第一篇：典型零件數(shù)控加工工藝分析實(shí)例.

三、典型零件數(shù)控加工工藝分析實(shí)例(一數(shù)控車削加工典型零件工藝分析實(shí)例 1.編寫如圖所示零件的加工工藝。(1零件圖分析

如圖所示零件,由圓弧面、外圓錐面、球面構(gòu)成。其中Φ50外圓柱面直徑處不加工,而Φ40外圓柱面直徑處加工精度較高。

零件材料:45鋼

毛坯尺寸:Φ50×110(2零件的裝夾及夾具的選擇 件伸出三爪卡盤外75mm 以外圓定位并夾緊。(3 坐標(biāo)原點(diǎn)建立工件坐標(biāo)系。

精加工分開來考慮。

加工工藝順序?yàn)?車削右端面→復(fù)合型車削固定循環(huán)粗、精加工右端需要加工的所有輪廓(粗車Φ

44、Φ40.5、Φ34.5、Φ28.5、Φ22.5、Φ16.5外圓柱面→粗車圓弧面R14.25→精車外圓柱面Φ40.5→粗車外圓錐面→粗車外圓弧面R4.75→精車圓弧面R14→精車外圓錐面→精車外圓柱面Φ40→精車外圓弧面R5。

(4選擇刀具

選擇1號(hào)刀具為90°硬質(zhì)合金機(jī)夾偏刀,用于粗、精車削加工。(5切削用量選擇

粗車主軸轉(zhuǎn)速n=630r/min,精車主軸轉(zhuǎn)速V=110m/min,進(jìn)給速度粗車為f=0.2mm/r,精車為f=0.07mm/r。

2.編寫如圖1-26所示的軸承套的加工工藝(1零件圖分析

零件表面由內(nèi)圓錐面,順圓弧,逆圓弧和外螺紋等組成。有多個(gè)直徑尺寸與軸向尺寸有較高的尺寸精度和表面粗糙度要求(如果加工質(zhì)量要求較高的表面不多可列出。

零件材料:45號(hào)鋼 毛坯尺寸:φ80×112

(2零件的裝夾及夾具的選擇

內(nèi)孔加工時(shí),以外圓定位,用三爪自動(dòng)定心卡盤夾緊,需掉頭裝夾;加工外輪廓時(shí),以圓錐心軸定位,用三爪卡盤夾持心軸左端,右端利用中心孔頂緊。

(3加工方案及加工順序的確定

以零件右端面中心作為坐標(biāo)原點(diǎn)建立工件坐標(biāo)系。

根據(jù)零件尺寸精度及技術(shù)要求,確定先內(nèi)后外,先粗后精的原則。

加工工藝順序?yàn)?車端面→鉆φ5中心孔→鉆φ26內(nèi)孔→粗、精鏜一端內(nèi)孔→掉頭裝夾后粗、精鏜另一端內(nèi)孔→粗車外輪廓→精車外輪廓→車螺紋(項(xiàng)目較多可用表格列出。(4選擇刀具

所選定刀具參數(shù)如表1-2所示。

說明:表格中刀尖半徑和備注欄可以不要;25×25指車刀刀柄的截面尺寸。(5切削用量選擇

一般情況下,粗車:恒轉(zhuǎn)速n=800r/min恒線速v=100m/min 進(jìn)給量f=0.2mm/r以下v f=120m/min 背吃刀量a p=2mm以下

精車:恒轉(zhuǎn)速n=1100r/min恒線速v=150m/min 進(jìn)給量f=0.07mm/r以下v f=150m/min 背吃刀量a p=0.1mm左右

(二數(shù)控銑削加工典型零件工藝分析實(shí)例 1.編寫如圖所示零件的加工工藝。

(1零件圖的分析 如圖所示,支承部分的外 輪廓由直線和圓弧組成,其它 主要是圓孔。其中內(nèi)孔Φ40H7 有較高的尺寸加工精度和表 面粗糙度要求。零件材料:HT200(切削性

能較好

毛坯尺寸:170mm×110mm ×45mm(2零件的裝夾及夾具的選 擇

用銑床虎鉗夾毛坯兩側(cè) 面加工下表面;翻面后用下表

面定位銑床虎鉗夾毛坯兩側(cè) 面,加工上表面、臺(tái)階面、鉆 孔和鏜孔;采用“一面兩孔”

方式定位,即以底面和Φ40H7和Φ13兩個(gè)孔為定位基準(zhǔn)裝夾,加工外輪廓。(3加工方案及加工順序的確定

以零件Φ40內(nèi)孔的上端面為坐標(biāo)原點(diǎn)建立工件坐標(biāo)系。加工順序的確定按基面先行、先粗后精原則確定。

加工工藝順序?yàn)?銑削下表面→翻面平裝后銑削上表面→銑削Φ60外圓及其臺(tái)階面→鉆3個(gè)φ5中心孔→鉆φ38內(nèi)孔→粗、精鏜φ40內(nèi)孔→鉆2×Φ13孔→锪鉆2×Φ22孔→銑削外輪廓。(走刀順序見表所示。

(4選擇刀具

Φ40H7內(nèi)孔采用鉆-鏜,階梯孔Φ12和Φ22選擇鉆-锪,零件外輪廓、Φ60mm外圓及其臺(tái)階面采用立銑刀,上、下表面采用端銑刀加工,詳見表格。

(5切削用量選擇 詳見表格 序號(hào)刀具 編號(hào)

刀具規(guī)格名稱加工表面 主軸轉(zhuǎn)速 S r/min

進(jìn)給量f mm/min 背吃刀量 a p mm 備 注

1T01Φ125硬質(zhì)合金端面銑刀銑削上、下表面502052T02Φ63硬質(zhì)合金立銑刀銑削Φ60外圓及其臺(tái)階面10030按余量3T03Φ38鉆頭鉆Φ40孔

20040194T04Φ40鏜孔刀粗精鏜Φ40內(nèi)孔

650/100040/300.8/0.25T05Φ13鉆頭鉆2×Φ13孔50030 6.56T0622×14锪鉆2×Φ22锪鉆35025 4.57 T07 Φ25硬質(zhì)合金立銑刀 銑削外輪廓 260 40 5 2.編寫如圖1-29所示平面槽形凸輪的加工工藝

零件的底面和外部輪廓已經(jīng)加工,本工序是在銑床上加工槽與孔。1.零件圖分析

凸輪內(nèi)外輪廓由直線和圓弧組成。凸輪槽側(cè)面和021.00 20+Φ、018.00 12+Φ兩個(gè)內(nèi)孔尺寸精

度要求較高,表面粗糙度要求也較高,R a 1.6;內(nèi)孔021.0020+Φ與底面有垂直度要求。

零件材料:HT200(切削性能較好毛坯尺寸:無(基本面已經(jīng)加工2.零件的裝夾及夾具的選擇

加工021.00 20+Φ、018.00 12+Φ兩個(gè)孔時(shí),以底面A 定位,采用螺旋壓板機(jī)構(gòu)夾緊;加工凸 輪槽內(nèi)外輪廓時(shí),采用“一面兩孔”方式定位,即以底面A 和021.0020+Φ、018.00 12+Φ兩個(gè)孔 為定位基準(zhǔn)裝夾。

3.加工方案及加工順序的確定

以零件外輪廓的中心作為X、Y 軸的坐標(biāo)原點(diǎn),以A平面為Z 軸的零點(diǎn)建立工件坐標(biāo)系。

根據(jù)零件尺寸精度及技術(shù)要求,確定基面先行(先孔后輪廓,先切削材料多的后切削材料較少的面,先粗后精的原則。

加工工藝路線為:鉆φ5中心孔→鉆φ19.6孔→鉆φ11.6孔→鉸φ20孔→鉸φ12孔→重新裝夾后粗銑槽的內(nèi)輪廓→粗銑槽的外輪廓→精銑槽的內(nèi)輪廓→精銑槽的外輪廓→翻面裝夾,銑φ20孔A 面?zhèn)鹊牡菇恰?.選擇刀具

所選定刀具參數(shù)如表1-2所示。

說明:銑削內(nèi)、外輪廓時(shí),銑刀直徑受槽寬限制,可選擇φ6的立銑刀;精鉸的量通常小于0.2mm;刀刃和長度通常要比切削的深度大。5.切削用量選擇

一般情況下,粗銑:恒轉(zhuǎn)速n=600r/min 進(jìn)給量f=180mm/min 以下背吃刀量a p =5mm 以下 精車:恒轉(zhuǎn)速n=800r/min 進(jìn)給量f=120mm/min 以下

背吃刀量a p=0.1mm左右注:材料為灰鑄鐵時(shí)切削材料要選擇較小

第二篇：典型零件的機(jī)械加工工藝分析

第4章 典型零件的機(jī)械加工工藝分析

本章要點(diǎn)

本章介紹典型零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂過程及分析，主要內(nèi)容如下： 1．介紹機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂的原則與步驟。

2．以軸類、箱體類、撥動(dòng)桿零件為例，分析零件機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂的全過程。

本章要求：通過典型零件機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂的分析，能夠掌握機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂的原則和方法，能制訂給定零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程。

§4.1 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂原則與步驟

§4.1.1機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂原則

機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂原則是優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低成本，即在保證產(chǎn)品質(zhì)量前提下，能盡量提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本。在制訂工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)注意以下問題：

1．技術(shù)上的先進(jìn)性

在制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，應(yīng)在充分利用本企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，盡可能采用國內(nèi)、外先進(jìn)工藝技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，并保證良好的勞動(dòng)條件。2．經(jīng)濟(jì)上的合理性

在規(guī)定的生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)批量下，可能會(huì)出現(xiàn)幾種能保證零件技術(shù)要求的工藝方案，此時(shí)應(yīng)通過核算或相互對(duì)比，一般要求工藝成本最低。充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件，少花錢、多辦事。3．有良好的勞動(dòng)條件

在制訂工藝方案上要注意采取機(jī)械化或自動(dòng)化的措施，盡量減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保障生產(chǎn)安全、創(chuàng)造良好、文明的勞動(dòng)條件。

由于工藝規(guī)程是直接指導(dǎo)生產(chǎn)和操作的重要技術(shù)文件，所以工藝規(guī)程還應(yīng)正確、完整、統(tǒng)一和清晰。所用術(shù)語、符號(hào)、計(jì)量單位、編號(hào)都要符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。必須可靠地保證零件圖上技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)。在制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)零件圖某一技術(shù)要求規(guī)定得不適當(dāng)，只能向有關(guān)部門提出建議，不得擅自修改零件圖或不按零件圖去做。

§4.1.2 制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的內(nèi)容和步驟 1．計(jì)算零件年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。

2．對(duì)零件進(jìn)行工藝分析

在對(duì)零件的加工工藝規(guī)程進(jìn)行制訂之前，應(yīng)首先對(duì)零件進(jìn)行工藝分析。其主要內(nèi)容包括：

（1)分析零件的作用及零件圖上的技術(shù)要求。

(2)分析零件主要加工表面的尺寸、形狀及位置精度、表面粗糙度以及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)等；

(3)分析零件的材質(zhì)、熱處理及機(jī)械加工的工藝性。

3．確定毛坯

毛坯的種類和質(zhì)量對(duì)零件加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、材料消耗以及加工成本都有密切關(guān)系。毛坯的選擇應(yīng)以生產(chǎn)批量的大小、零件的復(fù)雜程度、加工表面及非加工表面的技術(shù)要求等幾方面綜合考慮。正確選擇毛坯的制造方式，可以使整個(gè)工藝過程更加經(jīng)濟(jì)合理，故應(yīng)慎重對(duì)待。在通常情況下，主要應(yīng)以生產(chǎn)類型來決定。4．制訂零件的機(jī)械加工工藝路線

(1)確定各表面的加工方法。在了解各種加工方法特點(diǎn)和掌握其加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度的基礎(chǔ)上，選擇保證加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的加工方法。

(2)選擇定位基準(zhǔn)。根據(jù)粗、精基準(zhǔn)選擇原則合理選定各工序的定位基準(zhǔn)。(3)制訂工藝路線。在對(duì)零件進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，劃分零件粗、半精、精加工階段，并確定工序集中與分散的程度，合理安排各表面的加工順序，從而制訂出零件的機(jī)械加工工藝路線。對(duì)于比較復(fù)雜的零件，可以先考慮幾個(gè)方案，分析比較后，再從中選擇比較合理的加工方案。5.確定各工序的加工余量和工序尺寸及其公差。

6.選擇機(jī)床及工、夾、量、刃具。機(jī)械設(shè)備的選用應(yīng)當(dāng)既保證加工質(zhì)量、又要經(jīng)濟(jì)合理。在成批生產(chǎn)條件下，一般應(yīng)采用通用機(jī)床和專用工夾具。7.確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法。8.確定各工序的切削用量和時(shí)間定額。

單件小批量生產(chǎn)廠，切削用量多由操作者自行決定，機(jī)械加工工藝過程卡片中一般不作明確規(guī)定。在中批，特別是在大批量生產(chǎn)廠，為了保證生產(chǎn)的合理性和節(jié)奏的均衡，則要求必須規(guī)定切削用量，并不得隨意改動(dòng)。9.填寫工藝文件

§4.2 軸類零件的加工工藝制訂

軸類零件是機(jī)器中的常見零件，也是重要零件，其主要功用是用于支承傳動(dòng)零部件（如齒輪、帶輪等），并傳遞扭矩。軸的基本結(jié)構(gòu)是由回轉(zhuǎn)體組成，其主要加工表面有內(nèi)、外圓柱面、圓錐面，螺紋，花鍵，橫向孔，溝槽等。

軸類零件的技術(shù)要求主要有以下幾個(gè)方面：

（l）直徑精度和幾何形狀精度

軸上支承軸頸和配合軸頸是軸的重要表面，其直徑精度通常為IT5~IT9級(jí)，形狀精度（圓度、圓柱度）控制在直徑公差之內(nèi)，形狀精度要求較高時(shí)，應(yīng)在零件圖樣上另行規(guī)定其允許的公差。

（2）相互位置精度

軸類零件中的配合軸頸（裝配傳動(dòng)件的軸頸）對(duì)于支承軸頸的同軸度是其相互位置精度的普遍要求。普通精度的軸，配合軸頸對(duì)支承軸頸的徑向圓跳動(dòng)一般為0.01~0.03mm，高精度軸為0.001~0.005mm。此外，相互位置精度還有內(nèi)外圓柱面間的同軸度，軸向定位端面與軸心線的垂直度要求等。

93（3）表面粗糙度

根據(jù)機(jī)器精密程度的高低，運(yùn)轉(zhuǎn)速度的大小，軸類零件表面粗糙度要求也不相同。支承軸頸的表面粗糙度Ra值一般為0.16~0.63μm，配合軸頸Ra值為0.63~2.5μm。

各類機(jī)床主軸是一種典型的軸類零件，圖4-1所示為車床主軸簡圖。下面以該車床主軸加工為例，分析軸類零件的工藝過程。

圖4-1 車床主軸簡圖

§4.2.1 主軸的主要技術(shù)要求分析

1．支承軸頸的技術(shù)要求 一般軸類零件的裝配基準(zhǔn)是支承軸頸，軸上的各精密表面也均以其支承軸頸為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，因此軸件上支承軸頸的精度最為重要，它的精度將直接影響軸的回轉(zhuǎn)精度。由圖4-1見本主軸有三處支承軸頸表面，（前后帶錐度的Ａ、Ｂ面為主要支承，中間為輔助支承）其圓度和同軸度（用跳動(dòng)指標(biāo)限制）均有較高的精度要求。

2．螺紋的技術(shù)要求 主軸螺紋用于裝配螺母，該螺母是調(diào)整安裝在軸頸上的滾動(dòng)軸承間隙用的，如果螺母端面相對(duì)于軸頸軸線傾斜，會(huì)使軸承內(nèi)圈因受力而傾斜，軸承內(nèi)圈歪斜將影響主軸的回轉(zhuǎn)精度。所以主軸螺紋的牙形要正，與螺母的間隙要小。必須控制螺母端面的跳動(dòng)，使其在調(diào)整軸承間隙的微量移動(dòng)中，對(duì)軸承內(nèi)圈的壓力方向正。

3．前端錐孔的技術(shù)要求 主軸錐孔是用于安裝頂尖或工具的莫氏錐炳，錐孔的軸線必須與支承軸頸的軸線同軸，否則影響頂尖或工具錐炳的安裝精度，加工時(shí)使工件產(chǎn)生定位誤差。

4．前端短圓錐和端面的技術(shù)要求 主軸的前端圓錐和端面是安裝卡盤的定位面，為保證安裝卡盤的定位精度其圓錐面必須與軸頸同軸，端面必須與主軸的回轉(zhuǎn)軸線垂直。

5．其它配合表面的技術(shù)要求 如對(duì)軸上與齒輪裝配表面的技術(shù)要求是：對(duì)Ａ、Ｂ軸頸連線的圓跳動(dòng)公差為0.015mm，以保證齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性，減少噪音。

上述的（1）、（2）項(xiàng)技術(shù)要求影響主軸的回轉(zhuǎn)精度，而（3）、（4）項(xiàng)技術(shù)要求影響主軸作為裝配基準(zhǔn)時(shí)的定位精度，而第（5）項(xiàng)技術(shù)要求影響工作噪音，這些表面的技術(shù)要求是主軸加工的關(guān)鍵技術(shù)問題。

綜上所述，對(duì)軸類零件，可以從回轉(zhuǎn)精度、定位精度、工作噪音這三個(gè)方面分析其技術(shù)要求。

§4.2.2 主軸的材料、毛坯和熱處理

1．主軸材料和熱處理的選擇。一般軸類零件常用材料為45鋼，并根據(jù)需要進(jìn)行正火、退火、調(diào)質(zhì)、淬火等熱處理以獲得一定的強(qiáng)度、硬度、韌性和耐磨性。

對(duì)于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，可選用40Cr等牌號(hào)的合金結(jié)構(gòu)鋼，這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面淬火處理，使其淬火層硬度均勻且具有較高的綜合力學(xué)性能。精度較高的軸還可使用軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn，它們經(jīng)調(diào)質(zhì)和局部淬火后，具有更高的耐磨性和耐疲勞性。

在高速重載條件下工作的軸，可以選用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等滲碳鋼，經(jīng)滲碳淬火后，表面具有很高的硬度，而心部強(qiáng)度和沖擊韌性好。

在實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)軸的用途選用其材料。如車床主軸屬一般軸類零件，材料選用45鋼，預(yù)備熱處理采用正火和調(diào)質(zhì)，最后熱處理采用局部高頻淬火。

2．主軸的毛坯。軸類毛坯一般使用鍛件和圓鋼，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸件（如曲軸）可使用鑄件。光軸和直徑相差不大的階梯軸一般以圓鋼為主。外圓直徑相差較大的階梯軸或重要的軸宜選用鍛件毛坯，此時(shí)采用鍛件毛坯可減少切削加工量，又可以改善材料的力學(xué)性能。主軸屬于重要的且直徑相差大的零件，所以通常采用鍛件毛坯。

§4.2.3 主軸加工的工藝過程

一般軸類零件加工簡要的典型工藝路線是：毛坯及其熱處理→軸件預(yù)加工→車削外圓→銑鍵槽等→最終熱處理→磨削。

某廠生產(chǎn)的車床主軸如圖4-1所示，其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)；材料為45鋼；毛坯為模鍛件。該主軸的加工工藝路線如表4-1。

§4.2.4 主軸加工工藝過程分析 1．定位基準(zhǔn)的選擇

在一般軸類零件加工中，最常用的定位基準(zhǔn)是兩端中心孔。因?yàn)檩S上各表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般都是軸的中心線，所以用中心孔定位符合基準(zhǔn)重合原則。

同時(shí)以中心孔定位可以加工多處外圓和端面，便于在不同的工序中都使用中心孔定位，這也符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。

當(dāng)加工表面位于軸線上時(shí)，就不能用中心孔定位，此時(shí)宜用外圓定位，例如表4-1中的第10序鉆主軸上的通孔，就是采用以外圓定位方法，軸的一端用卡盤夾外圓，另一端用中心架架外圓，即夾一頭，架一頭。作為定位基準(zhǔn)的外圓面應(yīng)為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的支承軸頸，以符合基準(zhǔn)重合原則。如上述工藝過程中的17和23序所用的定位面。

表4-1 車床主軸加工工藝過程

此外，粗加工外圓時(shí)為提高工件的剛度，采取用三爪卡盤夾一端（外圓），用頂尖頂一端（中心孔）的定位方式，如上述工藝過程的6、8、9序中所用的定位方式。

由于主軸軸線上有通孔，在鉆通孔后（第10序）原中心孔就不存在了，為仍能夠用中心孔定位，一般常用的方法是采用錐堵或錐套心軸，即在主軸的后端加工一個(gè)1：20錐度的工藝錐孔，在前端莫氏錐孔和后端工藝錐孔中配裝帶有中心孔的錐堵，如圖4-2ａ所示，這樣錐堵上的中心孔就可作為工件的中心孔使用了。使用時(shí)在工序之間不許卸換錐堵，因?yàn)殄F堵的再次安裝會(huì)引起定位誤差。當(dāng)主軸錐孔的錐度較大時(shí)，可用錐套心軸，如圖4-2ｂ所示。

圖4-2 錐堵與錐套心軸

為了保證以支承軸頸為基準(zhǔn)的前錐孔跳動(dòng)公差（控制二者的同軸度），采用互為基準(zhǔn)的原則選擇精基準(zhǔn)，即第11、12序以外圓為基準(zhǔn)定位車加工錐孔（配裝錐堵），第16序以中心孔（通過錐堵）為基準(zhǔn)定位粗磨外圓；第17序再一次以支承軸頸附近的外圓為基準(zhǔn)定位磨前錐孔（配裝錐堵），第21、22序，再一次以中心孔（通過錐堵）為基準(zhǔn)定位磨外圓和支承軸頸；最后在第23序又是以軸頸為基準(zhǔn)定位磨前錐孔。這樣在前錐孔與支承軸頸之間反復(fù)轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)，加工對(duì)方表面，提高相互位置精度（同軸度）。

2．劃分加工階段

主軸的加工工藝過程可劃分為三個(gè)階段：調(diào)質(zhì)前的工序?yàn)榇旨庸るA段；調(diào)質(zhì)后至表面淬火前的工序?yàn)榘刖庸るA段；表面淬火后的工序?yàn)榫庸るA段。表面淬火后首先磨錐孔，重新配裝錐堵，以消除淬火變形對(duì)精基準(zhǔn)的影響，通過精修基準(zhǔn)，為精加工做好定位基準(zhǔn)的準(zhǔn)備。

3．熱處理工序的安排

45鋼經(jīng)鍛造后需要正火處理，以消除鍛造產(chǎn)生的應(yīng)力，改善切削性能。粗加工階段完成后安排調(diào)質(zhì)處理，一是可以提高材料的力學(xué)性能，二是作為表面淬火的預(yù)備熱處理，為表面淬火準(zhǔn)備了良好的金相組織，確保表面淬火的質(zhì)量。對(duì)于主軸上的支承軸頸、莫氏錐孔、前短圓錐和端面，這些重要且在工作中經(jīng)常摩擦的表面，為提高其耐磨性均需表面淬火處理，表面淬火安排在精加工前進(jìn)行，以通過精加工去除淬火過程中產(chǎn)生的氧化皮，修正淬火變形。

4．安排加工順序的幾個(gè)問題 1）深孔加工應(yīng)安排在調(diào)質(zhì)后進(jìn)行

鉆主軸上的通孔雖然屬粗加工工序，但卻宜安排在調(diào)質(zhì)后進(jìn)行。因?yàn)橹鬏S經(jīng)調(diào)質(zhì)后徑向變形大，如先加工深孔后調(diào)質(zhì)處理，會(huì)使深孔變形，而得不到修正（除非增加工序），安排調(diào)質(zhì)處理后

鉆深孔，就避免了熱處理變形對(duì)孔的形狀的影響。

2）外圓表面的加工順序

對(duì)軸上的各階梯外圓表面，應(yīng)先加工大直徑的外圓，后加工小直徑外圓，避免加工初始就降低工件剛度。

3）銑花鍵和鍵槽等次要表面的加工安排在精車外圓之后，否則在精車外圓時(shí)產(chǎn)生斷續(xù)切削，影響車削精度，也易損壞刀具。主軸上的螺紋要求精度高，為保證與之配裝的螺母的端面跳動(dòng)公差，要求螺紋與螺母成對(duì)配車，加工后不許將螺母卸下，以避免弄混。所以車螺紋應(yīng)安排在表面淬火后進(jìn)行。

4）數(shù)控車削加工

數(shù)控機(jī)床的柔性好，加工適應(yīng)性強(qiáng)，適用于中、小批生產(chǎn)。本主軸加工雖然屬于大批生產(chǎn)，但是為便于產(chǎn)品的更新?lián)Q代，提高時(shí)生產(chǎn)效率，保證加工精度的穩(wěn)定性，在主軸工藝過程中的第15序也可采用數(shù)控機(jī)床加工，在數(shù)控加工工序中，自動(dòng)的車削各階梯外圓并自動(dòng)換刀切槽，采用工序集中方式加工，既提高了加工精度，又保證了生產(chǎn)的高效率。由于是自動(dòng)化加工，排除了人為錯(cuò)誤的干擾，確保加工質(zhì)量的穩(wěn)定性。取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)采用數(shù)控加工設(shè)備為生產(chǎn)的現(xiàn)代化提供了基礎(chǔ)。在大批生產(chǎn)時(shí)，一些關(guān)鍵工序也可以采用數(shù)控機(jī)床加工。

§4.3 箱體類零件的加工工藝

箱體零件是機(jī)器或部件的基礎(chǔ)零件，軸、軸承、齒輪等有關(guān)零件按規(guī)定的技術(shù)要求裝配到箱體上，連接成部件或機(jī)器，使其按規(guī)定的要求工作，因此箱體零件的加工質(zhì)量不僅影響機(jī)器的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且影響機(jī)器的工作精度、使用性能和壽命。下面以圖4-3所示齒輪減速箱體零件的加工為例討論箱體類零件的工藝過程。

§4.3.1 箱體類零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求分析

圖4-3所示零件為某車床主軸箱體類零件，屬于中批生產(chǎn)，零件的材料為HT200鑄鐵。一般來說，箱體零件的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，內(nèi)部呈腔形，其加工表面主要是平面和孔。對(duì)箱體類零件的技術(shù)要求分析，應(yīng)針對(duì)平面和孔的技術(shù)要求進(jìn)行分析。

1．平面的精度要求

箱體零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般為平面，本箱體各孔系和平面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為G面、H面和P面，其中G面和H面還是箱體的裝配基準(zhǔn)，因此它有較高的平面度和較小表面粗糙度要求。

2．孔系的技術(shù)要求 箱體上有孔間距和同軸度要求的一系列孔，稱為孔系。為保證箱體孔與軸承外圈配合及軸的回轉(zhuǎn)精度，孔的尺寸精度為IT7，孔的幾何形狀誤差控制在尺寸公差范圍之內(nèi)。為保證齒輪嚙合精度，孔軸線間的尺寸精度、孔軸線間的平行度、同一軸線上各孔的同軸度誤差和孔端面對(duì)軸線的垂直度誤差，均應(yīng)有較高的要求。

3．孔與平面間的位置精度

箱體上主要孔與箱體安裝基面之間應(yīng)規(guī)定平行度要求。本箱體零件主軸孔中心線對(duì)裝配基面（G、H面）的平行度誤差為0.04mm。

4．表面粗糙度

重要孔和主要表面的粗糙度會(huì)影響連接面的配合性質(zhì)或

接觸剛度，本箱體零件主要孔表面粗糙度為0.8μm，裝配基面表面粗糙度為1.6μm。

§4.3.4 箱體類零件的加工工藝過程分析

一、主要表面的加工方法選擇

箱體的主要加工表面有平面和軸承支承孔。

箱體平面的粗加工和半精加工主要采用刨削和銑削，也可采用車削。當(dāng)生產(chǎn)批量較大時(shí)，可采用各種組合銑床對(duì)箱體各平面進(jìn)行多刀、多面同時(shí)銑削；尺寸較大的箱體，也可在多軸龍門銑床上進(jìn)行組合銑削，可有效提高箱體平面加工的生產(chǎn)率。箱體平面的

精加工，單件小批量生產(chǎn)時(shí)，除一些高精度的箱體仍需手工刮研外，一般多用精刨代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工刮研；當(dāng)生產(chǎn)批量大而精度又較高時(shí)，多采用磨削。為提高生產(chǎn)效率和平面間的位置精度，可采用專用磨床進(jìn)行組合磨削等。

箱體上公差等級(jí)為IT 7級(jí)精度的軸承支承孔，一般需要經(jīng)過3～4次加工?？刹捎脭U(kuò)一粗鉸一精鉸，或采用粗鏜－半精鏜一精鏜的工藝方案進(jìn)行加工(若未鑄出預(yù)孔應(yīng)先鉆孔）。以上兩種工藝方案，表面粗糙度值可達(dá)Ra0.8～1.6μm。鉸的方案用于加工直徑較小的孔，鏜的方案用于加工直徑較大的孔。當(dāng)孔的加工精度超過IT 6級(jí)，表面粗糙度值Ra小于0.4μm時(shí)，還應(yīng)增加一道精密加工工序，常用的方法有精細(xì)鏜、滾壓、珩磨、浮動(dòng)鏜等。

二、箱體加工定位基準(zhǔn)的選擇

1．粗基準(zhǔn)的選擇

粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)零件主要有兩個(gè)方面影響，即影響零件上加工表面與不加工表面的位置和加工表面的余量分配。為了滿足上述要求，一般宜選箱體的重要孔的毛坯孔作粗基準(zhǔn)。本箱體零件就是宜主軸孔Ⅲ和距主軸孔較遠(yuǎn)的Ⅱ軸孔作為粗基準(zhǔn)。本箱體不加工面中，內(nèi)壁面與加工面（軸孔）間位置關(guān)系重要，因?yàn)橄潴w中的大齒輪與不加工內(nèi)壁間隙很小，若是加工出的軸承孔與內(nèi)壁有較大的位置誤差，會(huì)使大齒輪與內(nèi)壁相碰。從這一點(diǎn)出發(fā)，應(yīng)選擇內(nèi)壁為粗基準(zhǔn)，但是夾具的定位結(jié)構(gòu)不易實(shí)現(xiàn)以內(nèi)壁定位。由于鑄造時(shí)內(nèi)壁和軸孔是同一個(gè)型心澆鑄的，以軸孔為粗基準(zhǔn)可同時(shí)滿足上述兩方的要求，因此實(shí)際生產(chǎn)中，一般以軸孔為粗基準(zhǔn)。

2．精基準(zhǔn)的選擇

選擇精基準(zhǔn)主要是應(yīng)能保證加工精度，所以一般優(yōu)先考慮基準(zhǔn)重合原則和基準(zhǔn)同一原則，本零件的各孔系和平面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)為為G、H面和P蓋，因此可采用G、H面和P三面作精基準(zhǔn)定位。

三、箱體加工順序的安排

箱體機(jī)械加工順序的安排一般應(yīng)遵循以下原則： 1．先面后孔的原則

箱體加工順序的一般規(guī)律是先加工平面，后加工孔。先加工平面，可以為孔加工提供可靠的定位基準(zhǔn)，再以平面為精基準(zhǔn)定位加工孔。平面的面積大，以平面定位加工孔的夾具結(jié)構(gòu)簡單、可靠，反之則夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、定位也不可靠。由于箱體上的孔分布在平面上，先加工平面可

以去除鑄件毛坯表面的凹凸不平、夾砂等缺陷，對(duì)孔加工有利，如可減小鉆頭的歪斜、防止刀具崩刃，同時(shí)對(duì)刀調(diào)整也方便。

2．先主后次的原則

箱體上用于緊固的螺孔、小孔等可視為次要表面，因?yàn)檫@些次要孔往往需要依據(jù)主要表面（軸孔）定位，所以這些螺孔的加工應(yīng)在軸孔加工后進(jìn)行。對(duì)于次要孔與主要孔相交的孔系，必須先完成主要孔的精加工，再加工次要孔，否則會(huì)使主要孔的精加工產(chǎn)生斷續(xù)切削、振動(dòng)，影響主要孔的加工質(zhì)量。

3． 孔系的數(shù)控加工

由于箱體零件具有加工表面多，加工的孔系的精度高，加工量大的特點(diǎn)，生產(chǎn)中常使用高效自動(dòng)化的加工方法。過去在大批、大量生產(chǎn)中，主要采用組合機(jī)床和加工自動(dòng)線，現(xiàn)在數(shù)控加工技術(shù)，如加工中心、柔性制造系統(tǒng)等已逐步應(yīng)用于各種不同的批量的生產(chǎn)中。車床主軸箱體的孔系也可選擇在臥式加工中心上加工，加工中心的自動(dòng)換刀系統(tǒng)，使得一次裝夾可完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、銑、攻螺紋等加工，減少了裝夾次數(shù)，實(shí)行工序集中的原則，提高了生產(chǎn)率。

圖4-3 某車床主軸箱體簡圖

§4.4 撥動(dòng)桿零件機(jī)械加工工藝規(guī)程 §4.4.1 零件的工藝分析

圖4-4所示零件是某機(jī)床變速箱體中操縱機(jī)構(gòu)上的撥動(dòng)桿，用作把轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)閾軇?dòng)，實(shí)現(xiàn)操縱機(jī)構(gòu)的變速功能。本零件生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。下面對(duì)該零件進(jìn)行精度分析。對(duì)于形狀和尺寸（包括形狀公差、位置公差）較復(fù)雜的零件，一般采取化整體為部分的分析方法，即把一個(gè)零件看作由若干組表面及相應(yīng)的若干組尺寸組成的，然后分別分析每組表面的結(jié)構(gòu)及其尺寸、精度要求，最后再分析這幾組表面之間的位置關(guān)系。由圖4-4零件圖樣中可以看出，該零件上有三組加工表面，這三組加工表面之間有相互位置要求，具體分析如下：

三組加工表面中每組的技術(shù)要求是：

1．以尺寸φ16H7mm為主的加工表面，包括φ25h8mm外圓、端面，及與之相距74±0.3mm的孔φ10H7mm。其中φ16H7mm孔中心與φ10H7mm孔中心的連線，是確定其它各表面方位的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，以下簡稱為兩孔中心連線。

2．粗糙度Ra6.3μm平面M，以及平面M上的角度為130°的槽。3．P、Q兩平面，及相應(yīng)的2－M8mm螺紋孔。對(duì)這三組加工表面之間主要的相互位置要求是：

第⑴組和第⑵組為零件上的主要表面。第⑴組加工表面垂直于第⑵組加工表面，平面M是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。第⑵組面上的槽的位置度公差φ0.5mm，即槽的位置(槽的中心線)與B面軸線垂直且相交，偏離誤差不大于φ0.5mm。槽的方向與兩孔中心連線的夾角為22°47’±15’。第⑶組及其它螺孔為次要表面。第⑶組上的Ｐ、Ｑ兩平面與第⑴組的M面垂直，P面上螺孔M8mm的軸線與兩孔中心連線的夾角45°。Q面上的螺孔M8mm的軸線與兩孔中心連線平行。而平面P、Q位置分別與Ｍ８的軸線垂直，Ｐ、Ｑ位置也就確定了。

§4.4.2毛坯的選擇

此撥動(dòng)桿形狀復(fù)雜，其材料為鑄鐵，因此選用鑄件毛坯。§4.4.3定位基準(zhǔn)的選擇

1．精基準(zhǔn)的選擇

選擇基準(zhǔn)思路的順序是，首先考慮以什么表面為精基準(zhǔn)定位加工工件的主要表面，然后考慮以什么面為粗基準(zhǔn)定位加工出精基準(zhǔn)表面，即先確定精基準(zhǔn)，然后選出粗基準(zhǔn)。由零件的工藝分析可以知道，此零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是M平面和φ16mm和φ10mm兩孔中心的連線，根據(jù)基準(zhǔn)重合原則，應(yīng)選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)，即以M平面和兩孔為精基準(zhǔn)。由于多數(shù)工序的定位基準(zhǔn)都是一面兩孔，也符合基準(zhǔn)同一原則。

2．粗基準(zhǔn)的選擇

根據(jù)粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)合理分配加工余量的原則，應(yīng)選φ25mm外圓的毛坯面為粗基準(zhǔn)（限制四個(gè)自由度），以保證其加工余量均勻；選平面N為粗基準(zhǔn)（限制一個(gè)自由度），以保證其有足夠的余量；根據(jù)要保證零件上加工表面與不加工表面相互位置的原則，應(yīng)選R14mm圓弧面為粗基準(zhǔn)

106（限制一個(gè)自由度），以保證φ10mm孔軸線在R14mm圓心上，使R14mm處壁厚均勻。

§4.4.4工藝路線的擬定

1．各表面加工方法的選擇

根據(jù)典型表面加工路線，M平面的粗糙度Ra6.3μm，采用面銑刀銑削；130°槽采用“粗刨－精刨”加工；平面P、Q用三面刃銑刀銑削；孔φ16H7mm、φ10H7mm可采用“鉆－擴(kuò)－鉸”加工；φ25mm外圓采用“粗車－半精車－精車”，Ｎ面也采用車端面的方法加工；螺孔采用“鉆底孔－攻絲加工”。

2．加工順序的確定

雖然零件某些表面需要粗加工、半精加工、精加工，由于零件的剛度較好，不必劃分加工階段。根據(jù)基準(zhǔn)先行、先面后孔的原則，以及先加工主要表面（M平面與φ25mm外圓和φ16mm孔），后加工次要表面（P、Q平面和各螺孔）的原則，安排機(jī)械加工路線如下所示：

①以N面和φ25mm毛坯面為粗基準(zhǔn)，銑M平面。②以M平面定位，同時(shí)按φ25mm毛坯外圓面找正，“粗車－半精車－精車”φ25mm外圓到設(shè)計(jì)尺寸，“鉆－擴(kuò)－鉸”φ16mm孔到設(shè)計(jì)尺寸，車端平面N到設(shè)計(jì)尺寸。

③以Ｍ面（三個(gè)自由度）、φ16mm（兩個(gè)自由度）和Ｒ14mm（一個(gè)自由度）為定位基準(zhǔn)，“鉆－擴(kuò)－鉸”φ10mm孔到設(shè)計(jì)尺寸。

④以N平面和φ16mm、φ10mm兩孔為基準(zhǔn)，“粗刨－精刨”130°槽。⑤銑P、Q平面。（一面兩孔定位）。

⑥“鉆－攻絲”加工螺孔。（一面兩孔定位 107

第三篇：畢業(yè)論文-零件的數(shù)控加工工藝編制

X X X X 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院

論文題目：系 別：專 業(yè)：學(xué) 制：學(xué) 號(hào)：姓 名：指導(dǎo)教師：

2011

畢 業(yè) 論 文

零件的數(shù)控加工工藝編制 數(shù)控與材料工程系 數(shù)控技術(shù) 三 年

年 10 月

摘要

本次設(shè)計(jì)主要是對(duì)數(shù)控加工工藝進(jìn)行分析與具體零件圖的加工，首先對(duì)數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行了簡單的介紹，然后根據(jù)零件圖進(jìn)行數(shù)控加工分析。第一，根據(jù)本零件材料的加工工序、切削用量以及其他相關(guān)因素選用刀具及刀柄和零件的輪廓特點(diǎn)確定需要7把刀具分別為外圓粗車刀、外圓精車刀、外切槽刀、外螺紋刀、內(nèi)鏜孔刀、內(nèi)切槽刀。第二，針對(duì)零件圖圖形進(jìn)行編制程序，此零件為軸類零件，外輪廓由直線、圓弧和螺紋組成，零件的里面要鏜出一個(gè)錐孔，在加工過程中，工件需要調(diào)頭鉆孔再鏜孔，第三，早鉆孔對(duì)刀時(shí)要先回參考點(diǎn)，要以孔中心作為對(duì)刀點(diǎn)，刀具的位置要以此來找正，使刀位點(diǎn)與換刀點(diǎn)重合。

關(guān)鍵字：刀具的確定、走刀路線的選擇、刀具的對(duì)刀點(diǎn)、工件的定位。

-I 第1章 數(shù)控加工基礎(chǔ)

1.1 數(shù)控機(jī)床簡介

1.1.1、數(shù)控機(jī)床特點(diǎn)

隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，采用數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床品種日益增多，有車床、銑床、鏜床、鉆床、磨床、齒輪加工機(jī)床和電火花加工機(jī)床等。此外還有能自動(dòng)換刀、一次裝卡進(jìn)行多工序加工的加工中心、車削中心等。

1）具有高度柔性、適應(yīng)性強(qiáng) 2）生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短 3）工序高度集中

4）生產(chǎn)效率和加工精高、質(zhì)量穩(wěn)定 5）能完成復(fù)雜型面的加工 6）技術(shù)含量高

7）減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件 8）有利于生產(chǎn)管理

1.1.2、數(shù)控機(jī)床的分類

數(shù)控設(shè)備的種類很多，各行業(yè)都有自己的數(shù)控設(shè)備和分類方法。在機(jī)床行業(yè)，數(shù)控機(jī)床通常從以下不同角度進(jìn)行分類。

1．按工藝用途分類

按其工藝用途可以劃分為以下四大類：

（1）金屬切削類 指采用車、銑、鏜、鉆、鉸、磨、刨等各種切削工藝的數(shù)控機(jī)床。它又可分為兩類：

①普通數(shù)控機(jī)床 ②數(shù)控加工中心（2）金屬成形類 指采用擠、壓、沖、拉等成形工藝的數(shù)控機(jī)床，常用的

第2章 數(shù)控車削加工工藝及程序編制

工藝分析是工藝員的中心工作也是設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它是對(duì)工件進(jìn)行數(shù)控加工的前期準(zhǔn)備。合理正確的工藝分析也是編制數(shù)控加工程序的重要依據(jù)。故工藝分析是數(shù)控加工不可缺少的。

正確合理的工藝分析需完成如下工作步驟和內(nèi)容。

零件尺寸的正確標(biāo)注：由于加工程序是以準(zhǔn)確的坐標(biāo)點(diǎn)來編制的，因此，各圖形幾何元素間的相互關(guān)系一定要明確；各種幾何元素的條件要充分，應(yīng)無引起沖突的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等；構(gòu)成零件輪廓的幾何尺寸的條件應(yīng)充分。

識(shí)讀零件：零件圖紙直接反映零件的結(jié)構(gòu)，而零件的結(jié)構(gòu)決定工藝分析的合理性，所以我們要保證良好的零件結(jié)構(gòu)。

工藝步驟：制定數(shù)控加工程序、劃分工步、工序，確定對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)，刀具補(bǔ)償，選擇切削刀具、冷卻液，編制工藝文件等。

編制加工程序：將工藝分析融入加工程序，并對(duì)其程序進(jìn)行校驗(yàn)和優(yōu)化。

2.1 零件工藝分析

零件結(jié)構(gòu)分析

1.如圖所示零件便面由柱面，圓錐面，順圓弧，逆圓弧及外螺紋構(gòu)成，外螺紋絞復(fù)雜其中多個(gè)直徑尺寸由較高的精度，表面粗糙，零件圖尺寸編注完整，符合數(shù)控加工尺寸標(biāo)注要求，輪廓描述清楚完整，零件材料為45鋼，毛胚為ф

刀，刀尖圓弧半徑應(yīng)小于輪廓最小圓角半徑，取re=0.15～0.2mm。

2.3刀具卡片

2.4確定工件的定位與裝夾方案

在數(shù)控車床上工件定位安裝的基本原則與普通機(jī)床相同。工件的裝夾方法影響工件的加工精度和效率，為了充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的工作特點(diǎn)，在裝夾工件時(shí)，應(yīng)考慮以下幾種因素：

1.盡可能采用通用夾具，必須時(shí)才設(shè)計(jì)制造專用夾具； 2.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要滿足精度要求； 3.易于定位和裝夾； 4.易于切削的清理；

5.抵抗切削力由足夠的剛度；

工件的定位與基準(zhǔn)應(yīng)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)保持一致，應(yīng)防止過定位，對(duì)與箱體工件最好選擇“一面兩銷”作為定位基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)在數(shù)控機(jī)床上要仔細(xì)找正。

由于這個(gè)工件是個(gè)實(shí)心軸，末端要鏜一個(gè)30的錐孔，因軸的長度不是很長，所以采用工件的右端面和48的外圓作定位基準(zhǔn)，使用普通三爪卡盤夾緊工件，取工件的右端面中心為工件坐標(biāo)的原點(diǎn)，對(duì)刀點(diǎn)在（100.1000）處。

2.5 切削加工順序的安排

①先粗后精 先安排粗加工，中間安排半精加工，最后安排精加工和光整加

切槽

螺紋加工

速度，以v(m/min)表示。其計(jì)算公式：

v=πdn/1000(m/min)式中：d——工件待加工表面的直徑（mm）n——車床主軸每分鐘的轉(zhuǎn)速（r/min）

根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，外輪廓用采用90度外圓車刀，輪廓粗加工時(shí)留1mm的精車余量，粗加工時(shí)選主軸轉(zhuǎn)速為s=800r/min，精加工選擇1000 r/min，由公式計(jì)算得：切削速度v 粗加工：v=150(m/min)精加工：v=188(m/min)

2.7 數(shù)控加工工藝文件的填寫

2.7.1.工藝過程卡片

2.7.2.機(jī)械加工工序卡片

2.8 保證加工精度的方法

為了保證和提高加工精度，必須根據(jù)生產(chǎn)加工誤差的主要原因，采取相應(yīng)的誤差預(yù)防或誤差補(bǔ)償?shù)扔行У墓に囃緩酱胧﹣碇苯涌刂圃颊`差或控制原始誤差對(duì)零件加工精度的影響。

2.8.1刀具半徑的選定

1.刀具的半徑R比工件轉(zhuǎn)角處半徑大時(shí)不能加工。2.刀具較小時(shí)不能用較大的切削量加工（刀具剛性差）。

2.8.2采用合適的切削液

1.切削液主要用來減少切削過程中的摩擦和降低切削溫度。合理使用切削液，對(duì)提高刀具耐用度和加工表面質(zhì)量、加工精度起重要的作用。

2.非水溶性切削液：切削油、固體潤滑劑，非溶性切削液主要起潤滑作用。3.水溶性切削液：水溶液、乳化液，水溶性切削液有良好的冷卻作用和清洗作用。

故本設(shè)計(jì)加工時(shí)采用水溶液進(jìn)行冷卻。

2．9數(shù)控加工程序

本零件采用電腦軟件編程，由于程序過多，這里只打出一部分，這里只展示左端部分的程序

O1234 T0404 M03 S1200 M08 F1500 G00 X77.917 Z13.100 G00 Z6.549 G00 X71.414

G01 X56.600 Z5.841 G01 Z-15.700 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-14.993 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X57.014 F5.000 G01 X55.600 Z5.841 G01 Z-16.200 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-15.493 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X56.014 F5.000 G01 X54.600 Z5.841 G01 Z-16.700 F10.000 G01 X60.000 G01 X61.414 Z-15.993 F20.000 G01 X71.414 G00 Z6.549 G01 X55.014 F5.000 G01 X53.600 Z5.841

G01 X0.000 Z5.300 G01 X50.600 F10.000 G01 Z-18.700 G01 X58.600 G01 Z-36.000 G01 X60.014 Z-35.293 F20.000 G01 X70.014 G00 Z5.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z4.800 G01 X49.600 F10.000 G01 Z-19.200 G01 X57.600 G01 Z-36.000 G01 X59.014 Z-35.293 F20.000 G01 X69.014 G00 Z5.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z4.300 G01 X48.600 F10.000 G01 Z-19.700 G01 X56.600

G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z2.800 G01 X45.600 F10.000 G01 Z-21.200 G01 X53.600 G01 Z-36.000 G01 X55.014 Z-35.293 F20.000 G01 X65.014 G00 Z3.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z2.300 G01 X44.600 F10.000 G01 Z-21.700 G01 X52.600 G01 Z-36.000 G01 X54.014 Z-35.293 F20.000 G01 X64.014 G00 Z2.507 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z1.800 G01 X43.600 F10.000 G01 Z-22.200

G00 Z1.007 G01 X1.414 F5.000 G01 X0.000 Z0.300 G01 X40.600 F10.000 G01 Z-23.700 G01 X48.600 G01 Z-36.000 G01 X50.014 Z-35.293 F20.000 G01 X71.414 G00 X77.917 G00 Z13.100 G00 X100 Z100 T0404 M03 S1200 G00 X70.318 Z11.144 G00 Z0.707 G00 X59.414 G01 X-1.414 F5.000 G01 X0.000 Z0.000 G01 X40.000 F10.000 G01 Z-24.000 G01 X48.000

9X23.84 G1 Z-23.8 X21.52 X18.692 Z-22.386 G0 Z2.5 X25.76 G1 Z-14.341 X24.6 Z-15.965 Z-23.8 X23.44 X20.612 Z-22.386 G0 Z2.5 X27.68 G1 Z-11.653 X25.36 Z-14.901 X22.532 Z-13.487 G0 Z2.5 X29.6 G1 Z-8.965 X27.28 Z-12.213 X24.452 Z-10.799 G0 X19.5

第3章 加工成果

3.1仿真軟件介紹

3.1.1軟件簡介

市面上的仿真軟件有很多，例如：南京斯沃和上海宇龍、斐克，這里我們選用斯沃，南京斯沃軟件技術(shù)有限公司開發(fā)的，是結(jié)合機(jī)床廠家實(shí)際加工制造經(jīng)驗(yàn)與高校教學(xué)訓(xùn)練一體所開發(fā)的國內(nèi)第一款自動(dòng)免費(fèi)下載更新的數(shù)控仿真軟件。通過該軟件可以使學(xué)生達(dá)到實(shí)物操作訓(xùn)練的目的，又可大大減少昂貴的設(shè)備投入。斯沃?jǐn)?shù)控仿真(數(shù)控模擬)軟件包括16大類，66個(gè)系統(tǒng)，121個(gè)控制面板。具有FANUC、SIEMENS(SINUMERIK)、MITSUBISHI、FAGOR、美國哈斯HAAS、PA、廣州數(shù)控GSK、華中世紀(jì)星HNC、北京凱恩帝KND系統(tǒng)、大連大森DASEN、南京華興WA、江蘇仁和RENHE、南京四開、天津三英、成都廣泰GREAT、巨森數(shù)控JNC編程和加工功能，學(xué)生通過在PC機(jī)上操作該軟件，能在很短時(shí)間內(nèi)掌握各系統(tǒng)數(shù)控車、數(shù)控銑及加工中心的操作，可手動(dòng)編程或讀入CAM數(shù)控程序加工，教師通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，可隨時(shí)獲得學(xué)生當(dāng)前操作信息。斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件也是目前國內(nèi)唯一自動(dòng)免費(fèi)下載更新的數(shù)控仿真軟件。

3.1.2 斯沃界面

打開軟件，選擇GSK980TD

工作界面

3.對(duì)刀，輸入刀補(bǔ)

4.開始加工

車外輪廓

鉆孔

鉆一個(gè)ф20深度為29的孔

完成內(nèi)輪廓加工

至此整個(gè)零件仿真加工完成。

參考文獻(xiàn)

[1]《數(shù)控加工編程及操作》，顧京主編，高等教育出版社，2003 [2]《數(shù)控機(jī)床編程與加工技術(shù)》，李年芬，北京科技出版社 2005 [3]《數(shù)控機(jī)床加工工藝與編程》楊琳，北京中國勞動(dòng)社會(huì)出版社 2005

第四篇：波浪形軸類零件的數(shù)控加工工藝分析

波浪形軸類零件的數(shù)控加工工藝分析

摘要：在數(shù)控機(jī)床上加工零件，首先遇到的問題就是零件的工藝處理。制定出細(xì)致、優(yōu)化的加工工藝，是數(shù)控加工應(yīng)用中應(yīng)重視的問題。本文介紹波浪形軸類零件的數(shù)控加工工藝分析。

關(guān)鍵詞：波浪形軸類零件 數(shù)控加工 工藝分析

制定細(xì)致、優(yōu)化的加工工藝，是數(shù)控加工工藝編制人員、數(shù)控加工操作人員常需分析的問題，必須在編程之前正確確定加工方案，進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，再考慮編程。波浪形軸類零件泛指軸徑外大內(nèi)小的軸類零件，本類零件的加工是軸類零件中的難點(diǎn)。本文以典型波浪形軸類零件為例，對(duì)數(shù)控加工中的工藝處理進(jìn)行分析。

1、數(shù)控加工中的典型工藝處理方法

1)改局部分散標(biāo)注法尺寸為集中引注或坐標(biāo)式尺寸。在數(shù)控編程中，所有點(diǎn)、線、面的尺寸和位置都是以編程原點(diǎn)為基礎(chǔ)的。因此，零件圖中最好直接給出坐標(biāo)尺寸，或盡量以同一基準(zhǔn)引注尺寸。這種標(biāo)注法，既便于編程，也便于尺寸之間的相互協(xié)調(diào)，在保持設(shè)計(jì)、工藝、檢測基準(zhǔn)與編程原點(diǎn)設(shè)置的一致性方面帶來很大方便。但是由于零件設(shè)計(jì)人員往往在尺寸標(biāo)注中較多地考慮裝配等使用特性方面，而不得不采取局部分散的標(biāo)注方法，這樣會(huì)給工序安排與數(shù)控加工帶來諸多不便。事實(shí)上，由于數(shù)控加工精度及重復(fù)定位精度都很高，不會(huì)因產(chǎn)生較大的累積誤差而破壞零件的使用性能，因而改動(dòng)局部的分散標(biāo)注法尺寸為集中引注或坐標(biāo)式尺寸是完全可以的。

2)刀路應(yīng)盡量簡單。具體要求就是盡量選用 0°或 90°方向切削。因?yàn)閱屋S插補(bǔ)加工的物理意義在于不存在輪廓誤差，兩軸或兩軸以上插補(bǔ)加工，在兩軸位置增益不相同時(shí)，存在輪廓誤差，且平行刀路要選擇較長邊作為進(jìn)給方向。單軸插補(bǔ)加工不存在輪廓誤差，故對(duì)于數(shù)控銑床加工零件，必須使零件的直線輪廓平行或垂直于坐標(biāo)軸，以提高零件的加工精度。

3)拐點(diǎn)的處理要合理，避免采用直角過渡。在外角加工中選用圓角過渡，走刀方向不會(huì)因突然改變而損壞刀具，零件的拐角輪廓誤差也得以有效控制。如果確需直角過渡的，可在輪廓交接處加入G04指令，延時(shí)數(shù)十至數(shù)百毫秒，在這段時(shí)間里前段輪廓加工時(shí)的跟隨誤差會(huì)迅速得以修正，如車削軸類零件臺(tái)肩等。在現(xiàn)代數(shù)控加工中可以用CAM軟件來很好地處理這類問題。有些數(shù)控系統(tǒng)也可采用尖角過渡G07指令。

4)刀路的材料去除量要均勻，減小沖擊產(chǎn)生。材料切削量的突然改變會(huì)對(duì)刀具和機(jī)床產(chǎn)生沖擊，特別是在留精加工余量時(shí)更應(yīng)注意，大多在使用復(fù)合固定循環(huán)時(shí)，易出現(xiàn)該現(xiàn)象。

2、波浪形軸類零件的車削加工

如圖1a所示零件，在車削類零件中屬于非單調(diào)類，加工時(shí)具有較高的難度，必須合理制定其加工工藝。該零件加工所用坯料設(shè)為?66mm的棒料，批量生產(chǎn)，加工時(shí)用一臺(tái)數(shù)控車床，圖形的數(shù)字處理及數(shù)控加工工藝如下。

2.1 圖形的數(shù)學(xué)處理 曲線用 35°外圓切削刀 加工點(diǎn) C刀具必須具備的最小副偏角 Kr′的計(jì)算: kr/?arcsinCQ23?arcsin?39.71? O1C361 第 頁

故采用封閉粗切削循環(huán)時(shí),刀具須選用副偏角大于39.71°的外圓車刀。點(diǎn)B坐標(biāo)的計(jì)算(固定坐標(biāo)系以點(diǎn)A為中心): O1Q?O1C2?CQ2?362?232?27.6948

所以點(diǎn) B的坐標(biāo)X=2(36-27.6948+20)=56.61，Z=-35.17。封閉粗切削循環(huán)時(shí)總退刀量的計(jì)算: O2P?O2D2?DP2?302?152?25.981

故采用G73指令加工X軸上的總退刀量: i?30?O2P?(56.61?40)/2?30?25.981?8.305?12.324

2.2 數(shù)控加工的工藝制定

工步1：夾棒料外圓柱面，車端面。

工步2：如圖1b所示，采用外圓粗切削循環(huán) G71、精加工 G70指令，加工軌跡A→B→F→H→J→G。第 頁

工步3：如圖 1c所示,采用55°外圓車刀，封閉粗切削循環(huán)G73、精加工G70指令，加工圖中軌跡 B→C→D→G。55°外圓車刀能保證點(diǎn)C的副偏角 Kr′為62?30?，大于39?70?，不產(chǎn)生刀具干涉。循環(huán)起始點(diǎn)O3一般位于點(diǎn) C基于R36圓弧的切線以左，?64mm圓柱右側(cè)端面以右，以防循環(huán)切削時(shí)的碰刀和過切。

工步4：如圖 1c所示,沿軌跡D→E→K，采用縱向切削循環(huán) G90指令,車削?40mm圓柱。

工步5：如圖 1d所示，調(diào)頭，夾持?64mm外圓柱面，按總長157.17mm要求，車削?20mm圓柱右端面。

工步6：如圖 1d所示，采用縱向切削循環(huán)G90指令,車削?20mm圓柱。2.3工藝制定中易出現(xiàn)的幾種問題

問題一：整個(gè)手柄曲線按一次精車處理。此加工工藝切削量太大，若刀具選擇不當(dāng)，易在點(diǎn) A或點(diǎn) C處產(chǎn)生刀具干涉，無法加工。

問題二：整個(gè)手柄曲線按 G71指令外圓粗切削循環(huán)G70指令精加工。此加工工藝?40mm圓柱、R30圓弧處切削量太大，兩圓弧交點(diǎn) C處附近刀具易干涉無法加工。

問題三：整個(gè)手柄用割斷刀粗車至手柄輪廓，然后精加工。此加工工藝割斷刀的徑向坐標(biāo)尺寸計(jì)算非常繁瑣，不易采用此方案進(jìn)行實(shí)際加工。

問題四：如圖 2所示，夾棒料外圓柱面，整個(gè)手柄曲線用 35°外圓切削刀具，按 G73指令封閉粗切削循環(huán)、G70指令精加工，X軸上的總退刀量為 i =33。第 頁

圖2 加工工藝的不合理表現(xiàn)

實(shí)際退刀量將由循環(huán)起始點(diǎn) O3位置的變化而減小，點(diǎn)O3一般位于點(diǎn)C基于 R36圓弧的切線以左，點(diǎn)A居工件端面以右，否則G73切削循環(huán)時(shí)易出現(xiàn)碰刀和過切現(xiàn)象。此加工工藝在加工棒料零件時(shí)，所用循環(huán)次數(shù)非常多，不利于提高加工生產(chǎn)率。

3、數(shù)控仿真軟件下的刀具的干涉實(shí)驗(yàn)

在圖1c中，需用55°外圓尖刀，采用封閉粗切削循環(huán)G73、精加工G70指令車削軌跡B→C→D→G。封閉粗切削循環(huán)是對(duì)鑄造、鍛造成型毛坯或已粗車成型工件的切削，這里用于處理非單調(diào)軸類零件的加工。

通過計(jì)算可知，點(diǎn)C處刀具不引起干涉的副偏角Kr′要大于 39.71°，除用55°外圓尖刀具加工外，還可用35°外圓車刀。用35°外圓車刀車削時(shí)，必須保證副偏角Kr′大于39.71°，副偏角Kr′可在39.71°～50°范圍中調(diào)節(jié)(副偏角 Kr′為50°時(shí)，主偏角Kr為95°，這里不應(yīng)靠主偏角Kr小于95°來增大副偏角 Kr′)，若刀具安裝不當(dāng)，出現(xiàn)副偏角Kr′小于39.71°，將出現(xiàn)刀具干涉。圖 3所示是在仿真軟件下,刀具副偏角 Kr′為20°時(shí)在點(diǎn)C的干第 頁

涉試驗(yàn)，明顯表明在點(diǎn)C刀具的后刀面與零件已發(fā)生嚴(yán)重干涉。圖4所示是55°外圓尖刀具在點(diǎn)C的切削狀況，沒有發(fā)生干涉現(xiàn)象。

圖3 圖4

4、結(jié)論

對(duì)于坯料為棒料的波浪形軸類零件(軸徑外大內(nèi)小)，一般的加工方法是先右側(cè)去除直徑單調(diào)部分材料(直徑外小內(nèi)大部分)，按零件情況選擇，然后對(duì)非單調(diào)部分，通常是采用局部G73指令和割槽處理，并采用通用加工方法補(bǔ)充。為解決此類零件的高精度加工，可以按上述方法進(jìn)行粗加工(留0.1～0.25mm精車余量)，最后進(jìn)行一次完整的精加工(精加工時(shí)必須特別注意刀具的副偏角，以防干涉)。

參考文獻(xiàn)

1、嚴(yán)愛珍，李宏勝.機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng) [M ].北京:機(jī)械工業(yè)出版社 ,2003

2、程淑重.數(shù)控加工工藝 [M ].杭州:浙江大學(xué)出版社 ,2003 第 頁

第五篇：發(fā)動(dòng)機(jī)典型零件工藝分析

發(fā)動(dòng)機(jī)廠典型零件的結(jié)構(gòu)及其工藝分析

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加工工藝分析

1.1 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其主要技術(shù)要求

發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車最主要的組成部分，它的性能好壞直接決定汽車的行駛性能，故有汽車心臟之稱。而發(fā)動(dòng)機(jī)缸體是發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)零件，通過它把發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)(包括活塞、連桿、曲軸、飛輪等零件)和配氣機(jī)構(gòu)(包括缸蓋、凸輪軸、進(jìn)氣門、排氣門、進(jìn)氣歧管、排氣歧管、氣門彈簧，氣門導(dǎo)管、挺桿、挺柱、搖臂、搖臂支座、正時(shí)齒輪)以及供油、潤滑、冷卻等機(jī)構(gòu)聯(lián)接成一個(gè)整體。它的加工質(zhì)量會(huì)直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。1.1.1缸體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

由于缸體的功用決定了其形狀復(fù)雜、壁薄、呈箱形。其上部有若干個(gè)經(jīng)機(jī)械加的穴座，供安裝氣缸套用。其下部與曲軸箱體上部做成一體，所以空腔較多，但受力嚴(yán)重，所以它應(yīng)有較高的剛性，同時(shí)也要減少鑄件壁厚，從而減輕其重量，而氣缸體內(nèi)部除有復(fù)雜的水套外，還有許多油道。1.1.2缸體的技術(shù)要求

由于缸體是發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)件，它的許多平面均作為其它零件的裝配基準(zhǔn)，這些零件之間的相對(duì)位置基本上是由缸體來保證的。缸體上的很多螺栓孔、油孔、出砂孔、氣孔以及各種安裝孔都能直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配質(zhì)量和使用性能，所以對(duì)缸體的技術(shù)要求相當(dāng)嚴(yán)格?，F(xiàn)將我國目前生產(chǎn)的幾種缸體的技術(shù)要求歸納如下：

1）主軸承孔的尺寸精度一般為IT5～I(xiàn)T7，表面粗糙度為Ral6—0.8μm，圓柱度為0.007~0.02mm，各孔對(duì)兩端的同軸度公差值為￠0.025～0.04mm。

2）氣缸孔尺寸精度為IT5～I(xiàn)T7，表面粗糙度為Ral.6～0.8μm，有止口時(shí)其深度公差為0.03～0.05mm，其各缸孔軸線對(duì)主軸承孔軸線的垂直度為0.05mm。

3）各凸輪軸軸承孔的尺寸精度為IT6～I(xiàn)T7，表面粗糙度為Ra3.2～0.8μm，各孔的同軸度公差值為0.03～0.04mm。

第 1 頁

第 2 頁 4）各凸輪軸軸承孔對(duì)各主軸承孔的平行度公差值為0.05～0.1mm。5）挺桿尺寸精度為ITO~IT7，表面粗糙度為Ral.6~0.4m,且對(duì)凸輪軸軸線的垂直度為0.04～0.06mm。

6）以上各孔的位置公差為0.06～0.15mm。

7）頂面(缸蓋的安裝基面)及底面的平面度為0.05～0.10mm，頂面的表面粗糙度為Ral.6～0.8μm，且對(duì)主軸承中心線的尺寸公差為0.1~0.15mm。

8）后端面(離合器殼安裝面)粗糙度為Ra3.2～1.6μm，且與主軸承孔軸線垂直度為0.05～0.08mm

9）主軸承座接合面粗糙度為Ra3.2～1.6μm，鎖口的寬度公差為0.025～0.05mm。

1.2 缸體的材料和毛坯制造

1.2.1缸體的材料

根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的原理可以知道缸體的受力情況很復(fù)雜，需要有足夠的強(qiáng)度、剛度，耐磨性及抗振性，因此對(duì)缸體材料有較高的要求。缸體的材料有普通鑄鐵、合金鑄鐵及鋁合金等。我國發(fā)動(dòng)機(jī)缸體采用HT200、HT250灰鑄鐵、合金鑄鐵和鋁合金?；诣T鐵具有足夠的韌性和良好的耐磨性，多用于不鑲缸套的整體缸體。由于價(jià)格較低，切削性能較好，故應(yīng)用較廣。近年來隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和功率的提高，為了提高缸體的耐磨性，國內(nèi)、外都努力推行鑄鐵的合金化，即在原有的基礎(chǔ)上增加了碳、硅、錳、鉻、鎳、銅等元素的比例，嚴(yán)格控制硫和磷的含量，其結(jié)果不僅提高了缸體的耐磨性和抗拉強(qiáng)度，而且改善了鑄造性能。用鋁合金制造缸體，不但重量輕、油耗少，而且導(dǎo)熱性、抗磁性、抗蝕性和機(jī)械加工性均比鑄鐵好。但由于鋁缸體需鑲嵌鑄鐵缸套或在缸孔工作表面上加以鍍層，原材料價(jià)格較貴等原因，因此其使用受到一定程度的限制。1.2.2缸體的毛坯制造

由于缸體內(nèi)部有很多復(fù)雜的型腔，其壁較薄(最薄達(dá)3～5mm)，有很多加強(qiáng)筋，所以缸體的毛坯采用鑄造方法生產(chǎn)。而鑄造過程中需用很多型芯，因此不論是造型過程還是澆注過程，都有很嚴(yán)格的要求。

鑄造缸體毛坯的主要方法有，砂型鑄造（多觸點(diǎn)高壓有箱造型），金屬型

第 3 頁 鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造等。缸體的澆注形式為臥式澆注，僅用兩個(gè)砂箱，其型芯定位較為困難，所以容易引起毛坯尺寸及位置的偏移。在機(jī)械加工以前，需經(jīng)時(shí)效處理以消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力及改善材料的機(jī)械性能。我國大多數(shù)汽車制造工廠還要求在鑄造車間對(duì)缸體進(jìn)行初次的水套水壓試驗(yàn)1～3min，不得有滲漏現(xiàn)象。

關(guān)于缸體鑄造毛坯的質(zhì)量和外觀，各廠都有自己的標(biāo)準(zhǔn)。例如對(duì)非加工面不允許有裂紋，縮孔、縮松及冷隔，缺肉、夾渣，粘砂、外來夾雜物及其它降低缸體強(qiáng)度和影響產(chǎn)品外觀的鑄造缺陷，特別是缸孔與缸套配合面，主軸承螺孔內(nèi)表面、頂面、主軸承裝軸瓦表面不允許有任何缺陷。

缸體毛坯的質(zhì)量對(duì)機(jī)械加工有很大的影響，歸納起來表現(xiàn)在以下三個(gè)方面： 1）加工余量過大，不但造成了原材料利用率降低及浪費(fèi)機(jī)加工時(shí)，而且還增加了機(jī)床的負(fù)荷，影響機(jī)床和刀具的壽命，甚至要增加生產(chǎn)面積和機(jī)床臺(tái)數(shù)，使企業(yè)投資大為增加。

2）飛邊過大會(huì)造成與加工余量過大的同樣后果。由于飛邊表面硬度較高，將導(dǎo)致刀具耐用度降低。

3）由于冷熱加工定位基準(zhǔn)不統(tǒng)一，毛坯各部分相互間酌偏移會(huì)造成機(jī)械加工時(shí)余量不均勻，甚至報(bào)廢。

1.3 缸體的結(jié)構(gòu)工藝性分析

1.3.1缸體的主要加工表面

1）缸體屬于薄壁型的殼體零件，在夾緊時(shí)容易變形，故不但要選擇合理的夾緊點(diǎn)，而且還要控制切削力的大小。

2）由于孔系的位置精度較高，故在加工時(shí)需采用相對(duì)的工序集中方法，這樣就需要高效多工位的專用機(jī)床。

3）因缸體是發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)零件，緊固孔、安裝孔特別多，需要用多面組合的組合鉆床和組合攻絲機(jī)床來加工。

4）一些關(guān)鍵部位的孔系尺寸精度較高，其中有相當(dāng)一部分孔須經(jīng)精密加工，這在大量生產(chǎn)條件下生產(chǎn)率和生產(chǎn)節(jié)拍也是一個(gè)很關(guān)鍵的問題，所以要安排成多道工序的加工。

5）缸體上有各個(gè)方向的深油道孔，加工時(shí)會(huì)造成排屑困難、刀具易折斷、第 4 頁 孔中心線歪斜、生產(chǎn)節(jié)拍較長等問題。因此對(duì)深孔應(yīng)采用分段加工，對(duì)交叉油道應(yīng)先加工大孔后加工小孔，也可采用槍鉆進(jìn)行加工。

6）斜面和斜孔的加工要采用較特殊的安裝方法或采用特殊的設(shè)備。7）由于缸體各個(gè)接合面面積較大，且有較高的位置精度和粗糙度的要求，一次加工不可能滿足要求，因此要?jiǎng)澐殖蓭讉€(gè)加工階段。

8）由于缸體的加工部位多、工藝路線長、工件輸送又較難處理、使生產(chǎn)管理上較繁雜，因而導(dǎo)致了生產(chǎn)面積和投資的增大。

9）缸體加工過程中還穿插著必要的裝配瓦蓋和飛輪殼工序，這在大批量生產(chǎn)中應(yīng)該合理地安排。

10）由于缸體加工部位較多，加工要求較高，所以檢驗(yàn)工作比較復(fù)雜。11）由于缸體形狀復(fù)雜，螺孔很多，油道多面深且交叉貫通，因此清洗問題要予以足夠的重視。

12）缸體各部分尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不可能完全一致，故在加工時(shí)要充分考慮因基準(zhǔn)不重合而造成的誤差，必要時(shí)可考慮變更定位基準(zhǔn)。1.3.2缸體加工工藝過程應(yīng)遵循的原則

缸體形狀復(fù)雜且有厚度不同的壁和筋，加工精度又比較高，因此，必須充分注意加工過程中由于內(nèi)應(yīng)力而引起的變形。在安排工藝過程時(shí)應(yīng)遵循以下原則；

1）首先從大表面上切去多余的加工層，以便保證精加工后變形量很小。2）容易發(fā)現(xiàn)零件內(nèi)部缺陷的工序應(yīng)安排在前面。

3）把各個(gè)深油孔盡可能安排在較前面的工序，以免因較大的內(nèi)應(yīng)力而影響后續(xù)的精加工工序。

1.4 定位基準(zhǔn)的選擇

1.4.1粗基準(zhǔn)的選擇

缸體屬于箱體類零件，形狀比較復(fù)雜、加工部位較多，因此選擇粗基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)滿足兩個(gè)基本要求，即使加工的各主要表面(包括主軸承孔、凸輪軸孔、氣缸孔、前后端面和頂、底面等)余量均勻和保證裝入缸體的運(yùn)動(dòng)件(如曲軸、連桿等)與缸體不加工的內(nèi)壁間有足夠的間隙。

缸體加工的粗基準(zhǔn)，通常選取兩端的主軸承座孔和氣缸內(nèi)孔。如果毛坯的第 5 頁 鑄造精度較高，能保證缸體側(cè)面對(duì)氣缸孔軸線的尺寸精度，也可選用側(cè)面上的幾個(gè)工藝凸臺(tái)作為粗基準(zhǔn)，這樣便于定位和夾緊。

由于缸體毛坯有一定的鑄造誤差，故表面粗糙不平。如直接用粗基準(zhǔn)定位加工面積大的平面，因切削力和夾緊力較大，容易使工件產(chǎn)生變形，同時(shí)由于粗基準(zhǔn)本身精度低，也容易因振動(dòng)而使工件產(chǎn)生松動(dòng)。通常是采用面積很小、相距較遠(yuǎn)的幾個(gè)工藝凸臺(tái)作為過渡基準(zhǔn)。

10-5c所示為先以粗基準(zhǔn)定位加工過渡基準(zhǔn)，然后以過渡基準(zhǔn)定位加工精基準(zhǔn)。圖l0-5a表 示毛坯側(cè)面上的工藝凸臺(tái)，底面法蘭臺(tái)及60°缺口。首先在鑄造車間以第一，七主軸，承座孔和第一氣缸孔為粗基準(zhǔn)進(jìn)行定位，從第一、六氣缸孔的上部平面壓緊，銑出側(cè)面上的幾個(gè)工藝凸臺(tái)(過渡基準(zhǔn))，如圖l0-5b所示，然后在機(jī)加工車間以側(cè)面的工藝凸臺(tái)及底面法蘭中的兩個(gè)凸臺(tái)定位，初銑頂面和底面(底面為精基準(zhǔn))，如圖10-5c所示。再以底面和靠近底面的兩個(gè)工藝凸臺(tái)及法蘭上鑄出的缺口定位，鉆、鉸兩個(gè)工藝孔(精基準(zhǔn))，如圖l0-5d所示。所以，缸體加工過程中選用的粗基準(zhǔn)是第一、七主軸承座孔；第一氣缸孔、底面的兩個(gè)法蘭凸臺(tái)及60°缺口。

1.4.2精基準(zhǔn)的選擇

在選擇精基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)考慮如何保證加工精度和安裝方便。大多數(shù)缸體的精基準(zhǔn)都選擇底面及其上的兩個(gè)工藝孔，其優(yōu)點(diǎn)是：

1）底面輪廓尺寸大，工件安裝穩(wěn)固可靠。

2）缸體的主要加工表面，大多數(shù)都可用以作為基準(zhǔn)，符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，減少了由于基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換而引起的定位誤差。例如主軸承座孔、凸輪軸軸承孔、氣缸孔以及主軸承座孔端面等，都可用它作為精基準(zhǔn)來保證位置精度。

3）加工主軸承座孔和凸輪軸軸承孔時(shí)，便于在夾具上設(shè)置鏜桿的支承導(dǎo)套，能捉高加工精度并能捉高切削用量。

4）由于多數(shù)工序都以此作為基準(zhǔn)，各工序的夾具結(jié)構(gòu)大同小異，夾具設(shè)計(jì)、制造簡單，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低了成本。由于采用單一的定位基準(zhǔn)，可避免加工過程中經(jīng)常翻轉(zhuǎn)工件，從而減輕了勞動(dòng)量。

底面作為精基準(zhǔn)也有一些缺點(diǎn)：

1）用底面定位加工頂面時(shí)，必然存在基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的定位誤差，難以保

第 6 頁 證頂面至主軸承座孔軸線的距離公差（用來保證壓縮比）。

2）加工時(shí)不便于觀察切削過程。

也有采用頂面為精基準(zhǔn)的，其優(yōu)缺點(diǎn)大致與上述相反。主軸承座孔軸線雖然是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，但由于其半圓孔結(jié)構(gòu)和裝夾不方便，所以當(dāng)前國內(nèi)生產(chǎn)中很少用作精基準(zhǔn)。近年來國外已開始采用主軸承座孔作為精基準(zhǔn)。

1.5 加工階段的劃分和加工順序的安排

1.5.1 加工階段的劃分

缸體的加工可劃分為四個(gè)階段：

1）粗加工階段

該階段主要是去除各個(gè)加工表面的余量并做出精基準(zhǔn)，其關(guān)鍵問題是如何提高生產(chǎn)率。

2）半精加工階段

該階段主要是為最終保證產(chǎn)品和工藝要求作好準(zhǔn)備，對(duì)于某些部位也可以由粗加工直接進(jìn)入精加工而不用半精力旺，缸體上的主要孔系的加工例如主軸承孔、凸輪軸孔、缸孔、挺桿孔等都有半精加工階段。

3）精加工階段

該階段主要是保證缸體的尺寸精度、形狀精度、位置精度及表面粗糙度，是關(guān)鍵的加工階段。缸體上大多數(shù)加工部位，經(jīng)過這一加工階段都可完成。

4）精細(xì)加工階段

當(dāng)零件上某些加工部位的尺寸、形狀要求很高，表面粗糙度值要求很低，用一般精加工手段較難達(dá)到要求時(shí)，則要用精細(xì)加工。由于精細(xì)加工的余量很小，只能提高尺寸精度和形狀精度以及表面質(zhì)量，而對(duì)位置精度的提高見效甚微。缸體上的不鑲套缸孔及主軸承座孔常有精細(xì)加工的要求。1.5.2缸體工序順序的安排

由于缸體形狀復(fù)雜，且有厚度不同的壁和筋在加工過程中由多種原因造成的內(nèi)應(yīng)力易使工件產(chǎn)生變形。因此，加工時(shí)應(yīng)遵循以下原則：

1）首先從大表面切去大部分加工余量，以保證精加工后零件的變形最小。2）切削力大、夾緊力大以及易發(fā)現(xiàn)零件內(nèi)部缺陷的工序應(yīng)安排在前面進(jìn)行。3）由于加工深油孔時(shí)容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，安排時(shí)要注意對(duì)加工精度的不利影響。

4）正確地安排密封試驗(yàn)、襯套和軸承等的壓裝以及清洗檢驗(yàn)等非加工工序。

第 7 頁 從表10-1可以看出，缸體加工順序的安排有下面幾個(gè)特點(diǎn)：

1）用作精基準(zhǔn)的表面(底面及兩個(gè)工藝孔)代先加工，這樣使以后的加工都有一個(gè)統(tǒng)一的工藝基準(zhǔn)，這不但對(duì)于簡化設(shè)備工裝及方使運(yùn)輸帶來好處，而且為減少工件的定位誤差提供了必要條件。

2）按照先粗后精的原則盡量把零件加工劃分成幾個(gè)階段，這樣有利于在加工過程中消除內(nèi)應(yīng)力，以限制工件在加工過程中的變形量。

3）按加工順序便于零件進(jìn)行加工。由于缸體形狀復(fù)雜，輸送比較困難，特別是在大量生產(chǎn)條件下，盡可能減少零件的轉(zhuǎn)動(dòng)，以免增加裝置。

4）合理地安排檢驗(yàn)工序。將其安排在粗加工階段結(jié)束之后，裝瓦蓋和裝飛輪殼之前。在自動(dòng)線生產(chǎn)中每段自動(dòng)線最后一個(gè)工位往往是檢驗(yàn)，這樣可防止不合格的半成品流入后面的自動(dòng)線。

1.6 主要加工工序的分析

1.6.1第一道工序

拉削加工：拉削平面是一種高效率、高精度的加工方法，主要用于大量生產(chǎn)中。這是因?yàn)槔断髌矫娴纳a(chǎn)率很高，這是因?yàn)槔痘蚬ぜ囊苿?dòng)速度比銑削的進(jìn)給速度要快得多。拉削速度一般為8～10m／min，而銑削時(shí)工作臺(tái)的進(jìn)給量一般小于1000mm／min。拉刀可在一次行程中去除工件的全部余量，而且粗精加工可一次完成。拉削的精度較高，這是因?yàn)槔陡鞯洱X的負(fù)荷分布良好，修光齒（校準(zhǔn)齒）能在較佳的條件下工作，切削速度低，刀齒的使用壽命高。此外，拉床只有拉力(或工件)的移動(dòng)，因此運(yùn)動(dòng)鏈簡單，機(jī)床的剛度高。拉削平面的精度最高可達(dá)IT7，表面粗糙度為砌3.2～1.6mm。

拉削不但可以加工單一的、敞開的平面，也可以加工組合平面，在發(fā)動(dòng)機(jī)零件的加工中得到了廣泛地應(yīng)用。若用拉刀加工缸體主軸承座孔分離面（對(duì)口面）和鎖口面，既滿足了高的生產(chǎn)率也保證了組合平面間的位置和尺寸精度，所以在國內(nèi)外汽車制造業(yè)中被廣泛采用。

第 8 頁

上圖是拉削EQ6100型汽油機(jī)缸體平面用的臥式雙向平面拉床示意圖，該拉床是我國自行設(shè)計(jì)和制造的，全長23m、寬7.1m、高3.6m、重230t、額定拉力為450kN、行程9m.它能自動(dòng)完成裝卸缸體、定位夾緊、回轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)等工序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)并附有排屑和吸塵裝置。

缸體毛坯用推料器通過上料輥道推上第一工位回轉(zhuǎn)夾具，自動(dòng)夾緊后，該夾具回轉(zhuǎn)90°，刀具溜板由無極變速的電動(dòng)機(jī)組通過絲杠螺母機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。

該機(jī)床共有刀片3000多片，拉削速度最高達(dá)到25～30m／min并實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速，實(shí)際應(yīng)用為7～8m／min，機(jī)床主電機(jī)功率為250kW。這種平面拉床用來加工缸體其生產(chǎn)效率很高，質(zhì)量也非常穩(wěn)定。它可以替代雙面或單面組合銑床10臺(tái)以上，因此占地面積大為減少，但耗電量大、刀具制造和調(diào)整比較困難，較復(fù)雜，所以投資和生產(chǎn)費(fèi)用較大。

下拉刀全長7.55m，共分六級(jí)，對(duì)底面及鎖口面進(jìn)行粗拉，精拉，對(duì)半圓面進(jìn)行粗拉，對(duì)口面進(jìn)行半精拉及粗拉。底面拉刀采用分屑拉削法，鑲以硬質(zhì)合金不重磨刀片，共48齒，齒升量為0.2mm，切削余量為4.8mm。半精拉及精拉的部分采用不重磨刀片，共24齒，齒升量為0.2～0.05mm，包含三個(gè)修光齒，切削余量為1.7mm。對(duì)口面拉刀采用層剝法，共48齒，齒升量為0.2～0.05mm，切削余量為5.63 mm。半圓面拉刀采用兩齒一組的分屑拉削法，共54齒，每組齒升量為0.2—0.1lmm，切削余量為4.75mm。鎖口面拉刀也是采用兩齒一組的第 9 頁 分屑拉削法，共54齒，每組齒升量為0.2～0.13mm，切削余量為4.25mm。

上拉刀全長5.04m，頂面拉刀采用兩齒一組的分屑拉削法，共72齒，每組齒升量為0.25 ～0.1mm，切削余量為5.75mm。窗口面拉刀采用層剝法，共64齒，齒升量在0.1mm以下，切削余量為5.7mm。

缸體拉削后，底面和頂面的平面度均不超過0.05mm／50mm,底面全長不超過0.lmm，頂面全長不超過0.2mm，所有加工尺寸精度均不超過±0.15mm范圍。

下圖所示為該機(jī)床拉削缸體各表面位置圖。下拉刀拉削機(jī)體底面

1、鎖口面

2、對(duì)口面3及半圓面4，然后第一工位回轉(zhuǎn)夾具復(fù)位，由另一個(gè)推料器推入翻轉(zhuǎn)裝置，回轉(zhuǎn)180°后被推入第二工位回轉(zhuǎn)夾具。定位、夾緊后回轉(zhuǎn)90°，刀具溜板作反向行程拉削，由上拉刀加工頂面5及窗口面6。加工以后第二工位回轉(zhuǎn)夾具復(fù)位，機(jī)體被推出，由輥道送至下一道工序。

1.6.2孔及孔系加工

缸體主要加工的孔是缸孔、主軸承孔、凸輪軸孔及挺桿孔等，這些孔的直徑較大、孔較深、尺寸精度和表面質(zhì)量要求較高，這些孔所組成的孔系均有較嚴(yán)格的位置精度要求，因此給加工帶來較大的困難。另一方面缸體中還有很多縱橫交叉的油道孔，雖然其尺寸精度、位置精度及表面質(zhì)量要求不高，但孔深較大，在大量生產(chǎn)條件下也成為一大難題。

第 10 頁 缸孔的加工：缸孔的質(zhì)量對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)基本性能有很大影響，其尺寸精度為IT5～7，表面 粗糙度為Ral.6～0.8mm，各缸孔軸線對(duì)主軸承孔的垂直度0.05mm，有止口的深度公差為0.03～0.05mm，所以缸孔加工是難度較大的加工部位。加工時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

一是缸孔的粗加工工序應(yīng)盡量提前，以保證精加工后零件變形最小并及早發(fā)現(xiàn)缸孔內(nèi)的鑄造缺陷，最大限度減少機(jī)械加工的損失。

二是缸孔的精加工或最終加工應(yīng)盡量后移，以避免其它表面加工時(shí)會(huì)導(dǎo)致缸體零件的 變形。其三是為保證工作表面的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，珩磨余量要小。缸孔的加工分為：

（1）粗鏜缸孔： 其主要目的是從缸孔表面切去大部分余量，因此要求機(jī)床剛性足、動(dòng)力性好。常采用鑲有四片或六片硬質(zhì)合金刀片的鏜刀頭，切削深度較大，在其直徑方向上為3～6mm，因此容易產(chǎn)生大量的切削熱，使工件和機(jī)床主軸溫度升高。為防止這種情況的發(fā)生，有的工廠為減小切深將缸孔分為二次或三次加工，冷卻主軸，以便減少缸體的變形。在大批量生產(chǎn)中，多采用多軸同時(shí)加工四缸或六缸，因此切削扭矩較大。為了改善切削條件，新設(shè)計(jì)的組合鏜床已采用不同向旋轉(zhuǎn)的鏜桿和立式或斜置式剛性主軸。

（2）半精鏜缸孔： 加工時(shí)使用裝有多片硬質(zhì)合金刀片的鏜刀頭，在鏜桿上部設(shè)有一個(gè)輔助夾持器，其上裝有倒角刀片。當(dāng)半精鏜缸孔的工作行程接近結(jié)束時(shí)，倒角刀片在缸孔上部倒角。

（3）精鏜缸孔： 精鏜時(shí)通常采用單刀頭，目前在進(jìn)口的機(jī)床中已普遍采用自動(dòng)測量與刀具磨損補(bǔ)償裝置，使測量與補(bǔ)償有機(jī)的聯(lián)系，且由機(jī)床內(nèi)部自動(dòng)完成。如圖10-12所示為某廠引進(jìn)的缸孔精鏜刀具，加工時(shí)第一把作為半精鏜的刀頭由刀桿中固定鏜削缸孔，切削深度為總余量的2／3～3／4，行程終了時(shí)刀桿上部的刀頭在缸孔上端倒角，然后楔塊經(jīng)液壓缸驅(qū)動(dòng)使第二把作為精鏜的刀頭伸出，并在鏜削主軸返回行程中對(duì)缸孔精鏜加工，其切削，深度為0.15mm左右。

（4）缸孔的珩磨： 珩磨是保證缸孔質(zhì)量和獲得表面特性的重要工序。它不僅可以降低加工表面的粗糙度，而且在一定的條件下還可以提高工件的尺寸及形狀精度。

缸孔珩磨的工作原理如圖10-13所示，珩磨加工時(shí)工件固定不動(dòng)，圓周上

第 11 頁 裝有磨條并與機(jī)床主軸浮動(dòng)連接的珩磨頭作為工具，在一定壓力下通過珩磨頭對(duì)工件內(nèi)孔表面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從加工表面上切除一層極薄的金屬。加工時(shí)，珩磨頭上的磨條有三個(gè)運(yùn)動(dòng)，即回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)和垂直加工表面的徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。前兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成使磨粒在加工表面上的切削軌跡呈交叉而又不重復(fù)的網(wǎng)紋。

為了提高珩磨效率，在珩磨缸孔時(shí)采用8～10個(gè)磨條替代過去的4～6個(gè)磨條，這樣就可很快地去除珩磨余量，作用于孔壁上的壓力較小也較均勻，所以珩磨時(shí)發(fā)熱少，可提高磨條的壽命。當(dāng)珩磨余量較大時(shí)，也可分為粗珩和精珩。粗珩余量為0.05～0.07mm，使用較軟的磨料，自勵(lì)性好，切削作用強(qiáng)、生產(chǎn)率較高，但加工表面易劃傷。精珩時(shí)余量為5～7mm，選用硬的磨條，可用120#～280#或W28~W14，當(dāng)然也可采用價(jià)格較貴的金剛石磨條。珩磨時(shí)，采用煤油作為冷卻潤滑液。

用金剛石磨條珩磨鑄鐵缸孔時(shí)，為了減少珩磨時(shí)的發(fā)熱量和改善磨條與工件表面的摩擦，使用煤油作為冷卻液。近年來國內(nèi)外已逐步采用水來代替油巳取得了相同的效果，不僅降低了珩磨成本，珩磨后還不需清洗。汽車變速箱體加工工藝分析

2.1 汽車變速箱體及其工藝特點(diǎn)

汽車變速箱體是變速箱的基礎(chǔ)零件。它把變速箱中的軸和齒輪等有關(guān)零件和機(jī)構(gòu)聯(lián)接為一整體，使這些零件和機(jī)構(gòu)保持正確的相對(duì)位置，以便其上各個(gè)機(jī)構(gòu)和零件能正確、協(xié)調(diào)一致地工作。變速箱體的加工質(zhì)量直接影響變速器的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響汽車的使用性能和壽命。

變速箱體屬平面型(非回轉(zhuǎn)體型)薄壁殼體零件，尺寸較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其上有若干個(gè)精度要求較高的平面和孔系，以及較多的聯(lián)接螺紋孔。其主要技術(shù)要求如下：

(1)主要軸承孔的尺寸精度不低于IT7。

(2)孔與平面、孔與孔的相互位置公差。

①前端面T1為變速箱的安裝基面，它對(duì)O1軸的端面全跳動(dòng)公差為0.08mm。后端面T2為安裝軸承蓋用，要求稍低，它對(duì)O1軸的端面圓跳動(dòng)公差為0.1mm。

第 12 頁 ②取力窗口面T4對(duì)O2軸的平行度公差為0.08mm，其公差等級(jí)為IT8～I(xiàn)T9級(jí).③三對(duì)軸承孔中心線間的平行度公差為0.06mm，其公差等級(jí)約為IT6～I(xiàn)T7級(jí),它與齒輪傳動(dòng)精度及齒寬等因素有關(guān)。

(3)主要孔中心距偏差為±0.05mm．由齒輪傳動(dòng)中心距離偏差標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。(4)主要軸承孔表面粗糙度為Ra1.6μm。裝配基面、定位基面及其余各平面的表面粗糙度為Ra3.2μm。

(5)各表面上螺孔位置度公差為￠0.15mm。

2.2 變速箱體的材料和毛坯

該變速箱體的材料為HT150。由于灰鑄鐵具有較好的耐磨性、減振性和良好的鑄造性、可加工性，而且價(jià)格低廉，所以它是箱體類零件廣泛采用的材料。

分型面如圖所示為平直面，比階梯分型面造型簡單，但由于分型面未通過O1、O2軸承孔中心線，因而毛坯孔有兩段1°～3°的拔模斜度，使毛坯孔不圓，導(dǎo)致余量不勻。由于孔的余量較大(單邊余量為4.0mm）經(jīng)過四次切削，毛坯復(fù)映誤差對(duì)加工精度影響不大。

上蓋面與前、后端面T1，T2的最大加工余量為4.5mm；兩側(cè)窗口面余量為3mm；各主要軸承孔均鑄出，直徑余量為8mm。倒檔孔、油塞孔和加油孔等其孔徑在30mm以內(nèi)，均不預(yù)先鑄出毛坯孔。所有加工余量的偏差為土2.0mm。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿加工工藝分析

3.1 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其主要技術(shù)要求

連桿是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的主要傳力部件之一，其小頭經(jīng)活塞銷與活塞聯(lián)接，大頭與曲軸連桿軸頸聯(lián)接．氣缸燃燒室中受壓縮的油氣混合氣體經(jīng)點(diǎn)火燃燒后急劇膨脹，以很大的壓力壓向活塞頂面，連桿則將活塞所受的力傳給曲軸，推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。

連桿部件由連桿體，連桿蓋和螺栓、螺母等組成。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，連桿要承受膨脹氣體交變壓力和慣性力的作用，連桿除應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度外，還應(yīng)盡量減小連桿自身的重量，以減小慣性力。連桿桿身的橫截面為工字形，從大頭到小頭尺寸逐漸變小。

第 13 頁 為了減少磨損和便于維修，在連桿小頭孔中壓入青銅襯套，大頭孔內(nèi)襯有具有鋼質(zhì)基底的耐磨巴氏合金軸瓦。

為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)均衡，同一發(fā)動(dòng)機(jī)中各連桿的質(zhì)量不能相差太大。因此，在連桿部件的大、小頭端設(shè)置了去不平衡質(zhì)量的凸塊，以便在稱重后切除不平衡質(zhì)量。

連桿大、小頭兩端面對(duì)稱分布在連桿中截面的兩側(cè)?？紤]到裝夾、安放、搬運(yùn)等要求，連桿大、小頭的厚度相等。

連桿小頭的頂端設(shè)有油孔，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，依靠曲軸的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，氣缸體下部的潤滑油可飛濺到小頭頂端的油孔內(nèi)，以潤滑連桿小頭銅襯套與活塞銷之間的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)副。

連桿上需進(jìn)行機(jī)械加工的主要表面為：大、小頭孔及其兩端面，連桿體與連桿蓋的結(jié)合面及連桿螺栓定位孔等．連桿總成的技術(shù)要求如下：

（1）為了保證連桿大、小頭孔運(yùn)動(dòng)副之間有良好的配合，大頭孔的尺寸公差等級(jí)為IT6，表面粗糙度Ra值應(yīng)不大于0.4μm，小頭孔的尺寸公差等級(jí)為IT5，表面粗糙度Ra值應(yīng)不大于0.4μm。對(duì)兩孔的圓柱度也提出了較高的要求，大頭孔的圓柱度公差為0.006mm，小頭孔的圓柱度公差為0.00125mm。

（2）因?yàn)榇?、小頭孔中心距的變化將會(huì)使氣缸的壓縮比發(fā)生變化，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，因此要求兩孔中心距公差等級(jí)為IT9。大、小頭孔中心線在兩個(gè)相互垂直方向上的平行度誤差會(huì)使活塞在氣缸中傾斜，致使氣缸壁唐攢不均勻，縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命，同時(shí)也使曲軸的連桿軸頸磨損加劇，因此也對(duì)其平行度公差提出了要求。

（3）連桿大頭孔兩端面對(duì)大頭孔中心線的垂直度誤差過大，將加劇連桿大頭兩端面與曲軸連桿軸頸兩端面之間的磨損，甚至引起燒傷，所以必須對(duì)其提出要求。

（4）連桿大、小頭兩端面間距離的基本尺寸相同，但其技術(shù)要求不同。大頭孔兩端面間的尺寸公差等級(jí)為IT9，表面粗糙度Ra值應(yīng)不大于0.8μm；小頭兩端面間的尺寸公差等級(jí)為ITl2，表面粗糙度Ra應(yīng)不大于6.3μm。這是因?yàn)檫B桿大頭兩墻面與曲軸連桿軸頸兩軸肩端面間有配合要求，而連桿小頭兩端面與活塞銷孔座內(nèi)檔之間投有配合要求。連桿大頭端面間距離尺寸的公差帶正好落在連桿小頭端面距離尺寸的公差帶中，這將給連桿的加工帶來許多方便。

第 14 頁（5）為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)干穩(wěn)，對(duì)連桿小頭(約占連桿全長2/3)的質(zhì)量差和大頭(約占全長的1/3)的質(zhì)量差分別提出了要求。為了保證上述連桿總成的技術(shù)要求，必須對(duì)連桿體和連桿蓋的螺栓孔、結(jié)合面等提出要求。

3.2 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的材料和毛坯

連桿在工作中承受多向交變載荷的作用，要具有很高的強(qiáng)度。因此，連桿材料一般都采用高強(qiáng)度碳鋼和合金鋼，如45鋼、65鋼、40Cr、40MnB等。近年來也有采用球墨鑄鐵和粉末冶金材料的。

某汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿采用40MnB鋼，用模緞法成型，將桿體和桿蓋鍛成一體。對(duì)于這種整體鍛造的毛坯，要在以后的機(jī)械加工過程中將其切開。為了保證切開孔的加工余量均勻，一般將連桿大頭孔鍛成橢圓形。相對(duì)于分體鍛造而言，整體鍛造的連桿毛坯具有材料損耗少、鍛造工時(shí)少、模具少等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是所需鍛造設(shè)備動(dòng)力大及存在金屬纖維被切斷等問題。

連桿毛坯的鍛造工藝過程是將棒料在爐中加熱至1140～1200°C。先在輥鍛機(jī)上通過四個(gè)型槽進(jìn)行輥鍛制坯，然后在鍛壓機(jī)上進(jìn)行預(yù)鍛和終鍛，最后在壓床上沖連桿大頭孔并切除飛邊。鍛造好的連桿毛坯需經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，使之得到細(xì)致均勻的回火索氏體組織，從而改善性能，減少毛坯內(nèi)應(yīng)力。此外，為提高毛坯的精度，還需進(jìn)行熱校正、外觀缺陷檢查、內(nèi)部探傷、毛坯尺寸檢查等工序，最終獲得合格的毛坯。典型的連桿毛坯采用工字形斷面截形，材料為40MnB鋼，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理后，要求硬度大于HB 220，大、小頭厚度為39.6～40.0mm，毛坯總重量2.340～2.520Kg。此外，對(duì)兩端面有形狀誤差要求．

3.3 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的主要工序分析

3.3.1 定位基準(zhǔn)的加工 3.3.2 大頭孔的加工 3.3.2 小頭孔的加工

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第 17 頁 4 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸加工工藝分析

4.1 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其主要技術(shù)要求

曲軸是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的主要零件之一，用于將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以輸出發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，曲軸工作時(shí)要承受很大的轉(zhuǎn)矩及大小和方向都發(fā)生變化的彎矩，因此曲軸應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，支承剛度及耐磨性。曲軸的質(zhì)量分布要平衡，防止因不平衡產(chǎn)生離心力，使曲軸承受附加載荷。

曲軸的形狀和曲柄的相互位置，決定于發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的數(shù)目、行程數(shù)、排列情況及各氣缸的工作順序。在單列式多缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，連桿軸頸的數(shù)目與氣缸數(shù)相同，主軸頸的數(shù)目由發(fā)動(dòng)機(jī)的型式和用途決定．多主軸頸曲軸的優(yōu)點(diǎn)是：提高了曲軸承載能力，減少了軸頸載荷。但也使曲軸長度增加，材料滑牦增加，機(jī)械加工勞動(dòng)量也隨之增加。

上圖為六缸汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸零件簡圖。主軸頸和連桿軸頸不在同一軸線上。它具有七個(gè)主軸頸；六個(gè)連桿軸頸分別位于三個(gè)互成120°角的平面內(nèi)。曲軸在六個(gè)連桿軸頸處形成了六個(gè)開擋，因此曲軸是一個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、剛性差的零件。

為了保證曲軸正常工作，對(duì)曲軸規(guī)定了嚴(yán)格的技術(shù)要求。主要技術(shù)要求如下：

（1）主軸頸和連桿軸頸的尺寸精度為0.02mm；軸頸的圓度誤差和軸頸軸線間的平行度誤差均不大于0.015mm；軸頸表面粗糙度不大于Ra0.32μm。

（2）連桿軸頸與主軸頸軸線間的平行度誤差在每100mm長度上不大于0.02mm。

（3）以1，7主軸頸支承時(shí)，第4主軸頸的徑向圓跳動(dòng)誤差不大于0.03mm；裝飛輪法蘭盤的端面竄動(dòng)誤差不大于0.02mm；法蘭盤的端面只允許凹入，以保證和飛輪端面可靠貼合，凹入量不大于0.1mm。

（4）曲柄半徑尺寸精度為±0.05mm。

（5）連桿軸頸之間的角度偏差不大于土30°。

（6）主軸頸、連桿軸頸與曲柄連接圓角的表面粗糙度不大于Ra0.4μm。（7）曲軸軸頸表面熱處理后硬度不低于46HRC。

第 18 頁（8）曲軸需徑動(dòng)平衡，動(dòng)平衡精度小于100g·cm。（9）曲軸需要進(jìn)行磁力探傷。

在曲軸的機(jī)械加工過程中，遇到的主要問題是工件的剛性差，因此需要采取措施克服剛性差對(duì)加工過程的影響，以達(dá)到曲軸的技術(shù)要求。常采取的措施有：

（1）用兩端傳動(dòng)和中間傳動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)曲軸，改善曲軸的支承方式和縮短支承距離，減小加工中的彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形。

（2）在加工中增加輔助支承，提高剛性。

（3）使定位支承基準(zhǔn)靠近被加工表面，減少切削力引起的變形。（4）增設(shè)校直工序，減小前道工序的彎曲變形對(duì)后道工序的影響。在曲軸加工中，需要選擇徑向、軸向基準(zhǔn)及圓周方向上的角向基準(zhǔn)。各基準(zhǔn)的選擇如下：

（1）徑向基準(zhǔn)： 加工中選毛坯兩端主軸頸為粗基準(zhǔn)銑兩端面并鉆兩端中心孔，再以兩端中心孔作徑向定位基準(zhǔn)。此基準(zhǔn)也是曲軸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)．曲軸加工中所有主軸頸及其它同軸線軸頸的粗、半精、精加工都用中心孔定位。加工連桿軸頸時(shí)一般采用兩個(gè)主軸頸外圓表面作定位基準(zhǔn)，以提高支承剛性。

（2）軸向基準(zhǔn)： 曲軸軸向的設(shè)計(jì)、安裝基準(zhǔn)都是第4主軸頸的兩側(cè)端面。加工連桿軸頸時(shí)選用該軸頸的止推軸肩端面作軸向定位基準(zhǔn)。曲軸本身不需要精確的軸向定位，在磨削加工工序中采用中心孔作軸向基準(zhǔn)，用定寬砂輪靠火花磨削加工軸頸側(cè)端面，軸向尺寸精度取決于磨削前的加工精度和磨削中的自動(dòng)測量系統(tǒng)。

（3）角向基準(zhǔn)： 采用在曲柄臂上銑定位面和在法蘭盤端面鉆定位工藝孔的方法來實(shí)現(xiàn)角向定位。曲柄臂上的工藝定位面周向定位精度低，用于粗加工工序，法蘭盤上的工藝孔定位精度高，用于磨削和拋光等精加工工序。

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第 20 頁 4.2 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的材料和毛坯

由于曲軸要有高的強(qiáng)度、剛度和良好的耐磨性，因此一般都選用優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵或合金鑄鐵等材料制作。對(duì)于鋼制曲軸，主要采用模鍛方法制作毛坯．模鍛毛坯的金屬纖維分布合理，有利于提高曲軸強(qiáng)度。近年來稀土球墨鑄鐵應(yīng)用廣泛，它有很多優(yōu)點(diǎn)，能滿足一般功率發(fā)動(dòng)機(jī)的工作要求。其特點(diǎn)如下：

（1）鑄造性好，曲軸可設(shè)計(jì)成較合理的結(jié)構(gòu)形狀，適應(yīng)于精密鑄造?？蓽p少加工余量，縮短加工工藝過程，降低成本。

（2）球墨鑄鐵曲軸有較高的強(qiáng)度和較小的缺口敏感性，較好的減振性及耐磨性。

（3）球墨鑄鐵中加入了銅元素，起到了細(xì)化組織、穩(wěn)定珠光體和提高強(qiáng)度的作用，使曲軸可直接進(jìn)行機(jī)械加工，省去了毛坯的正火處理工序。

毛坯鑄造技術(shù)要求為：

（1）曲柄拔模斜度為1°～l°30′其余鑄造拔模斜度為1°～30°。

（2）毛坯加工余量為：主軸頸、連桿軸頸4mm，軸頸臺(tái)肩3mm，余量偏差為。

（3）主軸頸、連桿軸頸鑄造圓角R5，其它鑄造圓角R3～R5。（4）鑄件不得有砂眼、疏松、縮孔、雜質(zhì)等內(nèi)部缺陷。

1.5（5）第4主軸頸擺差≤2.5mm，其它未注明加工余量偏差為??1.0mm：

4.3 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸主要工序分析

4.3.1 定位基準(zhǔn)的加工

4.3.2 主軸頸的加工

4.3.3 連桿軸頸的加工

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