【《四缸曲轴的机械加工工艺流程分析案例概述》3600字】

PAGE10四缸曲轴的机械加工工艺流程分析案例概述目录TOC\o"1-3"\h\u23993四缸曲轴的机械加工工艺流程分析案例概述 1224161.1四缸曲轴零件图分析 1277821.2四缸曲轴零件毛坯的确定 2304331.3四缸曲轴零件毛坯的确定 2189591.4四缸曲轴零件加工定位基准选择 2204681.4.1解布装置主盘动力源选用 2321001.4.2精基准选择 4162351.5四缸曲轴零件机械加工顺序的安排 4172201.6热处理工序的安排 579641.7其他工序的安排 5178871.8其他工序的安排 544511.9工序集中与工序分散 61.1四缸曲轴零件图分析四缸曲轴是将直线运动与旋转运动互相转换的零件。它是发动机、压缩机、剪切机与冲压机械的必要零件，是一个形状复杂的轴类零件，它的结构细长、多曲拐、刚性很差、技术要求比较高。四缸曲轴主要部位结构见图2-1。图3加工零件图四缸曲轴工作时要承受很大的扭应力及弯曲应力的作用，因此曲轴必须具有足够的强度和支承刚性1.2四缸曲轴零件毛坯的确定在选择毛坯时，应考虑材料、机械性能、工艺性能、结构尺寸、生产类型和工厂生产条件，对于大批量生产，应采用高精度、生产率高的先进毛坯生产例如，金属加工机械应用于铸造和锻造。因为四缸曲轴对刚性以及冲击韧性的要求很高，加上它的形状尺寸主要是轴，毛坯的形状较为复杂，采用40Cr较为合适，大中批量生产四缸曲轴可用锻造。四缸曲轴毛坯的技术要求：（1）未注锻模斜度为7°，未注圆角R2-R3；（2）四缸曲轴不加工表面应光洁，不允许有裂纹、折叠、折痕、结疤、氧化皮及因金属未充满锻模而产生的缺限，分模面的飞边高度应大于0.8；（3）四缸曲轴应经调质处理，硬度为26~31HRC；（4）去除锐边毛刺；（5）未注倒角度C0.51.3四缸曲轴零件毛坯的确定根据需求的部分表面(平面、外圆孔、复杂表面等)，部分材料和加工精度和生产效率，考虑到工厂的现有工艺条件(或车间)和加工经济精度选择的加工方法和其他因素。表1.1零件机械加工方法加工方法加工情况加工公差等级（IT）表面粗糙度Ra/μm铣粗铣12~1310~80半粗铣11~121.5~10精铣1.25~51.25~51.4四缸曲轴零件加工定位基准选择1.4.1解布装置主盘动力源选用基准定位包括精确定位和大致定位。如果选择已加工的表面作为参考，安装基地被称为精准定位。如果未处理的表面被选为确定位置的参考点，则称为大致定位。大致定位的实质在于如何充分考虑到每一处理表面，而精确定位的实质是如何减少误差。定位基准的选择通常是基于处理精度的要求，因此，选择位置应从精确定位开始，直至大致定位。（1）在选择精基准时，一般应遵循以下原则：1）基准重合原则：应尽可能准确地选择被加工表面的设计基准。2）基准统一原则：当工件定位某一具体基准和大部分(或者全部)表面很容易加工,平面基准应该尽快加工来实现一些精度，和其他表面应该处理它的确切基准后的流程。3）互为基准原则：在一些定位条件较高的曲面上，常采用互参考重复加工方法来匹配定位条件。4）自为基准原则：降低表面粗糙度、减少加工量、保证加工余量均匀性的工艺自治原则，这往往是基于被加工表面本身。5）简单装夹原则：所选准确数据应保证定位准确可靠，装夹机构简单，操作方便。（2）一般情况下，粗基准的选择应遵循以下原则：1）相互定位要求的保证原则——如果工件上的已加工面与未加工面的相互定位要求需要保证，则将未加工面视为原始数据。2）保证加工量在被加工表面上充分分布的原则：如有必要在工件重要表面上均匀留量时，应选择该表面的毛坯面积作为原始数据3）工件易夹紧的原则是及时选择粗基准，必须考虑夹具定位准确、夹紧可靠、结构简单、操作方便等问题。4）粗基准不能重复使用的原则——如果可以用精基准定位，粗基准不能重复使用。（3）零件的加工经济精度和加工方法的选择加工经济精度指的是零件（四缸曲轴）在正常的加工条件下(使用质量标准的设备和工艺设备，有标准的工人技术水平，不延长加工时间)，可以保证加工精度和表面粗糙度。在实际加工过程中，就可以根据以下几点来考虑经济加工精度：1）根据加工零件的表面特征如是否有孔，耳环压板等较复杂的外形；2）根据待加工零件的材料、经济性和工厂生产率的要求，并考虑到车间现有的加工条件，还应考虑加工的经济精度等因素；3）根据零件表面粗糙度的要求，可将四缸曲轴两侧的座面磨成最终尺寸，以提高加工的经济精度；4）四缸曲轴的顶面要先进行粗车加工，接着再进行半粗车、精车加工，最后来达到图纸要求的尺寸，这样的加工方法才符合加工经济精度。1.4.2精基准选择基本面是设计基准和基本工作面，次要表面是键盘，螺钉孔等表面，通常在两个表面之间需要相互定位，因此一旦达到一定的精度，主表面用于定位次要表面。表1.2零件加工基准面选择表面类型加工方法加工情况加工公差等级（IT）表面粗糙度Ra/μm主要表面铣粗铣12~1310~80半粗铣11~121.5~10精铣1.25~51.25~5钻Ф15mm以下11~135~8Ф15mm以上10~1220~801.5四缸曲轴零件机械加工顺序的安排（1）先加工需要作为基准的面，接着以加工过的面作为精基准，去加工剩下的面。如果待加工零件有多个定位基准，就要依据基准面转换的顺序来渐渐提高加工的原则，选择合适的面当作基准面以及零件外表的加工，可以利用这个为后续的工序提供基准。（2）先加工面，再钻孔。主要原因是平面比较稳定，一般情况而言，尺寸比较大的零件，需要先加工平面，然后再钻孔，以此来保证零件的质量。（3）需要先加工主要表面，再加工次要表面。（4）先粗后精。在零件加工过程中，工件各表面的加工次序，按加工阶段，从粗加工到精加工。1.6热处理工序的安排曲轴的一般加工路线为：锻造→正火→机械加工→去应力退火→调质处理→表面热处理（高频淬火+低温回火）。热处理前的预处理正火，然后可能有必要进行应力消除退火。曲轴的热处理由选用45钢，以及相应的热处理，即采用“45钢”的正规化处理；淬火回火保持良好的综合机械性能可大大提高曲轴颈套的强度，高频表面染色可提高曲轴的表面硬度和表面耐磨性。45钢热处理时，由于硬度好，极易产生裂纹，所以淬火介质的选择是选择冷却速度较慢的介质，如风冷、油冷等。加热保温时间要严格控制，避免在调质回火时保温时间过短造成硬度过高，也避免保温时间过长造成晶粒粗大。1.7其他工序的安排本次零件加工过程中，其他辅助工序涉及到的内容主要有：喷丸、去毛刺、倒角等，具体的工序步骤见零件加工工序卡。1.8其他工序的安排对于质量要求高的零件或复杂的零件，整个技术路线通常分为以下几个阶段：（1）粗加工阶段：主要任务是去除每个表面上的大部分边缘，重要的问题是提高零件的性能。（2）半精加工阶段：完成二次表面处理，准备表面精加工。（3）精加工阶段：这一阶段需要确认主表面是否符合图纸要求，主要问题是如何保证零件加工的质量。（4）光整加工阶段：对表面粗糙度和尺寸精度要求很高的表面也需要精加工，这一步的主要目的是提高表面质量，不能用来提高形状和位置精度。常见的加工方法包括金刚石车削(钻削)、磨削、珩磨、精加工、镜面磨削、抛光和磨屑加工。对于加工阶段划分的原因，一是为了保证加工质量，二是合理使用设备，三是便于安排热处理工序，使冷热加工工序配合的更好，四是有利于及早发现毛坯的缺陷（如铸件的砂眼气孔等）。加工阶段的划分不是绝对的，必须根据加工精度和工件刚度的要求来确定。一般来说，工件精度越高，刚度越差，分工应越精细；当工件的堆叠尺寸较小，精度不太高，工件的刚性好时，可分为不级或少级；由于输送和夹紧困难，对较重零件的粗精加工一般用一个小时的夹紧完成，然后用较小的夹紧力再次夹紧，然后继续精加工步骤。1.9工序集中与工序分散所述零件加工顺序被安排，有必要考虑应该采用工序集中还是工序分散。（1）工序集中：指零件的加工是在几个步骤中完成的，每个工序都有许多加工内容和较短的加工路径，主要特点如下：1）高效率的机床和工艺装置可用于高生产率；2）减少运营商数量，减少设备占地面积；3）缩短工件的装配时间，保证工件表面之间的定位精度；4）设备结构复杂，调整维护困难，生产准备负担大。（2）工艺分散：工艺分散是将零件的加工分散成多个工序，每个工序非常小，加工路径非常长，主要特点如下：1）设备和工艺设备相对简单，易于定制和适应产品变化；2）对员工的技术要求较低；3）采用最合理的切削参数可以减少机动时间；4）设备和工艺设备多，操作人员多，占地面积大。工艺集中和工艺分散主要取决于生产规模、零件结构特点和技术要求，有时需要考虑各工艺生产节奏的一致性。一般来说，在小批量制造单体时，可以集中加工，尽可能多的情况下可以用一台普通机床加工。批量生产可以分散进行，集中使用高效率和自动化的机床，如多刀具或多轴，或采