用于加工中心的Valenite氣缸孔精鏜刀

Valenite氣動控制自動補償氣缸孔精鏜刀可更好地滿足氣缸孔加工的精度要求，最主要的是實現(xiàn)了在加工中心上尺寸自動補償，以達到加工尺寸自動控制的目的。另外，它具有和在專用機床加工一樣的高精度及高可靠性。

    氣缸孔的精加工是整個發(fā)動機缸體加工中的重中之重。為了保證氣缸孔的尺寸精度、形位公差和得到一個穩(wěn)定的Cpk值，目前國內(nèi)在氣缸體的加工中普遍采用進口的剛性專機，并配合在線（離線）電子檢具以及自動補償?shù)毒呦到y(tǒng)，實現(xiàn)尺寸的自動控制（自動或半自動反饋）。但是，隨著汽車工業(yè)的競爭越來越激烈，發(fā)動機的開發(fā)和更新速度不斷加快，剛性的專用機床已遠遠不符合柔性加工的需求，現(xiàn)越來越多的氣缸孔加工轉(zhuǎn)移到柔性更高的加工中心上。在此，本文具體介紹了一款用于加工中心的氣缸孔精鏜刀。

圖1

圖1所示為由美國Valenite公司最新研制的用于加工中心的氣動控制自動補償氣缸孔鏜刀，該鏜刀采用HSK100接口，具有諸多加工優(yōu)勢。

1. 在加工中心上實現(xiàn)半精鏜，精鏜分開加工

    為了滿足氣缸孔的精度要求，Valenite在刀具設計上采用了半精鏜、精鏜分開加工的工序，以避免同時加工產(chǎn)生的振動。半精鏜和頂面倒角采用推鏜（主軸下行）的方式，精鏜采用拉鏜(主軸上行)的方式。在加工時，首先由換刀機械手從刀庫直接取刀進行自動換刀，然后主軸定位到加工位置，首先進行半精鏜（3個刀具同時加工），此時精鏜的刀夾保持在原始位置，即精鏜刀尖所處的半徑小于半精鏜刀片刀尖所處的半徑，并不參與切削（見圖2）。當完成半精加工后，主軸繼續(xù)工進，進行頂面倒角，完成倒角后，主軸后退1～2mm。這時，0.4～0.6MPa（或更大的壓力）的壓縮空氣從機床主軸通過位于刀柄法蘭側面的進氣口輸入到鏜桿內(nèi)部，由輸入的壓縮空氣推動鏜桿內(nèi)的拉桿；拉桿推動一套楔塊結構，把精鏜小刀夾頂?shù)骄�加工的尺寸，然后主軸后退工進，進行精鏜；完成精鏜后，鏜桿內(nèi)的壓縮空氣被排出，此時拉桿失去壓力，由內(nèi)部的一套彈簧機構使精鏜小刀夾回到原始位置，完成整個加工循環(huán)（見圖3）；然后主軸再重新定位，循環(huán)加工余下的氣缸孔。

圖2 半精鏜氣缸孔（推鏜）

圖3 精鏜氣缸孔（拉鏜）

2. 在加工中心上實現(xiàn)自動補償

    當加工完一個缸體的所有孔后，通過在線檢具對已加工的孔徑進行測量，如發(fā)現(xiàn)尺寸變�。ㄖ饕�由于刀片的磨損造成），則精鏜刀夾的尺寸需要精調(diào)。在加工下一個缸體之前，主軸會把刀具輸送到安裝在夾具上的氣動卡盤裝置上，見圖4。通過這個氣動卡盤定位加緊刀具最前端的精調(diào)旋鈕后，機床主軸回轉(zhuǎn)，主軸順時針或逆時針每回轉(zhuǎn)10°，精鏜尺寸在半徑方向上增或減0.0025mm，從而實現(xiàn)精加工尺寸的自動補償。最大可回轉(zhuǎn)360°，在直徑方向上總的調(diào)整量為 0.18mm。

圖4 氣動卡盤裝置

3. 高加工精度及可靠性

    Valenite 氣動控制自動補償氣缸孔鏜刀的這種史無前例的設計可在加工中心上獲得與在專用機床上同樣的加工功能和穩(wěn)定性。由于鏜刀利用了加工中心主軸回轉(zhuǎn)的補償代替專機上的伺服電機補償系統(tǒng)，可保證精鏜重復定位精度在0.002mm，氣缸孔的圓柱度公差小于0.01mm。

4. 其他特點

該氣動控制自動補償氣缸孔鏜刀除了以上的三大特點之外，還具有以下特點；

（1）帶內(nèi)冷；

（2）動平衡設計，采用PCBN刀片進行高速加工；

（3）可直接采用車間標配的0.4～0.6MPa的壓縮空氣，不需要增加其他的增壓設備，也可使用5MPa的高壓冷卻液來驅(qū)動精鏜刀夾；

（4）調(diào)整精度高，最小調(diào)整量為半徑方向0.0025mm；

（5）半精鏜，精鏜切削參數(shù)可以單獨調(diào)整；

（6）精鏜采用拉鏜加工，避免退刀痕；

（7）加工效率高；

（8）維修成本低.