MAPAL刀具在缸蓋加工中的應(yīng)用

王永宏

摘 ?要：MAPAL刀具是MAPAL生產(chǎn)的精密刀具，可用于汽車、摩托車、航天、航空等工業(yè)中的精密孔、特殊孔的加工。文章對MAPAL刀具在缸蓋加工中的應(yīng)用進行分析，探討MALPAL刀具在缸蓋加工中遇到的問題，為完善MALPAL刀具在缸蓋中的加工工藝提出建議與意見。

關(guān)鍵詞：MAPAL刀具;缸蓋加工;發(fā)動機

中圖分類號：TG713.3;TG713.4 ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2016）26-0036-02

德國MAPAL公司是一個生產(chǎn)精密加工刀具的生產(chǎn)企業(yè)，該公司所生產(chǎn)的刀具在精密加工中具有廣泛的用途，適用于大批量精密加工。在B154缸自然吸氣發(fā)動機缸蓋加工中，MALPAL刀具能夠用于缸蓋氣門導(dǎo)管底孔、氣門座底孔的加工。MALPAL精密刀具具有切削速度高、耐磨性好、耐用度高等特點，因為其獨特的架構(gòu)、有意的表面粗糙度與精密的內(nèi)孔精度，通過切削起到支撐作用，吸收切削所引起的振動，可以提升切削精度，從而提升加工精度。

1 ?B15發(fā)動機缸蓋加工MALPAL刀具的應(yīng)用

1.1 ?MALPAL刀具特點

MALPAL刀具刀片非常鋒利，在使用的過程中，新刀片有一個急劇磨損期，急劇磨損期中刀片稍有磨損就會引發(fā)加工尺寸偏小。在加工的過程中，需要在加工50個零件之后，將新刀具卸下檢查與調(diào)整，確保刀具的使用壽命。在使用過程中，MALPAL刀具是在可靠的支撐與導(dǎo)向的作用下進行的切削工作，在工作中需要對孔的位置進行糾偏。

1.2 ?在B15發(fā)動機缸蓋中的應(yīng)用

在B15發(fā)動機缸蓋加工中，因為缸蓋的結(jié)構(gòu)性狀復(fù)雜、內(nèi)部呈腔型結(jié)構(gòu)，加工難度較高，為了確保發(fā)動機的使用效果，需要對缸蓋加工過程中的關(guān)鍵工藝進行控制，確保缸蓋加工精度。氣門導(dǎo)管底孔、氣門座底孔、槍鉸導(dǎo)管孔、鏜氣門座孔是缸蓋粗加工的關(guān)鍵部位，對于缸蓋加工精度具有直接的影響。通常在加工過程中，對于氣門座閥線的精密度要求很高，要求以粗糙度在±0.8 mm，跳動0.03～0.05 mm，氣門導(dǎo)管公差直徑為0.01 1mm，確保其表面平整，無毛刺。

采用MALPAL系列的WWS銑刀作為加工工具，其中切削參數(shù)：切深為2.5 mm，轉(zhuǎn)速為1 000～3 500 m/min，進給為0.04～0.06 mm/刃·轉(zhuǎn);線速度1 000～3 500 m/min，一般可取機床允許轉(zhuǎn)速的上限。采用MapaI階梯式PCD精鏜刀進行加工，切削參數(shù)：進給為0.08～0.15 mm/轉(zhuǎn);采用硬質(zhì)合金刀片時線速度為150～300 mm/min。加工過程中刀具壽命：PCD刀片約加工

20 000～40 000孔;硬質(zhì)合金刀片約加工2 000～4 000孔，整體PCD刀片約加工20 000～70 000孔。在加工過程中，通常在導(dǎo)管上加上引導(dǎo)管，采用采用精加工刀具完成精加工，采用MAPAL刀具進行加工，能夠達到所需要的效果。采用離心式滑動刀具急性精加工，在加工中心使用時改變機床轉(zhuǎn)速以控制刀具類型，能夠確保加工精度為7～8 μm，而且刀具基體只需要一次性購置，能夠重復(fù)使用。

2 ?MALPAL刀具的應(yīng)用問題以及改進

在使用MALPAL刀具進行發(fā)動機缸蓋加工過程中，通常會遇到以下的的問題，包括刀具的跳動、閥座震紋、刀具加工壽命較短等問題，為了提升加工進度、加工效率，延長刀具的使用壽命，可以采用以下的方式改進現(xiàn)存的問題。

2.1 ?跳動以及解決措施

采用MALPAL刀具進行加工時，跳動量的合格率只有87%，使用過程中的機床能力達不到Cpk≥1.67，采用MALPAL系列的PCD刀具進行加工時，因為剛性比整體的硬質(zhì)合金差，而且鉸刀頂部的受力布局云，所以在加工過程中，鉸刀會朝著受力較小的方向偏移。而鉸刀在加工過程中難以起到修正的作用，會造成加工偏移，從而引發(fā)跳動，導(dǎo)致加工后出現(xiàn)位置誤差;而且壓裝后過盈收縮量不一致，將會產(chǎn)生更大的位置誤差。

解決跳動的主要措施是確保刀具的受力均勻，為了避免因為機床加工節(jié)拍等因素引發(fā)的受力不均勻，采用同一把刀具完成密封面的加工。在加工過程中，嚴格控制刀具的偏角，當(dāng)鉸刀主偏角從75 °～90 °時，導(dǎo)向角消失，但是對加工沒有影像。因此將主偏角固定在90 °時，能夠增加刀尖圓弧。將主偏角設(shè)定道90 °后，能夠明顯的減少跳動，提升加工精度。

2.2 ?閥座震紋以及解決措施

閥座精加工通常有三種加工方法，一種是采用橫切法、一種是縱切法、還有一種是采用成形刀片直接截出的成型法。B15加工采用的是成型法，該加工過程中，通過使用MAPAL成型刀片對閥座進行加工，刀體上有兩根導(dǎo)向條支撐，刀具示意圖，如圖1所示。在閥座的加工過程中，進氣閥加工后的表面粗糙度與尺寸能夠滿足工藝要求，但是排氣閥門的加工表面有著很嚴重的震紋。產(chǎn)生震紋的主要原因是因為排氣閥座密封面的角度為60 °，徑向力大于進氣閥座，因此雖然有導(dǎo)向條支撐，進氣閥與排氣閥的受力并不均勻，加工中震動引發(fā)震紋。

為了避免震紋的產(chǎn)生，需要改良加工方法。雖然縱切法具有很高的精度，但是因為機床缺少V軸結(jié)構(gòu)，因此缺乏采用縱切法，采用橫切法進行加工，用三個軸向可調(diào) 刀夾均布在刀體上，使用標準刀片進行加工。在加工過程中，通過刀夾對閥座的加工進行調(diào)整，能夠確保每個方向的受力均勻，從而避免刀具震動產(chǎn)生震紋。工藝改進后的震紋幾乎完全消失，閥座尺寸與表面粗糙度均能夠滿足產(chǎn)品要求。

2.3 ?刀具壽命問題以及解決措施

MAPAL加工壽命是影響加工效益的重要因素之一，在經(jīng)過一段時間的加工自后，調(diào)刀相對頻繁，影響了刀具的耐用性。為了提升刀具的耐用性，增加刀具使用壽命，可以采取以下的方式進行調(diào)整：①將粗加工與精加工分開，粗加工會導(dǎo)致切削刃磨損，無法滿足精加工的需求;②提升加工穩(wěn)定性，在加工過程中需要確保刀具的穩(wěn)定性，大概刀具嚴重損傷或出現(xiàn)小爆口時，需要及時重新更換新刀片，確保加工精度;③更改刀具表面涂層材料與幾何形狀，采用MAPAL專用符合涂層，能夠增加刀片的耐磨性，在刀具制造商的技術(shù)支持才，設(shè)計得到的“F”型倒角刀片，如圖2所示。在原有刀片的基礎(chǔ)上增加了第一后角的寬度，能夠有效的提升刀具的使用壽命;④嚴格控制切削參數(shù)，選擇合理的切削液，按照相應(yīng)的切削參數(shù)，能夠提升加工效率，確保加工精度，延長刀具壽命，提升機床加工效率。除了合理的選擇切削參數(shù)與切削刀具之外，需要合理的選擇切削液，確保切削液應(yīng)該滿足以加工的需求。

3 ?結(jié) ?語

MAPAL刀具在發(fā)動機缸蓋精加工中具有廣泛的應(yīng)用，能夠滿足缸蓋導(dǎo)管孔精加工的需求。在加工的過程中，MAPAL刀具適用于加工難加工材料，具有較高的加工精度。缸蓋加工中主要會民連著跳動、震紋、刀具壽命有效等問題，為了確保加工精度、提升加工效率、延長刀具壽命，需要根據(jù)工藝需求選擇刀具種類、加工過程中嚴格控制加工參數(shù)，確保缸蓋能夠滿足設(shè)計需求。

參考文獻：

[1] Mapal公司精密刀具的應(yīng)用[J].工具技術(shù)，2001，（3）.

[2] 李宏.如何提高MAPAL單刃刀片的壽命[J].汽車工藝與材料，2007，（4）.

[3] 吉祺煒.Ji Qiwei MAPAL刀具在缸蓋座圈和導(dǎo)管加工中的改進[J].機 ? 械制造，2006，（6）.

[4] 徐林紅，詹緒直.Xu Linhong.Zhan Xuzhi缸蓋氣門導(dǎo)管孔和閥座加

工刀具改進[J].工具技術(shù)，2005，（10）.