專利名稱：一種汽缸體鑄件本體加工性快速檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽缸體鑄件本體加工性快速檢測(cè)方法，屬于金屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
加工性(也稱可切削性)指工件材料進(jìn)行切削加工的難易程度。所謂難易，視切削加工的不同形式、要求不同、有不同含義。測(cè)量加工性通?；诘毒吣p、切削表現(xiàn)形式、切削速率、能耗來(lái)確定加工性。國(guó)內(nèi)通常采用如下一些標(biāo)志方法 (1)耐用度或一定耐用度下所允許的切削速度如VT，VT是國(guó)內(nèi)最常用的加工性衡量指標(biāo)。其含義當(dāng)?shù)毒吣陀枚葹門時(shí)，切削某種材料所允許的切削速度，記為VT。VT越高，則材料的加工性愈好。刀具耐用度可取T＝60min(30min或15min)。如果取T＝60min，則VT寫成V60。這種標(biāo)志方法在刀具設(shè)計(jì)和材料加工性研究得到普遍應(yīng)用。
(2)工件材料的表面質(zhì)量或表面粗糙度。這種方法主要用于加工對(duì)材料的評(píng)價(jià)。
(3)工件材料的斷屑性能。在自動(dòng)線、自動(dòng)機(jī)床、數(shù)控機(jī)床加工中心或深孔鉆床等對(duì)斷削性能要求很高的加工裝備上，采用這種方法。
(4)工件材料所需的切削力或切削功率。在機(jī)床功率不足或系統(tǒng)剛度不足時(shí)采用這種方法。
(5)刀具壽命。其含義是新刀刃從使用到失效的一個(gè)周期，通常以加工件數(shù)表示，刀具失效時(shí)表現(xiàn)在加工表面粗糙度、尺寸超出工藝規(guī)定范圍。這種表示工件材料的加工性的方法是生產(chǎn)中最常用的一種方法。
為了解決一般材料加工性衡量指標(biāo)的不足，國(guó)外在研究鑄鐵材料加工性時(shí)設(shè)計(jì)了各種測(cè)量加工性的方法，這些方法有些已經(jīng)成為通用方法，例如恒定進(jìn)給切削力加工性法。測(cè)量原理為采用恒定進(jìn)給車床刀具壓力，將進(jìn)給載荷或刀具壽命或壓力或磨損量或磨損壽命固定，將單位時(shí)間切削金屬的數(shù)量作為加工性指標(biāo)。恒定進(jìn)給切削力車床檢測(cè)材料加工性的方法是在恒定切削力、恒定切削量的條件下，測(cè)定切削進(jìn)給量，通過(guò)未知材料平均切削進(jìn)給量與已知材料(設(shè)定為標(biāo)準(zhǔn)材料)平均切削進(jìn)給量之比乘以100，這個(gè)數(shù)值作為加工性指標(biāo)，即
該方法在灰鑄鐵和鋼材中的應(yīng)用已被相關(guān)資料[6][7]得到有效證明。美國(guó)1981年SAE手冊(cè)第一部分熱軋冷拔碳鋼在標(biāo)出鋼機(jī)械性能的同時(shí)，也標(biāo)出用該方法檢測(cè)的鋼加工性指標(biāo)。西方國(guó)家已普遍采用該方法給出材料加工性指標(biāo)，尤其是鋼材應(yīng)用非常普遍，但鑄鐵加工性應(yīng)用并不普遍，這是因?yàn)樵摲椒z測(cè)的對(duì)象是標(biāo)準(zhǔn)試棒，鑄件與試棒加工性有差異。
又例如D0.2加工性法，該方法已成為法國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，已被鑄造技術(shù)協(xié)會(huì)國(guó)際灰鑄鐵委員會(huì)采用(1969年2月)。測(cè)量原理為，刀具壽命T隨著切削速度V變化，二者關(guān)系為切削速度V越大，刀具壽命越短，在一定的切削速度V變化范圍內(nèi)，二者呈現(xiàn)反比線性關(guān)系。在加工切削時(shí)，切削所作的功，除了1～2％用于形成新表面和以晶格變形等形式成潛能外，有98～99％轉(zhuǎn)換為熱能，此熱量被切屑、工件、刀具、周為介質(zhì)所傳出[4]。在車削中，切屑傳出的約50～86％，車刀傳出的約40～0％，工件傳出的約9～％，周圍介質(zhì)傳出的約1％。若采用高速鋼刀具車削，在較小的切削深度(0.2～0.3mm)，如圖1，當(dāng)車削速度提高到一定程度時(shí)，刀尖溫度過(guò)高而燒壞刀尖，通過(guò)測(cè)定最大車削直徑(定義為D0.2)，從而確定材料的加工性。其測(cè)量方法為，D0.2加工性指標(biāo)試驗(yàn)檢測(cè)只需要小塊試樣——直徑12～40mm，最小3.0mm厚。首先在試樣中心鉆φ6mm孔(如圖2.1所示)，然后車削，車刀保持“N”rpm和切削深度恒定，刀具從中心孔進(jìn)給向試樣外緣以“a”mm每轉(zhuǎn)移動(dòng)，因此切削速度均勻增加，到達(dá)某點(diǎn)后切削速度足夠高，以致使刀具磨損，該磨損極其迅速使刀具不能工作，產(chǎn)生劇烈震顫。試驗(yàn)后，使用固定在刀具滑架上直徑指示器測(cè)定切削深度0.2mm突然下降的直徑，該深度的下降正好是刀刃磨損所致，該極限直徑對(duì)應(yīng)著加工性切削速度。
除了上述兩種通用方法外，鑄鐵加工性研究人員為了研究影響加工性的各種因素，設(shè)計(jì)了各種加工性評(píng)價(jià)方法，如恒壓恒時(shí)鉆削評(píng)價(jià)加工性法，銑削評(píng)價(jià)加工性法，切屑評(píng)價(jià)加工性法，鉆削評(píng)價(jià)加工性法，這些方法在研究揭示加工性影響因素及其規(guī)律發(fā)揮了重要作用。
由以上可見，評(píng)價(jià)鑄鐵加工性的方法很多，這些方法都從一個(gè)側(cè)面材料反映了的加工性。與國(guó)內(nèi)相比，由于國(guó)外加工裝備好、檢測(cè)方法多，專門針對(duì)鑄鐵加工性研究?jī)?nèi)容廣泛、深入。然而，這些加工性檢測(cè)方法，不能快速檢測(cè)缸體鑄件本體的加工性，也不能快速檢測(cè)缸體高速加工條件下的加工性，這對(duì)改善和控制缸體加工性質(zhì)量難以起到作用，因此需要設(shè)計(jì)新的缸體加工性檢測(cè)方法，以滿足這些要求。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決快速、準(zhǔn)確檢測(cè)缸體加工性能數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的一種汽缸體鑄件本體加工性快速檢測(cè)方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明的汽缸體鑄件本體加工性快速檢測(cè)方法包括對(duì)檢測(cè)對(duì)象和標(biāo)準(zhǔn)試樣采用同樣加工方法，記載加工量，進(jìn)行比較，其檢測(cè)對(duì)象直接選用缸體，部位是缸體缸筒的內(nèi)腔；用鏜床，用同樣的速度，用同一鏜刀片不同角的刀刃鏜檢測(cè)對(duì)象缸體和基準(zhǔn)缸體，測(cè)量刀尖燒損時(shí)加工的缸筒長(zhǎng)度；加工性為檢驗(yàn)對(duì)象缸體粗鏜缸孔長(zhǎng)度÷基準(zhǔn)缸體粗鏜缸孔長(zhǎng)度的比值，計(jì)算出檢驗(yàn)對(duì)象缸體加工性。
所述的汽缸體鑄件本體加工性快速檢測(cè)方法，其鏜刀的缸體粗加工余量3.1mm，切削線速度V＝39.7m/min，切削進(jìn)給速度F＝0.19mm/r。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明解決了缸體鑄件本體加工性無(wú)法快速檢測(cè)的技術(shù)難題，該方法較為準(zhǔn)確的檢測(cè)出缸體加工性，該方法能夠用于缸體加工性的檢測(cè)，其檢測(cè)的數(shù)據(jù)能夠作為衡量缸體加工性能的指標(biāo)，用于生產(chǎn)中對(duì)缸體材質(zhì)的檢驗(yàn)和控制。其檢測(cè)結(jié)果能直接反映缸體的加工性，檢測(cè)精確度高，從檢測(cè)的數(shù)據(jù)與缸體缸筒實(shí)際加工的刀具壽命已經(jīng)得到證實(shí)二者數(shù)據(jù)一致。檢測(cè)速度快。



圖1是采用的專用W18Cr4V高速鋼四方刀片示意圖。
圖2是圖1的縱向剖視圖。

具體實(shí)施例方式 本發(fā)明的汽缸體鑄件本體加工性快速檢測(cè)方法，檢測(cè)對(duì)象直接選用缸體，部位是缸體缸筒的內(nèi)腔；用鏜床，用同樣的速度，用同一鏜刀片不同角的刀刃鏜檢測(cè)對(duì)象缸體和基準(zhǔn)缸體，測(cè)量刀尖燒損時(shí)加工的缸筒長(zhǎng)度；規(guī)定基準(zhǔn)缸體加工性為1.00，加工性為檢驗(yàn)對(duì)象缸體粗鏜缸孔長(zhǎng)度÷基準(zhǔn)缸體粗鏜缸孔長(zhǎng)度的比值，計(jì)算出檢驗(yàn)對(duì)象缸體加工性。
這種加工性檢驗(yàn)方法的目是檢驗(yàn)材料高速切削性能，因?yàn)檫@種形式的切削加工，其刀具失效的主要形式是高溫?zé)龘p刀尖、高速磨損刀刃，這與缸體高速粗鏜缸筒時(shí)，刀具的失效形式相同，它能夠間接反映缸體在高速切削時(shí)缸體材質(zhì)的加工性，即這種方法檢驗(yàn)加工性時(shí)，加工性好的缸體，在高速粗鏜缸筒時(shí)，也將表現(xiàn)出好的加工性，反之亦然。
加工性檢測(cè)實(shí)例 設(shè)備和刀具臥式鏜床T611B，刀桿莫氏6#錐，刀桿直徑φ86mm，刀架為大連富士PSKNR/L16CA12，主偏角15°，主刃前角--9°，副刃前角-5°，后角-5°。
見圖1、圖2采用專用W18Cr4V高速鋼四方刀片，刀片尺寸長(zhǎng)寬高為12.7×12.7×4.76mm，φ5.16±0.05mm，圓角R0.4mm，每片刀8個(gè)角刀刃，刀具的各種角度、刀片尺寸與高速粗鏜缸筒加工條件相同。高速鋼刀片材料采用同一批材料、相同熱處理工藝制造。
加工性檢測(cè)切削參數(shù)缸體粗加工余量3.1mm，切削線速度V＝39.7m/min，切削進(jìn)給速度F＝0.19mm/r。
缸體加工性檢測(cè)將刀片1安裝在刀架上四方壓緊，刀架安裝在T611B臥式鏜床；缸體安裝缸體機(jī)油冷卻器安裝面朝下，缸體底法蘭處側(cè)面的二點(diǎn)定位，油冷卻器面在同一平面三點(diǎn)定位，找正尺寸以保證鏜削缸筒四周加工余量相同，手動(dòng)壓板夾緊固定好缸體，然后從缸體頂面到曲軸箱方向切削，刀尖燒損時(shí)停止切削，采用游標(biāo)卡尺測(cè)量刀尖燒損處的缸筒已切削深度，記錄切削深度值，作刀具磨損標(biāo)識(shí)。每種缸體檢測(cè)3個(gè)。
缸體加工性檢測(cè)結(jié)果 切削缸筒長(zhǎng)度及缸體加工性對(duì)比檢測(cè)數(shù)據(jù)見表1所示。

本發(fā)明與國(guó)內(nèi)外其它加工性檢測(cè)法的主要差異點(diǎn) 由磨損失效刀具可以看出，摩擦磨損是缸筒刀具失效的主要形式。
本發(fā)明的核心是檢測(cè)對(duì)象直接選用缸體和測(cè)量刀尖燒損時(shí)加工的缸筒長(zhǎng)度作為缸體加工性檢測(cè)的依據(jù)。因此，凡是檢測(cè)對(duì)象直接選用缸體和測(cè)量刀尖燒損時(shí)加工的缸筒長(zhǎng)度作為缸體加工性檢測(cè)的依據(jù)的，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種汽缸體鑄件本體加工性快速檢測(cè)方法，包括對(duì)檢測(cè)對(duì)象和標(biāo)準(zhǔn)試樣采用同樣加工方法，記載加工量，進(jìn)行比較，其特征在于檢測(cè)對(duì)象直接選用缸體，部位是缸體缸筒的內(nèi)腔；用鏜床，用同樣的速度，用同一鏜刀片不同角的刀刃鏜檢測(cè)對(duì)象缸體和基準(zhǔn)缸體，測(cè)量刀尖燒損時(shí)加工的缸筒長(zhǎng)度；加工性為檢驗(yàn)對(duì)象缸體粗鏜缸孔長(zhǎng)度÷基準(zhǔn)缸體粗鏜缸孔長(zhǎng)度的比值，計(jì)算出檢驗(yàn)對(duì)象缸體加工性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽缸體鑄件本體加工性快速檢測(cè)方法，其特征在于鏜刀的缸體粗加工余量3.1mm，切削線速度V＝39.7m/min，切削進(jìn)給速度F＝0.19mm/r。
全文摘要
本發(fā)明涉及提供一種汽缸體鑄件本體加工性快速檢測(cè)方法，包括對(duì)檢測(cè)對(duì)象和標(biāo)準(zhǔn)試樣采用同樣加工方法，記載加工量，進(jìn)行比較，其特征在于檢測(cè)對(duì)象直接選用缸體，部位是缸體缸筒的內(nèi)腔；用鏜床，用同樣的速度，用同一鏜刀片不同角的刀刃鏜檢測(cè)對(duì)象缸體和基準(zhǔn)缸體，測(cè)量刀尖燒損時(shí)加工的缸筒長(zhǎng)度；加工性為檢驗(yàn)對(duì)象缸體粗鏜缸孔長(zhǎng)度÷基準(zhǔn)缸體粗鏜缸孔長(zhǎng)度的比值，計(jì)算出檢驗(yàn)對(duì)象缸體加工性。鏜刀的缸體粗加工余量3.1mm，切削線速度V＝39.7m/min，切削進(jìn)給速度F＝0.19mm/r。
文檔編號(hào)G01N3/58GK101603906SQ20091006333
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者郭全領(lǐng) 申請(qǐng)人:東風(fēng)汽車股份有限公司