一种气门孔及其加工方法
一种气门孔及其加工方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车零部件领域，具体地涉及一种汽车车轮气门孔及其加工方法。
【背景技术】
[0002] 铝车轮气门孔是车轮中的关键部位，其加工质量和加工精度不仅影响着气门孔的 装配，还影响着安全性能。不同规格的车轮气门孔直径公差一般均为±0. 2_。由于公差较 大，目前采用最多的工艺是气门孔钻头一次成形，采用气门孔钻头一次成形虽然工艺简单， 能满足气门孔直径公差要求，但气门孔直径波动量较大，表面精度较低，且易产生微裂纹， 存在较大安全隐患。随着制造业技术的发展和提升，为了满足高精度制造和装配需求，迫切 需要一种新的工艺来提高气门孔的加工精度，消除气门孔产生裂纹和漏气的风险。
【发明内容】
[0003] 因此，本发明的目的是研发一种气门孔的加工方法，提高气门孔的加工精度，从而 消除气门孔产生裂纹和漏气的风险。
[0004] 本发明基于此现状，研发一种气门孔复合加工工艺，首先采用气门孔钻头加工到 初始状态，然后利用铰刀的高精度加工使气门孔直径值趋于稳态，最终采用挤压磨削刀具 实现高精密加工。
[0005] 为了实现以上的发明目的，本发明提供了以下的技术方案：
[0006] 在本发明的一个方面，提供了一种加工气门孔的方法，该方法包括步骤：（1)采用 气门孔钻头对气门孔钻削加工，达到预定加工尺寸；(2)采用铰刀精加工，使气门孔直径达 到尺寸稳定状态，去除气门孔表面的杂质和铝肩，满足最终精磨挤压加工的毛坯要求；以及 (3)采用磨削挤压刀具进行最终精密加工。
[0007] 在本发明一个优选的方面，在步骤（1)中，气门孔钻头转速1000_1200r/min，进给 率0. 10-0. 20mm/r，预定加工尺寸为气门孔直径中值减掉0. 12-0. 18mm。
[0008] 在本发明一个优选的方面，所述的预定加工尺寸为气门孔直径中值减掉0. 15mm。
[0009] 在本发明一个优选的方面，所述的给进率是0. 12mm/r。
[0010] 在本发明一个优选的方面，在步骤（2)中，铰刀精加工的精度范围是气门孔中值 ±0. 01mm，铰刀转速 1800-2000r/min，进给率 0· 15-0. 20mm/r。
[0011] 在本发明一个优选的方面，铰刀转速是1900r/min。
[0012] 在本发明一个优选的方面，进给率是0. 18mm/r
[0013] 在本发明一个优选的方面，在步骤⑶中，磨削挤压刀具的刀具转速 800-1000min/r ;进给率 0· 08-0. 12mm/r ;加工量 0· 03-0.1 Omm ;优选地，加工量是 0· 04mm。
[0014] 在本发明一个优选的方面，进给率是0. 10mm/r。
[0015] 在本发明的另一个方面，提供了按照前文中任一项所述的方法制备的气门孔。
[0016] 在本发明的其他方面，提供了一种气门孔及其加工方法，特别是采用钻、铰、磨削 挤压复合成形的工艺方法，此工艺可提高气门孔表面精度、强度和抗疲劳性能，降低气门孔 漏气的风险。主要步骤是：首先采用气门孔钻头对气门孔钻削加工，达到预定加工尺寸；然 后采用铰刀精加工，使气门孔直径达到尺寸稳定状态，去除气门孔表面的杂质和铝肩，满足 最终精磨挤压加工的毛坯要求；最后采用磨削挤压刀具进行最终精密加工。通过选择合理 的留量工艺，磨削挤压刀具的转速，进给率和加工量，可提高气门孔的加工精度和强度，避 免热裂纹的产生。
[0017] 本发明的技术方案带来了以下的有益的技术效果：
[0018] 传统的气门孔钻头加工，气门孔直径变化范围一般为0. 10mm，而此工艺的最 终挤压磨削是使气门孔表面产生微小塑性挤压变形，没有切肩，尺寸精度范围可高达 ± 0. 005mm，而且加工表面产生了残余压缩应力，可提高气门孔的抗疲劳强度20 %以上。
【具体实施方式】
[0019] 实施例1气门孔的加工
[0020] 取中信戴卡股份有限公司的铝合金低压铸造生产线完成表面机加的车轮120只， 分为4组，分别按照以下的方法来加工气门孔：
[0021] 试验组1 :
[0022] 气门孔直径为Φ 11. 5 ± 0. 2mm，首先，采用气门孔钻头对气门孔钻削加工，达到 预定加工尺寸，气门孔钻头转速1200r/min，进给率0. 10mm/r，预定尺寸为气门孔直径 Φ 11. 35mm ;然后，采用铰刀精加工，使气门孔直径达到尺寸稳定状态，要求尺寸精度范围满 足Φ11.5±0. 01mm，铰刀转速1800r/min，进给率0. 15mm/r，去除气门孔表面的杂质和铝 肩，满足最终精磨挤压加工的毛坯要求；最后，采用磨削挤压刀具进行最终精密加工，磨削 挤压刀具刀具转速l〇〇〇r/min ;进给率0. 08mm/r ;加工量0. 04mm。
[0023] 试验组2 :
[0024] 气门孔直径为Φ 9. 8 5 ± 0. 2mm，首先，采用气门孔钻头对气门孔钻削加工，达到 预定加工尺寸，气门孔钻头转速l〇〇〇r/min，进给率0. 12mm/r，预定尺寸为气门孔直径 Φ9. 7mm ;然后，采用铰刀精加工，使气门孔直径达到尺寸稳定状态，要求尺寸精度范围满足 Φ9. 85±0. 01mm，铰刀转速1900r/min，进给率0. 18mm/r，去除气门孔表面的杂质和铝肩， 满足最终精磨挤压加工的毛坯要求；最后，采用磨削挤压刀具进行最终精密加工，磨削挤压 刀具刀具转速800r/min ;进给率0. 10mm/r ;加工量0. 03mm。
[0025] 对照组1 :
[0026] 使用传统的气门孔加工方式进行气门孔加工，加工条件为：气门孔直径为 Φ 11. 5±0. 2mm，气门孔钻头转速 1200r/min，进给率 0. 20mm/r。
[0027] 对照组2 :
[0028] 使用传统的气门孔加工方式进行气门孔加工，加工条件为：气门孔直径为 Φ9. 85±0. 2_，气门孔钻头转速1200r/min，进给率0. 20mm/r。
[0029] 实施例2各组气门孔的加工精度测量
[0030] 使用三坐标测量方法对以上各组的车轮气门孔进行测量，结果如表1所示：
[0031] 表1 :各组的车轮气门孔的加工精度：
[0032]
[0033]
[0034] 结果表明，按照本发明的方法制备得到的气门孔具有更高的加工准确度和精密 度，试验组的气门孔直径更接近理论中值，且标准差更小，尺寸稳定性更高。
[0035] 对试验组1-2和对照组1-2的气门孔进行了抗疲劳强度测试，结果表明，试验组与 相应的对照组相比，抗疲劳强度提高了 20%以上。
【主权项】
1. 一种加工气门孔的方法，其特征在于，该方法包括步骤： (1) 采用气门孔钻头对气门孔钻削加工，达到预定加工尺寸； (2) 采用铰刀精加工，使气门孔直径达到尺寸稳定状态，去除气门孔表面的杂质和铝 肩，满足最终精磨挤压加工的毛坯要求；以及 (3) 采用磨削挤压刀具进行最终精密加工。2. 权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤⑴中，气门孔钻头转速1000_1200r/ min，进给率0. 10-0. 20mm/r，预定加工尺寸为气门孔直径中值减掉0. 12-0. 18mm。3. 权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的预定加工尺寸为气门孔直径中值减掉 0. 15mm〇4. 权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的给进率是0. 12mm/r。5. 权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（2)中，铰刀精加工的精度范围是气门 孔中值 ±0. 01mm，铰刀转速 1800_2000r/min，进给率 0? 15-0. 20mm/r〇6. 权利要求5所述的方法，其特征在于，铰刀转速是1900r/min。7. 权利要求5所述的方法，其特征在于，进给率是0. 18mm/r。8. 权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（3)中，磨削挤压刀具的刀具转速 800-1000min/r;进给率 0? 08-0. 12mm/r;加工量 0? 03-0.IOmm;优选地，加工量是 0? 04mm。9. 权利要求8所述的方法，其特征在于，进给率是0. 10mm/r。10. 按照权利要求1-9中任一项所述的方法制备的气门孔。
【专利摘要】本发明提供一种加工气门孔的方法及该方法加工的气门孔。其中，所述的方法包括步骤：(1)采用气门孔钻头对气门孔钻削加工，达到预定加工尺寸；(2)采用铰刀精加工，使气门孔直径达到尺寸稳定状态，去除气门孔表面的杂质和铝屑，满足最终精磨挤压加工的毛坯要求；以及(3)采用磨削挤压刀具进行最终精密加工。本发明的技术方案提高气门孔的加工精度和强度，避免热裂纹的产生，提高气门孔的抗疲劳强度20％以上。
【IPC分类】B23P15/00
【公开号】CN104889693
【申请号】CN201510331029
【发明人】刘会莹, 黄晓光, 郭建东, 韩云, 鲁月新, 于志远, 刘鸣华, 王永宁, 朱志华, 李昌海
【申请人】中信戴卡股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月16日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车零部件领域，具体地涉及一种汽车车轮气门孔及其加工方法。
【背景技术】
[0002] 铝车轮气门孔是车轮中的关键部位，其加工质量和加工精度不仅影响着气门孔的 装配，还影响着安全性能。不同规格的车轮气门孔直径公差一般均为±0. 2_。由于公差较 大，目前采用最多的工艺是气门孔钻头一次成形，采用气门孔钻头一次成形虽然工艺简单， 能满足气门孔直径公差要求，但气门孔直径波动量较大，表面精度较低，且易产生微裂纹， 存在较大安全隐患。随着制造业技术的发展和提升，为了满足高精度制造和装配需求，迫切 需要一种新的工艺来提高气门孔的加工精度，消除气门孔产生裂纹和漏气的风险。
【发明内容】
[0003] 因此，本发明的目的是研发一种气门孔的加工方法，提高气门孔的加工精度，从而 消除气门孔产生裂纹和漏气的风险。
[0004] 本发明基于此现状，研发一种气门孔复合加工工艺，首先采用气门孔钻头加工到 初始状态，然后利用铰刀的高精度加工使气门孔直径值趋于稳态，最终采用挤压磨削刀具 实现高精密加工。
[0005] 为了实现以上的发明目的，本发明提供了以下的技术方案：
[0006] 在本发明的一个方面，提供了一种加工气门孔的方法，该方法包括步骤：（1)采用 气门孔钻头对气门孔钻削加工，达到预定加工尺寸；(2)采用铰刀精加工，使气门孔直径达 到尺寸稳定状态，去除气门孔表面的杂质和铝肩，满足最终精磨挤压加工的毛坯要求；以及 (3)采用磨削挤压刀具进行最终精密加工。
[0007] 在本发明一个优选的方面，在步骤（1)中，气门孔钻头转速1000_1200r/min，进给 率0. 10-0. 20mm/r，预定加工尺寸为气门孔直径中值减掉0. 12-0. 18mm。
[0008] 在本发明一个优选的方面，所述的预定加工尺寸为气门孔直径中值减掉0. 15mm。
[0009] 在本发明一个优选的方面，所述的给进率是0. 12mm/r。
[0010] 在本发明一个优选的方面，在步骤（2)中，铰刀精加工的精度范围是气门孔中值 ±0. 01mm，铰刀转速 1800-2000r/min，进给率 0· 15-0. 20mm/r。
[0011] 在本发明一个优选的方面，铰刀转速是1900r/min。
[0012] 在本发明一个优选的方面，进给率是0. 18mm/r
[0013] 在本发明一个优选的方面，在步骤⑶中，磨削挤压刀具的刀具转速 800-1000min/r ;进给率 0· 08-0. 12mm/r ;加工量 0· 03-0.1 Omm ;优选地，加工量是 0· 04mm。
[0014] 在本发明一个优选的方面，进给率是0. 10mm/r。
[0015] 在本发明的另一个方面，提供了按照前文中任一项所述的方法制备的气门孔。
[0016] 在本发明的其他方面，提供了一种气门孔及其加工方法，特别是采用钻、铰、磨削 挤压复合成形的工艺方法，此工艺可提高气门孔表面精度、强度和抗疲劳性能，降低气门孔 漏气的风险。主要步骤是：首先采用气门孔钻头对气门孔钻削加工，达到预定加工尺寸；然 后采用铰刀精加工，使气门孔直径达到尺寸稳定状态，去除气门孔表面的杂质和铝肩，满足 最终精磨挤压加工的毛坯要求；最后采用磨削挤压刀具进行最终精密加工。通过选择合理 的留量工艺，磨削挤压刀具的转速，进给率和加工量，可提高气门孔的加工精度和强度，避 免热裂纹的产生。
[0017] 本发明的技术方案带来了以下的有益的技术效果：
[0018] 传统的气门孔钻头加工，气门孔直径变化范围一般为0. 10mm，而此工艺的最 终挤压磨削是使气门孔表面产生微小塑性挤压变形，没有切肩，尺寸精度范围可高达 ± 0. 005mm，而且加工表面产生了残余压缩应力，可提高气门孔的抗疲劳强度20 %以上。
【具体实施方式】
[0019] 实施例1气门孔的加工
[0020] 取中信戴卡股份有限公司的铝合金低压铸造生产线完成表面机加的车轮120只， 分为4组，分别按照以下的方法来加工气门孔：
[0021] 试验组1 :
[0022] 气门孔直径为Φ 11. 5 ± 0. 2mm，首先，采用气门孔钻头对气门孔钻削加工，达到 预定加工尺寸，气门孔钻头转速1200r/min，进给率0. 10mm/r，预定尺寸为气门孔直径 Φ 11. 35mm ;然后，采用铰刀精加工，使气门孔直径达到尺寸稳定状态，要求尺寸精度范围满 足Φ11.5±0. 01mm，铰刀转速1800r/min，进给率0. 15mm/r，去除气门孔表面的杂质和铝 肩，满足最终精磨挤压加工的毛坯要求；最后，采用磨削挤压刀具进行最终精密加工，磨削 挤压刀具刀具转速l〇〇〇r/min ;进给率0. 08mm/r ;加工量0. 04mm。
[0023] 试验组2 :
[0024] 气门孔直径为Φ 9. 8 5 ± 0. 2mm，首先，采用气门孔钻头对气门孔钻削加工，达到 预定加工尺寸，气门孔钻头转速l〇〇〇r/min，进给率0. 12mm/r，预定尺寸为气门孔直径 Φ9. 7mm ;然后，采用铰刀精加工，使气门孔直径达到尺寸稳定状态，要求尺寸精度范围满足 Φ9. 85±0. 01mm，铰刀转速1900r/min，进给率0. 18mm/r，去除气门孔表面的杂质和铝肩， 满足最终精磨挤压加工的毛坯要求；最后，采用磨削挤压刀具进行最终精密加工，磨削挤压 刀具刀具转速800r/min ;进给率0. 10mm/r ;加工量0. 03mm。
[0025] 对照组1 :
[0026] 使用传统的气门孔加工方式进行气门孔加工，加工条件为：气门孔直径为 Φ 11. 5±0. 2mm，气门孔钻头转速 1200r/min，进给率 0. 20mm/r。
[0027] 对照组2 :
[0028] 使用传统的气门孔加工方式进行气门孔加工，加工条件为：气门孔直径为 Φ9. 85±0. 2_，气门孔钻头转速1200r/min，进给率0. 20mm/r。
[0029] 实施例2各组气门孔的加工精度测量
[0030] 使用三坐标测量方法对以上各组的车轮气门孔进行测量，结果如表1所示：
[0031] 表1 :各组的车轮气门孔的加工精度：
[0032]
[0033]
[0034] 结果表明，按照本发明的方法制备得到的气门孔具有更高的加工准确度和精密 度，试验组的气门孔直径更接近理论中值，且标准差更小，尺寸稳定性更高。
[0035] 对试验组1-2和对照组1-2的气门孔进行了抗疲劳强度测试，结果表明，试验组与 相应的对照组相比，抗疲劳强度提高了 20%以上。
【主权项】
1. 一种加工气门孔的方法，其特征在于，该方法包括步骤： (1) 采用气门孔钻头对气门孔钻削加工，达到预定加工尺寸； (2) 采用铰刀精加工，使气门孔直径达到尺寸稳定状态，去除气门孔表面的杂质和铝 肩，满足最终精磨挤压加工的毛坯要求；以及 (3) 采用磨削挤压刀具进行最终精密加工。2. 权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤⑴中，气门孔钻头转速1000_1200r/ min，进给率0. 10-0. 20mm/r，预定加工尺寸为气门孔直径中值减掉0. 12-0. 18mm。3. 权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的预定加工尺寸为气门孔直径中值减掉 0. 15mm〇4. 权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的给进率是0. 12mm/r。5. 权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（2)中，铰刀精加工的精度范围是气门 孔中值 ±0. 01mm，铰刀转速 1800_2000r/min，进给率 0? 15-0. 20mm/r〇6. 权利要求5所述的方法，其特征在于，铰刀转速是1900r/min。7. 权利要求5所述的方法，其特征在于，进给率是0. 18mm/r。8. 权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（3)中，磨削挤压刀具的刀具转速 800-1000min/r;进给率 0? 08-0. 12mm/r;加工量 0? 03-0.IOmm;优选地，加工量是 0? 04mm。9. 权利要求8所述的方法，其特征在于，进给率是0. 10mm/r。10. 按照权利要求1-9中任一项所述的方法制备的气门孔。
【专利摘要】本发明提供一种加工气门孔的方法及该方法加工的气门孔。其中，所述的方法包括步骤：(1)采用气门孔钻头对气门孔钻削加工，达到预定加工尺寸；(2)采用铰刀精加工，使气门孔直径达到尺寸稳定状态，去除气门孔表面的杂质和铝屑，满足最终精磨挤压加工的毛坯要求；以及(3)采用磨削挤压刀具进行最终精密加工。本发明的技术方案提高气门孔的加工精度和强度，避免热裂纹的产生，提高气门孔的抗疲劳强度20％以上。
【IPC分类】B23P15/00
【公开号】CN104889693
【申请号】CN201510331029
【发明人】刘会莹, 黄晓光, 郭建东, 韩云, 鲁月新, 于志远, 刘鸣华, 王永宁, 朱志华, 李昌海
【申请人】中信戴卡股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月16日
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