曲軸是汽車發動機的重（chóng）要部件，其（qí）加工所需的刀具一直（zhí）是進口刀具占據主導（dǎo）地位。近年來（lái），越來越多的客戶需求推動實現進（jìn）口（kǒu）刀具國產化，其中以加工汽車發動機上曲軸的可轉位高效高精度硬質合金（jīn）曲軸（zhóu）銑刀最為突（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（fèn）為整體式曲（qǔ）軸銑刀(見圖1)和模塊式曲軸銑（xǐ）刀(見圖2);從刀具使（shǐ）用方法上可分為曲軸外銑刀和曲軸內銑刀。

      可轉位高（gāo）效高精度曲軸銑刀的特點為:①高的韌性及強度，可（kě）以進行（háng）高效銑削，並保證加（jiā）工精度;②銑刀刀片采用切向（xiàng）安裝，切削力方向硬質（zhì）合金截麵大，抗壓力強度高，因而可實現大切深和大走刀量;③刀片采用切削力夾緊，隨著切削力（lì）的增大，夾緊力也增大（dà），省去了夾緊（jǐn）元件，設計時可將排屑槽增大;④刀片隻（zhī）用一個螺釘固定在刀槽（cáo）上，結構簡（jiǎn）單，轉（zhuǎn）位方便。

      整體式曲軸銑刀具（jù）有便於（yú）加工（gōng）、精度易（yì）於保證等特點。但在使用過程中容（róng）易出現一些問題:一是   在加工過程中如果發生非正（zhèng）常損壞，整個銑刀就不能繼續（xù）使用，導（dǎo）致銑刀報廢;二（èr）是如果曲軸型線發生變化，需花費大量資金重新購置新的銑刀。而模塊式曲軸銑刀可（kě）以彌補這些問題，它采用模塊式結構，可更換不同規格的模塊，得到不同（tóng）型線尺寸的曲軸銑刀，拆（chāi）卸方便，從而大大提高（gāo）刀具的使用壽命，節約加工成本。但是，由於曲軸銑刀的整體精度要求較高，要使（shǐ）模塊（kuài）式曲軸銑刀的模塊具有互換性，便大大增加了（le）加工難（nán）度。

      2     設計過程

      2.1   銑刀設計

      以雲南內燃機有限公司加工六缸（gāng）發動機曲軸(見（jiàn）圖（tú）3)的連杆頸為例。模塊式曲軸內銑（xǐ）刀（dāo）(見圖4)的設計關（guān）鍵是:由於銑刀直徑大，既（jì）要保證（zhèng）被加工件的型線準確，又要保證高效銑（xǐ）削的同時排屑順暢，銑刀裝配後的精度、模塊的互換性、同一本體可適用不同規格的模塊等技術要求。所以合理排列刀（dāo）片，提高銑刀（dāo）本體的精度、模塊的定位精度及刀槽的加工（gōng）精度等是（shì）設計的難點。

      (1)用戶提供的型線如圖5所示（shì）。為了滿足精度要求，設計方案確定為:銑刀選（xuǎn）用合理的圓弧刃刀片及（jí）直刃刀片（piàn）進（jìn）行搭接，銑削連杆軸頸的有效齒由2個圓弧刃（rèn）刀片和1個直刃刀片組成，銑削連杆頸軸台（tái）的有效（xiào）齒由2個圓（yuán）弧刃刀片（piàn）組成(見圖6)。

      (2)運用I－DEAS9軟件、AutoCAD2000、CAD/CAM進行實體造型（xíng）及圖紙一體化技術設計（jì）和編程。根據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（qián）角為－6°，銑刀直徑為Φ530，模（mó）塊數量為10個，每個模（mó）塊（kuài）安裝5個刀片組成一組有效齒。刀片全部采用較厚的刀片，銑削連杆軸頸的邊齒刀片數（shù）量增加（jiā）1倍，以提高銑刀耐用度及加工表麵質量。

      刀片錯（cuò）位可形成後角（jiǎo）落差(即產生圓周（zhōu）上的後角)，適合該銑刀的設計（jì）。按英格索爾（ěr）MAX－I型可轉位銑刀的結構刀片進行錯位，形成落（luò）差。根據設計經驗，推導出錯位值的公（gōng）式為

      (3)曲（qǔ）軸（zhóu）銑刀加工時，徑向進給，雙邊對（duì）稱銑（xǐ）   削，被加工材料硬（yìng）度高，毛坯餘量（liàng）大、不均勻，切削時抗力較大。因此（cǐ），刀片（piàn）交錯排列，漸序切削（xuē）。

      (4)在生產中，使（shǐ）用數控加工中心、數控銑床、周邊磨床及數控機床進行複雜刀具的加工，用投影儀等先進測量設備對產品進行跟（gēn）蹤檢測，可保證產品（pǐn）質量。

      2.2   技術（shù）工藝

      (1)模塊與刀體安裝見圖7。銑刀（dāo）工藝的確定首先考慮模塊式結構的（de）精度，必須保證模（mó）塊的（de）一致性合格，因此模塊采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。由於銑刀（dāo）直徑較（jiào）大，刀體與刀片座的定（dìng）位麵為內孔端（duān）麵(需磨削)，因此采用加高內孔（kǒng）磨機床，實（shí）現（xiàn）了定位端（duān）麵的磨削加工。

      (3)刀體與機床連（lián）接的定位麵（miàn）采用圓台磨（mó）加工，實現端（duān）麵的磨削加工。

      (4)模塊（kuài）上（shàng）刀片（piàn）槽的加工。將模塊(見圖8)安裝（zhuāng）在工裝上，使用數控加工中心（xīn）進（jìn）行模塊刀片槽的加工。用（yòng）內曲軸銑刀模塊外銑的方法代替以前內曲軸銑刀模塊內銑的（de）方法，既保證了加工精度，又提（tí）高了加工（gōng）效率（lǜ）。             

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

      (6)銑刀的檢測及（jí）工裝。用投影儀和紅寶石測頭對產（chǎn）品進行跟蹤檢測，並製作部分工裝。     

      製作出的銑刀型線公差為±0．03mm，徑向圓跳動為0．05mm，端（duān）麵圓跳動（dòng）為0.04mm。在切削（xuē）速度V=150m/min、進刀（dāo）量（liàng）s=200mm/min的切削條件下，使用正常。可見，設計的銑刀型線符合用戶精度要求，提高（gāo）了加工效率（lǜ）。