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浅谈轻型发动机曲轴箱加工精度的保证

江苏泰州技师学院 张建明 2018-1-4 19:51:16

  摘要:文章介绍轻型发动机曲轴箱加工过程中出现的问题,并提出解决的方案。
   关键词: 曲轴箱 加工精度 误差 刀具 振动;
  
   一、引言
   近年来,轻型发动机的市场竞争不断加剧,为使产品性能更优越,箱体设计精度在不断地提高,如何达到设计要求,体现设计理念,需要在生产过程中不断研究和摸索。在实际生产过程中,提高加工精度是永恒的主题。下面就以轻型发动机曲箱加工为例,谈点实践体会。
   二、生产加工过程中的情况分析
   轻型发动机曲箱材料通常为铝合金压铸件,具有面轮廓形状曲折、壁薄易变形、加工孔精度要求高等特点,在加工过程中平面和孔容易产生振纹、粘结积瘤,拉毛、变形、误差复映等而达不到设计、工艺要求,我们可从下面六方面进行分析,以求达到满意效果。
   (一)、控制切削过程中的振动
   如果在切削过程中发生振动,可能是①工艺系统在外界干扰力的持续作用下而产生的受迫振动;②刀具与工件材料之间的摩擦而产生的切削过程中的切削振颤;③由外部振源引起振动。一般情况下,当发生振动并已对加工质量产生影响时,我们应当进行区别,采取相应的措施,把振动减少到允许的程度。
   发生振动,我们应分析:①定位、夹紧系统的刚性和强度;②工件自身的刚度和强度,结构有无缺陷;③切削冲击力是否已经超过工艺系统承受范围;④旋转刀具(零件)偏心质量的影响;⑤有无其它可能引起共振的因素。通过对比、排除、分析确定影响加工质量的主要原因,采取措施,提高刚度、强度;减小振源的激振力;减小冲击力;改变转动频率;采用其它减振措施等来减小振动。
   在轻型发动机曲箱的加工中,通常做法是先加工作为基准的平面,如何正确地选择定位压紧点,对减少切削过程中的振动至关重要。我们一般以箱体边缘的工艺搭子或以内腔(如曲轴孔附近的平面)定位,由于每个工艺搭子的位置相对稳定,互换性较好,避免了因定位、夹紧系统选择不合理引起的振动,克服了工件自身壁薄带来的刚性不足。
   (二)、科学地选用刀具
   ①加工过程中要正确选择刀具结构,在曲箱加工时除使用通用刀具外,通常还选择一些镗铰或钻铰复合刀具、曲面成型刀具,挤压成型刀具等,由于各种刀具有自身的结构特点和使用要求,因此应根据工件结构条件和设计精度要求来选用;
   在加工工件加油孔M8x1.25时,通常是先用φ6.7钻头钻螺纹底孔、锪钻孔口倒角0.5x45°、刮平刀端面刮平φ17,再攻丝M8x1.25,加工周期长,精度难以保证,而我们在加工过程中采用复合钻后,钻孔、倒角、端面刮平同时解决,精度能很好保证,而且提高了效率。
   ②尽管可供选择的刀具材料很多,但在箱体加工上目前仍是以硬质合金、合金涂层、人造金钢石、立方氮化硼为主,在具体的选择上,应根据工件材料牌号、设定的切削量、尺寸精度要求来合理确定刀具材料,如果选用不合理,会造成加工精度达不到设计要求,也造成浪费和效率低下;
   ③选择刀具几何参数,必须考虑可能产生的切削振颤,前角、后角、刃倾角、主偏角、副偏角过大、过小,不仅影响耐用度,更有可能产生过度的振颤;
   ④切削方式通常分为端刃切削、侧刃切削、面轮廓切削,它们能够达到不同精度和效果,在实际应用过程中要根据工件精度要求,工艺系统刚性、切削力的大小,冷却条件来选用合适的切削方式;
   ⑤进刀走向对加工精度的影响常常被忽视,如运用得当,对避免工艺系统刚性不足,减小切削阻力,改善润滑冷却效果,减小鳞片状毛刺的出现,提高加工精度至关重要,特别是在面加工中,影响更为明显。
   (三)、选择合理的切削用量
   ①在加工过程中,将切屑切下来的主要运动的线速度为切削速度。对不同旋转直径,需要控制的是切削点处的线速度(m/min),对不同的旋转直径,虽然转速相同,但切削速度会不相同,选择合适的切削速度是保证加工精度和切削稳定的基本要素,在切削压铸铝合金时,在保证充分冷却、不产生切屑瘤的条件下,可保持高速切削。
   ②只有当两种速度相向运动时才会不断产生切削,加工箱体无论是平面还是孔系,切削进给基本上是直线运动,进给量计算单位为mm/齿或mm/转,记录表述时通常换算成mm/min,进给量与切削速度共同直接影响着光洁度,选择不当会产生振动、切削残留、排屑不畅、刀具损坏等,影响加工精度;
   ③切削宽度和深度不仅影响切削效率,同时也决定加工阻力的大小,对工艺系统的振动和切削热量产生很大影响,诸多因素中,切削宽度的影响远大于深度和速度,控制好切削宽度、深度、速度的比例是实现切削高效、平稳的重要举措之一。
   (四)、防止积屑瘤对工件表面精度的影响
   积屑瘤是切削时切屑经过前刀面摩擦变(未完,下一页

  
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