图1  粗镗主轴承孔横切止推面镗杆

缸体主轴承孔是发动机缸体重点部位,孔的尺寸精度、圆度、圆柱度、同轴度和表面粗糙度要求都很高，影响着整个发动机的性能。主轴承孔加工工艺的不断发展，标志着机床、刀具、夹具、切削液、被加工工件以及操作者的水平等诸多要素的整体提升。

缸体主轴承孔早期用镗孔夹具在通用卧式镗床上加工。由于机床、刀具和操作人员水平的限制，加工精度和生产效率满足不了要求。组合机床的出现，由于它的专用性、高刚性、高效率和稳定的加工精度，使组合机床加工主轴承孔在发动机行业得到广泛的应用。在当前由加工中心和组合机床混线组成的柔性生产线上，仍在发挥重要的作用。

国内企业从国外引进敏捷式柔性生产线，整条生产线由加工中心组成，配以空中珩架式机械手的物流系统，使加工质量稳定,自动化程度和生产效率都得到提高。

组合机床加工

在缸体结构上，主轴承孔、曲轴止推面、后端后油封座的定位孔及后端变速箱联接的定位孔与主轴孔都有较高的位置度要求。为此，在设计镗主轴承孔镗床时，需要考虑如何安排加工，这些关联要素和精镗孔需要一次定位同时加工，以保证相互的位置精度。

图2 半精镗、精镗镗刀杆，变速箱定位孔及后油封座定位孔绞刀

主轴承孔粗加工往往安排在加工中心上，用球形铣刀加工，然后和主轴承盖合盖，所以组合镗床要完成半精镗和精镗工序。在半精镗和精镗时，安排其关联要素的加工。下面以某缸体线主轴承孔加工为例进行说明。该机床为双工位结构，第一工位为粗镗主轴承孔横切第3档主轴承孔止推面（见图1）。

由于主轴承孔呈多挡结构，刀具采用多刀加工，缩短了工进时间。为了使刀杆能顺利通过主轴承孔，缸体工件在定位后要向上抬起（这是因为镗杆直径加镗刀尖高度之和大于主轴承孔合盖后的孔径），靠镗杆中心偏离主轴承孔中心使镗杆顺利通过。每个镗刀停在每挡主轴孔前约3～5mm处位置，工件落下，夹紧工件开始粗镗。粗镗结束，在镗杆内斜楔在油缸的作用下，车刀实现工进横车，完成粗车两面。后精车前止推面镗杆（后拉），再精车后止推面镗杆（向前），保证精车止口轴向尺寸21±0.05mm。

第二工位精镗分主轴向前半精镗（推镗），向后为精镗（拉镗）到主轴孔最终尺寸。同时在精镗工位完成精铰后油封座2-φ6定位孔及变速箱与发动机后端面2-φ10定位孔的加工（见图2）。

因为后油封定位孔和变速器与发动机联接的定位孔对主轴承孔有严格位置度要求，要避免二次定位造成的定位累计误差。

图3  阶梯式镗刀结构

卧式加工中心加工主轴承孔

卧式加工中心加工主轴承孔，缸体定位仍然是缸体底面和底面的两个定位销孔。刀具和主轴联接是刚性联接，为了适合加工中心加工的特点，不设置刀具导向装置。对刀具最大直径、重量、长度、刀具切削负载及刀具在链式刀库上的排列有无邻接刀具都有相应的规定，这要根据我们要加工的缸体主轴承孔的实际情况来选择机床。

主轴承孔在装主轴承盖前的粗镗仍然采用镶齿的球形铣刀在卧式加工中心上加工，而主轴承孔的精镗工序的安排有下列三种加工方法，半精加工、精加工和主轴承孔一次完成。

1.半精镗、精镗。

镗刀采用阶梯式结构（见图3），前端为粗镗刀夹，后端为精镗刀夹，再后面是与精镗孔配合的导向条。

图4   链式刀库

在半精镗之前需要在第一挡主轴承孔用镗刀予加工到一定范围，如镗孔直径φ60+0.041 +0.025、半精镗尺寸φ59.7-0.02 -0.04，半精镗在第一挡主轴承孔是不切削的，只是作为刀具进入工作的导向。接着后面的精镗刀对第1挡主轴承孔进行精镗，半精镗刀夹对第二档主轴孔进行半精镗，后面所带的导向条作为刀具导向条并不真正与工件已加工表面直接接触。真正起作用的是刀具导向条与工件已加工表面之间的一层油膜，这层油膜能否形成，其油膜的刚度如何，是刀具工作成功的关键。完成精镗缸体主轴承孔后，刀具退回，入链式刀库（见图4）。

而曲轴定位面止口用的另一把专用铣刀，刀具在卧式加工中心上用的插补技术铣第三挡止推平面圆尺寸，保证止口的宽度。

2.半精铰和精铰组合刀具加工主轴孔

如图5所示，刀具分半精铰和精铰，呈台阶结构，设导向条，原理和半精镗、精镗类似，这里不再赘述。

图5 半精铰刀和精铰刀组合

3.带切削单元的刚性镗刀、分别半精镗和精镗主轴承孔

国外采用带切削单元的刚性镗刀，分半精镗和精镗工序完成主轴承孔精加工。

结语

目前，主轴承孔加工有多种方法，采用加工中心能满足小批量多品种的发动机缸体主轴孔加工的要求，更换产品快、扩大产能时，可通过增加加工相同工序的加工中心来平衡生产节拍，是缸体生产线的发展方向。但是，组合机床加工缸体主轴承孔具有机床刚性好、效率高、刀具和机床成本相对较低，仍然在缸体加工线上得到广泛应用。