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1、图 1 汽车卡钳体零件图样汽车卡钳体缸孔的数控车削加工工艺探析贺春，胡春林（湖北工业大学 机械工程学院 ，湖北武汉430068)摘 要：在分析汽车卡钳体零件结构特征的基础上，对其缸孔的车削加工进行了夹具、定制刀具及其工序顺序的设计，针对口部钩翅护翼的限制，对走刀顺序及机床定向的动作提出了要求，并编制了车削中心实施缸孔粗镗的程序示例。关键词：汽车卡钳体；缸孔车削；液压夹具；车削中心中图分类号：TG75文献标识码：A文章编号：1007-8320（2012）09-0085-02Research on NC Turning Processing Technic of Car Caliper BodyH
2、E Chun，HU Chun-lin（College of Mechanical Engineering, Hubei University of Technology，Wuhan Hubei 430068，China)Abstract: Based on the analysis about the design feature of car caliper body, the paper discussed the clamps,custom tools and process sequence for the cylinder bore of car caliper body.At th
3、e mean time,it set some limits for the entry hook wings,came up with the demands for the cutting sequence and machine orientation movements and programmed machining procedure examples for turning centers heavy boring.Key Words: car caliper body, cylinder bore turning,hydroclamp,turning center1汽车卡钳体零
4、件结构特征及工艺分析2缸孔车削加工的夹具设计图 1 为卡钳体零件，是某汽车 ABS 防抱死系统中的一制动缸体。该零件采用铸造毛坯，材料为球墨铸铁 QT5007，其 主体结构为异形非回转体，缸体外侧有呈一定角度布置的进油孔和排气孔，两侧支耳上还有定位销孔，需要使用定制夹具进行装夹定位后实施钻、铣、铰、攻丝等的批量加工。高精度的 缸孔部分则需要由车削加工或精密镗削保证，且缸孔成型槽孔、非标尺寸精密销孔等需要采用定制刀具。图 2 卡钳体缸孔车削加工的夹具图 2 为针对卡钳体缸孔实施车削加工而设计 的 液压 夹 具，可在车削中心或全功能数控车床上代替三爪卡盘使用。以缸孔口到悬臂护翼前端 U 型钩翅间的
5、基准大圆弧面定位，由 液压动力源带动拉钩，再通过杠杆带动浮动压爪，对卡钳体的悬臂护翼实施夹紧；其定位支承块元件悬臂焊接固定在夹具 体上，内侧留足放置缸体毛坯的空间，支承块侧面设计有可调的限位挡块，以限制毛坯沿大圆弧面周向摆转的自由度，保证 毛坯悬臂护翼前端的 U 型钩翅与定位支承元件的 U 槽对正，便于实现刀具的定向进入。由于装夹后夹具与铸件毛坯的重 心偏向定位支承元件的一侧，因此必须在相对方向的另一侧设计可局部调整的配重平衡块，同时，为适应悬臂护翼毛坯表 面的铸造误差，压爪设计成可一定角度方位摆转的浮动结构。缸孔加工时，由于铸造毛坯外形结构的原因，车镗刀具不能直接伸入，需定向后让刀具从固定方
6、位避让进入后再作回 转切削，因此需要采用具有定向功能的全功能数控车、车削中心或加工中心，且缸孔内带倒角的槽形需采用定制成型刀具组合加工或分解加工完成。收稿日期：2012-07-15作者简介：贺春（1964-），女，湖北武汉人，助理实验师，主要研究方向：机械制造。+0.30工作时，按压卡盘液压夹紧开关，拉钩即可带动压爪夹紧毛（2）扩缸孔口部带倒角 76.70 ，Z 深 7 - 0.15；采用组合刀坯，加工完成后，松开液压卡片开关，压爪自动抬起即可取卸具，当扩孔深度到位时，口部 0.545也刚好加工到位。+0.300工件，操作简单快捷，适合大批量生产的零件定位装夹要求。（3）车防 尘 槽 80.8
7、0 , Z 深 7 - 0.15，槽 宽 4.5 - 0.15，采 用 成型刀片，切槽到位时也将两侧 0.2 和 0.5 的倒角做出。3缸孔车削加工的工序安排及其定制刀具的使用（4）精镗孔 66.7+0.05 +0.2；+0.02, Z 深 450卡钳体零件缸孔的结构及具体尺寸如图 3 所示，根据其（5）预切矩形槽，同时倒两侧 30和 0.545的角； 结构尺寸特点，同时考虑到大批量生产对生产效率的要求，我（6）精切矩形槽 72.680.05，Z 深 14.590.05 们确定采用 6 把定制刀具，以粗车缸孔口部扩孔车防尘 针对产品大批量生产的性质，且由于缸孔内各槽形的特 槽精镗缸孔预切成型槽
8、精切成型槽的工序安排顺序实殊要求，各刀具均采用刚性好的定制粗刀杆作刀体，以适应高 施缸孔的粗精车加工，具体设计如下：效切削；各切槽刀具根据槽形定制，具有复合加工功能，可减（1）粗车缸孔到 66.4、Z 向进刀深度控制在 45.2mm；少刀具数目、节省对刀、换刀时间、简化走刀路线；扩口倒角采M 放大0.40.545R0.5060- 0.2M加压方向0.245250.40-5 0.52 R.3 30 1 50. . . 0 00 0 4+ + + 1. 0 00 80 307 8. 5 0 0. + 20 0 . .+ 368+ 56 007.5. 6260 .7 86 覬710 02.5覬 覬.
9、+65覬7覬45进刀方向0覬.1.85.72664.501 1.665- 0.15覬+0.150.50.5- 0.0552.54.190.0510.40.1139图 3 卡钳体零件缸孔的结构与尺寸 用组合刀具，其刀片装固位置和角度按加工尺寸位置关系设才可开始实施工件回转；应通过对刀调整找正刀杆中心与缸 计，和粗、精车缸孔一样，由于结构形状简单，可选用标准刀孔回转中心重合的位置，再让刀具沿 Z 向进刀实现缸孔的车 片，便于更换且节约刀具成本。缸孔车削加工所用的 6 把定削。因此，需要利用车削中心的 C 轴功能或全功能数控车的 制刀具结构如图 4 所示。主轴定向功能，使工件定向停止以方便刀具进入，
10、加工完成后4.5同样需要工件定向后再沿限定的路线退刀。以下为使用车削 中心实施缸孔粗车加工的程序编制示例，其余几把刀具大致T01T037T05也可参考此走刀控制方式编制加工程序。4.6667覬覬01020程序番号M24切换到铣削模式车防尘槽倒角刀具G28U0W0X、Z 回参考点粗膛刀具扩孔倒角组合刀具4.19G28H0C 轴回零T0101选用粗镗刀具T07G00X80Z125移近工件T09T11G00 C192工件（C 轴）缺口定向X43.8精膛刀具预切矩形槽刀具精切矩形槽刀具Z6从缺口处进刀图 4 缸孔车削加工的定制刀具示意图X0刀具走到与主轴同心位置4走刀控制及加工程序设计M25切换到车削
11、模式S200M03主轴启动卡钳体零件缸孔车削加工时由于口部钩翅护翼的限制，M08开切削液刀具需从钩翅缺口处进入，沿 Z 向移动到刀头脱离钩翅限制G01Z3F0.3口部以 F0.3 走刀区后再作 X 向移动，到刀杆中心接近缸孔回转中心的位置后N10G01Z- 45.5F0.18粗镗孔加工（下转第 88 页）86湖 南 农 机2012 年 9 月88湖 南 农 机2012 年 9 月线与 10线。整个制热过程持续 4.5min，当过热度在 10线下时，上升速度都很快；过热度在 10线以上，上升速度有所 减缓。其中，55rps、60rps 产生的过热度在 0以下的范围要优于 45rps、50rps。
12、以上实验可以得出这样的结论，如果整机其他条件 （结 构、冷媒含量、整机温度、工况等）不变，涡旋高压腔的过热度在一定转速范围内随压缩机转速的升高而升高。系。提高压缩机运行转速使排气上升，实际冷凝压力对应饱和温度变化不明显，所以排气过热度上升。但是持续提高排气温 度也是不可取的，它与制冷剂的绝热指数、压缩比(冷凝压力 /蒸发压力)及吸气温度有关。吸气温度越高，压缩比越大，排气温度就越高，反之亦然。吸气压力不变，排气压力升高时，排气 温度上升;如果排气压力不变，吸气压力下降时，排气温度也要升高。这两种情况都是因为压缩比增大引起的。冷凝温度 和排气温度过高对压缩机的运行都是不利的，应该防止。排气温度过
13、高会使润滑油变稀甚至炭化结焦，也会使压缩机润滑 条件恶化。排气温度的高低与压缩比(冷凝压力 / 蒸发压力)以及吸气温度成正比。如果吸气的过热温度高、压缩比大，则排 气温度也就高。如果吸气压力和温度不变，当排气压力升高时，排气温度也升高。装载涡旋压缩机的空调器在出厂检测的第一次运行磨合 要充分考究过热度变化引起的缺油和油稀释现象，选择合适的压缩机升频检验对保证油的粘度很有必要。原因分析2涡旋高压腔压缩机的结构主要有涡旋盘做功部、电机部、油部几大部分。在整个运转过程中，涡旋盘压缩出的高温、高 压的冷媒，其中含有一定量的冷冻油，不会立即排出排气口，经过压缩机狭窄的压缩机腔体完成油与冷媒的分离过程后，
14、排向压缩机排气口。排气过热度是压缩机排气管或冷凝器进口的温度和实际 冷凝压力对应的饱和温度之间的温差。与吸气过热度的控制原理不同，排气过热度主要是控制油粘度，压缩机的规格书中一般要求运转过程中过热度最好控制在 10以上。当排气 管温低于实际冷凝压力对应的饱和温度时，排气冷媒就会液化，重新融于冷冻油中。此现象产生的影响有两点：降低油 与冷媒的分离率，导致排出的冷媒含有大量的冷冻油，导致压缩机缺油运作；液化的冷媒溶于油中，降低冷冻油的粘度。冷冻油在适宜的粘度下才能在压缩机动作件摩擦面形成保护 性油膜，防止摩擦、啮合受损。过热度的变化与冷媒充注量、环境温度、压缩机运行转速都有关系。本文探讨的是过热度
15、与压缩机运行转速的变化关结语3压缩机冷冻油粘度不足是导致压缩机故障的“杀手”之一。缩短压缩机排气过热度低于 0的时间段是解决冷冻油 粘度下降的关键。特别是在冬季低温状态下，冷冻油随温度的降低溶解冷媒能力增强，迅速合理的提升排气温度，提高排气过热度能有效的提高冷媒与冷冻油的分离率，提高冷冻油的 粘度。对于使用涡旋高压腔压缩机的空调出货检验，要认真研究引起压缩机各动作部件摩擦损坏的可能性，设定合理的 压缩机运行逻辑，保证压缩机的使用寿命。（上接第 86 页）G0Z6M9M5M24G28H0G0 C192X43.8Z150G0X180Z180M30结构及其尺寸精度要求看，其加工大致采用粗切缸孔口部扩
16、孔切防尘槽精镗缸孔预切成型槽精切成型槽的工 序顺序，可以采用数控车床加工或用加工中心作铣镗加工实现，且应配合采用定制的专用刀具才能实施高效加工。根据选择车铣切削实现方式的不同，其对夹具的要求就不同，采用 加工中心作铣镗加工时对夹具的要求比车削回转方式要低得多，但其加工效率远不如车削方式，本文仅就缸孔的车削工艺 实现方式展开了探析，供大家参考。参 考 文 献1朱作君，邵明华，隋喜娥，姜秀伦气缸体缸孔精镗刀架及镗刀的改进 J金属加工（冷加工），2011，（8）:3536 2苏小平，巩建鸣，左万里基于三维设计的汽车浮式制动钳体车夹具的研制J.制造技术与机床，2009，（3）:154156.退刀、关切削液主轴停 切换到铣削模式C 轴回零缺口定向 退出缺口Z 向退刀到换刀点 退刀到安全位置程序结束5结语汽车卡钳体零件由于其铸件为不规则异形结构，需通过工装夹具实现定位夹紧后方可适应批量加工的要求。从缸孔