曲（qǔ）軸是（shì）汽車發動機的重要部件，其加工所需的刀具一直是進口刀具占據主導地（dì）位。近年來，越來越多的客戶需求推動實現進口（kǒu）刀具（jù）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（dù）硬質合金曲軸銑刀最為突出。

      1     銑刀類型及特點

      可轉位高效高精度曲軸銑刀（dāo）從刀具結構上可分為整體式曲軸銑刀(見圖1)和模塊式曲軸銑（xǐ）刀(見圖（tú）2);從（cóng）刀具使用方（fāng）法上可分為曲軸外銑刀和曲軸內銑刀。

      可轉位高效高精度曲軸銑刀的特點為:①高的韌性及強度，可以進行高效銑（xǐ）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（zhì）合金截麵大，抗（kàng）壓力強度高，因（yīn）而可實現大切深和大走（zǒu）刀量;③刀片采用切削力（lì）夾緊，隨著（zhe）切削力的增大，夾緊力也增大，省去了夾緊元件，設計時可將排屑槽增大;④刀片隻用一個螺釘固定在（zài）刀槽上，結構簡單，轉位方便。

      整體式曲軸銑刀具有便於加工、精度易於保證（zhèng）等特點。但在使用過程中容易出現（xiàn）一些問題:一是   在加工過程中如果發（fā）生（shēng）非正常損壞，整個銑刀就不能（néng）繼續使用，導致銑刀報廢（fèi）;二是如果曲軸型線發生變（biàn）化，需花費大量資金重新購置新的銑刀。而（ér）模塊式曲軸銑刀可以彌補這些問題（tí），它采用模塊式結構，可更換不同規格的（de）模塊，得到不同（tóng）型線尺寸的曲軸銑刀，拆卸方（fāng）便，從而大大提高刀具的（de）使用壽命，節約加工成本。但是，由於曲軸銑刀的整體精度（dù）要求較高，要使模塊式曲軸銑刀的模塊具有互換性，便大大增加了加工難（nán）度。

      2     設計過程

      2.1   銑刀設（shè）計

      以雲南內（nèi）燃機有限公司加工六缸發動機曲軸(見圖3)的連杆頸為例。模塊式曲軸（zhóu）內銑刀(見圖4)的設計（jì）關鍵是（shì）:由於銑刀直徑大，既要（yào）保證（zhèng）被加（jiā）工（gōng）件（jiàn）的型線準確，又要保證（zhèng）高（gāo）效銑削的同時（shí）排屑順暢，銑刀裝配後（hòu）的精度、模塊的互換性（xìng）、同一本體可適用不同規格的模塊（kuài）等技術（shù）要求。所以合（hé）理（lǐ）排列刀片，提高銑刀本體的精度、模塊的（de）定位精度及刀槽（cáo）的加工精度（dù）等是設計的難點。

      (1)用戶提供的型線如圖5所（suǒ）示。為（wéi）了滿足精度要求，設計方（fāng）案確定為:銑刀選用合理的（de）圓弧刃刀片及直刃刀片進行搭接，銑削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，銑削連杆（gǎn）頸（jǐng）軸台的（de）有效齒由2個圓（yuán）弧刃刀片組成(見圖6)。

      (2)運用I－DEAS9軟件、AutoCAD2000、CAD/CAM進行實（shí）體造型及（jí）圖紙一體化技術設計和編程。根據被加工曲軸工件材（cái）料為40Cr、硬度（dù）30HRC，選取銑刀的徑（jìng）向前角為（wéi）－9°、軸向（xiàng）前角為－6°，銑刀直徑（jìng）為Φ530，模塊數量為10個，每個模塊（kuài）安（ān）裝5個刀片組成一組有效（xiào）齒。刀片全部采用較厚的刀片，銑削連杆軸頸的（de）邊齒刀片數（shù）量增加1倍，以提（tí）高（gāo）銑刀耐用度及加工（gōng）表麵質量。

      刀片錯位（wèi）可形成後角落差(即產生圓周上的後角)，適合該銑刀的設計。按英（yīng）格索爾（ěr）MAX－I型可轉位銑刀的結構刀片進行錯位，形成落差。根據設計經驗，推導（dǎo）出錯位值的公式為

      (3)曲軸銑刀（dāo）加工時，徑向進（jìn）給，雙邊對稱銑   削，被加工材料硬度（dù）高（gāo），毛坯餘量大、不均勻，切削時抗力較大。因此，刀片交錯排列，漸序切（qiē）削。

      (4)在生產中，使用數控（kòng）加工中心、數控銑床、周邊磨床及數控機床進行複雜刀（dāo）具的加（jiā）工，用投影（yǐng）儀等先進測量設備（bèi）對產品進行（háng）跟蹤檢測，可保（bǎo）證產品質量。

      2.2   技（jì）術工藝

      (1)模塊與刀體安裝見圖7。銑刀工藝的確定首先考慮模塊式結構（gòu）的精度（dù），必須保證（zhèng）模塊的一致性（xìng）合格，因此模塊（kuài）采用定位麵磨削加工辦法實現，其角度（dù）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）直徑較大，刀體與刀片座的（de）定位（wèi）麵為（wéi）內孔端麵(需（xū）磨削)，因此采用加高內孔磨機（jī）床，實現了定位端麵的磨削加（jiā）工。

      (3)刀（dāo）體與機床（chuáng）連接的定位麵采（cǎi）用圓台磨加工，實現端麵的磨削加工。

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

      (5)銑刀（dāo）的材料及熱處理。銑刀刀體及模塊均采用42CrMo，調質處理，硬度35－37HRC，提（tí）高機體的整體硬度，使銑刀的使用壽命得以提高。      

      (6)銑刀的檢測及工裝。用投影儀和紅寶石測頭對產品進（jìn）行跟蹤檢測，並（bìng）製作部分工裝。     

      製作出的（de）銑刀型線公差（chà）為±0．03mm，徑向圓跳動為0．05mm，端（duān）麵圓跳動為0.04mm。在切削速（sù）度V=150m/min、進刀量s=200mm/min的切削條件（jiàn）下，使用正常。可見，設計（jì）的銑刀型線符合用戶（hù）精度要求，提高了加（jiā）工效率。