安鹏

摘 要：随着科学技术的发展，先进技术的应用，在很大程度上改变了工业生产，使得工业生产水平更高。就以发动机缸体加工来说，科学、合理的应用高速加工技术，可以针对发动机缸体的工艺特点及生产实际要求，合理进行发动机缸体高速加工，必然能够提高发动机缸体

关键词：高速加工技术；发动机；缸体加工；应用

发动机缸体作为发动机最重要组成部分之一，也是最复杂的零件。出于保证发动机良好性能的考虑，对发动机缸体加工的精密度、加工工艺提出了较高的要求。此种情况下，采用传统加工方法来进行发动机缸体加工已经无法满足现代化生产要求。对此，应当注重引用高速加工技术，起采用超硬材料刀具及模具，并利用先进的制造设备予以生产加工，可以大大提高发动机缸体质量及精密性。所以，发动机缸体加工中科学的运用高速加工技术是非常有意义的。

1 基于高速加工技术进行发动机缸体加工的可行性分析

1.1 缸体高速加工效率分析

基于传统常规切削理论，确定发动机缸体加工效率的公式为：

Vc=vfap

注：Vc表示为常规加工中的切削效率；v表示为切削速度；f表示为进给量；ap表示为切削深度。

给予高速加工技术来进行发动机缸体加工，缸体加工效率表示为：Vg=w/t

注：Vg表示为高速加工时的加工效率；w表示为切削过程总金属除去量；t表示为切削总时间。

基于相关文献了解到，单位时间内材料切削率Vg还可以表示为切削速度、进给量及切削深度的乘积，公式表示为：Vg=vgfgapg

比较以上公式，可以确定高速切削加工中，切削深度、吃刀量对加工效率的影响较大。的确，缸体加工中，切削深度、被吃刀量小，当在主轴高速旋转的过程中，进给速度增大，那么单位时间金属切削量增加，相应的加工效率也大大增加。所以，基于高速加工技术的发动机缸体加工中加工效率的优势，主要是因为主轴转速及进给速度的提升。

1.2 缸体高速加工精度分析

为达到发动机缸体加工质量要求，需要保证切削加工机床具有较高精度、速度、刚度。基于高速加工技术来进行发动机缸体加工，不仅在机床方面满足要求，还在铣削方面予以优化[1]。

高速铣削时，其他切削刀的集中力是远小于主切削刀的，在此笔者忽略刀具系统变形与主切削力相比。基于材料力学理论，刀具系统视为受集中力F下的一端固定一端自由的悬臂梁，那么在集中力F的作用下，刀具系统受力方向的变形量即为：yg=Fx2（3l-x）/（6EI）

注：E表示为刀杆材料的弹性模量；I表示为旋转刀具的极惯性矩。

基于以上公式，可以计算出刀具的最大变形量，为ymax=Fl3/（3EI）

对以上公式进行分析，可以确定刀具状态对缸体加工精度的影响较大。为了保证发动机缸体加工的精确度，一定要选择刚度大的刀具系统，以便具体加工中，所产生的主切削力较小，刀具系统变形可能性降低，促使缸体加工尺寸精度得以提高。

1.3 缸体高速加工安全性分析

发动机缸体加工的过程中，转速提高，那么切削加工的安全性将会有所下降。基于此点，在利用高速加工技术来进行发动机缸体加工的过程中，需要慎重考虑缸体高速加工安全性问题。出于安全加工的考虑，在具体进行发动机缸体高速加工中，①应当以CE标准，对加工机床的保护装置和操作位置予以检查，同时观察操作位置是否具有极好视野并符合人机工程环境要求；②严格遵照安全标准设计要求来进行高速旋转刀具的选择，同时检测刀具刀体强度是否符合要求，刀具刀体零件及刀片夹紧是否可靠；③对操作人员进行缸体高速加工安全操作培训，促使操作人员具有较高的安全意识，并掌握缸体高速加工安全操作流程及相关注意事项；④测定极限转速，对机床及切削过程进行检测。总之，为了保证基于高速加工技术的发动机缸体加工，一定要做好方方面面的安全防范工作，将安全隐患降低最低[2]。

2 基于高速加工技术的发动机缸体加工工艺

2.1 缸体高速加工工艺基准的选择

加工工艺基准的选择是保证加工质量的关键，因发动机缸体结构复杂，在进行缸体高速加工的过程中，更要做好缸体高速加工工艺基准的选择。

2.1.1 粗基准的选择

粗基准选择方面应当注意以下几点：其一，综合分析缸体高速加工中，孔加工量，合理调整加工工艺，保证孔的加工余量均匀。 其二，在装入缸体零件的过程中，一定要保证零件与箱壁距离的控制。

2.1.2 精基准的选择

在进行精基准选择时，尤为注重考虑设计技术要求及装夹准确、可靠、方便的问题。也就是基于“一面两销”为全线的统一基准，对定位销孔的距离、基准面的平面度等方面予以控制。

2.1.3 工件的输送

由于发动机缸体外形比较规则，具有较好的输送基准，因此在进行工件输送的过程中可以采用滚子输送机直接输送方式[3]。

2.2 缸体高速加工的主要工艺措施

2.2.1 孔和面的加工顺序的确定

由于箱体类零件的加工都遵循先面后孔的原则，所以在进行缸体高速加工的过程中，应当对箱体的基准面先加工，在此基础上对其他平面予以加工，之后进行相应孔的加工。

2.2.2 孔系加工方案的优选

孔系加工效果在一定程度上会影响发动机缸体应用效果。为了提高缸体高速加工的精确度，选择最佳的孔系加工方案是非常必要的，如此可以保证气缸孔加工中粗镗、半精镗、精镗和珩磨效果良好；深油孔加工中合理运用大流量冷却系统，确保深油孔加工效果良好，凸轮轴孔加工时合理运用单面镗孔和双面镗孔两种工艺方案等[4]。

参考文献：

[1]刘书锋，聂建军.整体PCBN刀具高速铣削发动机缸体缸盖的应用[J].工具技术，2010，44（12）：60-63.

[2]刘殿有.刚柔结合的发动机缸体生产自动线设计[J].组合机床与自动化加工技术，2015（2）：148-150.

[3]王晶晶，李新梅.高速切削加工技术及其重要应用领域浅析[J].机床与液压，2015，43（4）：177-180，94.

[4]吴凤和，周文.高速加工技术在发动机缸体加工中的应用研究[J].中国机械工程，2010，17（18）：1975-1978.