曲軸連桿的車(chē)銑加工與表面質(zhì)量分析

張帆　侯健

摘 要： 曲軸連桿在實(shí)際工作運(yùn)作中需要承受復(fù)雜的交變載荷，零件本身的剛度、強(qiáng)度以及加工精度是重要的因素，曲軸連桿在加工工藝設(shè)計(jì)的合理性，直接影響零件的加工精度。要保證切削參數(shù)的正確性，避免尺寸和精度不符合技術(shù)要求，最重要的是曲軸連桿加工的設(shè)備是需要車(chē)削和銑削共同完成。

關(guān)鍵詞： 加工工藝設(shè)計(jì);切削參數(shù)分析;車(chē)銑復(fù)合加工

1 加工工藝設(shè)計(jì)

曲軸加工質(zhì)量影響發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，會(huì)直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)作中具有壓力、慣性力、離心力等，這些作用力會(huì)導(dǎo)致曲軸承受不同的載荷，因此除了曲軸本身的材質(zhì)之外，加工工藝對(duì)零件的影響也大，曲軸主要的加工過(guò)程如圖1。

曲軸的加工工藝制定步驟如下：

（1）對(duì)曲軸的裝配圖、零件圖等相關(guān)技術(shù)文件進(jìn)行分析，包含熱處理要求、粗糙度要求等;

（2）根據(jù)以上要求制定初步加工順序;

（3）根據(jù)粗糙度和加工精度等級(jí)在加工工序中增加精加工工序;

（4）對(duì)每個(gè)工序制定和確定設(shè)備、刀具等工藝裝備;

（5）檢查整個(gè)加工工序，根據(jù)制定準(zhǔn)則調(diào)整成正確的加工順序，并編寫(xiě)加工工藝規(guī)程;

（6）將過(guò)程參數(shù)和相應(yīng)的技術(shù)文件編寫(xiě)完成，確定最終方案。

2 切削參數(shù)分析

在曲軸的加工中，切削參數(shù)總切削力是非常重要的參數(shù)，對(duì)于切削力的研究，可以分解為三個(gè)不同方向上的力，橫向的進(jìn)給力、縱向上以及軸向上的進(jìn)給力，切削力的計(jì)算和選擇上，盡量保證切削力小一些，原因在于小的切削力消耗功率小，加工過(guò)程中產(chǎn)生的熱量低，工件的變形量也會(huì)小。

在機(jī)床對(duì)曲軸切削過(guò)程中，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)切削參數(shù)、刀具都沒(méi)有問(wèn)題，但是在加工中金屬表面會(huì)出現(xiàn)不同的痕跡，表面粗糙度差，主要的原因如下：

（1）在刀具對(duì)零件表面進(jìn)行加工中，兩道刀紋之間會(huì)有小部分金屬殘留，該殘留面積叫做接刀痕，對(duì)表面粗糙度影響非常大，如圖2。

（2）積屑瘤，在切削工作時(shí)，刀刃對(duì)工件作用過(guò)程中有時(shí)會(huì)多切一部分金屬，并且會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則的積屑瘤，會(huì)對(duì)零件產(chǎn)生影響，形成不確定的、深淺不一的、寬窄不一的痕跡，影響零件的表面性能。

以上缺陷切削力參數(shù)如果不正確，都有可能產(chǎn)生，因此參數(shù)的計(jì)算和確定非常關(guān)鍵，表1為加工中的主要參數(shù)。

3 車(chē)銑復(fù)合加工

復(fù)合加工是利用工件旋轉(zhuǎn)和刀具旋轉(zhuǎn)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，完成零件的加工，工件旋轉(zhuǎn)相當(dāng)于車(chē)床的加工運(yùn)動(dòng)，刀具是銑刀進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，也就相當(dāng)于加工中心和車(chē)床交加工結(jié)合形成的加工過(guò)程，該種加工過(guò)程廣泛應(yīng)用在復(fù)雜的零件上。

主要的優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）加工精度高，效率高，表面粗糙度好;

（2）加工根據(jù)程序和零件外形進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用專(zhuān)用設(shè)備和刀具，避免人員對(duì)零件產(chǎn)生的誤差;

（3）拆卸方便，零件的加工與設(shè)備操作簡(jiǎn)單;

（4）使用范圍廣，可以加工不同形狀和復(fù)雜的零件。

4 結(jié)論

曲軸連桿的材料對(duì)加工工藝設(shè)計(jì)也具有影響，不同材質(zhì)對(duì)切削的影響是不同的，材料的硬度、強(qiáng)度、粘性對(duì)切削參數(shù)有直接影響，在金屬加工的研究分析中，刀具的參數(shù)、性能，設(shè)備的加工范圍、切削參數(shù)等，是對(duì)加工影響最大的，因此在設(shè)計(jì)中要保證這些指標(biāo)之間相互配合，保證表面粗糙度、提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本。

參考文獻(xiàn)

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