淺談摩托車曲軸箱孔系鉆鉸復合加工工藝范文

本站小編為你精心準備了淺談摩托車曲軸箱孔系鉆鉸復合加工工藝參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《摩托車技術》2017年第12期

摘要:針對重慶某發(fā)動機生產(chǎn)制造企業(yè)對發(fā)動機曲軸箱孔系加工精度及生產(chǎn)節(jié)拍要求，開發(fā)設計了一臺工藝、結構、布局及性能等都針對曲軸箱加工的專用機床。對工件加工技術要求及難點進行分析后得出加工難點:工件材料軟，待加工孔不同面且加工精度較高，從而導致工件加工合格率及生產(chǎn)效率低。為解決此問題，擬定了全新的工藝方案，并確定了各項工藝參數(shù)，同時，對專用夾具工作原理進行了介紹。通過實際上線生產(chǎn)，工藝及裝備均滿足企業(yè)對加工精度及生產(chǎn)節(jié)拍的需求。

關鍵詞:曲軸箱，孔系;工藝方案

0引言

摩托車曲軸箱是摩托車發(fā)動機的核心組成零件。目前針對曲軸箱孔系加工的主要方法:一是利用搖臂鉆床多次裝夾逐孔加工，二是利用加工中心單次裝夾多刀加工［1-3］。利用搖臂鉆床加工時，因多次裝夾帶來定位精度低，加工效率低等缺點，利用加工中心加工時，加工效率低，生產(chǎn)成本高，難以滿足企業(yè)高精度、高效率及低成本的要求［4-5］。目前針對上述問題多從工藝及設備的研制上進行改進，根據(jù)高精度、大批量生產(chǎn)的要求，最重要的手段之一就是研制專用機床［6］。本文針對摩托車曲軸箱四面四孔加工，分析了加工難點，并提出了一次裝夾鉆鉸復合加工工藝方案，并對專用夾具做了詳盡介紹，企業(yè)采用此工藝及裝備后，產(chǎn)品單件加工時間在30s左右，設計的生產(chǎn)線年生產(chǎn)量在30萬件左右，遠超過企業(yè)實際生產(chǎn)任務要求標準。

1工件參數(shù)及技術要求

1．1工件參數(shù)名稱:CG125曲軸箱外形尺寸:311mm298mm223mm工件材質(zhì):壓鑄鋁合金YL102材料硬度:95HB工件重量:重約5kg1．

2技術要求及難點分析

被加工工件為某摩托車曲軸箱右體，企業(yè)給的技術圖樣如圖1所示，由圖知，本工序共有4個油道孔需要加工，其中有3個需精加工才能滿足加工精度要求，4個孔又位于不同的4個平面上，而所設計的工藝及裝備需滿足大批量生產(chǎn)(15萬件/年及以上)的要求。綜上，加工的主要難點體現(xiàn)如下:(1)工件材料較軟，易于加工，但是裝夾過程中易受力變形;(2)工件需加工的孔較多，且位于不同的平面，同時還需粗精加工集成至一道工序，不利于加工工序的安排;(3)工件是薄壁腔體類零件，在裝緊及加工時很容易因受力變形，給工件的裝夾及切削用量的選擇等均帶來較大的難度;(4)工件加工精度要求高，且長徑比大，給大批量生產(chǎn)的高效率要求帶來較大的困難。

2工藝方案的擬定

工件共有4個孔需加工，4個加工孔中，其中3個(5mm，6mm，7mm)需進行精加工，且4個孔分別位于4個不同的平面，如按傳統(tǒng)的加工方法:采用搖臂鉆床進行加工，則工件需進行多次裝夾，加工的孔可能既無法滿足位置度要求，也無法滿足加工效率要求;或者采用加工中心進行加工，雖可一次裝夾完成所有孔的加工，但是需多次換刀，工件需多次變位，無法滿足高效率、低成本的要求。故本文在對比上述兩種加工方案的優(yōu)劣后，采用工序集中的原則，將工件4孔的粗精加工集成在一道工序內(nèi)，重新設計工藝和設備，具體方案如圖2所示，在床身的中央設置專用夾具，對工件進行定位夾緊，夾具可帶著工件上下移動，工件4孔對應的位置設置4個主軸箱，每個主軸箱上設置兩把刀具。當夾具處于靠下的位置時，4個主軸箱分別對4孔進行粗加工，粗加工后，刀具退出，夾具帶著工件上升，4個主軸箱帶著刀具完成4孔的精加工。采用此工藝與設備后，既解決了搖臂鉆床加工精度不高的問題，又解決了加工中心效率低、成本高的問題。

3工藝設計

3．1油道孔加工工藝參數(shù)的確定

本文主要確定進給速度、主軸轉速及進給量等切削用量在內(nèi)的加工工藝參數(shù)。

3．1．1進給量的確定

進給量由孔直徑、深度、零件材料、表面是否平整、刀具的槽型角度、刀具的材質(zhì)、孔的精度、機床進給功率等諸多因素決定［7］。對于小直徑鉆頭鉆孔時，進給量過大可能使孔打偏或者直接導致鉆頭折斷，為避免鉆頭折斷或方向?qū)x取較小的進給量。此工件的4孔加工采用高速鋼刀具，查手冊加工鋁合金的進給量并結合實際的加工經(jīng)驗及各種因素［7］，鉸削與鉆削的進給量分別取0．04mm/r與0．08mm/r。

3．1．2主軸轉速的確定

材料的加工性是影響切削速度的主要因素之一，材料工藝性較差的工件采用較低的切削速度，反之亦然［8-9］。鋁合金的加工工藝性比較高，因此可采用較高的切削速度。結合實際加工經(jīng)驗，鉆削加工線速度(鋁合金加工)選取20m/min～50m/min，鉸削加工線速度為6m/min～15m/min。由于是多工位多工序加工，且加工孔徑較小，孔徑比較大，要適當降低切削速度，故選用較小的鉆削線速度(20m/min)和鉸削線速度(6m/min)進行加工，加工5mm與6的油道孔，根據(jù)公式得出鉆削油道的主軸工作轉速分別為1274r/min和1062r/min，鉸削油道孔的主軸轉速為382r/min和318r/min，加工直徑1.5mm與3mm的小孔，主軸工作轉速分別為4246r/min與2123r/min。

3．1．3進給速度的確定

進給速度主要根據(jù)工件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取［10-11］。根據(jù)機床性能及相關的手冊、結合實際經(jīng)驗，機床進給速度要跟主軸轉速、進給量等相匹配［7］。

3．2夾具設計

3．2．1定位與夾緊方案

工件的定位與夾緊方案如圖3所示。定位方式:一面兩孔，即曲軸箱與曲軸箱蓋的已加工箱蓋連接面(平面A)作為定位面，定位面上兩個8mm的孔作為定位孔。

3．2．2夾具的結構及工作原理

專用夾具結構如圖4及圖5所示，主要由夾具體、定位機構、夾緊機構等組成。在夾具體1上合適位置設置三個相同的滑動立柱，浮動定位軸18的上下運動由氣缸13帶動，夾具底板上兩個支撐墊3及浮動定位套8形成的平面，浮動定位套里安裝的浮動定位銷7共同形成“一面兩銷”，與工件上的加工平面A及定位孔(見圖4)配合對工件進行定位。氣缸11帶動支撐桿5上下移動，支撐桿帶動鎖緊馬崽4旋轉壓緊、松開工件，組成夾具的夾緊機構。

4結束語

通過對工件加工難點的分析，總結了傳統(tǒng)加工工藝方案及設備加工的優(yōu)劣，利用工序集中原則，提出了一次裝夾，多刀多工位同時加工的方案，使工件加工的精度、效率及成本等都達到很好的效果。實際生產(chǎn)表明，采用此工藝及設備后，產(chǎn)品單件加工時間在30s左右，年生產(chǎn)量在30萬件左右，遠超過實際生產(chǎn)任務要求標準。

［參考文獻］

［1］陳慶全．淺談CG125發(fā)動機曲軸箱的加工［J］．摩托車技術，2002(4):16－17．

［2］左支柳．摩托車右曲軸箱油道堵頭壓入工藝改進［J］．現(xiàn)代制造工程，2004(2):121－122．

［3］宗力．持續(xù)優(yōu)化再創(chuàng)格局—解析2016年宗申動力摩托車發(fā)動機商大會［J］．摩托車信息，2016(4):104－107．

［4］王振選．淺談摩托車曲軸箱、軸承類工具［J］．摩托車技術，2009(3):72－76．

［5］肖鐵忠，黃娟，羅靜．淺摩托車發(fā)動機缸體三面七孔加工專用夾具設計［J］．組合機床與自動化加工技術，2016(5):126－128．

［6］楊宏強．CG150摩托車發(fā)動機性能優(yōu)化的研究［D］．洛陽:河南科技大學，2011．

［7］楊叔子．機械加工工藝師手冊［M］．北京:機械工業(yè)出版社，2006．

［8］劉登平．機械制造工業(yè)及機床夾具設計［M］．北京:北京理工大學出版社，2008．

［9］艾興，肖詩綱．切削用量簡明手冊［M］．北京:機械工業(yè)出版社，1994．

［10］葉明亮．木制樓梯扶手彎頭數(shù)控專用加工機床總體設計［D］．哈爾濱:東北林業(yè)大學，2008．

［11］趙勇．摩托車曲軸箱孔系鉆鉸復合加工專用機床的研究［D］．重慶:重慶理工大學，2013

［12］李洪．機械加工工藝手冊［M］．北京:北京出版社，1999.

作者：李梁；滕峻林；肖鐵忠；趙勇 單位：四川工程職業(yè)技術學院