汽車曲柄零件加工工藝研究

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摘要：曲柄在機構中除承受較大的動載荷之外，它還與其它零件聯接，傳遞運動與方向，因此，曲柄零件相關部位加工精度就至關重要。通過對該零件的實踐及分析，提出保證曲柄零件切削加工精度及切削加工效率的機械加工工藝方案。

關鍵詞：精度；工藝；數控車床；加工

中心汽車曲柄零件的作用是承受力與運動，除了對曲柄零件的材料選取有要求之外，對其重要部位的切削加工精度有較高的要求。如果其機械加工工藝方案制訂不當，其加工精度及效率不能滿足零件圖紙要求。本文通過制訂與工況環境相適應的的機械加工工藝方案，使曲柄零件的切削加工精度及生產效率達到規定要求。

1初始的機械加工工藝方案

[1]如圖1、圖2所示，曲柄零件材料為SC480優質碳素鋼，曲柄零件毛坯為鑄件。毛坯余量足夠且穩定，Φ70的鑄造毛坯孔為Φ55G7孔位置提供了加工基準。曲柄零件的尺寸及表面精度較容易保證的部分為：曲柄零件上平面、曲柄零件下平面及曲柄槽體部分。曲柄零件的尺寸及表面精度需要精確控制的部分為：兩個孔分別為Φ50G7、Φ86H7孔；兩個孔的孔距186+0.10.通過對曲柄零件的分析及研究，制訂初始的機械加工工藝方案，主要內容如下：（1）通過劃線操作，發現零件毛坯存在的缺陷及各部位加工量[2]。（2）銑削加工零件的上下平面，達到圖紙上72、67及粗糙度Ra25要求。銑削加工零件的U型槽，保證尺寸31、120及表面粗糙度Ra25.（3）使用組合壓板裝夾曲柄零件，在立式加工中心上，加工如下內容：粗鏜Φ86H7孔的底孔至Φ81，為下一步精加工Φ86H7孔及定位Φ52G7孔位做準備；在Φ52G7孔位鉆削中心孔，為到搖臂鉆床上加工底孔做準備。（4）使用鉆床鉆削Φ52G7孔的底孔至Φ42，奠定下一步在加工中心上精加工Φ52G7基礎。（5）以不帶臺階的平面定位，在立式加工中心[3]上，半精、精鏜Φ80孔至Φ86H7；半精、精鏜Φ52孔至Φ52G7.（6）使用67的臺階平面定位，使用加工中心上銑削加工Φ76止動端口，達到圖紙要求。實施上述機械加工工藝方案并經過對曲柄零件檢查，發現如下問題：一是，效率太低，主要耗時在孔的鏜削過程；二是，如圖3所示的孔圓柱度（Φ86H7、Φ52G7孔）不滿足要求[4]。主要影響因素是加工中心主軸功率及曲柄零件切削加工性的問題。

2改進的機械加工工藝方案

改進的機械加工工藝方案如下：（1）改進的機械加工工藝方案中初始加工工序與初始的工藝的（1）、（2）工序相同；（2）使用通用夾具裝夾曲柄零件，在加工中心機床上，制訂其切削加工方案，其基本內容如下：首次裝夾：如圖4所示，以曲柄零件下面定位基準，銑削加工Φ81×5止動端口（其作用是作為鏜孔的定位基準）。以切削加工好的孔Φ81為基準，在186位置鉆中心孔Φ5×3，為下一步孔的加工做基礎。第二次裝夾：如圖5所示，翻轉曲柄零件進行曲準夾，以首次完成的Φ81×5口及該其口所在的平面為定位基準，銑削加工沉孔Φ81×8（其Φ50G7孔加工的基準）。（3）鉆削Φ52G7孔的底孔至Φ40，為半精、精加工Φ52G7孔做準備。（4）使用專用夾具（（簡圖如圖6所示）），在數控車床[5]上鏜削Φ86H7和Φ52G7孔，這兩個孔的鏜削內容如下：首次裝夾：以Φ81×8定位，使用專門夾具裝夾曲柄零件，采用鏜削加工方法，由粗到精，鏜削Φ40孔至Φ52G7及表面粗糙度要求。第二次裝：以Φ52G7孔定位，使用專門夾具裝夾曲柄零件，鏜Φ70孔至Φ86H7及表面粗糙度要求。注：加工曲柄上的孔，需要配重平衡塊克服非對稱性造成的離心力。其它精密孔加工夾具方案與圖6基本原理一樣，本文不再進一步說明。通過對連桿零件的切削加工工藝順序、定位與夾緊等內容的改進與優化，零件的加工精度及效率該件加工效率提高了近23%，費品率由原來的5%降低為1%，滿足了客戶對產品的要求，降低了生產成本。

3結束語

本文通過兩種不同的機械加工工藝方案實踐與檢驗，通過工藝與夾具的優化，汽車曲柄零件切削加工精度得到保證的同時，其生產加工效率也大大提高，為類似零件的生產過程優化提供一種解決問題的思路。

參考文獻：

[1]陳海舟.數控銑削加工宏程序及應用實例[M].北京：機械工業出版社，2007.

[2]趙長明，劉萬菊.數控加工工藝及裝備[M].北京：高等教育出版社，2003.

[3]徐宏海，謝富春.數控銑床[M].北京：化學工業出版社，2003.

[4]華茂發.數控機床加工工藝[M].北京：機械工業出版社，2005.

[5]周虹.數控編程與操作[M].西安：西安電子科技大學出版社，2007.

作者:張吉林 單位:大連市輕工業學校