MAPAL刀具在缸盖加工中的应用

王永宏

摘  要：MAPAL刀具是MAPAL生产的精密刀具，可用于汽车、摩托车、航天、航空等工业中的精密孔、特殊孔的加工。文章对MAPAL刀具在缸盖加工中的应用进行分析，探讨MALPAL刀具在缸盖加工中遇到的问题，为完善MALPAL刀具在缸盖中的加工工艺提出建议与意见。

关键词：MAPAL刀具;缸盖加工;发动机

中图分类号：TG713.3;TG713.4     文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2016）26-0036-02

德国MAPAL公司是一个生产精密加工刀具的生产企业，该公司所生产的刀具在精密加工中具有广泛的用途，适用于大批量精密加工。在B154缸自然吸气发动机缸盖加工中，MALPAL刀具能够用于缸盖气门导管底孔、气门座底孔的加工。MALPAL精密刀具具有切削速度高、耐磨性好、耐用度高等特点，因为其独特的架构、有意的表面粗糙度与精密的内孔精度，通过切削起到支撑作用，吸收切削所引起的振动，可以提升切削精度，从而提升加工精度。

1  B15发动机缸盖加工MALPAL刀具的应用

1.1  MALPAL刀具特点

MALPAL刀具刀片非常锋利，在使用的过程中，新刀片有一个急剧磨损期，急剧磨损期中刀片稍有磨损就会引发加工尺寸偏小。在加工的过程中，需要在加工50个零件之后，将新刀具卸下检查与调整，确保刀具的使用寿命。在使用过程中，MALPAL刀具是在可靠的支撑与导向的作用下进行的切削工作，在工作中需要对孔的位置进行纠偏。

1.2  在B15发动机缸盖中的应用

在B15发动机缸盖加工中，因为缸盖的结构性状复杂、内部呈腔型结构，加工难度较高，为了确保发动机的使用效果，需要对缸盖加工过程中的关键工艺进行控制，确保缸盖加工精度。气门导管底孔、气门座底孔、枪铰导管孔、镗气门座孔是缸盖粗加工的关键部位，对于缸盖加工精度具有直接的影响。通常在加工过程中，对于气门座阀线的精密度要求很高，要求以粗糙度在±0.8 mm，跳动0.03～0.05 mm，气门导管公差直径为0.01 1mm，确保其表面平整，无毛刺。

采用MALPAL系列的WWS铣刀作为加工工具，其中切削参数：切深为2.5 mm，转速为1 000～3 500 m/min，进给为0.04～0.06 mm/刃·转;线速度1 000～3 500 m/min，一般可取机床允许转速的上限。采用MapaI阶梯式PCD精镗刀进行加工，切削参数：进给为0.08～0.15 mm/转;采用硬质合金刀片时线速度为150～300 mm/min。加工过程中刀具寿命：PCD刀片约加工

20 000～40 000孔;硬质合金刀片约加工2 000～4 000孔，整体PCD刀片约加工20 000～70 000孔。在加工过程中，通常在导管上加上引导管，采用采用精加工刀具完成精加工，采用MAPAL刀具进行加工，能够达到所需要的效果。采用离心式滑动刀具急性精加工，在加工中心使用时改变机床转速以控制刀具类型，能够确保加工精度为7～8 μm，而且刀具基体只需要一次性购置，能够重复使用。

2  MALPAL刀具的应用问题以及改进

在使用MALPAL刀具进行发动机缸盖加工过程中，通常会遇到以下的的问题，包括刀具的跳动、阀座震纹、刀具加工寿命较短等问题，为了提升加工进度、加工效率，延长刀具的使用寿命，可以采用以下的方式改进现存的问题。

2.1  跳动以及解决措施

采用MALPAL刀具进行加工时，跳动量的合格率只有87%，使用过程中的机床能力达不到Cpk≥1.67，采用MALPAL系列的PCD刀具进行加工时，因为刚性比整体的硬质合金差，而且铰刀顶部的受力布局云，所以在加工过程中，铰刀会朝着受力较小的方向偏移。而铰刀在加工过程中难以起到修正的作用，会造成加工偏移，从而引发跳动，导致加工后出现位置误差;而且压装后过盈收缩量不一致，将会产生更大的位置误差。

解决跳动的主要措施是确保刀具的受力均匀，为了避免因为机床加工节拍等因素引发的受力不均匀，采用同一把刀具完成密封面的加工。在加工过程中，严格控制刀具的偏角，当铰刀主偏角从75 °～90 °时，导向角消失，但是对加工没有影像。因此将主偏角固定在90 °时，能够增加刀尖圆弧。将主偏角设定道90 °后，能够明显的减少跳动，提升加工精度。

2.2  阀座震纹以及解决措施

阀座精加工通常有三种加工方法，一种是采用横切法、一种是纵切法、还有一种是采用成形刀片直接截出的成型法。B15加工采用的是成型法，该加工过程中，通过使用MAPAL成型刀片对阀座进行加工，刀体上有两根导向条支撑，刀具示意图，如图1所示。在阀座的加工过程中，进气阀加工后的表面粗糙度与尺寸能够满足工艺要求，但是排气阀门的加工表面有着很严重的震纹。产生震纹的主要原因是因为排气阀座密封面的角度为60 °，径向力大于进气阀座，因此虽然有导向条支撑，进气阀与排气阀的受力并不均匀，加工中震动引发震纹。

为了避免震纹的产生，需要改良加工方法。虽然纵切法具有很高的精度，但是因为机床缺少V轴结构，因此缺乏采用纵切法，采用横切法进行加工，用三个轴向可调 刀夹均布在刀体上，使用标准刀片进行加工。在加工过程中，通过刀夹对阀座的加工进行调整，能够确保每个方向的受力均匀，从而避免刀具震动产生震纹。工艺改进后的震纹几乎完全消失，阀座尺寸与表面粗糙度均能够满足产品要求。

2.3  刀具寿命问题以及解决措施

MAPAL加工寿命是影响加工效益的重要因素之一，在经过一段时间的加工自后，调刀相对频繁，影响了刀具的耐用性。为了提升刀具的耐用性，增加刀具使用寿命，可以采取以下的方式进行调整：①将粗加工与精加工分开，粗加工会导致切削刃磨损，无法满足精加工的需求;②提升加工稳定性，在加工过程中需要确保刀具的稳定性，大概刀具严重损伤或出现小爆口时，需要及时重新更换新刀片，确保加工精度;③更改刀具表面涂层材料与几何形状，采用MAPAL专用符合涂层，能够增加刀片的耐磨性，在刀具制造商的技术支持才，设计得到的“F”型倒角刀片，如图2所示。在原有刀片的基础上增加了第一后角的宽度，能够有效的提升刀具的使用寿命;④严格控制切削参数，选择合理的切削液，按照相应的切削参数，能够提升加工效率，确保加工精度，延长刀具寿命，提升机床加工效率。除了合理的选择切削参数与切削刀具之外，需要合理的选择切削液，确保切削液应该满足以加工的需求。

3  结  语

MAPAL刀具在发动机缸盖精加工中具有广泛的应用，能够满足缸盖导管孔精加工的需求。在加工的过程中，MAPAL刀具适用于加工难加工材料，具有较高的加工精度。缸盖加工中主要会民连着跳动、震纹、刀具寿命有效等问题，为了确保加工精度、提升加工效率、延长刀具寿命，需要根据工艺需求选择刀具种类、加工过程中严格控制加工参数，确保缸盖能够满足设计需求。

参考文献：

[1] Mapal公司精密刀具的应用[J].工具技术，2001，（3）.

[2] 李宏.如何提高MAPAL单刃刀片的寿命[J].汽车工艺与材料，2007，（4）.

[3] 吉祺炜.Ji Qiwei MAPAL刀具在缸盖座圈和导管加工中的改进[J].机   械制造，2006，（6）.

[4] 徐林红，詹绪直.Xu Linhong.Zhan Xuzhi缸盖气门导管孔和阀座加

工刀具改进[J].工具技术，2005，（10）.