发动机缸孔铣削工艺制造技术

公开一种发动机缸孔铣削工艺。公开一种铣削发动机缸孔的方法。所述方法可包括：将沿着纵向轴线具有多个切削刃的铣削工具插入到发动机缸孔中；使铣削工具围绕纵向轴线旋转，并使铣削工具围绕发动机缸孔的周边运动，以从发动机缸孔去除材料；粗珩磨发动机缸孔。所述铣削可产生锥形缸孔(例如截头圆锥形缸孔)。粗珩磨工艺可使锥形缸孔的最小直径增加至少60μm。铣削工艺和珩磨工艺的总时间可小于60秒。在一个实施例中，粗珩磨步骤可包括使用至少200μm的磨粒尺寸和/或使用至少200kgf的珩磨力。所述方法可减少形成发动机缸孔的工具需要和周期时间。

Milling process of engine cylinder bore

An engine cylinder bore milling process is disclosed. A method for milling a cylinder bore of an engine is disclosed. The method includes: milling tool along the longitudinal axis is provided with a plurality of cutting edge is inserted into the cylinder hole; the milling tool to rotate around the longitudinal axis, and the milling tool around the cylinder hole surrounding the movement to remove material from the engine cylinder hole; coarse grinding cylinder hole. The milling can produce conical cylinder (e.g. conical cylinder hole). The honing process allows the minimum diameter of the tapered bore to be increased by at least 60 mu m. The total milling time and honing process can be less than 60 seconds. In one embodiment, a rough honing step may include abrasive grit size of at least 200 m and / or honing force of at least 200kgf. The method can reduce the tool requirement and cycle time to form an engine cylinder bore.

【技术实现步骤摘要】
发动机缸孔铣削工艺
本公开涉及一种铣削工艺，例如发动机缸孔铣削工艺。
技术介绍
通常，对汽油发动机缸体和柴油发动机缸体的缸孔进行机加工以接近尺寸公差和表面光洁度公差以便保持压缩并提供足够的油保持。在传统方法中，在去除铸件拔模斜度(如果必要的话)后，使用多步骤镗孔工艺对缸孔进行机加工以控制尺寸并通过珩磨工艺对缸孔进行精加工以控制表面光洁度。在镗孔工艺中通常使用三个独立的步骤：粗镗、半精镗和精镗。每个步骤通常需要具有固定直径的工具。此外，精镗工具通常需要后处理直径测量仪和工具调整头以在工具磨损时进行补偿而保持直径一致。每个镗孔步骤的每个镗孔周期需要大约10至15秒。机加工之后的珩磨工艺通常也具有三个步骤。第一个步骤(通常称为粗珩磨道次(pass))可以直接受精镗后得到的汽缸尺寸和表面光洁度的影响。这种传统方法可以生产高质量的缸孔，但是可能相对不够灵活并且需要大量的机床投资。
技术实现思路
在至少一个实施例中，提供一种方法，包括：将沿着纵向轴线具有多个切削刃的铣削工具插入到发动机缸孔中；使铣削工具围绕纵向轴线旋转，并使铣削工具围绕发动机缸孔的周边运动，以将材料从发动机缸孔去除并形成锥形缸孔；粗珩磨锥形缸孔以使锥形缸孔的最小直径增加至少60μm。旋转步骤可以包括使铣削工具围绕发动机缸孔的周边运动两转或更多转。所述两转或更多转中的第一转可以包括粗铣步骤，所述两转或更多转中的第二转可以包括半精铣步骤。在一个实施例中，旋转步骤包括三转，其包括第一转粗铣步骤、第二转半精铣步骤和第三转精铣步骤。发动机缸孔可以形成在灰铸铁或致密石墨铸铁发动机缸体铸件中，形成在插入于铝制或镁制发动机缸体中的铸铁缸套中，或者形成在有涂层(例如，热喷涂钢涂层)的铝制发动机缸体中。旋转步骤和粗珩磨步骤的总时间可以小于60秒。旋转步骤的总时间可以小于20秒。在一个实施例中，粗珩磨步骤包括使用具有至少200μm的磨粒尺寸的磨料珩磨锥形缸孔。在另一实施例中，粗珩磨步骤包括使用至少200kgf的珩磨力珩磨锥形缸孔。粗珩磨步骤可以使锥形缸孔的最小直径增加至少75μm。在至少一个实施例中，提供一种方法，包括：经由第一内插铣削道次从发动机缸孔产生具有窄端直径和宽端直径的第一截头圆锥形缸孔；经由一个或更多个附加的内插铣削道次从第一截头圆锥形缸孔产生具有窄端直径和宽端直径的第二截头圆锥形缸孔；粗珩磨第二截头圆锥形缸孔以使第二截头圆锥形缸孔的窄端直径增加至少60μm。根据本专利技术，提供一种方法，包括：经由第一内插铣削道次从发动机缸孔产生具有窄端直径和宽端直径的第一截头圆锥形缸孔；经由一个或更多个附加的内插铣削道次从第一截头圆锥形缸孔产生具有窄端直径和宽端直径的第二截头圆锥形缸孔；粗珩磨第二截头圆锥形缸孔以使第二截头圆锥形缸孔的窄端直径增加至少55μm。第二截头圆锥形缸孔可以通过一个或两个内插铣削道次产生。在一个实施例中，第一内插铣削道次和所述一个或更多个附加的内插铣削道次的总时间小于20秒。粗珩磨步骤可以使第二截头圆锥形缸孔的窄端直径增加至少75μm。第一内插铣削道次和所述一个或更多个附加的内插铣削道次可以使用单个铣削工具。在至少一个实施例中，提供一种方法，包括：第一内插铣削道次使发动机缸孔的直径增加到第二直径；一个或更多个附加的内插铣削道次使发动机缸孔的直径增加到第三直径；粗珩磨发动机缸孔以产生圆柱形发动机缸孔，其中，所有内插铣削道次和粗珩磨的总时间小于60秒。在一个实施例中，所有内插铣削道次和粗珩磨的总时间小于55秒。第一内插铣削道次和所述一个或更多个附加的内插铣削道次的总时间可以小于20秒。在一个实施例中，粗珩磨步骤包括使用具有至少200μm的磨粒尺寸的磨料(例如，粘结的金刚石磨料)珩磨发动机缸孔。在另一实施例中，粗珩磨步骤包括使用至少200kgf的珩磨力珩磨发动机缸孔。附图说明图1是用于成型发动机缸孔的镗孔工艺的示意性剖视图；图2是根据实施例的用于成型发动机缸孔的内插铣削工艺的示意性剖视图；图3是根据实施例的由内插铣削工艺形成的锥形发动机缸孔的示意性剖视图；图4是根据实施例的进行粗珩加工后的圆柱形发动机缸孔的示意性剖视图；图5是用于成型发动机缸孔的传统三步骤镗孔工艺的流程图；图6是根据实施例的用于成型发动机缸孔的内插铣削工艺的流程图；图7是根据实施例的具有恒定切削半径的铣削工具、力分布和得到的发动机缸孔壁的示意性剖视图；图8是根据实施例的具有可调整的切削半径的铣削工具、力分布和得到的发动机缸孔壁的示意性剖视图；图9是根据实施例的具有可调整的切削刀片(insert)的铣削工具的透视图；图10是根据实施例的图9的可调整的切削刀片的放大视图；图11是示出了作为深度的函数的若干缸孔的直径的曲线图，包括使用具有可调整的切削刀片的铣削工具形成的缸孔；图12是示出了使用具有可调整的切削刀片的铣削工具切削的多个缸孔的缸孔直径的曲线图；图13是根据实施例的铣削切削刀片的纹理切削刃的平面图；图14A是根据实施例的纹理切削刃的正弦轮廓的示例；图14B是根据实施例的纹理切削刃的方波轮廓的示例；图14C是根据实施例的纹理切削刃的三角波轮廓的示例；图14D是根据实施例的纹理切削刃的锯齿波轮廓的示例；图15是根据实施例的具有可调整角度的切削刀片的铣削工具的示意性侧视图。具体实施方式根据需要，在此公开本专利技术的详细实施例；然而，应理解，所公开的实施例仅是本专利技术的示例，本专利技术可以以各种和替代的形式实施。附图不一定按比例绘制；一些特征可被夸大或最小化以显示特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅作为教导本领域技术人员以各种方式利用本专利技术的代表性基础。参照图1，示出了用于形成发动机缸孔10的传统镗孔工艺。发动机缸孔10可以形成在发动机缸体铸件(例如灰铸铁或致密石墨铸铁发动机缸体铸件)中，形成在插入于铝制或镁制发动机缸体中的铸铁缸套中，或者形成在有涂层(例如，热喷涂钢涂层)的铝制发动机缸体中。发动机缸孔壁12可以具有初始直径(例如铸铁缸套直径)，或者其可以在发动机缸体的铸造期间例如使用铸造型芯形成。然而，初始直径可以在图示的镗孔工艺之前被机加工(例如，“切块”)或以其它方式形成以例如去除铸件拔模斜度。如上所述，传统的镗孔工艺包括三个独立的镗孔步骤：粗镗、半精镗和精镗。在每个镗孔步骤期间，具有附连的一个或更多个切削刀片16的镗杆14围绕镗杆的纵向轴线18旋转以将材料从发动机缸孔壁12去除。切削刀片16相对于纵向轴线18具有固定的切削半径，其在镗孔工艺之前大于发动机缸孔壁12的半径。镗杆的纵向轴线18也是发动机缸孔10的纵向轴线。作为镗孔工艺的结果，发动机缸孔壁12的半径变得与切削刀片的切削半径相同。在粗镗、半精镗和精镗步骤期间使用不同的镗杆14和/或切削刀片16以在每个步骤期间增加切削半径。精镗杆在镗杆上通常具有后处理测量仪和到径向调整头的反馈回路以补偿刀片磨损。因此，对发动机缸孔进行镗孔是不灵活的过程。每个镗孔步骤具有固定切削半径的相应工具，并且对于每个镗孔步骤必须改变工具以增加切削半径。对发动机缸孔进行镗孔对于每个发动机缸孔几何形状需要多个镗孔工具(例如，对于传统的三步骤镗孔工艺为三个)。如果在一组发动机上使用多个发动机缸孔几何形状，则所需的镗孔工具的数量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：将沿着纵向轴线具有多个切削刃的铣削工具插入到发动机缸孔中；使铣削工具围绕纵向轴线旋转，并使铣削工具围绕发动机缸孔的周边运动，以从发动机缸孔去除材料并形成锥形缸孔；和粗珩磨锥形缸孔以使锥形缸孔的最小直径增加至少60μm。

【技术特征摘要】
2015.10.30 US 14/928,1111.一种方法，包括：将沿着纵向轴线具有多个切削刃的铣削工具插入到发动机缸孔中；使铣削工具围绕纵向轴线旋转，并使铣削工具围绕发动机缸孔的周边运动，以从发动机缸孔去除材料并形成锥形缸孔；和粗珩磨锥形缸孔以使锥形缸孔的最小直径增加至少60μm。2.根据权利要求1所述的方法，其中，旋转步骤包括使铣削工具围绕发动机缸孔的周边运动两转或更多转。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述两转或更多转中的第一转包括粗铣步骤，所述两转或更多转中的第二转包括半精铣步骤。4.根据权利要求2所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·艾伦·史蒂芬森，大卫·艾伦·奥佐格，
申请(专利权)人：福特汽车公司，
类型：发明
国别省市：美国,US