MAPAL刀具在缸蓋加工中的應用

王永宏

摘 ?要：MAPAL刀具是MAPAL生產的精密刀具，可用于汽車、摩托車、航天、航空等工業中的精密孔、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。

關鍵詞：MAPAL刀具;缸蓋加工;發動機

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公司是一個生產精密加工刀具的生產企業，該公司所生產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缸自然吸氣發動機缸蓋加工中，MALPAL刀具能夠用于缸蓋氣門導管底孔、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、有意的表面粗糙度與精密的內孔精度，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發動機缸蓋加工MALPAL刀具的應用

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發動機缸蓋中的應用

在B15發動機缸蓋加工中，因為缸蓋的結構性狀復雜、內部呈腔型結構，加工難度較高，為了確保發動機的使用效果，需要對缸蓋加工過程中的關鍵工藝進行控制，確保缸蓋加工精度。氣門導管底孔、氣門座底孔、槍鉸導管孔、鏜氣門座孔是缸蓋粗加工的關鍵部位，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：切深為2.5 mm，轉速為1 000～3 500 m/min，進給為0.04～0.06 mm/刃·轉;線速度1 000～3 500 m/min，一般可取機床允許轉速的上限。采用MapaI階梯式PCD精鏜刀進行加工，切削參數：進給為0.08～0.15 mm/轉;采用硬質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，通常在導管上加上引導管，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，能夠重復使用。

2 ?MALPAL刀具的應用問題以及改進

在使用MALPAL刀具進行發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，從而引發跳動，導致加工后出現位置誤差;而且壓裝后過盈收縮量不一致，將會產生更大的位置誤差。

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拍等因素引發的受力不均勻，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，當鉸刀主偏角從75 °～90 °時，導向角消失，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，加工中震動引發震紋。

為了避免震紋的產生，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軸結構，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 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整，能夠確保每個方向的受力均勻，從而避免刀具震動產生震紋。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，在經過一段時間的加工自后，調刀相對頻繁，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整：①將粗加工與精加工分開，粗加工會導致切削刃磨損，無法滿足精加工的需求;②提升加工穩定性，在加工過程中需要確保刀具的穩定性，大概刀具嚴重損傷或出現小爆口時，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支持才，設計得到的“F”型倒角刀片，如圖2所示。在原有刀片的基礎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，選擇合理的切削液，按照相應的切削參數，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與切削刀具之外，需要合理的選擇切削液，確保切削液應該滿足以加工的需求。

3 ?結 ?語

MAPAL刀具在發動機缸蓋精加工中具有廣泛的應用，能夠滿足缸蓋導管孔精加工的需求。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，需要根據工藝需求選擇刀具種類、加工過程中嚴格控制加工參數，確保缸蓋能夠滿足設計需求。

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