發(fā)動機機體的三軸孔的加工

鮑明志 翟萬振

上海優(yōu)尼斯工業(yè)設(shè)備銷售有限公司沈陽分公司 遼寧沈陽 110142

發(fā)動機機體的三軸孔的加工

鮑明志 翟萬振

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發(fā)動機為汽車的心臟。發(fā)動機機體的三軸孔精加工工序是機體制造中的關(guān)鍵工序，也是限制性的工序。機體的三軸孔加工精度要求高，本文通過分析和實踐總結(jié)出三軸軸孔的加工工藝方法。對具有相似結(jié)構(gòu)的零部件加工有指導(dǎo)意義。

曲軸孔；加工

一、曲軸孔加工工藝

（一）曲軸孔的加工方法

曲軸孔為多層壁深孔，加工精度要求比較高，所以目前采用鏜削的加工方法是單刀三工序法，即粗鏜→半精鏜→精鏜。

（二）曲軸孔的切削參數(shù)

1、進給量S的確定。切削時，由于刀具和工件間的相對運動及刀具幾何形狀的關(guān)系，工件上有一小部分金屬未被切下，而殘留在已加工表面上，稱為殘留面積。其高度Rmax是粗糙度形成的主要幾何原因。

當(dāng)?shù)都鈭A弧半徑r≠0時：

其中，Rmax—殘留面積高度，S0—進給量。

當(dāng)?shù)都鈭A弧半徑r=0時，可得：

其中，Rmax—殘留面積高度，S0—進給量，Kr—主偏角，K'r—副偏角。

一般情況下，進給量S0越小，殘余面積高度Rmax就越小，對粗糙度的影響也越小，有利于提高表面加工質(zhì)量。

2、切削速度V的確定。提高切削速度，有利于充分利用機床功率，實現(xiàn)生產(chǎn)率最大化。然而制約切削速度的因素很多，在機床功率范圍內(nèi)，僅提高切削速度會增大切削力，增加切削熱，加速刀具的磨損，降低刀具的耐用度。

表1-1　鏜孔的切削參數(shù)

3、切削參數(shù)擬定。依據(jù)表1-1和經(jīng)驗數(shù)值切削參數(shù)可擬定為，半精鏜切削參數(shù)：切削速度：V=119m/min；主軸轉(zhuǎn)速：n=350r/ min；每轉(zhuǎn)進給量：S0=0.2mm/r；進給速度：Sm=72mm/min。

精鏜切削參數(shù)：

切削速度：V=180m/min；主軸轉(zhuǎn)速：n=530/mim

每轉(zhuǎn)進給量：S0=O.1mm/r；進給速度：Sm=53mm/min。

（三）拉鏜和推鏜工藝分析

推鏜法：在推鏜過程中，鏜桿始終處于軸向受壓狀態(tài)，容易產(chǎn)生壓桿不穩(wěn)定。由歐拉公式的普遍形式：

其中PCA—臨界壓力，E—材料彈性模量，I—橫截面最小形心主慣性矩，μ—長度系數(shù)，l—壓桿長度。壓桿臨界壓力與壓桿的材料、截面形狀、長度及約束狀況有關(guān)。當(dāng)鏜孔內(nèi)容確定后，鏜桿的截面形狀和長度就基本確定，所以式中變量I和l為定值。一般采用合金鋼鏜桿，材料彈性模量E為固定值。而約束條件的變化，引起長度系數(shù)μ的變化較大。改善鏜桿的支撐狀況，可以提高鏜孔的加工精度。若過分的增加支撐，會加大裝配制造的難度和提高機床成本，而且對精度的提高影響很小。所推鏜時行程較小、接頭受力狀態(tài)良好，加工效率較高，所以可用于粗、半精工序加工。拉鏜法要求鏜桿在加工前要穿過被加工孔，鏜桿直徑受到加工孔的制約不能做的太大，限制了鏜桿的剛性。而且鏜桿與主軸連接處的接頭受拉力，接頭剛性差。但在拉鏜鏜削加工程中，鏜桿始終處于軸向受拉狀態(tài)，鏜頭沿鏜桿前進的直線方向做進給運動，穩(wěn)定性好，加工精度高。所以特別適用于孔軸線度要求較高或長徑比很大的小直徑深孔的最終加工。綜上分析，曲軸孔半精鏜工序采用推鏜方式，精鏜工序采用拉鏜方式。

二、凸輪軸孔加工工藝

凸輪軸孔同為多層壁深孔，加工精度要求比較高。所以目前仍采用鏜削的加工方法。凸輪軸孔加工工藝方法與曲軸孔的相似。在機床上也完成半精鏜和精鏜兩工序：半精鏜工序余量為0.3mm(單邊)，采用推鏜方式；精鏜工序余量為O.1mm(單邊)，采用拉鏜方式。半精鏜切削參數(shù)：切削速度：V=122m/min；主軸轉(zhuǎn)速：n=600r/mim；每轉(zhuǎn)進給量：S0=0.12mm/r；進給速度：Sm=72mm/ min。精鏜切削參數(shù)：切削速度：V=150m/min；主軸轉(zhuǎn)速：n=735r/ min；每轉(zhuǎn)進給量：S0=0.072mm/r；進給速度：Sm=53mm/min。

三、惰輪軸孔加工工藝

（一）惰輪軸孔的加工方法

惰輪軸孔為盲孔，在機床加工前，已預(yù)加工至Φ16.5mm。成品尺寸要求為Φ17H7。綜合考慮精度要求、機床布局及控制等因素需要采用一序的加工方法，所以采用鏜鉸加工方法。鏜鉸加工方法是利用鏜鉸刀加工孔的方法。鏜鉸刀是將鏜削和鉸削合二為一的刀具，在孔加工中可以一次完成鏜鉸兩道工序，因而效率高。加工精度可達H6～H8級，表面粗糙度Ra(1.6～O.8)lμm。鏜鉸刀的特點：一個切削刀齒，兩個支撐導(dǎo)向塊或數(shù)個支撐導(dǎo)向塊。單刃鏜刀起主切削作用，支撐導(dǎo)向塊即起導(dǎo)向作用，又起刮削及擠壓已加工表面的作用。支撐導(dǎo)向塊所在直徑較被加工孔徑小于(O.01～0.03)mm，單刃切削的不平衡力將支撐導(dǎo)向塊壓向孔壁，從而起到刮削及擠壓已加工表面的作用。

（二）惰輪軸孔的切削參數(shù)

鏜鉸切削參數(shù)：

切削速度：V=53.4m/mim；主軸轉(zhuǎn)速：n=l000r/min；每轉(zhuǎn)進給量：S0=O.072mm/r；進給速度：S0=72mm/min。

[1]張維紀主編.金屬切削原理及刀具[M].杭州：浙江大學(xué)出版社,1991.