鮑明志 翟萬(wàn)振

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

發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的三軸孔的加工

鮑明志 翟萬(wàn)振

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

發(fā)動(dòng)機(jī)為汽車的心臟。發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體的三軸孔精加工工序是機(jī)體制造中的關(guān)鍵工序，也是限制性的工序。機(jī)體的三軸孔加工精度要求高，本文通過(guò)分析和實(shí)踐總結(jié)出三軸軸孔的加工工藝方法。對(duì)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(jìn)給量S的確定。切削時(shí)，由于刀具和工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(shí)：

其中，Rmax—?dú)埩裘娣e高度，S0—進(jìn)給量。

當(dāng)?shù)都鈭A弧半徑r=0時(shí)，可得：

其中，Rmax—?dú)埩裘娣e高度，S0—進(jìn)給量，Kr—主偏角，K'r—副偏角。

一般情況下，進(jìn)給量S0越小，殘余面積高度Rmax就越小，對(duì)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(jī)床功率，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)率最大化。然而制約切削速度的因素很多，在機(jī)床功率范圍內(nèi)，僅提高切削速度會(huì)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(yàn)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(jìn)給量：S0=0.2mm/r；進(jìn)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(jìn)給量：S0=O.1mm/r；進(jìn)給速度：Sm=53mm/min。

（三）拉鏜和推鏜工藝分析

推鏜法：在推鏜過(guò)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(zhǎng)度系數(shù)，l—壓桿長(zhǎng)度。壓桿臨界壓力與壓桿的材料、截面形狀、長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(guò)分的增加支撐，會(huì)加大裝配制造的難度和提高機(jī)床成本，而且對(duì)精度的提高影響很小。所推鏜時(shí)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(guò)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(jìn)的直線方向做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，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(zhǎng)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(jī)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(jìn)給量：S0=0.12mm/r；進(jìn)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(jìn)給量：S0=0.072mm/r；進(jìn)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(jī)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(jī)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(dá)H6～H8級(jí)，表面粗糙度Ra(1.6～O.8)lμm。鏜鉸刀的特點(diǎn)：一個(gè)切削刀齒，兩個(gè)支撐導(dǎo)向塊或數(shù)個(gè)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(jìn)給量：S0=O.072mm/r；進(jìn)給速度：S0=72mm/min。

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