1 引言

　　氣缸蓋屬柴油機關(guān)鍵部件之一，其質(zhì)量對柴油機整機性能有著重要影響。氣缸蓋加工的關(guān)鍵工序為燃燒室孔、氣門座孔、導(dǎo)管孔的加工。燃燒室孔、氣門座孔、導(dǎo)管孔加工質(zhì)量不好，會造成柴油機燃燒室漏水，燃燒不充分、氣門導(dǎo)管偏磨、氣閥調(diào)頭等質(zhì)量問題發(fā)生。16/24船用柴油機氣缸蓋是我公司為船舶廠加工的一種氣缸蓋。船用柴油機氣缸蓋比機車用柴油機氣缸蓋有更高的精度要求。如：機車用柴油機氣缸蓋對燃燒室孑L同軸度、氣門座孔對導(dǎo)管孔的同軸度要求為０.15mm、０.08mm，船用柴油機氣缸蓋為0.04mm、0.04mm；同時船用柴油機氣缸蓋一般把搖臂軸座、進氣支管等復(fù)合到氣缸蓋上，結(jié)構(gòu)較緊湊．避免機車氣缸蓋存在的搖臂軸座漏油等情況的發(fā)生，但另一方面，這種復(fù)合結(jié)構(gòu)增加了氣缸蓋的鑄造、加工難度。針對這種缸頭的特點，在試制中我們運用了部分復(fù)合刀具完成該氣缸蓋加工。16/24船用柴油機氣缸蓋中16表示該柴油機缸徑為160mm，24表示該柴油機沖程為240mm。

2 復(fù)合刀具概述

　　復(fù)合刀具是指能同時或先后順序完成兩個或兩個以上工序(或工步)的刀具。復(fù)合刀具適用于穩(wěn)定產(chǎn)品批量加工。復(fù)合刀具有很多優(yōu)點：(1)采用復(fù)合刀具加工，可以減少生產(chǎn)輔助時間。提高生產(chǎn)效率，提高加工表面相互問位置精度，如端面與孔的垂直度、同一軸線上幾個孔的同軸度等精度；(2)采用復(fù)合刀具可以集中工序，減少機床數(shù)量，節(jié)約機床資源。另一方面，復(fù)合刀具也有較多缺點：首先，復(fù)合刀具設(shè)計、制造相對用難；(3)復(fù)合刀具是針對具體加工產(chǎn)品而設(shè)計制作，通用性差；(4)復(fù)合刀具會由于各加工部位的耐用度和壽命不同，造成不能發(fā)揮潛力而造成浪費。因此，在選用和設(shè)計復(fù)合刀具時，要盡可能地發(fā)揮其優(yōu)點，減少或消除其缺點。

3 16/24柴油機氣缸蓋加工工藝分析、加工

　　16/24柴油機氣缸蓋外形及加工簡圖如圖1。

　　通過工藝分析，我們制訂該氣缸蓋的加工工藝流程如表1。

　　按照以上工藝流程完成該柴油機氣缸蓋試加工，通過三座標測量機檢測。氣缸蓋加工尺寸較穩(wěn)定，但形位公差有存在超差的情況，表現(xiàn)在大小燃燒搴孔、氣門座孔與導(dǎo)管孔同軸度有波動。經(jīng)過分析認為，造成同軸度超差的原因有如下方面：(1)機床精度。機床的定位和重復(fù)定位不高；(2)刀具誤差。Φ19導(dǎo)管孔及燃燒室孔Φ23孔屬細長孔加工。刀具剛性差，存在加工時讓刀情況。XH718A立式加工中心為一臺半閉環(huán)機床，該機床最初設(shè)計的定位和重復(fù)定位精度分別為0.018mm、0.010mm。是造成同軸度超差的主要原因(機床精度誤差理論上最大會造成同軸度偏差為0.018×2=0.036mm)。標準刀具在立式加工中心加工氣缸蓋燃燒室孔時，由于加工中心機械手換刀每次都要回換刀位置更換刀具。機床在X、Y方向移動一段距離之后。要保證加工后孔的同軸度。機床必須有較高的定位及重復(fù)定位精度。機床精度的提高需要增加較大的投入，我們考慮，如采用復(fù)合刀具進行氣缸蓋燃燒搴孔的加工，將精加工工步內(nèi)容復(fù)合在一起后，將機床的定位和霞復(fù)定位精度要求轉(zhuǎn)化為刀具制作精度，通過刀具來保證加工孔的同軸度。

　針對以上存在問題，我們改進刀具，采用復(fù)合刀具來進行氣缸蓋燃燒室孔、氣門座孔、導(dǎo)管孔的加工。氣缸蓋燃燒室孔，氣門座孔和導(dǎo)管孔復(fù)合刀具加工藝有相似之處。以下通過燃燒室孔標準刀具、復(fù)合刀具加工工藝方案射比介紹復(fù)合刀具對同軸度、刀具成本控制。

　　XH718A立式加工中心采用標準刀具的加工氣缸蓋燃燒搴孔主要工步為：擴孔到Φ 22-擴孔到Φ40.7-半精鏜Φ23孔到咖Φ22.7-粗鏜Φ42孔到Φ41.7-粗鏜Φ45孔到Φ44.7-精鏜Φ45孔-精鏜Φ42孔-精鏜Φ41孔-鉸孔Φ23。按照圖紙要求，我們確定將Φ45、Φ42、Φ41、Φ 23四個孔的精加工復(fù)合在一把刀具上便于氣缸蓋加工質(zhì)量控制；將Φ45、Φ42、Φ41三個孔的半精加工復(fù)合在一把刀具上便于氣缸蓋刀具費用的降低及生產(chǎn)效率提高。

　　加工中心采用復(fù)合刀具的加工氣缸蓋燃燒室孔主要工步為：擴孔到Φ 22-擴孔到Φ40-半精鏜-Φ23孔到Φ 22.7-復(fù)合刀具粗鏜Φ41孔到Φ40.7、Φ42孔到Φ41.7、Φ45孔到Φ44.7-復(fù)合刀具鉸Φ45孔、Φ42孔、Φ41孔、Φ23孔。

　　在設(shè)計刀具時，考慮到復(fù)合鏜刀可采用更換刀片控制刀具磨損量，為提高刀具剛性．將刀具設(shè)計成移體式；復(fù)合鉸刀由于磨損后須報廢更換刀具，將刀具設(shè)計為分體式，加工時須增加一個標準的BT50-M4刀柄與復(fù)合鉸刀相連接，從而達到節(jié)省刀具費用目的。在設(shè)計時將復(fù)合鉸刀設(shè)計成莫氏錐柄，而沒有采用傳統(tǒng)的側(cè)面螺釘壓緊結(jié)構(gòu)，主要是考慮減少刀具由于側(cè)面螺釘壓緊結(jié)構(gòu)裝配間隙造成的誤差。從采用復(fù)合刀具加工工藝流程中可以看出，采用復(fù)合刀具加工氣缸蓋燃燒室各孔避免了由于機床定位和重復(fù)定位精度誤差造成的同軸度誤差，更容易控制形位誤差，且采用復(fù)合刀具進行加工，由于提高了刀具剛性。更便于氣缸蓋燃燒室孔的質(zhì)量控制。

　　從以上對比可以看出，通過采用復(fù)合刀具加工氣缸蓋能節(jié)約刀具費用39050-14800=25150元。采用復(fù)合刀具加工氣缸蓋燃燒室孔比采用普通刀具加工氣缸蓋燃燒窀孔能節(jié)約大約1/3的加工時間。采用復(fù)合刀具加工氣缸蓋燃燒室孔時，由于減少了四把刀具，且氣缸蓋燃燒室孔的孔精加工都采用容易控制幾寸公差的鉸孔加工工藝，減少了測量頻次．能節(jié)約部分輔助時間本次采用復(fù)合刀具主要目的是為了保證產(chǎn)品加工質(zhì)量，如要提高生產(chǎn)效率還可以將孔氣缸蓋沉頭螺釘孔、搖臂軸座等的加工進行刀具復(fù)合，這樣可更好地提高加工效率。

4 結(jié)論

　　在氣缸蓋的加工過程中，充分利用復(fù)合刀具的優(yōu)點對于產(chǎn)品質(zhì)量控制，刀具成本控制、產(chǎn)生效率提高都能起到積極作用。