复合刀具在机械加工制造中的应用

   复合加工技术是在机械加工工艺中，将多个单一工序进行有效组合，集中表现在加工刀具结构的变化上，即所谓采用复合性刀具代替普通的单一性刀具，在一次换刀加工中完成多道工序内容，从而实现提高生产效率、保证零件位置精度、改善刀具切削等目的。

    柔性化生产是目前汽车制造企业广泛采用的一种机加工方式，通过集合组合机床的高刚性、高效率和加工中心的柔性，柔性生产线获得了比组合机床生产线线路更短、设备更少、工序更加集中的优势，为了更好地平衡生产节拍，复合加工技术在加工中心上得到了应用，并随着复合加工技术的不断完善，许多组合机床也开始采用此项技术。

    提高生产效率和保证图样精度

    在双顶置凸轮轴（DOHC）发动机中，缸盖通常采用铸造的方式制造，在其上有限的空间内布置有冷却水套和进、排气道，因此缸盖的结构十分复杂，机加工的重点部位有：具有较高同轴度要求的凸轮轴孔和圆柱度要求的挺杆孔；座圈90°密封带和尺寸为φ6mm的导管孔是其中加工难度最大的，其加工质量的好坏将直接影响气门的密封性。

    在座圈和导管孔从粗加工到精加工的整个过程中，如果采用普通的单一性刀具，不仅效率低下，同时还会因为多次装夹带来刀具中心不重合等误差，影响后续加工精度，因此，必须选择复合加工工艺。

    1、采用复合刀具一次完成进气座圈安装底孔、粗钻导管底孔φ10.5mm及刀校进气道喉口的粗加工（图1）。

    由于导管孔中心与进气道中心呈斜角布置，在粗钻导管底孔时，会因钻头两切削刃负荷不均而难以保证导管底孔直线度，所以通常在进气道斜面上先加工一个φ13mm的工艺平台与导管孔中心线垂直；位于气门座圈上方的进气喉口的主要功能是减少进气阻力，因此必须保证铸造喉口时的设计空间，以便去除由于沾沙和泥芯移位而造成的多出铝瘤。综合考虑以上两点因素，在粗加工座圈安装底孔时，采用复合刀具，将3道工序的加工内容用一把刀具来完成，不但保证了相对位置，而且提高了加工效率。

    2、采用复合刀具一次完成座圈安装孔和φ11mm导管底孔的精加工。

    φ11mm导管底孔要求孔的圆柱度和直线度均为0.01mm，座圈安装孔中心对导管孔中心同轴度要求φ0.2mm，为了保证精度，采用复合刀具进行精加工。在刀具设计上，为避免精镗φ11mm孔与后续精镗座圈孔产生加工干涉，先使用前端刀具进行φ11mm孔的精镗工序，然后再由后面两把刀具分别完成座圈安装孔的粗、精加工，不仅减少了精镗时刀刃的切削负荷，同时也延长了刀具的使用寿命（图2）。