超长刀具新概念

凸轮轴长径比在机械加工过程中显然是存在问题的。而且从汽缸盖端面加工所有档也是一种挑战。但KOMET集团验证其超长刀具同样具有出色的应用事实——BMW公司最新生产的四缸发动机摩托车中成功地使用了特制的枪铰刀具。

人们常说,汽车的好坏与长度有关。如果真是这样,从前轮到后轮的伸展长度很重要的话,那么BMW生产的K1200S和RMUSCLE摩托车肯定会跑的非常好。工程师通过采用一个汽缸组向前倾斜55°的方式,从而发现了一种轮基与重心之间最好的折中办法,提高了汽车水平的革命性技术设计。举例来说,16个阀门通过凸轮轴来控制,这可以将摩擦降到最低。在汽缸盖上加工凸轮轴铰孔的时候,KOMET集团生产的铰孔刀具验证了长刀具的可用性。在这种情况下,带有一个12HT钻孔的5档孔扩展了大约310mm的距离。一种类似的刀具概念在加工凸轮轴孔的时候得到了应用。刀具开发商也要将这种长度的概念引入到5个25F7铰孔的连续加工中。

BMW公司缸盖机加工生产流水线上,总共有69个精密刀具用于汽缸盖的切削操作。其中的每一种刀具都经过特殊的设计,并且这些设计都符合机械制造商的整体加工策略。但目前,对凸轮轴孔的精加工操作仍然是个很大的挑战。正如负责BMW柏林发动机生产的刀具须符合苛刻的同轴度和垂直度要求,孔径的尺寸也要非常精确,并且孔只能从一侧进行加工,当然还有很多未料的恶劣加工条件使得难题更加艰巨,加工过程中的断续切削及零件壁厚的变化也会引起尺寸的偏差。

在大多数情况下,精加工是利用Dihart公司生产的多刃铰刀完成的。前两个档孔精加工由短的引导铰刀完成,后面的三档孔采用超长的枪铰刀精加工。其中的共同点是阶梯铰刀的预加工刃可以校正孔径原有的位置度偏移。此外,在精加下档孔时,导向条可以起到支撑刀具的作用。中心冷却液可以阻止对已精加工孔的损害,而产生一个光洁的、精确配合的孔。

在对凸轮轴进行铰孔时,枪铰刀具采用了可换式的铰刀头。PCD金刚石切削刃是被焊接在刀头,短锥的端面接触可以保证高精度的重复定位公差。当更换可替代的铰刀头时,不需要对它进行任何调节。可替代铰刀片的优点是在安装和调试的过程中可以很快的被实施,从而避免了可能会出现的错误。该技术当然会应用在大部分汽缸盖的安装操作过程当中,Dihart刀具寿命达到预期的效果。枪铰刀在加工中心主轴上进行安装调整,轴向跳动控制在3μm之内,角坐标上最大的错误偏差为3μm。

刀具高精度也可以通过刀具的寿命得到证实——铰刀头的寿命达8000个凸轮轴孔。对于凸轮轴孔的精加工,铰刀头的更换可能会带来额外的成本节约。导向块的磨损远小于铰刀头的磨损,因此在刀柄需要更换之前,铰刀头往往会更换几次。Fürstenau先生说:“我们会在机床上执行100%的行位公差检测。此外,在更换刀具的前后加工汽缸差都必须进行全面的生产质量控制,它们都会被全面的测量。这意味着任何行位公差的偏离都会在最初的阶段被识别出来,这样我们生产的可靠性得以保证。”

汽缸盖的加工质量是最终影响整车性能水平高低的首要因素。就像最新的1200型摩托车设置的新标准,这个标准不仅仅是指性能上的,也包括其内在的出色动力。因此KOMET刀具在对凸轮轴钻孔精加工方面也制定了新的级别,也验证了超长高精度刀具新概念。

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