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    汽車各類零部件加工工藝及所用的刀具
    2013-5-14  來源:  作者:
         孔類零件的加工

      零件的孔加工多半采用多刃復合式(刀刃機夾、鑲焊組合)結構,以鉸、擠削代替磨削。在一次性走刀過程中完成孔的精加工,其轉速達3000r/min,走刀速度達1.5~3m/min,精度達5~7級,粗糙度Ra=0.7μm,槍鉆轉速達8000r/min,Ra=2μm。德國Mapal公司生產的精密鏜、鉸刀,以其獨特的結構、超精密的內孔精度、優異的表面粗糙度及高的經濟效益被汽車工業廣泛采用。Mapal刀具為單刃切削刀具,刀片采用精密研磨的可轉位刀片。在刀體上鑲有兩塊以上的支承導條,幾乎在刀片進入工件切削的同時,支承導條也緊跟在對應的位置起支撐作用,并吸收切削時所引起的振動和阻力,保證內孔圓度和圓柱度在1~3μm以內,其孔徑公差達H6。在汽車發動機氣門導管孔加工中,其加工精度、表面質量都優于槍鉆加工。汽缸孔鏜削采用雙工位、機床主軸內置式、軸向往復運動推拉桿機構。往復走刀分別用于粗鏜和精鏜,鏜削速度達800m/min。

      平面類零件的加工

      平面類零件的銑削多半采用具有密齒、過定位、重復夾緊結構的徑、軸向雙向可調高速密齒面銑刀。銑刀直徑250~400mm,軸向跳動≤±0.0025mm。零件裝配平面的加工是以銑代磨,粗糙度Ra=0.7μm,不平度<0.02mm。

      精銑刀盤的刀片可通過偏心螺釘進行調整,調整精度達0.002mm。在中等進給精銑加工時,采用普通刀片與修光刀片合理布置,零件表面粗糙度可明顯改善;大進給精銑加工時,全部采用修光刀片,可獲得理想的表面粗糙度。

      銑削鋁合金材料的工件時,采用各種規格的不等齒距的銑刀以及大的軸向與徑向前角,刀具的前刀面經拋光處理,切削時切削力小,無振動,表面質量佳。

      曲軸主軸承蓋的加工,則采用倒置、排列式機夾復合成形拉削專用刀具,安裝3種共713片可轉位硬質合金涂層(TiCN)刀片,進給速度25m/min,班產1750件,拉削切削余量1.5~3mm。

      在汽車的連桿加工中,其分離面漲斷工藝、雙側面臥式雙軸圓臺平面磨削工藝都是目前國外連桿生產普遍采用的高質量、高效加工工藝。

      軸類零件的加工

      汽車曲軸主軸頸、連桿軸頸的加工是采用雙工位車——拉削專用刀具。刀盤直徑為700mm,刀盤圓周裝有40片硬質合金涂層刀片,每10片為1組,切削速度為150m/min,快進速度為4.6m/min,徑向切削余量為1.5~3mm。此外,一些零件的軸端頭外圓柱面加工采用成形組合外圓銑、鉸削專用工具,一次走刀完成外圓和端面粗加工,替代單刃車削加工工藝。?

      齒輪加工

      1.圓柱齒輪加工

      國外大多采用多頭涂層高速滾刀(切削速度110m/min以上)及徑向剃齒刀滾、剃成形,以剃代磨。大量采用數控切齒設備,大大提高了加工效率,加工精度可穩定在7級以上;用硬質合金刀具進行硬齒面切削成為當前的重要研究領域。

      國內100m/min以上的高速滾齒在一些合資企業應用。珩齒、磨齒、徑向剃齒也有不同程度的應用,但大多數是加工效率、精度及穩定性較差,一般只能達到8級精度。

      2.直齒錐齒輪加工

      國外大量采用精鍛工藝,在精度要求高的場合保留切齒工藝,目前國內精鍛工藝已獲得應用,但在汽車生產中應用較少,大多還是采用切齒工藝。

      3.螺旋錐齒輪加工

      國外螺旋錐齒輪加工大都采用數控銑齒機切齒,熱處理后采用數控研齒機研齒;配對精細裝配或采用數控銑齒機,熱處理后采用數控磨齒機磨齒,較好地糾正了熱處理變形,可不配對裝配。硬齒面刮削技術在螺旋錐齒輪加工中有一定應用。

      Gleason、Oerlikon公司都推出了用于六軸數控設備的最新設計、分析和測量軟件,使得螺旋錐齒輪的設計、加工、齒形修正形成了智能化的閉環系統。

      采用齒輪測量中心,由于工藝先進、自動檢測,使之測量準確、精度高、效率高。

      發動機幾種傳動軸上的花鍵齒形加工采用雙工位、成對配置的搓、擠無屑加工專用刀具,一次往復運動,將花鍵齒形搓擠成形。

      國內螺旋錐齒輪加工大多采用普通銑齒機加工,熱處理后進行研齒。其切齒精度低,研齒的真正功能未能發揮出來。材料的熱處理變形的控制能力差。

      一汽集團、東風汽車公司剛引進的Gleason和Oerlikon公司的數控磨齒機尚未用于生產。齒輪檢測一般采用周節檢查儀、漸開線檢查儀、基節儀等,少數廠家采用齒輪檢測中心。


          殼體類零件加工
          
      該類零件多半屬于平面、多孔位薄壁零件結構,其剛性差,對孔位的精度要求較高,所以國外多半采用加工中心進行加工。
      差速器殼體內球面的鏜削采用主軸內置式機床,其推拉桿軸向往復運動,帶動鏜刀頭二維成半圓軌跡移動,疊加殼體回轉運動,一次走刀完成球面成形鏜削加工。我國根據產品市場的多品種需求,已形成了由過去的大量專用組合機床的生產線向由數控機床和加工中心組成的柔性生產線方面轉移的趨勢。采用三坐標測量機進行半自動非在線測量,檢測精度較高,但效率不高。
         
      磨削加工
         
      平面磨削國內大多采用大平面高精度磨床,磨削粗糙度為Ra=0.5μm,磨削速度8.0m/s。
         
      外圓磨削國內采用高精度數控外圓磨床。
         
      內圓磨削國內采用高精度內圓磨床,磨削粗糙度Ra=0.2μm。
        
      不銹鋼焊條
        
      今后的發展趨勢是:在圓柱齒輪加工方面將解決國產機床的精度和剛度問題,解決刀具材料及其壽命問題,發展高速滾齒和硬齒面加工技術;發展徑向剃齒和穩定珩齒工藝;引進數控齒輪加工機床,提高整體加工水平。在錐齒輪加工方面,發展精鍛工藝加工直齒錐齒輪,以便提高效率,降低成本;對于螺旋錐齒輪,將逐步形成較完善的螺旋錐齒輪試制體系。對設計、強度分析、試制、試驗和生產準備等將形成一套完備的軟、硬件環境,解決投產前切齒工藝的關鍵技術;具備高精度、低噪音齒輪的研制和開發能力;有效承擔新產品試制和小批量、高精度特殊品種齒輪的生產任務;細化裝配工藝,確定合理的質量檢驗環節和工藝節拍,對不同齒輪產品的不同需求確定相應工藝措施;齒輪試制和生產車間均應配有齒輪檢測中心,實現自動檢測,減少人為誤差。在殼體零件加工方面,將采用高速加工中心模塊系統加工殼體類零件,生產線將匹配三坐標測量機或自動量儀,實現自動或半自動在線檢測。在各類平面的加工方面,將開發大平面高速高精度磨床磨削平面,其粗糙度達Ra=0.5μm;開發強力磨床、高精度數控外圓磨床和點磨削工藝磨削外圓;開發高精度內圓磨床磨削內圓表面,其粗糙度可達Ra=0.2μm。
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