曲轴制造工艺.ppt

2. 曲轴的加工制造工艺 ? 加工连杆轴颈 连杆轴颈加工工序：粗车、精车、磨削； 采用两端主轴颈径向定位，限制4个自由度；止推面轴向定位，限制一个移动自由度；第一平衡块的侧面定位面周向定位，限制一个旋转自由度。 2. 曲轴的加工制造工艺 ? 加工油孔道 曲轴上的深油孔是典型的斜长孔。传统的加工方法采用高速钢深孔麻花钻加 工，但刀具寿命低，设备柔性差，目前已逐渐被枪钻和MQL技术麻花钻代替。 定位基准： 两端中心孔、止推面、连杆轴颈。 限制6个自由度。 2. 曲轴的加工制造工艺 ? 精车止推面，铣键槽，精镗导向孔 此时采用前端中心孔限制2个自由度（后端导向孔被加工为导向孔），后端外圆限制2个自由度。后端面轴向定位限制一个移动自由度。 曲轴加工过程中，需要在两端面加工中心孔作为定位基准。按照其加工位置不同，可分为几何中心孔和质量中心孔。 曲轴加工的先进技术 3.1 质量中心孔技术 几何中心孔是以曲轴两端主轴颈外圆定位钻出的中心孔，其形成的轴线是几何中心线。在质量定心机上先找出曲轴的质量轴线，按其所处的位置钻出的中心孔则为质量中心孔，其形成的轴线是质量中心线。 质量定心机简图 曲轴加工的先进技术 如果曲轴几何形状旋转对称、质量密度完全均匀，则其几何中心线和质量中心线重合；而实际生产中，由于毛坯上的几何形状误差和质量分布不均等原因，几何中心线与质量中心线往往不重合。 传统曲轴加工工艺多采用几何中心孔。但利用几何中心孔作为定位基准进行车削或磨削加工时，会产生很多不利影响： 由于工件旋转会产生离心力，这不仅会影响加工质量，而且加工后余下的动不平衡量较大，在以后装配前的动平衡工序中，需要多次反复测量去重才能达到要求，影响生产效率。 现在一些国家大都采用质量中心孔技术，可基本解决采用几何中心孔产生的问题。我国一些曲轴生产企业也已采用质量中心孔技术。 曲轴加工的先进技术 3.2 车拉技术 传统曲轴轴颈加工一般采用车削或铣削加工。切削过程中工件受力大，加工精度不高。1983年美国首先采用直线型车拉刀具加工曲轴主轴颈获得成功。现在，曲轴车拉技术主要演化为三种方式：直线式刀具车拉、内环式刀具旋转车拉和外环式刀具旋转车拉。 直线车拉 b)圆刀具外环车拉 n-工件速度 nwz-刀具速度 曲轴 曲轴加工的先进技术 车削加工轴承与车拉轴承对比：刀具的进给方向不同，导致车削工件受力很大，车拉加工工件受力较小，加工更稳定。 车拉是车削和拉削加工的结合，加工过程中，除了工件做旋转运动以外，刀具也做进给运动，以实现车拉切削加工。 车削 车拉 曲轴加工的先进技术 车拉技术的优点 ? 加工精度高 车拉加工刀具分直线型和圆盘型2种。刀体上镶装的刀齿片分粗切刀齿和精切刀齿2组。每个刀片在与工件高速的相对运动中仅参加短暂切削,切下的金属层很薄(约0.4～0.6mm )。因而刀刃承受的冲击小,刀齿切削热负荷小,减少了工件切削后的残余应力，保证了工件精切后的表面精度和质量。 据有关厂测定，车拉后的曲轴尺寸参数： 1）主轴颈直径误差≤±0.04mm； 2）主轴颈宽度误差≤±0.04mm； 3）连杆轴颈回转半径误差≤0.05mm； 4）连杆轴颈分度位置误差≤±0.07mm； 曲轴加工的先进技术 ? 生产效率高 车拉加工的切削速度高(加工锻钢曲轴时约为150～220m/min，加工铸铁曲轴时约250～300m/min)，进给速度快(粗加工时约为3000mm /min，精加工时约为1000mm/min)，所以加工节拍短，生产效率高。 ? 加工柔性好 车拉加工只需更换程序或重新编程序，对夹具、刀具略作调整，就可很快适应曲轴品种的变换和不同批量的生产，充分发挥计算机数字控制技术的特长。 ? 工艺总投资少 由于车拉加工精度高, 车拉后不再进行粗磨或半精磨，简化了工艺过程，省去粗磨磨床的投资和有关生产费用。此外，车拉刀具承受载荷小，使用寿命长、费用低。 曲轴加工的先进技术 3.3 圆角深滚压技术 曲轴服役工况条件恶劣，在工作时需要承受较大而复杂的冲击载荷，其失效形式一般是轴颈磨损和疲劳断裂。 当曲拐顶部受压力P时，曲拐两内侧圆角过渡处表现为拉应力，主轴圆角过渡处则为压应力；另外，曲轴还承受惯性力矩、输出扭矩、扭振力矩，受力情况十分复杂。 由于轴颈磨削加工后留下的刀痕引起应力集中，加之过渡圆角处本身就存在应力集中，曲轴在工作时圆角过渡处属于薄弱环节，主轴颈和连杆颈的过渡处更为严重。因此，为了增强曲轴抗疲劳能力，发展出了圆角深滚压技术。 曲轴加工的先进技术 圆角深滚压技术的原理： 曲轴圆角深滚压，是利用滚轮的压力作用，在曲轴的主轴颈和连杆颈过渡圆角处形成一条滚压塑性变形带，这条塑性变形带具有以下特点：　　 1) 产生了残余压应力，可与曲轴在工作时的拉