零件的工艺分析

零件的工艺分析（共12篇）

零件的工艺分析 篇1

0 引言

在现代制造业中, 数控机床起的作用越来越重要, 同时也给机械制造业带来了革命性的变化。零件的加工质量除了受到数控机床自身精密度的影响外, 还受到加工过程中工艺措施的影响。因此, 决定采用数控机床加工零件时, 应充分考虑工艺设计受到加工质量和生产效率的影响。采用恰当的工艺措施, 对于充分利用数控机床加工高精度的零件和提高生产效率有着十分重要的意义。

1 分析零件图及加工内容的确定

当选择采用某种数控机床加工某个零件时, 并不等于要在数控机床上完成该零件所有的加工内容, 可能只是对其中一部分工序进行数控加工, 因此, 必须对零件图样进行细致的工艺分析, 采用裁定的工艺装备。对于需要通过较长时间调试的加工内容, 应当从数控加工的方便性与可能性两个方面对数控加工零件的工艺设计问题进行分析和审查。加工过程中的每一个细节都要引起加工设计人员的重视, 在不影响零件使用性能的许可范围内, 尽量满足数控加工工艺的各种需求。

2 加工路线的确定及加工工序的划分

加工路线的确定与工序的划分直接影响到数控机床的加工精度、使用效率和经济效益等一系列的问题。在对工艺路线进行安排时, 除了考虑常规的工艺要求外, 还应当考虑以下因素:①为了提高数控机床的利用率, 粗加工尽量在普通机床上完成。②在一次装夹中尽量完成所有可能进行加工部位的加工以减少更换刀具的次数。③工步安排应遵循由粗到精的原则。精铣时应尽量采用顺铣, 以降低表面粗糙度值。④在加工二维轮廓时, 应尽量选用圆弧切入切出的方式, 尽量避免采用直线进退刀方式。

3 切削用量的合理选择和刀具的正确选择

刀具的选择以及切削用量的选用决定了机床加工的质量和效率。数控机床与普通机床相比较, 对刀具的要求更加严格, 且要求安装调整方便以及精度高和耐用度高。

切削刀具的选择应遵循以下原则:①尽量选用硬质合金刀具, 合理选择刀具的几何参数, 以提高切削性能。②在满足使用要求的前提下, 刀具的长度应尽可能短。③选择可靠性和耐用度高的刀具, 减少更换和修磨次数。由于各把刀的重量不同, 要考虑安装在刀库上的平衡性。

切削用量应合理选择, 并充分考虑刀具的耐用度、机床和夹具的刚性、材质的硬度。粗加工时一般采用较大的切削深度和较大的进给速度, 精加工时则采用比较高的转速、较小的切削深度和较低的进给速度, 以保证零件的尺寸精度和表面粗糙度。

4 工艺装备的选择

①夹具的选择。加工小批量的零件时, 应尽量选用组合夹具、标准化夹具和通用化夹具, 当零件成批生产时, 为了缩短零件加工时的生产准备时间, 应设计专用夹具。夹具应当具备装夹快速、安装方便以及定位准确可靠的特点。②量具的选择。在数控机床上进行加工时, 一般选用通用量具就可以满足测量要求, 但量具的精度必须符合零件加工的精度。

5 图样尺寸的标注

通常情况下, 设计人员在进行标注尺寸时, 常采用局部分散的尺寸标注方法。编程前, 根据数控机床编程的特点, 可以对部分尺寸进行等效转换。零件图样上应以同一基准引线标注尺寸或者直接标注出坐标尺寸, 这样既有利于编程, 又便于尺寸间的相互协调。

编程原点作为编程坐标的起始点和终止点, 它的正确选择直接影响了零件的加工精度和坐标点计算的难易, 在选择编程原点时应注意以下几个原则:①编程原点应易找出, 而且测量位置也较为方便。②编程原点的选择应有利于编程和数值计算简便。③编程原点最好与图样上的尺寸基准 (设计基准与工艺基准) 相重合。④编程原点所引起的加工误差应最小。

6 实例分析

如图所示:试对毛坯尺寸为150mm×120mm×25mm的综合复杂零件进行数控加工工艺分析。

6.1 工艺分析

该零件的外形适合在加工中心上加工, 毛坯的尺寸已经符合要求无需再进行加工。在安装工件时, 要注意工件安装要放在钳口中间部位。毛坯材料是45#钢, 可以选择硬质合金类的刀具加工。

①外轮廓的加工经计算选择Φ16的立铣刀, 起刀点、加工路线、退刀点应不与其它轮廓发生干涉。在精加工时, 尺寸尽量作中间公差, 避免刀具或机床所造成的误差。②内轮廓的加工内廓中还有个椭圆形轮廓要加工, 与薄壁间的最小的距离大约只有4mm, 为保证尺寸应选择较小直径的刀具 (Φ3立铣刀) 并进行分层铣削。以Φ10的通孔作为工艺孔, 选择Φ9.8的麻花钻进行钻孔, 以孔的中心为起刀和退刀点, 铣内轮廓时, 为了保证壁厚0.78mm要更改刀补加工。③椭圆形轮廓的加工加工该轮廓前, 调整好刀补参数, 否则将造成零件的报废。④Φ10通孔和Φ26沉孔的加工在上述步骤中已经用Φ9.8的麻花钻进行通孔的粗加工, Φ26的沉孔在直径和深度上都有公差要求而且还有Ra1.6的粗糙度要求, 沉孔的加工可分为粗铣和精镗。沉孔加工完后用Φ10的铰刀对其进行铰孔。⑤2×Φ12通孔的加工从A-A局部视图可看出此孔还要进行R3圆角的加工, 用Φ10的平底刀进行加工后再用Φ12的铰刀对孔进行铰削。

6.2 刀具参数表 (表1)

7 结束语

由以上实例的数控加工工艺分析可知, 通过分析零件图结构、选择合适加工设备、确定装夹方式、选择合适刀具及切削用量, 制定出切实可行的加工方案。掌握数控机床的加工工艺不仅能够提高产品的质量, 提高生产效率, 降低生产成本, 还能够大大改善工人的劳动条件。

摘要：工艺分析是数控加工编程的前期准备工作, 工艺分析考虑不周, 往往会造成一些不必要的损失。本文首先分析了零件图, 确定了加工内容, 接着进行了工序的划分和确定了合理的加工路线, 刀具的选择和切削用量的选择和工艺装备的选择, 图样尺寸的标注, 最后通过对典型零件的实例分析, 阐述了数控加工零件的工艺制定过程。

关键词：数控,加工分析,加工

参考文献

[1]倪小丹, 杨继荣, 熊运昌.机械制造技术基础[M].北京:清华大学出版社, 2007.

[2]张世昌.机械制造技术基础[M].北京:高等教育出版社出版社, 2003.

[3]华茂发.机械制造技术[M].北京:机械工业出版社, 2004.

[4]王先逵.机械制造工艺学[M].北京:机械工业出版社, 2002.

零件的工艺分析 篇2

课题：轴类零件的加工工艺分析习题

【学习目标】

1.知识点：了解轴类零件的加工工艺过程； 2.技能点：掌握轴类零件的加工工艺分析方法。3.过程与方法：自主学习，积极讨论，踊跃展示。

4.情感和价值观：激情投入课堂每一分钟，体验学习的快乐。【重点与难点】

轴类零件的加工工艺分析方法。【导学过程】

一、通过对课本第158-163页知识点的认真阅读，完成下面的问题： 1.试简述分析轴类零件加工工艺的分析过程。

2.试简述轴类零件加工工艺分析的内容有哪些。

3.如下图所示的齿轮轴零件主要用于传递动力，材料是20Cr，齿面要求高频淬火50~54HRC，批量生产，试分析其加工工艺。（课本35页图1-77）

4.如下图所示的齿轮轴零件主要用于传递动力，材料是45钢，齿面要求高频淬火48~52HRC，批量生产，试分析其加工工艺。（课本42页图1-83）

快乐学习班级：

姓名：

小组：

组内评价：

教师评价：

5.如下图所示的台阶轴零件主要用于传递动力，材料是40Cr，齿面要求表面淬火46HRC，批量生产，试分析其加工工艺。（课本44页图2-1）

6.分析课本158页图5-1所示的传动轴，材料为45钢，小批量生产，淬火硬度40~45HRC，试分析其加工工艺过程。

7.分析课本163页图5-1所示的C6136A型车床的挂轮轴，材料为45钢，小批量生产，热处理220~260HB，试分析其加工工艺过程。

三、试一下：能不能用最简洁的语言总结出本节课的主要内容？

四、课后总结：通过本节课的学习，同学们有哪些收获？

六、每日一笑

有两个香蕉一前一后走在大街上,前面那个突然说:好热,偶要把外套脱掉,然后后面的那个就滑倒了。

一天逛小吃街，发现一家卖蛋塔的店，每一种看起都十分美味可口，想买个来试试，我问店员:请问这是单卖（丹麦）的吗？，店员：不，这是日本的。

典型轴类零件加工的工艺分析 篇3

关键词：典型轴类零件 加工 工艺分析

一、轴类零件加工的工艺分析

轴类零件加工工艺分析过程包含选择毛坯、分析技术要求、选择定位基准、热处理分析、确定加工顺序及选择刀具和给定合适的切削用量等。

轴类零件毛坯多采用锻件，曲轴类轴件采用球墨铸铁铸件。轴类零件一般轴向的技术要求不高，但是对于支承部位，轴颈的径向尺寸精度和形位精度要求却比较高：径向尺寸精度等级一般为IT6-IT8，而形位精度主要要求圆度和圆柱度。配合部位的形位公差要求为同轴度和圆跳动，主要保证配合轴颈与支承轴颈的同轴度。在定位基准选择时，由于轴上常见结构如外圆表面、内孔、螺纹等结构表面的同轴度需要满足要求，因此这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，所以一般轴类零件的定位基准都为轴的中心线。

在热处理工序中，零件一般在粗车前采用正火或退火处理，这样可以起到改善零件金相组织和切削性能、消除残余内应力的作用，防止零件变形开裂。对于性能要求较高的零件，在粗加工后、精加工前一般还要安排调质处理，以提高零件的综合性能。对于互相有相对运动的接触表面，为提高接触表面的耐磨性，需要在精加工前后进行表面淬火或进行化学热处理。

轴类零件的加工顺序要按由粗到精、由远到近（由左到右）的原则确定。切削用量的控制一般包含进给量、背吃刀量及主轴转速等因素。在粗车时采用进给量和背吃刀量较大，以减少进给次数；在精车时采用进给量和背吃刀量较小，以提高加工精度。

二、典型结构的轴类零件加工工艺分析

下图为一个典型结构的轴类零件，包含常见典型结构，如圆柱、内孔、逆圆弧、外螺纹、内螺纹、外槽、内槽等，其加工工艺分析如下。

图

毛坯材料为优质碳素结构钢，45#钢，尺寸大小为直径φ65mm、长125mm，无热处理硬度要求。

加工顺序按由粗到精、由远到近的原则确定。即首先从左到右进行外轮廓粗车（留0.5mm余量）及精车，然后钻孔、镗内退刀槽、镗内螺纹。接着换头装夹加工右端，然后粗、精车外轮廓，以及切退刀槽，最后再进行螺纹粗加工及精加工。

具体步骤为：先夹持毛坯右端，车右端轮廓95mm处，车φ40mm外圆、R6的圆弧、φ60mm外圆和R45的圆弧；接着先打中心孔，再用φ8mm钻头钻孔，深度为25mm，然后换φ20mm的钻头扩孔，接着用镗刀镗φ22.5mm的孔，再换内槽刀镗φ28mm的槽；然后再用内螺纹刀车M24×1.5的螺纹；最后调头加工φ32mm外圆、R4和R6的圆弧、φ60mm外圆，再切退刀槽；最后再车M32×0.75的螺纹。

表1 刀具的选择：左端加工用刀

序号刀号刀具规格名称加工内容备注

1T01硬质合金端面45?车刀粗、精车端面

2T02硬质合金90?车刀粗、精车φ40mm外圆左偏刀

3T03硬质合金镗刀粗、精镗φ22.5mm孔

4T04硬质合金内螺纹刀车M24×1.5的螺纹

5T05硬质合金内槽刀切φ28mm槽

6尾座硬质合金φ18mm钻头钻孔

右端加工用刀

序号刀号刀具规格名称加工内容备注

1T01硬质合金端面45?车刀粗、精车端面

2T02车刀粗、精车φ32mm外圆左偏刀

3T03硬质合金车槽刀切退刀槽

4T0460?度硬质合金外螺纹车刀车M32×0.75螺纹

掌握切削用量要根据“粗车较大，精车较小”的原则，如表2给定参考量。

表2

主轴转速

S，（r/min）进 给 量

F，（mm/min）背 吃 刀 量

ap，（mm）

粗车外圆8001001.5

精车外圆10001000.2

钻孔3001000

粗镗孔8001001.5

精镗孔10001000.2

内退刀槽300250

粗车内螺纹 100750.4

精车内螺纹200750.1

外退刀槽300250

粗车外螺纹100750.4

精车外螺纹200750.1

最后，在工艺分析基础上编写加工工艺卡，再上机切削加工。

（作者单位：安徽省行知学校）endprint

摘 要：本文针对典型结构的轴类零件的技术要求，探讨对其常见典型结构——圆柱、内孔、逆圆弧、外螺纹、内螺纹、外槽、内槽等的加工工艺分析。

关键词：典型轴类零件 加工 工艺分析

一、轴类零件加工的工艺分析

轴类零件加工工艺分析过程包含选择毛坯、分析技术要求、选择定位基准、热处理分析、确定加工顺序及选择刀具和给定合适的切削用量等。

轴类零件毛坯多采用锻件，曲轴类轴件采用球墨铸铁铸件。轴类零件一般轴向的技术要求不高，但是对于支承部位，轴颈的径向尺寸精度和形位精度要求却比较高：径向尺寸精度等级一般为IT6-IT8，而形位精度主要要求圆度和圆柱度。配合部位的形位公差要求为同轴度和圆跳动，主要保证配合轴颈与支承轴颈的同轴度。在定位基准选择时，由于轴上常见结构如外圆表面、内孔、螺纹等结构表面的同轴度需要满足要求，因此这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，所以一般轴类零件的定位基准都为轴的中心线。

在热处理工序中，零件一般在粗车前采用正火或退火处理，这样可以起到改善零件金相组织和切削性能、消除残余内应力的作用，防止零件变形开裂。对于性能要求较高的零件，在粗加工后、精加工前一般还要安排调质处理，以提高零件的综合性能。对于互相有相对运动的接触表面，为提高接触表面的耐磨性，需要在精加工前后进行表面淬火或进行化学热处理。

轴类零件的加工顺序要按由粗到精、由远到近（由左到右）的原则确定。切削用量的控制一般包含进给量、背吃刀量及主轴转速等因素。在粗车时采用进给量和背吃刀量较大，以减少进给次数；在精车时采用进给量和背吃刀量较小，以提高加工精度。

二、典型结构的轴类零件加工工艺分析

下图为一个典型结构的轴类零件，包含常见典型结构，如圆柱、内孔、逆圆弧、外螺纹、内螺纹、外槽、内槽等，其加工工艺分析如下。

图

毛坯材料为优质碳素结构钢，45#钢，尺寸大小为直径φ65mm、长125mm，无热处理硬度要求。

加工顺序按由粗到精、由远到近的原则确定。即首先从左到右进行外轮廓粗车（留0.5mm余量）及精车，然后钻孔、镗内退刀槽、镗内螺纹。接着换头装夹加工右端，然后粗、精车外轮廓，以及切退刀槽，最后再进行螺纹粗加工及精加工。

具体步骤为：先夹持毛坯右端，车右端轮廓95mm处，车φ40mm外圆、R6的圆弧、φ60mm外圆和R45的圆弧；接着先打中心孔，再用φ8mm钻头钻孔，深度为25mm，然后换φ20mm的钻头扩孔，接着用镗刀镗φ22.5mm的孔，再换内槽刀镗φ28mm的槽；然后再用内螺纹刀车M24×1.5的螺纹；最后调头加工φ32mm外圆、R4和R6的圆弧、φ60mm外圆，再切退刀槽；最后再车M32×0.75的螺纹。

表1 刀具的选择：左端加工用刀

序号刀号刀具规格名称加工内容备注

1T01硬质合金端面45?车刀粗、精车端面

2T02硬质合金90?车刀粗、精车φ40mm外圆左偏刀

3T03硬质合金镗刀粗、精镗φ22.5mm孔

4T04硬质合金内螺纹刀车M24×1.5的螺纹

5T05硬质合金内槽刀切φ28mm槽

6尾座硬质合金φ18mm钻头钻孔

右端加工用刀

序号刀号刀具规格名称加工内容备注

1T01硬质合金端面45?车刀粗、精车端面

2T02车刀粗、精车φ32mm外圆左偏刀

3T03硬质合金车槽刀切退刀槽

4T0460?度硬质合金外螺纹车刀车M32×0.75螺纹

掌握切削用量要根据“粗车较大，精车较小”的原则，如表2给定参考量。

表2

主轴转速

S，（r/min）进 给 量

F，（mm/min）背 吃 刀 量

ap，（mm）

粗车外圆8001001.5

精车外圆10001000.2

钻孔3001000

粗镗孔8001001.5

精镗孔10001000.2

内退刀槽300250

粗车内螺纹 100750.4

精车内螺纹200750.1

外退刀槽300250

粗车外螺纹100750.4

精车外螺纹200750.1

最后，在工艺分析基础上编写加工工艺卡，再上机切削加工。

（作者单位：安徽省行知学校）endprint

摘 要：本文针对典型结构的轴类零件的技术要求，探讨对其常见典型结构——圆柱、内孔、逆圆弧、外螺纹、内螺纹、外槽、内槽等的加工工艺分析。

关键词：典型轴类零件 加工 工艺分析

一、轴类零件加工的工艺分析

轴类零件加工工艺分析过程包含选择毛坯、分析技术要求、选择定位基准、热处理分析、确定加工顺序及选择刀具和给定合适的切削用量等。

轴类零件毛坯多采用锻件，曲轴类轴件采用球墨铸铁铸件。轴类零件一般轴向的技术要求不高，但是对于支承部位，轴颈的径向尺寸精度和形位精度要求却比较高：径向尺寸精度等级一般为IT6-IT8，而形位精度主要要求圆度和圆柱度。配合部位的形位公差要求为同轴度和圆跳动，主要保证配合轴颈与支承轴颈的同轴度。在定位基准选择时，由于轴上常见结构如外圆表面、内孔、螺纹等结构表面的同轴度需要满足要求，因此这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，所以一般轴类零件的定位基准都为轴的中心线。

在热处理工序中，零件一般在粗车前采用正火或退火处理，这样可以起到改善零件金相组织和切削性能、消除残余内应力的作用，防止零件变形开裂。对于性能要求较高的零件，在粗加工后、精加工前一般还要安排调质处理，以提高零件的综合性能。对于互相有相对运动的接触表面，为提高接触表面的耐磨性，需要在精加工前后进行表面淬火或进行化学热处理。

轴类零件的加工顺序要按由粗到精、由远到近（由左到右）的原则确定。切削用量的控制一般包含进给量、背吃刀量及主轴转速等因素。在粗车时采用进给量和背吃刀量较大，以减少进给次数；在精车时采用进给量和背吃刀量较小，以提高加工精度。

二、典型结构的轴类零件加工工艺分析

下图为一个典型结构的轴类零件，包含常见典型结构，如圆柱、内孔、逆圆弧、外螺纹、内螺纹、外槽、内槽等，其加工工艺分析如下。

图

毛坯材料为优质碳素结构钢，45#钢，尺寸大小为直径φ65mm、长125mm，无热处理硬度要求。

加工顺序按由粗到精、由远到近的原则确定。即首先从左到右进行外轮廓粗车（留0.5mm余量）及精车，然后钻孔、镗内退刀槽、镗内螺纹。接着换头装夹加工右端，然后粗、精车外轮廓，以及切退刀槽，最后再进行螺纹粗加工及精加工。

具体步骤为：先夹持毛坯右端，车右端轮廓95mm处，车φ40mm外圆、R6的圆弧、φ60mm外圆和R45的圆弧；接着先打中心孔，再用φ8mm钻头钻孔，深度为25mm，然后换φ20mm的钻头扩孔，接着用镗刀镗φ22.5mm的孔，再换内槽刀镗φ28mm的槽；然后再用内螺纹刀车M24×1.5的螺纹；最后调头加工φ32mm外圆、R4和R6的圆弧、φ60mm外圆，再切退刀槽；最后再车M32×0.75的螺纹。

表1 刀具的选择：左端加工用刀

序号刀号刀具规格名称加工内容备注

1T01硬质合金端面45?车刀粗、精车端面

2T02硬质合金90?车刀粗、精车φ40mm外圆左偏刀

3T03硬质合金镗刀粗、精镗φ22.5mm孔

4T04硬质合金内螺纹刀车M24×1.5的螺纹

5T05硬质合金内槽刀切φ28mm槽

6尾座硬质合金φ18mm钻头钻孔

右端加工用刀

序号刀号刀具规格名称加工内容备注

1T01硬质合金端面45?车刀粗、精车端面

2T02车刀粗、精车φ32mm外圆左偏刀

3T03硬质合金车槽刀切退刀槽

4T0460?度硬质合金外螺纹车刀车M32×0.75螺纹

掌握切削用量要根据“粗车较大，精车较小”的原则，如表2给定参考量。

表2

主轴转速

S，（r/min）进 给 量

F，（mm/min）背 吃 刀 量

ap，（mm）

粗车外圆8001001.5

精车外圆10001000.2

钻孔3001000

粗镗孔8001001.5

精镗孔10001000.2

内退刀槽300250

粗车内螺纹 100750.4

精车内螺纹200750.1

外退刀槽300250

粗车外螺纹100750.4

精车外螺纹200750.1

最后，在工艺分析基础上编写加工工艺卡，再上机切削加工。

零件的工艺分析 篇4

在一台机床上不仅具有x y z等直线移动轴之外, 还有至少一个以上的旋转轴, 同时对数控机床进行联合控制即是多轴数控机床加工工艺。在进行加工结构复杂曲面的机械零件时, 普通的三轴机床已经不能满足加工需求。然而由于多轴机床加工可以进行多角度的定位, 而且有效避免刀具的的拆装等问题, 因此多轴加工工艺广泛地应用于叶片零件的加工工艺中。

1 叶片零件的多轴加工工艺分析

从下图可以看出零件的结构为多叶片以及顶部为五角形图案和叶片底为曲面的叶轮结构。

如果采用之前的3轴数控进行加工, 对于五角星的连接处, 也不可能清晰地加工出来;然而利用相关的夹具进行加工亦需要进行多次拆装以及定位处理, 降低了工作效率, 而且加工出来的零件质量欠佳;对于这种多叶型的零件结构以上加工就显得毫无用武之地。结合整体原因分析得出:采用多轴加工理论, 进行详细地刀路设计。可以先进行零件结构的大体特征加工, 采用三轴加工工艺;然后利用多轴加工工艺对五角星部位进行加工, 最后进行叶片以及底部的多轴加工工艺。

在进行数控加工工艺的编程设计时:粗加工, 半精细加工, 精细加工。先利用大刀将零件的大体形状进行快速准确地加工;在进行半精细加工时采用较小的小刀具将上一步加工余下的多余部位进行加工, 也就是除粗加工, 但仍需要留出一定的余量, 到进行精细化加工时, 将零件根据结构进行区域的划分, 不同区域采用不一样的刀具以及加工工艺进行加工, 在加工过程中, 一定要保持加工的准确性, 精细性。

2 UG多轴编程设计

UG是一款交互性的集于CADCAMCAE为一体、功能强大、刀轴灵活的设计软件, 它不仅可以使用各种各样复杂的结构曲面的要求, 还可以在五轴数控加工程序中进行使用。

在进行UG多轴编程设计时, 将三维图打开后进入到CAM模块中, 选择相应性的加工模块, 例如:变轴加工模块, 或者是定轴加工模块, 在此零件中选择的是定轴加工。

(1) 在进行编程前, 首先需要进行:创建叶轮曲面, 选取加工轮廓;其次进行装夹准备, 在需要加工的工件底部进行槽和玫丝的定位, 并且将期安装在数控转台上, 制作直径小于工件的夹具。

(2) 进行程序的创建;将各种加工以及操作的程序进行有条理地排序, 通常情况下可以依据加工的方法或者是刀具进行命名。

(3) 进行加工零件的形状设定。需要对进行加工零件的几何体进行设定, 包括了零件几何件, 碰撞的几何体, 以及毛坯的几何体等。

(4) 对进行加工的参数进行设定。在编程过程中参数的设定非常重要, 为使零件的总高61MM得以保证, 主要加工参数设置如下:切削速度1400rmin;进给速度是800mm/min;下刀速度是300mm/min;退刀速度是3000mm/min;加工轮廓选取圆柱外圆周;加工距离是16mm。

(5) 在进行叶轮精加工时, 刀路运算以及简化曲面处理时, 可以进行分开加工, 叶轮底面, 叶片以及叶片的顶部。

1) 叶轮底面精加工, 粗加工零件整体后, 叶片左面为外凸形状, 较少的余量, 叶片右面内凹形状, 较多的余量, 所以进行加工叶轮底面时, 需要从叶片左侧边入刀, 有效减少由于先切入零件大余量处而造成的质量影响。

2) 叶片顶面精加工:叶片顶面精加工只需要采用三轴加工即可, 受到刀路的限制, 需要做2mm延长在顶部曲面的四周, 可以有进一步保证加工的精准性。

3) 叶片侧面精加工:叶片底面和顶面加工完成后, 对叶片侧面进行单独的加工。

三个区域加工时, 主要加工参数设置如下:切削速度3600rmin;进给速度是1500mm/min;下刀速度是300mm/min;退刀速度是3000mm/min。

最后进行程序的生成。刀轨能否可以适合于机床的加工程序后处理文件又是非常关键的一点, UG软件中的后处理器可以很方便地帮助使用者根据自身的需求进行特定的后处理文件。

3 结束语

文中通过利用多轴加工方法, 并且对其加工工艺以及过程进行了阐述。体现了多轴加工机床不仅可以进行多工位加工, 一次装夹即可;而且还可以有效避免复杂的加工制造以及设计的程序, 使加工时间明显缩短;进行制造过程中的刀具可以调节, 有效避免了切多切少;不仅提升了加工和制造的效率还简化了加工的编程, 很大程度上提高了经济效益。

参考文献

[1]伍伟杰, 李文辉, 覃岭.典型五轴零件的数控加工工艺分析与编程加工[J].机械工程师, 2011 (09) :90-92.

[2]张健, 唐清春.特型零件的加工工艺分析与数控加工[J].科技创新与应用, 2012 (30) :99-100.

发动机典型零件工艺分析 篇5

汽车发动机缸体加工工艺分析

1.1 汽车发动机缸体结构特点及其主要技术要求

发动机是汽车最主要的组成部分，它的性能好坏直接决定汽车的行驶性能，故有汽车心脏之称。而发动机缸体是发动机的基础零件，通过它把发动机的曲柄连杆机构(包括活塞、连杆、曲轴、飞轮等零件)和配气机构(包括缸盖、凸轮轴、进气门、排气门、进气歧管、排气歧管、气门弹簧，气门导管、挺杆、挺柱、摇臂、摇臂支座、正时齿轮)以及供油、润滑、冷却等机构联接成一个整体。它的加工质量会直接影响发动机的性能。1.1.1缸体的结构特点

由于缸体的功用决定了其形状复杂、壁薄、呈箱形。其上部有若干个经机械加的穴座，供安装气缸套用。其下部与曲轴箱体上部做成一体，所以空腔较多，但受力严重，所以它应有较高的刚性，同时也要减少铸件壁厚，从而减轻其重量，而气缸体内部除有复杂的水套外，还有许多油道。1.1.2缸体的技术要求

由于缸体是发动机的基础件，它的许多平面均作为其它零件的装配基准，这些零件之间的相对位置基本上是由缸体来保证的。缸体上的很多螺栓孔、油孔、出砂孔、气孔以及各种安装孔都能直接影响发动机的装配质量和使用性能，所以对缸体的技术要求相当严格。现将我国目前生产的几种缸体的技术要求归纳如下：

1）主轴承孔的尺寸精度一般为IT5～IT7，表面粗糙度为Ral6—0.8μm，圆柱度为0.007~0.02mm，各孔对两端的同轴度公差值为￠0.025～0.04mm。

2）气缸孔尺寸精度为IT5～IT7，表面粗糙度为Ral.6～0.8μm，有止口时其深度公差为0.03～0.05mm，其各缸孔轴线对主轴承孔轴线的垂直度为0.05mm。

3）各凸轮轴轴承孔的尺寸精度为IT6～IT7，表面粗糙度为Ra3.2～0.8μm，各孔的同轴度公差值为0.03～0.04mm。

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第 2 页 4）各凸轮轴轴承孔对各主轴承孔的平行度公差值为0.05～0.1mm。5）挺杆尺寸精度为ITO~IT7，表面粗糙度为Ral.6~0.4m,且对凸轮轴轴线的垂直度为0.04～0.06mm。

6）以上各孔的位置公差为0.06～0.15mm。

7）顶面(缸盖的安装基面)及底面的平面度为0.05～0.10mm，顶面的表面粗糙度为Ral.6～0.8μm，且对主轴承中心线的尺寸公差为0.1~0.15mm。

8）后端面(离合器壳安装面)粗糙度为Ra3.2～1.6μm，且与主轴承孔轴线垂直度为0.05～0.08mm

9）主轴承座接合面粗糙度为Ra3.2～1.6μm，锁口的宽度公差为0.025～0.05mm。

1.2 缸体的材料和毛坯制造

1.2.1缸体的材料

根据发动机的原理可以知道缸体的受力情况很复杂，需要有足够的强度、刚度，耐磨性及抗振性，因此对缸体材料有较高的要求。缸体的材料有普通铸铁、合金铸铁及铝合金等。我国发动机缸体采用HT200、HT250灰铸铁、合金铸铁和铝合金。灰铸铁具有足够的韧性和良好的耐磨性，多用于不镶缸套的整体缸体。由于价格较低，切削性能较好，故应用较广。近年来随着发动机转速和功率的提高，为了提高缸体的耐磨性，国内、外都努力推行铸铁的合金化，即在原有的基础上增加了碳、硅、锰、铬、镍、铜等元素的比例，严格控制硫和磷的含量，其结果不仅提高了缸体的耐磨性和抗拉强度，而且改善了铸造性能。用铝合金制造缸体，不但重量轻、油耗少，而且导热性、抗磁性、抗蚀性和机械加工性均比铸铁好。但由于铝缸体需镶嵌铸铁缸套或在缸孔工作表面上加以镀层，原材料价格较贵等原因，因此其使用受到一定程度的限制。1.2.2缸体的毛坯制造

由于缸体内部有很多复杂的型腔，其壁较薄(最薄达3～5mm)，有很多加强筋，所以缸体的毛坯采用铸造方法生产。而铸造过程中需用很多型芯，因此不论是造型过程还是浇注过程，都有很严格的要求。

铸造缸体毛坯的主要方法有，砂型铸造（多触点高压有箱造型），金属型

第 3 页 铸造、压力铸造、低压铸造等。缸体的浇注形式为卧式浇注，仅用两个砂箱，其型芯定位较为困难，所以容易引起毛坯尺寸及位置的偏移。在机械加工以前，需经时效处理以消除铸件的内应力及改善材料的机械性能。我国大多数汽车制造工厂还要求在铸造车间对缸体进行初次的水套水压试验1～3min，不得有渗漏现象。

关于缸体铸造毛坯的质量和外观，各厂都有自己的标准。例如对非加工面不允许有裂纹，缩孔、缩松及冷隔，缺肉、夹渣，粘砂、外来夹杂物及其它降低缸体强度和影响产品外观的铸造缺陷，特别是缸孔与缸套配合面，主轴承螺孔内表面、顶面、主轴承装轴瓦表面不允许有任何缺陷。

缸体毛坯的质量对机械加工有很大的影响，归纳起来表现在以下三个方面： 1）加工余量过大，不但造成了原材料利用率降低及浪费机加工时，而且还增加了机床的负荷，影响机床和刀具的寿命，甚至要增加生产面积和机床台数，使企业投资大为增加。

2）飞边过大会造成与加工余量过大的同样后果。由于飞边表面硬度较高，将导致刀具耐用度降低。

3）由于冷热加工定位基准不统一，毛坯各部分相互间酌偏移会造成机械加工时余量不均匀，甚至报废。

1.3 缸体的结构工艺性分析

1.3.1缸体的主要加工表面

1）缸体属于薄壁型的壳体零件，在夹紧时容易变形，故不但要选择合理的夹紧点，而且还要控制切削力的大小。

2）由于孔系的位置精度较高，故在加工时需采用相对的工序集中方法，这样就需要高效多工位的专用机床。

3）因缸体是发动机的基础零件，紧固孔、安装孔特别多，需要用多面组合的组合钻床和组合攻丝机床来加工。

4）一些关键部位的孔系尺寸精度较高，其中有相当一部分孔须经精密加工，这在大量生产条件下生产率和生产节拍也是一个很关键的问题，所以要安排成多道工序的加工。

5）缸体上有各个方向的深油道孔，加工时会造成排屑困难、刀具易折断、第 4 页 孔中心线歪斜、生产节拍较长等问题。因此对深孔应采用分段加工，对交叉油道应先加工大孔后加工小孔，也可采用枪钻进行加工。

6）斜面和斜孔的加工要采用较特殊的安装方法或采用特殊的设备。7）由于缸体各个接合面面积较大，且有较高的位置精度和粗糙度的要求，一次加工不可能满足要求，因此要划分成几个加工阶段。

8）由于缸体的加工部位多、工艺路线长、工件输送又较难处理、使生产管理上较繁杂，因而导致了生产面积和投资的增大。

9）缸体加工过程中还穿插着必要的装配瓦盖和飞轮壳工序，这在大批量生产中应该合理地安排。

10）由于缸体加工部位较多，加工要求较高，所以检验工作比较复杂。11）由于缸体形状复杂，螺孔很多，油道多面深且交叉贯通，因此清洗问题要予以足够的重视。

12）缸体各部分尺寸的设计基准不可能完全一致，故在加工时要充分考虑因基准不重合而造成的误差，必要时可考虑变更定位基准。1.3.2缸体加工工艺过程应遵循的原则

缸体形状复杂且有厚度不同的壁和筋，加工精度又比较高，因此，必须充分注意加工过程中由于内应力而引起的变形。在安排工艺过程时应遵循以下原则；

1）首先从大表面上切去多余的加工层，以便保证精加工后变形量很小。2）容易发现零件内部缺陷的工序应安排在前面。

3）把各个深油孔尽可能安排在较前面的工序，以免因较大的内应力而影响后续的精加工工序。

1.4 定位基准的选择

1.4.1粗基准的选择

缸体属于箱体类零件，形状比较复杂、加工部位较多，因此选择粗基准时应满足两个基本要求，即使加工的各主要表面(包括主轴承孔、凸轮轴孔、气缸孔、前后端面和顶、底面等)余量均匀和保证装入缸体的运动件(如曲轴、连杆等)与缸体不加工的内壁间有足够的间隙。

缸体加工的粗基准，通常选取两端的主轴承座孔和气缸内孔。如果毛坯的第 5 页 铸造精度较高，能保证缸体侧面对气缸孔轴线的尺寸精度，也可选用侧面上的几个工艺凸台作为粗基准，这样便于定位和夹紧。

由于缸体毛坯有一定的铸造误差，故表面粗糙不平。如直接用粗基准定位加工面积大的平面，因切削力和夹紧力较大，容易使工件产生变形，同时由于粗基准本身精度低，也容易因振动而使工件产生松动。通常是采用面积很小、相距较远的几个工艺凸台作为过渡基准。

10-5c所示为先以粗基准定位加工过渡基准，然后以过渡基准定位加工精基准。图l0-5a表 示毛坯侧面上的工艺凸台，底面法兰台及60°缺口。首先在铸造车间以第一，七主轴，承座孔和第一气缸孔为粗基准进行定位，从第一、六气缸孔的上部平面压紧，铣出侧面上的几个工艺凸台(过渡基准)，如图l0-5b所示，然后在机加工车间以侧面的工艺凸台及底面法兰中的两个凸台定位，初铣顶面和底面(底面为精基准)，如图10-5c所示。再以底面和靠近底面的两个工艺凸台及法兰上铸出的缺口定位，钻、铰两个工艺孔(精基准)，如图l0-5d所示。所以，缸体加工过程中选用的粗基准是第一、七主轴承座孔；第一气缸孔、底面的两个法兰凸台及60°缺口。

1.4.2精基准的选择

在选择精基准时，应考虑如何保证加工精度和安装方便。大多数缸体的精基准都选择底面及其上的两个工艺孔，其优点是：

1）底面轮廓尺寸大，工件安装稳固可靠。

2）缸体的主要加工表面，大多数都可用以作为基准，符合基准统一原则，减少了由于基准转换而引起的定位误差。例如主轴承座孔、凸轮轴轴承孔、气缸孔以及主轴承座孔端面等，都可用它作为精基准来保证位置精度。

3）加工主轴承座孔和凸轮轴轴承孔时，便于在夹具上设置镗杆的支承导套，能捉高加工精度并能捉高切削用量。

4）由于多数工序都以此作为基准，各工序的夹具结构大同小异，夹具设计、制造简单，缩短了生产准备周期，降低了成本。由于采用单一的定位基准，可避免加工过程中经常翻转工件，从而减轻了劳动量。

底面作为精基准也有一些缺点：

1）用底面定位加工顶面时，必然存在基准不重合产生的定位误差，难以保

第 6 页 证顶面至主轴承座孔轴线的距离公差（用来保证压缩比）。

2）加工时不便于观察切削过程。

也有采用顶面为精基准的，其优缺点大致与上述相反。主轴承座孔轴线虽然是设计基准，但由于其半圆孔结构和装夹不方便，所以当前国内生产中很少用作精基准。近年来国外已开始采用主轴承座孔作为精基准。

1.5 加工阶段的划分和加工顺序的安排

1.5.1 加工阶段的划分

缸体的加工可划分为四个阶段：

1）粗加工阶段

该阶段主要是去除各个加工表面的余量并做出精基准，其关键问题是如何提高生产率。

2）半精加工阶段

该阶段主要是为最终保证产品和工艺要求作好准备，对于某些部位也可以由粗加工直接进入精加工而不用半精力旺，缸体上的主要孔系的加工例如主轴承孔、凸轮轴孔、缸孔、挺杆孔等都有半精加工阶段。

3）精加工阶段

该阶段主要是保证缸体的尺寸精度、形状精度、位置精度及表面粗糙度，是关键的加工阶段。缸体上大多数加工部位，经过这一加工阶段都可完成。

4）精细加工阶段

当零件上某些加工部位的尺寸、形状要求很高，表面粗糙度值要求很低，用一般精加工手段较难达到要求时，则要用精细加工。由于精细加工的余量很小，只能提高尺寸精度和形状精度以及表面质量，而对位置精度的提高见效甚微。缸体上的不镶套缸孔及主轴承座孔常有精细加工的要求。1.5.2缸体工序顺序的安排

由于缸体形状复杂，且有厚度不同的壁和筋在加工过程中由多种原因造成的内应力易使工件产生变形。因此，加工时应遵循以下原则：

1）首先从大表面切去大部分加工余量，以保证精加工后零件的变形最小。2）切削力大、夹紧力大以及易发现零件内部缺陷的工序应安排在前面进行。3）由于加工深油孔时容易产生内应力，安排时要注意对加工精度的不利影响。

4）正确地安排密封试验、衬套和轴承等的压装以及清洗检验等非加工工序。

第 7 页 从表10-1可以看出，缸体加工顺序的安排有下面几个特点：

1）用作精基准的表面(底面及两个工艺孔)代先加工，这样使以后的加工都有一个统一的工艺基准，这不但对于简化设备工装及方使运输带来好处，而且为减少工件的定位误差提供了必要条件。

2）按照先粗后精的原则尽量把零件加工划分成几个阶段，这样有利于在加工过程中消除内应力，以限制工件在加工过程中的变形量。

3）按加工顺序便于零件进行加工。由于缸体形状复杂，输送比较困难，特别是在大量生产条件下，尽可能减少零件的转动，以免增加装置。

4）合理地安排检验工序。将其安排在粗加工阶段结束之后，装瓦盖和装飞轮壳之前。在自动线生产中每段自动线最后一个工位往往是检验，这样可防止不合格的半成品流入后面的自动线。

1.6 主要加工工序的分析

1.6.1第一道工序

拉削加工：拉削平面是一种高效率、高精度的加工方法，主要用于大量生产中。这是因为拉刀削平面的生产率很高，这是因为拉刀或工件的移动速度比铣削的进给速度要快得多。拉削速度一般为8～10m／min，而铣削时工作台的进给量一般小于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。拉削的精度较高，这是因为拉刀各刀齿的负荷分布良好，修光齿（校准齿）能在较佳的条件下工作，切削速度低，刀齿的使用寿命高。此外，拉床只有拉力(或工件)的移动，因此运动链简单，机床的刚度高。拉削平面的精度最高可达IT7，表面粗糙度为砌3.2～1.6mm。

拉削不但可以加工单一的、敞开的平面，也可以加工组合平面，在发动机零件的加工中得到了广泛地应用。若用拉刀加工缸体主轴承座孔分离面（对口面）和锁口面，既满足了高的生产率也保证了组合平面间的位置和尺寸精度，所以在国内外汽车制造业中被广泛采用。

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上图是拉削EQ6100型汽油机缸体平面用的卧式双向平面拉床示意图，该拉床是我国自行设计和制造的，全长23m、宽7.1m、高3.6m、重230t、额定拉力为450kN、行程9m.它能自动完成装卸缸体、定位夹紧、回转、翻转等工序，实现自动循环并附有排屑和吸尘装置。

缸体毛坯用推料器通过上料辊道推上第一工位回转夹具，自动夹紧后，该夹具回转90°，刀具溜板由无极变速的电动机组通过丝杠螺母机构驱动。

该机床共有刀片3000多片，拉削速度最高达到25～30m／min并实现无级变速，实际应用为7～8m／min，机床主电机功率为250kW。这种平面拉床用来加工缸体其生产效率很高，质量也非常稳定。它可以替代双面或单面组合铣床10台以上，因此占地面积大为减少，但耗电量大、刀具制造和调整比较困难，较复杂，所以投资和生产费用较大。

下拉刀全长7.55m，共分六级，对底面及锁口面进行粗拉，精拉，对半圆面进行粗拉，对口面进行半精拉及粗拉。底面拉刀采用分屑拉削法，镶以硬质合金不重磨刀片，共48齿，齿升量为0.2mm，切削余量为4.8mm。半精拉及精拉的部分采用不重磨刀片，共24齿，齿升量为0.2～0.05mm，包含三个修光齿，切削余量为1.7mm。对口面拉刀采用层剥法，共48齿，齿升量为0.2～0.05mm，切削余量为5.63 mm。半圆面拉刀采用两齿一组的分屑拉削法，共54齿，每组齿升量为0.2—0.1lmm，切削余量为4.75mm。锁口面拉刀也是采用两齿一组的第 9 页 分屑拉削法，共54齿，每组齿升量为0.2～0.13mm，切削余量为4.25mm。

上拉刀全长5.04m，顶面拉刀采用两齿一组的分屑拉削法，共72齿，每组齿升量为0.25 ～0.1mm，切削余量为5.75mm。窗口面拉刀采用层剥法，共64齿，齿升量在0.1mm以下，切削余量为5.7mm。

缸体拉削后，底面和顶面的平面度均不超过0.05mm／50mm,底面全长不超过0.lmm，顶面全长不超过0.2mm，所有加工尺寸精度均不超过±0.15mm范围。

下图所示为该机床拉削缸体各表面位置图。下拉刀拉削机体底面

1、锁口面

2、对口面3及半圆面4，然后第一工位回转夹具复位，由另一个推料器推入翻转装置，回转180°后被推入第二工位回转夹具。定位、夹紧后回转90°，刀具溜板作反向行程拉削，由上拉刀加工顶面5及窗口面6。加工以后第二工位回转夹具复位，机体被推出，由辊道送至下一道工序。

1.6.2孔及孔系加工

缸体主要加工的孔是缸孔、主轴承孔、凸轮轴孔及挺杆孔等，这些孔的直径较大、孔较深、尺寸精度和表面质量要求较高，这些孔所组成的孔系均有较严格的位置精度要求，因此给加工带来较大的困难。另一方面缸体中还有很多纵横交叉的油道孔，虽然其尺寸精度、位置精度及表面质量要求不高，但孔深较大，在大量生产条件下也成为一大难题。

第 10 页 缸孔的加工：缸孔的质量对发动机基本性能有很大影响，其尺寸精度为IT5～7，表面 粗糙度为Ral.6～0.8mm，各缸孔轴线对主轴承孔的垂直度0.05mm，有止口的深度公差为0.03～0.05mm，所以缸孔加工是难度较大的加工部位。加工时应注意以下几点：

一是缸孔的粗加工工序应尽量提前，以保证精加工后零件变形最小并及早发现缸孔内的铸造缺陷，最大限度减少机械加工的损失。

二是缸孔的精加工或最终加工应尽量后移，以避免其它表面加工时会导致缸体零件的 变形。其三是为保证工作表面的质量和生产效率，珩磨余量要小。缸孔的加工分为：

（1）粗镗缸孔： 其主要目的是从缸孔表面切去大部分余量，因此要求机床刚性足、动力性好。常采用镶有四片或六片硬质合金刀片的镗刀头，切削深度较大，在其直径方向上为3～6mm，因此容易产生大量的切削热，使工件和机床主轴温度升高。为防止这种情况的发生，有的工厂为减小切深将缸孔分为二次或三次加工，冷却主轴，以便减少缸体的变形。在大批量生产中，多采用多轴同时加工四缸或六缸，因此切削扭矩较大。为了改善切削条件，新设计的组合镗床已采用不同向旋转的镗杆和立式或斜置式刚性主轴。

（2）半精镗缸孔： 加工时使用装有多片硬质合金刀片的镗刀头，在镗杆上部设有一个辅助夹持器，其上装有倒角刀片。当半精镗缸孔的工作行程接近结束时，倒角刀片在缸孔上部倒角。

（3）精镗缸孔： 精镗时通常采用单刀头，目前在进口的机床中已普遍采用自动测量与刀具磨损补偿装置，使测量与补偿有机的联系，且由机床内部自动完成。如图10-12所示为某厂引进的缸孔精镗刀具，加工时第一把作为半精镗的刀头由刀杆中固定镗削缸孔，切削深度为总余量的2／3～3／4，行程终了时刀杆上部的刀头在缸孔上端倒角，然后楔块经液压缸驱动使第二把作为精镗的刀头伸出，并在镗削主轴返回行程中对缸孔精镗加工，其切削，深度为0.15mm左右。

（4）缸孔的珩磨： 珩磨是保证缸孔质量和获得表面特性的重要工序。它不仅可以降低加工表面的粗糙度，而且在一定的条件下还可以提高工件的尺寸及形状精度。

缸孔珩磨的工作原理如图10-13所示，珩磨加工时工件固定不动，圆周上

第 11 页 装有磨条并与机床主轴浮动连接的珩磨头作为工具，在一定压力下通过珩磨头对工件内孔表面的相对运动，从加工表面上切除一层极薄的金属。加工时，珩磨头上的磨条有三个运动，即回转运动、轴向往复运动和垂直加工表面的径向进给运动。前两个运动的合成使磨粒在加工表面上的切削轨迹呈交叉而又不重复的网纹。

为了提高珩磨效率，在珩磨缸孔时采用8～10个磨条替代过去的4～6个磨条，这样就可很快地去除珩磨余量，作用于孔壁上的压力较小也较均匀，所以珩磨时发热少，可提高磨条的寿命。当珩磨余量较大时，也可分为粗珩和精珩。粗珩余量为0.05～0.07mm，使用较软的磨料，自励性好，切削作用强、生产率较高，但加工表面易划伤。精珩时余量为5～7mm，选用硬的磨条，可用120#～280#或W28~W14，当然也可采用价格较贵的金刚石磨条。珩磨时，采用煤油作为冷却润滑液。

用金刚石磨条珩磨铸铁缸孔时，为了减少珩磨时的发热量和改善磨条与工件表面的摩擦，使用煤油作为冷却液。近年来国内外已逐步采用水来代替油巳取得了相同的效果，不仅降低了珩磨成本，珩磨后还不需清洗。汽车变速箱体加工工艺分析

2.1 汽车变速箱体及其工艺特点

汽车变速箱体是变速箱的基础零件。它把变速箱中的轴和齿轮等有关零件和机构联接为一整体，使这些零件和机构保持正确的相对位置，以便其上各个机构和零件能正确、协调一致地工作。变速箱体的加工质量直接影响变速器的装配质量，进而影响汽车的使用性能和寿命。

变速箱体属平面型(非回转体型)薄壁壳体零件，尺寸较大，结构复杂，其上有若干个精度要求较高的平面和孔系，以及较多的联接螺纹孔。其主要技术要求如下：

(1)主要轴承孔的尺寸精度不低于IT7。

(2)孔与平面、孔与孔的相互位置公差。

①前端面T1为变速箱的安装基面，它对O1轴的端面全跳动公差为0.08mm。后端面T2为安装轴承盖用，要求稍低，它对O1轴的端面圆跳动公差为0.1mm。

第 12 页 ②取力窗口面T4对O2轴的平行度公差为0.08mm，其公差等级为IT8～IT9级.③三对轴承孔中心线间的平行度公差为0.06mm，其公差等级约为IT6～IT7级,它与齿轮传动精度及齿宽等因素有关。

(3)主要孔中心距偏差为±0.05mm．由齿轮传动中心距离偏差标准规定。(4)主要轴承孔表面粗糙度为Ra1.6μm。装配基面、定位基面及其余各平面的表面粗糙度为Ra3.2μm。

(5)各表面上螺孔位置度公差为￠0.15mm。

2.2 变速箱体的材料和毛坯

该变速箱体的材料为HT150。由于灰铸铁具有较好的耐磨性、减振性和良好的铸造性、可加工性，而且价格低廉，所以它是箱体类零件广泛采用的材料。

分型面如图所示为平直面，比阶梯分型面造型简单，但由于分型面未通过O1、O2轴承孔中心线，因而毛坯孔有两段1°～3°的拔模斜度，使毛坯孔不圆，导致余量不匀。由于孔的余量较大(单边余量为4.0mm）经过四次切削，毛坯复映误差对加工精度影响不大。

上盖面与前、后端面T1，T2的最大加工余量为4.5mm；两侧窗口面余量为3mm；各主要轴承孔均铸出，直径余量为8mm。倒档孔、油塞孔和加油孔等其孔径在30mm以内，均不预先铸出毛坯孔。所有加工余量的偏差为土2.0mm。汽车发动机连杆加工工艺分析

3.1 汽车发动机连杆结构特点及其主要技术要求

连杆是汽车发动机中的主要传力部件之一，其小头经活塞销与活塞联接，大头与曲轴连杆轴颈联接．气缸燃烧室中受压缩的油气混合气体经点火燃烧后急剧膨胀，以很大的压力压向活塞顶面，连杆则将活塞所受的力传给曲轴，推动曲轴旋转。

连杆部件由连杆体，连杆盖和螺栓、螺母等组成。在发动机工作过程中，连杆要承受膨胀气体交变压力和惯性力的作用，连杆除应具有足够的强度和刚度外，还应尽量减小连杆自身的重量，以减小惯性力。连杆杆身的横截面为工字形，从大头到小头尺寸逐渐变小。

第 13 页 为了减少磨损和便于维修，在连杆小头孔中压入青铜衬套，大头孔内衬有具有钢质基底的耐磨巴氏合金轴瓦。

为了保证发动机运转均衡，同一发动机中各连杆的质量不能相差太大。因此，在连杆部件的大、小头端设置了去不平衡质量的凸块，以便在称重后切除不平衡质量。

连杆大、小头两端面对称分布在连杆中截面的两侧。考虑到装夹、安放、搬运等要求，连杆大、小头的厚度相等。

连杆小头的顶端设有油孔，发动机工作时，依靠曲轴的高速转动，气缸体下部的润滑油可飞溅到小头顶端的油孔内，以润滑连杆小头铜衬套与活塞销之间的摆动运动副。

连杆上需进行机械加工的主要表面为：大、小头孔及其两端面，连杆体与连杆盖的结合面及连杆螺栓定位孔等．连杆总成的技术要求如下：

（1）为了保证连杆大、小头孔运动副之间有良好的配合，大头孔的尺寸公差等级为IT6，表面粗糙度Ra值应不大于0.4μm，小头孔的尺寸公差等级为IT5，表面粗糙度Ra值应不大于0.4μm。对两孔的圆柱度也提出了较高的要求，大头孔的圆柱度公差为0.006mm，小头孔的圆柱度公差为0.00125mm。

（2）因为大、小头孔中心距的变化将会使气缸的压缩比发生变化，从而影响发动机的效率，因此要求两孔中心距公差等级为IT9。大、小头孔中心线在两个相互垂直方向上的平行度误差会使活塞在气缸中倾斜，致使气缸壁唐攒不均匀，缩短发动机的使用寿命，同时也使曲轴的连杆轴颈磨损加剧，因此也对其平行度公差提出了要求。

（3）连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度误差过大，将加剧连杆大头两端面与曲轴连杆轴颈两端面之间的磨损，甚至引起烧伤，所以必须对其提出要求。

（4）连杆大、小头两端面间距离的基本尺寸相同，但其技术要求不同。大头孔两端面间的尺寸公差等级为IT9，表面粗糙度Ra值应不大于0.8μm；小头两端面间的尺寸公差等级为ITl2，表面粗糙度Ra应不大于6.3μm。这是因为连杆大头两墙面与曲轴连杆轴颈两轴肩端面间有配合要求，而连杆小头两端面与活塞销孔座内档之间投有配合要求。连杆大头端面间距离尺寸的公差带正好落在连杆小头端面距离尺寸的公差带中，这将给连杆的加工带来许多方便。

第 14 页（5）为了保证发动机运转干稳，对连杆小头(约占连杆全长2/3)的质量差和大头(约占全长的1/3)的质量差分别提出了要求。为了保证上述连杆总成的技术要求，必须对连杆体和连杆盖的螺栓孔、结合面等提出要求。

3.2 汽车发动机连杆的材料和毛坯

连杆在工作中承受多向交变载荷的作用，要具有很高的强度。因此，连杆材料一般都采用高强度碳钢和合金钢，如45钢、65钢、40Cr、40MnB等。近年来也有采用球墨铸铁和粉末冶金材料的。

某汽车发动机连杆采用40MnB钢，用模缎法成型，将杆体和杆盖锻成一体。对于这种整体锻造的毛坯，要在以后的机械加工过程中将其切开。为了保证切开孔的加工余量均匀，一般将连杆大头孔锻成椭圆形。相对于分体锻造而言，整体锻造的连杆毛坯具有材料损耗少、锻造工时少、模具少等优点。其缺点是所需锻造设备动力大及存在金属纤维被切断等问题。

连杆毛坯的锻造工艺过程是将棒料在炉中加热至1140～1200°C。先在辊锻机上通过四个型槽进行辊锻制坯，然后在锻压机上进行预锻和终锻，最后在压床上冲连杆大头孔并切除飞边。锻造好的连杆毛坯需经调质处理，使之得到细致均匀的回火索氏体组织，从而改善性能，减少毛坯内应力。此外，为提高毛坯的精度，还需进行热校正、外观缺陷检查、内部探伤、毛坯尺寸检查等工序，最终获得合格的毛坯。典型的连杆毛坯采用工字形断面截形，材料为40MnB钢，进行调质处理后，要求硬度大于HB 220，大、小头厚度为39.6～40.0mm，毛坯总重量2.340～2.520Kg。此外，对两端面有形状误差要求．

3.3 汽车发动机连杆的主要工序分析

3.3.1 定位基准的加工 3.3.2 大头孔的加工 3.3.2 小头孔的加工

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第 17 页 4 汽车发动机曲轴加工工艺分析

4.1 汽车发动机曲轴结构特点及其主要技术要求

曲轴是汽车发动机的主要零件之一，用于将活塞的往复运动变为旋转运动，以输出发动机的功率，曲轴工作时要承受很大的转矩及大小和方向都发生变化的弯矩，因此曲轴应有足够的强度，支承刚度及耐磨性。曲轴的质量分布要平衡，防止因不平衡产生离心力，使曲轴承受附加载荷。

曲轴的形状和曲柄的相互位置，决定于发动机气缸的数目、行程数、排列情况及各气缸的工作顺序。在单列式多缸发动机中，连杆轴颈的数目与气缸数相同，主轴颈的数目由发动机的型式和用途决定．多主轴颈曲轴的优点是：提高了曲轴承载能力，减少了轴颈载荷。但也使曲轴长度增加，材料滑牦增加，机械加工劳动量也随之增加。

上图为六缸汽车发动机的曲轴零件简图。主轴颈和连杆轴颈不在同一轴线上。它具有七个主轴颈；六个连杆轴颈分别位于三个互成120°角的平面内。曲轴在六个连杆轴颈处形成了六个开挡，因此曲轴是一个结构复杂、刚性差的零件。

为了保证曲轴正常工作，对曲轴规定了严格的技术要求。主要技术要求如下：

（1）主轴颈和连杆轴颈的尺寸精度为0.02mm；轴颈的圆度误差和轴颈轴线间的平行度误差均不大于0.015mm；轴颈表面粗糙度不大于Ra0.32μm。

（2）连杆轴颈与主轴颈轴线间的平行度误差在每100mm长度上不大于0.02mm。

（3）以1，7主轴颈支承时，第4主轴颈的径向圆跳动误差不大于0.03mm；装飞轮法兰盘的端面窜动误差不大于0.02mm；法兰盘的端面只允许凹入，以保证和飞轮端面可靠贴合，凹入量不大于0.1mm。

（4）曲柄半径尺寸精度为±0.05mm。

（5）连杆轴颈之间的角度偏差不大于土30°。

（6）主轴颈、连杆轴颈与曲柄连接圆角的表面粗糙度不大于Ra0.4μm。（7）曲轴轴颈表面热处理后硬度不低于46HRC。

第 18 页（8）曲轴需径动平衡，动平衡精度小于100g·cm。（9）曲轴需要进行磁力探伤。

在曲轴的机械加工过程中，遇到的主要问题是工件的刚性差，因此需要采取措施克服刚性差对加工过程的影响，以达到曲轴的技术要求。常采取的措施有：

（1）用两端传动和中间传动的方式驱动曲轴，改善曲轴的支承方式和缩短支承距离，减小加工中的弯曲变形和扭转变形。

（2）在加工中增加辅助支承，提高刚性。

（3）使定位支承基准靠近被加工表面，减少切削力引起的变形。（4）增设校直工序，减小前道工序的弯曲变形对后道工序的影响。在曲轴加工中，需要选择径向、轴向基准及圆周方向上的角向基准。各基准的选择如下：

（1）径向基准： 加工中选毛坯两端主轴颈为粗基准铣两端面并钻两端中心孔，再以两端中心孔作径向定位基准。此基准也是曲轴的设计基准．曲轴加工中所有主轴颈及其它同轴线轴颈的粗、半精、精加工都用中心孔定位。加工连杆轴颈时一般采用两个主轴颈外圆表面作定位基准，以提高支承刚性。

（2）轴向基准： 曲轴轴向的设计、安装基准都是第4主轴颈的两侧端面。加工连杆轴颈时选用该轴颈的止推轴肩端面作轴向定位基准。曲轴本身不需要精确的轴向定位，在磨削加工工序中采用中心孔作轴向基准，用定宽砂轮靠火花磨削加工轴颈侧端面，轴向尺寸精度取决于磨削前的加工精度和磨削中的自动测量系统。

（3）角向基准： 采用在曲柄臂上铣定位面和在法兰盘端面钻定位工艺孔的方法来实现角向定位。曲柄臂上的工艺定位面周向定位精度低，用于粗加工工序，法兰盘上的工艺孔定位精度高，用于磨削和抛光等精加工工序。

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第 20 页 4.2 汽车发动机曲轴的材料和毛坯

由于曲轴要有高的强度、刚度和良好的耐磨性，因此一般都选用优质碳素钢、合金钢、球墨铸铁、可锻铸铁或合金铸铁等材料制作。对于钢制曲轴，主要采用模锻方法制作毛坯．模锻毛坯的金属纤维分布合理，有利于提高曲轴强度。近年来稀土球墨铸铁应用广泛，它有很多优点，能满足一般功率发动机的工作要求。其特点如下：

（1）铸造性好，曲轴可设计成较合理的结构形状，适应于精密铸造。可减少加工余量，缩短加工工艺过程，降低成本。

（2）球墨铸铁曲轴有较高的强度和较小的缺口敏感性，较好的减振性及耐磨性。

（3）球墨铸铁中加入了铜元素，起到了细化组织、稳定珠光体和提高强度的作用，使曲轴可直接进行机械加工，省去了毛坯的正火处理工序。

毛坯铸造技术要求为：

（1）曲柄拔模斜度为1°～l°30′其余铸造拔模斜度为1°～30°。

（2）毛坯加工余量为：主轴颈、连杆轴颈4mm，轴颈台肩3mm，余量偏差为。

（3）主轴颈、连杆轴颈铸造圆角R5，其它铸造圆角R3～R5。（4）铸件不得有砂眼、疏松、缩孔、杂质等内部缺陷。

1.5（5）第4主轴颈摆差≤2.5mm，其它未注明加工余量偏差为1.0mm：

4.3 汽车发动机曲轴主要工序分析

4.3.1 定位基准的加工

4.3.2 主轴颈的加工

4.3.3 连杆轴颈的加工

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零件的工艺分析 篇6

关键词：机械加工；作用；工艺孔；应用

在机械零加工的过程中，工艺孔并不仅仅是产品件上的孔，它涉及的范围比较地广泛。工艺孔是在为了迎合工厂制造的需要，当操作不流畅时，可以再工艺上增设一些孔备用。笔者经过多年实践经验的积累，阐述了“工艺孔”在机械加工过程中的作用以及具体使用情况。

1.工艺孔的作用

在产品进行工艺加工的过程中，工艺孔的作用有以下几点：

1.1能够保持铸造冷却后零件的原形、阻滞内应力的产生等。

1.2能改善淬火后的应力分布状态，使零件经过工件热处理后的变形值达到最低值。

1.3操作结束后工艺孔的作用有两条，第一是能够检查焊缝气体的密封性是否良好，第二是在焊接的过程中，能使焊件的连接强度最大。

1.4在加工制造的过程中，工艺孔可以起到一个中心点作用，帮助零件准确的定位。能方便保证工件的高精度尺寸要求；可以减少加工内应力的产生，从而保证产品的质量。

1.5在测量或者装配时装置工艺孔，能够提高工艺操作的效率，并且以此保证装配的精度。

2.工艺孔在模具部位的具体使用

注塑模具的各种型腔主要是通过螺丝来锁紧。（1）把螺丝穿过相应的模板，最后到模板的地面。这种方法也存在着其缺点：在拆除模具时不能正放，必须侧放，在拆卸之前，必须得用紫铜棒将型芯进行敲击，在整个过程中，对型芯适用设备会造成很严重的损害。一般这种方法不适用于所有的工艺加工。它只适用于型芯设备装置比较小巧的模具。（2）把螺丝穿过型芯，然后将其钉在模板上面，在型芯的对角螺丝上烙螺纹。此种方法适用于规模比较大型的模具，在操作过程中，只要将螺栓插入对应的螺纹孔里，接着使用天车，再轻轻地把模具托铜捧起。在型芯上面用备好的紫铜棒进行轻轻地敲打。最后才能将整个模具给卸下来。此种方法在整个操作的过程中，能够使模具得到保护，防止遭受损害。

3.工艺孔在不同工艺制作的使用情况

以下是几个应用实例都是机械加工艺孔的常用方法，经过实践的验证，这些方法都能够达到预期目的。

3.1铸造工艺的应用。在使用砂型铸造工艺时，可以在砂孔的一侧保留一段。为了能够使气孔的运行不出现状况，在出砂孔还安装了一些具有保温作用的设备。除此之外，如果铸造件的不同部位的壁厚存在很大的差异时，不仅在壁厚处能出现收缩、气孔变小等状况，还可能会因各个地方的致冷速度快慢不一，导致各个部分产生的铸造应力不均匀，最后的结果就是铸件发生裂开。这时，也不用慌张，可以采取以下几种方法：1.通过安装一些工艺孔、橡皮筋等方法使铸件的壁厚变得均匀。2.可以使用一些工具将型芯变得稳固起来，这样便于型芯的维护与拆卸，从而添加了工艺孔因为铸件容易的各部分壁厚相差过大，

3.2在焊接工艺的应用。在焊接过程中，开工艺孔发挥着很大的作用，首先它可检查其密封性。看是否有达到预期的效果，其次是当焊接的过程完成后，它可以保证温度的稳定性，避免遗留的其他造成温度上升或者下降，如果没有这个孔，会因热胀冷缩的原理，在焊接时有负面的影响。工艺孔的种类非常多，如在操作过程中，使用的是塞焊孔，它能保证钢板间的连接效率。

3.3在热处理工艺的应用。在进行淬火的过程时，工艺孔可改进淬火的应力分布状态。还有在设计零件的外部轮廓时，要考虑其对称性。否则，操作结束后的零件会变形，如果在某部位开凿一个工艺孔，就会大大地减低它的变形程度。

3.4在斜面孔的加工工艺的应用。在产品加工过程中，可以再适当的位置设定一个工艺孔，先完成工艺孔的加工，然后，再进行斜面孔的加工。

3.5拉伸制造的工艺。在拉伸过程中，如果是使用反拉伸成形的零件可能会导致拉裂的现象，因此，在加工过程中，可以添加一些工艺孔或者工艺切口的方法来有效的解决。还有就是要检查一下所要添加的工艺孔是否存在质量问题，以免因材料的一些细节因素而导致变皱等现象。所以一般的情况下工艺孔在拉应力大的板件拐角地方设置，同时，其外形方面不能随便调整，他要根据拉伸模具的调试过程进行相关的调整。如，一辆东风的柴油汽车进行外围拉伸时，就是采用反成形的方法。可在拐弯的地方设置一个工艺孔。采用此种方法能够保证拉伸件的质量。此外，工艺孔设置的位置也不能马虎，他应该设置在在拉伸的废料部位，这样能够在最后的步骤将它裁掉。

3.6在线切割加工。在线切割加工的过程中，为了能够保持其原形，在淬火之前，可以使用在线切割，轨迹线之外可用相关设备在合适的部位制作一个工艺孔，暂时备用为切割加工准备工作的穿丝孔。这样在整个的操作过程中，可以确保零件的周围是处于一个密闭的状态，从而会最大限度的保持原形。

3.7研磨加工。为了能够降低模具加工过程的错误，保证加工时的质量，在一般情况下，是在整个模具加工的过程中多多地备用一些工艺孔以便用来研磨。此种方法在一些外板件的设计过程中经常广泛地借鉴。

3.8弯曲加工。在机械加工的过程中，首先要在零件的某个部位添设备用的工艺孔。如果是一些反复弯曲变形的零件，那我们可以把工艺孔作为中心点，具有定位的作用，这样能够提高其工艺操作的效率，减少失误，以确保产品的品质。

3.9测量工艺的操作。不管是在进行什么工艺的测量，如果中途的测量出现了问题或者难以测量下去，可以再某个部位增设工艺孔。

3.10装配工艺的操作方法。为了能够在操作时保持装配孔的原形，可以在弯曲变形的部位制作一个工艺孔，这样可以讲弯曲的部位进行有效地调整，从而确保它回归原本的形状。

结语：

通过以上的阐述，我们知道大部分的机械加工都会使用到工艺孔，不同的工艺使用工艺孔的方法也不尽相同，通过这些方法的对比，在进行不同的加工操作时，都有遵循其规范去操作，否则，不经意地就会造成意想不到的损失。在整个过程中，要正确的去使用工艺孔，就能有效地降低零件加工的失误，确保达到预期的效率。所以，对于一些机械零件加工的技术人员，工艺孔的使用方法要必须掌握。

参考文献：

[1]刘晓辉，王大红.工艺孔在机械零件加工中的应用[J].装备制造技术，2009（3）：136-139.

[2]梁国栋，李大成.工艺孔在注塑模具中的应用[J].模具技术， 2012（1）：46-48.

零件的工艺分析 篇7

1 概述

本文以轴流转浆式水轮机的转轮零件为例, 分析曲面零件在普通机床的加工工艺技术。轴流转浆式水轮机可分成两大部分, 即转动叶片与转轮体。轴流转浆式水轮机的叶片通常有4-6片, 其形状有弧度的扇形, 整体外缘线型也为曲面。该类曲面零件在普通机床加工事, 需要按照其特定的形状、大小以及外缘线型特征进行, 以保证零件与轴流转浆式水轮机的吻合。普通机床加工轴流转浆式水轮机曲面零件——叶片的原理是:利用模型间的相互活动 (带有弹簧的刀杆带动着刀具, 依照着靠模的形状运转, 刀具在这样的运转下就会在加工的零件上留下其户型的运动轨迹) 对零件的弧形曲面进行加工。

2 曲面零件在普通机床上加工工艺技术的改进

2.1 改进加工曲面的普通车床

普通车床加工曲面零件必须有足够的切削运动方式。普通车床加工普通零件的切削运动只有简单的主运动、横向进给运动、纵向进给运动几种, 而加工曲面零件则必须按照铣床加工曲面必须的切削运动要求, 在主运动、横向进给运动、纵向进给运动的基础上再加入垂直进给运动、纵横合成进给运动, 并在增加相应切削运动方式的同时进一步改造加工车床。

2.2 切削运动改造部件分析

普通车床切削运动具备主轴旋转、纵向进给运动部分、横向进给运动部分。主轴旋转由卡盘与工件一同做旋转运动, 是车床主运动部分。然而, 曲面槽切削加工时不需要这一部分参与。从人员安全与设备安全方面考虑, 应当对卡盘进行拆卸, 并给主轴安装防护罩。纵向进给运动是大滑板在丝杆的带动下, 沿着车床导轨进行反复运动。这一部分与加工曲面槽的纵向进给运动相符合, 可以原样保留。横向进给运动是根据垂直于车床的导轨做水平垂直方向的进给运动, 与加工曲面槽所需的横向进给运动相符合, 也可原样保留。加工曲面槽还需要在车床上加入控制切削深度的垂直进给运动, 该进给运动需垂直于车床导轨进行。此外, 还需加入切削S型曲面槽的纵横合成进给运动。

2.3 加工曲面零件所需的立铣头设计

传统的铣刀传动机制为:电动机电源接通→皮带轮随之旋转→三角带带动塔形皮带轮旋转→皮带轮带动立铣头主轴旋转→主轴带动铣刀旋转。传统的铣刀垂直进给运动流程为:放松锁紧器→旋转齿轴→齿轮与齿条啮合带动机架做上下直线移动→铣刀做垂直进给运动。加工曲面零件时, 需设计特定的立铣头。首先, 在立柱的侧面安装一根齿条。齿条由2只圆锥体销子定位和2只M12螺栓固定在立柱上。机架中间的内孔与立柱的外圆配合, 齿轮箱的齿轮与齿条啮合。当转动齿轴时, 机架随着齿轮沿着齿条上下移动, 即铣刀可以做垂直方向的进给运动。然后, 再在机架一端安装电动机, 塔形皮带轮的内孔与电动机的转轴配合, 拆去车床上的小滑板和刀架, 将中滑板转盘T形槽上的两只螺栓与立铣头立柱上的两个固定孔配合固定。

2.4 曲面槽的靠模法

曲面槽的靠模法是指滚轮在车床大滑板进行纵向进给运动时, 沿着固定靠模板的模型曲面做运动, 当滚轮进行纵横合成进给运动时, 铣刀加工出与固定模版中模型曲面一致的工件表面。

2.5 普通车床铣削加工工作台的添置

曲面零件的加工技术中, 铣削加工工作台是必不可少的装置, 如图1所示。可在普通车床两端的导轨上设置2副支撑座、2副压板, 以螺栓等将支撑座、压板与车床床身进行固定。在固定好的装置上放置工作台, 以螺栓等对支撑座与工作台进行加固。这样就可得到一个与车床导轨平行度高的铣削工作台面。

3 普通机床曲面叶片优化设计

3.1 普通机床曲面零件加工原理

由于轴流转桨式水轮机的转轮叶片外缘为弧形曲面, 其叶片形状多为扇形。普通机床加工该类零件时, 加工刀运动轨迹必须贴合叶片外缘。为加工出符合转轮体曲面与间隙的叶片, 通常普通车床需通过两个刀架和弧形靠模以及弹簧刀杆的配合运动完成。具体表现为, 刀具在弹簧刀杆的带动下沿着靠模进行运动, 通过刀具的运动轨迹得出加工零件所需的弧形轨迹, 从而完成曲面零件的加工。

3.2 普通车床加工曲面零件的基础设备要求

普通机床通常用以加工造型较为简单的零件。在加工曲面零件时, 需要对普通机床进行适当改造, 使其至少具备2个刀架、适用的靠模、弹簧刀杆、合理的加工尺寸范围。加工尺寸范围的设定, 可以根据2倍的弹簧刀杆尺寸、加工转轮的直径距离以及靠模的长度三方面尺寸的总和来进行。由于转桨水轮机的转轮一般都有约3m的直径, 那么加工的弹簧刀杆长度、加工转轮的直径、靠模长度分别为0.6m、2.5m、0.3m。根据以上尺寸计算, 加工立车尺寸应大于5m。尺寸在5m左右的立车设备配备与生产安排难度较大, 若投入大尺寸的立车与大尺寸的靠模装置, 其成本非常高。因此需要尽量缩小立车尺寸, 并尽量在不使用靠模装置的条件下完成水轮机转轮的叶片外圆加工。

此处之所以要省去靠模装置, 是因为当水轮机转轮叶片的转轮直径过大时要利用普通3.4m左右的立车完成加工, 而靠模装置的尺寸与水轮机转轮叶片的转轮直径差距很大, 无法使用。普通机床在不使用靠模装置的条件下加工水轮机转轮叶片, 需选择正确的刀具。其中, 刨床加工中的弧形部件加工样板刀, 加工出的工件形状以及精确度能与加工要求基本相符。但是, 该样板刀在加工水轮机转轮叶片时, 与工件的接触面积较大。工件与刀具双方所承受的刀削力都过大, 因此直接使用刨床弧形部件加工样板刀的方式显然也不可取。因为立床与刨床在结构上存在较大区别, 其加工方式不同, 两者的刀具要求与刀具使用方法也不同。所以, 可在刨床样板刀的基础上, 加工定制适用于立床用的样板刀。同时, 需正确对立床样板刀安装进行找正、装夹以及对刀, 避免工件挤动或刀具松动等给加工过程造成阻碍。特别是夹装过程与对刀环节必须密切注意, 以免对加工进度造成不利影响。此外, 需注意, 当加工过程中使用了靠模装置时, 加工的位置应选在叶片关闭处, 以利于样板刀运动。

3.3 加工操作注意事项

(1) 为保证加工质量与精确度, 进行轴流转桨式水轮机的转轮叶片加工前, 需对叶片旋转的中心线进行标注, 同时对叶片旋转的垂直线进行正确标注。正确的标注可以保证加工道具固定位置在牢固稳定的同时具备准确度, 刀具的中心线也可以叶片旋转中心为目标进行重合。

(2) 曲面叶片加工时, 为减小精加工中的切削力、进刀量以及刀具磨损等, 需改进切削方式。此外, 在粗加工过程中, 需计算出精确的转轮叶片直径、球形轨迹长度, 以确定走刀轨迹。

(3) 由于精加工时, 立车与刨刀的走刀方式不同, 自动走刀的方式又不可取, 因此可采取手动进刀方式以控制进刀量的精确度。进刀过程中, 最需要关注的是刀具与工件的接触面积, 因为刀具与工件接触面积的微妙变化会造成进程异常。当刀具与工件接触面过大, 产生刀台剧烈抖动或者产生怪响等现象时, 应停止加工。

(4) 应随时对加工精度进行检查。可在刀架上安装样板, 并保持工件旋转状态, 以塞尺对样板与工件进行衡量对比, 以适时检查两者差距。

4 结语

当前, 普通机床加工曲面零件的工艺技术较为复杂。由于普通机床自身欠缺直接加工弧形曲面零件的条件, 因此加工前, 必须对普通机床进行改造。例如, 适当删减与加设切削运动, 根据曲面零件加工要求设计立铣头, 选择、开发合适的靠模, 设置铣削加工台等。在曲面零件加工过程中, 需要注意保证加工精确度, 控制好切削力和进刀量。同时, 要时刻注意检查加工精度。

参考文献

[1]李闪林.浅谈普通机床加工的曲面零件工艺[J].山东工业技术, 2015, (15) :9.

紫铜零件小尺寸孔的钻孔工艺分析 篇8

零件的孔除有些是铸造成形或冲压成形外, 大部分是经过钻孔而成。钻孔工作通常也是铰孔、攻丝、镗孔、拉削等工作之前置操作。为了使钻孔顺利进行, 应事先考虑可能出现的各种问题, 如工件材料的性能、选择什么样的钻头及机床、选用哪种适当的钻头几何参数、钻头长度、钻头材质等。紫铜是比较纯净的一种铜, 一般可近似地认为是纯铜, 其塑性较好, 但强度、硬度较底。紫铜钻削时切削力小, 并且切削温度较低。由于紫铜的塑性很高 (δ=50%) , 切屑不易断裂, 变形大, 会卷在一起, 排屑困难。特别地, 当用普通的麻花钻钻直径1~5mm、孔长径比大于5的小孔时将是特别困难的。由于小钻头的刚度差, 横刃较宽, 轴向力较大和容屑槽小, 造成排屑不好, 使切屑易堵在孔中, 将钻头卡住而折断。针对紫铜零件小尺寸孔钻削难题, 本文将以某电流传感器的一个紫铜零件为例, 介绍紫铜零件小尺寸孔的钻孔工艺方法。

1 工艺分析

如图1 所示, 是一种大电流传感器的一个紫铜零件, 该零件的正面有6 个M5 的通螺纹孔, 通孔深14mm , 预先要钻孔的钻头直径为4 . 2mm , 而该零件的侧面则各有3 个M4 的盲螺纹孔, 盲螺纹孔的螺纹有效深度为12mm, 孔深17mm, 预先要钻孔的钻头直径为3.3mm, 由于两种螺纹孔孔径较小, 孔深较大, 在用一般麻花钻预钻孔时会有如下问题:新钻头刚开始钻削, 由于钻头主切削刃与横刃尚未磨钝, 由于紫铜的塑性, 切屑不易断裂, 钻孔时会有卷状切屑不停地向外排出, 钻孔比较顺利。但钻几个孔后, 由于钻头主切削刃与横刃磨钝, 切屑变为脆片状, 钻头产生振动与噪声, 排屑不好, 切屑易堵在孔中, 造成钻头折断。必须要有新的工艺方法与麻花钻研磨方法。

1.1 钻头的选择

针对图1 所示的较深小尺寸的孔来说, 用普通麻花钻是最经济的。麻花钻的种类较多, 按钻头材料不同, 分为碳钢钻头、高速钢钻头和硬质合金钻头等等。针对麻花钻的几何参数, 我们来分析一下其意义与作用, 进而优选出最合理的上述紫铜零件小尺寸孔加工钻头。

如图2 所示, 是最普通的麻花钻几何参数图, 其各参数的意义与作用如下:

1) 钻头顶角2φ:减少顶角, 轴向力小, 耐磨性好, 利于散热, 但转矩增大, 排屑困难, 适于脆性大、耐磨性好的材料;加大顶角, 钻头定心差, 切削厚度增大, 切削转矩低, 适于钻塑性大的材料。

2) 钻头螺旋角 β:螺旋角与钻头外缘轴向剖面内的前角近似相等, 螺旋角越大, 前角越大, 切削刃越锋利, 切削越省力, 切屑易排出。但螺旋角太大, 切削刃强度及散热条件越差, 螺旋角大小应根据不同的材料来确定。

3) 钻头前角 γ0:主切削刃上各点的前角变化很大, 从外缘到钻心, 由大逐渐变小, 直至负值。

4) 钻头后角 α0:钻头上每一点的后角, 从外缘到中心逐渐增大, 后角越大, 摩擦越小, 切削力越小, 但刃口的强度减弱。

5) 钻头横刃斜角 φ:横刃斜角与后角有关, 后角大, 斜角减小, 横刃变长, 横刃越长进给抗力越大, 钻头不易定心。

6) 钻头钻心厚度d1:钻心厚度由切削部分逐渐向尾部方向增厚。钻心厚度过大, 虽强度增加, 但容屑空间减小, 横刃变长, 切削时轴向力增大。其作用主要是为保持钻头有足够的强度和定心作用。

针对图1 所示紫铜零件, 由于紫铜的塑性很高, 钻头顶角2φ 要比通常的大, 取140°。由于紫铜加工排屑不好, 钻头螺旋角 β 也要比通常的大, 取35°~40°。

1.2 紫铜零件钻孔加工钻头的刃磨

1) 钻头横刃修磨:如图3 所示, 修磨时将横刃磨短至原来长度的1/3~1/5, 并形成内刃, 内刃斜角 τ=20°~30°, 内刃处前角γτ=0°~-15°。横刃修磨的作用是:横刃修磨后使靠近钻心处的前角增大;减少轴向抗力和挤刮现象;改善定心作用。

2) 主切削刃修磨:如图4 所示, 方法为修磨出钻头第二顶角2φ0和过渡刃f0, 一般2φ0=70°~75°, f0=0.2D。主切削刃修磨的作用是:修磨后增加主切削刃的总长度和刃尖角ε, 从而增加刀齿强度, 改善散热条件, 提高了主切削刃交角处的抗磨性和钻头的使用寿命, 同时也有利于降低孔壁表面粗糙度值。

3) 分屑槽修磨:方法为在钻头的两个主后面上磨出几条相互错开的分屑槽。分屑槽修磨的作用是:可改变钻头主切削刃长、切屑较宽的不足, 使切屑变窄, 排屑顺利, 尤其适用于钻削钢料。直径大于15mm的钻头都可磨出分屑槽, 如图5 (a) 所示。对于直径小于5mm的钻头, 如磨分屑槽不方便, 可采用磨出阶梯刃的办法, 如图5 (b) 所示。

针对于图1 所示工件, 孔径为 3.3mm及 4.2mm, 长径比为3~5 之间, 工件材质为紫铜, 根据加工经验, 当钻头刃磨时, 可将钻头横刃磨短至原来长度的1/3~1/5, 将钻头顶角2φ 磨为140°, 而钻头第二顶角2φ0磨为90°左右, 由于钻头直径较小, 不必磨分屑槽。

1.3 紫铜零件钻孔加工切削用量的选择

1) 切削速度v (m/min) :切削速度与刀具材质、工件材质、钻孔孔径大小及所钻孔的长径比有关, 对于图1 所示工件, 孔径为 3.3mm及 4.2mm, 长径比为3~5 之间, 工件材质为紫铜, 根据加工经验, 当钻头为高速钢时, 切削速度取15~20m/min, 当钻头为硬质合金时, 切削速度取20~30m/min。根据切削速度v=πd0n/1000, 可以计算出两种孔径加工时的主轴转速, 当钻头为高速钢时, 钻孔径为 3.3mm的孔时, 主轴转速取1500r/min左右, 当钻孔径为 4.2mm的孔时, 主轴转速取1200r/min左右。

2) 进给速度f (mm/r) :进给速度也与刀具材质、工件材质、钻孔孔径大小及所钻孔的长径比有关, 对于图1 所示工件, 孔径为 3.3mm, 长径比为5, 工件材质为紫铜, 根据加工经验, 进给速度取0.02mm/r左右。而对于图1 所示工件, 孔径为 4.2mm, 长径比为3, 工件材质为紫铜, 根据加工经验, 进给速度取0.03mm/r左右。

1.4 紫铜零件钻小孔加工操作注意事项

1) 钻头夹紧位置要正确, 对于小直径钻头, 由于刚度低, 轴向受力后易变形弯曲, 使孔钻歪, 导致钻头很容易折断, 为了避免这种情况发生, 要使钻头伸出夹头尽量短, 提高钻头刚度。

2) 工件夹紧位置要正确, 工件钻孔面务必放平, 使钻头轴线垂直于工件的平面, 避免钻头钻孔时受到径向力, 使钻头弯曲, 使孔钻歪, 导致钻头很容易折断;此外, 钻小孔时, 为了防止钻头跑偏, 在钻孔前, 可用中心钻先钻一个定位孔, 然后再用钻头钻孔。

3) 钻紫铜零件的小孔时, 要加切削液, 切削液采用5%~8%乳化液加煤油的混合液, 也可以用菜油。

4) 一定要严格根据钻头直径和排屑情况, 控制每次钻削孔深, 勤退出钻头进行排屑, 防止切屑堵在孔中, 使钻头折断。

5) 当采用数控编程钻孔时, 考虑钻孔时要退出钻头进行排屑, 不能用单个G81 指令编程, 而用深孔琢钻G83编程, 虽然可行, 但每次钻深要以孔底部每次允许的钻深为准, 进给速度也要以孔底部允许的进给速度进行钻削, 生产效率较低。为了提高钻孔效率, 我们可以用多个G81指令编程来钻某个孔, 例如, 当用 3.3mm的钻头钻一个17mm深的孔时, 可以第1 次钻9mm, 第2 次钻3mm, 第3 次钻2mm, 第4 次钻2mm, 第5 次钻1mm, 用G81 指令编程如下:

……

G98G81X--Y--Z-9 R2 F40

Z-12 R-7 F35

Z-14 R-10 F30

Z-16 R-12 F25

Z-17 R-14 F20

G80

……

6) 当钻头磨钝, 发出振动噪声, 或加工的孔壁粗糙及孔的形状与尺寸有较大偏差时, 要及时研磨或更换钻头, 防止过度使用而使钻头断在孔中, 不易取出。

2 结语

紫铜零件小尺寸孔的钻削加工, 当孔较深时, 由于小钻头的刚度差, 强度差, 容屑槽小, 造成排屑不好, 使切屑易堵在孔中, 将钻头卡住而折断。通过对普通麻花钻的结构分析, 零件加工工艺分析, 对于紫铜零件小尺寸较深孔的加工, 一般应采用短刃、大螺旋角、大钻头顶角的钻头, 效果较好;而在钻头刃磨时, 可将钻头横刃磨短至原来长度的1/3~1/5, 将钻头顶角2φ 磨为140°, 而钻头第二顶角2φ0磨为90°左右, 效果较好;另外在钻孔加工时, 合理的切削用量及合理的操作方法也是必要的。

参考文献

[1]黄涛勋.简明钳工手册[M].上海:上海科学技术出版社, 1987.

[2]陈家芳, 曹志鸿, 唐益萍.实用金属切削加工工艺手册[M].上海:上海科学技术出版社, 1996.

[3]叶旭明, 郭易, 周兆元, 等.工具钳工实际操作手册[M].沈阳:辽宁科学技术出版社, 2009.

零件的工艺分析 篇9

图1为企业客户提供的零件图, 结合客户生产通知单可知, 该产品为规则、大批量小型零件, 材质为AL6061-T6, 具有材质轻, 强度高, 良好的可成型性、抗腐蚀性和可焊接性, 氧化效果好等特性, 属于易切削材料, 合理确定数控加工工艺对实现优质、高效、经济的零件加工有着极其重要的作用。

2 加工工艺

2.1 图纸分析

(1) 根据图纸可知图1所示A、B为产品设计基准, 加工时应尽可能地选用基准边定位;

(2) 根据图纸可知 (6) (7) (8) (9) (10) 号尺寸为精度尺寸;

(3) 图纸技术要求中, 产品利边倒钝、表面需阳极氧化处理, 因此在编程的时候孔口及尖角部位需倒角处理, 无特殊要求的为C0.15即可, 同时, 加工时应注意产品外观的保护, 预防人为因素造成表面压伤、刮花等现象, 否则阳极处理后会出现明显表面质量问题, 产品将被视为NG;

(4) 根据图纸分析, 为实现图纸尺寸要求及产能要求并兼顾加工成本, 在此选用三轴加工中心来加工;

(5) 根据图纸要求, 结合三轴加工中心特点, 确定轴承座加工工艺流程卡, 如表1所示。

2.2 画工序图、设定公差

根据工艺要求和客户提供的图纸, 画出各工序的工序图, 并根据生产需要设定好公差, 以保证换工序时各工序的关联尺寸。

2.3 夹具设计

根据零件图纸, 此产品相对较小, 加工内容少、时间短, 如果采用单件形式加工, 势必提高了装夹频率, 增加了操作员的劳动强度, 直接影响生产效率。为了提高生产效率, 降低操作员的劳动强度, 笔者在保证品质和安全的情况下, 采用“机用平口钳+组合夹具 (底部加垫块, 用螺丝固定) ”的形式, 设计的夹具3D效果如图2所示, 这种夹具有一次装夹多件加工、操作简单的特点, 同时具备零件装夹时的方便性和高效性, 有利于提高机床的利用率, 节约了多次设计夹具的成本。

2.3.1 加工中心工序一

图3为轴承座 (毛坯件) 的装夹和工序一的效果。

2.3.2 加工中心工序二

图4为工序二的装夹和加工后的效果。

2.3.3 加工中心工序三

图5为工序三的装夹和加工后的效果。

2.4 夹具的制作

根据设计好的夹具3D图, 画出夹具的工程图纸, 严格按照图纸要求, 选用合适的设备加工出符合要求的各工序的夹具。

2.5 程序的编写

按照图纸及工艺要求在三轴加工中心上对各加工工序进行编程, 如表2~4所示。

2.6 轴承座加工的成品

图6~8为轴承座经过加工中心工序一至三的成品图。

3 结论

通过三坐标测量仪对生产的轴承座零件进行检测, 完全达到产品的精度, 满足了客户的要求。

零件的工艺分析 篇10

数控车床的功能主要是用于加工回转类零件。如图1, 该组合件由3个零件配合而成, 件1、件2、件3的结构并不复杂, 要想在较短的时间内完成加工并保证加工质量, 操作者必须熟练掌握所用机床的性能、特点和操作方法, 同时还需正确地确定加工方案。

2 工艺准备

2.1 图样分析

(1) 分析图形

一般轴类零件的加工以保证尺寸精度和表面粗糙度要求为主, 对各表面间的位置有一定的要求。如图1所示, 这是一个组合件, 共有3件, 装配后要求保证总长, 数量为单件生产;加工内容包括:外圆、端面、锥面、圆弧、椭圆、沟槽、螺纹等, 是一道能综合反映学员操作技能的考题。零件图尺寸标注完整, 符合数控加工尺寸标注要求;毛坯φ65×200, 两根, 材料为45钢, 加工切削性能较好, 无热处理和硬度要求。

(2) 分析尺寸

图中用尺寸公差带标注的尺寸均为重要尺寸, 在编程时我们可以根据公式:编程尺寸=基本尺寸+ (上偏差+下偏差) /2求得其编程尺寸, 例如, 件1的最大外圆直径为φ600-0.019, 其编程尺寸根据上面的公式计算得φ59.9905, 四舍五入后取φ59.991。

普通螺纹特征代号用字母“M”表示, 有粗细牙之分, M20×2表示右旋细牙螺纹, M20则表示右旋粗牙螺纹, 其螺距通过查表可知, P=2.5。

工件端面对基准A的垂直度误差值不大于0.01mm, 表示外圆面对基准A的同轴度误差值不大于0.01mm。

表面粗糙度和尺寸精度有密切的关系, 在3个零件表面上所标注的粗糙度要求Ra1.6, 其余值为Ra3.2。

2.2 零件装夹

(1) 分析件1、件3的结构特点, 其共同存在的问题是当完成左半边的加工 (或右半边) , 余下的轮廓则无法装夹, 例如, 件1 (如图2) 的椭圆面完成加工后, 加工右半部分时, 工件无装夹位置。因此, 件1和件3的加工, 则需要用辅助夹具来完成, 这里我们可将件1的右半边的螺纹、退刀槽、圆弧等外轮廓和件3的内轮廓加工好, 采用件3的内螺纹作为辅助夹具, 通过螺纹配合 (俗称丝配) 的装夹方法完成件1椭圆面的加工。

(2) 件3 (如图3) 的加工, 先加工件的内轮廓, 做一个辅助夹具, 如图5所示, 在完成右端螺纹加工后, 不卸掉夹具, 直接通过丝配的方法加工件3椭圆。

(3) 对于件2 (如图4) , φ40和φ60外圆面有同轴度要求, 并且误差要求较高, 须在一次装夹后同时完成加工, φ60外圆的左右端面和中心轴线有垂直度的要求, 且装夹工件后, 其伸出卡盘较长, 为保证安全操作和加工质量, 须采用一夹一顶的装夹方法。

2.3 刀具、量具选择

2.3.1 刀具

(1) 90°外圆车刀, 45°端面车刀, 35°菱形刀片外圆车刀, 外圆槽刀 (刃宽≤3) , 外圆切断刀 (刃宽≤5) , 外圆螺纹刀, 72.5°外圆尖刀 (如图5所示, 用来加工φ406.25圆弧面及其两侧面, 通过计算, 角度∠BAC=28.07°, 防止加工时刀具与工件产生干涉, 故选72.5°外圆尖刀) 。

(2) B型φ2.5mm中心钻, φ17.5mm麻花钻。

(3) 盲孔镗刀, 加工最小孔径φ16mm, 加工有效深度40mm;内三角形螺纹刀, 最小底孔直径φ16mm, 加工有效深度40mm;内切槽刀, 最小底孔直径φ16mm, 加工有效深度35mm。

2.3.2 量具

游标卡尺, 0~200mm;外径千分尺, 0~25mm, 25~50mm, 50~75mm各一个;内径百分表;深度游标卡尺;内卡钳;螺纹环规M20×2.5-6g (包括T和Z) , 螺纹塞规M20×2.5-7H。

2.4 选用设备

选用CKA6140数控车床 (FANUC系统) , 不同的数控系统, 要注意其指令格式及功能的区别。

3 工件加工

3.1 毛坯切断

3.1.1 切断方法的选择

准备毛坯45钢φ65×200, 两根 (比赛时准备) , 根据加工时所准备切断刀具的有效切深和毛坯的直径, 可采用两种切断的方法。

(1) 排切法, 切断刀的切深<工件半径R, 如图6所示:可先在毛坯上加工出大于刀杆宽度的槽, 即m>n, 然后再将工件切断。

(2) 直切法, 如图7, 切断刀切深>工件半径R。这里采用直切法切断, 切削中机床需要开启切削液, 否则工件受热后膨胀变形易夹持刀具, 甚至出现扎刀现象。

3.1.2 切断切削参数的确定

(1) 进给量f=0.15mm/r, f值过大, 切断过程中易振动, f值过小, 影响加工效率。

(2) 由公式v=πdn/1000m/min, 可知工件的切削速度v与主轴转速n、工件直径d成正比关系, 对φ65的毛坯, 主轴转速n越高, 切削速度v就越大, 切削时易引起机床振动, 易出现打刀现象;主轴转速n过低, 切削速度v就越小, 切削时易加剧刀具的磨损。

实践证明, 主轴转速定为230r/min, 开始切断, 将工件切深至φ35左右, 主轴转速提高至305r/min, 将工件切至φ20, 再次提高主轴转速至380r/min, 直至将工件切断。这样可避免当切断刀切到一定的深度, 会出现切削用力加大、切屑不流畅的现象。

3.2 加工顺序的安排

合理安排这3个零件的先后加工顺序, 是顺利完成该组合件加工的关键, 并能有效地使用毛坯材料, 同时, 能够节省额外的辅助时间 (如:重复装夹刀具、工件的时间) , 提高加工效率, 所以组合件加工顺序的安排也是优化加工工艺的一项重要工作。其加工顺序如下:

(1) 件1右半部分轮廓加工, 采用三爪卡盘直接夹住φ65×200毛坯, 伸出卡盘80mm, 切端面后, 一次装夹完成螺纹、退刀槽及圆弧面的加工, 这样可以保证φ60外圆右端面和φ20中心轴线的垂直度。左半部分的椭圆在本次装夹中难以完成加工, 须二次装夹, 因此, 需在保证件1工件总长的前提下, 将毛坯切断, 同时要考虑切断后的端面并不一定平整, 在件1长度方向可多留2mm的加工余量, 即切断后件1的毛坯总长为71.16mm或72mm;件1左半部分椭圆的加工方法比较多, 这里采用和件3左端螺纹配合的方法完成加工。

(2) 件3左半部分内轮廓的加工:当件1完成右半部分轮廓加工并切断后, 调整毛坯伸出卡盘的长度约φ60mm, 切端面, 以保证φ60外圆和φ40内圆的同轴度及φ60外圆左端面和φ40内圆中心轴线的垂直度, 钻孔后完成内圆面、内螺纹、内退刀槽的加工。同理, 件3右半部分的椭圆加工需二次装夹后完成, 切断工件, 保证件3总长的前提下, 在长度方向多留2mm的加工余量, 即47mm。右半部分的椭圆须和附件的螺纹配合后完成加工。

(3) 件2的左端的内轮廓的加工:装夹第二根φ65×200的毛坯, 伸出卡盘约50mm (避免伸出过长因工件的跳动影响内轮廓尺寸精度) , 车端面, 保证φ60外圆面和它的中心轴线垂直, 钻孔后完成左端内轮廓的加工, 调整毛坯伸出卡盘的长度, 保证件2总长后切断, 长度方向留2mm的加工余量, 即140mm;掉头装夹件3, 在其右端面钻中心孔。

(4) 附件的加工:利用件2切断后余下的毛坯 (长约60mm) , 装夹后, 伸出卡盘约30mm, 加工一个简单的附件, 如图8所示。

(5) 附件加工完成后, 不需要卸下, 可直接和件3内螺纹配合, 完成件3右半部分轮廓椭圆的加工。

(6) 附件和件2左端内螺纹配合, 件2右端加活顶尖, 完成件2右端轮廓、φ406.25圆弧面及其两侧锥面的加工。为保证φ40外圆和左端φ60外圆的同轴度及右端φ60外圆端面和中心轴线垂直度, 对件2外轮廓的加工, 须采用一夹一顶的装夹方式。

4 其他相关知识

4.1 车刀安装注意事项

刀尖应严格对准工件中心, 才能保证工件的前角和后角不变;刀杆应该和进给方向垂直, 以保证主偏角和后偏角不变, 否则车削工件端面中心将会留下凸头并损坏刀具。

4.2 钻中心孔注意事项

防止中心钻折断。中心钻圆柱部分直径较小, 切削力过大时容易折断。当钻孔深度不够, 靠近顶尖切槽或切断工件时, 易出现顶尖从中心孔中滑出, 发生安全事故。

4.3 加工椭圆注意事项

(1) 在不同的数控系统上加工椭圆所用到的G指令不一样。

FANUC-0I-Mate系统最常用的循环指令是用G73, 指令G71不能运行带宏程序的循环体;华中系统最常用的则是G71, 并且加工椭圆的效率比G73要高许多。

(2) 宏程序的循环语句格式也不一样, 特别是WHILE循环语句。

FANUC系统宏程序循环语句的格式:

华中世纪星宏程序循环语句格式是:

4.4 加工螺纹注意事项

(1) 螺纹加工质量, 在主轴低转速加工出的螺纹表面粗糙, 无光泽。可以尝试高速切削螺纹, 取S=1200r/min.

(2) 螺距的确定, M20, 表示的是粗牙螺纹, 其螺距大小需查表, P=2.5mm。

4.5 采用一夹一顶注意事项

装夹不紧, 工件受轴向力作用, 易产生轴向移动, 造成顶尖松动现象, 加工过程易出现工件停止转动, 造成刀尖崩裂, 甚至导致工件脱落卡盘。

解决措施:加工过程中可将右手放到套筒手轮上, 在出现顶尖松动的情况下, 及时旋进套筒, 对顶尖进行压紧。

4.6 内轮廓表面加工质量的提高措施

内轮廓的高速加工易出现振纹, 表面光洁度达不到要求, 此时, 可行的办法是粗加工时采用高速切削, 节省加工时间, 精加工采用低速切削, 取S=120r/min, f=0.15mm/r, 可以解决内轮廓精加工后表面粗糙度的问题。

5 结语

本文通过对加工零件的工艺和加工的分析, 可知数控车床具有加工不受零件复杂程度的限制、工序相对集中、加工精度高等优点。同时对操作人员提出了更高的要求, 要求其具有较强的工艺分析能力, 能确定合理的加工方法, 优化加工轨迹, 注意细节性问题, 才很好地完成零件的加工, 以适应数控技术发展的需要。

参考文献

[1]金福昌.车工 (初级) [M].北京:机械工业出版社, 2008.

轴类零件和盘套类零件的车削工艺 篇11

【关键词】轴类零件；盘套类零件；车削工艺

一个零件能用不同的加工方法制造，而在一定条件下仅有某一种方法是合理的。本文以轴类和盘类零件为例，阐述车削加工过程。

1、轴类零件的车削工艺

轴是机械制造业的一种普通的零件，在每台机器上均具有轴类零件各种名称不相同的零件，如拉杆、芯轴、销钉、双头螺栓、轧辊、电动机转子等均为轴类零件。

1.1 轴类零件的技术要求

（1）尺寸精度轴类零件的支承轴颈通常与轴承相配，它的尺寸精度要求较高，一般为IT5~IT7。装配传动件的轴颈尺寸精度要求较低，为IT7~IT8。轴向尺寸通常要求相对低一些，在阶梯轴的阶梯长度要求高时，其公差达0.005~0.001mm。

（2）形状精度。轴类零件的形状精度主要是支承轴颈和有特殊配合要求的轴颈及内外锥面的圆度、圆柱度等。通常要把其误差控制在尺寸公差范围内，形状精度要求高时，应在零件图上标注允许偏差。

（3）位置精度。轴类零件的位置精度主要是装配传动件的轴颈相对承轴颈的同轴度，一般用径向跳动来标注。普通精度轴的径向跳动为0.01-0.03mm，高精度轴为0.001-0.005mm。

（4）表面粗糙度。通常与传动件相配合的轴颈表面粗糙度为30-20μm与轴承相配合的轴颈表面粗糙度为0.8-0.1μm。

1.2 轴类零件的车削加工

轴类零件是回转体零件，一般均采用车削实施粗加工、半精加工。精度要求较低的表面通常用车削为最终加工。外圆车削通常划分为荒车、粗车、半精车、精车和超精车。

（1）荒车。轴的毛坯为自由锻件或大型铸件时，应进行荒车加工，以减小毛坯外圆表面的形状误差和位置偏差，使后续工序加工余量均匀。荒车后工件的尺寸精度为IT5~IT8。

（2）粗车。对棒料、中小型的锻件和铸件，直接进行粗车，粗车后的精度能达到IT10-IT13，表面粗糙度为30~20μm，能作为低精度表面的最终加工。

（3）半精车。它作为中等精度表面的最终加工，也能作磨削和其他精加工工序的预加工。半精车后，尺寸精度能达IT9-IT10，表面粗糙度为6.3-3.2μm。

（4）精车。作为最终加工工序或光整加工的预加工。精车后尺寸精度能达IT7~IT8，表面粗糙度为1.6-0.8μm。

（5）超精车。它是光整加工方法。采用较高的切削速度，并选用较高刚度和精度的车床及良好的耐磨性的刀具，超精车尺寸精度能达IT6-IT7，表面粗糙度为0.4-0.2μm，一般作为最终加工加工大型精密外圆表面，超精车用以代替磨削加工。安排车削工序，要全面考虑工件的技术要求、生产批量和设备条件等。在大批量生产时，为实现加工的经济性，要以粗车和半精车为主；若毛坯精度较高，要直接进行精车或半精车；在粗车时要选择刚性好、精度较低的车床，防止用精度高的车床进行荒车和粗车。

为增加刀具的耐用度，轴的加工主偏角要尽量选择小些，通常选取45°加工刚度较差的工件（L/d>15）时，要尽可能使径向切削分力小一些，刀具的主偏角要尽可能大一些，Kr可取60°、75°甚至90°来代替最常用的Kr=45°的车刀。

由于上偏角增大（大于45°），径向切削力减小，工件和刀具在半径方向的弹性变形减小，能提高加工精度，增加抗振能力。而主偏角增大后，切削厚度同時也增加，轴向切削力也相应增大，减少了刀具耐用度。在没有特殊情况时不可用主偏角较大的刀具。

精车要采用主偏角为30°或再小角度的刀具，副偏角也应小一些，加工的表面粗糙度值较低，也可提高刀具的耐用度。

2、盘套类零件的车削工艺

这类零件因用途不同，其结构和尺寸尽管差异较大，但也有其共同特点：零件结构简单，表面为同轴度要求较高的内外旋转表面；一般为薄壁件，加工时最大的问题是易于变形；长径比不小于5的深孔也很常见。盘类零件通常起连接和压紧作用，盘类零件的直径大，长度短。

2.1 盘套类零件的技术要求

（1）内孔技术要求。内孔是套类零件起支撑和导向作用的主要表面，一般与运动着的轴、刀具或活塞配合。其直径尺寸精度通常为IT6~IT7；形位公差要控制在孔径公差以内；内孔的表面粗糙度为2.5-0.16μm。

（2）外圆技术要求。这类零件的外圆表面以过盈或过渡配合，它的直径尺寸精度通常为IT6~IT7；形位公差要控制在孔径公差以内；内孔的表面粗糙度为5-0.63μm。

（3）各表面间的位置精度。这类零件各主要表面间的位置精度是内外圆之间的同轴度和孔轴线与端面之间的垂直度。

2.2 盘套类零件内孔加工

盘套类零件加工的主要工序一般是内孔和外圆表面的粗精加工，孔的粗精加工最重要。常用加工方法有钻孔、扩孔、铰孔、磨孔、拉孔及研磨等，其中钻孔、扩孔等通常作为孔粗加工和半精加工，铰孔、磨孔、拉孔及研磨作为孔的精细加工。在确定孔加工工艺时，通常根据以下要求进行：对孔径较小的孔，一般采用钻扩铰加工工艺；孔径较大的孔，通常采用钻孔铿孔，精细加工的工艺；对淬火钢或精度较高的套筒类零件，通常要以磨削为最终加工工序。

汽车大修工艺和零件检验分析 篇12

关键词：汽车大修工艺,零件检验,分析

1 关于大修的活动步骤

我们将车辆修理的各个活动, 结合特定的方式对其组合协调的这个步骤就被称作是车辆修理工艺。其涵盖很多的内容, 比如车辆的接受以及外在的清扫和车辆总成解体、零件清洗及检修、总成装配与调试、汽车总装、出厂检验及交车等。

1.1 关于其接收工作

该项进场测试活动, 是为了更为精准的明确它的技术特点和综合性。明确需要换新的总的部件, 明确修理的时间和资金等。

1.1.1 送修汽车及总成的装备条件

为了积极的开展检修工作, 要确保其合乎如下的一些规定:

第一, 除了问题或一直停止运行的独特的状态之外, 所有的送修的车辆都要维持在行驶的模式之中, 要保证总成合乎规定。第二, 相关的技术信息要和车辆一起进入到场地之中。第三, 除了个别的通用零件之外, 所有的车辆的零件等都不能够缺少。第四, 车辆的轮胎完整, 而且有足够的气压。第五, 车辆的备用装置等, 不被划分为车辆的附件。维修机构不对其保存。

1.1.2 汽车的进厂检验

在接受的时候, 除了要向送修的单位和驾乘人员分析其技术特点和变动性之外, 还要开展有关的检验工作。

a.关于其外在的检查。分析其外在有没有碰坏的情况, 分析部件等是不是完整的。分析车架和关键的总成基础是不是存在变形以及外渗等问题。分析转向和其他的机构有没有发生松动之类的问题。分析轮胎相关的磨损和别的损害问题的具体状态。b.行进检测。分析转向盘的活动步骤和离合等的自由行程, 听发动机是不是有不正常的响声, 分析所有的仪表的活动是不是合理, 分析离合是不是出现了打滑现象。分析底盘相关的总成的响声是不是合理的。分析变速器是不是出现了跳档等问题, 其转向是不是灵便, 有没有方向不稳定或是偏离问题, 分析它的制动性是不是优秀。停运之后分析所有的轴承和闭合区域是不是有外渗和发热的问题。

1.2 关于其外在的清洗

在解体以前的时候要对其做好外在的清理工作, 以此来去除表层的杂物, 方便拆卸活动的开展, 而且确保拆卸区域的干净整洁, 完善活动氛围。外在的清理通常涵盖如下的三类措施。

1.2.1 用固定式外部清洗机清洗

它的两边和下方的清洗台上都有很多的能够自行转动的喷头。在活动的时候喷头中释放水对车辆的各个区域一起喷洗。它的效果非常好, 而且功效高, 不过装置花费的资金较多, 一般用到大规模的修理机构之中。

1.2.2 用移动式外部清洗机清洗

由电动机带动水泵将水压提高到1010kpa以上, 然后由喷水口或喷水枪向汽车表面进行清洗。它的冲击性非常的好, 清洗的效益也不错, 装置的投资不多, 使用便捷。不过非常费水, 功效不高, 一般用到中小规模的修理机构之中。

1.2.3 用自来水冲洗

即手持橡胶水管用自来水对汽车表面直接进行冲洗。

1.3 汽车的解体

汽车的解体前应先趁热放净各总成的润滑油及冷却液, 然后按照工艺程序进行解体。

1.3.1 汽车解体的一般程序

汽车的拆卸程序取决于汽车的结构及修理作业的组织形式。一般是按照由表及里, 先简单后复杂的原则进行。

(1) 拆装要关注的内容。第一拆装之前要积极的分析相关的资料, 要了解车辆的结构和装卸的步骤, 防止随意的拆装导致的损害。第二, 要选取好拆卸的装置。在拆卸的时候选取的装置要和被拆卸的部件保持一致, 最好是使用专门的设备, 以此来提升品质和功效。第四, 核对及做好装配记号;对于有配合性要求的零件及有平衡要求的组合, 拆卸前应查清装配记号或重新做出装配标记。修理后按原位置进行装复, 以保证原配合性质及平衡要求等不被破坏。第五, 零件应分类存放, 以便于零件的清洗及修后装复。

(2) 对连接件进行拆装和卸载。第一, 对于螺纹的连接件。要使用得当的扳手等对其拆装。此时要确保它的旋转是合理的。针对那些多螺纹的, 还要明确它的次序。双头螺栓可用偏心扳手拆卸, 或在螺杆上背紧两螺母, 然后用普通扳手拆卸, 对于生锈螺栓可采用反复进退法, 手锤敲击法、煤油浸泡法或喷灯加热法等进行拆卸, 在卸载螺纹杆的时候不应该随便的多设置接力杆, 这样做的目的是为了避免它被拧断。如果发生了断裂问题的话, 假如它的端头超过了基体, 可以把高出来的这些区域设置为方形。若断头在机体内, 可在螺栓端部钻一个小于螺栓直径的孔, 然后敲入一方冲或功反扣螺纹后用丝功或反扣螺栓将断头螺栓拧出。b.过赢配合件的拆卸:过赢配合零件应尽量采用拉压器等专用工具拆卸, 如果没有专门的设备的话, 可以在其下方垫上一个较软的金属材料对其拆卸。严禁直接的用锤子对其敲击, 防止部件被破坏。c.铆接件的拆卸:在维修的时候, 其通常是不拆卸的, 假如发生了松动问题的话, 可以把铆钉去掉。

1.3.2 汽车零件的清洗

当其解体之后, 要对部件清理, 将表层的杂物去除, 这样做的目的是为了便于检修工作的开展。

(1) 清理污迹。第一通过碱水来去除油污。其活性非常高, 此时会导致油污的表层的张力变小, 进而从表层中掉下, 通过油滴的模式存在于碱水之中, 此时就生成了乳浊液。为了提升其除油的意义, 在清理的时候还要积极地提升碱水的气温, 对其适当的拌合, 而且添加很多的乳化物质。第二, 使用有机材料去除。它可以将表层的污物去除, 有着非常优秀的除油效益, 使用非常便捷, 对于金属不会有侵蚀性, 不过成本非常贵, 而且容易燃烧。通常是用来清理那些精密件的清理, 现在使用最多的有汽油等物质。

(2) 清除积碳。积碳是燃料及窜入燃烧室的机油燃烧不完全的产物。它在燃烧室、活塞、活塞环、气门等零件的表面沉积, 会使燃烧室容积减小;汽缸密封性变差;影响活塞的正常点火;加速润滑油的变质及造成油道堵塞等。因此, 修理时必须彻底清除。目前通常采用机械法或化学法清除积碳。a.机械法清除积碳:用机械法清除积碳, 比较简单的方法是利用钢丝刷刷除或利用刮刀刮出。但积碳不易清除干净, 而且容易损伤零件表面。生产规模较大的修理厂通常采用效率较高且不会损伤零件表面的喷射核屑法进行积碳清除。b.化学法清除积碳:化学法是利用化学溶剂时对积碳浸泡2~3h, 靠物理或化学作用使积碳软化, 然后用刷洗或擦洗法去除。所用化学溶剂可分为有机溶剂和无机溶剂两类。

2 零件的检验分类

2.1 零件的检验

零件清洗之后, 按照修埋技术标准的要求对其损伤程度进行检验。

2.1.1 检视法。检视法是指由检验人员通过掌握零件的损伤情况, 并根据检验判断零件是否可用。

2.1.2 测量法。

测量法是指利用量具或洲量仪器测出零件的现有尺寸及形位公差值, 与技术标准所确定的容许使用值进行对比, 确定零件能否继续使用。

2.1.3 探伤法。探伤法主要是对零件表面的微细裂纹及内部隐伤进行检验。

2.2 零件的分类

根据检验结果, 零件可分为可用零件、需修零件和报废零件3类。可用零件是指符合修理技术标准, 可以继续使用的零件;需修零件是指不符合修理技术标准, 但通过修理能使其符合技术标准且经济合算的零件;报废零件是指不符合修理技术标准且无法修理或无修理价值的零件。

参考文献