擴鉸復合加工刀具以及發動機缸體挺桿孔加工方法
【專利摘要】擴鉸復合加工刀具，包括具有回轉中心線的刀具體，其中，該刀具體上至少形成有刀柄部（1）、鉸刀部（5）和擴刀部（7），所述鉸刀部（5）和擴刀部（7）與所述回轉中心線同軸，該鉸刀部（5）的直徑大于所述擴刀部（7）的直徑，所述鉸刀部（5）比所述擴刀部（7）更靠近所述刀柄部（1）。此外，本發明還提供一種采用所述擴鉸復合加工刀具的發動機缸體挺桿孔加工方法。本發明由于使得擴孔加工和鉸孔加工兩工序一體，因此精簡了加工工序，從而降低了制造成本。此外，本發明直接減少生產設備的臺數和設備占地面積，從而減少了刀具數量和設備維護成本。
【專利說明】擴鉸復合加工刀具以及發動機缸體挺桿孔加工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種孔加工刀具，具體地，涉及一種擴鉸復合加工刀具。此外，本發明還涉及一種采用該擴鉸復合加工刀具的發動機缸體挺桿孔加工方法。
【背景技術】
[0002]發動機的配氣機構廣泛采用凸輪軸下置式配氣機構，在此情形下，凸輪軸需要通過挺桿(也稱為“挺柱”)進行傳動，為此發動機缸體上需要形成挺桿孔。
[0003]發動機缸體的挺桿孔的精度要求較高，發動機缸體產品的挺桿孔通常設計為:孔徑精度In級、挺桿孔的圓柱度0.01mm、挺桿孔對凸輪軸孔的垂直度0.1mm、挺桿孔對工藝孔位置度0.1mm、粗糙度Ra0.8-Ral.6，其中孔徑精度、垂直度和位置度要求是較高的。
[0004]參見圖1所示，目前通常采用的加工工藝流程為:鉆孔一擴孔一鏜孔一鉸孔或鉆孔一擴孔一鉸孔，采用的生產設備為三臺或四臺單機，或者4工位/3工位專機線。
[0005]上述工藝方法，一方面需要4或3臺單機(或4或3工位專機線)，占地面積較大，初期投資較高，另一方面由于擴孔、鏜孔兩工序有一定誤差，造成鉸孔工序單邊余量存在差異，造成鉸刀壽命較低，并且現有技術中的上述加工工藝工序較多，加工繁瑣，從而造成制造成本較高。
[0006]有鑒于此，需要設計一種新型的發動機缸體挺桿孔的加工方法。

【發明內容】

[0007]本發明所要解決的技術問題是提供一種擴鉸復合加工刀具，該擴鉸復合加工刀具能夠完成孔的擴絞加工，從而能夠節省孔加工工序。
[0008]此外，本發明所要解決的技術問題是提供一種發動機缸體挺桿孔加工方法，該加工方法能夠通過相對精簡的加工步驟有效地完成發動機缸體挺桿孔的加工，從而節省加工成本。
[0009]為了解決上述技術問題，本發明提供一種擴鉸復合加工刀具，包括具有回轉中心線的刀具體，其中，該刀具體上至少形成有刀柄部、鉸刀部和擴刀部，所述鉸刀部和擴刀部與所述回轉中心線同軸，該鉸刀部的直徑大于所述擴刀部的直徑，所述鉸刀部比所述擴刀部更靠近所述刀柄部。
[0010]優選地，所述刀具體上還形成有用于與鉸孔導向套配合的導向部，該導向部比所述鉸刀部更靠近所述刀柄部。
[0011]更優選地，所述導向部的外周面上形成有沿該導向部的軸向延伸的彼此間隔的凹槽。
[0012]優選地，所述導向部與所述鉸刀部之間間隔有第一空刀槽，所述鉸刀部與所述擴刀部之間間隔有第二空刀槽。
[0013]更具體地，所述鉸刀部為螺旋槽鉸刀部，所述刀柄部與所述導向部之間還具有刀頸部。[0014]此外，本發明還提供一種發動機缸體挺桿孔加工方法，其中，包括如下步驟:第一，在發動機缸體的預定位置上鉆挺桿初成形孔；第二，采用上述任一技術方案所述的擴鉸復合加工刀具對所述挺桿初成形孔進行擴孔和鉸孔，以形成挺桿孔。
[0015]優選地，在所述第二步驟中，所述擴孔的待切削加工余量為0.8-1.6mm，所述鉸孔的待切削加工余量為0.2-0.4mm。
[0016]優選地，在上述第一步驟中，采用鉆頭鉆所述挺桿初成形孔，所述鉆頭包括具有回轉中心線的刀具體，該鉆頭的刀具體上依次形成有鉆頭刀柄部、鉆頭刀頸部、鉆頭導向部、鉆頭空刀槽和鉆頭刃部，該鉆頭刃部與所述鉆頭的刀具體的回轉中心線同軸。
[0017]更優選地，所述鉆頭的導向部的外周面上形成有沿該鉆頭的導向部的軸向延伸的彼此間隔的凹槽。
[0018]具體地，所述鉆頭刃部包括118°的切削刀頭部分和螺旋引導部分。
[0019]通過上述技術方案，本發明的發動機缸體挺桿孔加工方法的擴鉸孔是采用本發明的帶有擴和鉸的擴鉸復合加工刀具完成，因此，采用本發明的加工方法加工缸體挺桿孔，能夠使得生產設備減少為2臺單機或2工位專機線。該加工方法直接減少生產設備臺數和設備占地面積，減少了項目初期投資，相應地減少了刀具數量和設備維護，同時，由于擴加工和鉸加工兩工序一體，保證了鉸削余量和鉸削余量分布的一致性，提高鉸刀使用壽命，精簡了加工工序，從而降低了制造成本。
[0020]本發明的其他特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]下列附圖用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，其與下述的【具體實施方式】一起用于解釋本發明，但本發明的保護范圍并不局限于下述附圖及【具體實施方式】。在附圖中:
[0022]圖1為現有技術中發動機缸體挺桿孔加工方法的流程示意圖。
[0023]圖2為本發明【具體實施方式】的擴鉸復合加工刀具的主視示意圖。
[0024]圖3為沿圖2中的A-A線剖切的剖面圖。
[0025]圖4為本發明【具體實施方式】的發動機缸體挺桿孔加工方法中所采用的鉆頭的主視不意圖。
[0026]圖5為沿圖4中的B-B線剖切的剖面圖。
[0027]圖6為本發明【具體實施方式】的發動機缸體挺桿孔加工方法的流程框圖。
[0028]附圖標記說明:
[0029]I刀柄部；2刀頸部；
[0030]3導向部；4第一空刀槽；
[0031]5鉸刀部；6第二空刀槽；
[0032]7擴刀部；8凹槽；
[0033]9鉆頭刀柄部；10鉆頭刀頸部；
[0034]11鉆頭導向部；12鉆頭空刀槽；
[0035]13鉆頭刃部；14凹槽?！揪唧w實施方式】
[0036]以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明，應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發明，本發明的保護范圍并不局限于下述的【具體實施方式】。
[0037]首先描述本發明的發動機缸體挺桿孔加工方法中所采用的擴鉸復合加工刀具的【具體實施方式】。需要說明的是，盡管本發明的擴鉸復合加工刀具在此應用于本發明的發動機缸體挺桿孔加工方法，但是該擴鉸復合加工刀具顯然還可以應用于其它孔的加工，以能夠在Iv工序中完成擴孔和絞孔的加工。
[0038]參見圖2和圖3所述，本發明基本【具體實施方式】的擴鉸復合加工刀具包括具有回轉中心線的刀具體，該刀具體上至少形成有刀柄部1、鉸刀部5和擴刀部7，其中鉸刀部5和擴刀部7與所述回轉中心線同軸，并且鉸刀部5的直徑大于所述擴刀部7的直徑，所述鉸刀部5比擴刀部7相對更靠近所述刀柄部I。優選地，所述鉸刀部5為螺旋槽鉸刀部，即采用螺旋槽型式的鉸刀結構。
[0039]在上述基本實施方式中，普遍地，對于鉸孔、擴孔類加工刀具的刀具體均具有回轉中心線，在刀具體安裝到機床上后，該刀具體在加工過程中圍繞該回轉中心線旋轉，一般而言回轉中心線與刀具體的中心線是重合的。刀具體通過刀柄部I安裝到機床上，其一般可以是常規的圓柱柄或圓錐柄。擴刀部7可以與常規的擴刀的切削部分相同，鉸刀部5可以與常規的鉸刀的螺旋切削部分相同。
[0040]在本發明中，由于所述擴鉸復合加工刀具同時包括鉸刀部5和擴刀部7，并且鉸刀部5的直徑大于所述擴刀部7的直徑，所述鉸刀部5比擴刀部7相對更靠近所述刀柄部I。因此在該擴鉸復合刀具安裝到機床上后，可以通過擴刀部7對初步成形孔(例如挺桿初成形孔)首先進行擴孔，當該擴鉸復合加工刀具隨著擴孔作業的進行而向下移動到鉸刀部5的所在位置時，鉸刀部5開始進行鉸孔，從而能夠在同一工序中完成擴孔和鉸孔的加工，避免了工位轉換的裝夾誤差，精簡了工序，從而節省了成本。尤其是，由于鉸刀部5和擴刀部7與所述回轉中心線同軸，從而能夠有效地減少加工誤差，通過擴孔、鉸孔工藝保證孔加工的尺寸精度和位置精度。
[0041]在上述基本實施方式的基礎上，優選地，所述刀具體上還形成有用于與鉸孔導向套配合的導向部3，該導向部3比所述鉸刀部5相對更靠近所述刀柄部I。該優選結構形式在進行加工作業時能夠通過導向部3與鉸孔導向套的配合，更加提高擴孔和鉸孔作業的加
工質量。
[0042]更優選地，所述導向部3的外周面上形成有沿該導向部3的軸向延伸的彼此間隔的凹槽8，一般可以形成均勻分布的6-8個凹槽。該優選結構的目的在于減少與鉸孔導向套的接觸面積，增大散熱區域，防止導向部與鉸孔導向套受熱膨脹燒結。
[0043]導向部3與所述鉸刀部5之間間隔有第一空刀槽4，所述鉸刀部5與擴刀部7之間間隔有第二空刀槽6。該第一空刀槽4和第二空刀槽6的設置目的在于切削加工過程中便于排屑，同時也使得擴孔作業部位和鉸孔作業部位之間具有一定的間隔，避免相互影響。
[0044]作為一種選擇形式，刀柄部I與導向部3之間還具有刀頸部2。
[0045]此外，本發明下述的發動機缸體挺桿孔加工方法中還采用一種鉆頭進行鉆孔，如圖4和圖5所示，該鉆頭與常規的麻花鉆基本類似，該鉆頭包括具有回轉中心線的刀具體，該刀具體上依次形成有鉆頭刀柄部9、鉆頭刀頸部10、鉆頭導向部11、鉆頭空刀槽12和與所述回轉中心線同軸的鉆頭刃部13。其中鉆頭刃部13與常規的麻花鉆的切削部分類似，即包括的118°切削刀頭部分和螺旋引導部分，鉆頭的切削參數(轉速、進給、切削液等)采用常規切削參數(依據刀具材質和工件材質確定)。與上述擴鉸復合加工刀具類似，該鉆頭的導向部11的外周面上形成有沿該導向部11的軸向延伸的彼此間隔的凹槽14，一般可以形成均勻分布的6-8個凹槽。該優選結構的目的在于減少與鉆套的接觸面積，增大散熱區域，防止導向部與鉆套受熱膨脹燒結。
[0046]以下參照圖6描述本發明的發動機缸體挺桿孔加工方法的【具體實施方式】。
[0047]總體而言，本發明【具體實施方式】的發動機缸體挺桿孔加工方法包括:
[0048]第一，在發動機缸體的預定位置上鉆挺桿初成形孔；
[0049]第二，采用擴鉸復合加工刀具對所述挺桿初成形孔進行擴孔和鉸孔，以形成挺桿孔，其中所述擴鉸復合加工刀具包括具有回轉中心線的刀具體，該刀具體上至少形成有刀柄部1、鉸刀部5和擴刀部7，其中鉸刀部5和擴刀部7與所述回轉中心線同軸，并且鉸刀部5的直徑大于所述擴刀部7的直徑，所述鉸刀部5比擴刀部7相對更靠近所述刀柄部I。
[0050]在上述加工方法中，優選地，在上述第二步驟中，所述擴孔的待切削加工余量為
0.8-1.6mm，所述鉸孔的待切削加工余量為0.2-0.4mm。
[0051]在上述第一步驟中，通過該鉆頭在所述發動機缸體的預定位置上鉆所述挺桿初成形孔，所述鉆頭包括具有回轉中心線的刀具體，該刀具體上依次形成有鉆頭刀柄部9、鉆頭刀頸部10、鉆頭導向部11、鉆頭空刀槽12和與所述回轉中心線同軸的鉆頭刃部13。
[0052]優選地，所述鉆頭的導向部11的外周面上形成有沿該導向部11的軸向延伸的彼此間隔的凹槽8。
[0053]此外，對于上述第二步驟中采用的擴鉸復合加工刀具，上文描述的各個優選形式的擴鉸復合加工刀具均可以優選地應用于本發明的發動機缸體挺桿孔加工方法。
[0054]具體地，例如，在優選方式下，所述挺桿初成形孔可以利用圖4和圖5所示的鉆頭加工；其具體要求是這樣實現的:圖4鉆頭的刀柄部位可以是常規的圓錐柄或圓柱柄；導向部11 一般形成有6-8個凹槽，目的減少導向部與鉆套的接觸面積，增大散熱區域，防止導向部與鉆套受熱膨脹燒結，導向部11的直徑公差較常規鉆頭的導向部直徑公差提高2-3um，以使導向部3與鉆套配合更為精密；鉆頭刃部13采用常規的118°刀頭，其采用常規螺旋槽型式；鉆頭的切削參數(轉速、進給、切削液等)采用常規切削參數(依據刀具材質和工件材質確定)。
[0055]進而，通過圖2和圖3所示的優選形式的擴鉸復合加工刀具對上述挺桿初成形孔進行加工，一次完成擴挺桿孔和鉸挺桿孔；其具體要求是這樣實現的:圖2所示的擴鉸復合加工刀具的刀柄部I是常規的圓錐柄或圓柱柄；導向部3 —般制造出6-8個凹槽，其能夠減少導向部3與鉸孔導向套的接觸面積，增大散熱區域，防止導向部3與鉸孔導向套受熱膨脹燒結，其直徑公差較常規導向直徑公差提高2-3um，使導向部3與鉸孔導向套配合更為精密；刀頭部分采用常規的擴刀部和鉸刀部，鉸刀部采用螺旋槽型式，擴刀部7和鉸刀部5之間留有2_的空刀槽；擴孔的待切削加工余量通常留有0.8-1.6_，鉸孔的待切削加工余量通常留有0.2-0.4mm ;擴鉸刀的切削參數(轉速、進給、切削液等)采用常規切削參數(依據刀具材質和工件材質確定)即可。[0056]由上描述可以看出，本發明提出了通過一種新的加工刀具以實現發動機缸體挺桿孔新的加工方法，其主要工藝流程為:鉆孔一擴鉸孔。該方法的鉆孔優選地可以通過變更通用鉆頭完成；該方法的擴鉸孔是采用帶擴和鉸的復合刀具完成。采用本發明的加工方法加工缸體挺桿孔，能夠使得生產設備減少為2臺單機或2工位專機線。該加工方法直接減少生產設備臺數和設備占地面積，減少了項目初期投資，相應地減少了刀具數量和設備維護，同時，由于擴加工和鉸加工兩工序一體，保證了鉸削余量的一致性，提高鉸刀使用壽命，精簡了加工工序，從而降低了制造成本。
[0057]以上結合附圖詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。
[0058]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0059]此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。
【權利要求】
1.擴鉸復合加工刀具，包括具有回轉中心線的刀具體，其中，該刀具體上至少形成有刀柄部(I)、鉸刀部(5)和擴刀部(7)，所述鉸刀部(5)和擴刀部(7)與所述回轉中心線同軸，該鉸刀部(5)的直徑大于所述擴刀部(7)的直徑，所述鉸刀部(5)比所述擴刀部(7)更靠近所述刀柄部(I)。
2.根據權利要求1所述的擴鉸復合加工刀具，其中，所述刀具體上還形成有用于與鉸孔導向套配合的導向部(3)，該導向部(3)比所述鉸刀部(5)更靠近所述刀柄部(I)。
3.根據權利要求2所述的擴鉸復合加工刀具，其中，所述導向部(3)的外周面上形成有沿該導向部(3)的軸向延伸的彼此間隔的凹槽(8)。
4.根據權利要求2所述的擴鉸復合加工刀具，其中，所述導向部(3)與所述鉸刀部(5)之間間隔有第一空刀槽(4)，所述鉸刀部(5)與所述擴刀部(7)之間間隔有第二空刀槽(6)。
5.根據權利要求2所述的擴鉸復合加工刀具，其中，所述鉸刀部(5)為螺旋槽鉸刀部，所述刀柄部(I)與所述導向部(3)之間還具有刀頸部(2)。
6.發動機缸體挺桿孔加工方法，其中，包括如下步驟: 第一，在發動機缸體的預定位置上鉆挺桿初成形孔； 第二，采用根據權利要求1至5中任一項所述的擴鉸復合加工刀具對所述挺桿初成形孔進行擴孔和鉸孔，以形成挺桿孔。
7.根據權利要求6所述的發動機缸體挺桿孔加工方法，其中，在所述第二步驟中，所述擴孔的待切削加工余量為0.8-1.6mm，所述鉸孔的待切削加工余量為0.2-0.4mm。
8.根據權利要求6或7所述的發動機缸體挺桿孔加工方法，其中，在上述第一步驟中，采用鉆頭鉆所述挺桿初成形孔，所述鉆頭包括具有回轉中心線的刀具體，該鉆頭的刀具體上依次形成有鉆頭刀柄部(9)、鉆頭刀頸部(10)、鉆頭導向部(11)、鉆頭空刀槽(12)和鉆頭刃部(13)，該鉆頭刃部(13)與所述鉆頭的刀具體的回轉中心線同軸。
9.根據權利要求8所述的發動機缸體挺桿孔加工方法，其中，所述鉆頭的導向部(11)的外周面上形成有沿該鉆頭的導向部(11)的軸向延伸的彼此間隔的凹槽(14)。
10.根據權利要求8所述的發動機缸體挺桿孔加工方法，其中，所述鉆頭刃部(13)包括的118°切削刀頭部分和螺旋引導部分。
【文檔編號】B23B51/00GK103521844SQ201210235762
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年7月6日 優先權日:2012年7月6日
【發明者】李須峰 申請人:北汽福田汽車股份有限公司