柴油机设计说明书.doc11

镇江高专ZHENJIANG COLLEGE毕业设计(论文)基于柴油机拆装的零件设计与数控编程Based on disassembly of parts engine design and NCprogramming系名：机械工程系专业班级：学生姓名：学号：指导教师姓名：指导教师职称：二○一一年九月目录第一章R175A柴油机的工作原理 (1)1.1 柴油机的概述 (1)1.2 柴油机的工作原理 (1)1.2.1 进气冲程 (2)1.2.2 压缩冲程 (2)1.2.3 燃烧膨胀冲程 (3)1.2.4 排气冲程 (3)第二章曲轴概述 (4)2.1 曲轴的作用 (4)2.2 曲轴的组成 (5)2.2.1主轴颈 (5)2.2.2连杆轴颈 (6)2.2.3曲柄 (6)2.2.4自由端（前端） (6)2.2.5功率输出自由端（后端） (6)第三章曲轴的加工工艺 (7)3.1 一般曲轴的加工工艺 (7)3.2 零件设计与工艺分析 (8)3.2.1零件材料选择 (8)3.2.2零件几何尺公差及技术要求的确定 (9)3.3 确定生产类型 (10)3.3.1确定毛坯种类 (10)3.3.2确定铸件余量及形状 (10)3.4 曲轴加工工艺过程设计 (10)3.4.1选择表面加工方法 (10)3.4.2确定工艺过程方案 (11)3.5选择加工设备与工艺装备 (13)3.5.1选择机床 (13)3.5.2选择夹具 (13)3.5.3选择刀具 (13)3.5.4选择量具 (14)3.6 确定工序尺寸 (14)致谢 (18)参考文献 (19)基于柴油机拆装的零件设计与数控编程专业班级：学生姓名：指导教师：职称：摘要本文主要介绍了R175A 柴油机曲轴数控加工的工艺设计。

本文作者是在保证产品质量、提高生产率、降低成本、充分利用现有生产条件、保证工人具有良好而安全劳动条件的前提下进行设计的。

能通过运用数控编程加工工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到实践知识，正确的解决一个零件在加工过程中的定位.夹紧以及工艺路线安排.工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。

学会使用图表资料以及手册，掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练运用。

因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。

就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，为今后参加工作打下一个良好的基础。

由于能力有限，设计当中可能会有不足之处，恳请老师给予批评指正。

关键词：曲轴工艺设计数控编程Based on disassembly of parts engine design and NC programming Abstract This paper mainly describes the R175A diesel engine crankshaft machining process design. The author’s premise of the design is to ensure product quality, increase productivity, reduce costs as well as making full use of existing production conditions to make sure that workers have a good and safe working conditions. Could be able to use ofCNC programming courses in basic theory and practice learned in the production of practical knowledge, the correct solution to a part in the process of positioning. Clamping and process routing. Geometries to determine the issues to ensure that parts processing quality. Learn to use graph data as well as manual, master varieties of information ‘s names, sources that related to the design and can use them skillfully. Therefore, it lives in occupies an important position in our universities’ processing. Personally, I hope that is an adaptation of the training exercise for future jobs of mine , to gain abilities of analysis and solving problems, for future participation in the work to lay a good foundation. Limited capacity to design there may be inadequate, ask teacher to give criticiem.Key words crankshaft technological design NC programming第一章R175A柴油机的工作原理在农业生产中，从耕种、排灌、收割、脱粒到加工等作业，除部分手动以外，均需要有动力机械带动才能进行。

农用动力机械常用的有柴机、汽油机和电动机三种。

而柴油机在现代化农业生产中应用最为广泛，如我国生产的拖拉机、农用车都采用柴油机。

1.1柴油机的概述柴油机是现代化农业生产所必备的动力机械，在农业生产中作用大，用途广。

柴油机是农业机械、农用车以及拖拉机的动力来源，它是一种能够把柴油燃烧时产生的热能转换成为机械能的机器。

燃料在气缸内燃烧的发动机称为内燃机。

R175A型柴油机是单缸、卧式、水冷、四冲程、高速轻型柴油发动机。

标定功率为4.4千瓦，标定转速2600转／分，净质量 68 kg ,编号 NO.004600 ,日期 07 03，工作可靠、性能稳定，可作为小型手扶拖拉机、机动三轮车、挂桨、喷灌和农副产品加工机械之动力。

1.2柴油机的工作原理柴油机的工作是由进气、压缩、燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的，这四个过程构成了一个工作循环。

活塞走四个过程才能完成一个工作循环的柴油机称为四冲程柴油机。

图1-1说明它的工作理原理。

图1-11.2.1. 进气冲程第一冲程——进气，它的任务是使气缸内充满新鲜空气。

当进气冲程开始时，活塞位于上止点，气缸内的燃烧室中还留有一些废气。

当曲轴旋转肘，连杆使活塞由上止点向下止点移动，同时，利用与曲轴相联的传动机构使进气阀打开。

随着活塞的向下运动，气缸内活塞上面的容积逐渐增大：造成气缸内的空气压力低于进气管内的压力，因此外面空气就不断地充入气缸。

进气过程中气缸内气体压力随着气缸的容积变化的情况如图所示。

图中纵坐标表示气体压力P，横坐标表示气缸容积Vh(或活塞的冲S)，这个图形称为示功图。

图1-1中的压力曲线表示柴油机工作时，气缸内气体压力的变化规律。

从土中我们可以看出进气开始时，由于存在残余废气，所以稍高于大气压力P0。

在进气过程中由于空气通过进气管和进气阀时产生流动阻力，所以进气冲程的气体压力低于大气压力，其值为0.085～0.095MPa，在整个进气过程中，气缸内气体压力大致保持不变。

当活塞向下运动接近下止点时，冲进气缸的气流仍具有很高的速度，惯性很大，为了利用气流的惯性来提高充气量，进气阀在活塞过了下止点以后才关闭。

虽然此时活塞上行，但由于气流的惯性，气体仍能充入气缸。

1.2.2. 压缩冲程第二冲程——压缩。

压缩时活塞从下止点间上止点运动，这个冲程的功用有二，一是提高空气的温度，为燃料自行发火作准备：二是为气体膨胀作功创造条件。

当活塞上行，进气阀关闭以后，气缸内的空气受到压缩，随着容积的不断细小，空气的压力和温度也就不断升高，压缩终点的压力和湿度与空气的压缩程度有关，即与压缩比有关，一般压缩终点的压力和温度为：Pc＝4～8MPa,Tc＝750～950K。

柴油的自燃温度约为543—563K，压缩终点的温度要比柴油自燃的温度高很多，足以保证喷入气缸的燃油自行发火燃烧。

喷入气缸的柴油，并不是立即发火的，而且经过物理化学变化之后才发火，这段时间大约有0.001～0.005秒，称为发火延迟期。

因此，要在曲柄转至上止点前10～35°曲柄转角时开始将雾化的燃料喷入气缸，并使曲柄在上止点后5～10°时，在燃烧室内达到最高燃烧压力，迫使活塞向下运动。

1.2.3. 燃烧膨胀冲程第三冲程——燃烧膨胀。

在这个冲程开始时，大部分喷入燃烧室内的燃料都燃烧了。

燃烧时放出大量的热量，因此气体的压力和温度便急剧升高，活塞在高温高压气体作用下向下运动，并通过连秆使曲轴转动，对外作功。

所以这一冲程又叫作功或工作冲程。

随着活塞的下行，气缸的容积增大，气体的压力下降，工作冲程在活塞行至下止点，排气阀打开时结束。

在图1-1中，工作冲程的压力变化这条线上升部分表示燃料在气缸内燃烧时压力的急剧升高，最高点表示最高燃烧压力Pz，此点的压力和温度为：Pz＝6～15MPa， Tz＝1800～2200K最高燃烧压力与压缩终点压力之比(Pz／Pc)，称为燃烧时的压力升高比，用λ表示。

根据柴油机类型的不同，在最大功牢时λ值的范围如下：λ＝Pz／Pc ＝1.2～2.5。

1.2.4. 排气冲程第四冲程——排气。

排气冲程的功用是把膨胀后的废气排出去，以便充填新鲜空气，为下一个循环的进气作准备。

当工作冲程活塞运动到下止点附近时，排气阀开起，活塞在曲轴和连杆的带动下，由下止点向上止点运动，并把废气排出气缸外。

由于排气系统存在着阻力，所以在排气冲程开始时，气缸内的气体压力加比大气压力高0.025—0.035MPa，其温度Tb＝1000～1200K。

为了减少排气时活塞运动的阻力，排气阀在下止点前就打开了。

排气阀一打开，具有一定压力的气体就立即冲出缸外，缸内压力迅速下降，这样当活塞向上运动时，气缸内的废气依靠活塞上行排出去。

为了利用排气时的气流惯性使废气排出得干净，排气阀在上止点以后才关闭。

在图1-1中，排气冲程曲线表示在排气过程中，缸内的气体压力几乎是不变的，但比大气压力稍高一些。