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三次元測定機の穴位置精度がどの程度か調べた。
１．条件
１）使用した三次元測定機の型式
　　　　　　　　　　　
２）三次元測定機の指示誤差＝１軸２００ミリで４．８ミクロン
３）室温＝２０℃±１℃
４）試験方法＝φ３９．９９９のリングゲージをテーブル中央に置いて、同じ位置で測定。
５）タッチセンサ種類＝トリガタイプ
　　　　　　　　下図に原理図を示す。
　　　
６）スタイラスの長さ＝約５０ミリ
７）測定子の大きさ＝φ４ミリ
８）メンテナンス状況＝不明
９）測定値＝Ｘ・Ｙ軸の位置は最小値を０とした。
２．測定方法
３．結果
測定ポイント４点以上のＮＯ１からＮＯ３迄のみ真円度あり。
ＮＯ１
　　　　　
　　　※Ｘ軸に比べてＹ軸のバラツキがおおいですね。
ＮＯ２
　　　　　
　　　※一番穴径が安定しています。
ＮＯ３
　　　　　
　　　※当てる点数が多いだけに、真円度の誤差が大きいです。
ＮＯ４
　　　　　
　　　※穴径が大きめに出ました。
　　　　また１番はデータから外した方がいいかも知れませんが、一応そのまま出しました。
ＮＯ５
　　　　　
　　　※穴径が一番小さめに出ました。
ＮＯ１からＮＯ５の平均値
　　
　　　　　
　　　※一番安定しているのがＮＯ１とＮＯ２でしょうか。
４．備考
１）今回のブリッチ型三次元測定機の各軸移動精度・移動によるたわみ・環境温度の影響などは中クラスで、一般的に使われているとタイプだと思われます。
測定方法は通常ＮＯ１とＮＯ３だと思われますが、誤差がそれなりにあります。
通常製品評価は、この測定結果のプリントされた数値で決まります。
２）精度の選択
　製品精度を保障する意味でも、製品が要求する精度に見合う最大許容指示誤差（ＭPEE）と最大許容プローピング誤差（MPEP）等が重要になり
ます。例
えばφ５０Ｈ７（＋０．０３－０）なら半径で０．０１５となり、測定精度０．００３程度（製品許容差の１/５）以内が必要になると言われています。
今回試験に使用した指示誤差０．００４８の三次元測定機ならば、半径０．０２５の許容差を越える穴等を評価する場合に使用されるのが適切と考えられます。
※一般的にMPEE等の数値を求めるユーザさんはいないので、それほど心配することもないと思いますが・・・。
参考ですが・・・
最近の最大許容指示誤差（Ｌ２００）をウエブで検索すると（単位はミクロン）
超高精度＝０．５５
高精度が＝１．９
手動式＝３．８
前後となっています。
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シリンダーゲージを使う上でどの程度手からの熱が影響するか調べました。
※測定に使用したリングゲージ＝φ４０
１．ニギリ部を指３本で軽く掴んで使用した場合。
　ア、各温度
　　　　人差し指＝２３℃
　　　　中指＝２５．１℃
　　　　室温＝２０℃
　イ、結果
　　
　　　　　　　　
　　　　　
　　　
※２分前後からダイヤルゲージの指針が動きだし、０．５μmほど穴径が大きめに表示され、以降は８分まで安定した。
２．ニギリ部を手の平でしっかり握った場合。
　ア、各温度
　　　　人差し指＝２７．８℃
　　　　中指＝２８．４℃
　　　　手の平＝３２．８℃
　　　　室温＝２０℃
　イ、結果
　　　　　　　　　　
※ニギリ部の温度が上昇続け、それに引きずられるように外筒もわずかだが上がっていった。指針も影響が出始め、２分前後の１．５μm大きめになった所で安定し始めた。
３．備考
　穴径が大きめに表示されるという事は、ダイヤルゲージのスピンドルが突き出す形になります。このスピンドルに影響を与えたのは、外筒が膨張した為で、これは手からの熱が影響したためと考えられます（下イラスト参照）。
　　　　
※上記２で、１．５μm前後より指針が動かなかったのは、外筒内にある押棒も膨張し始めた為と思われる。
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ｓｓ４００、生と、ＨＲＣ硬度の関係
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这部分最好的改装方式是把8气门(8V)的缸盖换成16气门(16V)的!!
这是我和车队的技术总监在研究上海大众高尔的改装时，他和我开的玩笑。话说回来，发动机的原装设计和素质是非常重要的，在同一条件下8V发动机的进气量怎
样改都比不上16V的。言归正传，在缸盖内的改装最容易让人想到的便是换上高性能凸轮轴。凸轮轴的作用是控制发动机进气阀(和排气阀)的开合时间，简单地
说就是高性能凸轮轴有能让进气阀早开排气阀晚关的特性，并增加了气阀开启的时间和深度。凸轮轴上凸轮的作用是控制进气阀开合时间的长短
(duration)，这凸轮以它的圆周作标准，度数越高代表进气阀开启时间越长。但要注意的是国际上并没有一套统一的duration度量标准，因此A
品牌的270度凸轮轴并不一定比B品牌的260度凸轮有更长的开合时间。另一方面凸轮轴的选择也并不是角度越大越好，最重要的是它最大峰值的出现时间，因
为一根最大峰值出现在4000rpm的凸轮轴在日常驾驶时提速会比另一根最大峰值在6000rpm后才出现的凸轮轴好(除非你每次都在6000rpm以上
才换挡)，而且太大角度的凸轮轴会使怠速不稳，启动乏力，容易发生熄火和排放超标等问题，不适合民用车的日常行车之用。除凸轮轴外，缸盖的进排气道和气门
也可以进行打磨和抛光，作用是增加气密性和减少气流通过的阻力，有助提升整体的气流量。
缸体部分的改装
这部分可以改装的部件包括活塞、连杆、曲轴等。活塞是其中的灵瑰，它的形状尤其是顶部的凹凸大小对发动机的压缩比有决定性的影响(高压缩比=大功率)，因
此换上高压缩比活塞对动力绝对有帮助。在这里值得一提的是，如果把缸盖与缸体间的垫片换上特制的薄/厚型号也能有提升/降低压缩比的效果。此外，改装缸体
其它部件并不能增加发动机的功率(除非是用于改变发动机的排量)，但如果把它们强化和轻量化，会使发动机运转更轻快，提升反应效率之余亦可增强耐用性。另
一方面，如果其它条件配合，换上短一点的连杆再配以相应的曲轴即可增长发动机的冲程，亦即增加了排量。在相同条件下，大排量发动机的功率一定比小排量的
大，因此利用改装连杆和曲轴的方法来增加的排气量是一个成本低而功效大的方法(大家可以参考本期我们车队的上海大众高尔改装介绍)。当然大家也可以用扩大
汽缸口径再配以大号活塞的方法来加大排量，但这工序涉及熟练的手工和精密的器材，在国内的大环境下我不建议采用。
其它部分改装
除上述方案外，针对NA车还有多款改装方法，例如转换大号的节气门甚至为每个汽缸配上独立的节气门，把缸盖上的气阀加工改大直径，再配以大号的节气阀等等
都是非常有效提高发动机进气量的改装，但问题是国产车系列中适合如此重度改装的车型为数不多，加上这些改装配件并不容易找到，因此在这里我不多作介绍，日
后有机会时再和大家详谈吧。
●避免误区，注意要点
要注意在文初时我曾提到NA发动机在改装后可有超过20%的动力增长，但并不是每款发动机在相同的改装方案下都会有相同的表现。以更换高角度凸轮轴为例，
在大众桑塔纳发动机上很容易便有20%以上的动力增长，但同样动作在本田的Tyre R 发动机上便只有6% -
8%的动力改善(因每款发动机的设计理念不同)。另外改装时对一些辅助配件也不能掉以轻心，以气阀弹簧为例，由于高角度凸轮轴挤压气阀的时间和行程较久且
深，时间一长便很容易使原厂气阀弹簧超负荷而断裂，给发动机带来灾难性的后果!
所以预算许可的话，保险起见，建议换高角度凸轮轴时最好也一并换上强化型号的气阀弹簧。
最后要提醒的一点是，无论发动机做了任何程度的改装，都必须重新调整供油量和点火时间，因为原装ECU内的自动修正程序大都不能调节超过5%以上的偏差，除非阁下认为刚花了巨款来做的发动机改装并不能带给你5%以上的动力增益!
增压进气发动机改装
在前文我们已经认识到了进气量的多少对发动机的功率输出有直接关系，而增压式进气系统能直接地大幅增加输入发动机的进气量，因此一些追求大马力的车迷们都
对此趋之若鹜，莫不想在自己的爱车上加个增压装置。但正如对财富的追求一样，车迷们对车的动力要求是不容易得到满足的，一些已拥有原装增压车的车主也会不
甘现状，千方百计地要在原来已不错的性能基础上再上一层楼。现在便让我们分别探讨一下怎样去满足两者不同的要求。
增压式进气工作原理和种类
增压式进气系统的工作原理是用不同的方法去增大发动机进气歧管内的空气压力，令同一时间单位内有更多的空气被吸入汽缸。现时最流行的增压装置是涡轮增压器
(Turbo Charger)和机械增压器(Super
charger)，两者分别有优胜的地方和不足之处。涡轮增压器连在排气歧管后，利用发动机在排气冲程动作时所排放的废气来转动其排气叶轮
(Turbine wheel)，当排气转子到达一定转速时便会带动同轴异室的进气叶轮(Compressor
wheel)，产生更大的进气压力来吸进额外的空气。涡轮增压器的优点是工作效率较高，可承受大增压值(Boost
level，增压值越高能产生的马力越大) 和增压值非常容易调校，而最大缺点是汽车类杂志常提到的涡轮迟滞效应(turbo
lag)，原因是涡轮增压器的排气转子要到达一定转速时(约30000rpm)才能启动进气转子工作，尽管鼓气所需时间很短(1秒钟内)，但是对于驾驶者
来说这会产生不爽甚至是不舒服的感觉
(试想在重踩油门后0.5秒车子才突然发力冲前，会是怎样的感觉)。这在日常行车情况下问题不大，但要是在弯路上高速驾驶，灵敏的油门反应变得非常重要，
涡轮增压的迟滞现象就与之背道而驰了。此外涡轮增压器带来的高温是它的另一大弱点，由于要*非常高温(可达摄氏900
-1000度)的废气来驱动排气转子，令高温废气被留在发动机舱内的时间比NA车长得多，因此置有涡轮增压系统的车子很容易遇到多方面的(如水温，油温和
进气温度)冷却问题。
机械增压器和涡轮增压器的最大分别在于产生增压的方法不同，也因为这个它们的优缺点正好相反。机械增压器以皮带与发动机曲轴皮带轮连接，利用发动机转速来
带动机械增压器的进气转子，以产生增压空气送入发动机进气歧管内。其好处是完全不会有涡轮增压器的迟滞效应(因为增压器是全时间被带动的)，同时因不需高
温废气的帮助，所以冷却系统的工作轻松得多。但由于能用在各类发动机的皮带轮尺寸差异不大(受限于安装空间)，因此机械增压器的工作转速远低于
30000rpm，与涡轮增压器经常处于100000rpm以上超高转域的情形相去甚远，因此以增压效率计算，机械增压器是比不上涡轮增压器的。另一方
面，由于机械增压器的增压值和对发动机的阻力是成正比的，而且两者是全时间相连，因此机械增压会为发动机带来额外的负担，情形就像车上多设了一个常开的大
功率空调系统，消耗了发动机的部分功率。此外涡轮增压器的全电子化增压值控制器(Boost
Control)不仅可以放置于车厢内，并可实时调校，这种便利性比机械增压的增压值调整(需要更换皮带轮)要简单、方便得多。
机械增压 vs 涡轮增压
机械增压器和涡轮增压器互有长短，不能说谁优谁劣。以一汽大众的高尔夫(2升8v)为例，同是来自美洲的ATP和Neuspeed两大改装商分别为它设计
了配涡轮增压器和机械增压器的改装套餐，两者的性能提升幅度、价钱和安装工序都是大同小异(这里不述详情，有兴趣的朋友可到他们的网站查阅)。由此可见只
要改装得法，机械增压器和涡轮增压器并没有多大的区别，但以适合国内的流行车型和车迷的认知度来算，仍是涡轮增压器较为主流，因此在这里我们也将会以涡轮
增压系统的改装为主要探讨对象
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前言
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2008/11/26 11:33
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一、拉床的功用和类型
拉床是用拉刀进行加工的机床。拉床用于加工通孔、平面及成型表面。图7-29为适于拉削的一些典型截面形状。拉削时拉刀使被加工表面在一次
走刀中成形，所以拉刀只有主运动没有进给运动。切削时，拉刀应平稳地低速直线运动。拉刀承受的切削力很大，拉刀的主运动通常是由液压驱动的，拉刀或固定拉
刀的滑座通常由液压缸的活塞杆带动。




图 7-29 拉削加工的典型表面形状





拉削加工切屑薄，切削运动平稳，因而有较高的加工精度（IT6级或更高）和较好的表面粗糙度（Ra＜0.62μm）s。拉床工作时，粗、精
加工可在拉刀通过工件加工表面的一次行程中完成，因此生产率较高，是铣削的3～8倍。但拉刀结构复杂，制造困难，拉削每一种表面都需要用专门的拉刀，因此
仅适用于大批大量生产。
图7-30是常用的几种拉床的外形图，图a为卧式内拉床，图b为立式内拉床，图c为立式外拉床，图d为连续式拉床。
二、 拉刀
1. 拉刀的类型及其应用
由于拉削加工方法应用广泛，拉刀的种类也很多。按受力不同可分为拉刀和推刀。按加工工件的表面不同可分为 内拉刀 和外拉刀 。
内拉刀是用于加工工件内表面的，常见的有圆孔拉刀、键槽拉刀及花键拉刀等。
外拉刀是用于加工工件外表面的，如平面拉刀、成形表面拉刀及齿轮拉刀等。
按拉刀构造不同，可分为整体式与组合式两类。整体式主要用于中、小型尺寸的高速钢拉刀；组合式主要用于大尺寸拉刀和硬质合金拉刀，这样不仅可以节省贵重的刀具材料，而且当拉刀刀齿磨损或破损后，能够更换，延长整个拉刀的使用寿命。
图 7-30 拉床的外形图
a）—卧式内拉床 b）—立式内拉床 c）—立式外拉床 d）—连续式拉床
2. 拉刀的结构
（ 1 ） 拉刀的组成部分
虽然拉刀的类型不同，其结构上各有特点，但它们的组成部分仍有共同之处。图7-31所示为圆孔拉刀的组成部分。
圆孔拉刀由头部、颈部、过渡锥部、前导部、切削部、校准部、后导部及尾部组成，其各部分功用如下：
头部——拉刀的夹持部分，用于传递拉力；
颈部 —— 头部与过渡锥部之间的连接部分，并便于头部穿过拉床挡壁，也是打标记的地方；
过渡锥部 —— 使拉刀前导部易于进入工件孔中，起对准中心的作用；
前导部 —— 起引导作用，防止拉刀进入工件孔后发生歪斜，并可检查拉前孔径是否符合要求；
切削部——担负切削工作，切除工件上所有余量，由粗切齿、过渡齿与精切齿三部分组成；
校准部 —— 切削很少，只切去工件弹性恢复量，起提高工件加工精度和表面质量的作用，也作为精切齿的后备齿；




图 7-31 圆孔拉刀的组成部分





后导部——用于保证拉刀工作即将结束而离开工件时的正确位置， 防止工件下垂而损坏已加工表面与刀齿；
尾部——只有当拉刀又长又重时才需要，用于支撑拉刀、防止拉刀下垂。
（ 2 ） 拉刀切削部分设计参数
拉刀切削部分的主要设计参数如图7-32所示。




图 7-32 拉刀切削部分几何参数





af —— 齿升量，即切削部相邻两刀齿(或刀齿组) 高度差，它影响拉削力、拉刀长度、生产率和加工表面质量；
p —— 齿距，即两相邻刀齿之间的轴向距离，它影响容屑空间、同时工作齿数及工作平稳性；
bα1 ——刃带宽度，用于在制造拉刀时控制刀齿直径，也为了增加拉刀校准齿前刀面的可重磨次数，提高拉刀使用寿命。有了刃带 ， 还可提高拉削过程稳定性。
γo ——拉刀前角，按工件材料选择；
αo —— 拉刀后角，内拉刀后角较小，重磨前刀面后尺寸变小较慢。
3. 拉削图形
拉刀从工件上把拉削余量切下来的顺序，通常都用图形来表达，这种图形即所谓“拉削图形”，拉削图形选择合理与否，直接影响到刀齿负荷的分配、拉刀的长度、拉削力的大小、拉刀的磨损和耐用度、工件表面质量、生产率和制造成本等。
拉削图形可分为分层式、分块式及综合式三大类。
（ 1 ） 分层式
分层式拉削可分为成形式及渐成式两种。
1
） 成形式
按成形式设计的拉刀，每个刀齿的廓形与被加工表面最终要求的形状相同，切削部的刀齿高度向后递增，工件上的拉削余量被一层一层地切去，最终由最后一个切削
齿切出所要求的尺寸，经校准齿修光达到预定的尺寸精度及表面粗糙度。图7-33a 所示为成形式圆孔拉刀的拉削图形。
采用成形式拉刀，可获得较小的工件表面粗糙度数值。但是，为了避免出现环状切屑，便于容屑，成形式拉刀相邻刀齿的切削刃上磨有交错排列的狭窄分屑槽。由于成形式拉刀的每个刀齿形状都与被加工工件最终表面形状相同，因此，除圆孔拉刀外，制造都比较困难。




a）拉削图形 b）切削部齿形 c） 切屑


图 7-33 分层式拉削图形 图7-34渐成式拉削图形


 





2
） 渐成式 如图7-34所示
，按渐成式原理设计的拉刀，刀齿的廓形与被加工工件最终表面形状不同，被加工工件表面的形状和尺寸由各刀齿的副切削刃形成。这时拉刀刀齿可制成简单的直线
形或弧形。这对于加工复杂成形表面的工件，拉刀的制造要比成形式简单，缺点是在工件已加工表面上可能出现副切削刃的交接痕迹，因此加工出的工件表面质量较
差。
（ 2 ） 分块式 ( 轮切式 )




图 7-35 分块式拉刀截形及拉削图形


1—第一齿 2—第二齿 3—第三齿 4—被第一齿切去的金属层


5—被第二齿切去的金属层 6—被第三齿切去的金属层





分块拉削方式与分层拉削方式的区别，在于工件上的每层金属是由一组尺寸基本相同的刀齿切去，每个刀齿仅切去一层
金属的一部分。图7-35所示为三个刀齿一组的圆孔分块式拉刀及其拉削图形，第一齿1与第二齿2的直径相同，但切削刃位置互相错开，分别 切除工件上
同一层金属中的几段材料4 、5 ，剩下的残留金属6 ，由同一组的第三刀齿3切除。这个齿不开分屑槽，考虑加工表面回弹，其直径比前两个齿小0.02
～ 0.05mm 。
分块拉削方式与分层拉削方式相比较，虽然工件上的每层金属由一组(2～4个)刀齿切除，但由于每个刀齿参加工作的切削刃的长度较小，在保持
相同的拉削力的情况下，允许较大的切削厚度(即齿升量)。因此，在相同的拉削余量下，轮切式拉刀所需的刀齿总数要少很多，拉刀长度可以缩短。但由于切削厚
度( 即齿升量)大，加工工件表面质量不如成形式拉刀。
（ 3 ）综合式拉削
按综合拉削方式设计的拉刀，称为综合式拉刀，它集中了成形式拉刀与轮切式拉刀的优点，即粗切齿制成分块式结构，精切齿则采用成形式结构。这样，既缩短了拉刀长度，保持较高的生产率，又获得较好的工件表面质量。我国生产的圆孔拉刀较多地采取这种结构。

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无
心外圆磨削是外圆磨削的一种特殊形式。如图 6-9 所示，磨削时，工件不用顶尖来定心和支承，而是直接将工件 5 放在砂轮 1 和导轮 2
之间，用托板 3 支承着，工件被磨削的外圆做定位面。导轮 2 是用树脂或橡胶为粘接剂制成的刚玉砂轮，它与工件 5
之间的摩擦系数较大，工件由导轮的摩擦力带动旋转。导轮的线速度一般在 10 ～ 50m/min
分左右，工件的线速度基本上等于导轮的线速度。磨削砂轮 1
就是一般外圆磨削砂轮，其线速度很高，所以磨削砂轮与工件之间有很大的切削速度。在无心磨床上加工工件时，工件不需打中心孔，且装夹工件省时省力，可连续
磨削，所以生产效率较高。
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研
磨是一种最常用的光整加工和精密加工方法。在采用精密的定型研磨工具的情况下，可以达到很高的尺寸精度和形状精度，表面粗糙度可达 R z 0.04
～ R z 0.4 ，多用于精密偶件、精密量规和精密量块等的最终加工。研磨加工的基本原理如图 6-11
所示，它是通过介于工件与硬质研具间磨料或研磨液的流动，在工件和研磨剂之间产生机械摩擦或机械化学作用来去除微小加工余量的。
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