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缸体曲轴孔精加工工序是缸体三道关键工序之一，其涉及到的各项尺寸与形位精度都将直接影响发动机的品质与寿命。因此，为使缸体曲轴孔达到使用要求，缸体曲轴孔的各项精度须达到技术要求。而合理的加工工艺与夹具、高精度的加工设备以及刀具是曲轴孔能达到设计技术要求的主要保障。

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主要参数及加工难点分析

1.1缸体主要参数

缸体名称：Q直线型4缸缸体

缸体外形尺寸：mm×mm×mm

缸体材料：HT(曲轴孔盖)、铝合金(曲轴孔座)

材料硬度：～HB(灰铸铁)、60～HB(铝合金)

曲轴孔尺寸：5×54mm，深度分别为23.3、21、24.6、21、23.5mm、24.6、21、23.5mm

缸体重量：30kg

1.2加工难点分析

对曲轴孔的加工精度要求技术图样如下图。

综上，要使曲轴孔各项精度达到设计要求，难度较大，加工时，除需要高精度的加工设备外，还需要设计合理的加工工艺及合适的刀具。

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双金属曲轴孔加工工艺的确定

曲轴孔精加工工艺方案的制定涉及到加工设备、刀具、工艺参数等。目前国内外规划这道工序时，主要采用以下两种方式：

一是采用镗刀精镗加工。选择这种方法时，曲轴孔的精加工由加工中心或专用机床完成，采用硬质合金刀具或CBN刀具，其特点是先期投入成本低，加工精度稳定性较高，采用CBN刀具时，加工寿命较高，一把刀能加工约件以上精度符合要求的工件。

二是采用铰珩加工方式。选择这种方式时，一般采用精度较高的卧式珩磨机来完成曲轴孔的精加工，其特点是能进行深孔加工(最大孔深可达0mm)，加工精度高，寿命长，但是先期投入成本非常高，且一般需要进口。综上后选择专用卧式镗床来完成曲轴孔的精加工。

曲轴孔镗削加工时，镗削工艺有两种：一种是粗镗、半精镗、精镗三刀三工序方法；另一种是半精镗、精镗两刀两工序的方法。这两种方法都有较为广泛的应用，但是考虑到两刀两工序法具有较高的加工效率，本文采用此镗削工艺。由于本缸体的生产规模较大，达到10万件/年，需延长刀具的更换周期以减少刀具更换次数，提高生产效率，要求刀具具有较长的寿命及较高的精度稳定性。通过对比选择CBN刀片作为半精镗与精镗刀片。

加工时，由于曲轴孔与镗杆之间形成的空间非常狭小，不利于切削热与切屑等排出，若处理不合理，将严重影响曲轴孔的加工精度及刀具的寿命。精镗加工曲轴孔时，选择吹气空冷排屑的加工方法能有效地降低切削热、切屑等对曲轴孔加工精度的影响。为进一步提高生产效率，在镗杆上安装五组刀片，分别完成五曲轴孔的半精镗、精镗加工。曲轴孔半精镗与精镗加工见图3。

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加工工艺与夹具方案设计

3.1生产特点分析

缸体机械加工生产线生产纲领：10万件/年。工序内容：汽车发动机缸体曲轴孔半精镗与精镗加工。

设备名称：缸体曲轴孔加工专用镗床

工作制度：

日/年，2班/日，8h/班，生产效率91%，设备负荷率90%。

生产节拍：

×2×8×0.91×0.9×60/=2.4min/件。

由上可知，要使工艺达到企业要求，除精度要求外还需保证其生产节拍小于2.4min/件。

3.2夹具方案的确定

工件不受任何约束的情况下，在空间具有6个自由度，如图4所示。

要使工件能达到设计图样上的各项尺寸与形位精度，工件在加工过程中就必须能在正确的位置上定位，并在加工过程中保持这个位置不变。为使工件具有正确的加工位置，需约束其6个自由度，实现工件的完全定位。缸体在加工曲轴孔时采用“一面两销”的方式对缸体进行定位，限制其6个自由度，如图5。

工件正确的定位只是保证加工精度的基础，一般加工过程只有定位是不够的，需要夹紧来保证正确的定位位置不变。自动夹紧机构中，应用最广泛的是气动与液动夹紧装置。在相同条件下，采用气动夹紧装置的优点:动作迅速，能大大缩短辅助时间，显著提高生产效率，动力源是用之不竭的气体，成本较低。

这里采用气动夹紧装置，定位夹紧方案如图6所示。加工时，由可微调支撑块上表面与定位销3、10构成“一面两销”的定位基准，对工件进行正确定位;由压紧块6、9与压紧气缸5、8实现工件的夹紧，保证工件加工过程中始终具有正确的加工位置。

最后，在确定刀具的切削线速度、镗刀转速等参数后，就可以进行实施加工。经过试切及生产，以上的工艺方案运行良好，曲轴孔加工质量均达到或超过曲轴孔图样设计精度要求，对同类产品加工也有一定效用。

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出品

夹具侠

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