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曲轴制造技术及特种工艺
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伴随发动机日益向轻量化、结构简单化、性能优质化方向发展，发动机曲轴制造技术和工艺发生了很大改变。在当今市场产品严重同质化情况下，为提升产品竞争力，多年来发动机曲轴加工采取了不少特种工艺，以增强企业竞争优势。
优异曲轴加工生产线通常全部比较短，但效率高、产量大，加工出曲轴质量好且很稳定。如美国底特律Ford发动机厂曲轴生产线只有17道工序，占地面积6967m2，但年产V8发动机球铁曲轴53.5万件。其优异技术关键表现在两个方面：一是大量采取了CNC控制技术，形成柔性生产线；二是应用了很多优异高速、高效、柔性加工技术，简化了工艺过程，提升了加工质量，同时也缩短了单件加工时间。另外，为适应降低成本等需要，多年来发动机曲轴加工采取了很多特种工艺，相比之下，中国大多数生产线还存在较大差距。
优异加工技术及装备
1、钻质量中心孔技术
曲轴属于细长类零件，加工过程中关键定位基准是两端中心孔，按其加工位置可分为两种:一个是利用双V型块或其它方法找出曲轴支承轴颈几何中心，在此中心上加工出中心孔称为几何中心孔；另一个是利用专门质量定心机测出曲轴质恐行模诖酥行纳霞庸こ龅闹行目壮莆柿恐行目住Ｓ捎诿鞯募负涡巫次蟛詈椭柿糠植疾辉鹊仍颍话懔秸卟⒉恢睾稀?
中国生产线中多采取几何中心孔，不过利用几何中心孔作定位中心进行车加工或磨加工时，工件旋转会产生离心力，不仅影响加工质量，降低定心元件使用寿命，而且在加工后剩下动不平衡量较大。基于这种原因，国外大全部采取质量中心孔，利用专门设计测试设备来测试质量中心，然后加工出中心孔，而且可将铣两端长度和加工质量中心孔合并为一道工序，采取CNC技术控制，加工效率很高。但需要注意是，若毛坯弯曲变形严重或质量严重分布不均匀，采取质量中心孔仍不能根本处理上述问题。所以，笔者认为曲轴质量中心孔和几何中心孔应按毛坯质量好坏合理选择：假如毛坯质量好，加工余量小且加工余量分布均匀，这时曲轴质量中心孔和几何中心孔会基础重合，无须花费较高经费购置质量定心设备；假如毛坯质量较差，加工余量大且加工余量分布不均匀，则优先选择质量中心孔。
2、数控车-车拉技术
车拉技术在国外大量用于半精加工曲轴主轴颈和连杆轴颈。其加工形式可分为3种：直线车拉、内环刀具旋转车拉和外环刀具旋转车拉。
3、数控高速外铣技术
对于平衡块侧面需要加工曲轴，CNC高速外铣技术比CNC车削、CNC内铣、车-车拉生产效率更高。以四拐曲轴为例，CNC车-车拉工艺加工连杆轴颈要二道工序，而CNC高速外铣只要一道工序即可完成（应用工件回转和铣刀进给伺服连动控制技术，能够一次装夹不改变曲轴回转中心随动跟踪铣削曲轴连杆轴颈）。
CNC高速外铣优点包含：切削速度高（可高达350m/min）、切削和工序循环时间较短、切削力较小、工件温升较低、刀具寿命高、换刀次数少、加工精度更高且柔性愈加好，所以CNC高速外铣将是曲轴主轴颈和连杆轴颈粗加工发展方向。
4、CNC内铣技术
CNC内铣加工性能指标高于一般外铣加工，尤其对于锻钢曲轴，内铣更有利于断屑，刚性尤其好。数控内铣铣削工艺是现在国际上曲轴连杆颈粗加工优异加工方法之一，尤其是大功率锻钢曲轴加工，内铣工艺更是首选。
5、数控磨削技术
曲轴传统磨削工艺均采取磨削线速度为35m/s一般曲轴磨床，砂轮进给和修整为手动进给，轴径和台肩磨削余量大，砂轮耐用度低，需技术工人精工细作才能磨出精品。现在，曲轴磨削采取多个磨削方法来加工
曲轴磨削可采取技术有单序加工和复合加工等工艺。采取单序加工方法加工磨削效率很高，磨削后轴颈跳动量轻易控制，砂轮一次修整完成后能确保各轴颈尺寸一致性。缺点是柔性差，只能加工一个系列产品。加工曲轴前端和后端有宽砂轮组合磨削等。比如，磨削四拐曲轴主轴颈采取工艺有五，磨削四拐曲轴连杆颈采取工艺有双砂轮磨削。
复合加工是指一次装夹磨削全部主轴颈和连杆轴颈，磨削连杆轴颈采取优异摆动跟踪磨削技术，这种磨削方法最大优点是柔性化好。复合加工有两种能够采取工艺：次序磨削主轴轴颈及连杆轴和同时磨削主轴轴颈及/或连杆。
6、曲轴深油孔加工采取枪钻技术
曲轴深油孔加工是曲轴尤其是锻钢曲轴加工中一个难题。曲轴深油孔直径通常在5～8mm之间，从主轴颈到连杆颈倾斜贯通，属经典细长孔，而且在曲面上加工，工艺性差。加工深油孔最好措施是采取枪钻工艺。
枪钻不仅可用来加工深孔（径长比1:250），而且也可用来加工浅孔（径长比1:1）。枪钻由钻柄（用于装夹刀具）、钻杆（用于连接刀头，按加工孔长度确定，采取韧性很好材料）、钻头（切削部分，刀尖是偏心，采取硬质合金材料）三部分焊接在一起，中间有一通孔，外侧面有一直V型槽。依靠中间通孔实现内冷却，冷却液从后刀而上小孔处喷出，可直接对切削区冷却。当使用高压冷却液时，其切屑能从被加工孔中经过直V型槽有效排出，无需在钻削过程中定时退刀来排出切屑。在加工细长孔时，枪钻能够将钻孔、镗孔、铰孔一次完成，一次走刀便可加工出高精度（IT6～8级）、直线度（0.16～0.33mm/1000mm）、粗糙度值（Ra3.2～0.1）孔。
据一汽大众资料介绍，当用枪钻加工发动机曲轴深油孔时，必需使用尺寸适合专用钻套。她们采取钻套是用硬质合金或合金工具钢制造精密枪钻钻套，其硬度为HRC 63～65，内孔表面粗糙度为Ra1.6～3.2，内外径最大许可同轴度误差为2um，前端面最大许可跳动误差为5um，钻套底面和工件表面距离不超出0.5mm，钻套和主轴同轴度误差不超出5um，钻套和枪钻头部间隙保持在3～8um之内。使用枪钻机床主轴必需有较高轴向和径向刚度，使用时应正确选择切削用量。通常情况下，切削速度Vc为60～100m/min，进给量f为0.015～0.03mm/r，油压P为2.5～6.0MPa，流量Q为0.2～0.65L/s。
另外，加工发动机曲轴深油孔时还需选择专用枪钻油。通常枪钻用切削液应有极压添加剂，以确保在高压下形成油膜，预防产生干摩擦。切削液粘度和钻孔直径相关，直径越小，粘度越低。送往枪钻切削区切削油和通常机械加工相比含有压力高、流量大、过滤精度高特点。流量应随孔深增大而增大，以确保切削油有更大流速，达成通畅排屑目标。
曲轴特种加工工艺
1、圆角滚压工艺
曲轴圆角滚压是利用滚轮压力作用，在曲轴主轴颈和连杆颈过渡圆角处形成一条滚压塑性变形带。这条塑性变形带特点包含：
（1）产生残余压应力可和曲轴在工作时拉应力抵消或部分抵消，从而提升疲惫强度。
（2）硬度提升。滚压使圆角处形成高硬度致密层，从而使曲轴机械强度和疲惫强度提升。
（3）表面粗糙度降低。圆角滚压可使圆角表面粗糙度达成Ra0.1以下，从而大大减小圆角处应力集中，提升疲惫强度。
国外应用圆角滚压技术已相当优异，可一次完成对全部圆角滚压，且可做到主轴颈和连杆轴颈圆角压力不一样，同一连杆轴颈圆角在不一样方向上压力也可不一样。这么可经济地达成最好滚压效果，最大程度地提升曲轴抗疲惫强度。经德国赫根塞特（HEGENSCHEID）企业测定，球铁曲轴经滚压后寿命可增至100%～280%。
2、滚磨光整工艺
光整加工技术应用于发动机曲轴，能够使其表面质量大幅度提升。其关键工作原理是：由颗粒状磨料和多功效磨液和水组成磨具，磨具在料箱中做复杂自由运动，将工件淹没于磨具之中旋转运动，工件和磨具以一定相对速度和作用力发生摩擦、挤压、刻划和微量切削，以达成表面质量提升。尤其对曲轴而言，因为结构复杂人工去除毛刺困难，光整技术就显得尤为关键。
光整加工技术具体效果和关键特点包含：
（1）能较全方面地去除毛刺、圆化尖角锐边；
（2）能去除手工无法去除锈蚀、氧化层和改善缺点，使表面光亮夺目柔和；
（3）细化表面组织，提升轴颈表面残余压应力数值；
（4）改善装配性，提升可靠性和使用寿命，降低磨合期；
（5）可大幅度地提升表面轮廓支撑长度率Tp值，提升表面耐磨性。
3、砂带抛光工艺
曲轴主轴颈、连杆轴颈及止推面全部要求进行超精加工和抛光。传统工艺是采取靠模油石超精加工机床，加工后严重地破坏了轴颈几何形状，形成马鞍形（凹形），而且对轴颈尺寸影响较大。国外曲轴超精加工早已采取数控砂带抛光工艺，而且这种砂带是防潮静电植砂（确保砂粒尖锋朝外）。为了能对圆角和轴肩抛光，砂带两侧开槽方便和加工面贴合。
国外曲轴砂带抛光机可同时抛光主轴颈、连杆轴颈、圆角、轴肩及止推面。其结构均采取对夹式，每个轴颈上用4片垫块（中凹型）压紧砂带；垫块和砂带宜依据工件材质和硬度选择；机床上卷带机能确保每个轴颈全部有一段新砂带（长度可调）参与工作；抛光方法以超精加工原理进行。其效率和效果全部远远优于油石。
对于球铁曲轴抛光和磨削，因为球铁内铁素体磨削后会形成突起毛刺，所以应使轴磨削转向和工作转向相反，抛光转向和工作转向相同。这么才能在抛光中有效地去除毛刺，避免工作时刮伤轴瓦。

JTEKT发动机生产线--缔造轴类加工完美处理方案（冯卫 王晶 ）
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株式会社JTEKT是日本丰田汽车集团中关键组员，是原丰田工机株式会社和光洋精工合并企业。该企业以满足汽车制造行业对于生产设备高开动率、低运转成本要求为根本，以高稳定性、高精度、高效率为关键特征，在世界汽车制造领域享受盛誉。
在磨床制造方面，从1955年交付第一台磨床，并生产了日本第一台曲轴磨床和世界第一台数控凸轮磨床开始，JTEKT企业交货业绩有口皆碑。凭借丰富经验和机床种类，JTEKT企业能够依据用户需要量身打造，提供多种轴类生产线和单机设备处理方案。
伴随世界汽车行业竞争日益加剧，对设备制造业要求向更低制造成本，愈加快交货期方向发展，至此，生产线整线交钥匙工程（TURN KEY）成为现在流行订货方法。JTEKT企业顺应市场要求，凭借其60年汽车发动机加工工艺丰富经验，联合日本优异设备制造企业（如小松工机、不二越、长浜制作所、岛田化成、电气兴业等）组成了强大“整体处理方案”体系。依据不一样用户具体要求，制造多种高效、高柔性生产线，而且全线贯穿JTEKT企业60年来对丰田精益生产方法深刻了解，从而帮助用户在市场竞争中赢得主动。
另外，因为JTEKT企业含有强大开发设计能力，所以拥有很丰富机场种类：高效型、高柔性型、经济型等，能够依据用户及加工工件具体情况配置不一样机床，以达成最适宜效果，从而降低生产线成本，增强用户市场竞争力。这里关键为大家介绍一下曲轴加工生产线和凸轮轴加工生产线生产案例，和关键设备特点。
1、全自动曲轴生产线
这条生产线关键用于加工汽油发动机曲轴，其生产纲领为236000件/年（C/T：1.1分/件）。其整线标准是：实现全自动化，有效提升生产效率，避免人为误操作；以提升市场竞争力为关键，实现高开工率，而且运转成本低。另外，该生产线全线使用水溶性切削液。
2、全自动曲轴精加工生产线
这条生产线关键加工对象工件是4缸汽油发动机曲轴，生产纲领为150000件/年（C/T：1.2分/件）。该整线标准在秉承了全自动曲轴生产线整线标准基础上，还能够自动实现工件品种更换对应。另外，为确保曲轴成品跳动精度优异，使其在发动机中运转平稳、平静，该生产线采取了先加工连杆颈，后加工主轴颈工艺。
这条生产线中关键设备是数控CBN双砂轮台随动磨床GF50M-70T，其关键特点包含：
（1）同时控制工件回转（C轴）和砂轮台进给（X轴）随动磨削曲轴连杆颈。适合于不一样种类曲轴（拐部行程和相位角度不一样）共线生产，节省了换型步骤。
（2）数控双砂轮台各自独立控制，能够独立进行各轴颈磨削，以提升生产效率。
（3）使用TOYODA磨床一贯[TOYODA STAT]静压砂轮主轴轴承和静压导轨技术；砂轮台驱动使用优异直线电机技术。
（4）磨削使用可回收水溶性冷却液，和使用冷却油方法相比，大大节省了加工成本。
凸轮轴加工生产线
全自动凸轮轴精加工生产线加工对象工件是汽油发动机凸轮轴，生产纲领为30万件/年（C/T：1分/件）。其整线标准是：实现全自动化、高开工率、全柔性及CBN高速磨削，全线使用水溶性切削液。其生产线使用关键设备是数控直线电机CBN砂轮凸轮轴磨床GC32M-63和双顶尖驱动CBN砂轮主轴颈磨床 GL5P-63III。其中，数控直线电机CBN砂轮凸轮轴磨床GC32M-63特点是：
（1）拥有世界领先加工效率。砂轮表面线速度可达200m/s，快速进给速度为φ60m/min。加工余量为6mm冷激铸铁8凸轮工件加工只需要52s，是现在世界上加工速度最快凸轮磨床。
（2）工件回转为无级变速控制，确保凸轮在一周转动中完成最大磨削量，磨削阻力愈加均衡，轮廓型线加工精度提升，并所以有效缩短了加工节拍，从而实现高速、高精度磨削。
（3）静压导轨进给、直线电机驱动高灵敏度移动轻质砂轮台进给结构，能实现无空转、无间隙进给。最新技术快速响应伺服系统和砂轮台进给系统在降低凸轮磨削时间同时，提升了凸轮加工面质量。
（4）TOYODA GC50开放式控制系统将多种自动修正功效等作为标准配置，并增加换型支持功效，运转操作简便可靠，轻松实现了高精度加工。
（5）可经过安装双片砂轮，进行同相角凸轮同时磨削，深入提升加工效率；也可使用单砂轮磨削方法增强机床柔性。
双顶尖驱动CBN砂轮主轴颈磨床GL5P-63III最关键特点是高柔性和高精度。它使用了独特双顶尖同时驱动方法，依靠机床双顶尖经过摩擦力驱动凸轮轴转动，进行磨削加工。顶尖经过伺服系统同时驱动，顶尖套筒能够数控移动，实现了不一样长度工件混线加工。另外，机床配有主动量仪，对磨削每一个轴颈可进行主动测量，实现正确加工。
JTEKT企业凭借其60年丰富发动机生产线制造经验，已经拥有30000台以上设备交货业绩，并所以成为世界顶级发动机装备制造企业。在中国市场，JTEKT企业凭借着强大技术实力，专业、敬业售后服务队伍，为中国汽车产业发展起着主动推进作用。相信JTEKT企业凭借其“追求技术梦想，带给您含有价值技术”这一理念，会和中国广大用户发明出更美好未来。

复合加工技术引领时尚（蒲长新）

在全球机床制造和金属加工领域，复合加工技术正以其强大加工能力被不停发展和应用。所谓复合加工技术，即是在一台设备上完成车、铣、钻、镗、攻丝、铰孔、扩孔等多个加工要求，复合加工机床最突出优点是能够大大缩短工件生产周期、提升工件加工精度。
为了实现复杂形状工件加工，使在一台机床上能完成复数工序和复数工种加工，这么机床称为复合加工机床。就是说，在复合化机床上能够实现完全不一样性质加工过程加工。
复合加工机床功效范围伴随时代改变而改变。有一时期，曾经把加工中心称春霞庸?a href= target=_blank class=heiw>机床。可是，通常加工中心不能超出某种切削加工范围。现在复合加工机床已不是那时复合加工机床，含有本质上差异。现代复合加工机床是更深入复合化开发，如在车削中心上装载有回转刀具铣削功效，在加工中心上有车削功效，最近又出现了不一样原理加工方法集约如激光加工和切削加工复合等，深入提升机床复合化程度。
复合加工机床发展历史
1845年美国丁‧菲奇发明转塔车床，19美国格林里企业为汽车零件加工开发了第一台组合机床。1952年三轴数控铣床研制成功。1958年美国KT企业研制出带有刀具自动交换装置加工中心，有力地推进了工序集中加工方法发展。
复合加工及其制造装备出现已经有百余年历史，不过真正得到较广泛应用还是在20世纪80年代，数控技术和数控机床成为制造技术主流后出现。
20世纪80年代中后期，伴随加工中心功效和结构完善，显示了这种工序集中数控机床优越性，开始出现车削中心、磨削中心等，使复合加工得到扩展而不再局限于镗、铣等工序。90年代后期又深入发展了车铣中心、铣车中心、车磨中心等，多年来又出现由激光、电火花和超声波等特种加工方法和切削、磨削加工方法组合复合机床，使复合加工技术成为推进机床结构和制造工艺发展一个新热点。
一、车削为主型
以车削加工为主复合加工机是车削复合中心。车削复合中心是以车床为基础加工机，除车削用工具外，在刀架上还装有能铣削加工回转刀具，能够在圆形工件和棒状工件上加工沟槽和平面。这类复合加工机常把夹持工件主轴做成2个，既可同时对2个工件进行相同加工，也可经过在2主轴上交替夹持，完成对夹持部位加工。
现在，加工2个工序以上工件占车削加工大多数。对这些工件进行高效、高精度加工，有以下3种技术：
1、内外加工集中化：在机内装有1次加工（外表面）和2次加工（内表面）多种功效1次/2次加工机。
2、加工复合化：除车削加工，机内还装有铣削加工、磨削加工等多种功效工序集中加工机。
3、智能化：机内含有储存、运输、加工一体化、工件识别、工件夹持控制、适应控制、信息网络等最新监控技术单元加工机。
该类复合机床有德国INDEX企业TRAUB TNX65多功效数控车削中心，含有双主轴、4个刀塔，第二主轴可作Y轴移动；德国DMG企业TWIN65双主轴车削中心，上下各有一个转塔刀架，可实现6面加工，第二主轴可作横向移动等。
二、铣削为主型
1、加工中心多轴化
A、五轴控制，除X、Y、Z三轴控制外，为适应使刀具姿势改变，能够使各进给轴回转到特定角度位置并进行定位五轴加工机。五轴加工机使用方法有两种：1用回转轴分度，使工件相对于刀具倾斜，在这个状态进行三轴控制加工。2同时使全部控制轴作连续运动，即五轴联动，能够对叶轮等含有外延伸曲面形状工件进行加工。五轴联动加工机特点是能够避开切削速度变为零加工条件；能够用伸出长度很短刀具；能够在一次装夹下加工外延伸曲面形状工件等。
B、六轴控制，用多轴控制铣削类加工机不能模拟复杂形状工件加工，而复合加工能够。比如对有锥度形状和四角形状槽类等工件加工，以前不变换加工工种是无法完成加工，必需把工件转到电加工机床上加工。可是如采取回转刀具，使刀具一边作6轴控制运动，一边作摆动切削加工，就可在一台机床上完成加工。而且精度、效率也能够提升。如使用非回转刀具，必需控制回转主轴回转位置，此时六轴控制是必需。用六轴控制加工时，采取非回转刀具时，切削速度等同于进给速度，不能进行高速加工；而用回转刀具则能适应原不能加工部位和形状加工，无需转换工种，仅用切削加工就能一次完成全部加工，效率较高。
2、加工中心复合化
除铣削加工外，还装载有一个能进行车削动力回转工作台。
以铣削为主复合机床有日本MAZAK企业INTEGREX e800V/5五轴卧式铣车中心，是在五轴卧式加工中心基础上，使回转工作台增加车削功效，能够在一次装卡下对圆形零件实现车、铣完全加工；意大利Milanese企业NTXI铣车复合中心，是在立式加工中心右端增添一个车削主轴。
三、磨削为主型
磨床多轴化，原来只在无心磨床上可见，多数是以装卸作业自动化为目标。现在，开发了在一台机床上能完成内圆、外圆、端面磨削复合加工机。比如在欧洲，开发了综合螺纹和花键磨削功效复合加工机。
该类复合机床代表为瑞士MAGERLE企业MGR立式车磨复合加工机，机床上方配有多个磨头和一个车刀架，能够对零件进行磨削和精车；日本森精机制作所IGV-3NT磨头可回转式立式磨床，可在一次装卡下对零件内外圆和端面进行加工；瑞士STUDER企业S33万能数控磨床，能够在一次装卡下实现多线螺纹加工和内外圆、端面加工。
四、不一样工种加工复合化
把多个不一样原理加工类型集约，如切削和磨削、研磨复合；用激光功效把加工后热处理、焊接、切割合并；加工和组装同时实施等。还有，集中车削和铣削功效，尤其是齿轮加工功效等独特生产型复合加工机；和激光加工复合，开发了装有磨削功效和激光淬火功效复合机床等。在欧洲还开发了机械铣削功效、激光三维加工功效等集约复合加工机。
复合加工技术发展趋势
复合加工技术是未来机械加工发展方向。伴随社会各个领域不停发展，对机械加工领域要求也不停提升，高速度、高精度和高效率“三高”加工是对未来机械加工基础要求，而仅仅靠传统加工理念是极难满足这一要求。所以，机械加工领域要求不停突破传统观念，不停改善和提升加工技术，以适应未来要求，而复合加工技术恰好满足了这一要求。
今天复合加工技术，是针对以一般数控车削中心和加工中心为基础，发展到复合车铣加工中心。这要求机床制造业应以现有技术水平为基础，研发、制造、稳定和推广含有高效、复合、稳定、成本低廉，适合于现代加工技术高水平机床。

复合加工技术提升制造设备潜能

复合加工技术优势不仅表现在复合刀具上，采取含有复合结构机床，能够简化加工工序、提升加工效率，大大提升设备生产潜能。
变速器作为汽车传动系统中关键部件，其加工质量将直接影响到汽车动力性能和稳定性能。南京依维柯汽车变速箱分企业在生产制造过程中，合适地应用复合加工技术，发挥制造设备潜能，达成了很好效果。
轴类零件车加工
在变速箱Ⅰ轴车削加工过程中，工件部分外圆和孔含有较高同轴度要求和一定尺寸精度要求。在传统加工方法中，通常先以两端中心孔定位，车B处外圆；夹持B处外圆，加工右端内孔和外台阶；以两端中心孔定位，加工全部外圆端面和沟槽。这种加工方法中工件需要反复装夹，肯定会产生加工定位误差，所以，极难确保被加工工件精度。
经过对工艺步骤仔细分析和判定，我厂采取了高性能数控车床。在该机床上，工件只需装夹一次，便可完成Ⅰ轴全部内、外表面加工，不仅提升了加工效率，同时也提升了加工精度。
该机床含有上、下两个刀塔和刀具驱动装置，可配置动力刀具。其下刀塔备有中心架和零件托架，主轴配有双活塞拉式夹紧液压缸和带端面驱动液压夹盘。
变速箱Ⅰ轴经过铸造和铸造后，首优异行两端面铣削，并钻中心。车削加工时，将工件毛坯放在机床下刀塔零件托架上，由机床自动选择工件夹持方法，进行加工。
整个加工循环过程和夹持方法是：
1、用顶针以Ⅰ轴两端中心孔定位，主轴夹盘端面驱动爪夹持工件左端面，车削外圆面。
2、左端夹持外圆面，顶针顶紧右端中心孔，车削外圆面。
3、夹持外圆面，并用中心架夹持外圆面，右端尾架退出，车削Ⅰ轴内表面、切内槽、钻中心孔等。
4、因为外圆面和因夹具夹紧而造成表面质量下降，所以，此工序重车该两处表面，仍然采取顶针顶紧两端面中心孔夹持方法，但不一样是，此时右端面中心孔已变为内端面中心孔。
盘类零件车削加工
齿坯内孔及两侧端面是后道工序齿加工用工艺基准面，要求有很好尺寸精度和垂直度、平行度。在齿坯车削加工中，我厂经过采取一台含有副主轴结构数控车床，实现了人工一次装夹，完成全部车削加工内容。该机床和其它形式双主轴机床相比，工件在主轴之间转换交接不需要机械手来完成，只需在主轴上安装好工件毛坯，即可在副主轴上取下加工好工件。
1、把工件毛坯放入左端主轴夹盘。
2、主轴夹盘夹紧工件左端外圆，机床完成工件右侧台阶外圆、端面和孔车削加工。
3、右端副主轴自动前移，从右端夹持工件内孔，主轴夹盘松开，副主轴退后。
4、副主轴夹持工件内孔，车削工件左侧端面和外圆。
磨削加工
齿轮在经过热处理后，需要进行外锥面、两侧内端面和内孔磨削加工。传统加工方法是：先以外齿定位，磨削内孔、右侧端面；以孔定位磨削外锥面，磨削左侧端面。经过工艺分析，我厂最终选择高性能数控磨床，仅需一次装夹，即可完成全部加工内容。该机床有一个外圆磨头和一个内圆磨头，而且内圆磨头能够进行端面磨削加工。加工时，用节圆夹具夹持工件外齿，采取端面定位；磨削内圆砂轮含有特殊形状，既可磨削内孔又可磨削两侧端面，图7所表示。因为在一次进给中完成了内、外圆和端面加工，避免了因定位基准不一样而引发尺寸和形位误差
变速箱壳体加工
变速箱壳体，采取铝合金压铸方法制造，除底面外，四面及顶部全部包含有加工面，且关联尺寸和形位误差要求全部较高，如：前、后两面平行度；后面上孔相对于前面上孔位置度；顶面孔及左右面相对于前、后面上孔位置度等。经过对加工内容仔细分析和工艺安排，我厂选择了主轴含有立、卧转换功效加，该设备可实现刀具自动更换。工件装夹后，主轴处于卧式状态，依靠旋转工作台加工前、后、左、右四个面上全部内容，随即主轴转换为立式，加工顶面内容，从而实现了在一次装夹中，完成全部铣、钻、扩、锪、攻螺纹等加工内容。在该加工设备上完成箱体加工，避免了分工序加工产生反复定位误差，可靠地确保了产品加工精度。
在加工过程中，为了正确实现工艺目标，除要求机床主轴含有立、卧转换功效外，还要求变速箱壳体毛坯必需设计有合理供工艺定位和夹持工艺孔和工艺凸台，同时采取夹具必需在夹持工件后，不干涉刀具系统正常运行。
结语
复合加工是在一次装夹工件中完成大部分或是全部加工工序加工技术。在零部件结构逐步复杂化条件下，其应用实现了降低机床和夹具，免去工序间搬运和储存，提升工件加工精度，缩短加工周期和节省作业面积目标。

平面磨床评述

复合加工技术优势不仅表现在复合刀具上，采取含有复合结构机床，能够简化加工工序、提升加工效率，大大提升设备生产潜能。
变速器作为汽车传动系统中关键部件，其加工质量将直接影响到汽车动力性能和稳定性能。南京依维柯汽车变速箱分企业在生产制造过程中，合适地应用复合加工技术，发挥制造设备潜能，达成了很好效果。
轴类零件车加工
在变速箱Ⅰ轴车削加工过程中，工件部分外圆和孔含有较高同轴度要求和一定尺寸精度要求。在传统加工方法中，通常先以两端中心孔定位，车B处外圆；夹持B处外圆，加工右端内孔和外台阶；以两端中心孔定位，加工全部外圆端面和沟槽。这种加工方法中工件需要反复装夹，肯定会产生加工定位误差，所以，极难确保被加工工件精度。
经过对工艺步骤仔细分析和判定，我厂采取了高性能数控车床。在该机床上，工件只需装夹一次，便可完成Ⅰ轴全部内、外表面加工，不仅提升了加工效率，同时也提升了加工精度。
该机床含有上、下两个刀塔和刀具驱动装置，可配置动力刀具。其下刀塔备有中心架和零件托架，主轴配有双活塞拉式夹紧液压缸和带端面驱动液压夹盘。
变速箱Ⅰ轴经过铸造和铸造后，首优异行两端面铣削，并钻中心。车削加工时，将工件毛坯放在机床下刀塔零件托架上，由机床自动选择工件夹持方法，进行加工。
整个加工循环过程和夹持方法是：
1、用顶针以Ⅰ轴两端中心孔定位，主轴夹盘端面驱动爪夹持工件左端面，车削外圆面。
2、左端夹持外圆面，顶针顶紧右端中心孔，车削外圆面。
3、夹持外圆面，并用中心架夹持外圆面，右端尾架退出，车削Ⅰ轴内表面、切内槽、钻中心孔等。
4、因为外圆面和因夹具夹紧而造成表面质量下降，所以，此工序重车该两处表面，仍然采取顶针顶紧两端面中心孔夹持方法，但不一样是，此时右端面中心孔已变为内端面中心孔。
盘类零件车削加工
齿坯内孔及两侧端面是后道工序齿加工用工艺基准面，要求有很好尺寸精度和垂直度、平行度。在齿坯车削加工中，我厂经过采取一台含有副主轴结构数控车床，实现了人工一次装夹，完成全部车削加工内容。该机床和其它形式双主轴机床相比，工件在主轴之间转换交接不需要机械手来完成，只需在主轴上安装好工件毛坯，即可在副主轴上取下加工好工件。
1、把工件毛坯放入左端主轴夹盘。
2、主轴夹盘夹紧工件左端外圆，机床完成工件右侧台阶外圆、端面和孔车削加工。
3、右端副主轴自动前移，从右端夹持工件内孔，主轴夹盘松开，副主轴退后。
4、副主轴夹持工件内孔，车削工件左侧端面和外圆。
磨削加工
齿轮在经过热处理后，需要进行外锥面、两侧内端面和内孔磨削加工。传统加工方法是：先以外齿定位，磨削内孔、右侧端面；以孔定位磨削外锥面，磨削左侧端面。经过工艺分析，我厂最终选择高性能数控磨床，仅需一次装夹，即可完成全部加工内容。该机床有一个外圆磨头和一个内圆磨头，而且内圆磨头能够进行端面磨削加工。加工时，用节圆夹具夹持工件外齿，采取端面定位；磨削内圆砂轮含有特殊形状，既可磨削内孔又可磨削两侧端面，图7所表示。因为在一次进给中完成了内、外圆和端面加工，避免了因定位基准不一样而引发尺寸和形位误差
变速箱壳体加工
变速箱壳体，采取铝合金压铸方法制造，除底面外，四面及顶部全部包含有加工面，且关联尺寸和形位误差要求全部较高，如：前、后两面平行度；后面上孔相对于前面上孔位置度；顶面孔及左右面相对于前、后面上孔位置度等。经过对加工内容仔细分析和工艺安排，我厂选择了主轴含有立、卧转换功效加，该设备可实现刀具自动更换。工件装夹后，主轴处于卧式状态，依靠旋转工作台加工前、后、左、右四个面上全部内容，随即主轴转换为立式，加工顶面内容，从而实现了在一次装夹中，完成全部铣、钻、扩、锪、攻螺纹等加工内容。在该加工设备上完成箱体加工，避免了分工序加工产生反复定位误差，可靠地确保了产品加工精度。
在加工过程中，为了正确实现工艺目标，除要求机床主轴含有立、卧转换功效外，还要求变速箱壳体毛坯必需设计有合理供工艺定位和夹持工艺孔和工艺凸台，同时采取夹具必需在夹持工件后，不干涉刀具系统正常运行。
结语
复合加工是在一次装夹工件中完成大部分或是全部加工工序加工技术。在零部件结构逐步复杂化条件下，其应用实现了降低机床和夹具，免去工序间搬运和储存，提升工件加工精度，缩短加工周期和节省作业面积目标。
丝锥方头磨削加工

丝锥方头在丝锥工作时用于传输扭矩，同时也可作为加工丝锥基准。加工丝锥时，对丝锥方头有一定尺寸、表面粗糙度及形位误差要求(如国家标准要求一般丝锥方头对柄部轴线对称度不超出尺寸公差1/2)。加工丝锥方头可采取铣削或磨削工艺。采取磨削工艺加工丝锥方头精度及效率较高，尤其适合磨削量较小小规格丝锥加工。笔者经过总结工厂多年磨削加工丝锥方头生产经验，分析了丝锥方头磨削工艺和加工中常见质量间题及处理方法。 
一、丝锥方头磨削工艺
1. 加工原理
为满足对丝锥方头加工技术要求，我厂自行设计制造了丝锥磨方机。磨方机关键由砂轮架、传动部分、夹持和冷却装置等组成，其结构图1所表示。磨削丝锥方头时，由减速机构带动凸轮旋转，凸轮运动经过紧压其上轴承再经过支臂传输到工件上。凸轮转动时，轴承沿凸轮外圆轨迹作上下往复运动，工件则随支臂上下运动而摆动，按展成法原理磨出丝锥方头一个面，然后ü侄饶コ銎溆嗳雒妗７酵返哪ハ鞒叽缤ü髡痘褂枰员Ｖぃ庸3～M12小规格机用丝锥时，通常经过一个加工循环即可达成尺寸要求。
2. 夹紧方法
磨方机采取液压夹紧方法夹持丝锥。夹紧机构在丝锥刃部端采取反花顶尖，在丝锥柄部端采取导套加顶尖结构。加工循环开启后，主轴前进，将工件夹紧。液压马达起动后，带动凸轮及工件转动凸轮每转动一周，工件转动1/4周，完成丝锥方头一个面磨削加工;凸轮转动四面，工件则转完一周，完成丝锥方头四个面加工。此时液压马达停止.主轴退回，松开工件，完成一个加工循环。这种卡紧方法方便、迅捷，可大大提升生产效率。
3. 冷却方法
丝锥方头磨削采取强力磨削方法，在加工过程中产生大量磨削热。为此需要采取图2所表示双向强力冷却方法，以有效降低磨削温度，消除因磨削热量引发工件材料变形，同时便于工件装夹。
二、常见质量问题和处理方法
1. 磨糊烧伤
因为磨削过程中产生大量磨削热，易造成丝锥方头磨糊烧伤。处理方法为加大冷却液压力，选择冷却效果很好冷却剂;另外，在热处理工序前磨削方头则可忽略磨糊烧伤影响。
2. 方头形状不规则
造成丝锥方头加工后方形不规则关键原因有凸轮设计不合理、顶尖磨损、工件未夹紧、砂轮外圆和工件外圆平行度不好等。处理方法为合理设计凸轮，常常更换顶尖，正确修整砂轮。
3. 磨削表面粗糙度达不到要求
影响磨削表面质量关键原因是砂轮选择不合理、砂轮修整质量不好等。处理方法为选择磨料粒度、硬度适宜砂轮，定时修整砂轮等。
4. 方头对称度超差
顶尖不合格是造成方头对称度超差关键原因，处理方法为选择质量合格顶尖。
加工实践表明，采取磨方机磨削加工机用丝锥方头可提升机用丝锥加工质量和生产效率，适合在丝锥生产中推广应用。

精密磨削

1 序言
磨削(Grinding)是一个利用磨轮(Grinding Wheel)作高速旋转及微小深度（微小量），磨削工件表面或内孔，以取得精密形状及表面粗度加工技术。
磨削加工特色：
(1)每一颗微细磨粒，其作用相当于一把细微刀刃，磨削加工，如同无数细微刀刃同时切削。
(2)可磨削硬脆材料，如硬化钢、玻璃、碳化物及陶瓷等。
(3)磨削去除率小(Low Material Removal Rate)
(4)磨削速率(Cutting Speed)大，进给率(Feed Rate)及磨削深度(Depth of cut)均小，所以比马力(Specific Horse Power)相当大
HPs (Specific Horse Power)=HP(Horse Power)/MRR(Material Removal Rate)
2 深进缓给磨削(Creep Feed Grinding)
所谓深进缓给磨削(Creep Feed Grinding)简称(C.F.G)，和通常平面磨削不一样，磨削深度(Depth of cut)增加数倍至数十倍，而进给率(Feed Rate)以相同倍数减慢，能够增加磨削速率及促进工作表面粗度磨削技术。
CFG磨床之特色：
(1)磨削深度（即磨削量）大，含有减震装置(Damping Device)，以维持静，动平衡。
(2)软质磨轮促进工件表面粗度。
(3)为保持磨轮表面，不被磨屑阻塞，常常保持在锐利状态，所以在其上方按装表面含有钻石磨粒之整修砂轮(Dressing Wheel)，在制程中，不停整修磨轮，使其保持真圆度及锐利状态，以维持工件品质之稳定性。
(4)为维持一定切削速率(Cutting Speed)及磨削深度，磨轮转速不仅能够无段变速，而且能够自动下降以取得理想且一致工件品质。
3 电解磨削(Electrolytic Grinding)
电解研削(ECG)是由电解加工，亦可称为电化学加工(Electro Chemical Machining简称ECM)，亦就是反电镀(Deplating)加工和机械磨削(Mechanical Grinding)所组合之复合加工。电解磨削是1952年美国G.F Keeleric 研发成功。
电解加工原理
电解加工在原理上是将电铸阳极金属溶解现象应用于金属加工，将预先成形为所定形状电极隔着微小间隙(0.2~0.3mm)和被加工物表面相向，并压送电解液(electrolyte)，流速5~20m/s，以电极(electrode)为阴极，被加工物为阳极，施加一定直流电压(5~20V)，则经电解液而通电流，被加工物从靠近电极部份开始电解，同时使电极以一定速度(0.5~3.0mm/min)向被加工物送入，达预先设定加工深度时，即得所期望加工形状。
电解加工特色
(1)可同时加工广大面积之工件。
(2)不拘被加工物机械性质，全部可加工。
(3)不发生热变形、加工应变、加工变质层。
(4)单一工程即可雕出复杂形状工件。
(5)电极不消耗。
(6)加工面粗糙度良好。
(7)加工速度比放电加工(EDM)快5~10倍。
电解加工应用
(1)铸造模、玻璃模、橡胶模等雕形加工。
(2)沟加工、斜面、轮廓加工、深孔加工等传统加工法效率差者。
(3)难切削材料加工。
(4)去除毛边，伤痕等不可能用机械加工加工。
电解磨削系利用金属结合剂及微细钻石磨料所组成导电性砂轮同时进行电解加工和机械研削方法，砂轮导电部份为阴极，被加工物为阳极，接直流电源，在二者间隙通电解液，在被加工物和砂轮导电性结合材料之间进行电解加工，不易电解物质或被加工而生成不动态皮膜（即金属氧化膜），用磨料以机械研削除去，加工量比率是电解加工量90﹪、机械研削量10﹪。磨料突出量为0.05mm以下，这可预防两极短电路，并保持电解液通路必需间隙。
当进行粗、中等加工后，停供电解电流，只以机械研削细加工而提升加工精度方法—此方法是利用电解研削高效率，除去加工量后，停止电解加工，