典型零件范文

典型零件范文（精选11篇）

典型零件 第1篇

关键词：背景,定位基准,角度测量,视图表达

一、测绘背景

2014 年10 月校数控中心接到一个返修零件, 原因是零件上 (上连接臂、横连接臂、耳板、溢流部分) 小孔的直径尺寸全部小了0.5 毫米, 要求上机床二次加工并且满足使用要求。但加工图纸已经丢失, 没有任何技术资料。 要做的工作就是完成零件的各孔主要定位尺寸的测量, 绘制出图纸, 交给车间工人完成加工任务。

零件特点: 从外观看属于铸造叉架类零件, 主要由工作部分、支承部分、连接部分等几部分组成。 零件立体图如图1 所示, 建立坐标系与数控机床加工坐标系相同。

二、问题提出

(一) 基准的确定

加工要求是要对两支板、耳板及溢流孔进行扩孔, 零件利用专用夹具配合数控铣床完成加工。 定位基准采用工作孔轴线限制X, 工作孔前端面及支腿端面限制Y、Z。 现需要测出各加工孔相对定位基准的位置尺寸用于加工编程。

(二) 角度测量

由零件实物可以看出, 溢流部分为一凸起部分, 其上有一工作孔和一螺纹孔, 任务就是要测量出这个凸起平面与基准平面的角度;同时观察溢流凸起部分上有一通孔, 但其孔的轴线是否垂直于凸起平面, 而且溢流工作孔的轴线在空间是否与叉架工作部分 Φ72 孔的轴线相交。 如图2 所示。

(三) 视图表达

从零件实物可以看出, 叉架零件的外形较复杂, 要求有多个位置的尺寸进行表达, 所以在视图表达上要力求以最少的视图来表达清楚各部分的结构形状。

三、解决问题

(一) 基准的选择与测量

1.基准的选择理论分析。 由于各加工孔与工作孔轴线均有位置精度要求, 故定位基准选工作孔轴线, 工作孔前端面和支腿端面, 并设计有专用夹具, 所以基准的选择主要是确定测绘时的测量基准。

2.定位基准的测量步骤。 (1) 将工件放在平板上, 以支腿底面作为定位基面, 采用杠杆表及量块测量得 Φ72 孔的最低点B的Z向坐标; (2) 中心高可通过计算获得用最低点B测量数值加上 Φ72 孔的半径, 可以得出 Φ72 孔中心高数据 (取整) , 即定位基准的位置; (3) 用同样方法可以分别测量得到耳板上的两个小孔D和F点的坐标后计算得到两个耳板上的Φ12 小孔相对于工作部分轴线的中心高。

(二) 角度的测量

1.平面角度的测量。 在数显游标高度尺的测头上装一杠杆百分表, 因为所测平面为斜面, 所以高度尺的测头在上升过程中会有横向的位移, 当百分表转动一圈时即为0.8mm, 这时观察高度上的位移。 通过计算, 就可以粗略计算出角度值了。 可知:tanα=0.8/ 2.92 , 则 α=15.32°。

2. 验证溢流孔的轴线与工作部分孔的轴线是否相交于中心点。 方法是利用测量轴线Y坐标来确定。 具体步骤如下: (1) 工作台上可以测量的空间一点的坐标有XYZ三个坐标值, 首先能够测得工作部分的孔的轴线Y坐标值; (2) 把组合夹具沿Y轴旋转90 度后, 即零件绕Y轴旋转了90 度, 所以轴线的Y坐标是不变的, 这时通过旋转组合夹具工作台使零件达到水平状态, 进行测量溢流小孔轴线的坐标值中的Y值; (3) 如果与主轴线Y值相同或接近则说明他们二者的轴线是相交的, 否则就不相交。 通过测量的数值比较, 未旋转零件时, 中心轴线的坐标为Y坐标值, 旋转工作台后测得溢流孔的上下两个测量点的Y坐标值分别为Y1和Y2, Y1 与Y2 (相差0.02mm) 值非常接近, 说明孔的轴线与其所在平面是垂直的。 再将Y1值与工作部分孔的Y值相比较, 很接近 (相差0.03mm) , 这时则说明他们的轴线是相交的。

(三) 拨叉零件的视图表达及尺寸标注

1.拨叉零件的视图表达。 拨叉类零件的结构一般比较复杂, 往往需要多个视图才能将其结构形状表达清楚。 因本测绘件所需要的主要是定位尺寸, 所以用三个基本视图再配上局部视图、局部剖视图就能表达清楚。 如图3 所示。将零件两支腿向下自然放置时, 使大圆孔面对观察者, 左侧有溢流凸起倾斜平面。 这样, 以最大范围地反映出了零件的外形, 得到主视图。对于孔的结构一般情况在视图表达上要采取剖视图来表达, 所以在视图中将除耳板上的两个小孔外均采用了局部剖视图。 如图3 所示, 主视图主要反映出了两个耳板上的 Φ12 小孔的上下和左右的相对于底面和中心的定位尺寸。

上连接臂上的两个小孔的定位尺寸需要在左视图中反映清楚, 同时工作部分的几个孔的轴向和径向尺寸也需要表达出来。 这样, 在左视图中可以利用局部剖视图将工作部分的内孔结构表达清楚。 如图5 所示。

横连接臂上的一个小孔的定位尺寸需要再表达清楚, 只能在俯视图上去实现。 同时, 耳板上的小孔也采用局部剖视图反映清楚了。 如图4 所示。

对于溢流孔的凸起部分的结构, 由于它有特殊的角度, 所以要想把它的外形表达清楚, 就需要一个局部视图来实现, 如图6 所示。

2.拨叉零件图中技术要求的标注。 (1) 尺寸标注需要遵循的基本原则是:正确、完整、清晰、合理。 由于此零件的结构形状复杂, 加工难度较大, 用普通机床不能够加工完成, 所以在进行这些孔的尺寸标注的时候, 采用的基准制为基孔制, 其上与之配合的零件都要以此零件为基准。 (2) 形位公差的标注。 经过测量, 上连接臂与横连接臂成90 度角, 所以其上的孔的轴线要与基准轴线有位置要求, 所以给定两连接臂的孔轴线对基准轴线都有垂直度要求, 同时耳板上的两个孔的轴线与基准轴线平行, 所以给定平行度要求。

四、结论

通过对该零件进行测绘, 总结出了叉架类零件的测绘要点:

1.了解叉架零件的功能、结构、工作原理。了解零件在部件或机器中的安装位置, 与相关零件的相对位置及周围零件之间的相对位置。

2. 叉架类零件的支承部分和工作部分的结构尺寸和相对位置决定零件的工作性能, 应认真测绘, 尽可能达到零件的原始设计形状和尺寸。

3.叉架零件上的孔公差优先选用基孔制, 公差等级根据现有设备一般取7 级精度;

4. 叉架零件的视图表达原则以尽可能少的视图数量表达清楚为原则, 一般要多采取局部视图、局部剖视图等。

5.形位公差要参考同类零件完成, 以满足使用要求为原则。

发动机典型零件工艺分析 第2篇

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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典型壳体零件加工工艺及夹具设计 第3篇

关键词：壳体零件；装夹设计；加工工艺

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1005-1422（2015）06-0089-02

在机械加工中，由机床、夹具、刀具与被加工工件一起构成了这一加工过程的一个整体，这一整体称为机械加工工艺系统。因而，分析机械加工精度的过程，也就是分析这一工艺系统在各种不同的工作条件下以各种不同方式反映工件的加工误差，而机床、夹具又是这一工艺系统的重要组成部分，复杂的零件常用数控加工以达到其各种技术要求，在加工零件之前必须进行工艺规划分析和设计，目的是希望得到使用数控机床后的最佳工艺制造流程，最大限度地提高生产效率。

对于壳体零件，采用数控加工，可有效提高零件质量，安装容易，改善传动性能，延长产品使用寿命，以下图典型零件为例介绍壳体零件的加工过程中的部分工艺。

一、壳体零件的技术要求分析

（1）如图一所示零件，要确保主视图位置公差26±0.02、55±0.02、9.5±0.02，主视图B面与￠15沉孔平面距离31.6±0.02，平行度0.02符合图纸要求。

（2）右视图￠18+0.02孔与￠11+0.02轴承孔有垂直度要求，所以二次装夹所用基准要保持相互垂直关系。

（3）右视图平面与￠11+0.02轴承孔中心有67±0.02位置公差要求。

（4）后视图孔位置与主视图孔位置有同位度要求。

二、在安排工艺流程中主要考虑的因素

（1） 选择最短的加工工艺流程。

（2） 尽量发挥机床的各种工艺特点，追求最大限度地发挥数控机床的综合加工能力特长（多工序集中的工艺特点），应在生产流程中配置最少的机床数量、最少的工艺装备和夹具。

（3）工序集中与工艺加工渐精原则的矛盾。

（4） 在对典型工件族工艺流程的安排中，应妥善安排各台机床和生产线的手工调整和检测等工作，即人工干预的影响。

三、关键装夹工具的解决方案

夹具的作用是使工件相对于机床和刀具具有一个正确的安装位置，因此，夹具的制造误差对工件的加工精度影响很大。一是基准不重合误差，在零件图上确定某一表面尺寸、形状、位置所依据的基准称为设计基准。在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位置所依据的基准称为工序基准。在机床上对工件进行加工时，须选择工件上若干几何要素作为加工时的定位基准，如果所选用的定位基准与设计基准不重合，就会产生基准不重合误差。二是定位副制造不准确产生的误差，夹具上的定位元件不可能按基本尺寸制造得绝对准确，其实际尺寸（或位置）都允许在规定的公差范围内变动。

加工此零件，首先要解决装夹问题，这是加工的前题和准备工作，必须要做好，也就是要制作一套工装夹具，是用来确保￠18+0.02孔与各位置公差达到图纸要求，下面对夹具进行设计。

夹具如图二所示（已省略安装螺丝及零件压紧螺丝），在夹具上设置了两个工位01和02，工位01的定位基准为图示的A、B、C三个平面，三平面于空间构成工位01的坐标标系。此工位的作用：一是用于加工主视图上螺孔，轴承孔，定位孔，通孔和台阶，二是用于加工后视图上的螺孔，定位及沉孔，工位02的定位基准是图示的A1、B1、C1三个平面，同样此平面于空间亦构成工位02的坐标系，其作用是用于加工上视图尺寸￠18+0.02孔，M5螺纹孔，平面到￠11+0.02轴承孔中心距离67±0.02，此夹具的制造关键在于保证两坐标系的平行与垂直关系，夹具制造完后，须经严格检验，方向投入生产加工使用。

四、主要加工工艺规划

（1）利用普通车床和普通铣床分别加工图三所示的件A和B，并组装成图三所示的毛坏。其中外圆￠132.mm车至尺寸，内圆为￠98. mm车至尺寸，壳体高度为55.3mm（图纸要求是55mm，留0.3mm余量），内圆￠125. mm台阶深16.3mm （图纸要求￠124.5+0.3+0.0，深度16. mm，分别留0.5 mm和0.3 mm余量），￠11+0.02孔在车床钻孔至￠10，此孔未精加工之前作为加工4个￠11工艺沉孔时压紧零件用。67±0.02尺寸留1-2mm余量。

（2）加工主视图所需尺寸，在机床上校正夹具的坐标方向并压紧夹具，把模板放置在01工位上压紧，再把壳体放置于模板上，以壳体外圆￠132 mm和镶件80mm尺寸定位工件，用一支M10内六角螺丝穿过壳体￠10通孔压紧零件（见图四），找出内圆￠125. mm中心为加工零点值X1Y1，并把其输入到数控机床内，首先加工4个￠11工艺沉孔，加工￠7通孔时，由于孔较深，为防止钻头拆断，必须采用G83啄钻方式。加工完4个￠11工艺沉孔后，用4支M6内六角螺丝穿过￠11沉孔压紧零件，拆去原先M10压紧螺丝。用中心钻分别定位M4螺纹孔，￠3+0.02孔￠9+0.02孔，中心钻选用英寸中心钻，选用该中心钻的特点是，定位孔时通过深度控制，一次把定位和孔口倒角加工完，减少孔口倒角工序。M4螺纹孔按钻底孔￠3.3后用M4丝攻攻牙，￠3+0.02￠9+0.02孔分别采用钻孔、粗镗、精镗，￠11+0.02孔已有￠10底孔，采用粗镗、精镗。粗镗时单边留0.15余量精镗，这样既可保证加工精度，亦能充分发挥加工中心的高效率性，在加工过程中，为防止铝屑粘刀，提高加工表面粗糙度，必须加冷却液，具体的切削参数，粗镗主轴1500r/m，进给速度50mm/m，精镗主轴转速2000 r/m，进给速度40 mm/m，完成孔的加工后，精铣B面与￠15沉孔平面，B面只有0.3 mm余量，采用￠20平刀一次精铣到尺寸，为避免在B面上留下进退刀痕迹，必须采用切线进退刀方式，切削参数主轴转速S1000 r/m，进给速度为200 mm/m，￠15沉孔平面加工采用￠8平刀一次精加工到尺寸，进刀和退刀也采用切线进刀和退刀方式，加工程式见附表程式0001。完成主视图所需加工尺寸后，利用加工中心Y方向读数测量出67±0.02的实际距离，计算出加工余量，为在02工件加工67±0.02作准备，测量方法是用￠10零位棒，在01工位的加工零点，也是￠11+0.02孔的中心Y向读数为零，再移动Y向工作台，使零位棒接触67±0.02侧面，Y向读数会显示实际距离，这样的测量方法只需用于首件加工，以后加工就不需要。

（3） 上视图尺寸的加工，把零件与模板构成的整体从工位01移置于工位02上（见图四），压紧后，X方向加工零点与01工位数值相同，Y方向加工零点定在￠18+0.02孔中心上。首先用￠16平刀粗铣67±0.02尺寸，加工时根据在01工位测量出67±0.02余量是多少，留0.3 mm余量精铣，粗铣完后用中心钻定位￠18+0.02孔和M5螺纹孔，M5螺纹孔的加工按钻底孔￠4.2后用M5丝攻攻牙，￠18+0.02孔的加工过程，分别采用￠12钻头钻孔，￠16平刀扩孔，￠17.7镗刀粗镗，￠18镗刀精镗，要注意的是，由于￠18+0.02孔较深，钻孔必须采用G83啄钻方式，以方便铝屑排出而防止钻头拆断。镗孔时，要采用刚性好的镗刀，镗孔完后用￠16平刀精铣67±0.02到尺寸。

（4）最后加工后视图面各孔，从02工位拆下模板和零件，把模板重新装夹在01工位上，用壳体外圆￠132和￠9+0.02孔定位后压紧。加工零点和主视图加工零点数值相同，首先用中心钻定位M6螺纹孔，￠5.5+0.02孔，￠11沉孔已加工￠7通孔，直接用￠11平刀扩孔，M6螺纹孔的加工按钻底孔￠5.1后用M6丝攻攻牙，￠5.5+0.02孔按钻底孔￠5.1后用￠5.5镗刀精镗到尺寸。

参考文献：

[1]漆向军.车工工艺与技能训练[M].北京：人民邮电出版社，2009.

[2]谭雪松.数控加工技术[M].北京：人民邮电出版社，2009.

[3]于作功.数控铣床和加工中心编程与操作[M].北京：人民邮电出版社，2009.

典型薄壁套零件的加工 第4篇

关键词：薄壁套零件,精度,装夹,切削

1 引言

薄壁零件已被广泛地应用在许多行业的产品中, 我公司近年来所制造的多种产品或工艺线中薄壁零件亦随处可见。薄壁零件具有质量轻、节约材料、结构紧凑等优点, 但因其刚性差、强度弱, 在加工中, 特别是车加工中极易变形而影响整个零件的加工质量。本文仅就某一典型零件在加工过程中为了防止工件变形、保证零件质量所采取的措施进行总结, 为今后更好地加工薄壁套零件, 提供一些经验和理论依据。

2 实例工件

笔者公司曾承接过宝钢中试机组圆盘剪项目中的一种薄壁套零件:卡套, 材料为45钢, 共四件, 热处理要求正火处理。零件具体尺寸见图1。该卡套尺寸公差及内外圆的同轴度要求均比较高, 卡套虽小却是宝钢中试机组圆盘剪中的关键零件, 因与轴承及轴承座配合, 该卡套内套的尺寸精度及其内孔和外圆的同轴度精度影响着圆盘剪整机的运转情况。所以卡套的图纸要求相当高, 卡套外圆准250要求与之相配的上轴承座的内孔配车, 以保证其间隙为0.05～0.08mm。

2.1 工艺过程中的有效措施

影响薄壁零件加工精度的因素很多, 但最主要的因素通常是装夹过程中的受力和切削过程中的切削力及切削热。

2.1.1 装夹过程中的受力变形

该卡套零件最大壁厚处仅为26mm, 为了防止因夹紧力产生变形影响零件本身, 在工艺制定过程中要求卡套投料长度480mm的准27365 (GB/T17395-1998) 厚壁钢管。粗加工时左端总长之外留出夹头位置, 同时车削出应力槽, 夹头处65mm的壁厚和15mm宽的应力槽可保证工件在夹紧及车加工旋转时的变形不影响工件本身, 且应力槽又方便控制卡套的总长度。其粗加工图见图2。

2.1.2 卡套在车削加工中因切削引起的变形

因为卡套壁比较薄, 车削加工过程中的切削力 (特别是径向切削力) 及切削过程中产生的切削热均会引起工件变形, 使工件尺寸及形位公差难以控制。为了减少精加工时因切削量过大带来的变形影响, 半精车时除了内孔准210、外圆准250单边留0.5mm精加工余量外, 其余各外圆内孔均车至成品;精加工时只需一次精车内孔及外圆, 以确保外圆和内孔的同轴度要求。精加工完成后割头并倒角。其半精加工图见图3。

2.2 精加工参数选用及注意事项

(1) 机床精度要求:该卡套外圆内孔的同轴度要求较高 (0.01mm) , 因此该卡套的精加工机床精度必须满足工件自身的尺寸及形位公差的要求。精加工前需检测机床精度, 经过对用于加工该卡套的CK6163数控车床精度测量, 主轴跳动为0.009mm, 能够满足零件同轴度的要求。

(2) 刀具选用:粗、精车均选用硬质合金90°车刀。

(3) 精加工时切削用量的选取:进给速度和切削量、转速都不应该选择太高, 因为固定的力主要集中在Z向, 过高会产生振动导致工件变形和光洁度不好。选择的主轴转速一般为1100～1200r/min, 进给量为0.1～0.2mm/r, 甚至更小, 背吃刀量为0.2～0.5mm。精车时采用尽量高的切削速度, 但不宜过高。总之, 只要合理选用三要素就能减少切削力, 从而减少变形。

(4) 合理使用切削液:粗加工时, 因为各部余量比较多, 可以不用切削液, 必要时也可以采用低浓度的乳化液或水溶液;半精加工及精加工过程中必须采用能适当提高其润滑性能的切削液。如此不仅能减少因切削热而产生的变形, 还可以减小切削力, 提高刀具的耐用度和降低零件的表面粗糙度, 从而有效地保证了零件的加工质量。

(5) 注意事项:加工过程中每一工步均需做好试切削并准确测量。根据相对应的轴承座内孔尺寸, 按相应件号列出每件工件外圆准250需要配车的尺寸公差并做标记。

3 结语

卡套加工完成后, 经过三维坐标检测, 满足图纸要求。本实例虽只是针对某一具体的零件所采取的加工策略, 可能不具有普遍性, 但可为今后能更好地加工薄壁套零件, 保证其加工精度及质量, 提供了经验和借鉴。

参考文献

[1]GB/T17395-1998, 无缝钢管尺寸、质量[S].

典型零件 第5篇

1、轴类零件的功用、结构特点及技术要求

轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。

轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。轴用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高，其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定，通常有以下几项：

(1)尺寸精度

起支承作用的轴颈为了确定轴的位置，通常对其尺寸精度要求较高（IT5～IT7）。装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低（IT6～IT9）。

(2)几何形状精度

轴类零件的几何形状精度主要是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等的圆度、圆柱度等，一般应将其公差限制在尺寸公差范围内。对精度要求较高的内外圆表面，应在图纸上标注其允许偏差。

(3)相互位置精度

轴类零件的位置精度要求主要是由轴在机械中的位置和功用决定的。通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求，否则会影响传动件（齿轮等）的传动精度，并产生噪声。普通精度的轴，其配合轴段对支承轴颈的径向跳动一般为0.01～ 0.03mm，高精度轴（如主轴）通常为0.001～ 0.005mm。

(4)表面粗糙度

一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为Ra2.5～0.63μm，与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度为Ra0.63～0.16μm。

2、轴类零件的毛坯和材料(1)轴类零件的毛坯

轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选用棒料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主；而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。

(2)轴类零件的材料

轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范（如调质、正火、淬火等），以获得一定的强度、韧性和耐磨性。

45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45～52HRC。

40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。

轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50～58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。

精密机床的主轴（例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选用38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。

（二）齿轮

1、齿轮的功用与结构特点

齿轮传动在现代机器和仪器中的应用极为广泛，其功用是按规定的速比传递运动和动力。

齿轮的结构由于使用要求不同而具有各种不同的形状，但从工艺角度可将齿轮看成是由齿圈和轮体两部分构成。按照齿圈上轮齿的分布形式，可分为直齿、斜齿、人字齿等；按照轮体的结构特点，齿轮大致分为盘形齿轮、套筒齿轮、轴齿轮、扇形齿轮和齿条等等，如图9-1所示。

在上述各种齿轮中，以盘形齿轮应用最广。盘形齿轮的内孔多为精度较高的圆柱孔和花键孔。其轮缘具有一个或几个齿圈。单齿圈齿轮的结构工艺性最好，可采用任何一种齿形加工方法加工轮齿；双联或三联等多齿圈齿轮(图9-1b、c)。当其轮缘间的轴向距离较小时，小齿圈齿形的加工方法的选择就受到限制，通常只能选用插齿。如果小齿圈精度要求高，需要精滚或磨齿加工，而轴向距离在设计上又不允许加大时，可将此多齿圈齿轮做成单齿圈齿轮的组合结构，以改善加工的工艺性。

2、齿轮的技术要求

齿轮本身的制造精度，对整个机器的工作性能、承载能力及使用寿命都有很大的影响。根据其使用条件，齿轮传动应满足以下几个方面的要求。

（1）传递运动准确性

要求齿轮较准确地传递运动，传动比恒定。即要求齿轮在一转中的转角误差不超过一定范围。

（2）传递运动平稳性

要求齿轮传递运动平稳，以减小冲击、振动和噪声。即要求限制齿轮转动时瞬时速比的变化。

（3）载荷分布均匀性

要求齿轮工作时，齿面接触要均匀，以使齿轮在传递动力时不致因载荷分布不匀而使接触应力过大，引起齿面过早磨损。接触精度除了包括齿面接触均匀性以外，还包括接触面积和接触位置。

（4）传动侧隙的合理性

要求齿轮工作时，非工作齿面间留有一定的间隙，以贮存润滑油，补偿因温度、弹性变形所引起的尺寸变化和加工、装配时的一些误差。

齿轮的制造精度和齿侧间隙主要根据齿轮的用途和工作条件而定。对于分度传动用的齿轮，主要要求齿轮的运动精度较高；对于高速动力传动用齿轮，为了减少冲击和噪声，对工作平稳性精度有较高要求；对于重载低速传动用的齿轮，则要求齿面有较高的接触精度，以保证齿轮不致过早磨损；对于换向传动和读数机构用的齿轮，则应严格控制齿侧间隙，必要时，须消除间隙。

B10095?88中对齿轮及齿轮副规定了12个精度等级，从1~12顺次降低。其中1~2级是有待发展的精度等级，3~5级为高精度等级，6~8级为中等精度等级，9级以下为低精度等级。每个精度等级都有三个公差组,分别规定出各项公差和偏差项目

（三）箱体

箱体类零件中以机床主轴箱的精度要求最高。以某车床主轴箱，箱体零件的技术要求主要可归纳如下：

1.主要平面的形状精度和表面粗糙度

箱体的主要平面是装配基准，并且往往是加工时的定位基准，所以，应有较高的平面度和较小的表面粗糙度值，否则，直接影响箱体加工时的定位精度，影响箱体与机座总装时的接触刚度和相互位置精度。

一般箱体主要平面的平面度在0.1～0.03mm，表面粗糙度Ra2.5~0.63μm，各主要平面对装配基准面垂直度为0.1/300。

2.孔的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度

箱体上的轴承支承孔本身的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度都要求较高，否则，将影响轴承与箱体孔的配合精度，使轴的回转精度下降，也易使传动件（如齿轮）产生振动和噪声。一般机床主轴箱的主轴支承孔的尺寸精度为IT6，圆度、圆柱度公差不超过孔径公差的一半，表面粗糙度值为Ra0.63～0.32μm。其余支承孔尺寸精度为IT7～IT6，表面粗糙度值为Ra2.5～0.63μm。

3.主要孔和平面相互位置精度

典型零件 第6篇

摘要：随着国家科技的进步，航空制造业已成为衡量国家发达水平的重要因素之一。航空发动机是飞行器的核心部件，因此发动机典型零部件的加工技术与刀具应用对航空业的发展起着重要的作用。由于航空零件多为难加工材料，不但对加工技术有高的要求，对加工用的刀具要求更高。本文针对航空发动机典型零件材料及特性、加工技术的现状与刀具应用进行了分析；对航空典型零件加工用刀具材料及特性探讨，并结合刀具磨损对加工精确度的影响，对多轴高速加工刀具的磨损进行仿真分析，同时针对多轴高速铣削特点对航空航天钛合金零件的专用刀具进行设计，为今后我国航空发动机典型零件的高效、高精确度加工打下一定的基础。endprint

摘要：随着国家科技的进步，航空制造业已成为衡量国家发达水平的重要因素之一。航空发动机是飞行器的核心部件，因此发动机典型零部件的加工技术与刀具应用对航空业的发展起着重要的作用。由于航空零件多为难加工材料，不但对加工技术有高的要求，对加工用的刀具要求更高。本文针对航空发动机典型零件材料及特性、加工技术的现状与刀具应用进行了分析；对航空典型零件加工用刀具材料及特性探讨，并结合刀具磨损对加工精确度的影响，对多轴高速加工刀具的磨损进行仿真分析，同时针对多轴高速铣削特点对航空航天钛合金零件的专用刀具进行设计，为今后我国航空发动机典型零件的高效、高精确度加工打下一定的基础。endprint

摘要：随着国家科技的进步，航空制造业已成为衡量国家发达水平的重要因素之一。航空发动机是飞行器的核心部件，因此发动机典型零部件的加工技术与刀具应用对航空业的发展起着重要的作用。由于航空零件多为难加工材料，不但对加工技术有高的要求，对加工用的刀具要求更高。本文针对航空发动机典型零件材料及特性、加工技术的现状与刀具应用进行了分析；对航空典型零件加工用刀具材料及特性探讨，并结合刀具磨损对加工精确度的影响，对多轴高速加工刀具的磨损进行仿真分析，同时针对多轴高速铣削特点对航空航天钛合金零件的专用刀具进行设计，为今后我国航空发动机典型零件的高效、高精确度加工打下一定的基础。endprint

批量铣削典型零件的夹具设计 第7篇

我校实习工厂承接的大多数产品的机械加工生产任务具有小批量、短周期、高精度的特点, 因此, 如何保证工件的加工精度, 提高加工效率, 兼顾产品质量和生产进度的要求, 是各生产车间产品加工的核心任务。鉴于大部分零件的结构特点, 铣加工工序占有重要的部分, 对于零件的生产质量和进度也有着极大的影响, 因而对铣加工工装夹具的设计提出了很高的要求。本文仅就下例典型零件铣削部分的夹具设计进行分析。

2 零件的主要特点、主要技术要求及加工工艺分析

如图1材料为45钢, 主要由扁榫、台阶及M8的螺纹组成, 其几何尺寸及公差、表面粗糙度都有较高要求, 加工完后还须进行表面热处理渗碳。

该零件下料后经数控车分别用端面车刀、外圆车刀、螺纹车刀、切断刀将零件端面、准18和准10的外圆及M8的螺纹车削好后切断, 再由数控铣床加工扁榫 (或含准18外圆端面) , 直至尺寸合格, 去除毛刺。

3 铣削扁榫的夹具设计方案

通常, 在铣床上铣削扁榫时, 大部分夹具均采用V形块夹紧装置, 但对一些如图1形状、尺寸均比较特殊的零件, 若采用V形块夹紧, 则会给铣削加工带来困难。

由图1知, 用V形块夹紧铣削零件两侧面时, 以准10外圆定位夹紧, 由于其长度太短, 只有5mm, 虽可以夹持, 但远离夹紧点中心, 夹紧力不足, 铣削时工件易被铣刀打飞。若加大夹紧力, 又容易将其夹紧表面夹伤或夹成三角形而报废。若以准18的外圆加工表面夹入V形块内加工, 工件端面则无法定位, 容易造成加工误差。

如果采用卡盘单个夹紧加工, 不仅会出现使用V形块类似的情况, 即使勉强可行也无法提高效率和保证产品的质量稳定性, 这对于批量生产来说, 无疑是最大的失败。

除此外, 我们尝试过使用夹具采用线切割加工, 方法可行, 但速度太慢, 不适合批量生产。

1.堵头2.特形定位块3.定位块4.夹紧块5.夹紧螺钉6.调整螺钉7.夹具体8.沉头螺钉9.圆柱销10.左右盖板

为此, 经过多种方式的试验, 我们最终设计了用圆弧面夹紧的多件铣削夹具 (如图2所示) 。既满足了工件夹紧、定位的要求, 也简化了夹具的制造工艺, 使用这套夹具不但减少了废品率, 同时也大大地提高了生产率, 具体分析如下:

3.1 扁榫铣削夹具的结构及技术要求

(1) 扁榫铣削夹具结构如图2所示。它由堵头1、定位块2和3、夹紧块4、夹紧螺钉5及夹具体7等组成。

其中在夹具体7上有起定位作用的堵头1, 根据需铣削扁榫的数量将切割好的定位块2、3依次放入所设夹具体7的槽内, 再通过圆柱销9定位好两左右盖板10, 通过调整螺钉6将夹紧块4调整好适当位置, 使用沉头螺钉8紧固好左右盖板10, 将该夹具安置在X62W铣床工作台面上, 并使A面与其工作台面平行, 安装找正后, 拧紧夹紧螺钉5即可。

3.2 扁榫铣削夹具的技术要求

保证各定位块在一条直线上;保证各定位块均可在槽内灵活移动;定位块中心孔与零件外圆准18选取18H j56的过渡配合;各定位块中心孔整体加工后需通过电火花线切割机床沿中心孔中心纵向切开;夹具体的厚度与长度视一次装夹的零件个数可进行相应调整。

3.3 扁榫铣削夹具的定位与夹紧方法

将一组待加工的零件定位于各定位块间中心孔内, 由于各定位块在槽内可自由移动, 定位后扭紧夹紧螺钉, 使各定位块和工件产生相互挤压, 从而实现夹紧的目的。

4 铣刀的选择

在多件铣削夹具上可进行端面、侧面及对称平面的加工, 加工表面确定后, 可根据相应的平面选择不同类型的刀具。图2为采用组合铣刀在X62W铣床上铣削两对称平面。

使用扁榫铣削夹具的优势和特点:

(1) 可对一组零件进行加工, 显著地提高了生产率, 大大降低了劳动强度, 降低了经济成本。

(2) 用圆弧面夹紧代替了V形块的3点夹紧方式, 避免了表面夹伤与变形, 保证了产品质量, 大大降低了废品率。

(3) 可以进行较大进给量的铣削, 工件稳如"泰山", 保证了加工时的位置精度。

(4) 实际生产中, 若增加多件铣夹具的定位块数目, 其生产率还可进一步提高。

(5) 夹具制作工艺简单, 元件少而精, 配套的费用低, 实际操作方便。

参考文献

[1]薛源顺.机床夹具设计[M].北京:机械工业出版社, 2000.

[2]肖继德, 陈宁平.机床夹具设计[M].北京:机械工业出版社, 1998.

[3]徐灏.机械设计手册[M].第二版.北京:机械工业出版社, 2002.

典型零件的批量铣削夹具设计 第8篇

1 典型零件分析

1.1 典型零件材料分析

1.堵头2.特形定位块3.定位块4.夹紧块5.夹紧螺钉6.调整螺钉7.夹具体8.沉头螺钉9.圆柱销1 0.左右盖板

如图1所示零件, 该零件材料为45钢, 为中等含碳量的优质碳素结构钢, 其力学性能为:具有较高的强度、硬度, 同时具有一定的塑性、韧性, 兼具有良好的切削工艺性能。

1.2 典型零件结构分析

如图1所示零件, 该零件主要结构分为三段, 即扁榫部分、台阶梯部分及M8的螺纹部分三段组成。该零件结构简单, 易于加工, 但扁榫部分铣削加工时, 对夹具有特殊要求。

1.3 主要技术要求

该零件扁榫部分的形状精度、位置精度、尺寸精度、表面粗糙度等要求都较高, 技术要求上还需要进行最后的表面渗碳热处理。

1.4 加工工艺分析

该零件下料后加工工艺分析如表1。

2 扁榫铣削夹具的设计方案

2.1 常用夹紧装置的不足

一般情况下, 对于扁榫加工, 加工方法采用在铣床上铣削, 铣削加工时, 切削力较大, 又是断续切削, 振动较大。扁榫一类零件, 形状、尺寸均比较特殊, 如果采用V形块夹具夹持零件进行铣削, 会给铣削加工带来困难。分析如下。

由图1知, 在铣床上铣削扁榫时, 若要用V形块夹紧装置对零件实施夹紧, 进行两侧面铣削时, 如果以Φ10外圆段定位实施夹紧, 则会因Φ10外圆部分长度只有5 mm, 虽然可以夹持, 但由于该段过短又远离夹点中心, 从而造成夹紧力不足, 易产生铣削加工时工件被铣刀打飞的危险后果。若单纯增大夹紧力, 又极易将工件夹紧表面夹伤或直接夹持成三角形而造成工件报废;如果以Φ18外圆段的加工表面夹入V形块内进行加工, 又会使工件端面无法定位, 容易造成加工误差。若要用卡盘单个夹紧加工, 同样会出现与使用V形块夹具装置类似的情况。

2.2 新型扁榫铣削的夹具设计方案

如图2所示, 为我们新设计的扁榫铣削的夹具。这一设计, 我们经过多种方式的试验, 来于生产实践, 并充分应用于生产实践。

我们为新设计的扁榫铣削夹具设计了用圆弧面夹紧且能的多件铣削。既满足工件夹紧, 又符合定位要求的同时, 也大大简化了夹具的加工制造工艺。经过多次生产实践证明, 采用这套新型圆弧面夹具装置铣削扁榫, 降低了产品的废品率, 更大幅度地提高了产品生产率, 现对这套新型圆弧面夹具装置分析如下。

2.2.1 新型扁榫铣削夹具的结构

如图2所示, 这套新型扁榫铣削夹具由堵头1、特形定位块2、定位块3、夹紧块4、夹紧螺钉5、调整螺钉6、夹具体7、沉头螺钉8、圆柱销9、左右盖板10等组成。各部分使用及功能介绍如下。

堵头1在夹具体7上, 起定位作用, 使用时可根据计划铣削的扁榫数量将定位块2和定位块3按次序放入夹具体7的槽内, 并用圆柱销9对左右盖板10固定好位置, 再由调整螺钉6调整好夹紧块4的位置, 通过沉头螺钉8将左右盖板10紧固好后, 将该夹具安置在X62W铣床工作台面上, 检测调整以保证A面与工作台面平行度要求, 最后安装找正, 拧紧夹紧螺钉5, 安装完成。

2.2.2 新型扁榫铣削夹具的技术要求

各定位块均可在槽内灵活移动;各定位块在一条直线上;定位块中心孔与零件Φ18外圆段为过渡配合, 采用18H/j56;各定位块中心孔整体加工后需通过电火花线切割机床沿中心孔中心纵向切开;夹具体的厚度与长度视一次装夹的零件个数可进行相应调整。

2.2.3 新型扁榫铣削夹具的定位与夹紧方法

将一组待加工的零件定位于各定位块间中心孔内, 由于各定位块在槽内可自由移动, 定位后扭紧夹紧螺钉, 使各定位块和工件产生相互挤压, 从而实现夹紧的目的。

3 新型铣削扁榫夹具的优势和特点

可加工一组零件, 提高了加工生产率, 降低了产品生产成本。以圆弧夹紧面置换了V型块夹具的3个点的点式夹紧, 规避了表面夹伤与变形现象, 降低了产品的废品率。使产品加工时的位置精度有了保障, 能够选用较大的进给量进行铣削加工。铣削扁榫夹具上定位块数目可适当调整增加, 生产率有进一步提高的空间。铣削扁榫夹具元件少, 配套费用低, 操作便捷。

4 结语

生产中常常会遇到些有批量的、要求又较高的、尺寸又较紧凑的零件。因这种零件体积小, 装夹定位都比较困难, 故通常加工制作效率较低。而我们设计的多工位、高效率的加工夹具在生产中, 既能满足零件加工的质量和技术要求, 又能有效较低生产成本、提高效率、减少废品的发生。

参考文献

[1]肖继德, 陈宁平.机床夹具设计[M].机械工业出版社, 2010.

[2]陈宏军.机械加工工艺设计员手册[M].中国劳动出版社, 2009.

典型零件的加工工艺及其优化 第9篇

1 典型零件的加工要求及工艺分析

本文选取的这款典型零件为短轴类零件, 外观为外六角, 需要加工六方面、外螺纹、密封锥面, 内孔的加工精度要求很高, 同时还加工有卸油横孔。特别是内控的加工要求公差在0.02mm以下。其加工难点在于不仅加工孔径较小, 而且要求锥面是密封的, 同时对角度和圆跳动要求也较高。加工工人在对此典型零件制定加工方案的过程中, 考虑到零件内孔在精度方面的高要求, 如果单纯使用一台数控车床进行加工恐怕难以达到理想的加工效果。经反复斟酌, 加工人员决定选取两台数控车床进行该典型零件的加工。首先使用BX26S双主轴数控机床进行加工, 选择此台机床是因为该机床属于经济型机床, 实用性强, 操作简单, 使用与复杂零件的加工并且性能表现可靠。使用BX26S数控机床首先对坯体进行粗车、钻横孔、精车, 再进行端面槽、螺纹、端面的加工, 最后进行钻孔, 对孔首先进行粗镗, 在进行半精镗。然后, 使用CK3320数控机床进行进一步的精加工, 选择CK3320机床是因为该机床具有良好的刚性且操作简单, 机床位置具有较高的精度, 排刀布局简单可靠, 在典型零件的镗孔和锥面的精加工方面表现出良好的性能。在BX26S数控机床零件加工的基础上采用CK3320数控机床进行典型零件的镗孔精加工和锥面的精加工。

2 加工方案的初步确定

根据上述加工工艺的分析, 需要使用两台机床进行该典型零件的加工, 刀具使用数量总共需要13把, 运行加工时间大约需要4分十秒。但是即使是在两台机床合作加工使用的情况下, 仍然有诸多不足存在。第一, 加工时间长, 加工效率不高, 如果该典型零件是批量生产, 工期太长, 无法满足生产的需求。第二, 要使用两台机床进行加工, 那么相应的就需要投入两台机器的操作人力。第三, 加工稳定性不高, 使用镗刀进行典型零件的内孔精加工, 而内孔的孔径为Φ8.62mm, 所以只能使用6mm的镗刀杆来加工, 加上锥度问题更是加工难度增加, 加工效率不高。第四, 容易发生断刀, 如果在粗钻孔的过程中出现断刀, 直接影响后续的粗镗刀的使用, 刀具容易断裂, 造成损失。第五, 换刀频繁, 镗刀直径太小, 刀片以及固定螺丝都会出现破损或者丢失的现象, 换刀会造成时间的拖延, 为零件加工带来麻烦。从以上分析来看, 使用该加工工艺并不是最好的选择。

3 加工工艺的优化

鉴于原工艺方案存在的不足, 对加工工艺方案进行优化, 如下图所示:

为了既保证零件内控尺寸的正确性和粗糙度, 又改变原有加工时间过长的问题, 优化后的工艺方案选择由一台BX26S数控机床完成全部加工任务。这样不仅可以减少人力和设备的投入, 而且镗刀的使用数量得到明显的减少, 有效避免频繁换刀带来的麻烦。钻头选择性能良好的Φ8.5mm的钻头, 以避免钻头发生断裂。在内孔精加工方面, 粗钻孔完成后, 直接用铰刀进行精加工, 使用铣铰刀, 做到孔底倒角及底平面一次加工成型。在加工过程中, 铣铰刀在空口部分刀具出现了震动, 为了避免孔口产生锥度, 通过对进给量和加工步骤的调节有效的解决了这一问题。在孔径尺寸的控制上, 铰刀相比较镗刀而言有明显的优势, 对内孔精度的加工上表现出更好的性能。对排刀的位置进行优化, 使两主轴的加工在时间上尽可能的保持平衡状态。

4 结语

优化后的加工工艺方案投入运行后, 经过一段时间的检验, 新方案较原工艺方案, 在加工时间上有了明显的减少, 加工效率显著提高。典型零件的加工尺寸上更加稳定, 同时断刀现象明显改善。因为使用了性能良好的钻头, 粗钻孔径有了保证, 因此也给铣铰刀的余量控制上也打下了良好的基础。因为只使用了一台数控机床, 所以在人力和物力的成本投入上节省, 因此, 使用优化后的工艺方案, 是完全能够满足典型零件的加工要求的。在生产实践中, 对不同类型的零件选择合适的加工工艺, 尽量考虑加工时间短、经济、高效率的工艺方法, 不断提高关键工序的生产效率, 做到事半功倍、提升产能。

参考文献

[1]赵如福.金属机械加工工艺人员手册[M].上海:上海科学技术出版社, 2012.

[2]王艳, 乔吉超.典型钛合金壳体零件加工工艺[J].制造技术与机床, 2011.

典型零件数控加工工艺研究 第10篇

1 典型零件数控加工的特点

就目前中国的机械制造产业来说, 数控机床被广泛应用于机械产品的制造和生产以及各种典型零件的数控加工等领域。典型零件的数控加工具有工艺精度高、柔性程度高和生产效率高的“三高”优势。

数控加工的工艺精度高指的是等待加工的成型零件可以在数控机床上一次定位, 有效减少了因重复定位而产生的必然性误差。而且在数控加工的过程中还可以同时完成多道工序的加工工艺, 节省了大量的加工时间。

数控加工的柔性程度高指的是针对成型的典型零件在形状上产生的变化, 数控机床只需要依据零件的结构特征而适当地改变加工程序就能顺利解决这一外形问题, 不用再另外制造专业的刀具和夹具来适应加工零件的形状变化。

数控加工的生产效率高则是指典型零件数控加工的工序比较集中, 数控机床的刚性数值也较高, 在缩短了加工时间的同时也保证了产品的质量, 从而提高了典型零件数控加工的生产效率。

2 典型零件数控加工的步骤与工艺

2.1 确定零件图和加工内容

使用数控机床加工某一种成型的零件并不代表要在数控机床上完成该零件的所有加工内容。数控加工既可以是对典型零件整体的加工, 也可以只是对典型零件的某一道工序进行加工。所以, 数控加工的工艺人员在开始数控加工的工作之前一定要先对零件的图样进行细致的工艺分析。确定下需要加工的部分和内容之后, 再根据零件图样和加工工艺的需要来选择和裁定必要的工艺装备。如果零件的加工内容需要经过长时间的调试, 工艺人员可以从数控加工的可行性与便利性这两个方面来分析和审查典型零件数控加工的工艺设计问题。数控加工过程中的每一道工序和每一个细节都应该引起现场工艺人员的高度重视, 尽量在不影响零件使用性能的条件下满足数控加工工艺的各项需求。

2.2 设计路线和划分工序

典型零件数控加工路线的合理设计和加工工序的科学划分直接决定了典型零件数控加工的加工精度、使用效率和经济效益等一系列的质量问题。尤其是零件数控加工路线的设计工作, 工艺人员不仅要充分考虑到常规的工艺要求, 还要结合零件自身的具体情况开率到另外四个因素:一是在加工过程中尽量让粗加工在普通机床上进行和完成, 以便提高数控机床的利用率。二是在一次装夹的时候尽量一次性完成所有可能需要加工部位的加工, 以便减少刀具的重复性更换。三是工步安排应该本着由粗到精的基本原则而采用顺铣的方式来进行精铣, 以便降低表面的粗糙度。四是在加工二维轮廓的时候尽量选用圆弧切入切除的方式来避免直线进退刀的应用方式。

2.3 选用加工工艺的装备

这里所说的工艺装备具体指的是夹具和量具这两种设备工具。工艺人员在选用夹具的时候要根据零件的形状、大小、尺寸和数量而尽量选择装夹快速、安装方便和定位准确的夹具。而选用量具的时候则要依据成型零件数控加工的精度要求来进行选择。通常情况下, 通用型的量具就可以满足典型零件数控加工过程中的所有测量要求。

2.4 选择刀具并确定切削用量

典型零件数控加工过程中刀具的选择以及切削用量的选定对数控机床的加工质量和加工效率有着直接的影响和作用。因此, 数控机床对刀具的要求比普通机床的要求要严格得多, 不仅要求各种类型的刀具要具有超高的精度和耐用度, 还要尽量使得零件的安装和调整便利化、简单化。

所以, 典型零件在数控机床上的数控加工, 对刀具的选择要遵循四个基本原则。首先, 数控机床上的刀具应该选用硬质的合金刀具, 并且通过对刀具几何参数的比较分析来有效提高刀具的切削性能。其次, 刀具的长度在满足实用要求的情况下不宜太长, 刚好满足使用需求的长度为最佳。再次, 刀具的选用还要参考刀具自身质量的可靠性和耐用性, 尽量减少因为刀具的磨损和损害而更换刀具的次数。最后, 刀具本身是具有一定体积和重量的, 选择刀具的时候还要考虑到安装在刀库上的刀具在体积和重量上给平衡性带来的问题和解决方法。

而在切削用量上的选择和设定就要结合机床的刚性、刀具的耐用性和零件材质的硬度等因素。一般情况下, 在典型零件数控加工过程中实施粗加工的时候就采用较大的切削深度和较快的进给速度, 实施细加工的时候则采用较小的切削深度和较慢的进给速度, 以此来保证典型零件的尺寸精度和表面的粗糙程度。

2.5 实例分析

如图1 所示是数控铣工中级工证书考试过程中的一个零件图样, 该成型零件在长、宽、高上的毛坯尺寸分别是110mm、90mm和35mm, 零件材质是45# 钢。该零件的四个侧面和底面都已经完成了数控加工, 要求在规定时间内完成其他剩余部位的数控加工工作。

按照前文中罗列的工艺步骤来进行数控加工。第一步是零件图样的分析研究。作为一个外形是六面体, 整体结构并不复杂的成型零件, 该零件主要是由多个不同深度的平面组成的一个外方内圆的型腔。对该零件的数控加工应该把保证各公差要求作为加工工艺的重点和难点。由于四侧和底部的加工已经完成, 可以直接忽略掉路线的设计和工序的划分这一步, 直接进入到选择刀具和设备的这一步来, 根据零件基本图样中的结构来看, 加工该零件所需的刀具较多也较复杂, 不同类型不同尺寸的刀具都有。针对这种情况, 工艺人员最好将所需刀具按照规格名称而列出一张表来, 以便在加工过程中作为取用刀具的参考。考虑到该零件单件生产和使用刀具较为复杂这两方面的情况, 该零件的加工设备最终选定为VM850 的立式数控加工机床。最后, 铣削的切削用量取决于刀具的耐用度和零件材质的硬度, 使用切削用量手册里的经验公式就可以就计算出具体的切削用量了。

3 结论

虽然和传统的零件加工工艺相比, 数控加工工艺具有工艺精度高、柔性程度高和生产效率高的特点, 但在实际的零件加工过程中, 更要充分考虑多方面的因素, 确保每一道工序中的工艺技术都达到了相关的标准和要求。只有这样, 才能真正发挥出数控加工工艺在典型零件加工中的卓越优势。

摘要：机械制造行业中的数控加工工艺在典型零件的后期加工中日渐普及。为了对典型零件数控加工的工艺进行全面而深入的分析与研究, 本文以典型零件为研究对象, 简要地阐述了典型零件数控加工的优势特点, 详细地分析了对典型零件进行数控加工的具体步骤和工艺技术, 以期为典型零件的工艺人员提供数控加工方面的参考和帮助。

关键词：典型零件,数控加工,工艺

参考文献

[1]钟俊文, 俞涛.基于数控车床典型零件的工艺分析和夹具设计[J].现代制造技术与装备, 2010 (6) :8-9.

[2]丁文政, 汪木兰, 等.复杂零件数控加工工艺教学项目设计与实施[J].中国现代教育装备, 2013 (21) :9-11.

典型箱体类零件的加工工艺分析 第11篇

1.1 箱体类零件的功用

箱体类零件是指在长、宽、高方向上具有一定比例的一种零件 ,由箱座箱盖组成,它是机器中最基础的部件,由机器部件中的轴、轴承套和齿轮等有关零件按一定的装配位置关系及预定的传动协调关系组合而成的一个整体,在箱体部件装配时也作为基准零件。

1.2 箱体类零件的结构特点

箱体类零件结构多种多样形体较为复杂大多数为铸造件,但从工艺分析上它们也有共同之处。第一,外形上有通常有4个或4个以上的平面组成的封闭式多面体,常见箱体可分为整体式和分离式两大类;第二,箱体类零件的壁比较薄并且不均匀,以空型腔为主;第三,在加工部位上既有较高精度的孔系和多个基准平面的加工,也有精度要求不高的紧固孔和用于链接螺纹的孔加工,因此加工难度比较大;第四,由于加工时需要的工序和刀具比较多,为了节省工时费用和减少大量工装,可在加工中心上可完成加工,在汽车、飞机、摩托车、船舶等运输工具领域上使用箱体类零件也较为广泛。

2 箱体类零件的材料与毛坯的确定

2.1 材料的选择

由于机器的种类很多,在机器中,箱体类零件的材料要求也各有不同,大多数的常用材料是普通灰铸铁,灰铸铁不仅价格低廉,而且有较好的耐磨性、切削性和吸振性,能够满足装配后的刚度和强度要求,在需要减轻箱体质量场合时通常采用有色金属合金,如汽车、摩托车的曲轴材料则选用铝合金。

2.2 毛坯的选择

对于箱体的生产量上,也有单件小批量和批量生产之分,单件小批量生产,需要的毛坯精度低,加工余量大,有时为了减少毛坯的加工余量和缩短加工时间,可将毛坯材料上直径大于φ30mm的孔预先铸出,工厂中为了缩短生产周期简化工艺和降低成产成本,故有时这些箱体采用钢板焊接,大批量生产,需要的毛坯精度高,加工余量小,为了便于机械的加工,故有时这些箱体多用金属模机器型铸造,由于毛坯铸造时会产生残余应力,为了避免变形防止砂眼和气孔的产生和保证加工的稳定性,应在实际加工中使箱体壁厚度尽量均匀,毛坯铸造后和箱体粗加工后可安排一定的人工时效处理。

3 箱体类零件的主要技术要求

3.1主要平面精度和表面粗糙度

箱体零件中对基面的平面度要求比较高,因为基面通常在装配过程中作为装配基准使用,它的平面度影响着主轴箱与床身连接的接触刚度,同时也作为加工主要孔的定位基准,因此必须保证底面和导向面平直,有时还为了防止工作油的泻出,还规定了顶面的平面度要求,总的来说基面的平面度、表面粗糙度和装配垂直度都对箱体零件的加工有着重要的影响,因此,合理的平面度值为0.03×0.1mm,表面粗糙度Ra为25~63μm,表面垂直度为0.05/300mm。

3.2 孔径精度和几何形状精度

箱体上,轴承孔本身的尺寸误差和形状误差都会造成轴承与箱体孔的配合精度,孔径过大,配合就会过松则主轴的回转精度和支承刚度就会降低,随之带来的传动振动和噪声就会越大,孔径过小,配合就会过紧则轴承外形变形而缩短轴承使用寿命,装轴承的孔不圆,也会引起轴的径向圆跳动,所以,一般机床的主轴箱的主轴支承孔的孔径公差为IT6, 其余孔径公差为IT8~IT7。

3.3 主要孔和平面的相互位置精度

为了方便装配,提高主轴的运转情况和使用寿命,降低轴运转中的温度,减小噪音和振动,所以就主要孔对主轴箱安装基面的平行度提出更高的要求,有的孔在同一轴线上,那么就需要有同轴度的要求,同轴度公差为0.005~0.01mm,重要的支撑孔也要有孔距和平行度精度要求,否则影响齿轮啮合精度,一般孔距公差大于平行度公差,合理孔距公差为0.012~0.05mm,平行度公差为0.01~0.04mm。

3.4 孔与孔的位置精度

为了避免箱体中轴与轴承装配时出现的倾斜,就对孔的同轴度误差和孔端面垂直度误差提出了加工要求,否则就会造成主轴径向圆跳动和轴向跳动,就会加剧轴承磨损,对于孔系之间的平行度也要求了一定的加工要求,合理的孔距允许误差为0.025~0.06mm,而孔径公差约为最大同一轴线的支承孔的同轴度之半。

4 选择合理的加工路线

4.1 加工顺序先面后孔原则

箱体主要是由孔和平面组成,在加工中先加工平面后加工孔是箱体加工中一般规律,箱体加工中对孔的加工精度要求较为严格,加工难度较大,由于孔分布在箱体的各个平面上,同时,平面的面积比较大,用来定位稳定可靠,有的主要平面在机器上也起着装配基准的作用,因此先以孔为粗基准加工平面,在以平面为精基准加工孔,使定位基准、设计基准和装配基准重合,避免基准不重合所带来的误差也避免了加工支承孔时钻头的引偏和扩孔铰孔时刀具的崩刃。

4.2 加工阶段粗、精分开原则

箱体结构复杂、壁厚不均、刚性差、生产批量较大、主要平面和孔系加工要求精度又高,故重要的表面加工要粗、精分开进行。

4.3 工序集中、先主后次原则

箱体上为了保证孔和平面的位置精度和减少装夹次数,一般在加工时尽量选择在同一工序中进行。紧固螺纹孔、油孔的工序安排应在平面、支承孔和主要平面精加工之后再进行加工。

5 结 语

加工箱体类零件虽然难度较大,工艺较繁琐,一些外形要求的加工精度较高,但如果从它的功用及其结构特点、材料和毛坯的确定、要求的主要技术、最后到加工工艺规程原则的确定,都有所了解的话,就能对加工箱体类零件迎刃而解了。

摘要：箱体类零件具有一定的特殊性,在加工过程中需要有较高的加工精度,由于加工的工艺难度比较大,在加工时,为了提高生产效率,降低生产成本,需要制定一个科学完善的箱体机械加工工艺。工艺的制定和分析不仅能够提高产品的质量,还能够大大减小工人的劳动强度。基于此,简单阐述了箱体类零件加工工艺中的有关内容。