一种防震镗铣复合刀具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种防震镗铣复合刀具，包括：减震刀杆、安装在减震刀杆中部的锥度铣刀、以及安装在减震刀杆头部的镗刀刀头；减震刀杆包括刀杆体，刀杆体内部开设与刀杆体同轴的内腔，内腔头部填充减震块，减震块由减震刀杆头部延伸至减震刀杆中部；减震块尾部设置阻尼元件，阻尼元件后设置挡板，挡板后设置堵头，堵头与内腔通过螺纹连接，堵头后部为内腔的尾部螺纹部，用于减震刀杆与加工机床之间的装配连接。本实用新型专利技术减震刀杆在设计中采用了减震结构，不但提高了刀具的刚性，而且吸收切削振动，增加稳定性；刀片材质选用和参数设计，保证了多孔系位置精度和表面质量；多孔径复合式结构，满足了高效、高精度的加工要求。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于镗铣加工
，涉及一种防震镗铣复合刀具。
技术介绍
气缸盖是柴油机构造的主要部件，用来封闭机体上部，与活塞、气缸套构成燃烧室空间并保证柴油机进、排气过程的顺利进行。柴油机缸盖按结构可以分为单体式气缸盖、组合式气缸盖、整体式气缸盖三种形式。发动机气缸盖是一个结构复杂、有许多高精度要求的平面和孔系、壁厚较薄的箱体类零件。为保证发动机有良好的机械性能，其主要部位应有严格的技术要求，如进排气门座圈锥面与导管孔的加工、气缸盖底面的平面度等。某型号四冲程高效大功率柴油机缸盖，采用整体式的结构形式。设计要求24个导管、座圈底孔，导管孔和座圈底孔的同轴度要求达到φ0.05mm、导管孔、座圈底孔对端面垂直度要求达到0.05mm，原工艺方案采用加工设备为卧式加工中心、采用刀具为各相应尺寸的双刃镗刀，通过3次更换刀具完成孔系加工。气缸盖导管，座圈底孔结构和尺寸设计示意图如图1所示。原来的工艺方案的主要技术缺陷：(1)原来采用3把刀完成孔系的加工，尺寸位置精度难以保证，加工效率低，无法满足批量生产要求；(2)加工导管孔的长径比超过4倍，加工过程中容易产生震动，严重影响产品的加工质量和成品率。(3)多次更换刀具加工，由于受到加工设备精度的制约，孔径加工质量稳定性差，影响到偶件安装的配合精度；(4)多次镗削易造成同轴度和圆跳动超差，技术指标难以保证；(5)多把刀具的应用，制造成增加，造成浪费严重，效率低下。综合分析，原有工艺方案加工的产品不能满足节能降耗和柴油机可靠性要求。
技术实现思路
(一)技术目的本技术的目的是：提供一种能够加工复杂孔系的高效、高精度减震镗铣复合刀具，减少刀具加工过程的震动和更换频次，实现大功率柴油机气缸盖复杂孔系加工，提高孔系加工效率和质量，满足批量生产要求。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本技术提供一种防震镗铣复合刀具，其包括：减震刀杆、安装在减震刀杆中部的锥度铣刀、以及安装在减震刀杆头部的镗刀刀头；所述减震刀杆包括刀杆体5，所述刀杆体5内部开设与刀杆体5同轴的内腔，内腔头部填充减震块4，减震块4由减震刀杆头部延伸至减震刀杆中部；减震块4尾部设置阻尼元件3，阻尼元件3后设置挡板2，挡板2后设置堵头2，堵头1与内腔通过螺纹连接，堵头1后部为内腔的尾部螺纹部，用于减震刀杆与加工机床之间的装配连接。其中，所述减震块4采用硬质合金K10材料。其中，所述堵头1与内腔之间连接的相对位置可调，以调节阻尼元件3对减振块4的阻尼系数，达到预设的减振效果。其中，所述刀杆体5外部，位于减震刀杆中部位置，具有锥度铣刀安装部，锥度铣刀安装在锥度铣刀安装部上。其中，所述锥度铣刀安装部包括与锥度铣刀内孔径相匹配的套管，位于套管后部的挡座，以及开设在挡座上的凹槽；所述挡座的外径大于锥度铣刀内孔径，小于锥度铣刀外径，以实现锥度铣刀能够套设在套管上并且被挡座卡挡而定位；锥度铣刀上设置有凸起，该凸起的形状和大小与凹槽的形状和大小分别对应一致，使得凸起嵌入凹槽内，对锥度铣刀进行准确定位。其中，所述刀杆体5头部，设置镗刀刀头安装座，镗刀刀头安装座上设置刀头紧固螺钉，镗刀刀头通过刀头紧固螺钉固定在刀杆体5头部。其中，所述锥度铣刀中，前角γ＝8°，后角α＝6°，圆柱刃带0.1-0.2mm，各切削刃对刀具中心圆跳动＜0.01mm。其中，所述镗刀刀头中，前角γ＝10°，后角α＝6°，刀片表面粗糙度为Ra0.1um。其中，所述锥度铣刀由W18Cr4V高速钢制成。其中，所述镗刀刀头由YT6硬质合金制成。(三)有益效果上述技术方案所提供的防震镗铣复合刀具，减震刀杆在设计中采用了减震结构，不但提高了刀具的刚性，而且吸收切削振动，增加稳定性；刀片材质选用和参数设计，保证了多孔系位置精度和表面质量；多孔径复合式结构，满足了高效、高精度的加工要求。附图说明图1为现有技术中气缸盖导管、座圈底孔设计示意图。图2为本专利技术实施例中减震刀杆结构示意图。图3为本专利技术实施例中组合刀具结构示意图。具体实施方式为使本技术的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。由于某型号四冲程高效大功率柴油机缸盖的导管孔径比超过4倍，所以在加工过程中普通刀杆容易产生震动，影响加工质量，普通刀杆无法胜任加工要求，如果能够很好的减少刀震的出现，那也就意味着在机械加工过程中会相对顺利。所以本实施例复合刀具设计为包括减震刀杆，它与普通刀杆的区别在于：减震刀杆中装有调谐质量阻尼器，基于反共振原理，形式上就是一个被动动态系统。在刀柄内部，设计一个振动吸收装置进行与刀柄弯曲变形产生的一振动相反，因此能吸收振动，并增加稳定性。具体地，本实施例防震镗铣复合刀具包括减震刀杆、安装在减震刀杆中部的锥度铣刀、以及安装在减震刀杆头部的镗刀刀头。如图2所示，本实施例减震刀杆包括刀杆体5，所述刀杆体5内部开设与刀杆体5同轴的内腔，内腔头部填充减震块4，减震块4由减震刀杆头部延伸至减震刀杆中部；减震块4尾部设置阻尼元件3，阻尼元件3后设置挡板2，挡板2后设置堵头2，堵头1与内腔通过螺纹连接，堵头1后部为内腔的尾部螺纹部，用于减震刀杆与加工机床之间的装配连接。其中，减震块4采用硬质合金K10材料，增加减震刀杆静态刚度，减少减震刀杆的变形量，同时把减震刀杆受切削力的作用产生的振动传递给阻尼元件3，阻尼元件3衰减和吸收振动，挡板2把堵头1和阻尼元件3隔离并使阻尼元件3均匀受力，堵头1可以调节阻尼元件3对减振块4的阻尼系数，达到最佳的减振效果。所述刀杆体5外部，位于减震刀杆中部位置，具有锥度铣刀安装部，锥度铣刀安装部包括与锥度铣刀内孔径相匹配的套管，位于套管后部的挡座，以及开设在挡座上的凹槽；所述挡座的外径大于锥度铣刀内孔径，小于锥度铣刀外径，以实现锥度铣刀能够套设在套管上并且被挡座卡挡而定位；锥度铣刀上设置有凸起，该凸起的形状和大小与凹槽的形状和大小分别对应一致，使得凸起嵌入凹槽内，对锥度铣刀进行准确定位。刀杆体5头部，设置镗刀刀头安装座，镗刀刀头安装座上设置刀头紧固螺钉，镗刀刀头通过刀头紧固螺钉固定在刀杆体5头部。参照图3所示，为锥度铣刀和镗刀刀头安装在减震刀杆上之后的组合刀具。参照图3所示，根据加工零件的材料特性，本实施例选用了W18Cr4V高速钢制作锥度铣刀，采用YT6硬质合金制作镗刀刀头。从切削稳定性和加工表面质量分析，锥度铣刀的设计参数包括：刀具角度的前角γ＝8°、后角α＝6°、圆柱刃带0.1-0.2mm，为了保证加工精度，各切削刃对刀具中心圆跳动＜0.01mm；镗刀刀头的设计参数包括：刀具角度的前角γ＝10°、后角α＝6°、刀片表面粗糙度Ra0.1um。根据气缸盖导管、座圈孔设计的结构和精度分析，孔φ54锥度孔与φ17要求同轴度φ0.05mm、φ17与φ54端面垂直度0.05mm，φ54孔与φ48孔端面有R1.5的圆弧。为了保证多孔的位置精度，刀具应按导管、座圈孔设计为各种直径的复合式结构，为了较大的提升加工效率，加工孔径的同时考虑到端面与锥度孔的加工；为了防止加工过程中切削力特别是φ17孔单刃镗刀对孔位置精度的影响，由于采用了减震结构，改变了切削用量。两种不同切削方案的切削参数见图表1。表1导管、座圈加工切削参数通过生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防震镗铣复合刀具，其特征在于，包括：减震刀杆、安装在减震刀杆中部的锥度铣刀、以及安装在减震刀杆头部的镗刀刀头；所述减震刀杆包括刀杆体(5)，所述刀杆体(5)内部开设与刀杆体(5)同轴的内腔，内腔头部填充减震块(4)，减震块(4)由减震刀杆头部延伸至减震刀杆中部；减震块(4)尾部设置阻尼元件(3)，阻尼元件(3)后设置挡板(2)，挡板(2)后设置堵头(1)，堵头(1)与内腔通过螺纹连接，堵头(1)后部为内腔的尾部螺纹部，用于减震刀杆与加工机床之间的装配连接。

【技术特征摘要】
1.一种防震镗铣复合刀具，其特征在于，包括：减震刀杆、安装在减震刀杆中部的锥度铣刀、以及安装在减震刀杆头部的镗刀刀头；所述减震刀杆包括刀杆体(5)，所述刀杆体(5)内部开设与刀杆体(5)同轴的内腔，内腔头部填充减震块(4)，减震块(4)由减震刀杆头部延伸至减震刀杆中部；减震块(4)尾部设置阻尼元件(3)，阻尼元件(3)后设置挡板(2)，挡板(2)后设置堵头(1)，堵头(1)与内腔通过螺纹连接，堵头(1)后部为内腔的尾部螺纹部，用于减震刀杆与加工机床之间的装配连接。2.如权利要求1所述的防震镗铣复合刀具，其特征在于，所述减震块(4)采用硬质合金K10材料。3.如权利要求1所述的防震镗铣复合刀具，其特征在于，所述堵头(1)与内腔之间连接的相对位置可调，以调节阻尼元件(3)对减振块（4）的阻尼系数，达到预设的减振效果。4.如权利要求1所述的防震镗铣复合刀具，其特征在于，所述刀杆体(5)外部，位于减震刀杆中部位置，具有锥度铣刀安装部，锥度铣刀安装在锥度铣刀安装部上。5.如权利要求4所述的防震镗铣复合刀具，其特征在于，所述锥度铣刀安装部包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雪冬，郭巨寿，王志斌，明大为，刘彦新，靳东，刘少妍，
申请(专利权)人：国营第六一六厂，
类型：新型
国别省市：山西;14