多拐曲轴加工.doc

课题二 多拐曲轴加工 曲轴有两拐、四拐、六拐、八拐等，多拐曲轴除有单拐对偏心距、平行度的要求以外，还根据曲柄拐数对曲柄轴颈夹角的分布有所要求，此外曲轴的形状特殊，刚性差，车削容易变形，必须注意增加曲轴的支承刚性，并解决好工件的安装。 一、教学要求 1、了解曲轴的结构，技术要求及加工中的安全问题； 2、掌握多拐曲轴的装夹、车削及检测方法； 3、掌握车削曲轴用的车刀刀体结构特点； 4、分析并能采取有效措施解决车削过程中出现的多种质量问题； 5、曲轴的加工工艺分析及加工工艺过程卡片的制订。 二、相关知识 1、曲轴的结构特点及有关技术要求 （1）曲轴的结构特点 曲轴是一种特殊形式的偏心工件，由法兰盘、主轴颈、曲柄颈、曲柄臂（扇板）和轴肩等组成，主轴颈与曲柄颈轴线间的距离，称作曲柄颈偏心距，曲柄颈间的夹角在圆周上成等角分布，曲柄夹角与拐数有关有900、1200、1800等。 曲轴的结构形状决定了零件的性刚差的特点，加工时在外力（切削力、冲击力及转矩）的作用下，很容易产生变形。 （2）曲轴的技术要求 由于曲轴长时间的高速旋转，受周期性的弯曲力矩旋转力距等作用下，要求曲轴具有高的强度、刚度、耐磨性、耐疲劳及冲击韧性等性能，除要求较高的尺寸精度，形位位置精度外，还有以下技术要求： 1）钢料毛坯需经煅造，使金属组织紧密，强度提高； 2）煅造曲轴毛坯应进行热处理正火或调节，对其各轴颈表面淬火，球墨铸铁也应进行正火处理，以改善力学性能，提高强度和耐磨性； 3）曲轴不准有裂纹、气孔、砂眼、分层和夹渣等煅造、铸造缺陷； 4）曲轴的轴颈及其与轴肩的连接处圆角须光洁圆滑不准有压痕、凹坑、拉毛、划份伤等现象，以防应力集中而留下隐患； 5）曲轴在精加工以后，应进行超声波（或磁性）探伤和动平衡试验。 2、车削曲轴用典型车刀的刀体结构特点 （1）扇形车刀（鱼肚车刀）； （2）刀头刀排车刀； （3）辅助支承车刀； （4）曲柄臂平面车刀。 3、多拐曲轴的加工及检测 （1）曲轴的装夹方法 1）使用偏心夹板装夹曲轴； 两端无法钻中心孔的曲轴，可在曲轴两端装上偏心夹板，偏心夹板上有分度精确的中心孔，可根据曲柄颈夹角的大小（900、1200、1800）选用，为使偏心夹板安装位置正确，可在偏心夹板下面设计辅助基难。 安装偏心夹板后必须进行找正，一种高度游标卡尺校正（粗加工）另一种计算好的量块组垫在曲柄颈下面，找正曲柄中心（精加工）。 2）使用偏心卡盘装夹曲轴 偏心卡盘由卡盘座，调节丝杆、对开轴座、偏心卡盘体、紧固螺钉、平衡块、触头、分度板、定位销等构成。 尾座端应装上对应的偏心体，保持曲轴同位，并将尾座套筒改装，使偏心卡盘随工件一起转动，可以增加刚性。 3）使用专用偏心夹具装夹曲轴 当工件的批量较大或需要在较长的时间内车削同一种工件时，可以专用偏心夹具装夹，操作简单。 （2）曲轴的车削 曲轴结构复杂程度和刚性相关甚大，车削方法应根据曲轴的具体结构、尺寸、精度、材质和生产批量来考虑确定。 1）对零件工作图要进行加工工艺分析，以明确加工要求。 2）选择恰当的装夹方法和刀具，提高车削时工件刚性，防止曲轴变形。 3）多拐曲轴的轴向尺寸的设计基准无法与测量基准重合，此时轴向设计尺寸链要换算成便于测量的轴向工艺尺寸链。 4）车削曲轴所使用的车床、应重心低、刚度好、抗振好、车床主轴轴承，溜板应进行调整，以提高加工刚度。 5）一般须遵守先粗后精，先粗车轴颈对后车削轴颈的加工刚度影响较小原则。先精车加工中最容易引起变形方法。 6）曲轴加工由于惯性力的作用，容易引起振动需平衡块进行平衡。 （3）提高曲轴的刚度的方法 1）两曲柄臂间用螺栓支撑； 2）两曲柄臂间用材料较硬的木块支持。 3）使用夹板夹紧曲柄臂。 4）使用特殊的撑具支撑。 5）使用中心架及偏心过渡套。 （4）曲轴的测量 1）偏心距的测量。 2）平行度的测量。 3）曲柄颈夹角的测量。 4、曲轴加工质量分析 （1）车曲轴时工件的变形 车曲轴时工件变形是始终存在的，变形越大，工件质量就越差，如何减小变形，成为提高曲轴加工质量的重要因素。 1）曲轴容易变形及产生误差的主要原因 ①工件的静平衡差异，工件静平衡差异所产生离心力，使工件转轴线产生弯曲，影响工件圆度。 ②顶尖或支撑螺栓的松紧程度，顶尖或支撑螺栓顶的过紧会使轴线弯曲。 ③中心孔钻得不正确，两端中心孔不在一条直线上，将使主轴在回转中产生轻微摇晃，增大曲柄颈和主轴颈间的平行度误差，产生圆度误差，有时会损坏中心孔，甚至发生事故。 ④切削力和切削强度变化，切削力的增大和切削温度升高都会使工件发生弯曲变形。 ⑤车床精度和切削速度的影响，车床精度越差，则静平衡差异所造成的离心力对工件质量影响越大，切削速度越高，离心力越大，工件变形越严重。 2）防止曲轴加工时变形的措施 ①采用两边传动的机床进行加工，