第五章典型汽車零件的機(jī)械加工工藝

齒輪廣泛應(yīng)用于汽車的傳動(dòng)系(變速器、驅(qū)動(dòng)橋)中，其功用是：改變傳速比，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件。一、齒輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)工藝性分析汽車中的各種齒輪，按照結(jié)構(gòu)的工藝特點(diǎn)可分為5類：?jiǎn)温?lián)齒輪、多聯(lián)齒輪、盤形齒輪、齒圈、軸齒輪。齒輪一般分為齒圈和輪體兩部分，在齒圈上可切出直齒、螺旋齒等齒形，而在輪體上有內(nèi)孔(光孔、鍵槽孔、花鍵孔)或帶有軸。1.齒輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2.齒輪結(jié)構(gòu)的工藝性分析雙聯(lián)齒輪。盤形齒輪。(3)改變盤形齒輪的結(jié)構(gòu)形式。

(4)對(duì)于主動(dòng)錐齒輪(主減速器軸齒輪)，其結(jié)構(gòu)形式可以有懸臂式和騎馬式兩種。二、齒輪的機(jī)械加工工藝1.齒輪的主要技術(shù)要求(1)齒輪精度等級(jí)和齒面粗糙度。

(2)齒輪內(nèi)孔或齒輪軸頸尺寸公差和表面粗糙度。

(3)端面跳動(dòng)。(4)齒輪外圓尺寸公差。2.齒輪的材料、熱處理與毛坯1)齒輪材料的選擇

齒輪的材料對(duì)齒輪的加工性能和使用壽命有著直接影響。

2)齒輪的熱處理

(1)毛坯熱處理。(2)齒面熱處理。

3)齒輪毛坯

汽車齒輪通常都采用鍛造毛坯。3.齒輪機(jī)械加工工藝過程定位基準(zhǔn)選擇

齒輪加工時(shí)定位基準(zhǔn)應(yīng)盡量與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致，以避免因基準(zhǔn)不重合而產(chǎn)生的誤差，即要符合“基準(zhǔn)重合”原則。齒輪主要加工表面的工序安排

齒輪的機(jī)械加工過程是：齒坯加工—齒形加工—齒圈熱處理—熱處理后的精加工。

(1)齒坯加工。(2)齒形加工。(3)齒端加工。(4)精基準(zhǔn)的修整。3)典型汽車用齒輪主要表面的機(jī)械加工

(1)汽車第一速及倒車齒輪的機(jī)械加工過程。(2)汽車主動(dòng)錐齒輪的機(jī)械加工工藝過程。4.采用數(shù)控機(jī)床加工齒輪的新工藝齒坯加工

采用數(shù)控車床加工該種齒輪坯有兩種工藝：(1)兩次裝夾加工。(2)一次裝夾加工。2)齒形的數(shù)控加工系統(tǒng)

其主要特點(diǎn)與技術(shù)特征為：

(1)切齒過程可控化。

(2)解決了齒形加工調(diào)整困難的問題。

(3)提高了齒輪加工精度。一、連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)工藝性分析1.連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)連桿由大頭、小頭和桿身等部分組成。大頭為分開式結(jié)構(gòu)，連桿體與連桿蓋用螺栓連接。大頭孔和小頭孔內(nèi)分別安裝軸瓦和襯套。為了減輕質(zhì)量并保證連桿體具有足夠的強(qiáng)度和剛度，連桿的桿身截面多為工字形，其外表面不需要機(jī)械加工。連桿的大頭和小頭端面，通常都與桿身對(duì)稱，有些連桿在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)有工藝凸臺(tái)、中心孔等，作為機(jī)械加工時(shí)的輔助基準(zhǔn)。2.連桿的結(jié)構(gòu)工藝性影響連桿結(jié)構(gòu)工藝性的因素除應(yīng)考慮一般的結(jié)構(gòu)工藝性外，主要還要考慮以下幾點(diǎn)：(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有連桿螺栓、套筒、齒形定位和凸肩定位4種。

(2)連桿大、小頭的厚度?？紤]到加工時(shí)的定位和加工中的傳輸?shù)?，連桿大、小頭的厚度應(yīng)相等。(3)連桿桿身油孔的大小和深度。二、連桿的材料、毛坯及主要技術(shù)要求1.連桿的材料與毛坯連桿通常都采用鋼質(zhì)模鍛件毛坯。材料一般采用40Cr、45Mn2等合金結(jié)構(gòu)鋼，轎車整件精鍛連桿的材料為德國(guó)牌號(hào)C70S6BY。連桿毛坯的鍛造工藝方案有兩種：整體鍛造、連桿體和連桿蓋分開鍛造。但目前多采用分體鍛造工藝，有關(guān)連桿的模鍛工藝詳見《鍛造工藝學(xué)》等資料。2.連桿的主要技術(shù)要求三、連桿的機(jī)械加工工藝過程1.定位基準(zhǔn)的選擇連桿加工工藝過程的大部分工序都采用統(tǒng)一的定位精基準(zhǔn)：一個(gè)端面、小頭孔及工藝凸臺(tái)。2.加工階段的劃分和加工順序的安排連桿加工的工藝過程可劃分為下3個(gè)階段：

1)粗加工階段

2)半精加工階段

3)精加工階段3.連桿主要表面的加工方法1)兩端面的加工

2)大、小頭孔的加工

(1)大、小頭孔的粗加工和半精加工。

(2)大、小頭孔的精加工和光整加工。4.整體精鍛連桿蓋、裂解新工藝在半精加工后采用連桿蓋與連桿體撐斷的方法，這樣產(chǎn)生的斷面凸凹不平，連桿蓋與連桿體再組裝時(shí)的位置唯一。因此，連桿蓋與連桿體之間只需要用螺栓連接，即可保證相互之間的位置精度。這樣既簡(jiǎn)化了連桿的加工工藝，保證了連桿蓋與連桿體的裝配精度，又保證了連桿的強(qiáng)度。轎車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿的裂解工藝采用六工位回轉(zhuǎn)臺(tái)式組合裂解專機(jī)，通過6個(gè)工位完成裂解、裝螺栓及預(yù)擰緊、定力矩?cái)Q緊到屈服點(diǎn)、壓裝小頭襯套并精整。一、箱體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)工藝性分析1.箱體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其分類1)箱體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

箱體零件的結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜，壁薄且壁厚不均勻；既有一個(gè)或數(shù)個(gè)基準(zhǔn)面及一些支承面，又有若干精度要求較高的孔系，還有許多供連接用的螺紋孔。2)箱體零件的分類

(1)按功用分，箱體零件可分為主軸箱、變速器、進(jìn)給箱、操縱箱等。

(2)汽車上的箱體零件，按其結(jié)構(gòu)形狀可分為兩大類：一類是回轉(zhuǎn)體形的殼體零件，如水泵殼體、差速器殼體及某些后橋殼體，另一類是平面型箱體零件，如汽缸體(機(jī)體)、變速器殼體。2.箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝特點(diǎn)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5-22所示，可概括為通孔(圖中a~f)、階梯孔(圖中g(shù))及盲孔(圖中h)三大類。2)箱體上同軸線各孔的工藝性

此種情況的孔徑排列方式有3種，如圖5-23所示。圖中a)為孔徑大小向一個(gè)方向遞減，且相鄰兩孔直徑之差大于孔的毛坯加工余量。圖中b)為孔徑大小從兩邊向中間遞減。圖中c)為孔徑大小不規(guī)則的排列，其工藝性差，應(yīng)盡量避免。3)箱體上孔中心距大小的工藝性在單件小批生產(chǎn)時(shí)，箱體上各孔是用一把鏜刀逐個(gè)進(jìn)行加工的，故孔中心距離大小不受限制。但成批大量生產(chǎn)時(shí)，孔中心距就不能太小。4)箱體上孔與平面布置的工藝性

當(dāng)孔與平面不垂直(圖5-21d)，在用定尺寸刀具進(jìn)行加工時(shí)，由于刀具上所承受的徑向力不均衡，刀具容易引偏，從而會(huì)影響孔的位置精度。因此，孔軸線最好與平面垂直，以利于工件安裝和加工，并使機(jī)床與夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。二、箱體零件機(jī)械加工工藝過程1.箱體零件的主要技術(shù)要求汽車箱體零件的技術(shù)要求，除了對(duì)毛坯規(guī)定一些技術(shù)要求外，對(duì)于一些主要孔與平面均有較高的技術(shù)要求，歸納起來(lái)有：主要孔的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度；主要孔與孔、孔與平面的位置公差；主要平面的尺寸公差、平面度和表面粗糙度。2.箱體零件的材料及毛坯對(duì)于汽車上的箱體類零件，由于形狀較為復(fù)雜，通常采用鑄造制造毛坯。鑄鐵具有成型容易、可加工性良好，同時(shí)吸振性好，成本低等優(yōu)點(diǎn)，所以一般都采用鑄鐵毛坯。近來(lái)隨著輕量化技術(shù)的成熟，轎車上的一些箱體件及變速器殼體已采用鋁合金壓鑄。3.定位基準(zhǔn)的選擇加工箱體類零件時(shí)，各軸承座孔的加工余量應(yīng)均勻；裝入箱體內(nèi)的全部零件(軸、齒輪等)與不加工的箱體內(nèi)壁要有足夠的間隙。要盡可能使基準(zhǔn)重合以及基準(zhǔn)統(tǒng)一，以減少定位誤差和避免加工過程中的誤差積累，從而保證箱體零件的加工精度。精基準(zhǔn)的選擇最常見的有以下兩種方案：一種方案是利用一個(gè)平面和該平面上的兩個(gè)工藝孔定位，即通常所說(shuō)的一面兩孔定位，一般工藝孔孔徑公差采用H7~H9，兩工藝孔中心距公差±(0.03~0.05)mm；另一種方案是用3個(gè)互相垂直的平面作定位基準(zhǔn)，如圖5-26所示，該方案適用于不具備一面兩孔定位基準(zhǔn)條件的一些箱體件。2)粗基準(zhǔn)的選擇(1)中小批量生產(chǎn)時(shí)，由于毛坯精度較低，一般采用劃線找正。

(2)大批量生產(chǎn)時(shí)，毛坯精度較高，可直接以主要孔在夾具上定位，采用專用夾具裝夾。4.箱體零件主要加工表面的工序安排(1)先面后孔。

(2)粗、精加工階段分開。

(3)工序間安排時(shí)效處理。

(4)工序集中安排。

(5)加工工藝過程因生產(chǎn)類型與所用設(shè)備不同而異。

(6)轎車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體加工工藝過程。三、箱體零件主要表面的機(jī)械加工1.箱體零件平面的加工方法箱體平面加工常用的方法為刨、銑、磨3種。刨削和銑削常作平面的粗加工和半精加工，而磨削則作平面的精加工。2.箱體孔和孔系的加工孔系是指箱體零件上一系列有位置精度要求的孔的組合?？紫悼煞譃槠叫锌紫担S孔系和交叉孔系。箱體零件孔系的加工，可在普通鏜床或組合鏜床上進(jìn)行，獲得孔系各孔之間的位置公差的方法，主要有以下幾種。

1)劃線找正法和試鏜法

2)坐標(biāo)法