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缸体加工设备小百科

立式加工中心是指主轴为垂直状态的加工中心，其结构形式多为固定立柱，工作台为长方形，无分度回转功能，适合加工盘、套、板类零件，它一般具有三个直线运动坐标轴，并可在工作台上安装一个沿水平轴旋转的回转台，用以加工螺旋线类零件。立式加工中心装卡方便，便于操作，易于观察加工情况，调试程序容易，应用广泛。但受立柱高度及换刀装置的限制，不能加工太高的零件，在加工型腔或下凹的型面时，切屑不易排出，严重时会损坏刀具，破坏已加工表面，影响加工的顺利进行。

卧式加工中心指主轴为水平状态的加工中心，通常都带有自动分度的回转工作台，它一般具有3～5个运动坐标，常见的是三个直线运动坐标加一个回转运动坐标， 工件在一次装卡后，完成除安装面和顶面以外的其余四个表面的加工，它最适合加上箱体类零件。与立式加工中心相比较，卧式加工中心加工时排屑容易，对加工有 利，但结构复杂．价格较高。

关于缸体主要设备

关于卧加加工中心：

加工中心分为卧式加工中心(HMC)和立式加工中心两种。

卧式加工中心的组成：

加工中心一般是由床身；加工执行部；控制系统（电气/流体）；刀库；冷却液处理系统和烟雾收集系统等组成。

冷却液处理系统和烟雾收集系统又可以分为单机式或者集中(区域)式。

加工执行部主要包含主轴；夹具；X-Y-Z三根直线运动轴及一个（或两个）旋转运动轴(A和/或B)等组成。（很多工厂采用4轴加工中心）；A轴定义为以X轴为旋转中心线的轴； B轴定义以Y轴为旋转中心线的轴； C轴定义为以Z轴为旋转中心线的轴。此外还包括U;V;W等轴，用来定义换刀机构或者刀库等辅助功能块的运动。

加工中心的主要结构：

床身：

床身多为三点式支撑以提高整体稳定性；床身的主要材质为整体铸造（铸铁）或者焊接式（钢）。

伺服轴：

以四轴加工为例，即包含了X/Y/Z三根线性轴和一个A(或B)旋转轴X/Y/Z线性轴的驱动方式主要有以下两种：

1.伺服电机带动滚珠丝杠驱动式

2.直线电机驱动式。

A轴和B轴的驱动方式一般为

1.伺服电机驱动蜗轮蜗杆，如Enshu/GROB等系列的机床。

2.伺服电机直接驱动, 如XLO/GROB等系列的机床。

编码器(Encoder)和光栅尺(liner scale)也都用来实现高定位精度和高重复定位精度；编码器用来实时反馈伺服电机的行程，光栅尺用来直接反馈执行部的行程，为全闭环控制提供可能。此外B轴还有齿盘式机构用来代替光栅尺反馈来实现高定位精度；但分辨率较光栅尺低。

主轴主要负责完成对工件的切削工作，通常分为两类：

1.电主轴（常用于高速切削）

2.机械主轴（由伺服电机带动齿轮箱驱动主轴，常用于低转速大扭矩切削，转速低于8000,如FAMBC曲轴NTC加工中心）。

夹具结构和材质示意图：

夹具主要负责对工件的定位和夹紧，从而给予工件在基准坐标系中一个明确而稳定的位置。一般分为：

保压式夹具- 夹具体内部有流体通道供实现气检，直接夹紧（液压力直接施加于工件），冷却液冲洗等功能；夹具体材质一般为铸铁或者锻钢。

非保压式夹具- 夹紧力由液压驱动间接完成，或者完全机械夹紧。

缸体珩磨技术

珩磨机工艺步骤：

型号识别

阶梯环

阶梯环，go/no go形式，可以测量不同缸孔直径的缸体

优点：不需要换型，机构简单

缺点：无法测量

undercut

分测头

分测头，go形式，可以测量不同缸孔直径的缸体及undercut

优点：不需要换型，能测缸孔整个行程

缺点：机构相对复杂

2.粗珩

粗珩：

机械涨刀（EMZ）

边加工边测量直到达到程序里设定的尺寸

去除余量，消除精镗痕迹

半精珩

半精珩：

机械涨刀（EMZ）

边加工边测量直到达到程序里设定的尺寸

确保珩磨尺寸精度、形状精度，形成网纹沟痕

精珩

精珩：

液压涨刀（HAZ）

控制加工次数

确保珩磨尺寸精度、形状精度，形成网纹沟痕

缸体自动测量：

测头要求测量每个缸孔指定三个截面高度上的直径，并且每个截面要求测量X和Y两个方向：

特征X是沿着活塞止推方向的尺寸（一般是缸体的左右方向）

特征Y是沿着活塞销方向的尺寸（一般是缸体的前后方向）

曲轴孔铰珩

铰珩：

液压或机械涨刀控制加工次数保证长期稳定的粗糙度质量控制（有以镗代珩的情况，但是精镗方案的质量稳定性相对铰珩而言较差，且因为换刀频繁会极大地增加质量控制的风险。精镗刀加工出的工件表面粗糙度变化趋势随刀具耐用度的减少而下降较快）

珩磨参数说明：

Rk（核心粗糙度深度）：粗糙度核心轮廓的深度。粗糙度核心轮廓是指去除突峰和低谷粗糙度轮廓。Rpk（去除的峰值高度）：高于粗糙度核心轮廓的突峰的平均高度。Rvk（去除的谷值深度）：低于粗糙度核心轮廓的低谷的平均深度。Mr1（支承率）：是由粗糙度核心轮廓与突峰的相交线确定的水平线所对 应的百分数。Mr2（支承率）：是由粗糙度核心轮廓与低谷的相交线确定的水平线所对应的百分数。

网纹角

网纹夹角过大，则油膜不稳定，润滑条件变差，在发动机起动和加速时，会因机油不足而导致活塞环的加速磨损。

网纹夹角过小，则在缸孔上端的网纹沟槽内的机油残留过多，而导致机油耗增加。

网纹角

网纹角

缸体刀具汇总

刀具材料

对于铸铁缸体，粗镗刀采用涂层硬质合金材料，精镗刀采用CBN材料；面铣刀粗加工采用涂层硬质合金，精加工铣刀采用CBN材料；丝锥采用高速钢/硬质合金材料；铰刀采用CBN材料或硬质合金材料；钻头、扩孔钻采用硬质合金材料。

对于铝缸体，粗镗刀采用硬质合金材料，精镗刀采用PCD材料；面铣刀（包括粗加工和精加工）一般都用PCD材料；丝锥采用高速钢/硬质合金材料；铰刀采用PCD材料；钻头、扩孔钻采用硬质合金材料。

珩磨的质量和效率主要取决于油石的切削性能：

油石的切削性能好，则珩磨速度快、效率高；反之油石切削性能差，金属去除率低，则出现油石挤压缸孔，甚至撞碎油石的现象。此时

缸孔的尺寸精度、形状精度和缸孔表面网纹状态都很差。

缸孔表面粗糙度也与油石的选择密切相关。油石的切削性能取决于油石的磨粒材料、粒度和结合剂，最后表现于油石的硬度硬度高弹性低，切削性能差；硬度低，油石软，脱粒快，油石很快磨损。珩磨常用的磨粒材料有金刚石、刚玉和碳化硅等，常用的切削性能好的是金刚石磨料。用于粗珩时，油石常用粒度一般是151粒或126粒，常用的是D151金刚石珩磨条或D126金刚石珩磨条；半精珩油石一般是64粒或46粒，常用的是D64金刚石珩磨条或D46金刚石珩磨条；精珩（平台网纹珩磨）效果比较好的磨料是金刚石及碳化硅，常用的是D30金刚石珩磨条和C30碳化硅平台珩磨条。

常用刀具

气缸体加工常用的刀具有铣刀、镗刀、铰刀、钻头、丝锥、气缸体珩磨刀具和曲轴孔铰珩头等：

铣刀- 是用于铣削加工的，具有一个或多个刀齿的旋转刀具。工作时各刀齿依次间歇地切去工件的余量。铣刀主要用于加工平面、台阶、沟槽、成形表面和切断工件等。镗刀- 是孔加工刀具的一种，最常用的场合就是里孔加工，扩孔，仿形等。但是并不是只能加工里孔，端面外圆也是可以加工的，只是习惯上不是这样使用。铰刀- 具有一个或多个刀齿，用以切除已加工孔表面薄层金属的旋转刀具， 是一种精加工刀具，用于扩孔或修孔。钻头– 是一种常见的孔加工刀具。丝锥- 为一种加工内螺纹的刀具，按照形状可以分为螺旋丝锥和直刃丝锥，按照使用环境可以分为手用丝锥和机用丝锥，按照规格可以分为公制，美制，和英制丝锥，按照产地可以分为进口丝锥和国产丝锥。丝锥是制造业加工螺纹的最主要工具。珩磨- 珩磨主要用于孔加工，是一种使工件加工表面达到高精度、高表面质量、高寿命的一种高效加工方法，可有效地提高尺寸精度、形状精度和减小Ra值，但不能提高孔与其他表面的位置精度。

应用案例

加工铝合金缸体主轴承盖座面及止口的铣刀

•9个有效刃。

•每个刀片可被调至同一轨迹。

•金刚石焊接刀片可铣出90度的方肩 。

•刀体轻盈,易于安装 整体式 “HSK” 刀柄有着更好的刚性。

用于铝合金缸体半圆孔加工的球头铣刀

•可换式抛过光的正前硬质合金刀片 。

•宽大的抛过光的容屑槽内冷供至所有刃口 。

•刀柄有包括快换接口在内的多种选择.。

粗镗半圆孔和油封的刀具

•粗镗铣半圆孔和油封 孔。.

•平躺式安装的刀片为了 得到最大的厚度和容屑空 间。

•内置式轴承支撑为了得到很好的刚性.。

•也可提供快换刀具的结构。

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