接影響刀具裝卡后刀具的加工角度，因此在鏜桿設(shè)計(jì)時(shí)，要求刀孔中心經(jīng)過鏜桿中心或刀孔中心偏離鏜桿中心一定距離，且刀孔中心垂直于鏜桿軸線，保證刀具裝卡后刀具的加工角度；并給定相應(yīng)各部的形位公差，減少因鏜桿替換引起銷孔加工表面粗糙度的變化。銷孔加工的鏜桿一般懸臂較長，因此鏜桿必須進(jìn)行穩(wěn)定強(qiáng)化熱處理，這樣可以提高鏜桿的強(qiáng)度、剛性，減少鏜桿的受力變形，提高活塞銷孔表面粗糙度水平。
2.鏜刀的設(shè)計(jì)制作
由于人造金剛石硬度高，加工難度大，經(jīng)過多次設(shè)計(jì)試驗(yàn)，選擇刀具的主要技術(shù)參數(shù)為：刀尖圓孤R0.5~R1，刀具前角為2.5°，刀具后角采用雙后角，分別為8°、15°，刀具韌帶0.2mm，刀具前后刀面粗糙度Ra0.1μm，在30倍放大鏡下觀察，刀刃無缺口裂紋。通過加工活塞銷孔后，測定銷孔圓度小于0.003mm，表面粗糙度小于Ra0.4。近幾年，通過使用相同設(shè)備，相同的機(jī)械加工工藝參數(shù)，對50把人造金剛石鏜刀的使用情況，進(jìn)行追蹤統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如下：
銷孔表面 ；0.1~0.2 ；0.2~0.3 ；0.3~0.4 ；0.4~0.5 ；0.5~0.6 ；
粗糙度R
數(shù)量（把） ；8 ；17 ；19 ；4 ；2 ；
平均使用壽命 ；
（只/把） 8000~12000
從表格可看出：雖然刀具的使用情況較好，基本上滿足我公司的使用要求，但刀具的制作仍存在著人、機(jī)、料等因素影響。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)如果刀尖圓弧太小，在加工過程中，刀尖易崩刃且銷孔表面粗糙度數(shù)值較大；刀尖圓弧過大，在加工過程中阻力較大，造成加工后活塞銷孔的圓鍍、粗糙度超差。刀具無韌帶，刀具后角起不到修光作用，銷孔的粗糙度也不理想。
3.鏜刀與鏜桿的裝配
我們在試制過程中，按同一圖紙同時(shí)制作了兩個(gè)鏜桿，使用第一個(gè)鏜桿，裝夾人造金剛石鏜刀鏜削銷孔，經(jīng)測定銷孔的粗糙度在Ra0.4~0.55之間；而使用第二個(gè)鏜桿裝夾同一把人造金鍘石刀鏜削銷孔，其工藝參數(shù)不變鏜削銷孔，經(jīng)測定銷孔的粗糙度在Ra0.28~0.4之間。同樣，使用同一個(gè)鏜桿分別裝夾兩把人造金剛石刀，工藝參數(shù)保持不變，鏜削后活塞銷孔的表面粗糙度相差Ra0.05~0.15。這說明雖然按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)制造，但由于制造誤差而引起裝配誤差，同樣會影響活塞銷孔加工的表面粗糙度。試驗(yàn)總結(jié)認(rèn)為：鏜桿和刀尖在裝配后保證刀尖與鏜桿軸線在同一水平面內(nèi)或刀尖稍高0~0.1mm，這樣可以保證鏜削活塞銷孔的精度和表面粗糙度。刀尖過高相對增加了刀具的加工后角，起不到刀具的修光作用；刀尖低于鏜桿中心，相對減少了刀具的加工后角，使后刀面與銷孔接觸面增大，受力相應(yīng)增大，在加工過程中引起振動，造成加工后活塞銷孔的圓度、表面粗糙度超差，且刀尖易崩刃。
4.銷孔鏜床的精度及主軸轉(zhuǎn)速
在使用過程中，我們發(fā)現(xiàn)機(jī)床的精度，直接影響了活塞銷孔加工后銷孔的精度和表面粗糙度。如堵塞進(jìn)、出主軸油孔的油路或進(jìn)、出口油路不暢，導(dǎo)致銷孔加工后銷孔的精度和表面粗糙度超差；進(jìn)給工作臺由于導(dǎo)軌潤滑不好，引起工作臺輕微爬行或?qū)к墐?nèi)進(jìn)入鋁屑而影響加工活塞銷孔的表面粗糙度。
我公司使用的銷孔鏜床基本上是JJ6靜壓鏜床和S1-269靜壓鏜床，采用人造金剛石鏜刀鏜削銷孔，銷孔的圓度小于0.003mm，JJ6銷孔鏜床的主軸轉(zhuǎn)速為3500轉(zhuǎn)/分，S1-269銷孔鏜床的主軸轉(zhuǎn)速為2500轉(zhuǎn)/分，我們采用相同的刀具和加工工藝參數(shù)分別對JJ6和S1—269進(jìn)行鏜削銷孔試驗(yàn)，測試活塞銷孔的表面粗糙度，分別為Ra0.16~0.4和Ra0.3~0.5，這就證明加工同一種活塞，機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速越高，銷孔的表面粗糙度值就越小，反之亦然。
5.鏜床加工的進(jìn)給速度
以6110活塞試驗(yàn)為例：采用相同的主軸轉(zhuǎn)速和加工余量，以不同的進(jìn)給速度鏜削銷孔，對活塞銷孔表面粗糙度進(jìn)行測試統(tǒng)計(jì)如下：
進(jìn)給時(shí)間 30 40 50 60 70 80 100
�。�/只）
銷孔表面粗糙度0.38~0.50 ；0.30~0.40 ；0.26~0.34 ；0.22~0.32 ；0.19~0.28 ；0.18~0.28 ；0.16~0.27
Ra
由此可見，機(jī)床加工的進(jìn)給速度，直接影響著鏜削銷孔的表面粗糙度。機(jī)床加工的進(jìn)給速度越小，鏜削銷孔的表面粗糙度越小，當(dāng)進(jìn)給速度小到一定程度時(shí)，鏜削銷孔的表面粗糙度基本上變化不大。
6.切削加工余量
以6110活塞試驗(yàn)為例：采用相同的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度，使用人造金剛石鏜刀以不同的切削加工余量鏜削銷孔，對活塞銷孔表面粗糙度進(jìn)行測試統(tǒng)計(jì)如下：
切削加工余量 ；0.10~0.12 ；0.08~0.10 ；0.06~0.08 ；0.04~0.06 ；≤0.04 （mm）
銷孔表面粗糙度 ；0.37~0.50 ；0.32~0.45 ；0.26~0.40 ；0.22~0.34 ；0.38~0.56
Ra
這說明采用合適的切削加工余量鏜削銷孔，可以獲得較理想的表面粗糙度；切削加工余量過大，切削力越大，相應(yīng)的銷孔表面粗糙度越大；切削加工余量過小，切削力雖然減小了，但第一把刀鏜削后的刀痕，第二把刀就鏜削不起來，相應(yīng)的銷孔表面粗糙度反而越大。
7.活塞本身硬度的影響
以6110活塞試驗(yàn)為例：采用相同的主軸轉(zhuǎn)速和加工工藝參數(shù)，使用人造金剛石鏜刀對不同硬度范圍內(nèi)的活塞鏜削銷孔，對活塞銷孔表面粗糙度進(jìn)行測試統(tǒng)計(jì)如下：
活塞硬度 ；95~100 ；100~110 ；110~120 ；120~130 ；
�。℉B）
銷孔表面 0.38~0.50 ；0.32~0.40 ；0.26~0.36 ；0.26~0.34 ；
粗糙度Ra
由于活塞熱處理后，活塞本身硬度的不均勻性，使鏜削銷孔后，活塞銷孔表面粗糙度存在一定差別；在活塞硬度要求范圍內(nèi)，活塞硬度越高，銷孔表面粗糙度越��；當(dāng)活塞硬度小于100HB時(shí)，銷孔表面粗糙度較大。
綜上所述，對活塞銷孔精度及表面粗糙度的影響，是一個(gè)綜合性的因素；如果加工活塞銷孔，精度和表面粗糙度出現(xiàn)異常，應(yīng)從以上幾個(gè)方面分析研究，排除故障，生產(chǎn)出質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的產(chǎn)品。 |
