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影响活塞销孔粗糙度的因素分析发表日期:2014-11-05 阅读:2363

随着发动机性能的不断提高,活塞结构的随之变化,对活塞销孔精度随之提高。原来金刚镗床采用合金刀镗削销孔,然后再滚压销孔;虽然销孔表面的粗糙度能达到图纸要求,但由于滚压销孔破坏了销孔的形状精度要求,其圆度一般在0.003~0.005mm,达不到图纸要求。为了解决这一技术问题,国内普遍采用金刚石镗刀(天然金刚石镗刀每把1200元、人造金刚石镗刀每把300元)一次镗孔成型,为了节约资金,我公司现在精镗销孔基本上采用人造金刚石镗刀镗削 销孔,活塞销孔的圆度小于0.003mm、表面粗糙度Ra0.4 
  采用人造金刚石镗刀镗削销孔,虽然活塞销孔的圆度小于0.003,但销孔的粗糙度有时达不到图纸要求。经过设计、试验发现,影响精镗销孔粗糙度的因素主要有以下几个方面: 
  镗杆的设计制作 
  由于精镗销孔是高速切削加工,轻微的振动直接影响活塞销孔的表面粗糙度。因此镗杆的设计制作时,要求镗杆与主轴的同轴度小于0.01mm{TodayHot}且整个镗杆各部外圆都要进行磨削加工。这样就保证了镗杆在高速转动中保持平衡、减少振动,消除了镗杆本身的影响因素,刀孔的位置直接影响刀具装卡后刀具的加工角度,因此在镗杆设计时,要求刀孔中心经过镗杆中心或刀孔中心偏离镗杆中心一定距离,且刀孔中心垂直于镗杆轴线,保证刀具装卡后刀具的加工角度;并给定相应各部的形位公差,减少因镗杆替换引起销孔加工表面粗糙度的变化。销孔加工的镗杆一般悬臂较长,因此镗杆必须进行稳定强化热处理,这样可以提高镗杆的强度、刚性,减少镗杆的受力变形,提高活塞销孔表面粗糙度水平。 
  镗刀的设计制作 
  由于人造金刚石硬度高,加工难度大,经过多次设计试验,选择刀具的主要技术参数为:刀尖圆孤R0.5~R1,刀具前角为2.5°,刀具后角采用双后角,分别为8°、15°,刀具韧带0.2mm,刀具前后刀面粗糙度Ra0.1μm,在30倍放大镜下观察,刀刃无缺口裂纹。通过加工活塞销孔后,测定销孔圆度小于0.003mm,表面粗糙度小于Ra0.4。近几年,通过使用相同设备,相同的机械加工工艺参数,对50把人造金刚石镗刀的使用情况,进行追踪统计,结果如下(见表1): 
  表
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  销孔表面 0.1~0.2 0.2~0.3 0.3~0.4 0.4~0.5 0.5~0.6 
  粗糙度Ra 
  -------------------------------------------------------------- 
  数量(把) 8 17 19 4 2 
  平均使用寿命 
  (只/把) 8000~12000 
  -------------------------------------------------------------- 
  从表格可看出:虽然刀具的使用情况较好,基本上满足我公司的使用要求,但刀具的制作仍存在着人、机、料等因素影响。试验发现如果刀尖圆弧太小,在加工过程中,刀尖易崩刃且销孔表面粗糙度数值较大;刀尖圆弧过大,在加工过程中阻力较大,造成加工后活塞销孔的圆镀、粗糙度超差。刀具无韧带,刀具后角起不到修光作用,销孔的粗糙度也不理想。

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