針對工件條件合理應(yīng)用復(fù)合刀具

復(fù)合刀具的應(yīng)用，受到加工工藝、刀具壽命、零件結(jié)構(gòu)等因素的制約，但在充分考慮各方面因素的影響下，在現(xiàn)階段機(jī)械加工制造中，不失為一種先進(jìn)的加工方法。
　　復(fù)合加工技術(shù)是在機(jī)械加工工藝中，將多個單一工序進(jìn)行有效組合，集中表現(xiàn)在加工刀具結(jié)構(gòu)的變化上，即所謂采用復(fù)合性刀具代替普通的單一性刀具，在一次換刀加工中完成多道工序內(nèi)容，從而實現(xiàn)提高生產(chǎn)效率、保證零件位置精度、改善刀具切削等目的。
　　柔性化生產(chǎn)是目前汽車制造企業(yè)廣泛采用的一種機(jī)加工方式，通過集合組合機(jī)床的高剛性、高效率和加工中心的柔性，柔性生產(chǎn)線獲得了比組合機(jī)床生產(chǎn)線線路更短、設(shè)備更少、工序更加集中的優(yōu)勢，為了更好地平衡生產(chǎn)節(jié)拍，復(fù)合加工技術(shù)在加工中心上得到了應(yīng)用，并隨著復(fù)合加工技術(shù)的不斷完善，許多組合機(jī)床也開始采用此項技術(shù)。
　　提高生產(chǎn)效率和保證圖紙精度
　　在雙頂置凸輪軸（DOHC）發(fā)動機(jī)中，缸蓋通常采用鑄造的方式制造，在其上有限的空間內(nèi)布置有冷卻水套和進(jìn)、排氣道，因此缸蓋的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，機(jī)加工的重點部位有：具有較高同軸度要求的凸輪軸孔和圓柱度要求的挺桿孔；座圈90°密封帶和尺寸為φ6mm的導(dǎo)管孔是其中加工難度最大的，其加工質(zhì)量的好壞將直接影響氣門的密封性。
　　在座圈和導(dǎo)管孔從粗加工到精加工的整個過程中，如果采用普通的單一性刀具，不僅效率低下，同時還會因為多次裝夾帶來刀具中心不重合等誤差，影響后續(xù)加工精度，因此，必須選擇復(fù)合加工工藝。
　　（1）采用復(fù)合刀具一次完成進(jìn)氣座圈安裝底孔、粗鉆導(dǎo)管底孔φ10.5mm及刀校進(jìn)氣道喉口的粗加工。
　　由于導(dǎo)管孔中心與進(jìn)氣道中心呈斜角布置，在粗鉆導(dǎo)管底孔時，會因鉆頭兩切削刃負(fù)荷不均而難以保證導(dǎo)管底孔直線度，所以通常在進(jìn)氣道斜面上先加工一個φ13mm的工藝平臺與導(dǎo)管孔中心線垂直；位于氣門座圈上方的進(jìn)氣喉口的主要功能是減少進(jìn)氣阻力，因此必須保證鑄造喉口時的設(shè)計空間，以便去除由于沾沙和泥芯移位而造成的多出鋁瘤。綜合考慮以上兩點因素，在粗加工座圈安裝底孔時，采用復(fù)合刀具，將3道工序的加工內(nèi)容用一把刀具來完成，不但保證了相對位置，而且提高了加工效率。
　　（2）采用復(fù)合刀具一次完成座圈安裝孔和φ11mm導(dǎo)管底孔的精加工。
　　φ11mm導(dǎo)管底孔要求孔的圓柱度和直線度均為0.01mm，座圈安裝孔中心對導(dǎo)管孔中心同軸度要求φ0.2mm，為了保證精度，采用復(fù)合刀具進(jìn)行精加工。在刀具設(shè)計上，為避免精鏜φ11mm孔與后續(xù)精鏜座圈孔產(chǎn)生加工干涉，先使用前端刀具進(jìn)行φ11mm孔的精鏜工序，然后再由后面兩把刀具分別完成座圈安裝孔的粗、精加工，不僅減少了精鏜時刀刃的切削負(fù)荷，同時也延長了刀具的使用壽命。
　�。�3）精車進(jìn)氣座圈孔60°、90°、120°密封帶和精鉸φ6mm導(dǎo)管孔。
　　在該加工過程中，圖紙要求90°密封帶中心對φ6mm導(dǎo)管孔中心的跳動誤差≤0.015mm，因此，采用的復(fù)合刀具前端為φ6mm槍鉸刀，精鉸φ6mm導(dǎo)管孔后，液壓缸控制鉸刀退回刀套，隨后呈120°圓周分布的3把車刀分別完成60°、90°、120°錐面的加工，保證了密封帶的均勻?qū)挾群?0°密封帶對導(dǎo)管孔中心徑向跳動的要求。
　　主軸承檔的側(cè)面加工
　　在加工主軸承檔的兩個側(cè)面時，采用的是復(fù)合加工刀具，即將多片3面刃銑刀安裝在機(jī)床刀具主軸上，可以在一次進(jìn)給中，完成多檔主軸承孔兩個側(cè)平面的加工。
　　改善刀具切削負(fù)荷
　　在粗加工缸蓋16?φ30.4mm挺桿孔時，由于毛坯單邊余量大于4mm，原設(shè)計方案是在一次走刀中完成全部切削加工，但刀具會承受較大的切削抗力，容易出現(xiàn)悶車、損壞刀具和拉壞工件加工表面。如果采用兩次加工，又將增加換刀工序，使機(jī)床加工節(jié)拍難以保證。綜合考慮后，最終采用臺階結(jié)構(gòu)的復(fù)合刀具，將切削余量分配在前后刀齒上，從而滿足了工藝要求。
　　結(jié)束語
　　隨著現(xiàn)代機(jī)械加工方式的不斷進(jìn)步，復(fù)合加工技術(shù)得到了越來越多的應(yīng)用，其優(yōu)勢也在不斷顯現(xiàn)。但任何技術(shù)都有其強(qiáng)和弱的方面，在缸體、缸蓋等箱體類零件加工中，由于此類零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生產(chǎn)批量大，因此復(fù)合加工技術(shù)優(yōu)勢可以得到有效發(fā)揮。相比之下，對于結(jié)構(gòu)簡單、單件、小批量生產(chǎn)的零部件，加工工藝應(yīng)該盡量安排在通用機(jī)床上完成，采用通用刀具加工，主要是因為，復(fù)合加工技術(shù)采用的是組合型刀具，該類刀具設(shè)計復(fù)雜，需求量有限，接近于單件生產(chǎn)，刀具成本要比通用刀具高幾倍，甚至幾十倍不等。
　　復(fù)合加工技術(shù)的應(yīng)用也常受加工條件、刀具壽命、刀具制造工藝性、零件結(jié)構(gòu)的限制。如對于鉆孔、倒角、刮平面這一套工序，如果采用復(fù)合刀具，不僅刀具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且工藝上也不合理。鉆孔先接觸的是工件毛坯面，由于鉆削時鉆頭兩側(cè)切削刃切削力不相等，容易造成鉆頭偏斜，同時刮平面刀具直徑與鉆頭直徑相差太大，易造成加工過程中鉆頭和刮刀連接處折斷。
　　復(fù)合加工技術(shù)是當(dāng)今機(jī)械加工中廣泛使用的一種工藝方法，只要充分考慮加工工藝性、刀具的結(jié)構(gòu)合理性和生產(chǎn)成本等諸多因素，不失為一種先進(jìn)的加工方法。