发动机气门座刀具设计和工艺改进.pdf

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1、第31卷第3期2014年6月内燃机与动力装置I．C．E&PowerplantV01．31No．3Jun．2014【工艺与设备】发动机气门座刀具设计和工艺改进吕明华(山东华源莱动内燃机有限公司，山东莱阳265200)摘要：气缸盖是发动机重要部件，气门座孔是发动机进排气门的关键部位，它的加工精度对内燃机的性能有较大影响。刀具是确保产品加工质量的重要因素，本文根据我们多年刀具加工经验，结合公司现有加工状况，对刀具设计参数和加工工艺进行分析和改进。关键词：前角；后角；螺旋角；韧带；刃倾角中图分类号：TK406文献标志码：B文章编号：1673—6397(2014)03—

2、0051-02DesignandProcessImprovementofEngineValveSeatCutterLVMing——hua(ShandongHuayuanLaidongEngineCo．，Ltd，Laiyang265200，China)Abstract：Cylinderheadsareusedaskeycomponentsinengines．Valveseatholesareimpor-tantforintakeandexhaustvalvesandmachiningprecisionofholesmustsignificantlyaffectE

3、ngineperformance．Themachiningcutteriscriticaltoguaranteemachiningqualityofvalveseats．Uponmanyyearexperiencesinmachiningcutters，thepaperanalyzesthedesignparametersandmachi-ningprocessandimprovementsolutionsforvalveseatcutters．KeyWords：RakeAngle；ReliefAngle；PitchAngle；Ligament；ToolCut

4、tingEdgeInclinationangle引言2刀具结构分析随着机械行业的高速发展，发动机品种越来越多。目前国家对环境污染治理加大了力度，同时也对发动机排放提出更高要求。发动机零部件精度要求越来越高。如果继续沿用传统加工，就显得能力远远不足。我们从保证质量、降低成本、提高生产效率人手，结合本公司设备条件，对气门座刀具设计和加工工艺都做了改进，并且收到了很好的效果。1加工状况分析进排气门座孔口一般都在专用设备上加工完成，近似小台钻形式，设备比较简单，加工方便，为了确保气门座的加工精度，防止气门座漏气，我们必须对气门座铣刀的设计和工艺提出更高要求。刀具结构形

5、式j般分为两种，一种是镶机夹刀片，如图1所示。刀片材料一般采用进口CBN，硬度仅次于金刚石。比陶瓷刀具有更高的冲击强度和抗破裂性，但价格昂贵，成本高。作者简介：吕明华(1966一)，女，山东莱阳人，工程师，主要从事机械制造设备与工艺。收稿日期：2013—12—27妻黧内燃机与动力装置2014年6月另一种是焊接硬质合金刀具，如图2所示。-堕-I斗*荔

6、r

7、LfJ{罗IlI用爪j^图2焊接硬质合金刀具焊接刀具成本低，一般设备装上就能用，比较适合现代机型变化多的要求。刀具也可以进行多次复磨后重复使用，从而提高了生产效率，降低了发动机成本。气门座孔分进气门座孑L和排气

8、门座孔两种。角度一般分90。、120。。本公司原有机型仅195和695两种柴油机，加工进气和排气门座仅需四种尺寸的刀具即可。10。螺旋角铣成直的，刃倾角是零度，这样加工出工件有点崩刀，下道工序必须进行挤压才能解决粗糙度问题，从而浪费大量人力、物力，生产效率很低。3产品状况分析随着产品设计的不断升级，公司发动机型增至十几种，气门座孔尺寸变化比较多，但角度仍为90。、120。。这就给设计和制造刀具带来许多困难。现在日加工两千多件气门座就需要更换二十几把刀。为完成任务指标，工艺设计时去掉挤压工序，然而没有挤压工序粗糙度达不到图纸要求，传统加工已不能适应发展需要。4气

9、门座anT要求气门座是发动机磨损较快的零件，在气门座孔镶圈时，不仅要注意气门座圈与座孔的过盈量，同时更不能忽视配合表面的粗糙度。气门座锥面对气门导管孔轴线的圆跳动误差不应大于0．05mm；工作锥面的角度误差不应大于15’，气门座工作锥面表面粗糙度要求不大于Ral．6斗m。当表面粗糙度在Ra0．8¨m～Ral．6¨m之间时，气门座圈压入气门座孔过盈量应等于或大于0．18mm。表面粗糙度在Ra3．2斗m～6．3斗m之间时，过盈量应大于或等于0．61mm。通过实验当过盈量为0．61mm时，孔中间部分就会产生裂纹，所以气门座铣刀加工表面粗糙度必须控制在Ra0．8斗m—

10、Ral．6斗m之间，角度误差不应大于1