第九章汽車典型零件的制造工藝課件

第九章汽車典型零件的制造工藝第一節(jié)連桿制造工藝

第二節(jié)齒輪制造工藝

第三節(jié)曲軸制造工藝

第四節(jié)箱體零件制造工藝第九章汽車典型零件的制造工藝第一節(jié)連桿制造工藝

第二節(jié)第一節(jié)連桿制造工藝一、概述(一)連桿的結構特點

連桿的作用是將活塞銷傳來的力傳給曲軸,并把活塞在缸內的往復直線運動變?yōu)榍S的旋轉運動。夏利發(fā)動機連桿采用優(yōu)質結構鋼鍛制而成。連桿小頭孔為l8mm,沒有銅套,活塞銷和連桿為過盈配合,活塞銷和活塞是間隙配合。連桿軸承蓋通過連桿螺栓緊固在連桿大頭上,形成連桿軸承孔。連桿大頭內孔直徑為43mm。在連桿桿身及連桿軸承蓋上有朝前標記,安裝時,將有標記的面朝向發(fā)動機前方第一節(jié)連桿制造工藝一、概述(一)連桿的結構特點圖9-1汽車發(fā)動機連桿總成

1—連桿小頭2—銅套3—桿身4—連桿體5—連桿

6—連桿軸承襯瓦7—連桿蓋8—連桿大頭圖9-1汽車發(fā)動機連桿總成

1—連桿小頭2—銅套3—桿(二)連桿的主要技術要求1)連桿小頭孔的尺寸公差不低于IT7，表面粗糙度Ra值不大于0.80μm，圓柱度公差等級不低于7級。

2)連桿大頭孔的尺寸公差與所用軸瓦的種類有關。

3)連桿小頭孔及小頭襯套孔軸線對連桿大頭孔軸線的平行度：在大、小頭孔軸線所決定的平面的平行方向上，平行度公差值應不大于100：0.03；垂直于上述平面的方向上，平行度公差值應不大于100：0.06。

4)為了保證發(fā)動機運轉平穩(wěn)對于連桿的重量及裝在同一臺發(fā)動機中的連桿重量差都有要求。(二)連桿的主要技術要求1)連桿小頭孔的尺寸公差不低于IT7(三)連桿的材料和毛坯

汽車發(fā)動機連桿的材料，一般采用45鋼(精選碳的質量分數(shù)為0.42％～0.47％)或40Cr、35CrMo，并經(jīng)調質處理，以提高其強度及抗沖擊能力。我國有些工廠也有用球墨鑄鐵制造連桿的。鋼制連桿一般采用鍛造。在單件小批生產(chǎn)時，采用自由鍛造或用簡單的胎模鍛；在大批大量生產(chǎn)中采用模鍛。模鍛時，一般分兩個工序進行，即初鍛和終鍛，通常在切邊后進行熱校正。中、小型的連桿，其大、小頭的端面常進行精壓，以提高毛坯精度。(三)連桿的材料和毛坯

汽車發(fā)動機連桿的材料，一(四)連桿的結構工藝性分析(1)連桿蓋和連桿體的連接方式連桿蓋和連桿體的定位方式，主要有連桿螺栓、套筒、齒形和凸肩四種，如圖9-2所示。

(2)連桿大、小頭厚度考慮到加工時的定位、加工中的輸送等要求，連桿大、小頭一般采用相等厚度。

(3)連桿桿身上油孔的大小和深度活塞銷與連桿小頭襯套孔之間需進行潤滑，部分發(fā)動機連桿采用壓力潤滑。(四)連桿的結構工藝性分析(1)連桿蓋和連桿體的連接方式圖9-2連桿蓋和連桿體連接的定位方式圖9-2連桿蓋和連桿體連接的定位方式二、連桿機械加工工藝(一)連桿機械加工的定位基準圖9-4以中心孔作輔助基準的連桿二、連桿機械加工工藝(一)連桿機械加工的定位基準圖9-4以(二)連桿合理的夾緊方法圖9-5連桿的夾緊變形(二)連桿合理的夾緊方法圖9-5連桿的夾緊變形圖9-6粗銑連桿兩端面的夾具圖9-6粗銑連桿兩端面的夾具(三)連桿主要表面的加工方法圖9-7采用撐斷工藝

的連桿結構圖(三)連桿主要表面的加工方法圖9-7采用撐斷工藝

的連桿結(四)整體精鍛連桿蓋、體的撐斷新工藝

連桿蓋、連桿體整體精鍛，待半精加工后，采用連桿蓋與連桿體撐斷的方法，已在汽車發(fā)動機連桿生產(chǎn)中廣泛采用，這樣產(chǎn)生的接合斷面凸凹不平，連桿蓋與連桿體再組裝時的裝配位置具有惟一性。因此，連桿蓋與連桿體之間只需用螺栓聯(lián)接，即可保證相互之間的位置精度。這樣既簡化了連桿的加工工藝，保證了連桿蓋與連桿體的裝配精度，又由于連桿蓋與連桿體之間沒有去掉金屬，金屬纖維是連續(xù)的，從而保證了連桿的強度。為了保證將撐斷面控制在一定范圍內，撐斷時連桿蓋與連桿體不發(fā)生塑性變形，連桿設計時應注意適當減小接合面面積，并在撐斷前在連桿蓋與連桿體接合處拉出引斷槽，形成應力集中，如圖9-7所示。此加工方法已在轎車發(fā)動機連桿生產(chǎn)中采用，是連桿加工的新工藝。(四)整體精鍛連桿蓋、體的撐斷新工藝

連桿蓋、連桿體三、大批量生產(chǎn)時連桿機械加工的工藝過程表9-1成批生產(chǎn)整體鍛造的連桿機械加工工藝過程(主要工序)三、大批量生產(chǎn)時連桿機械加工的工藝過程表9-1成批生產(chǎn)整體第二節(jié)齒輪制造工藝一、概述(一)齒輪的結構特點1)單聯(lián)齒輪，孔的長徑比L/D>1。

2)多聯(lián)齒輪，孔的長徑比L/D>1。

3)盤形齒輪，具有輪轂，孔的長徑比L／D<1。

4)齒圈，沒有輪轂，孔的長徑比L／D<1。

5)軸齒輪。第二節(jié)齒輪制造工藝一、概述(一)齒輪的結構特點1)單聯(lián)齒輪圖9-8汽車齒輪的結構類型

a)單聯(lián)齒輪b)多聯(lián)齒輪c)盤形齒輪d)齒圈e)軸齒輪圖9-8汽車齒輪的結構類型

a)單聯(lián)齒輪b)多聯(lián)齒輪c(二)齒輪的主要技術要求(1)齒輪精度和表面粗糙度載貨汽車變速器的精度不低于8級，表面粗糙度不大于Ra3.2μm；轎車齒輪的精度不低于7級，表面粗糙度不大于Ra1.6μrn。

(2)齒輪孔或軸齒輪軸頸尺寸公差和表面粗糙度齒輪孔或軸齒輪軸頸是加工、測量和裝配時的基面，它們對齒輪的加工精度有很大影響，所以要有較高的加工精度和較小的表面粗糙度值。

(3)端面圓跳動帶孔齒輪齒坯端面是切齒時的定位標準，端面對內孔在分度圓上的跳動量對齒輪加工精度有很大影響，因此，端面圓跳動量規(guī)定了較小的公差值。

(4)齒輪外圓尺寸公差當齒輪外圓不作為加工、測量的基準時，其尺寸公差一般為IT11，但不大于0.1mn(法向模數(shù))。

(5)齒輪的熱處理要求對常用的低碳合金鋼，滲碳層深度一般取決于齒輪模數(shù)的大小。(二)齒輪的主要技術要求(1)齒輪精度和表面粗糙度(三)齒輪的材料和毛坯圖9-9汽車第一速及倒車(三)齒輪的材料和毛坯圖9-9汽車第一速及倒車圖9-10墩鍛齒輪毛坯材料圖9-10墩鍛齒輪毛坯材料(四)齒輪結構工藝性分析1)用滾刀加工雙聯(lián)齒輪的小齒輪時，大、小齒輪之間的距離B要足夠大，以免加工時滾刀碰到大齒輪的端面。

2)當齒輪較寬時，盤形齒輪的端面形狀常做成有凹槽的形式，如圖9-12a所示。

3)盤形齒輪在滾齒機上加工時，為了提高生產(chǎn)率，常采用多件加工。

4)汽車主減速器軸齒輪(主動錐齒輪)的結構，有懸臂式和騎馬式兩種。(四)齒輪結構工藝性分析1)用滾刀加工雙聯(lián)齒輪的小齒輪時，大圖9-11用滾刀加工雙聯(lián)齒輪中小

齒輪時兩齒輪之間應有足夠距離圖9-11用滾刀加工雙聯(lián)齒輪中小

齒輪時兩齒輪之間應有足夠圖9-12盤形齒輪的端面形式圖9-12盤形齒輪的端面形式圖9-13盤形齒輪多件圖9-13盤形齒輪多件圖9-14騎馬式軸錐齒輪結構圖9-14騎馬式軸錐齒輪結構二、齒輪機械加工工藝(一)齒輪機械加工的定位基準圖9-16齒輪孔長徑比L/D<1

的盤形齒輪的定位二、齒輪機械加工工藝(一)齒輪機械加工的定位基準圖9-16圖9-15齒輪孔長徑比

L/D>1齒輪的定位圖9-15齒輪孔長徑比

L/D>1齒輪的定位(二)齒坯加工1.齒坯精度表9-2齒坯尺寸和形狀公差(二)齒坯加工1.齒坯精度表9-2齒坯尺寸和形狀公差表9-3齒坯基準面徑向圓和端面圓跳動公差表9-3齒坯基準面徑向圓和端面圓跳動公差2.齒坯加工方案的選擇(1)大批大量生產(chǎn)的齒坯加工1)以毛坯外圓及端面定位進行鉆孔或擴孔。

2)拉孔。

3)以孔定位在多刀半自動車床上粗、精車外圓、端面、車槽及倒角等。2.齒坯加工方案的選擇(1)大批大量生產(chǎn)的齒坯加工1)以毛坯(2)成批生產(chǎn)的齒坯加工1)以齒坯外圓或輪轂定位，粗車外圓、端面和內孔。

2)以端面支承拉孔(或花鍵孔)。

3)以孔定位精車外圓及端面等。(2)成批生產(chǎn)的齒坯加工1)以齒坯外圓或輪轂定位，粗車外圓、(三)齒形加工(1)8級精度以下的齒輪調質齒輪用滾齒或插齒就能滿足要求。

(2)6～7級精度齒輪對于淬硬齒面的齒輪可采用滾(插)齒→齒端加工→表面淬火→校正基準→磨齒(蝸桿砂輪磨齒)，該方案加工精度穩(wěn)定；也可采用滾(插)、剃齒或冷擠→表面淬火→校正基準→內嚙合珩齒的加工方案，這種方案加工精度穩(wěn)定，生產(chǎn)率高。

(3)5級以上精度的齒輪一般采用粗滾齒→精滾齒→表面淬火→校正基準→粗磨齒→精磨齒的加工方案。(三)齒形加工(1)8級精度以下的齒輪(四)齒端倒角加工(1)去掉齒端銳角齒輪，特別是斜齒輪的齒端銳角部分g的強度很低(圖9-18)，齒面經(jīng)過淬火很脆，工作中銳角容易折斷，斷片會破壞齒輪箱內的零件，故必須預先把銳角去除。

(2)滑動變速齒輪齒端倒圓角變速器齒輪換擋時，為了容易嚙合，其齒端要有圓角。

(3)修磨基準孔和端面作為齒輪定位基面的內孔和端面，淬火后其形狀和尺寸都有—定變化，輪齒的相對位置也有新的誤差。(四)齒端倒角加工(1)去掉齒端銳角圖9-18斜齒輪倒銳角簡圖圖9-18斜齒輪倒銳角簡圖圖9-19換擋齒輪齒端銑圓角圖9-19換擋齒輪齒端銑圓角(五)精基準的修整

熱處理(滲碳、淬火)后，齒面精度一般下降一級左右，其孔常發(fā)生變形，直徑可縮小0.01～0.05mm。為確保齒形精加工質量，必須對基準孔予以修整。一般采用磨孔和推孔的修整方法。對于成批或大批量生產(chǎn)未淬硬的外徑定心的花鍵孔及圓柱孔齒輪，常采用推孔。推孔生產(chǎn)率高，并可用加長推刀前導引部分來保證推孔的精度。對于以小孔定心的花鍵孔或已淬硬的齒輪，以磨孔為好，可穩(wěn)定地保證精度。磨孔應以齒面定位，符合互為基準原則。(五)精基準的修整

熱處理(滲碳、淬火)后，齒面精三、不同生產(chǎn)類型中齒輪機械加工的工藝過程表9-4大量生產(chǎn)汽車第一速及倒車齒輪的工藝過程三、不同生產(chǎn)類型中齒輪機械加工的工藝過程表9-4大量生產(chǎn)汽表9-5成批生產(chǎn)汽車第一速及倒車齒輪的工藝過程表9-5成批生產(chǎn)汽車第一速及倒車齒輪的工藝過程第三節(jié)曲軸制造工藝一、概述(一)曲軸的結構特點

曲軸是將直線運動轉變成旋轉運動，或將旋轉運動變成直線運動的零件。它是汽車發(fā)動機中最重要的零件之一，承受很大的疲勞載荷和巨大的磨損，一旦發(fā)生故障，對發(fā)動機有致命的破壞作用。曲軸的結構與一般軸不同，它由主軸頸、連桿軸頸、主軸頸與連桿軸頸之間的曲柄組成，其結構細長多曲拐，剛性差，要求精度高，因而安排曲軸加工過程應考慮到這些特點。第三節(jié)曲軸制造工藝一、概述(一)曲軸的結構特點曲(二)曲軸的主要技術要求1)主軸頸、連桿軸頸本身的精度，即直徑尺寸公差等級通常為IT6～IT7；主軸頸的寬度極限偏差為+0.05～-0.15mm；曲拐半徑極限偏差為±0.05mm；曲軸的軸向尺寸極限偏差為±0.15～±0.50mm。

2)軸頸長度公差等級為IT9～IT10。

3)位置精度，包括主軸頸與連桿軸頸的平行度：一般為100mm之內不大于0.02mm；曲軸各主軸頸的同軸度：小型高速發(fā)動機曲軸為0.025mm，中大型低速發(fā)動機曲軸為0.03～0.08mm；各連桿軸頸的位置度不大于±30′。

4).曲軸的連桿軸頸和主軸頸的表面粗糙度為Ra0.2～0.4μm；曲軸的連桿軸頸、主軸頸、曲柄連接處圓角的表面粗糙度為Ra0.4μm。(二)曲軸的主要技術要求1)主軸頸、連桿軸頸本身的精度，即直(三)曲軸材料與毛坯

曲軸工作時要承受很大的轉矩及交變的彎曲應力，容易產(chǎn)生扭振、折斷及軸頸磨損，因此要求用材應有較高的強度、沖擊韌度、疲勞強度和耐磨性。常用材料有：一般曲軸為35、40、45鋼或球墨鑄鐵QT600-2；對于高速、重載發(fā)動機用曲軸，可采用40Cr、35CrMoAl、42Mn2V等材料。

曲軸的毛坯根據(jù)批量大小、尺寸、結構及材料品種來決定。批量較大的小型曲軸，采用模鍛；單件小批的中大型曲軸，采用自由鍛造；球墨鑄鐵材料則采用鑄造毛坯。(三)曲軸材料與毛坯

曲軸工作時要承受很大的轉矩及二、曲軸的機械加工工藝(一)曲軸機械加工的定位基準圖9-20偏心卡盤分度夾具

1—分度板2—工件3—夾具體4—轉動軸線5—分度定位銷二、曲軸的機械加工工藝(一)曲軸機械加工的定位基準圖9-20(二)曲軸加工的特點

曲軸剛性較差，應按先粗后精的原則安排加工順序，逐步提高加工精度。對于主軸頸與連桿軸頸的加工順序是，先加工連桿軸頸，然后再加工主軸頸及其他各處的外圓，這樣安排可避免一開始就降低工件剛度，減少受力變形，有利于提高曲軸的加工精度。另外，隨著產(chǎn)品更新速度的加快，為提高柔性程度，加工主軸頸已普遍采用數(shù)控“車→車→拉”的工藝，與主軸頸同軸的幾個外徑的磨削也普遍采用同軸多砂輪徑向移動的磨削工藝。(二)曲軸加工的特點

曲軸剛性較差，應按先粗后(三)曲軸加工的先進技術(1)質量中心孔技術加工曲軸加工過程中的定位基準中心孔，按其加工位置可分為兩種：一種是曲軸主軸頸的幾何中心；另一種是利用專門的測試設備測出整軸的質量中心，在此中心上加工出的中心孔稱為質量中心孔。

(2)車拉技術如圖9-21所示，用直線車拉刀(圖9-21a)或圓刀具外環(huán)車拉刀(圖9-21b)車拉軸頸。1)主軸頸直徑誤差≤±0.04mm。

2)主軸頸寬度誤差≤±0.04mm。

3)連桿軸頸回轉半徑誤差≤0.05mm。

4)連桿軸頸分度位置誤差≤±0.07mm。(三)曲軸加工的先進技術(1)質量中心孔技術加工1)主軸頸直圖9-21車拉示意圖

a)直線車拉b)圓刀具外環(huán)車拉

n—工件速度—刀具速度圖9-21車拉示意圖

a)直線車拉b)圓刀具外環(huán)車拉

n(3)圓角深滾壓技術

曲軸工作時需承受較大而復雜的沖擊載荷，對抗疲勞強度有較高要求，曲軸軸頸與側面的連接過渡圓角處為應力集中區(qū)，為此發(fā)展了圓角深滾壓技術，以代替成形磨削。圖9-22圓角深滾壓示意圖

1—施力器2—滾輪3—工件

F—滾壓力(3)圓角深滾壓技術圖9-22圓角深滾壓示意圖

1—施力器三、大量生產(chǎn)時曲軸機械加工的工藝過程表9-6大量生產(chǎn)的六缸汽油機曲軸機械加工工藝過程三、大量生產(chǎn)時曲軸機械加工的工藝過程表9-6大量生產(chǎn)的六缸第四節(jié)箱體零件制造工藝一、概述(一)箱體零件的結構特點箱體零件是機器或部件的基礎零件，它把有關零件連接成一個整體，使這些零件保持正確的相對位置，彼此能協(xié)調地工作。因此，箱體零件的加工精度，將直接影響機器或部件的裝配質量，進而影響整機的使用性能和壽命。第四節(jié)箱體零件制造工藝一、概述(一)箱體零件的結構特點(二)箱體零件的主要技術要求1)主要孔(軸承座孔)的尺寸公差不低于IT7。

2)孔與孔、孔與平面的位置公差：①前、后端面A和B相對于L—L軸線的圓跳動，在100mm長度上分別不大于0.08mm和0.12mm；②軸線L—L和軸線M—M在同一平面內的平行度，在變速器殼體整個長度365mm上不大于0.07mm；③軸線N—N和L—L在同一平面內的平行度，在100mm長度上不大于0.04mm；④端面C相對于軸線N—N的圓跳動，在半徑為18mm的長度上不大于0.15mm；⑤主要孔的中心距極限偏差為±0.05mm。

3)主要孔的表面粗糙度為Ra1.6μm。(二)箱體零件的主要技術要求1)主要孔(軸承座孔)的尺寸公差(三)箱體零件的材料和毛坯

灰鑄鐵具有較好的耐磨性、減振性以及良好的鑄造性能和切削性能，此外，灰鑄鐵的價格也比較低廉。因此，箱體零件的毛坯通常采用鑄鐵件。有些承受載荷較大的箱體，有時采用可鍛鑄鐵件和鑄鋼件。還有一些箱體件，為了減輕箱體重量，用鋁合金鑄造。此外，還有一些箱體為了縮短毛坯的制造周期，有時也采用焊接件。圖9-23所示變速器殼體的材料為灰鑄鐵(HT150)，硬度為163～229HBS。

毛坯的鑄造方法，取決于生產(chǎn)類型和毛坯的尺寸。在單件小批生產(chǎn)中，多采用木模手工造型；在成批大量生產(chǎn)中，廣泛采用金屬型機器造型，毛坯的尺寸誤差和表面粗糙度值較小。(三)箱體零件的材料和毛坯

灰鑄鐵具有較好的耐磨圖9-23汽車變速器殼體簡圖圖9-23汽車變速器殼體簡圖(四)箱體結構工藝性分析(1)箱體零件主要孔的基本形式及其工藝性箱體零件主要孔的形式如圖9-24所示，可概括為通孔(圖9-24a～f)、階梯孔(圖9-24g)及盲孔(圖9-24h)三大類。

(2)箱體上同軸向各孔的工藝性箱體上同軸孔的孔徑排列方式有三種，如圖9-25所示。

(3)箱體上孔中心距的大小工藝性在大批量生產(chǎn)時，孔的中心距不能太小。

(4)箱體上孔與平面布置的工藝性當孔與平面不垂直(圖9-24d)，在用定尺寸刀具進行加工時，由于刀具上所受的徑向力不均勻，刀具容易引偏，從而影響孔的位置精度。(四)箱體結構工藝性分析(1)箱體零件主要孔的基本形式及其工圖9-24箱體零件主要孔的基本型式圖9-24箱體零件主要孔的基本型式圖9-25同軸線上孔徑大小的分布形式圖9-25同軸線上孔徑大小的分布形式二、箱體零件機械加工工藝(一)箱體零件機械加工的定位基準圖9-26用三個平面作精基準加工箱體零件示意圖二、箱體零件機械加工工藝(一)箱體零件機械加工的定位基準圖9圖9-28加工變速器殼體頂面的粗基準圖9-28加工變速器殼體頂面的粗基準圖9-29以變速器殼體內壁作粗

基準加工頂面上兩個工藝孔圖9-29以變速器殼體內壁作粗

基準加工頂面上兩個工藝孔(二)箱體零件主要加工表面的工序安排(1)先面后孔加工平面型箱體時，一般是先加工平面，然后以平面定位再加工其他表面。

(2)粗、精加工粗、精加工階段的劃分，對箱體零件機械加工的質量影響很大。

(3)工序集中在成批大量生產(chǎn)箱體零件的流水生產(chǎn)線上，廣泛采用組合機床或其他高生產(chǎn)率機床以工序集中方式進行加工，這樣可以有效地提高生產(chǎn)率。(二)箱體零件主要加工表面的工序安排(1)先面后孔三、箱體平面的加工方法圖9-30多刀銑削箱體示意圖三、箱體平面的加工方法圖9-30多刀銑削箱體示意圖四、箱體孔系的加工方法(一)平行孔系的加工1.找正法(1)劃線找正法加工前按照零件圖要求，在箱體毛坯上劃出各孔的加工位置線，然后按劃線加工。

(2)心軸和量規(guī)找正法此法如圖9-32所示。

(3)樣板找正法如圖9-33所示，用10～20mm厚的鋼板制成樣板1.裝在垂直于各孔的端面上(或固定于機床工作臺上)，樣板上的孔距精度較箱體孔系的孔距精度高(一般為±0.01mm～±0.03mm),樣板上的孔徑較被加工的孔徑大，以便于鏜桿通過。四、箱體孔系的加工方法(一)平行孔系的加工1.找正法(1)劃圖9-32用心軸和量規(guī)找正

a)第一工位b)第二工位

1—心軸2—鏜床主軸3—量規(guī)4—塞尺5—鏜床工作臺圖9-32用心軸和量規(guī)找正

a)第一工位b)第二工位

1圖9-33樣板找正法

1—樣板2—百分表圖9-33樣板找正法

1—樣板2—百分表(二)同軸孔系的加工(1)利用已加工孔作支承導向如圖9-36所示，當箱體前壁上的孔加工好后，在孔內裝一導向套，支承和引導鏜桿加工后壁上的孔，以保證兩孔的同軸度要求。

(2)利用銑鏜床后立柱上的導向套支承導向這種方法的鏜桿由兩端支承，剛性好。

(3)采用調頭鏜當箱體箱壁相距較遠時，可采用調頭鏜。(二)同軸孔系的加工(1)利用已加工孔作支承導向圖9-36利用已加工孔導向圖9-36利用已加工孔導向圖9-37調頭鏜時工件的校正

a)第一工位b)第二工位圖9-37調頭鏜時工件的校正

a)第一工位b)第二工位(三)交叉孔系的加工

交叉孔系的主要技術要求是控制有關孔的垂直度，在臥式銑鏜床上主要靠機床工作臺上的90°對準裝置。這種裝置結構簡單，對準精度低(T68銑鏜床的出廠精度為0.04mm／900mm，相當于8″)。目前國內有些銑鏜床，如TM617，采用了端面齒定位裝置，90°定位精度達5″，還有的用了光學瞄準器。(三)交叉孔系的加工

交叉孔系的主要技術要求是控五、大量生產(chǎn)時變速器殼體機械加工的工藝過程表9-7大量生產(chǎn)時變速箱體的機械加工工藝過程五、大量生產(chǎn)時變速器殼體機械加工的工藝過程表9-7大量生產(chǎn)1、有時候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。12月-2212月-22Tuesday,December13,20222、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。00:21:5400:21:5400:2112/13/202212:21:54AM3、越是沒有本領的就越加自命不凡。12月-2200:21:5400:21Dec-2213-Dec-224、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。00:21:5400:21:5400:21Tuesday,December13,20225、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強。12月-2212月-2200:21:5400:21:54December13,20226、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。13十二月202212:21:54上午00:21:5412月-227、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。。十二月2212:21上午12月-2200:21December13,20228、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022/12/130:21:5400:21:5413December20229、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。12:21:54上午12:21上午00:21:5412月-2210、你要做多大的事情，就該承受多大的壓力。12/13/202212:21:54AM00:21:5413-12月-2211、自己要先看得起自己，別人才會看得起你。12/13/202212:21AM12/13/202212:21AM12月-2212月-2212、這一秒不放棄，下一秒就會有希望。13-Dec-2213December202212月-2213、無論才能知識多么卓著，如果缺乏熱情，則無異紙上畫餅充饑，無補于事。Tuesday,December13,202213-Dec-2212月-2214、我只是自己不放過自己而已，現(xiàn)在我不會再逼自己眷戀了。12月-2200:21:5413December202200:21謝謝大家1、有時候讀書是一種巧妙地避開思考的方法。12月-2212月66第九章汽車典型零件的制造工藝第一節(jié)連桿制造工藝

第二節(jié)齒輪制造工藝

第三節(jié)曲軸制造工藝

第四節(jié)箱體零件制造工藝第九章汽車典型零件的制造工藝第一節(jié)連桿制造工藝

第二節(jié)第一節(jié)連桿制造工藝一、概述(一)連桿的結構特點

連桿的作用是將活塞銷傳來的力傳給曲軸,并把活塞在缸內的往復直線運動變?yōu)榍S的旋轉運動。夏利發(fā)動機連桿采用優(yōu)質結構鋼鍛制而成。連桿小頭孔為l8mm,沒有銅套,活塞銷和連桿為過盈配合,活塞銷和活塞是間隙配合。連桿軸承蓋通過連桿螺栓緊固在連桿大頭上,形成連桿軸承孔。連桿大頭內孔直徑為43mm。在連桿桿身及連桿軸承蓋上有朝前標記,安裝時,將有標記的面朝向發(fā)動機前方第一節(jié)連桿制造工藝一、概述(一)連桿的結構特點圖9-1汽車發(fā)動機連桿總成

1—連桿小頭2—銅套3—桿身4—連桿體5—連桿

6—連桿軸承襯瓦7—連桿蓋8—連桿大頭圖9-1汽車發(fā)動機連桿總成

1—連桿小頭2—銅套3—桿(二)連桿的主要技術要求1)連桿小頭孔的尺寸公差不低于IT7，表面粗糙度Ra值不大于0.80μm，圓柱度公差等級不低于7級。

2)連桿大頭孔的尺寸公差與所用軸瓦的種類有關。

3)連桿小頭孔及小頭襯套孔軸線對連桿大頭孔軸線的平行度：在大、小頭孔軸線所決定的平面的平行方向上，平行度公差值應不大于100：0.03；垂直于上述平面的方向上，平行度公差值應不大于100：0.06。

4)為了保證發(fā)動機運轉平穩(wěn)對于連桿的重量及裝在同一臺發(fā)動機中的連桿重量差都有要求。(二)連桿的主要技術要求1)連桿小頭孔的尺寸公差不低于IT7(三)連桿的材料和毛坯

汽車發(fā)動機連桿的材料，一般采用45鋼(精選碳的質量分數(shù)為0.42％～0.47％)或40Cr、35CrMo，并經(jīng)調質處理，以提高其強度及抗沖擊能力。我國有些工廠也有用球墨鑄鐵制造連桿的。鋼制連桿一般采用鍛造。在單件小批生產(chǎn)時，采用自由鍛造或用簡單的胎模鍛；在大批大量生產(chǎn)中采用模鍛。模鍛時，一般分兩個工序進行，即初鍛和終鍛，通常在切邊后進行熱校正。中、小型的連桿，其大、小頭的端面常進行精壓，以提高毛坯精度。(三)連桿的材料和毛坯

汽車發(fā)動機連桿的材料，一(四)連桿的結構工藝性分析(1)連桿蓋和連桿體的連接方式連桿蓋和連桿體的定位方式，主要有連桿螺栓、套筒、齒形和凸肩四種，如圖9-2所示。

(2)連桿大、小頭厚度考慮到加工時的定位、加工中的輸送等要求，連桿大、小頭一般采用相等厚度。

(3)連桿桿身上油孔的大小和深度活塞銷與連桿小頭襯套孔之間需進行潤滑，部分發(fā)動機連桿采用壓力潤滑。(四)連桿的結構工藝性分析(1)連桿蓋和連桿體的連接方式圖9-2連桿蓋和連桿體連接的定位方式圖9-2連桿蓋和連桿體連接的定位方式二、連桿機械加工工藝(一)連桿機械加工的定位基準圖9-4以中心孔作輔助基準的連桿二、連桿機械加工工藝(一)連桿機械加工的定位基準圖9-4以(二)連桿合理的夾緊方法圖9-5連桿的夾緊變形(二)連桿合理的夾緊方法圖9-5連桿的夾緊變形圖9-6粗銑連桿兩端面的夾具圖9-6粗銑連桿兩端面的夾具(三)連桿主要表面的加工方法圖9-7采用撐斷工藝

的連桿結構圖(三)連桿主要表面的加工方法圖9-7采用撐斷工藝

的連桿結(四)整體精鍛連桿蓋、體的撐斷新工藝

連桿蓋、連桿體整體精鍛，待半精加工后，采用連桿蓋與連桿體撐斷的方法，已在汽車發(fā)動機連桿生產(chǎn)中廣泛采用，這樣產(chǎn)生的接合斷面凸凹不平，連桿蓋與連桿體再組裝時的裝配位置具有惟一性。因此，連桿蓋與連桿體之間只需用螺栓聯(lián)接，即可保證相互之間的位置精度。這樣既簡化了連桿的加工工藝，保證了連桿蓋與連桿體的裝配精度，又由于連桿蓋與連桿體之間沒有去掉金屬，金屬纖維是連續(xù)的，從而保證了連桿的強度。為了保證將撐斷面控制在一定范圍內，撐斷時連桿蓋與連桿體不發(fā)生塑性變形，連桿設計時應注意適當減小接合面面積，并在撐斷前在連桿蓋與連桿體接合處拉出引斷槽，形成應力集中，如圖9-7所示。此加工方法已在轎車發(fā)動機連桿生產(chǎn)中采用，是連桿加工的新工藝。(四)整體精鍛連桿蓋、體的撐斷新工藝

連桿蓋、連桿體三、大批量生產(chǎn)時連桿機械加工的工藝過程表9-1成批生產(chǎn)整體鍛造的連桿機械加工工藝過程(主要工序)三、大批量生產(chǎn)時連桿機械加工的工藝過程表9-1成批生產(chǎn)整體第二節(jié)齒輪制造工藝一、概述(一)齒輪的結構特點1)單聯(lián)齒輪，孔的長徑比L/D>1。

2)多聯(lián)齒輪，孔的長徑比L/D>1。

3)盤形齒輪，具有輪轂，孔的長徑比L／D<1。

4)齒圈，沒有輪轂，孔的長徑比L／D<1。

5)軸齒輪。第二節(jié)齒輪制造工藝一、概述(一)齒輪的結構特點1)單聯(lián)齒輪圖9-8汽車齒輪的結構類型

a)單聯(lián)齒輪b)多聯(lián)齒輪c)盤形齒輪d)齒圈e)軸齒輪圖9-8汽車齒輪的結構類型

a)單聯(lián)齒輪b)多聯(lián)齒輪c(二)齒輪的主要技術要求(1)齒輪精度和表面粗糙度載貨汽車變速器的精度不低于8級，表面粗糙度不大于Ra3.2μm；轎車齒輪的精度不低于7級，表面粗糙度不大于Ra1.6μrn。

(2)齒輪孔或軸齒輪軸頸尺寸公差和表面粗糙度齒輪孔或軸齒輪軸頸是加工、測量和裝配時的基面，它們對齒輪的加工精度有很大影響，所以要有較高的加工精度和較小的表面粗糙度值。

(3)端面圓跳動帶孔齒輪齒坯端面是切齒時的定位標準，端面對內孔在分度圓上的跳動量對齒輪加工精度有很大影響，因此，端面圓跳動量規(guī)定了較小的公差值。

(4)齒輪外圓尺寸公差當齒輪外圓不作為加工、測量的基準時，其尺寸公差一般為IT11，但不大于0.1mn(法向模數(shù))。

(5)齒輪的熱處理要求對常用的低碳合金鋼，滲碳層深度一般取決于齒輪模數(shù)的大小。(二)齒輪的主要技術要求(1)齒輪精度和表面粗糙度(三)齒輪的材料和毛坯圖9-9汽車第一速及倒車(三)齒輪的材料和毛坯圖9-9汽車第一速及倒車圖9-10墩鍛齒輪毛坯材料圖9-10墩鍛齒輪毛坯材料(四)齒輪結構工藝性分析1)用滾刀加工雙聯(lián)齒輪的小齒輪時，大、小齒輪之間的距離B要足夠大，以免加工時滾刀碰到大齒輪的端面。

2)當齒輪較寬時，盤形齒輪的端面形狀常做成有凹槽的形式，如圖9-12a所示。

3)盤形齒輪在滾齒機上加工時，為了提高生產(chǎn)率，常采用多件加工。

4)汽車主減速器軸齒輪(主動錐齒輪)的結構，有懸臂式和騎馬式兩種。(四)齒輪結構工藝性分析1)用滾刀加工雙聯(lián)齒輪的小齒輪時，大圖9-11用滾刀加工雙聯(lián)齒輪中小

齒輪時兩齒輪之間應有足夠距離圖9-11用滾刀加工雙聯(lián)齒輪中小

齒輪時兩齒輪之間應有足夠圖9-12盤形齒輪的端面形式圖9-12盤形齒輪的端面形式圖9-13盤形齒輪多件圖9-13盤形齒輪多件圖9-14騎馬式軸錐齒輪結構圖9-14騎馬式軸錐齒輪結構二、齒輪機械加工工藝(一)齒輪機械加工的定位基準圖9-16齒輪孔長徑比L/D<1

的盤形齒輪的定位二、齒輪機械加工工藝(一)齒輪機械加工的定位基準圖9-16圖9-15齒輪孔長徑比

L/D>1齒輪的定位圖9-15齒輪孔長徑比

L/D>1齒輪的定位(二)齒坯加工1.齒坯精度表9-2齒坯尺寸和形狀公差(二)齒坯加工1.齒坯精度表9-2齒坯尺寸和形狀公差表9-3齒坯基準面徑向圓和端面圓跳動公差表9-3齒坯基準面徑向圓和端面圓跳動公差2.齒坯加工方案的選擇(1)大批大量生產(chǎn)的齒坯加工1)以毛坯外圓及端面定位進行鉆孔或擴孔。

2)拉孔。

3)以孔定位在多刀半自動車床上粗、精車外圓、端面、車槽及倒角等。2.齒坯加工方案的選擇(1)大批大量生產(chǎn)的齒坯加工1)以毛坯(2)成批生產(chǎn)的齒坯加工1)以齒坯外圓或輪轂定位，粗車外圓、端面和內孔。

2)以端面支承拉孔(或花鍵孔)。

3)以孔定位精車外圓及端面等。(2)成批生產(chǎn)的齒坯加工1)以齒坯外圓或輪轂定位，粗車外圓、(三)齒形加工(1)8級精度以下的齒輪調質齒輪用滾齒或插齒就能滿足要求。

(2)6～7級精度齒輪對于淬硬齒面的齒輪可采用滾(插)齒→齒端加工→表面淬火→校正基準→磨齒(蝸桿砂輪磨齒)，該方案加工精度穩(wěn)定；也可采用滾(插)、剃齒或冷擠→表面淬火→校正基準→內嚙合珩齒的加工方案，這種方案加工精度穩(wěn)定，生產(chǎn)率高。

(3)5級以上精度的齒輪一般采用粗滾齒→精滾齒→表面淬火→校正基準→粗磨齒→精磨齒的加工方案。(三)齒形加工(1)8級精度以下的齒輪(四)齒端倒角加工(1)去掉齒端銳角齒輪，特別是斜齒輪的齒端銳角部分g的強度很低(圖9-18)，齒面經(jīng)過淬火很脆，工作中銳角容易折斷，斷片會破壞齒輪箱內的零件，故必須預先把銳角去除。

(2)滑動變速齒輪齒端倒圓角變速器齒輪換擋時，為了容易嚙合，其齒端要有圓角。

(3)修磨基準孔和端面作為齒輪定位基面的內孔和端面，淬火后其形狀和尺寸都有—定變化，輪齒的相對位置也有新的誤差。(四)齒端倒角加工(1)去掉齒端銳角圖9-18斜齒輪倒銳角簡圖圖9-18斜齒輪倒銳角簡圖圖9-19換擋齒輪齒端銑圓角圖9-19換擋齒輪齒端銑圓角(五)精基準的修整

熱處理(滲碳、淬火)后，齒面精度一般下降一級左右，其孔常發(fā)生變形，直徑可縮小0.01～0.05mm。為確保齒形精加工質量，必須對基準孔予以修整。一般采用磨孔和推孔的修整方法。對于成批或大批量生產(chǎn)未淬硬的外徑定心的花鍵孔及圓柱孔齒輪，常采用推孔。推孔生產(chǎn)率高，并可用加長推刀前導引部分來保證推孔的精度。對于以小孔定心的花鍵孔或已淬硬的齒輪，以磨孔為好，可穩(wěn)定地保證精度。磨孔應以齒面定位，符合互為基準原則。(五)精基準的修整

熱處理(滲碳、淬火)后，齒面精三、不同生產(chǎn)類型中齒輪機械加工的工藝過程表9-4大量生產(chǎn)汽車第一速及倒車齒輪的工藝過程三、不同生產(chǎn)類型中齒輪機械加工的工藝過程表9-4大量生產(chǎn)汽表9-5成批生產(chǎn)汽車第一速及倒車齒輪的工藝過程表9-5成批生產(chǎn)汽車第一速及倒車齒輪的工藝過程第三節(jié)曲軸制造工藝一、概述(一)曲軸的結構特點

曲軸是將直線運動轉變成旋轉運動，或將旋轉運動變成直線運動的零件。它是汽車發(fā)動機中最重要的零件之一，承受很大的疲勞載荷和巨大的磨損，一旦發(fā)生故障，對發(fā)動機有致命的破壞作用。曲軸的結構與一般軸不同，它由主軸頸、連桿軸頸、主軸頸與連桿軸頸之間的曲柄組成，其結構細長多曲拐，剛性差，要求精度高，因而安排曲軸加工過程應考慮到這些特點。第三節(jié)曲軸制造工藝一、概述(一)曲軸的結構特點曲(二)曲軸的主要技術要求1)主軸頸、連桿軸頸本身的精度，即直徑尺寸公差等級通常為IT6～IT7；主軸頸的寬度極限偏差為+0.05～-0.15mm；曲拐半徑極限偏差為±0.05mm；曲軸的軸向尺寸極限偏差為±0.15～±0.50mm。

2)軸頸長度公差等級為IT9～IT10。

3)位置精度，包括主軸頸與連桿軸頸的平行度：一般為100mm之內不大于0.02mm；曲軸各主軸頸的同軸度：小型高速發(fā)動機曲軸為0.025mm，中大型低速發(fā)動機曲軸為0.03～0.08mm；各連桿軸頸的位置度不大于±30′。

4).曲軸的連桿軸頸和主軸頸的表面粗糙度為Ra0.2～0.4μm；曲軸的連桿軸頸、主軸頸、曲柄連接處圓角的表面粗糙度為Ra0.4μm。(二)曲軸的主要技術要求1)主軸頸、連桿軸頸本身的精度，即直(三)曲軸材料與毛坯

曲軸工作時要承受很大的轉矩及交變的彎曲應力，容易產(chǎn)生扭振、折斷及軸頸磨損，因此要求用材應有較高的強度、沖擊韌度、疲勞強度和耐磨性。常用材料有：一般曲軸為35、40、45鋼或球墨鑄鐵QT600-2；對于高速、重載發(fā)動機用曲軸，可采用40Cr、35CrMoAl、42Mn2V等材料。

曲軸的毛坯根據(jù)批量大小、尺寸、結構及材料品種來決定。批量較大的小型曲軸，采用模鍛；單件小批的中大型曲軸，采用自由鍛造；球墨鑄鐵材料則采用鑄造毛坯。(三)曲軸材料與毛坯

曲軸工作時要承受很大的轉矩及二、曲軸的機械加工工藝(一)曲軸機械加工的定位基準圖9-20偏心卡盤分度夾具

1—分度板2—工件3—夾具體4—轉動軸線5—分度定位銷二、曲軸的機械加工工藝(一)曲軸機械加工的定位基準圖9-20(二)曲軸加工的特點

曲軸剛性較差，應按先粗后精的原則安排加工順序，逐步提高加工精度。對于主軸頸與連桿軸頸的加工順序是，先加工連桿軸頸，然后再加工主軸頸及其他各處的外圓，這樣安排可避免一開始就降低工件剛度，減少受力變形，有利于提高曲軸的加工精度。另外，隨著產(chǎn)品更新速度的加快，為提高柔性程度，加工主軸頸已普遍采用數(shù)控“車→車→拉”的工藝，與主軸頸同軸的幾個外徑的磨削也普遍采用同軸多砂輪徑向移動的磨削工藝。(二)曲軸加工的特點

曲軸剛性較差，應按先粗后(三)曲軸加工的先進技術(1)質量中心孔技術加工曲軸加工過程中的定位基準中心孔，按其加工位置可分為兩種：一種是曲軸主軸頸的幾何中心；另一種是利用專門的測試設備測出整軸的質量中心，在此中心上加工出的中心孔稱為質量中心孔。

(2)車拉技術如圖9-21所示，用直線車拉刀(圖9-21a)或圓刀具外環(huán)車拉刀(圖9-21b)車拉軸頸。1)主軸頸直徑誤差≤±0.04mm。

2)主軸頸寬度誤差≤±0.04mm。

3)連桿軸頸回轉半徑誤差≤0.05mm。

4)連桿軸頸分度位置誤差≤±0.07mm。(三)曲軸加工的先進技術(1)質量中心孔技術加工1)主軸頸直圖9-21車拉示意圖

a)直線車拉b)圓刀具外環(huán)車拉

n—工件速度—刀具速度圖9-21車拉示意圖

a)直線車拉b)圓刀具外環(huán)車拉

n(3)圓角深滾壓技術

曲軸工作時需承受較大而復雜的沖擊載荷，對抗疲勞強度有較高要求，曲軸軸頸與側面的連接過渡圓角處為應力集中區(qū)，為此發(fā)展了圓角深滾壓技術，以代替成形磨削。圖9-22圓角深滾壓示意圖

1—施力器2—滾輪3—工件

F—滾壓力(3)圓角深滾壓技術圖9-22圓角深滾壓示意圖

1—施力器三、大量生產(chǎn)時曲軸機械加工的工藝過程表9-6大量生產(chǎn)的六缸汽油機曲軸機械加工工藝過程三、大量生產(chǎn)時曲軸機械加工的工藝過程表9-6大量生產(chǎn)的六缸第四節(jié)箱體零件制造工藝一、概述(一)箱體零件的結構特點箱體零件是機器或部件的基礎零件，它把有關零件連接成一個整體，使這些零件保持正確的相對位置，彼此能協(xié)調地工作。因此，箱體零件的加工精度，將直接影響機器或部件的裝配質量，進而影響整機的使用性能和壽命。第四節(jié)箱體零件制造工藝一、概述(一)箱體零件的結構特點(二)箱體零件的主要技術要求1)主要孔(軸承座孔)的尺寸公差不低于IT7。

2)孔與孔、孔與平面的位置公差：①前、后端面A和B相對于L—L軸線的圓跳動，在100mm長度上分別不大于0.08mm和0.12mm；②軸線L—L和軸線M—M在同一平面內的平行度，在變速器殼體整個長度365mm上不大于0.07mm；③軸線N—N和L—L在同一平面內的平行度，在100mm長度上不大于0.04mm；④端面C相對于軸線N—N的圓跳動，在半徑為18mm的長度上不大于0.15mm；⑤主要孔的中心距極限偏差為±0.05mm。

3)主要孔的表面粗糙度為Ra1.6μm。(二)箱體零件的主要技術要求1)主要孔(軸承座孔)的尺寸公差(三)箱體零件的材料和毛坯

灰鑄鐵具有較好的耐磨性、減振性以及良好的鑄造性能和切削性能，此外，灰鑄鐵的價格也比較低廉。因此，箱體零件的毛坯通常采用鑄鐵件。有些承受載荷較大的箱體，有時采用可鍛鑄鐵件和鑄鋼件。還有一些箱體件，為了減輕箱體重量，用鋁合金鑄造。此外，還有一些箱體為了縮短毛坯的制造周期，有時也采用焊接件。圖9-23所示變速器殼體的材料為灰鑄鐵(HT150)，硬度為163～229HBS。

毛坯的鑄造方法，取決于生產(chǎn)類型和毛坯的尺寸。在單件小批生產(chǎn)中，多采用木模手工造型；在成批大量生產(chǎn)中，廣泛采用金屬型機器造型，毛坯的尺寸誤差和表面粗糙度值較小。(三)箱體零件的材料和毛坯

灰鑄鐵具有較好的耐磨圖9-23汽車變速器殼體簡圖圖9-23汽車變速器殼體簡圖(四)箱體結構工藝性分析(1)箱體零件主要孔的基本形式及其工藝性箱體零件主要孔的形式如圖9-24所示，可概括為通孔(圖9-24a～f)、階梯孔(圖9-24g)及盲孔(圖9-24h)三大類。

(2)箱體上同軸向各孔的工藝性箱體上同軸孔的孔徑排列方式有三種，如圖9-25所示。

(3)箱體上孔中心距的大小工藝性在大批量生產(chǎn)時，孔的中心距不能太小。

(4)箱體上孔與平面布置的工藝性當孔與平面不垂直(圖9-24d)，在用定尺寸刀具進行加工時，由于刀具上所受的徑向力不均勻，刀具容易引偏，從而影響孔的位置精度。(四)箱體結構工藝性分析(1)箱體零件主要孔的基本形式及其工圖9-24箱體零件主要孔的基本型式圖9-24箱體零件主要孔的基本型式圖9-25同軸線上孔徑大小的分布形式圖9-25同軸線上孔徑大小的分布形式二、箱體零件機械加工工藝(一)箱體零件機械加工的定位基準圖9-26用三個平面作精基準加工箱體零件示意圖二、箱體零件機械加工工藝(一)箱體零件機械加工的定位基準圖9圖9-28加工變速器殼體頂面的粗基準圖9-28加工變速器殼體頂面的粗基準圖9-29以變速器殼體內壁作粗

基準加工頂面上兩個工藝孔圖9-29以變速器殼體內壁作粗

基準加工頂面上兩個工藝孔(二)箱體零件主要加工表面的工序安排(1)先面后孔加工平面型箱體時，一般是先加工平面，然后以平面定位再加工其他表面。

(2)粗、精加工粗、精加工階段的劃分，對箱體零件機械加工的質量影響很大。

(3)工序集中在成批大量生產(chǎn)箱體零件的流水生產(chǎn)線上，廣泛采用組合機床或其他高生產(chǎn)率機床以工序集中方式進行加工，這樣可以有效地提高生產(chǎn)率。(二)箱體零件主要加工表面的工序安排(1)先面后孔三、箱體平面的加工方法圖9-30多刀銑削箱體示意圖三、箱體平面的加工方法圖9-