[发明专利]一种多型腔缸体的铣削方法

说明书

技术领域

本发明涉及缸体的铣削方法，具体是一种多型腔缸体的铣削变形控制方法。

背景技术

缸体主要是引导活塞在其中进行往复直线运动，将压力气体的内能转换为机械能，缸体内孔为活塞工作面，精度要求高。基于轻量化和稳定性的要求，缸体多采用薄壁结构，外形设置纵向及横向肋骨，缸体外部的交错肋骨形成多个型腔，部分缸体还设有轴向导向槽，外形复杂。由于铸件力学性能相对较差，因此强度要求较高的缸体原材料大多采用棒料或管料，缸体外部型腔及导向槽采用铣削而成。

加工内孔精度要求高，外形由交错肋骨形成多个型腔的缸体，主要难点在于如何将加工变形量控制在较小的范围。加工变形控制方法具体涉及到选用合理的刀具、切削用量、粗精加工安排、加工余量分配、装夹方式、铣削顺序、去除应力方式（如热处理、振动、深冷加工）及时机等。在加工中，铣削外部型腔工序去除量大，产生的残余应力大，是引起缸体变形、影响缸体内孔精度的主要环节，同时也是变形控制的重点。

目前传统的缸体外形铣削方法是：通过尽可能少的装夹次数，铣削全部的加工余量。为了缩短铣削路线，各型腔采用顺序铣削，导轨槽采用逐层均匀去量的方法。这种方法适合加工轴向长度短、壁厚较厚、精度较低的缸体，而对型腔结构复杂、精度要求高的薄壁缸体，铣削变形较大，很难满足缸孔精度。同时如果为了控制变形而减小铣削参数，则零件加工效率过低，又无法满足批量生产的需求。

发明内容

  本发明要解决的技术问题是提供一种缸体变形量小的多型腔缸体的铣削方法。

为解决以上技术问题，本发明所述的一种多型腔缸体的铣削方法，各型腔采用先两端后中间、对角铣削的顺序；铣削导向槽时，粗铣采用分段铣削，导向槽在装夹部位不铣通，精铣时再铣通的方法。

加工前，先通过查阅材料加工手册，根据缸体的材料，确定粗精加工的留量、铣削刀具，然后根据加工设备的特点，结合经验数据，选择合理的铣削参数。先两端后中间的铣削顺序提高了缸体在铣削过程中自身的刚度。对角铣削使两对角型腔铣削产生的内应力可以部分抵消，因此铣削造成的变形量减小。

作为一种优选的技术方案，铣削缸体外部型腔时采用一夹一顶的装夹方式。采用一夹一顶的装夹方式，增强了缸体两端的刚性。

作为另一种优选的技术方案，缸体较长时，缸体中间增加辅助支撑，增强了缸体中部的刚性。

作为又一种优选的技术方案，在粗铣、精铣工序之间安排去应力工序。

另外，采用本发明所述的多型腔缸体的铣削方法，可以对缸体铣削时的变形进行控制，使变形量减小。装夹方便，零件铣削过程中刚性较强，切削用量能够适当增大，加工效率比传统方法提高约10%，加工成本较低。

附图说明

 图1是缸体的结构意图。

图2是图1的E—E剖视图。

图3是粗铣后未铣通部位的示意图。

图中，1—法兰，2—横向肋骨，3—纵向肋骨，4—导向槽，5—缸孔，F和G代表两处未铣通部位。

具体实施方式

结合图1所述的缸体为例，对本发明要求保护的方法作进一步清楚、完整的说明。

如图1和图2所示的缸体，材料为铝合金，缸体中间设有缸孔5，两端设有法兰1，外径一侧设有沿轴向的导向槽4，外型由纵向肋骨3和横向肋骨2相连形成12个外部型腔。为了区别各型腔，在径向截面上以ABCD表示，轴向以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表达，12个型腔分别记为：ⅠA、ⅠB、ⅠC、ⅠD、ⅡA、ⅡB、ⅡC、ⅡD、ⅢA、ⅢB、ⅢC、ⅢD。

铣削外部型腔时选用立式加工中心，一夹一顶装夹工件。缸体中间增加辅助支撑。各型腔采用先两端后中间的对角铣方式，铣削顺序为：ⅠA—ⅢD—ⅠC—ⅢB—ⅠB—ⅢC—ⅠD—ⅢA—ⅡA —ⅡD—ⅡB—ⅡC。刀具采用φ20的合金铣刀，粗铣削参数：主轴转速S=5000rev/min，进给量V=3000mm/rev，切削深度ap=1mm。

粗铣导向槽时，装夹两处纵横向肋骨2处，对导向槽4分3段进行铣削，如图3所示，装夹部位F和G不铣通。精铣导向槽4时，采用一夹一顶的装夹方式，将导向槽4铣成。粗铣未铣通的部分改善了铣削残余应力的分布，使缸体变形量减小。

在粗、精铣缸体外形之间安排热处理去除加工残余应力。去应力处理后，检测缸体变形量小于0.15mm。