一种铰孔工艺 |
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| 申请号 | CN202211469933.6 | 申请日 | 2022-11-22 | 公开(公告)号 | CN115673421A | 公开(公告)日 | 2023-02-03 |
| 申请人 | 东风柳州汽车有限公司; | 发明人 | 叶雄星; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开一种铰孔工艺，用于铰削一待加 工件 ，所述待加工件包括多个金属段，所述多个金属段至少包括第一金属段和第二金属段，所述第一金属段材质的塑性大于所述第二金属段材质的塑性，所述第一金属段和所述第二金属段经过粗加工形成有第一孔段和第二孔段，所述第一孔段和所述第二孔段同轴且相互连通；所述铰孔工艺包括获取所述多个金属段的铰削余量；根据所述铰削余量，确定切削用量，所述切削用量包括进给量，所述第一金属段的进给量小于所述第二金属段的进给量；根据所述切削用量对所述多个金属段进行切削，本发明技术方案减小了所述第一孔段与所述第二孔段的孔径差值，提高所述待加工件的合格率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种铰孔工艺，其特征在于，用于铰削一待加工件，所述待加工件包括多个金属段，所述多个金属段至少包括第一金属段和第二金属段，所述第一金属段材质的塑性大于所述第二金属段材质的塑性，所述第一金属段和所述第二金属段经过粗加工形成有第一孔段和第二孔段，所述第一孔段和所述第二孔段同轴且相互连通； |
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| 说明书全文 | 一种铰孔工艺技术领域[0001] 本发明涉及铸件孔加工技术领域，特别涉及一种铰孔工艺。 背景技术[0002] 在现有技术中，受限于传统加工工艺影响，一体多金属材料切削铰孔时，按塑性小的材料选择切削用量，采用相同的切削用量一次走刀完成多金属材料的铰孔，由于受材料硬度和塑性的影响，铰孔后，表面回弹不一致，造成直径差值。图1和图2为发动机缸体总成上缸体和下缸体组合后，定位销孔铰孔的详细加工尺寸图，该定位销孔非常特殊，为双金属材料，它由铸铁和铝合金两种材料组成，上体缸部位为铝合金，下缸体部位为铸铁，从图1标注的定位销孔尺寸可知，有两种尺寸公差，铝合金部位的直径公差带为 铸铁部位的公差带为 标注两种公差的原因是两种材料的定位销孔，在用同一把铰孔加工时，无法保证两种材料的定位销孔均能合格，只能根据实际加工情况，定位销孔设计出两种公差带。虽然图纸设计已考虑了加工双金属材料定位销孔难以保证孔径的一致性，设计出两种公差带，但是，在实际生产中，仍无法保证，通常铸铁的孔径在中值附近铝合金部位销孔直径在下偏差附近 经常超差0.003mm左右，不合格，两种 材料孔径的一致性很差，孔径平均差值在0.008mm左右，造成刀具达不到寿命，提前报废现象。 发明内容[0003] 本发明的主要目的是提供一种铰孔工艺，旨在解决多金属材料铰孔后孔径差值大的问题。 [0004] 为实现上述目的，本发明提出的铰孔工艺，用于铰削一待加工件，所述待加工件包括多个金属段，所述多个金属段至少包括第一金属段和第二金属段，所述第一金属段材质的塑性大于所述第二金属段材质的塑性，所述第一金属段和所述第二金属段经过粗加工形成有第一孔段和第二孔段，所述第一孔段和所述第二孔段同轴且相互连通； [0005] 所述铰孔工艺包括： [0006] 获取所述多个金属段的铰削余量； [0007] 根据所述铰削余量，确定切削用量，所述切削用量包括进给量，所述第一金属段的进给量小于所述第二金属段的进给量； [0008] 根据所述切削用量对所述多个金属段进行切削。 [0009] 可选地，所述第一金属段的材质为铝合金，所述第二金属段的材质为铸铁。 [0010] 可选地，所述第一金属段的进给量为不小于0.08mm/r且不大于0.16mm/r； [0011] 所述第二金属段的进给量为不小于0.20mm/r且不大于0.40mm/r。 [0012] 可选地，所述第一金属段的进给量为0.10mm/r； [0013] 所述第二金属段的进给量为0.30mm/r。 [0014] 可选地，所述切削用量还包括主轴转速，所述第一金属段的主轴转速大于所述第二金属段的主轴转速。 [0015] 可选地，所述第一金属段的主轴转速不小于8000rpm且不大于15000rpm； [0016] 所述第二金属段的主轴转速不小于3000rpm且不大于4000rpm。 [0017] 可选地，所述第一金属段的主轴转速为10000rpm； [0018] 所述第二金属段的主轴转速为3183rpm。 [0019] 可选地，所述根据所述切削用量对所述多个金属段进行切削的步骤中，使用同一硬质合金铰刀进行切削。 [0020] 可选地，所述多个金属段还包括第三金属段，所述第三金属段的材质塑性小于所述第二金属段，所述第三金属段经过粗加工形成有第三孔段，与所述第一孔段和所述第二孔段同轴且相互连通； [0021] 所述铰孔工艺中，所述第三金属段的进给量大于所述第二金属段的进给量。 [0022] 可选地，所述待加工件包括上下连接的发动机的上缸体和下缸体，所述第一孔段和所述第二孔段形成一定位销孔。 [0023] 本发明技术方案中，所述第一金属段的进给量小于所述第二金属段的进给量，由于铰孔后，孔径的大小受表面的粗糙度影响较大，孔表面越粗糙，孔径越小，而孔表面粗糙度可以调整每转进给量进行改变，每转进给量越小，表面越光滑，孔径越大，在所述第一金属段和所述第二金属段的所述铰削余量相同的情况下，由于所述第一金属段的塑性大于所述第二金属段的塑性，所述第一金属段铰孔后因表面回弹而孔径缩小，通过所述第一金属段的进给量小于所述第二金属段的进给量，所述第一金属段成型的所述第一孔段表面比所述第二金属段成型的所述第二孔段表面光滑，所述第一孔段孔径变大以弥补因表面回弹缩小的孔径，从而减小最终所述第一孔段与所述第二孔段的孔径差值，提高所述待加工件的合格率。附图说明 [0024] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。 [0025] 图1为本发明提供的铰孔工艺一实施例用于铰削的一待加工件的结构示意图； [0026] 图2为图1中待加工件的铰孔详细尺寸的结构示意图； [0027] 图3为本发明提供的铰孔工艺的一实施例的流程示意图； [0028] 图4为图3中铰孔工艺使用的硬质合金铰刀详细尺寸的结构示意图。 [0029] 附图标号说明： [0030] 标号 名称 标号 名称100 待加工件 2 第二金属段 1 第一金属段 200 硬质合金铰刀 [0031] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。 具体实施方式[0032] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0033] 需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。 [0034] 另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。 [0035] 在现有技术中，受限于传统加工工艺影响，一体多金属材料切削铰孔时，按塑性小的材料选择切削用量，采用相同的切削用量一次走刀完成多金属材料的铰孔，由于受材料硬度和塑性的影响，铰孔后，表面回弹不一致，造成直径差值。图1和图2为发动机缸体总成上缸体和下缸体组合后，定位销孔铰孔的详细加工尺寸图，该定位销孔非常特殊，为双金属材料，它由铸铁和铝合金两种材料组成，上体缸部位为铝合金，下缸体部位为铸铁，从图1标注的定位销孔尺寸可知，有两种尺寸公差，铝合金部位的直径公差带为 铸铁部位的公差带为 标注两种公差的原因是两种材料的定位销孔，在用同一把铰孔加工时，无法保证两种材料的定位销孔均能合格，只能根据实际加工情况，定位销孔设计出两种公差带。虽然图纸设计已考虑了加工双金属材料定位销孔难以保证孔径的一致性，设计出两种公差带，但是，在实际生产中，仍无法保证，通常铸铁的孔径在中值附近铝合金部位销孔直径在下偏差附近 经常超差0.003mm左右，不合格，两种 材料孔径的一致性很差，孔径平均差值在0.008mm左右，造成刀具达不到寿命，提前报废现象。 [0036] 鉴于此，本发明提出一种铰孔工艺，图3为本发明提供的铰孔工艺的一实施例的流程示意图，图1至图2为本发明提供的铰孔工艺用于铰削的一待加工件的结构示意图，本发明解决了多金属材料铰孔后孔径差值大的问题，以下将结合具体的附图对所述铰孔工艺进行说明。 [0037] 参照图1至图2，所述铰孔工艺用于铰削一待加工件100，所述待加工件100包括多个金属段，所述多个金属段至少包括第一金属段1和第二金属段2，所述第一金属段1材质的塑性大于所述第二金属段2材质的塑性，所述第一金属段1和所述第二金属段2经过粗加工形成有第一孔段和第二孔段，所述第一孔段和所述第二孔段同轴且相互连通；如图3所示，所述铰孔工艺包括： [0038] S10、获取所述多个金属段的铰削余量； [0039] S20、根据所述铰削余量，确定切削用量，所述切削用量包括进给量，所述第一金属段1的进给量小于所述第二金属段2的进给量； [0040] S30、根据所述切削用量对所述多个金属段进行切削。 [0041] 本发明技术方案中，将现有技术的一段加工改为不同金属段根据不同的所述切削用量进行分段加工铰孔，所述第一金属段1的进给量小于所述第二金属段2的进给量，由于铰孔后，孔径的大小受表面的粗糙度影响较大，孔表面越粗糙，孔径越小，而孔表面粗糙度可以调整每转进给量进行改变，每转进给量越小，表面越光滑，孔径越大，在所述第一金属段1和所述第二金属段2的所述铰削余量相同的情况下，由于所述第一金属段1的塑性大于所述第二金属段2的塑性，所述第一金属段1铰孔后因表面回弹而孔径缩小，通过所述第一金属段1的进给量小于所述第二金属段2的进给量，所述第一金属段1成型的所述第一孔段表面比所述第二金属段2成型的所述第二孔段表面光滑，所述第一孔段孔径变大以弥补因表面回弹缩小的孔径，从而减小最终所述第一孔段与所述第二孔段的孔径差值，提高所述待加工件100的合格率。 [0042] 需要说明地是，所述第一金属段1和所述第二金属段2的具体材质不限，所述铰孔工艺可适用于不同的材质，在本实施例中，所述第一金属段1的材质为铝合金，所述第二金属段2的材质为铸铁。铸铁材料较硬，塑性差，铰孔后，回弹小，铝合金材料较软，塑性好，铰孔后，回弹大，当采用相同的铰刀以相同的每进给进给量铰孔时，便形成了铸铁部位直径大于铝合金直径，形成了大的直径差值。采用所述铰孔工艺，通过所述第一金属段1的进给量小于所述第二金属段2的进给量，大大缩小其直径差值。 [0043] 具体地，所述第一金属段1和所述第二金属段2的进给量受具体材质影响，材质为铝合金的所述第一金属段1的进给量为不小于0.08mm/r且不大于0.16mm/r，材质为铸铁的所述第二金属段2的进给量为不小于0.20mm/r且不大于0.40mm/r，在适应不同材质的基础上，所述第一金属段1的进给量小于所述第二金属段2的进给量。进一步地，根据所述带加工件的所述第一孔段和所述第二孔段的差值带选择所述第一金属段1和所述第二金属段2的进给量，在本实施例中，所述第一金属段1的进给量为0.10mm/r，所述第二金属段2的进给量为0.30mm/r。 [0044] 由于将一段加工改为不同金属段根据不同的所述切削用量进行分段加工铰孔，不同材质铰孔所能承受的主轴转速不同，需要说明的，所述切削用量还包括主轴转速，所述第一金属段1所能承受的主轴转速大于所述第二金属段2所能承受的主轴转速，为了补偿加工效率，所述第一金属段1的主轴转速大于所述第二金属段2的主轴转速。在各自的材质承受范围内，以及加工装置所能承受范围内，所述第一金属段1和所述第二金属段2的主轴转速越大，加工效率越高。受材质和加工装置影响，本实施例中，材质为铝合金的所述第一金属段1的主轴转速不小于8000rpm且不大于15000rpm，材质为铸铁的所述第二金属段2的主轴转速不小于3000rpm且不大于4000rpm。铰铸铁按硬质合金材料的合理线速度换算成主轴转速，铰铝合金，线速度不受限制，按主轴的可用最高转速取值；进给量的取值，铸铁部位取大值，铝合金部位取小值。当两种材料的直径差值变大时，可通过改变两种材料的进给量去缩小直径差值，理论依据是，进给量大，铰孔孔径变小，进给量小，铰孔孔径大，在本实施例中，加工铸铁线速度按80m/min计算主轴转速，取值为3183rpm，加工铝合金，线速度不受限制，取主轴可用的高转速10000rpm，进给量铸铁取0.3mm/r，铝合金进给量取0.1mm/r。因此，进一步地，所述第一金属段1的主轴转速为10000rpm，所述第二金属段2的主轴转速为3183rpm。 [0045] 值得说明地是，本发明技术方案利用卧工加工中心可编程加工，主轴转速和进给量可灵活变化，塑性更大的所述第一金属段1的进给量小于塑性小的所述第二金属段2，减小了所述第一孔段和所述第二孔段的孔径差值，避免了一段加工中由于孔径差值的原因导致铰刀易磨损寿命减短的问题，铰刀寿命提高，并通过提高所述第一金属段1的主轴转速弥补因进给量下降对生产效率的影响，缩短加工时间，提高生产效率和降低生产成本。进一步地，所述待加工件100有多种，具体不限，所述铰孔工艺可适用于多种所述待加工件100。在一实施例中，所述待加工件100包括上下连接的发动机的上缸体和下缸体，所述第一孔段和所述第二孔段形成一定位销孔。在本实施例中，结合所述第一金属段1和所述第二金属段2选择的进给量和主轴转速，所述第一金属段1的进给量为0.10mm/r，所述第二金属段2的进给量为0.30mm/r，所述第一金属段1的主轴转速为10000rpm，所述第二金属段2的主轴转速为3183rpm，经过实际生产数据，减少了铸铁铝合金双金属铰孔的孔径差值，平均差值由0.008mm左右，减少到0.002mm，铰刀的寿命也提高了0.5倍，并通过提高主轴转速弥补进给量下降对生产效率的影响，使加工时间还略有减少。 [0046] 所述根据所述切削用量对所述多个金属段进行切削的步骤S30中，使用同一硬质合金铰刀200进行切削，所述硬质合金铰刀200具体结构和尺寸根据所述待加工件和其所述第一金属段和所述第二金属段设置，在本实施例中，所述硬质合金铰刀200具体结构和尺寸参数请参阅图4。 [0047] 所述待加工件100的所述多个金属段的具体数量不限，在一实施例中，所述多个金属段还包括第三金属段，所述第三金属段的材质塑性小于所述第二金属段2，所述第三金属段经过粗加工形成有第三孔段，与所述第一孔段和所述第二孔段同轴且相互连通，所述铰孔工艺中，所述第三金属段的进给量大于所述第二金属段2的进给量。通过塑性大小，选择不同的进给量以分别补偿因塑性不同铰孔回弹造成孔径差值。 |
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