典型机械零件加工工艺

第五章典型汽车零件的机械加工工艺 5-1 齿 轮 制 造 工 艺 5-2 连 杆 制 造 工 艺 5-3 曲 轴 制 造 工 艺 汽 车 齿 轮 按 照 其 结 构 特 点 分 为 五 类 ： 类 单 联 齿 轮 ， 孔 的 长 径 比 L/D1 。 类 多 联 齿 轮 ， 孔 的 长 径 比 L/D1 。 这 两 种 齿 轮 亦 称 为 筒 形 齿 轮 ， 内 孔 为 光 孔 、 键槽 孔 或 花 键 孔 。 5-1 齿 轮 制 造 工 艺一 、 齿 轮 的 结 构 特 点 类 盘 形 齿 轮 ， 具 有 轮 毂 ， 孔 的 长 径 比 L/D1 。 类 齿 圈 ， 没 有 轮 毂 ， 孔 的 长 径 比 L/D1齿 轮 的 定 位 应 先 以 端 面 为 主 要定 位 基 面 加 工 内 孔 和端 面 ， 并 在 一 次 装 中完 成 ， 以 保 证 其 垂 直度 。 再 以 加 工 后 的 内 孔和 端 面 作 为 组 合 定 位基 面 加 工 外 圆 和 另 一端 面 。 加 工 齿 面 时 应 采 用内 孔 及 端 面 定 位 。五 、 齿 轮 机 械 加 工 的 定 位 基 准 5-1 齿 轮 制 造 工 艺 齿 轮 孔 长 径 比 L/D1的 盘 形 齿 轮 的 定 位 当 加 工 轴 的 外 圆 表 面 、 外 螺 纹 、 圆 柱 齿 轮 齿 面 和 花键 时 ， 常 选 择 轴 两 端 的 中 心 孔 作 为 定 位 基 准 ， 把 工 件安 装 在 机 床 的 前 、 后 （ 或 上 、 下 ） 两 顶 尖 之 间 进 行 加工 。 如 以 工 件 两 端 中 心 孔 定 位 不 方 便 或 安 装 刚 度 不 足 时 ，常 用 磨 削 过 的 两 轴 颈 定 位 ， 装 夹 在 精 密 的 弹 性 夹 头 中进 行 加 工 。五 、 齿 轮 机 械 加 工 的 定 位 基 准 5-1 齿 轮 制 造 工 艺 三阶段：齿坯加工轮齿齿面加工热处理后的精加工。 齿 坯 加 工 主 要 是 为 轮 齿 齿 面 加 工 准 备 好 定 位基 准 （ 基 面 ） 。 轮 齿 齿 面 的 加 工 方 案 主 要 取 决 于 齿 轮 的 精 度等 级 ， 同 时 考 虑 到 齿 轮 的 结 构 特 点 、 生 产 类 型及 热 处 理 方 法 等 。 钢 制 齿 轮 的 淬 火 工 序 ， 主 要 是 使 齿 面 具 有 较高 的 硬 度 。 而 心 部 要 保 持 一 定 的 韧 性 。六 、 齿 轮 主 要 加 工 表 面 的 工 序 安 排 5-1 齿 轮 制 造 工 艺 汽 车 齿 轮 机 械 加 工 的 工 艺 过 程1.定 位 基 面 （ 齿 轮 内 孔 及 端 面 或 齿 轮 轴 端 面 及 中 心 孔 ）的 加 工 ；2.外 表 面 及 其 他 表 面 的 加 工 ；3.轮 齿 齿 面 的 粗 、 精 加 工 ；4.热 处 理 ；5.修 复 定 位 基 面 及 精 加 工 装 配 基 准 （ 内 孔 及 端 面 、 轴颈 、 花 键 等 ） ；6.轮 齿 齿 面 进 行 热 处 理 后 的 精 加 工 。 主 要 工 序 后 ， 对 工 件 进 行 清 洗 、 中 间 检 验 及 最 终 检验 。六 、 齿 轮 主 要 加 工 表 面 的 工 序 安 排 5-1 齿 轮 制 造 工 艺 六 、 齿 轮 主 要 加 工 表 面 的 工 序 安 排 5-1 齿 轮 制 造 工 艺 1.齿 坯 加 工 带 孔 圆 柱 齿 轮 的 齿 坯 加 工 ， 可 在 单 轴 、 双 轴 或 多 轴 数控 机 床 上 进 行 。 齿 轮 轴 的 定 位 基 准 是 两 端 中 心 孔 。 钻 中心 孔 前 一 般 先 加 工 轴 的 两 端 面 ， 以 防 因 锻 件 端 面 不 平 整使 中 心 孔 钻 偏 或 折 断 中 心 钻 头 。齿 坯 加 工 方 案 的 选 择 取 决 于 齿 轮 的 轮 体 结 构 和 生 产 类 型 ：大 批 量 生 产 的 齿 坯 加 工 ： 钻 拉 多 车 刀 以 毛 坯 外 圆 及 端 面 定 位 进 行 钻 孔 或 者 扩 孔 ； 拉 孔 ； 以 孔 定 位 在 多 刀 半 自 动 车 床 上 粗 、 精 外 圆 、 端 面 及 倒 角 ；成 批 生 产 齿 坯 加 工 ： 车 拉 车 以 毛 坯 外 圆 或 轮 毂 定 位 ， 粗 车 外 圆 、 端 面 和 内 孔 ； 以端 面 支 承 拉 孔 ； 以 孔 定 位 精 车 外 圆 及 端 面 等 ； 六 、 齿 轮 主 要 加 工 表 面 的 工 序 安 排 5-1 齿 轮 制 造 工 艺 1.齿 坯 加 工 双 面 铣 端 面 、 钻 中 心 孔 采 用 双 工 位 专 用 机 床夹 具 在 专 用 机 床 上 先加 工 好 ， 如 图 所 示 。 六 、 齿 轮 主 要 加 工 表 面 的 工 序 安 排 5-1 齿 轮 制 造 工 艺 2.齿 形 加 工 加 工 方 法 ： 成 形 法 和 展 成 法 ； 加 工 方 案 ： 取 决 于 齿 轮 的 精 度 等 级 、 结 构 形 状 、 生 产类 型 和 齿 轮 的 热 处 理 方 法 及 生 产 工 厂 的现 有 条 件 ；（ 1） 8级 精 度 以 下 齿 轮 调 质 处 理 的 齿 轮 用 滚 齿 或 插 齿就 能 满 足 要 求 ； 对 于 已 经 淬 硬 齿 轮 采 用 ： 滚 齿 剃 齿 齿 端 加 工 淬 火 校 正 孔 ；（ 2) 67级 精 度 齿 轮 淬 硬 齿 轮 采 用 ： 滚 齿 齿 端 加工 淬 火 校 正 基 准 磨 齿 ；（ 3） 5级 精 度 以 上 一 般 采 用 滚 齿 精 滚 齿 淬 火 校 正 基 准 粗 磨 齿 精 磨 齿 六 、 齿 轮 主 要 加 工 表 面 的 工 序 安 排 5-1 齿 轮 制 造 工 艺 2.齿 形 加 工l 对 于 齿 圈 或 盘 形 圆 柱 齿 轮 的 齿 形 加 工 ， 采 用 展 成 法 在滚 齿 机 或 插 齿 机 上 利 用 齿 轮 滚 刀 或 齿 轮 插 刀 的 相 对 运动 进 行 切 削 加 工 ， 如 图 所 示 。 齿 轮 滚 刀 滚 切 圆 柱 齿 轮 示 意 图a） 齿 轮 滚 刀 滚 切 齿 轮 及 其 运 动 b） 若 干 包 络 线 形 成 的 渐 开 线 齿 廓齿 轮滚 刀 被 滚 切齿 轮 渐 开 线齿 廓 六 、 齿 轮 主 要 加 工 表 面 的 工 序 安 排 5-1 齿 轮 制 造 工 艺 2.齿 形 加 工l 对 于 多 联 齿 轮 ， 当 两 齿 轮 间 距 足 够 大 时 ， 采 用 在 滚 齿机 上 滚 切 加 工 ； 当 两 齿 轮 间 距 较 小 或 为 内 齿 时 ， 在 插齿 机 上 进 行 插 削 加 工 ， 如 图 所 示 。 a） 插 削 小 间 距 齿 轮 b） 插 削 内 齿 轮 插 削 双 联 齿 轮 和 内 齿 轮齿 轮 插 刀 六 、 齿 轮 主 要 加 工 表 面 的 工 序 安 排 5-1 齿 轮 制 造 工 艺 2.齿 形 加 工l 齿 端 加 工 ， 其 内 容 有 倒 圆 、 倒 棱 和 去 毛 刺 等 ， 其 目 的是 使 齿 轮 沿 轴 向 移 动 时 容 易 进 入 啮 合 状 态 。 一 般 在 齿轮 倒 角 机 进 行 加 工 ， 如 图 所 示 。 a） 倒 尖 角 b） 倒 棱 c） 倒 圆 角 d） 齿 端 倒 圆 加 工 齿 端 形 状 及 加 工 指 状 铣 刀 齿 轮 六 、 齿 轮 主 要 加 工 表 面 的 工 序 安 排 5-1 齿 轮 制 造 工 艺 3.齿 端 倒 角 加 工（ 1） 去 掉 齿 端 锐 角 齿 轮 ， 特 别 是 斜 齿 轮 的 齿 端 锐 角 部 分g的 强 度 很 低 ， 齿 面 经 过 淬 火 很 脆 ， 工 作 中 锐 角 容 易 折 断 ，断 片 会 破 坏 齿 轮 箱 内 的 零 件 ， 故 必 须 预 先 把 锐 角 去 除 。（ 2） 滑 动 变 速 齿 轮 齿 端 倒 圆 角 变 速 器 齿 轮 换 挡 时 ， 为了 容 易 啮 合 ， 其 齿 端 要 有 圆 角 。（ 3） 修 磨 基 准 孔 和 端 面 作 为 齿 轮 定 位 基 面 的 内 孔 和 端面 ， 淬 火 后 其 形 状 和 尺 寸 都 有 定 变 化 ， 轮 齿 的 相 对 位置 也 有 新 的 误 差 。 六 、 齿 轮 主 要 加 工 表 面 的 工 序 安 排 5-1 齿 轮 制 造 工 艺 3.齿 端 倒 角 加 工 斜 齿 轮 倒 锐 角 简 图 换 挡 齿 轮 齿 端 铣 圆 角 六 、 齿 轮 主 要 加 工 表 面 的 工 序 安 排 5-1 齿 轮 制 造 工 艺 3.齿 端 倒 角 加 工 大 量 生 产 汽 车 第 一 速 及 倒 车 齿 轮 的 工 艺 过 程 六 、 齿 轮 主 要 加 工 表 面 的 工 序 安 排 5-1 齿 轮 制 造 工 艺 成 批 生 产 汽 车 第 一 速 及 倒 车 齿 轮 的 工 艺 过 程 六 、 齿 轮 主 要 加 工 表 面 的 工 序 安 排 5-1 齿 轮 制 造 工 艺数 控 机 床 加 工 齿 轮 连 杆 是 连 接 活 塞 与曲 轴 的 动 力 功 能 件 。连 杆 小 头 通 过 活 塞 销与 活 塞 相 连 ， 连 杆 大头 与 曲 轴 的 连 杆 轴 颈相 连 ， 并 把 活 塞 承 受的 气 体 压 力 传 送 给 曲轴 ， 是 活 塞 的 往 复 运动 转 变 成 曲 轴 的 旋 转运 动 。 5-2 连 杆 制 造 工 艺一 、 连 杆 的 结 构 特 点 铜 套连 杆 小 头杆 身加 工 、 安 装方 向 记 号连 杆 体连 杆 螺 栓 连 杆 轴 瓦连 杆 盖连 杆 大 头 通 常 按 对 口 面 （ 又 称 结 合面 ） 的 结 构 形 式 分 为 两 类 ：u平 切 口对 口 面 与 连 杆 杆 身 轴 线 垂直 ， 通 常 用 于 汽 油 机 ；u斜 切 口对 口 面 与 连 杆 杆 身 轴 线 成一 定 的 夹 角 ， 通 常 用 于 柴油 机 ； 5-2 连 杆 制 造 工 艺一 、 连 杆 的 结 构 特 点 东 风 商 用 车 发 动 机 厂 生 产 连 杆 5-2 连 杆 制 造 工 艺一 、 连 杆 的 结 构 特 点 5-2 连 杆 制 造 工 艺二 、 连 杆 的 工 艺 性 分 析 1.连 杆 盖 和 连 杆 体 的 连 接 方 式 a） 螺 栓 定 位 连 接 b） 套 筒 定 位 连 接 c） 齿 形 定 位 连 接 d） 凸 肩 定 位 连 接 5-2 连 杆 制 造 工 艺 2.连 杆 大 、 小 头 的 厚 度 二 、 连 杆 的 工 艺 性 分 析 5-2 连 杆 制 造 工 艺 3.连 杆 杆 身 的 润 滑 油 孔 一 般 为 4 8mm的 深 孔， 润 滑 油 从 连 杆 大 头 内 沿 杆身 油 孔 通 向 小 头 衬 套 孔 。 由于 深 孔 加 工 困 难 ， 有 些 连 杆以 阶 梯 孔 代 替 小 直 径 通 孔 ，从 而 改 善 了 工 艺 性 。 小 头 及 衬 套 上 钻 小 孔 或 开槽 ， 因 而 避 免 了 深 孔 加 工 。 两 种 润 滑 连 杆 小 头 孔 的 结 构 二 、 连 杆 的 工 艺 性 分 析 5-2 连 杆 制 造 工 艺三 、 连 杆 的 主 要 技 术 要 求主 要 项 目 技 术 要 求连 杆 小 头 底 孔 尺 寸 /mm IT7圆 柱 度 /mm 0.01表 面 粗 糙 度 Ra/ m 1.6连 杆 小 头 衬 套 孔 尺 寸 / mm IT5-IT6圆 柱 度 / mm 0.008表 面 粗 糙 度 Ra/ m 0.8连 杆 大 头 底 孔 尺 寸 / mm IT5-IT6 圆 柱 度 / mm 不 超 过 尺 寸 公 差表 面 粗 糙 度 Ra/ 0.8连 杆 小 头 孔 中 心 距 /mm （ 0.03-0.05）连 杆 小 头 孔 平 行 度 /mm 0.02/100-0.06/100连 杆 两 端 面 对 大 头 轴 线 垂 直 度 /mm 0.0/610-0.1/10厚 度 公 差 /mm 0.05-0.08表 面 粗 糙 度 Ra/ m 0.8平 面 度 /mm 0.05连 杆 质 量 公 差 /g 3 8 （ 1） 连 杆 小 头 孔 的 尺 寸 公 差 不 低 于 IT7， 表 面 粗 糙 度Ra值 不 大 于 0.80m， 圆 柱 度 公 差 等 级 不 低 于 7级 。（ 2） 连 杆 大 头 孔 的 尺 寸 公 差 与 所 用 轴 瓦 的 种 类 有 关 。（ 3） 连 杆 小 头 孔 及 小 头 衬 套 孔 轴 线 对 连 杆 大 头 孔 轴 线的 平 行 度 ： 在 大 、 小 头 孔 轴 线 所 决 定 的 平 面 的 平 行 方向 上 ， 平 行 度 公 差 值 应 不 大 于 100： 0.03； 垂 直 于 上述 平 面 的 方 向 上 ， 平 行 度 公 差 值 应 不 大 于 100： 0.06。（ 4） 为 了 保 证 发 动 机 运 转 平 稳 对 于 连 杆 的 重 量 及 装 在同 一 台 发 动 机 中 的 连 杆 重 量 差 都 有 要 求 。 5-2 连 杆 制 造 工 艺三 、 连 杆 的 主 要 技 术 要 求 发 动 机 连 杆 材 料 ， 一 般 采 用 45钢 或 45Cr、 35CrMo，并 经 调 质 处 理 ， 以 提 高 其 强 度 及 抗 冲 击 能 力 。 也 有 采用 非 调 质 钢 如 35MnVS， 或 采 用 55钢 或 球 墨 铸 铁 制 造 连杆 的 。 使 用 非 调 质 钢 制 造 连 杆 可 免 去 调 质 工 艺 ， 节 约了 工 时 和 能 源 。 钢 制 连 杆 一 般 采 用 锻 造 方 法 制 造 毛 坯 。 大 批 大 量 生产 中 采 用 模 锻 。 一 般 分 为 初 锻 和 终 锻 。 有 的 连 杆 采 用 辊 锻 -模 锻 工 艺 ， 其 工 艺 过 程 为 ：辊 段 制 坯 热 模 锻 （ 预 锻 、 终 锻 ） 切 边 、 冲 孔 。 20世 纪 80年 代 以 后 ， 大 批 量 生 产 的 连 杆 采 用 粉 末 冶金 锻 造 法 在 汽 车 发 动 机 上 相 继 使 用 。 粉 末 冶 金 锻 造 连杆 的 特 点 是 力 学 性 能 优 良 ， 尺 寸 精 度 高 ， 质 量 较 轻 及质 量 偏 差 很 小 等 。 5-2 连 杆 制 造 工 艺四 、 连 杆 的 材 料 与 毛 坯 连 杆 毛 坯 主 要 有 两 种 类 型 ： 连 杆 体 与 连 杆 盖 合 在 一 起 的 整 体 式 锻 件 连 杆 体 、 连 杆 盖 分 开 的 分 开 式 锻 件 。分 开 锻 造 的 连 杆 ， 金 属 纤 维 是 连 续 的 ， 因 此 具 有较 高 的 强 度 。 整 体 锻 造 的 连 杆 要 增 加 切 断 连 杆 的 工 序， 切 断 后 连 杆 盖 的 纤 维 是 断 裂 的 ， 因 而 削 弱 了 强 度 。但 整 体 式 连 杆 因 为 具 有 节 材 节 能 、 锻 造 工 艺 简 单 且 节省 锻 造 模 具 以 及 接 合 面 机 械 加 工 量 小 等 特 点 而 被 广 泛采 用 。 5-2 连 杆 制 造 工 艺四 、 连 杆 的 材 料 与 毛 坯 5-2 连 杆 制 造 工 艺五 、 连 杆 机 械 加 工 的 定 位 基 准连 杆 结 构 工 艺 特 点 ： 外 形 复 杂 ， 不 易 定 位 ； 大 、 小 头 由细 长 的 杆 身 连 接 ， 刚 度 差 ， 容 易 变 形 ； 尺 寸 、 形 状 和 位 置 公差 要 求 很 严 格 ， 表 面 粗 糙 度 值 小 ， 给 加 工 带 来 许 多 困 难 。 为区 分 非 定 位 端 面 的 杆 身 和 连 杆 盖 上 各 锻 造 出 一 个 凸 点 ， 作 为标 记 。 不同工艺凸台的连杆结构 有 些 连 杆 在 大 、 小 头 侧 面 有 三 个 或 者 四 个 中 心 孔 作 为辅 助 基 准 ， 该 定 位 方 法 ， 不 仅 可 以 是 加 工 过 程 基 准 不 变 ，而 且 还 可 以 实 现 大 、 小 头 同 时 加 工 。 5-2 连 杆 制 造 工 艺五 、 连 杆 机 械 加 工 的 定 位 基 准 连 杆 为 刚 性 较 差 工 件 ， 选 择 夹 紧 过 程 中 要 注 意 夹 紧力 的 大 小 、 方 向 及 着 力 点 位 置 的 选 择 ， 以 免 受 夹 紧 力 作 用而 产 生 变 形 ， 降 低 加 工 精 度 。 5-2 连 杆 制 造 工 艺五 、 连 杆 机 械 加 工 的 定 位 基 准 连 杆 的 主 要 加 工 表 面 为 大 头 孔 、 小 头 孔 、 端 面 、连 杆 盖 与 连 杆 体 的 接 合 面 以 及 连 杆 螺 栓 孔 ；次 要 加 工 表 面 为 油 孔 、 锁 口 槽 等 ；辅 助 基 准 为 工 艺 凸 台 或 中 心 孔 。非 机 械 加 工 技 术 要 求 有 探 伤 和 称 重 、 去 重 。 还 有检 验 、 清 洗 、 去 毛 刺 等 工 序 。 5-2 连 杆 制 造 工 艺六 、 连 杆 主 要 加 工 表 面 的 工 序 安 排u连 杆 大 、 小 头 两 端 面 加 工 ： 采 用 粗 铣 粗 磨 精 磨 或 粗 磨 半 精 磨 精 磨 等 加 工 工 艺 方 案 。u连 杆 小 头 底 孔 的 加 工 ： 一 般 采 用 钻 孔 拉 孔 镗 孔 或 钻 孔 扩 孔 铰 孔 等 加 工 工 艺 方 案 ； 压 入青 铜 衬 套 后 ， 多 以 金 刚 镗 （ 细 镗 ） 衬 套 内 孔 作 为 最 后加 工 。 u连 杆 大 头 的 加 工 ， 一 般 采 用 粗 镗 半 精 镗 精镗 珩 磨 工 艺 方 案 。u连 杆 螺 栓 孔 一 般 采 用 钻 孔 扩 孔 铰 孔 加 工 。 u 根 据 连 杆 的 结 构 特 点 及 机 械 加 工 要 求 ， 各 表 面 的加 工 顺 序 大 致 如 下 ： 加 工 大 、 小 头 端 面 加 工 定 位 基 准 孔 （ 大 、 小 头 孔 ）和 工 艺 凸 台 粗 、 半 精 加 工 主 要 表 面 （ 包 括 大 头 孔 、结 合 面 及 螺 栓 孔 等 ） 把 连 杆 盖 和 连 杆 体 装 配 在 一起 ， 精 加 工 连 杆 总 成 ， 校 正 连 杆 质 量 对 大 、 小 头孔 进 行 精 加 工 和 精 整 、 光 整 加 工 。 5-2 连 杆 制 造 工 艺六 、 连 杆 主 要 加 工 表 面 的 工 序 安 排 5-2 连 杆 制 造 工 艺六 、 连 杆 主 要 加 工 表 面 的 工 序 安 排工 序 号 工 序 内 容 设 备1 磨 大 、 小 头 第 一 端 面 立 式 单 轴 圆 台 磨 床2 磨 大 、 小 头 第 二 端 面 立 式 单 轴 圆 台 磨 床3 拉 削 大 头 两 侧 面 、 小 头 工 艺 凸 台 立 式 拉 床4 钻 、 镗 小 头 孔 并 双 面 倒 角 ； 粗 镗 大 头 上 半 孔 并 双 面倒 角 ； 粗 镗 大 头 下 半 孔 并 双 面 倒 角 （ 镗 头 移 位 ） 组 合 镗 床（ 加 工 小 头 孔 采 用 钻 镗 复 合 刀 具 ）5 切 断 切 断 机 床6 同 时 拉 削 结 合 面 、 螺 母 座 面 立 式 拉 床 7 钻 、 扩 、 铰 螺 栓 孔 ； 铣 轴 瓦 锁 口 槽 ； 钻 小 头 油 孔 自 动 线 （ 随 行 夹 具 同 时 装 夹 连 杆 体和 连 杆 盖 ）8 测 量 结 合 面 及 螺 栓 孔 综 合 自 动 测 量 仪9 装 配 连 杆 及 连 杆 盖 、 拧 紧 螺 栓 全 自 动 拧 紧 机10 精 磨 大 、 小 头 两 端 面 立 式 双 轴 圆 台 平 面 磨 床11 称 重 、 去 重 称 重 、 去 重 机12 精 镗 连 杆 小 头 底 孔 ； 压 倒 套 、 打 标 记 号 ； 同 时 精 镗小 头 钢 套 孔 及 大 头 孔 三 工 位 组 合 机 床13 端 面 、 大 小 头 孔 及 去 重 快 处 去 毛 刺 全 自 动 去 毛 刺 机14 检 查 打 、 小 头 孔 的 孔 径 尺 寸 、 圆 度 、 圆 柱 度 、 平 行度 及 大 头 端 面 的 厚 度 综 合 自 动 测 量 仪 1.连 杆 大 、 小 头 端 面 的 加 工 连 杆 大 、 小 头 端 面 的 加 工 是 连 杆 机 械 加 工 中 的 主 要定 位 基 准 ， 应 首 先 加 工 出 该 平 面 。 成 批 生 产 时 多 采 用 铣 削 加 工 。 可 在 立 式 组 合 铣 床 或 立 式 圆 工 作 台平 面 铣 床 上 用 硬 质 合 金 可 转 位 面 铣 刀 进 行 铣 削 加 工 。 在 立 式 圆 工 作 台 平 面 铣 床 上 加 工 时 ， 因 为 连 续 转 动 的圆 形 工 作 台 上 可 安 装 多 套 铣 床 夹 具 ， 铣 削 是 连 续 的 ， 装夹 工 件 和 铣 削 加 工 又 是 同 时 进 行 的 ， 故 生 产 率 较 高 。 但 铣 削 时 铣 刀 切 削 是 间 断 的 ， 易 发 生 振 动 ， 对 加 工 质量 有 一 定 影 响 。 5-2 连 杆 制 造 工 艺七 、 连 杆 主 要 表 面 的 机 械 加 工 大 批 量 生 产 时 因 连 杆 毛 坯 精 度 高 ， 加工 余 量 较 小 ， 故 多 采 用 端面 磨 削 方 法 直 接 磨 削 连 杆大 、 小 头 端 面 。 连 杆 大 、 小 头 端 面 的 磨削 加 工 方 式 有 两 种 ： 在 立 轴 多 砂 轮 圆 形工 作 台 平 面 磨 床 上 磨 削 。 立 式 五 轴 圆 形 工 作 台 平 面 磨 床 磨 削 连 杆 大 、 小 头 端 面 示 意 图 5-2 连 杆 制 造 工 艺七 、 连 杆 主 要 表 面 的 机 械 加 工 1.连 杆 大 、 小 头 端 面 的 加 工 磨 削 过 程 分 两 个 工 步 进 行 ： 第 一 工 步 是 以 无 凸 点 标 记 的 一 侧 端 面 （ 非 定 位基 准 面 ） 作 为 定 位 基 准 ， 加 工 有 凸 点 标 记 一 侧 的 端面 ； 第 二 工 步 将 连 杆 翻 转 180 ， 以 有 凸 点 标 记 一侧 端 面 定 位 ， 加 工 无 凸 点 标 记 的 一 侧 端 面 。 磨 削 时圆 形 工 作 台 连 续 回 转 ， 被 加 工 连 杆 随 工 作 台 回 转 两周 ， 经 一 次 翻 转 ， 完 成 大 、 小 头 两 端 面 的 磨 削 。 因 圆 形 工 作 台 上 装 有 多 套 磨 床 夹 具 ， 并 且 磨 削加 工 与 装 卸 工 件 时 间 重 合 ， 所 以 生 产 率 很 高 。 5-2 连 杆 制 造 工 艺七 、 连 杆 主 要 表 面 的 机 械 加 工 1.连 杆 大 、 小 头 端 面 的 加 工 卧 式 对 置 双 砂 轮 同 时 磨 削 连杆 大 、 小 头 两 端 面 的 示 意 图 大 批 量 生 产 时 因 连 杆 毛 坯 精 度 高 ， 加工 余 量 较 小 ， 故 多 采 用 端面 磨 削 方 法 直 接 磨 削 连 杆大 、 小 头 端 面 。 连 杆 大 、 小 头 端 面 的 磨削 加 工 方 式 有 两 种 ： 在 卧 式 对 置 双 砂 轮平 面 磨 床 上 同 时 磨 削 5-2 连 杆 制 造 工 艺七 、 连 杆 主 要 表 面 的 机 械 加 工 1.连 杆 大 、 小 头 端 面 的 加 工 辅 助 基 准 主 要 指 连 杆 上 的 工 艺 凸 台 和 连 杆 侧 面 。 其 它 平 面 指 连 杆 盖 与 连 杆 体 的 接 合 面 以 及 连 杆 盖 、连 杆 体 与 螺 栓 头 、 螺 母 的 支 承 面 等 。 这 些 表 面 常 用 铣 削 或 拉 削 加 工 ， 接 合 面 精 加 工 常 用磨 削 。 拉 削 方 式 有 两 种 ： 双 滑 枕 立 式 外 拉 床 拉 削 ； 卧 式 连续 式 拉 床 拉 削 。 在 立 式 外 拉 床 上 拉 削 时 ， 为 提 高 生 产 率 和 保 证 各 加工 表 面 的 位 置 精 度 ， 常 将 几 个 表 面 组 合 起 来 同 时 进 行拉 削 。 5-2 连 杆 制 造 工 艺七 、 连 杆 主 要 表 面 的 机 械 加 工 2.连 杆 辅 助 基 准 及 其 它 平 面 的 加 工 同 时 拉 削 连 杆 体 各 表 面 的 组 合 方 式 根 据 连 杆 结 构 不 同 ， 有 不 同 的 组 合 加 工 方 式 。 每 种 方 式 都 由两 个 工 步 完 成 。 加 工 上 述 表 面 时 ， 是 以 小 头 孔 、 连 杆 体 大 小 头 端 面 和 大 头 外形 表 面 定 位 。 5-2 连 杆 制 造 工 艺七 、 连 杆 主 要 表 面 的 机 械 加 工 2.连 杆 辅 助 基 准 及 其 它 平 面 的 加 工 卧 式 连 续 拉 床 示 意 图 5-2 连 杆 制 造 工 艺七 、 连 杆 主 要 表 面 的 机 械 加 工 2.连 杆 辅 助 基 准 及 其 它 平 面 的 加 工 连 杆 端 面 加 工 后 ， 接 着 进 行 小 头 孔 的 粗 加 工 和 精 加 工 ， 使孔 的 精 度 达 到 H7级 ， 以 满 足 作 为 定 位 基 准 的 需 要 。 如 毛 坯孔 已 冲 出 ， 则 以 扩 孔 作 为 粗 加 工 。 尺 寸 小 的 连 杆 毛 坯 没 有 预制 孔 ， 则 需 先 钻 孔 、 扩 孔 ， 再 铰 孔 或 拉 孔 。 小 批 生 产 时 ， 用 立 式 钻 床 在 一 个 工 序 中 完 成 钻 、 扩 、 铰 孔。 加 工 时 ， 用 小 头 非 加 工 外 圆 定 位 以 保 证 孔 的 壁 厚 均 匀 。 成 批 生 产 时 ， 用 转 台 式 多 工 位 组 合 机 床 完 成 小 头 孔 的 钻 或扩 孔 、 铰 孔 或 镗 孔 及 孔 口 倒 角 。 大 量 生 产 时 ， 用 钻 (或 扩 )、 拉 完 成 小 头 孔 的 粗 加 工 和 半 精加 工 。 生 产 率 高 ， 且 精 度 易 保 证 。（ 1） 连 杆 大 、 小 头 孔 的 粗 加 工 和 半 精 加 工 5-2 连 杆 制 造 工 艺七 、 连 杆 主 要 表 面 的 机 械 加 工 3.连 杆 大 、 小 头 孔 的 加 工 对 整 体 式 连 杆 毛 坯 ， 大 头 孔 的 粗 加 工 ， 可 在 切 开 连 杆 盖 前或 在 切 断 连 杆 盖 后 进 行 。 若 在 切 断 前 进 行 加 工 ， 要 通 过 偏 心 扩 孔 或 偏 心 镗 孔 加 工 出椭 圆 孔 。 故 多 数 情 况 下 ， 大 头 孔 是 在 切 断 连 杆 盖 后 ， 并 和 连杆 体 合 并 在 一 起 进 行 加 工 。 生 产 量 较 大 时 ， 用 多 轴 镗 头 和 多 工 位 夹 具 或 多 工 位 机 床 进行 加 工 。 大 量 生 产 时 ， 可 在 连 杆 盖 切 断 后 ， 在 连 续 式 拉 床 上拉 削 大 头 侧 面 、 半 圆 孔 和 结 合 面 等 一 起 组 合 拉 削 ； 或 在 几 台连 续 式 拉 床 上 分 别 拉 削 大 头 侧 面 、 螺 栓 头 及 螺 母 的 支 承 面 ，切 断 连 杆 盖 和 拉 削 连 杆 盖 ， 连 杆 体 的 结 合 面 、 半 圆 孔 。 （ 1） 连 杆 大 、 小 头 孔 的 粗 加 工 和 半 精 加 工 5-2 连 杆 制 造 工 艺七 、 连 杆 主 要 表 面 的 机 械 加 工 3.连 杆 大 、 小 头 孔 的 加 工 连 杆 大 头 孔 精 加 工 和 精 整 、 光 整 加 工 是 在 连 杆 体 和 连 杆盖 组 装 后 进 行 的 ； 而 小 头 孔 因 为 在 组 装 前 已 加 工 到 一 定 的尺 寸 精 度 ， 故 组 装 后 直 接 进 行 精 加 工 。 一 般 小 头 底 孔 和 衬 套 孔 采 用 金 钢 镗 （ 细 镗 ） ， 大 头 孔 多采 用 金 钢 镗 （ 细 镗 ） 及 珩 磨 加 工 。 也 有 的 连 杆 小 头 底 孔 拉 削 后 ， 不 再 进 行 金 刚 孔 ， 仅 金 刚镗 大 头 孔 ； 有 的 连 杆 小 头 底 孔 、 大 头 孔 均 经 珩 磨 ； 有 的 连 杆 直 接 利用 双 轴 精 密 镗 床 对 大 、 小 头 孔 进 行 精 加 工 。（ 2） 连 杆 大 、 小 头 孔 的 精 加 工 和 精 整 、 光 整 加 工 5-2 连 杆 制 造 工 艺七 、 连 杆 主 要 表 面 的 机 械 加 工 3.连 杆 大 、 小 头 孔 的 加 工 连 杆 大 、 小 头 孔 的 精 加 工 一 般 有 两 种 方 案 ： （ 1） 大 、 小 头 孔 同 时 加 工 大 、 小 头 孔 同 时 在 专 用 的 卧 式 双 轴 金 钢 镗 床 或 精 度 镗 床 上进 行 加 工 。 加 工 时 连 杆 以 大 小 头 端 面 、 小 头 孔 和 大 头 侧 面 定位 ， 小 头 孔 内 的 定 位 销 在 工 件 夹 紧 后 抽 出 ， 即 可 同 时 对 大 、小 头 孔 进 行 加 工 。 近 年 来 ， 在 加 工 中 心 上 同 时 半 精 镗 、 精 镗 连 杆 大 、 小 头 孔的 方 法 应 用 越 来 越 广 泛 。 （ 2） 大 、 小 头 孔 分 别 加 工 其 加 工 质 量 在 很 大 程 度 上 取 决 于 镗 床 夹 具 的 制 造 精 度 和 定位 的 准 确 性 。 与 大 、 小 头 孔 同 时 加 工 相 比 ， 该 方 法 机 床 和 夹具 的 调 整 较 容 易 ； 由 于 是 单 孔 加 工 ， 产 生 的 切 削 力 小 ， 引 起的 工 艺 系 统 的 振 动 较 小 。 但 易 引 起 较 大 误 差 。（ 2） 连 杆 大 、 小 头 孔 的 精 加 工 和 精 整 、 光 整 加 工 5-2 连 杆 制 造 工 艺七 、 连 杆 主 要 表 面 的 机 械 加 工 3.连 杆 大 、 小 头 孔 的 加 工 连 杆 体 、 连 杆 盖整 体 精 锻 和 撑 断 工艺 ， 是 在 半 精 加 工后 将 连 杆 盖 与 连 杆体 撑 断 ， 使 撑 断 面产 生 凸 凹 不 平 ， 连杆 盖 与 连 杆 体 再 组装 时 只 有 唯 一 的 位置 。 撑 断 套楔 形 压 头撑 断 槽定 位 销 A-AAA连 杆 撑 断 工 艺 示 意 图 5-2 连 杆 制 造 工 艺七 、 连 杆 主 要 表 面 的 机 械 加 工 4.连 杆 接 合 面 裂 解 加 工 工 艺 连 杆 裂 解 工 艺 特 点 ： 连 杆 盖 与 连 杆 体 之 间 只 需 用 螺 栓 连 接 ， 即 可 保 证相 互 位 置 精 度 ； 能 保 证 连 杆 盖 与 连 杆 体 的 装 配 精 度 ； 以 整 体 加 工 代 替 了 接 合 面 的 分 体 加 工 ， 减 少 了 加工 工 序 ； 简 化 了 连 杆 螺 栓 孔 结 构 设 计 ， 降 低 了 对 螺 栓 孔 的加 工 要 求 ， 省 去 了 螺 栓 孔 的 精 加 工 和 加 工 设 备 ； 节 材 省 能 、 产 品 质 量 高 、 生 产 成 本 低 等 优 点 。 已 在 汽 车 发 动 机 连 杆 生 产 中 被 广 泛 采 用 。 5-2 连 杆 制 造 工 艺七 、 连 杆 主 要 表 面 的 机 械 加 工 4.连 杆 接 合 面 裂 解 加 工 工 艺 （ 1） 裂 解 连 杆 材 料 连 杆 裂 解 加 工 对 连 杆 材 料 要 求 较 高 ， 要 求 其 塑 性 变形 小 、 强 度 较 好 、 脆 性 适 中 。 （ 2） 裂 解 加 工 连 杆 的 主 要 工 艺 过 程 粗 磨 连 杆 两 端 面 粗 镗 及 半 精 镗 大 、 小 头 孔 钻、 攻 螺 纹 孔 加 工 裂 解 槽 撑 断 装 配 螺 栓 压 衬 套并 精 整 、 光 整 加 工 衬 套 精 磨 连 杆 两 端 面 半 精 镗 及精 镗 大 、 小 头 孔 铰 珩 小 头 孔 清 洗 检 验 。 5-2 连 杆 制 造 工 艺七 、 连 杆 主 要 表 面 的 机 械 加 工 4.连 杆 接 合 面 裂 解 加 工 工 艺 曲 轴 结 构 特 点曲 轴 在 发 动 机 内 是 一 个 高 速 旋 转 的 长 轴 ， 它 将 活塞 的 直 线 往 复 运 动 变 为 旋 转 运 动 ， 进 而 通 过 飞 轮 把 扭矩 输 送 给 底 盘 的 传 动 系 ， 同 时 还 骆 动 配 气 机 构 及 其 它辅 助 装 置 ， 所 以 其 受 力 条 件 相 当 复 杂 ， 除 了 旋 转 质 量的 离 心 力 外 ， 还 承 受 周 期 性 变 化 的 气 体 压 力 和 往 复 惯性 力 的 共 同 作 用 ， 使 曲 轴 承 受 弯 曲 与 扭 转 载 荷 。 为 保证 工 作 可 靠 ， 曲 轴 必 须 要 有 足 够 的 强 度 和 刚 度 ， 各 工作 表 面 要 耐 磨 。 而 且 润 滑 良 好 ； 5-3 曲 轴 制 造 工 艺 CA6102发 动 机 曲 轴 毛 坯 材 料 及 制 造 方 法采 用 45“ 钢 模 锻 方 式 制 造 ， 它 具 有 较 高 的 刚 度 、 强 度和 良 好 的 耐 磨 性 。 下 图 为 其 毛 坯 图 。 5-3 曲 轴 制 造 工 艺 曲 轴 的 主 要 加 工 表 面 及 技 术 要 求1.主 轴 颈 :曲 轴 共 有 7个 主 轴 颈 ， 它 们 是 曲 轴 的 支 点 。 为 了最 大 限 度 地 增 加 曲 轴 的 刚 度 ， 通 常 将 主 轴 颈 设 计 得 粗 一 些 ，尽 管 这 会 增 加 重 量 ， 但 是 它 可 以 大 大 提 高 曲 轴 的 刚 度 ， 增 加重 叠 度 ， 减 轻 扭 振 的 危 害 。 5-3 曲 轴 制 造 工 艺 4.曲 柄 臂 :曲 柄 臂 用 于 连 接 主 轴 颈 和 连 杆 轴 颈 ， 共 有 十 二 个 。它 呈 长 圆 形 ， 是 曲 轴 的 薄 弱 环 节 。 容 易 产 生 扭 断 和 疲 劳 破 坏 。曲 柄 半 径 为 R(57.15士 0.07)mm。5.各 连 杆 轴 颈 轴 心 线 的 相 位 差 在2.连 杆 轴 颈 ： 曲 轴 共 有 六 个 连 杆 轴 颈 ， 它 与 连 杆 总 成 大 头 相连 接 。 轴 颈 为圆 柱 度 公 差 为 0.005mm。 轴 颈 宽 38H10mm， 其 与 主 轴 颈 的 重叠 度 为 11.35mm。3.油 封 轴 颈 ： 油 封 轴 颈 为62 6 0.32ah R m 100 7h mm 305 4 g c m6.主 轴 颈 、 连 杆 轴 颈 要 进 行 表 面 淬 火 ， 淬 硬 深 度 2mm-4mm,55-53HRC。 油 封 轴 颈 (即 安 装 飞 轮 轴 颈 )也 要 进 行 表 面 淬火 ， 淬 硬 深 度 不 小 于 1mm,54-63HRC。 5-3 曲 轴 制 造 工 艺 曲 轴 的 机 械 加 工 工 艺 过 程曲 轴 的 机 械 加 工 工 艺 过 程 在 很 大 程 度 上 取 决 于 生 产 批 量 、 加 工要 求 、 毛 坯 种 类 和 热 处 理 安 排 等 。典 型 加 工 顺 序 为 ： 铣 两 端 面 钻 中 心 孔 粗 车 精 车 铣 削 热 处 理 磨 削 加 工 等 。曲 轴 机 械 加 工 过 程 大 致 可 分 为 以 下 几 个 阶 段 : 加 工 定 位 基 面 粗 、 精 车 主 轴 颈 中 间 检 查 ； 粗 磨 主 轴 颈 铣 定 位 面 车 连 杆 轴 颈 加 工 定 位 销 孔 、 油 道孔 等 次 要 表 面 中 间 检 查 ； 中 频 淬 火 半 精 磨 主 轴 颈 中 间 检 查 ； 精 磨 连 杆 轴 颈 中 间 检 查 ； 精 磨 主 轴 颈 铣 键 糟 中 间 检 查 ； 两 端 孔 加 工 、 动 平 衡 超 精 加 工 主 轴 颈 及 连 杆 轴 颈 最 终 检查 。 5-3 曲 轴 制 造 工 艺 第 九 章 汽 车 典 型 零 件 制 造 工 艺 曲 轴 加 工 工 艺 过 程 分 析 及 典 型 夹 具1定 位 基 准 的 选 择 。 曲 轴 径 向 尺 寸 设 计 基 准 为 主 轴 颈和 连 杆 轴 颈 的 轴 线 ； 轴 向 尺 寸 基 准 为 止 推 面 。作 为 精 基 准 (也 为 设 计 基 准 )的 中 心 孔 应 先 加 工 ， 粗 基准 为 第 一 、 七 主 轴 颈 外 画 表 面 ， 并 以 第 四 主 轴 颈 两 侧曲 柄 臂 斜 面 作 为 轴 向 定 位 粗 基 准 。2关 键 工 序 及 典 型 夹 具 。 第 一 道 工 序 为 铣 端 面 、 钻 中心 孔 。 曲 轴 中 心 孔 是 否 偏 移 ， 对 加 工 表 面 的 余 量 分 布和 动 平 衡 有 直 接 影 响 ， 所 以 应 使 中 心 孔 尽 可 能 接 近 曲轴 的 质 量 中 心 。 加 工 时 ， 先 铣 两 端 面 ， 后 钻 中 心 孔 。 5-3 曲 轴 制 造 工 艺 粗 加 工 主 轴 颈 时 ， 如 以 中 间 轴 颈 作 为 辅 助 支 承 面和 轴 向 定 位 面 时 ， 则 中 间 轴 颈 加 工 应 安 排 在 其 它 轴 颈加 工 之 前 进 行 粗 加 工 或 半 精 加 工 ；曲 柄 定 位 面 (也 称 平 台 )应 在 连 杆 轴 颈 加 工 之 前 进行 加 工 ； 油 道 孔 、 定 位 销 孔 的 加 工 应 在 轴 颈 粗 磨 之 后， 淬 火 之 前 进 行 ； 表 面 淬 火 应 在 半 精 磨 加 工 之 前 进 行； 平 衡 在 精 加 工 之 后 进 行 ； 校 直 是 在 容 易 引 起 曲 轴 弯由 变 形 的 工 序 之 后 进 行 ， 如 在 粗 车 、 粗 磨 、 热 处 理 工序 之 后 进 行 ； 最 终 检 查 在 清 洗 之 后 进 行 。 5-3 曲 轴 制 造 工 艺 大 量 生 产 的 六 缸 汽 油 机 曲 轴 机 械 加 工 工 艺 过 程 5-3 曲 轴 制 造 工 艺