《机械加工工艺编制设计》课件-发动机曲轴数控加工：精密制造的关键工艺

1发动机曲轴数控加工：精密制造的关键工艺CONTENT目录曲轴加工基础概述01加工前准备要点02粗加工工艺控制03半精加工关键技术04精加工核心工艺05101曲轴加工基础概述曲轴结构与功能特点曲轴是发动机核心部件，承担动力转换功能。采用高强度合金钢锻造，具有多个连杆轴颈和主轴颈。曲轴加工精度直接影响发动机性能。轴颈圆度误差需小于0.005mm，表面粗糙度要求Ra0.4μm。典型曲轴材料为40Cr或42CrMo。热处理后硬度达到HRC28-32，保证耐磨性和疲劳强度。尺寸精度需符合ISO2768标准。主轴颈直径公差控制在±0.013mm范围内。形位公差要求严格。各轴颈同轴度误差不超过0.02mm，径向圆跳动小于0.03mm。表面完整性至关重要。加工后需进行磁粉探伤，确保无裂纹缺陷。加工质量要求标准102加工前准备要点毛坯检验与预处理毛坯入厂需进行全尺寸检测。使用三坐标测量仪验证锻造余量和基准面。超声波探伤检测内部缺陷。按ASTME588标准执行，确保材料内部无夹杂。基准面加工与定位准备。首先加工中心孔作为后续工序的定位基准。CAM编程需考虑刀具路径优化。采用螺旋插补方式减少切削冲击。进行虚拟加工仿真验证。使用VERICUT软件检测程序干涉和过切。首件试切与参数调整。通过试切验证切削参数合理性，优化进给速度。数控程序编制验证工装夹具精准定位专用夹具确保定位精度。采用液压膨胀芯轴，定位精度达到0.005mm。夹具需具备防错功能。设置传感器检测工件放置状态，避免误操作。定期校验夹具精度。每批次生产前使用标准件校验定位精度。103粗加工工艺控制主轴颈粗车削工艺采用硬质合金刀具进行粗加工。刀具前角12-15°，确保排屑顺畅。切削参数需合理控制。粗车转速800-1000rpm，进给量0.2-0.3mm/r。冷却液充分供应至关重要。使用高压内冷刀具，压力达到80bar。连杆轴颈粗铣削使用专用铣刀进行轮廓加工。刀具直径根据轴颈尺寸选择，通常为φ50-80mm。分层铣削控制切削力。每层切削深度不超过3mm，避免刀具过载。实时监测刀具磨损状态。通过功率监控系统预警刀具异常。去重孔粗加工深孔钻削需注意排屑。采用啄钻方式，每钻深5mm退刀排屑。钻头几何角度优化设计。顶角118-135°，螺旋角30-35°。冷却液浓度严格控制。乳化液浓度保持在8-10%，确保润滑效果。104半精加工关键技术轴颈半精车工艺留取合理精加工余量。单边余量0.3-0.5mm，保证后续工序质量。使用CBN刀具提高效率。切削速度提升至150-200m/min。测量反馈实时调整。在线测量系统监测尺寸，自动补偿刀具磨损。油孔精密加工采用枪钻工艺加工油孔。钻头直线度要求0.02/100mm。孔口倒角去除毛刺。使用专用倒角刀具，倒角尺寸0.5×45°。高压清洗确保清洁度。清洗压力不低于10MPa，去除切屑残留。使用成型刀具加工圆角。圆角半径公差控制在±0.1mm。圆弧插补保证表面质量。进给速度均匀，避免停顿产生刀痕。圆角处进行滚压强化。提高疲劳强度30%以上。过渡圆角精加工105精加工核心工艺主轴颈精磨工艺采用数控磨床精密加工。砂轮线速度35m/s，工件转速60rpm。在线测量实时控制尺寸。气动量仪精度达到0.001mm。砂轮修整保持锋利度。每加工20件修整一次，使用金刚石修整笔。连杆轴颈精车使用PCBN刀具精加工。切削参数：转速1200rpm，进给0.1mm/r。恒温加工环境控制。环境温度控制在20±1℃，减少热变形。加工后立即检测尺寸。使用专用检具，确保尺寸符合图纸要求。表面精整处理抛光工艺提升表面