曲（qǔ）軸是汽車發（fā）動機的重（chóng）要部件，其加工所需的刀具一直是（shì）進口刀具占據主導地位。近（jìn）年來，越來越多（duō）的客戶需求推動實現進口刀（dāo）具國產化，其中以（yǐ）加工汽車發動機上曲軸的可轉位高效高精度（dù）硬質合金曲軸銑刀（dāo）最為突（tū）出。

      1     銑刀類型及特點

      可轉位高效高精度曲軸銑刀從刀具結構上可分為（wéi）整體式曲軸銑刀(見圖1)和模塊式曲軸銑刀(見圖2);從刀具使用方法上可分為曲（qǔ）軸外（wài）銑刀和曲軸內銑（xǐ）刀。

      可轉位高效高精度曲軸銑（xǐ）刀（dāo）的特點為:①高的韌性及強度，可（kě）以進行高效銑削，並保證加工精度;②銑刀刀（dāo）片采用切向安裝，切削力方向硬質合金截麵大，抗壓力強度高，因（yīn）而可實現（xiàn）大切深和大走刀量;③刀片采用切（qiē）削力夾緊，隨（suí）著切削力的增大，夾緊力也增大，省去了夾緊元件（jiàn），設計時可（kě）將排（pái）屑槽增（zēng）大;④刀片隻用一個螺釘固（gù）定在刀槽上，結（jié）構簡單，轉位方便。

      整體式（shì）曲軸銑刀具有便於加工、精度易於保證等特點。但在使用過程（chéng）中容易出現一（yī）些問題（tí）:一是   在加工過程中如果發生非正常損壞（huài），整個銑（xǐ）刀就不能繼續使用，導致銑刀報廢;二是如（rú）果（guǒ）曲軸型線發生變化，需花費大量資金重新購置新的（de）銑刀。而模塊式曲軸銑刀可以彌補這些問題（tí），它采用模塊式結構，可（kě）更換不同規（guī）格的模（mó）塊，得到不同型線尺寸的曲軸銑刀，拆卸（xiè）方便，從而大大提高刀具的使（shǐ）用壽命，節約加工成本。但是，由於曲軸銑刀的整體精度要求較高，要（yào）使模塊式曲軸銑刀的模塊具（jù）有互換性，便大大增加了（le）加工難度（dù）。

      2     設計過程

      2.1   銑刀設計

      以雲南內（nèi）燃機有限公司（sī）加工六缸發動機曲軸(見圖3)的連杆頸為例。模塊式（shì）曲軸內銑刀(見圖4)的設計（jì）關鍵是:由於（yú）銑刀（dāo）直徑大，既要保（bǎo）證被加工件的型線準確（què），又要保證高效銑削的同時排（pái）屑順暢，銑刀裝配後的精（jīng）度、模塊的互換性、同一本體可適用不同（tóng）規格的模塊等技術（shù）要求。所以合理排列刀片，提（tí）高銑刀本體的精度、模（mó）塊的定位（wèi）精度及（jí）刀槽的加工精度等是設計的難點（diǎn）。

      (1)用戶提（tí）供的型線如圖5所（suǒ）示。為了滿足精度要求，設計（jì）方案確定為:銑刀選用合理（lǐ）的圓弧刃刀（dāo）片及直刃刀片進行搭接，銑（xǐ）削（xuē）連杆軸頸的有效齒由2個圓弧刃刀片和1個直刃刀片組成（chéng），銑削連杆頸（jǐng）軸台的有效齒由2個圓弧（hú）刃刀片組成（chéng）(見圖6)。

      (2)運用I－DEAS9軟件、AutoCAD2000、CAD/CAM進行實體造型及圖紙一體化技術設計和編程。根據（jù）被加工曲軸工件材料為40Cr、硬度30HRC，選取銑刀的徑向前角為－9°、軸向前角為－6°，銑（xǐ）刀（dāo）直徑為Φ530，模塊數量為（wéi）10個，每個模塊安裝5個刀片組（zǔ）成一組有效齒。刀片全部采用較（jiào）厚的（de）刀片，銑削連杆軸頸的邊齒刀片數量增加1倍，以提高銑刀耐用度及（jí）加工（gōng）表麵質量。

      刀片（piàn）錯位可形（xíng）成後角落差(即產生圓周上的後角)，適合該銑刀（dāo）的設計。按英格索爾MAX－I型可轉位銑刀的結構刀片進行錯位，形（xíng）成落差。根（gēn）據設計（jì）經驗，推導出錯位值的（de）公式為

      (3)曲軸（zhóu）銑刀加工時，徑向進給，雙邊對稱銑   削，被加工材料硬度高，毛坯餘量大、不（bú）均勻，切削時抗力較大（dà）。因此，刀片交錯排列，漸序切削。

      (4)在生產中，使用數控加工中（zhōng）心、數控銑床、周（zhōu）邊磨床及數控機床進行複雜（zá）刀具的加工，用投影儀等先進測量設備對產品進行跟蹤檢測，可（kě）保證產品質量。

      2.2   技術（shù）工藝

      (1)模塊與（yǔ）刀體安裝見（jiàn）圖7。銑刀工藝的確定首先考慮（lǜ）模（mó）塊式（shì）結構的精度，必須保證模塊的（de）一致性合格（gé），因此（cǐ）模塊采（cǎi）用定位麵磨削加工辦法實現，其角度麵在數控加工中心采用粗、精銑保證精度要求。

      (2)刀體的加工（gōng）。由於銑刀直徑較大，刀體與（yǔ）刀片座的定位麵為內孔端麵(需磨削)，因此采用加高內孔磨機床，實現了（le）定位（wèi）端麵的磨削（xuē）加工。

      (3)刀體與機床連接的（de）定位麵采用圓台磨加工，實現端麵（miàn）的磨削加工。

      (4)模（mó）塊上刀片槽的加（jiā）工。將模塊(見圖8)安裝在工裝上，使用數（shù）控加工中心進行模塊刀片槽的加工。用內（nèi）曲軸銑刀模塊外銑的方法（fǎ）代替以前內曲軸銑刀模塊內銑的方法，既保證了加工（gōng）精度，又提高了加（jiā）工效率。             

      (5)銑刀的材料及熱處（chù）理（lǐ）。銑刀（dāo）刀體及模塊均采用42CrMo，調質處理，硬度35－37HRC，提高機體的整體硬度（dù），使銑刀的使（shǐ）用壽命得以（yǐ）提高。      

      (6)銑刀的檢測及工裝。用投影儀和紅寶石測頭對產品進行跟（gēn）蹤檢測，並製作（zuò）部分工（gōng）裝。     

      製作（zuò）出的銑（xǐ）刀型線公差為±0．03mm，徑向圓跳（tiào）動為0．05mm，端麵圓（yuán）跳（tiào）動為0.04mm。在（zài）切削速度V=150m/min、進刀（dāo）量（liàng）s=200mm/min的切削條件下，使用正常（cháng）。可見，設計的銑刀型線符合用戶精（jīng）度要求，提高了加工（gōng）效（xiào）率。