本發(fā)明涉及發(fā)動機制造技術領域，更具體地說，它涉及一種加工凸輪軸底孔的導條式復合階梯鏜刀及方法。

背景技術：

發(fā)動機在制造的過程中，需要加工氣缸體的凸輪軸底孔，該凸輪軸底孔一般包括位于凸輪軸底孔內腔的間隔布置的1-7檔，即，凸輪軸底孔的加工需要加工7個檔位，目前，對于氣缸體(鑄鐵材質)的凸輪軸底孔加工多為采用臥式加工中心加工。該加工方法的步驟分為：半精鏜和精鏜，其中，半精鏜加工余量為單邊1.75mm，先用短柄半精鏜刀加工1、2、和6、7檔，再用長柄半精鏜刀加工3、4、5檔到半精加工尺寸；精鏜加工余量為單邊0.25mm，先用短柄精鏜刀加工1、2檔和6、7檔，再用長柄精鏜刀加工3、4、5檔到最終尺寸。在此過程中，由于精鏜刀不同時具備單邊余量大于1.5mm的半精鏜功能，因此半精鏜和精鏜的3、4、5檔需要分開兩把刀具加工，刀具更換過程繁瑣，給生產(chǎn)帶來加工困難、加工精度低、刀具成本高等問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的上述不足，提供一種結構簡單，操作簡便，有效提高氣缸體凸輪軸底孔加工效率和加工精度的導條式復合階梯鏜刀及加工方法。

本發(fā)明的技術方案是這樣的：一種加工凸輪軸底孔的導條式復合階梯鏜刀，包括與機床相連的刀柄，所述的刀柄上靠近機床的一端依次設有將所述刀柄包裹的第一導條和第二導條，另一端的端部設有用于半精加工凸輪軸底孔的半精鏜刀片，所述第二導條與半精鏜刀片之間的刀柄上設有與所述半精鏜刀片同軸布置并且位置可調節(jié)的用于精加工凸輪軸底孔的精鏜刀片。

作為進一步地改進，所述精鏜刀片最外緣端點的高度大于所述半精鏜刀片最外緣端點的高度，所述精鏜刀片與半精鏜刀片之間的距離小于相鄰兩檔凸輪軸底孔之間的距離。

進一步地，所述精鏜刀片最外緣端點的高度與所述半精鏜刀片最外緣端點的高度之差為精加工的單邊余量值。

進一步地，所述的刀柄為直徑沿其軸向逐級減小的階梯狀長桿，包括與機床主軸相連的連接部、與該連接部相連并同軸布置的導條安裝部以及與該導條安裝部相連并同軸布置的刀片安裝部。

進一步地，所述的第一導條和第二導條為相互間隔布置并且位置與氣缸體前端及后端兩檔凸輪軸底孔位置相對應的環(huán)形導條，并且，該導條的寬度大于所述精鏜刀片與半精鏜刀片之間的距離，所述二導條與氣缸體的各檔凸輪軸底孔之間為間隙配合。

進一步地，所述的精鏜刀片為菱形結構的刀片，所述的刀柄上設有將所述精鏜刀片與刀柄相連的刀夾，在所述菱形刀片的中心設有將所述該刀片安裝在所述刀夾上的安裝螺釘。

進一步地，所述的刀夾一端設有可調節(jié)所述精鏜刀片軸向位移的軸向調整螺釘，另一端設有可調節(jié)所述精鏜刀片徑向位移的徑向調整螺釘，所述軸向調整螺釘與徑向調整螺釘之間設有將所述刀夾鎖緊在所述刀柄上的鎖緊螺釘。

進一步地，所述的半精鏜刀片為正方形結構的刀片，該正方形刀片的中心設有將該刀片固定在所述刀柄上的緊固螺釘。

一種加工凸輪軸底孔的方法，該方法是通過設計一種導條式復合階梯鏜刀，該鏜刀的刀柄上集成設置有第一導條和第二導條以及沿切削方向依次布置的半精鏜刀片和精鏜刀片，使第一導條和第二導條分別與氣缸體前端及后端的兩檔凸輪軸底孔相配合并以此作為導向，然后利用半精鏜刀片和精鏜刀片實現(xiàn)使用一把刀具加工完氣缸體中間的三檔凸輪軸底孔。

具體的操作步驟如下：

步驟1、先用短柄半精鏜刀分別加工氣缸體前端及后端的1、2、和6、7檔凸輪軸底孔以完成1、2、和6、7檔的半精加工，然后用短柄精鏜刀分別加工氣缸體前端及后端的1、2、和6、7檔凸輪軸底孔以完成1、2檔和6、7檔的精加工，從而使氣缸體的1、2、和6、7檔凸輪軸底孔加工到合格的尺寸；

步驟2、氣缸體的后端保持朝向機床，更換刀具，將導條式復合階梯鏜刀裝在機床主軸上，鏜刀旋轉進入氣缸體內，使第一導條和第二導條分別與已加工好的7、6檔凸輪軸底孔相配合并以此為導向，半精鏜刀片和精鏜刀片依次完成半精加工和精加工第5檔凸輪軸底孔至合格的尺寸；

步驟3、鏜刀繼續(xù)旋轉進給，使第一導條和第二導條分別與已加工好的6、5檔凸輪軸底孔相配合并以此為導向，半精鏜刀片和精鏜刀片依次完成半精加工和精加工第4檔凸輪軸底孔至合格的尺寸；

步驟4、鏜刀撤離氣缸體，將氣缸體回轉180°，使氣缸體的前端朝向機床；

步驟5、鏜刀旋轉進入氣缸體內，使第一導條和第二導條分別與已加工好的1、2檔凸輪軸底孔相配合并以此為導向，半精鏜刀片和精鏜刀片依次完成半精加工和精加工第3檔凸輪軸底孔至合格的尺寸；

步驟6、鏜刀撤離氣缸體，加工結束。

有益效果

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點：

1、本發(fā)明結構簡單、操作方便，通過使用同時具有導向、半精加工及精加工功能的導條式復合階梯鏜刀實現(xiàn)一把刀具加工完氣缸體中間的三檔凸輪軸底孔，加工精度高，相比于原工藝方案，加工效率提升了約50％，并且，降低了刀具成本；

2、本發(fā)明利用鏜刀上的第一導條和第二導條分別與加工完成的氣缸體前端及后端的兩檔凸輪軸底孔進行配合導向，充分利用了已加工好的凸輪軸底孔，克服了刀具長徑比大，容易引發(fā)顫振，加工表面粗糙度差等質量問題；

3、本發(fā)明中的精鏜刀片可實現(xiàn)軸向和徑向位移調節(jié)，可根據(jù)加工要求，適當調節(jié)精加工的加工余量，合理使用精鏜刀片，有效提高了精鏜刀片和半精鏜刀片的使用壽命，從而降低了生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中氣缸體的左視結構示意圖；

圖2為本發(fā)明中氣缸體的右視結構示意圖；

圖3為氣缸體的主視結構示意圖；

圖4為本發(fā)明中鏜刀的結構示意圖；

圖5為本發(fā)明中鏜刀的局部結構放大示意圖；

圖6為本發(fā)明中鏜刀加工第4檔凸輪軸底孔時的結構示意圖；

圖7為本發(fā)明中鏜刀加工第3檔凸輪軸底孔時的結構示意圖。

其中：1-刀柄、2-第一導條、3-第二導條、4-半精鏜刀片、5-精鏜刀片、6-刀夾、7-安裝螺釘、8-軸向調整螺釘、9-徑向調整螺釘、10-鎖緊螺釘、11-緊固螺釘、12-氣缸體、1a-連接部、1b-導條安裝部、1c-刀片安裝部、a-凸輪軸底孔、b-前端、c-后端。

具體實施方式

下面結合附圖中的具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明。

參閱圖1-7，本發(fā)明的一種加工凸輪軸底孔的導條式復合階梯鏜刀，該鏜刀作為一種刀具配合機床實現(xiàn)加工氣缸體12的凸輪軸底孔a，而凸輪軸底孔a的加工沿其軸向可分為1檔、2檔、3檔、4檔、5檔、6檔、7檔七個檔的加工，其中，1、2檔位于氣缸體12的前端b，7、6檔位于氣缸體12的后端c，3檔、4檔、5檔位于氣缸體12的前端b與后端c之間，即為氣缸體12的中間，本發(fā)明的鏜刀則專用于半精加工和精加工氣缸體12中間的3檔、4檔、5檔三檔凸輪軸底孔a。該鏜刀包括與機床相連的刀柄1，在刀柄1上靠近機床的一端依次設有將刀柄1包裹的第一導條2和第二導條3，另一端的端部設有用于半精加工凸輪軸底孔a的半精鏜刀片4，在第二導條3與半精鏜刀片4之間的刀柄1上設有與半精鏜刀片4同軸布置并且位置可調節(jié)的用于精加工凸輪軸底孔a的精鏜刀片5。本發(fā)明結構簡單、操作方便，通過使用同時具有導向、半精加工及精加工功能的導條式復合階梯鏜刀實現(xiàn)一把刀具加工完氣缸體12中間的三檔凸輪軸底孔a，加工精度高，相比于原工藝方案，加工效率提升了約50％，并且，降低了刀具成本，同時，合理利用鏜刀上的第一導條2和第二導條3分別與加工完成的氣缸體12前端b及后端c的兩檔凸輪軸底孔a進行配合導向，充分利用了已加工好的凸輪軸底孔a，克服了刀具長徑比大，容易引發(fā)顫振，加工表面粗糙度差等質量問題，并且，設置位置可調節(jié)的精鏜刀片5可實現(xiàn)軸向和徑向位移調節(jié)，根據(jù)加工要求，適當調節(jié)精加工的加工余量，合理使用精鏜刀片5，有效提高了精鏜刀片5和半精鏜刀片4的使用壽命，從而降低了生產(chǎn)成本。

在上述的實施例中，精鏜刀片5最外緣端點的高度大于半精鏜刀片4最外緣端點的高度，并且，精鏜刀片5最外緣端點的高度與半精鏜刀片4最外緣端點的高度之差為精加工的單邊余量值，半精鏜刀片4完成單邊余量1.75mm的大余量切削后，精鏜刀片5接著完成單邊余量0.25mm的精加工，實現(xiàn)了半精加工和精加工的同步加工，提升了加工效率；精鏜刀片5與半精鏜刀片4之間的距離小于相鄰兩檔凸輪軸底孔a之間的距離，確保半精加工的過程中，精鏜刀片5與每一檔凸輪軸底孔a錯開布置，防止精鏜刀片5與其它檔位的凸輪軸底孔a接觸，從而影響加工精度和損壞刀具，同時確保精加工的過程中，半精鏜刀片4與每一檔凸輪軸底孔a錯開布置，防止半精鏜刀片4與其它檔位的凸輪軸底孔a接觸，從而影響加工精度和損壞刀具。

其中，刀柄1為直徑沿其軸向逐級減小的階梯狀長桿，包括與機床主軸相連的連接部1a、與該連接部1a相連并同軸布置的導條安裝部1b以及與該導條安裝部1b相連并同軸布置的刀片安裝部1c，第一導條2和第二導條3以及半精鏜刀片4和精鏜刀片5分別套設固定在導條安裝部1b和刀片安裝部1c的外圍，并且，第一導條2和第二導條3為相互間隔布置并且位置與氣缸體12前端b及后端c的兩檔凸輪軸底孔a位置相對應的環(huán)形導條，該導條的寬度大于精鏜刀片5與半精鏜刀片4之間的距離，確保鏜刀在加工的過程中，第一導條2和第二導條3始終與氣缸體12前端b及后端c的兩檔凸輪軸底孔a相對應，二導條保持導向，防止因鏜刀顫振而影響加工精度，二導條與氣缸體12的各檔凸輪軸底孔a之間為間隙配合，確保導條刮傷已加工好的凸輪軸底孔a，從而提高加工精度。

其中，鏜刀上的精鏜刀片5為菱形結構的刀片，該菱形刀片傾斜布置在刀柄1上，利用菱形的菱角加工氣缸體12，在刀柄1上還設有將精鏜刀片5與刀柄1相連的刀夾6，在菱形刀片的中心設有將該刀片安裝在刀夾6上的安裝螺釘7，即精鏜刀片5是通過刀夾6安裝在刀柄1上的，主要是用于實現(xiàn)精鏜刀片5的調節(jié)功能，在刀夾6一端設有可調節(jié)精鏜刀片5軸向位移的軸向調整螺釘8，另一端設有可調節(jié)精鏜刀片5徑向位移的徑向調整螺釘9，即精鏜刀片5是通過軸向和徑向的位移調節(jié)實現(xiàn)精加工單邊余量的改變，在軸向調整螺釘8與徑向調整螺釘9之間設有將刀夾6鎖緊在刀柄1上的鎖緊螺釘10，防止刀夾6與刀柄1發(fā)生相對位移；半精鏜刀片4為正方形結構的刀片，該正方形刀片傾斜布置在刀柄1的端部，利用正方形的直角加工氣缸體12，在正方形刀片的中心還設有將該刀片固定在刀柄1上的緊固螺釘11，防止半精鏜刀片4發(fā)生位移或旋轉。

一種加工凸輪軸底孔的方法，該方法是通過設計一種導條式復合階梯鏜刀，該鏜刀的刀柄1上集成設置有第一導條2和第二導條3以及沿切削方向依次布置的半精鏜刀片4和精鏜刀片5，使第一導條2和第二導條3分別與氣缸體12前端b及后端c的兩檔凸輪軸底孔a相配合并以此作為導向，然后利用半精鏜刀片4和精鏜刀片5實現(xiàn)使用一把刀具加工完氣缸體12中間的三檔凸輪軸底孔a，加工效率高，刀具成本低。

該方法的具體操作步驟如下：

步驟1、先用短柄半精鏜刀分別加工氣缸體12前端b及后端c的1、2、和6、7檔凸輪軸底孔a以完成1、2、和6、7檔的半精加工，然后用短柄精鏜刀分別加工氣缸體12前端b及后端c的1、2、和6、7檔凸輪軸底孔a以完成1、2檔和6、7檔的精加工，從而使氣缸體12的1、2、和6、7檔凸輪軸底孔a加工到合格的尺寸；

步驟2、氣缸體12的后端c保持朝向機床，更換刀具，將導條式復合階梯鏜刀裝在機床主軸上，鏜刀旋轉進入氣缸體12內，使第一導條2和第二導條3分別與已加工好的7、6檔凸輪軸底孔a相配合并以此為導向，半精鏜刀片4和精鏜刀片5依次完成半精加工和精加工第5檔凸輪軸底孔a至合格的尺寸，此過程中，確保第一導條2和第二導條3始終與已加工好的7、6檔凸輪軸底孔a位置相對應；

步驟3、鏜刀繼續(xù)旋轉進給，使第一導條2和第二導條3分別與已加工好的6、5檔凸輪軸底孔a相配合并以此為導向，半精鏜刀片4和精鏜刀片5依次完成半精加工和精加工第4檔凸輪軸底孔a至合格的尺寸，此過程中，確保第一導條2和第二導條3始終與已加工好的6、5檔凸輪軸底孔a位置相對應；

步驟4、鏜刀撤離氣缸體12，將氣缸體12回轉180°，使氣缸體12的前端b朝向機床，此時，需確保鏜刀的軸心線與氣缸體12d的凸輪軸底孔a的軸心線重合；

步驟5、鏜刀旋轉進入氣缸體12內，使第一導條2和第二導條3分別與已加工好的1、2檔凸輪軸底孔a相配合并以此為導向，半精鏜刀片4和精鏜刀片5依次完成半精加工和精加工第3檔凸輪軸底孔a至合格的尺寸，此過程中，確保第一導條2和第二導條3始終與已加工好的1、2檔凸輪軸底孔a位置相對應；

步驟6、鏜刀撤離氣缸體12，加工結束。

以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出對于本領域的技術人員來說，在不脫離本發(fā)明結構的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些都不會影響本發(fā)明實施的效果和專利的實用性。