曲轴车-车梳加工工艺分析及切削模拟实验研究

车-车梳工艺是现今汽车发动机曲轴主轴颈的粗、半精加工中广泛应用的切削工艺。以车-车梳工艺为研究对象,分析了车梳复合切削特性以及车-车梳加工工艺流程。并以一套自主改造的车-车梳数控机床和配套的刀具系统为实验平台,进行了车-车梳切削模拟实验,从轴颈圆度、表面粗糙度及轴颈侧壁表面粗糙度三个方面对加工质量进行了评估。实验数据及研究结果对国内曲轴加工工艺的改进和应用有一定的参考价值。

曲轴轴颈车-车梳刀具工作原理及结构设计

通过对汽车发动机曲轴轴颈车-车梳加工工艺的研究,以及对其刀具系统工作原理的分析,提出了车-车梳刀具系统的设计要求。以一套典型的车-车梳工艺过程为例,利用Solidworks三维建模软件,完成了对车-车梳刀具系统的结构设计与建模,并运用有限元分析软件验证了刀具系统的刚度和可靠性,实现了车-车梳刀具系统的完整设计。

曲轴车-车梳(拉)加工实验刀盘模块化设计原理及应用

通过对汽车发动机曲轴某一段主轴颈的加工工艺研究,以及对曲轴加工刀盘工作原理的分析,提出了刀盘结构的设计要求,并对刀盘单元切削模块进行了分类,实现了刀盘结构的模块化设计。针对车梳拉刀盘模块中的刀夹-刀盘组合进行尺寸链的优化设计,刀盘的尺寸公差值从原来的12μm放宽到25μm,制造的经济性和合理性得到了提高。根据曲轴加工工艺要求,完成了车-车梳(拉)实验刀盘驱动装置的设计和切削力校核。曲轴加工实验刀盘已成功应用于车-车梳(拉)切削实验。

曲轴车-车梳加工稳定性分析及实验研究

对车梳加工过程中引起颤振的原因进行了分析,并通过自主搭建的颤振测量系统实现了对车-车梳加工过程切削颤振的实时测量,研究了各工序切削过程的颤振规律及最大振幅。实验结果表明:开槽刀片切削过程颤振最明显,最大振幅为233.6μm;C刀和V刀切削过程颤振相对较小,最大振幅分别为132.4μm和130.4μm;梳刀切削过程颤振最小,最大振幅81.6μm,其加工稳定性可以满足曲轴制造的高精度要求。

曲轴车-车拉与车-车梳加工工艺实验对比研究

本文以一套自主研制的车-车拉(梳)数控机床和配套刀具系统为实验平台,对车-车拉和车-车梳这两种曲轴的粗加工及半精加工工艺进行切削实验。基于何云、倪昊等学者对车拉和车梳切削机理的研究,确定了最后一步车拉和车梳主轴颈的切削参数,并在此基础上完善并确定了其他车削步骤的切削方案。完成实验后在圆度和表面粗糙度两个方面对两种工艺的加工质量进行评估分析。实验结果表明,在相同的设备条件和工件加工余量分布条件下,车-车拉加工工艺得到的曲轴主轴颈圆度公差值比车-车梳加工工艺大,而车-车拉加工工艺得到的曲轴主轴颈粗糙度值比车-车梳加工工艺小。研究结果对国内曲轴加工工艺的改进和应用有一定的参考价值。

曲轴车-车梳加工用硬质合金刀片切削性能实验研究

本文以硬质合金刀片为研究对象,设计了一套完整的车-车梳模拟切削工艺,在该工艺中确定了每一个工序的工件状态、对应使用的刀片型号及其走刀路线。经过一定的分析,确定了每种刀片所侧重的切削性能,以此为优化标准来安排切削实验。分别对R型刀片和C型刀片进行了断屑实验,通过收集切屑分析两种刀片的断屑效果;对V型刀片和梳型刀片进行了粗糙度实验,采用RA-200型号的电感式粗糙度仪进行粗糙度测量。实验切削参数的选择由企业推荐参数为中心向前后扩展。实验后以每种刀片所侧重的优化性能为参考选出了最佳的切削参数组合,各刀片对应的最优切削参数分别为:R型刀片Vc=120 m/min,f=0.35 mm/r;C型刀片Vc=180 m/min,f=0.35 mm/r;V型刀片Vc=180 m/min,f=0.3 mm/r;梳型刀片Vc=260 m/min,f=0.15 mm/r。