发动机气门挺柱90°锥形球坑加工方法的改进.pdf

1、精密制造与自动化2 0 1 7 年第3 期发动机气门挺柱9 0。锥形球坑加工方法的改进王春玲1 杨承涛2(1 西安航空职业技术学院西安7 1 0 0 8 9；2 西安工程大学西安7 1 0 0 8 9)摘要气门挺柱的9 0。锥形球坑为成形内表面，加工难度较大，与传统加工方法相比较，新开发的加工方法不仅效率高、质量好，而且可以减轻操作人员的劳动强度，提高加工的自动化程度，有一定的推广应用价值。关键词气门挺柱9 0。锥坑加工方法柴油发动机的气门挺柱，其外径、大头端面及9 0。锥形球坑的加工精度要求较高(如图1 所示)，尤其9 0。锥形球坑系成型内表面，有一定的加工难度。与传统的加工方法相比较，新开

2、发的鸭咀形硬质合金成型刀具，可以较为快速和高质量地加工该成型内表面。图1柴油机气门挺柱示意图1 传统加工方法传统加工方法在普通车床或者转塔车床上以高速钢成型刀具进行9 0。锥形球坑的加工，由于刀具的接触面积较大，容易产生振动，通常采用较低的主轴转速、较小的进给量进行加工。工艺参数为：主轴转速：3 0 0 5 0 0r m i n进给量：3 5 m m m i n，且必须反复退刀需加冷却液，加工时间2 4 m i n这种加工方法除了生产效率较低(班产仅为2 0 0 件左右)，加工精度也不理想。因为9 0。锥形球坑加工的刀具刃磨时必须有较高的粗糙度，尽管如此，加工时产生的振动等也会影响其加工粗糙度

3、，通常仅能达到R a 3 2 的水平，还需增加后续工序方能达到图纸的要求。在试验过程中技术人员试图采用焊接硬质合金刀块方法制成成型刀具进行加工，由于成形刀具的截面尺寸较小，加工时易产生振动，经常发生刀具切削刃崩裂的现象。2 新的加工方法新的加工方法采用的整体硬质合金鸭咀形成形刀具进行9 0。锥形球坑的加工，成形刀如图2 所示。加工时在切削力作用下被加工表面与刀具之间在高速旋转摩擦情况下，使其在摩擦高温作用下工件表面迅速软化，其温度达到5 0 0 以上，刀具可迅速切入工件。切屑从刀具成型的两侧9 0。刃部排出，切屑为连屑的薄片状挤裂切屑。当加工达到预定深度后刀具在已加工表面停留2 s 钟，对工件

4、的球坑进行一定的滚压作用，使其粗糙度提高到R a l 6 9 m 以上，加工质量较为理想。新的加工方法的工艺参数为：主轴转速：14 0 0 30 0 0r m i n进给量：手动或机动(采用油、气缸进给)加工时间：1 0S无须使用冷却液班产：1 0 0 0 件以上一(a)6 3万方数据精密制造与自动化2 0 1 7 年第3 期(b)图29 0。锥形成形刀示意图3 加工特点及效益3 1 显著地提高生产效率采用传统的高速钢成形刀具加工气门挺杆的9 0。锥形球坑，班产仅为2 0 0 件，而采用新型加工方法班产可达8 0 01 0 0 0 件，生产效率可提高4 5倍。3 2 保证了加工质量9 0。锥形

5、球坑切f f l J j j H 工时因刀具接触面大，容易产生振动，加工粗糙度较难保证，加工后还应添加后续的研磨、修光工序，新加工方法刀具整体切入工件，被加工表面无振动空间，加工后刀具在工件表面停留几秒钟，起到了挤压研磨和修光作用，粗糙度可达到R a l 6p m 以下，可保证达到图纸的要求。3 3 延长了工件的使用寿命用硬质合金鸭咀形刀具加工9 0。锥形球坑时，除切削掉内孔中多余的金属材料外，还有一定的挤压、研磨作用，使球坑表面在挤压力作用下表面层金属产生挤压变形，晶粒的位错密度增加，提高了表面硬度和耐磨性，减少了工作时由于表面接触产生交变载荷形成点蚀剥落产生麻点破损的现象，从而延长了其使用

6、寿命。3 4 刀具使用寿命较长与传统的高速钢成形刀具相比较，整体硬质合金鸭咀形刀具的使用寿命约延长一倍以上，通常一班次工人仅需中途用油石人工研磨一次刀具的9 0。锥形刃口，而高速钢刀具则须卸下后用工具磨重新刃磨方能继续加工。3 5 提高加工的自动化程度，减轻了工人的劳动强度该新型加工方法在实际使用过程中，将原来采用的三爪卡盘夹持改进成气动卡爪夹紧，并在机床的尾座部加装了液压油缸，加工时工人仅需装夹工件，加工过程便可自动进行，无须再摇动尾座的手轮进行加工，为今后实现全自动化生产创造了良好的条件。4 结语柴油发动机气门挺柱是柴油机配气机构中的重要零件之一，其9 0。锥形球坑为成型内表面，加工时有一定的难度，采用新型的加工方法，具有生产效率高、保证加工质量、刀具寿命长、工件使用性能好，不易磨损，延长使用寿命，且可提高加工时的自动化程度，降低操作者的劳动强度等优点。该加工方法己在生产实际中应用了一段时间，经受过生产实践和产品用户的检验，具有一定的推广应用价值，希望能够对国内外从事相关工作的同事提供有益的借鉴和参考。参考文献 1 李惠成，张俊，杨承涛发动机进、排气门锥形密封面的滚压加工 J 组合