第2章 选择加工方法

第2章选择加工方法，制定工艺路线

2.1曲轴特点及工艺措施

柴油机曲轴是带有曲拐的轴，它仍具有轴的一般加工规律，如铣两端面、钻中心孔、车、磨及抛光等，但也有它的特点，包括形状复杂、刚度差及技术要求高，应采取相应的工艺措施，分析如下：

1刚度差

柴油机曲轴的长径比较大，又具有4个连颈，因此刚度较差。为防止变形，在加工过程中应当采取下列措施：选用有较高刚度的机床、刀具及夹具等，并用中心架来增强刚性，从而减少变形和振动；采用具有两边传动或中间传动的刚度高的机床来进行加工，可以减少扭转变形、弯曲变形和振动；在加工中尽量使切削力的作用互相抵消；合理安排工位顺序以减少加工变形；增设校直工序。

2 形状复杂

连杆轴颈和主轴颈不在同一根轴线上，在连杆轴颈加工中易产生不平衡的现象，应在曲轴的两端附加工艺搭子。

3 技术要求高

柴油机曲轴的技术要求是很高的，其机械加工工艺过程随生产纲领的不同和曲轴的复杂程度而有很大的区别，但一般均包括以下几个主要阶段：定位基准的加工；粗、精车和粗磨各主轴颈及其它外圆；车连杆轴颈；钻斜油孔；精磨各主轴颈及其他外圆；精磨连杆轴颈；大、小头及键槽加工；轴颈表面处理；动平衡；超精加工各轴颈。

可以看出，主轴颈或连杆轴颈的车削工序都与磨削工序分开，往往中间安排一些不同的加工面或不同性质的工序。粗加工后会发生变形，因此常把粗、精加工分开，并在切削力较大的工序后面安排校直工序，以保证加工精度。

为了减小切削力所引起的变形，保证精加工的精度要求，精磨各轴颈时，一般采用单砂轮依次磨削。

轴颈的加工要求高，主轴颈和连杆轴颈采用多次加工，使加工余量越来越小，切削力逐渐降低；同时由于粗、精加工工序分开进行，后工序就有可能消除前工序的误差，最终获得很高的精度和很低的粗糙度。

2.2 定位基准的选择

2.2.1基准的确定

基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面或其组合,在机器零件的设计和加工过程中,按不同要求选择哪些点、线、面作为基准,是直接

影响零件加工工艺性和表面间尺寸、位置精度的主要因素之一。

定位基准的选择与工艺过程的制订有密切的关系，故有必要多设想几种定位方案比较他们的优缺点，周密地考虑定位方案与工艺过程的关系，尤其对加工精度的影响。合理选择定位基准对保证加工精度和确保加工顺序都有决定性的影响，基准的选择其实就是基面的选择。

根据作用的不同，基准可分为设计基准和工艺基准两大类。

设计基准：零件设计图样上所采用的基准，称为设计基准。这是设计人员从零件的工作条件、性能要求出发，适当考虑加工工艺性而选定的。一个零件图上可以有一个也可以有多个设计基准。

工艺基准：零件在工艺过程中所采用的基准，成为工艺基准。其中又包括工艺基准、定位基准、测量基准和装配基准，现分析如下。

⑴设计基准

设计基准就是在零件设计图纸上用来确定其他点、线和面的位置的基准。即零件图纸上标注尺寸的起点。

⑵工艺基准

工艺基准是在加工装配过程中所采用的基准。根据用途的不同可分为：定位基准、工序基准、装配基准和测量基准。

2.2.2定位基准的选择

正确地选择定位基准，对保证曲轴加工精度是很重要的，尤其是主轴颈和连杆轴颈的位置精度；主轴颈相对连接板的对称性以及各挡轴颈的轴向尺寸。

1 精基准的选择：

由于加工主轴颈时要保证各段主轴颈的同轴度，应以主轴颈轴线为定位基准。加工中以两顶尖孔代替轴线作为定位基准，可以较好的保证各段主轴颈的同轴度，另外对主轴颈相对连接板（主轴颈与连杆轴颈连接处）的位置要求，在加工顶尖孔时，必须以连接板侧面定位，决定顶尖孔的加工位置。

2 辅助精基准的选择：

在曲轴两端铣出两个工艺平面即是加工连杆轴颈时所用的辅助精基准。

3 精基准的选择：

为保证主轴颈与连杆轴颈的平行度与位置度，应选择以主轴颈作为定位基准加工连杆轴颈。

2.3 连杆轴颈的加工

连杆轴颈加工是普通轴类零件所碰不到的问题，连杆轴颈分布在主轴颈外围，有较高的尺寸精度与位置精度，加工有一定的难度。为了解决这个问题，可以在曲轴两端附加工艺搭子，在其端面加工出三组连杆轴颈的顶尖孔与一对主轴颈顶尖孔，加工时只需采用顶尖定位，较方便的加工出主轴颈与各连杆轴颈。