第四章-车拉工艺

曲轴加工工艺概述 轴颈粗(半精)加工——车削 轴颈粗(半精)加工——铣削 轴颈粗(半精)加工——车拉
曲轴加工工艺比较
旋转式车拉加工原理
机械与能源工程学院
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刀齿径向切入方式
螺旋形刀具车拉
旋转式车拉加工
工件作旋转运动的同
时，刀具也作旋转运 动，有时还需作径向 进给运动
曲轴加工工艺概述 轴颈粗(半精)加工——车削 轴颈粗(半精)加工——铣削 轴颈粗(半精)加工——车拉
曲轴加工工艺比较
直线式车拉加工原理

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曲轴做定轴转动 车拉刀具沿轴颈切线方向作 直线运动 进给量由相邻两车拉刀齿之 间的高度差来确定
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第四章、车拉工艺
CME
1
第四章 车拉工艺
第一节 第二节 车拉加工定义 车拉加工原理 直线式车拉加工原理 旋转式车拉加工原理 第三节 典型应用——曲轴加工 第四节
CME
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2
3
4
曲 轴 内 铣 加 工 特 点
CME
曲轴外铣加工特点
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1
对平衡块侧面需要加工的曲轴具有更高的生产效率。
2
曲轴缓慢旋转作进给运动，不改变回转中心时跟随铣削连 杆颈，可加工主轴颈和不同相位的连杆颈以及平衡块侧面。
3
曲轴的作用

发动机五大件之一，位于 发动机的曲轴箱内。 的气体压力转变为旋转的动 力，传给动力机构。同时驱 动配气机构和其他辅助机构。
与连杆配合将作用在活塞上
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曲轴加工工艺概述
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关键加工部位是曲轴轴颈，包括：主轴颈、 连杆轴颈、平衡块、沉割槽等。 轴颈粗加工工艺：车削、铣削、车拉 轴颈精加工工艺：磨削、抛光、研磨 表面强化工艺：滚压、高频淬火、渗碳、 离子氮化、喷丸
4
主要用于小批量中小型汽车曲轴的高速加工，但外铣切削 易产生振动，断屑效果不好，机床造价更加昂贵。
曲 轴 外 铣 加 工 特 点
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第四章 车拉工艺
第一节 第二节 车拉加工定义 车拉加工原理 直线式车拉加工原理 旋转式车拉加工原理 第三节 典型应用——曲轴加工 第四节
CME
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曲轴加工工艺概述 轴颈粗(半精)加工——车削 轴颈粗(半精)加工——铣削 轴颈粗(半精)加工——车拉
曲轴加工工艺比较
轴颈粗(半精)加工——铣削
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采用扇形块机夹在轮毂上的 形式实现刀齿可更换。 每个扇形块的刀刃参数不同， 实现粗精加工分离。 任意时刻只有一个刀齿与曲 轴颈切削，切削力较小。 刀具齿升实现径向进给。 机床具有自动刀具检测装置。



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车拉刀盘参数
车拉刀 直径区域 D：mm 曲轴 切削速度 Vc： m/min 曲轴转速 n：r/min 车拉刀进给 Vr：mm/min
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曲轴内铣加工——刀盘和设备
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曲轴内铣加工特点
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工序集中，加工效率高。可在一台内铣床上，一次装夹完 成主轴颈、连杆颈、止推面、平衡块侧面等加工。
断屑性能好，尤其对于大功率锻钢曲轴，改善断屑效果明 显。曲轴径向受力小，挠曲变形量减小，可使用辅助支撑。 机床柔性较好，无需特制夹具，只需更换刀具即可加工不 同型号曲轴。曲轴低速旋转，离心力减小。
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循环1 t：s
循环2 t：s
190 170 180-150
720 720 760
1270 1280 1280-1300
185 185 185 4.15 3.80 4.15 3.80
170-146
860
1585-1600
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曲轴加工基准
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曲轴加工基准选择 基本原则：根据 设计基准选择加 工基准。
径向基准 选择曲轴两端的 主轴颈中心线。 即NO.1,7主轴颈 中心线。
轴向基准 选择曲轴止推面 （止推面防止曲 轴轴向窜动）。
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第四章 车拉工艺
第一节 第二节 车拉加工定义 车拉加工原理 直线式车拉加工原理 旋转式车拉加工原理 第三节 典型应用——曲轴加工 第四节
CME
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曲轴加工工艺概述 轴颈粗(半精)加工——车削 轴颈粗(半精)加工——铣削 轴颈粗(半精)加工——车拉
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旋转式拉削采用圆柱形刀具

刀具一边作旋转运动一边沿 径向运动实现切入进给和让 刀。
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第四章 车拉工艺
第一节 第二节 车拉加工定义 车拉加工原理 直线式车拉加工原理 旋转式车拉加工原理 第三节 典型应用——曲轴加工 第四节
CME
内铣加工原理
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曲轴铣削加工——刀盘和设备
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曲轴外铣加工——刀盘和设备
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曲轴铣削加工——刀盘和设备
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角向基准 选择NO.1连杆轴 颈。六缸发动机 发火次序1-5-36-2-4.
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曲轴加工夹持方案
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专用夹具
卡爪后撤式卡盘
双分度卡盘
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曲轴粗(半精)加工工艺发展
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CME
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曲轴加工工艺概述 轴颈粗(半精)加工——车削 轴颈粗(半精)加工——铣削 轴颈粗(半精)加工——车拉
曲轴加工工艺比较
典型应用案例——曲轴加工
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刀齿径向切入方式
圆柱形刀具车拉
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旋转式车拉——螺旋形刀具
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旋转式拉削采用螺旋形刀具 工件与刀具轴线之间的距离 保持不变 刀具的径向切入进给是靠刀 具上刀齿的高度各不相同形 成阶梯式齿升来实现

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旋转式车拉——圆柱形刀具
225
10.64
10.64
165-142
980
1600-1620
225
10.56
10.56
193-124
730
1540-1600
225
2.45
2.45
165-142
980
1780-1800
250
5.71
165-142 合计
980
1780-1800
250 37.31
7.73 39.33
平均
38.32
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刀具在工件回转运动的切线方向作直线运动 并依靠刀具的升程完成径向切入进给
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第四章 车拉工艺
第一节 第二节 车拉加工定义 车拉加工原理 直线式车拉加工原理 旋转式车拉加工原理 第三节 典型应用——曲轴加工 第四节
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车拉设备
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曲轴加工工艺比较
轴颈粗(半精)加工——车削
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主轴颈车床
1.可同时加工平衡块侧面、全
部主轴颈和沉割槽。 2.车刀为相对方向安装。
曲轴车削加工
曲轴传统的粗加工方
式，采用多刀车削。
连杆颈车床
1.可加工同相位的连杆轴，用
1.刀具有多个切削齿 2.径向进给可以由齿升
与铣削不同点
1.工件作高速旋转 2.刀具切削齿径向分布
实现 3.切削刀具周向旋转
不均匀 3任意时刻只有一个车拉 刀齿与工件接触
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第四章 车拉工艺
第一节 第二节 车拉加工定义 车拉加工原理 直线式车拉加工原理 旋转式车拉加工原理 第三节 典型应用——曲轴加工 第四节
曲轴加工工艺概述 轴颈粗(半精)加工——车削 轴颈粗(半精)加工——铣削 轴颈粗(半精)加工——车拉
曲轴加工工艺比较
车拉加工定义
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定义
车削与拉削的复合加工
与拉削不同点
1.工件作旋转运动 2.刀具为回转式
形式。车拉时，工件旋 转，刀具也作直线式或 旋转运动。 车拉 与车削不同点
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曲轴加工工艺概述 轴颈粗(半精)加工——车削 轴颈粗(半精)加工——铣削 轴颈粗(半精)加工——车拉
曲轴加工工艺比较
车拉加工原理
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直线式车拉
刀具运动形式 旋转式车拉
螺旋形刀具
圆柱形刀具
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第四章 车拉工艺
第一节 第二节 车拉加工定义 车拉加工原理 直线式车拉加工原理 旋转式车拉加工原理 第三节 典型应用——曲轴加工 第四节
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曲轴车拉加工 将传统车削与拉削结合在一起 的一种组合式加工工艺，常用 于曲轴主轴颈和连杆颈的半精 加工。
运动形式 曲轴高速旋转，拉刀刀盘慢 速旋转。其切削进给由齿升 量实现。
车拉刀盘 任一时间仅有一个刀齿与曲 轴接触。不同方位刀齿参数 不同，一次旋转完成粗精加 工。
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车拉刀盘
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偏心夹具装夹。 2.一次装夹可完成对轴颈、平 衡块侧面、圆角的加工。
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轴颈粗(半精)加工——车削
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车削连杆颈时以连杆颈轴线为旋转中心，离心力引起振动、 轴线弯曲等，车削速度远低于最佳切削速度(40m/min)。 车削曲柄壁侧面时是断续切削，冲击力大，而且曲轴刚性 差，易引起振动 。刀具寿命降低。
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常采用大宽度的成形车刀多刀切入的方法，解决了生产率 低的问题，但是工件承受很大切削力，影响精度。
主轴颈和连杆颈需要分开加工，一次装夹只能加工同相位 的轴颈，效率低。刀具悬伸长，易引起振动。
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轴 颈 车 削 缺 点
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第四章 车拉工艺
第一节 第二节 车拉加工定义 车拉加工原理 直线式车拉加工原理 旋转式车拉加工原理 第三节 典型应用——曲轴加工 第四节
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曲轴加工工艺概述 轴颈粗(半精)加工——车削 轴颈粗(半精)加工——铣削 轴颈粗(半精)加工——车拉
曲轴加工工艺比较
轴颈粗(半精)加工——车拉
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CNC内铣
1.铣刀盘刀齿在内侧。 2.铣刀盘旋转为机床主运动，
曲轴低速旋转作进给运动。 曲轴铣削加工
曲轴高效粗加工方式。加工
连杆颈时是靠数控系统控制 刀具相对工件的运动轨迹， 使其复合成连杆颈外圆。
CNC高速外铣
1.铣刀盘刀齿在外侧。
2.适合平衡块侧面需要加工
的曲轴。在不改变曲轴回转 中心时随动铣削连杆颈。