发动机曲轴加工工艺分析与设计

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(完整版)曲轴加工工艺设计毕业设计论文

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曲轴加工工艺设计摘要曲轴是发动机中承受冲击载荷、传递动力的重要零件,由于曲轴服役条件恶劣,因此对曲轴材质的选择,毛坯的加工技术、精度、表面粗糙度、热处理和表面强化、动平衡等要求都十分严格,因此要制定合理的加工工艺。

首先要根据要求选择合适的毛坯,在加工过程中要选择合理的加工设备及刀具、通用夹具、量具及测量方法,在加工工艺中要进行加工工序设计,加工尺寸计算,零件加工要设计合理的专用夹具。

伴随着曲轴加工工艺的发展,加工方法不断改进,加工方法越来越先进,所以设计合理的曲轴加工工艺和装夹的夹具,不但可以提高加工精度,还可以提高生产效率,从而降低生产的成本,以期提高产品的竞争力。

关键词:曲轴,工艺,夹具CRANK SHAFT PROCESSING TECHNOLOGYABSTRACTThe crank shaft is to launch to bear pound at to carry a lotus and deliver in the machine motive of importance spare parts, because of the crank shaft undergo military service a condition bad, so to crank shaft material, semi-finished product processing technology, accuracy, surface rough degree, the process of process in want to choose reasonable of process equipments and knife, tongs, quantity and measure method, want to carry on to process a work preface design in process the craft, process size, time settle sum of calculation, the spare parts process to want design reasonable of appropriation tongs. Accompany with crank shaft to process a develop of craft, process a method to not only improve, process a method more and more advanced, so the crank shaft of design reasonable process a craft and pack to clip of tongs, not only can raise to process accuracy,but also can raise production efficiency, the cost for lowering produce thus with expect exaltation product of competition ability.KEY WORDS: Crank shaft, Technology, Jig目录前言...........................................................................................................1 曲轴的作用........................................................................................2 发动机曲轴加工工艺的历史发展演变............................................3曲轴加工工艺现状............................................................................第1章零件加工工艺设计.........................................................................1.1 零件工艺分析.................................................................................1.2 零件加工特点及解决方法.............................................................1.2.1 零件加工特点.......................................................................1.2.2 加工零件采取的措施...........................................................1.3 确定毛坯.........................................................................................1.3.1 确定毛坯 ...............................................................................1.3.2 确定机械加工余量...............................................................1.4 设计毛坯图.....................................................................................1.4.1 确定毛坯尺寸公差......................................................................................................................................1.4.3 确定拔模角度 (1)1.4.4 确定分模位置 (1)1.4.5 确定毛坯及毛坯的热处理方式 (1)1.5 加工工艺路线拟定 (1)1.5.1 主要技术要求 (1)1.5.2 加工方法 (1)1.5.3 加工顺序的安排 (1)1.6 加工工序设计 (1)1.6.1 工序20铣侧面及底面 (1)1.6.2 工序40粗主轴颈,工序50精车主轴颈 (1)1.7 工件中孔的加工 (1)1.7.1 工件中的孔和螺纹孔的精度和加工步骤 (1)1.7.2 工序80中钻、铰,攻丝至M12 (1)第2章热处理工艺设计 (1)2.1 35CrMo热处理的技术要求 (1)2.2 调质工艺与用材分析 (1) (1)2.2.2 组织性能的分析 (1)2.3 去应力退火工艺 (2)2.4 表面处理及用材分析 (2)2.4.1 表面热处理工艺 (2)2.4.2 组织性能的分析 (2)第3章夹具设计 (2)3.1 夹具设计应该具备的基本要求 (2)3.2 连杆颈加工专用夹具计算方法 (2)3.3 专用夹具设计 (2)3.3.1 问题的提出 (2)3.3.2 确定设计方案 (2)3.3.3 计算夹紧力 (2)3.3.4 定位精度分析 (2)第4章检验方法设计 (2)4.1 定位基准选择 (2)4.1.1 粗基准的选择 (2) (2)4.2 测量工具选择及测量方法设计 (2)4.3 技术要求的测量方法 (3)4.4 曲轴的最终检测方法 (3)结论 (3)谢辞 (3)参考文献 (3)前言1 曲轴的作用曲轴是内燃机最重要零件之一,它与汽缸、活塞和连杆等零件组成的发动机的动力装置。

发动机曲轴机械加工工艺

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2.1.2 曲轴的工艺特征 1.曲轴材料和毛坯 (1) 曲轴材料 根据曲轴在发动机运行过程中承受弯曲、扭转、剪切、
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(2) 曲轴的结构刚度差 曲轴的长径比(L / d =11) 大, 又具有6 个偏心连杆轴颈, 因此刚
度较差。 (3) 曲轴加工的技术要求高 曲轴的机械加工工艺过程将随生产纲领和曲轴复杂程度的不
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2.曲轴加工方法 对于占工时较多的曲轴主轴颈和连杆轴颈外圆的粗加工和半
精加工, 其加工方法主要是车削、内铣、外铣和车—拉加工。 但由于车削连杆轴颈外圆时, 必须以连杆轴颈外圆轴线为旋转 中心, 工件旋转时会产生离心惯性力, 且转速越高, 惯性力越大 , 目前单一的车削加工一般都是在远低于最佳切削速度的状态 下进行, 效率较低。 (1) 主轴颈车削 大批量生产时, 通常在多刀半自动车床上采用成形车刀车削曲 轴主轴颈。为了提高主轴颈的相对位置精度, 一般采用两次车 削工艺。第二次精车主要是为了保证轴颈宽度和轴颈相对位 置。为了减小曲轴加工时的扭曲, 机床常采用两端传动或中间 驱动的驱动方式, 如图2 -4所示。
的刀盘和刀片精度要求很高。铣削与车削相同, 也存在温升引 起的曲轴变形问题, 应尽量加强冷却。

毕业设计发动机曲轴加工工艺分析与设计

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毕业设计发动机曲轴加工工艺分析与设计引言发动机曲轴作为发动机的重要部件之一,在发动机工作过程中起到连接活塞和驱动传动机构的作用。

曲轴的质量和加工工艺直接影响发动机的性能和可靠性。

因此,针对毕业设计课题,本文将对发动机曲轴的加工工艺进行分析与设计。

1. 毕业设计课题背景随着汽车行业的不断发展,对发动机的要求越来越高。

而曲轴作为发动机的核心部件之一,具有复杂的形状结构和精密的加工要求。

因此,对发动机曲轴的加工工艺进行分析与设计,能够提高发动机的性能和可靠性。

2. 发动机曲轴的加工工艺分析2.1 曲轴的材料选择曲轴通常采用高强度合金钢材料,如40Cr、42CrMo等。

选择合适的材料可以保证曲轴具有足够的强度和硬度,以及良好的耐磨性。

2.2 曲轴的加工工艺流程曲轴的加工主要包括以下几个环节: 1. 初加工:包括锻造成型、粗车、粗磨等工艺,将原材料初步加工成近似形状的曲轴毛坯。

2. 精加工:包括细车、细磨、细磨光等工艺,对曲轴进行精细加工,使其达到设计要求的尺寸和表面质量。

3.热处理:通过热处理工艺对曲轴进行淬火或回火,提高曲轴的强度和硬度,以及更好的耐磨性。

4. 零件组装:将曲轴和其他相关部件进行组装,组成完整的发动机曲轴系统。

2.3 曲轴加工工艺中的关键技术在曲轴的加工过程中,有几个关键技术需要特别注意: 1. 切削力控制:控制切削力的大小和方向,避免过大的切削力对刀具和工件产生损伤。

2. 加工精度控制:控制加工精度的达到设计要求,特别是曲轴主轴段的圆度、圆柱度和轴向偏差等指标。

3. 表面质量控制:通过抛光等工艺控制曲轴表面的光洁度和平整度,以减小曲轴在工作过程中的摩擦损失和功耗。

3. 发动机曲轴加工工艺设计基于对发动机曲轴加工工艺的分析,可以进行如下的工艺设计: 1. 确定合适的材料:根据曲轴的设计要求,选择合适的高强度合金钢材料作为毛坯材料。

2. 设计加工工艺流程:根据曲轴的形状和尺寸要求,设计合理的加工工艺流程,包括初加工、精加工、热处理和零件组装等环节。

曲轴加工专题报告

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曲轴加工专题报告1. 背景曲轴是内燃机等机械设备中的重要零部件,它承受着发动机的往复运动,并将这种运动转化为旋转运动。

曲轴加工的质量和精度直接影响到发动机的性能和寿命。

因此,曲轴加工是一项重要而复杂的工艺。

2. 分析2.1 曲轴加工工艺曲轴加工主要包括以下几个步骤:•钻孔:首先在原材料上进行钻孔,以便后续加工。

•粗车:将钻孔后的原材料进行粗车,使其形成初步的外形。

•精车:利用数控车床进行精车,使曲轴达到设计要求的尺寸和形状。

•磨削:通过磨床对曲轴进行磨削,提高其表面光洁度和尺寸精度。

•平衡:对已经加工好的曲轴进行平衡处理,以消除不平衡力。

2.2 曲轴加工中存在的问题在曲轴加工过程中,存在以下几个常见问题:•加工难度大:曲轴的形状复杂,要求加工精度高,对操作人员的技术要求较高。

•加工效率低:由于曲轴的复杂性,加工周期长,导致加工效率低下。

•加工成本高:曲轴加工需要使用多种设备和工具,同时还需要进行多道工序,因此加工成本较高。

3. 结果通过对曲轴加工过程的分析,我们得出以下结论:•曲轴加工是一项技术密集型、周期长且成本较高的工艺。

•曲轴加工中存在着一些难点和问题,需要寻找相应的解决办法。

4. 建议为了改善曲轴加工过程中存在的问题,并提高其效率和质量,我们提出以下建议:4.1 技术培训与引进针对曲轴加工难度大、技术要求高的问题,建议公司积极进行技术培训和引进。

可以邀请专业技术人员进行培训,提升操作人员的技能水平。

同时可以考虑引进先进的数控机床和磨床设备,以提高加工效率和精度。

4.2 工艺优化针对曲轴加工效率低的问题,建议公司进行工艺优化。

可以通过分析加工过程中的瓶颈和关键环节,寻找优化的空间。

例如,可以采用先进的刀具和切削液,提高切削效率;同时可以考虑合理安排生产流程,减少非加工时间。

4.3 设备维护与管理为了保证曲轴加工设备的正常运行和延长其使用寿命,建议公司加强设备维护与管理。

可以制定设备定期检修计划,并建立设备维护档案,及时记录和处理设备故障。

汽车发动机曲轴机械加工工艺规程与夹具毕业设计论文

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KEYWORDS:MachinemanufactureProcessingcraftCrankshaftfixture
第一章
制造业生产的是具有直接使用价值的产品,而这些产品与社会的生产活动和人民生活息息相关。当今制造业不仅是科学发展和技术发明转换为现实规模生产力的关键环节,并已成为为人类提供生活所需物质财富和精神财富的重要基础。良好的居住环境,充分的能源供给,便捷的交通和通信设施,丰富多彩的应刷出版、广播影视和网络媒体,优良的医疗保健手段,可靠的国家和社会安全以及抵抗自然灾害的能力等,均需要制造业的支持。
This design is in order to improve the crankshaft parts production efficiency, and the machining accuracy. Therefore,when drawing up the process we strict accordance with the design criteria that benchmark first,main first then secondary, rough first then essence, surface first,hole after . First, work out benchmark, again with pure reference positioning processing other processes. In fixture design,I choose the car process of crankshaft connecting rod , When location,I choose two V block and circumferential locating pin to positioning, pressed powder compact, and set up appropriate eccentricity on the jig.

曲轴机加工尺寸分析与工艺控制-1

曲轴机加工尺寸分析与工艺控制-1

曲轴机加工尺寸分析与工艺控制邱昕,钟如全(四川信息职业技术学院,四川广元628017)1前言曲轴结构复杂、刚性差,是发动机中难加工的零件之一。

在当今所用发动机曲轴中,曲轴轴颈圆角一般采用高频淬火方式,特别是连杆颈是曲轴的薄弱部位。

为了提高抗疲劳强度,在曲轴加工工艺中采高频淬火(特别是主轴颈和连杆颈的R 部位)可提高表面硬度,但淬火硬度过高,会造成淬火裂纹(以42CrMo 材料来说,淬火硬度一般在HRC58~63),同时淬火后的轴向尺寸比车、铣时的轴向尺寸变长0.1~0.2mm ,因此在车主轴颈和铣连杆颈过程中,应进行工艺尺寸基准的选择和公差控制,以保证成品能够满足零件图中对长度尺寸的技术要求。

曲轴连杆颈的角度(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ连杆相对Ⅰ连杆的角度大端销孔相对Ⅰ连杆的角度)和平行度(0.02mm/100mm )在线无法直接测量;由于受定位因素的影响,本身技术要求又高,同时工装、夹具的误差直接影响到连杆颈位置度和平行度的质量。

本文根据工厂实际的设备,采用数控磨床磨主轴颈和连杆颈来保证角度、平行度及偏心距。

另外采用换定位块来调整偏心距,以达到一台设备可以磨几种产品,在保证质量的前提下,既降低成本又大大提高生产效率,对指导生产具有现实意义。

2曲轴加工的工艺路线以无锡凯马KD488曲轴4缸发动机曲轴为例(如图1)来阐述曲轴加工工艺路线(材料:42CrMo )。

具体如下:铣两端面钻中心孔→粗车大端外圆、端面(此时注意曲轴的分中尺寸)→车扇板外圆→粗车小头→粗车主轴颈→精车主轴颈→铣Ⅰ、Ⅳ连杆颈→铣Ⅱ、Ⅲ连杆颈(数控铣床)→钻斜油孔→斜油孔倒角及研磨→淬火前探伤→淬火前打毛刺清洗→高频淬火→低温回火→检查跳动→探伤→精车大端外圆、端面、修中心孔→精车小头外圆、端面→钻小头孔及攻丝→加工大端销孔及螺纹孔(加工中心)→精磨主轴颈→精磨连杆颈→铣键槽→动平衡→精磨大头→精磨小头→精磨锥度→成品探伤→油孔抛光→砂带抛光→成品检验→清洗+烘干→浸油清洗涂防锈油→包装入库。

毕业设计任务书(发动机曲轴加工工艺及夹具设计)

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毕业设计任务书(发动机曲轴加工工艺及夹具设计)任务书一、任务背景及目的发动机是汽车的核心部件之一,其如汽车的心脏一般起着关键的作用。

发动机曲轴作为发动机中的重要零部件,承担着将活塞的上下往复运动变为旋转运动的重要职责,因此其准确度、精度、强度等指标对于发动机在运行时的性能和寿命都具有重要的影响。

本毕业设计的主要任务是对发动机曲轴加工工艺进行研究分析,设计相应的夹具,使得在生产中能够更加准确、高效地完成曲轴的加工作业,提高产品质量和生产效率。

二、任务内容1. 对传统的发动机曲轴加工流程进行深入调研,分析加工中的主要问题和难点,并提出合理的解决方案,以提高生产效率和产品质量。

2. 依据分析结果,设计相应的机械夹具,并完成夹具的加工和制作。

夹具应满足曲轴加工的规范和标准,并具有易于操作、快速性能好的特点。

3. 对夹具进行测试和检验,评估其性能和稳定性,并进行必要的改进和完善。

4. 通过对加工流程和夹具设计的研究和优化,进一步提高发动机曲轴的加工效率和质量水平,并为公司日后的发展提供有力的技术支持。

三、任务要求1. 熟练掌握发动机曲轴的加工工艺和设备的使用,熟悉加工过程中的各项技能和操作流程。

2. 具备良好的设计能力和创新意识,能够针对实际情况提出合理的方案和解决方法。

3. 具备较强的机械制图和三维建模能力,并能够熟练使用CAD、UG等相关软件进行设计工作。

4. 具有较好的数据分析和问题解决能力,能够独立完成研究工作并撰写相关报告。

5. 认真负责,按时完成各项任务,积极主动沟通与指导教师和企业相关人员保持良好的合作关系。

四、主要阶段和时间安排第一阶段:调研和分析(2周)通过查阅资料和实地调研,全面了解发动机曲轴加工的原理、流程、技术和设备的使用等相关内容,并针对加工中的主要问题进行分析和研究。

第二阶段:夹具的设计和制作(4周)根据第一阶段的研究结果,绘制相应的机械图纸或通过3D建模,完成夹具的设计工作,并进行工艺分析和优化。

发动机曲轴加工工艺分析与设计

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发动机曲轴加工工艺分析与设计1. 引言发动机曲轴是发动机的核心零部件之一,其加工工艺的优劣直接影响着发动机的性能和可靠性。

本文将分析和设计发动机曲轴的加工工艺,通过对材料、工序、工艺参数等方面的研究,提出优化和改进的建议。

2. 发动机曲轴的材料选择发动机曲轴的材料选择是影响加工工艺的重要因素之一。

常见的曲轴材料包括碳钢、合金钢、铸铁等。

不同材料具有不同的力学性能和硬度,因此需要根据具体的发动机要求选择合适的材料。

3. 发动机曲轴的主要工序发动机曲轴的加工过程通常包括下列几个主要工序:3.1 材料准备在加工开始之前,需要对选定的曲轴材料进行切割和切断,以获得适合加工的工件。

常见的材料准备方式包括锯切和切割等。

3.2 车削加工车削是加工曲轴最常用的方法之一。

通过在车床上将工件固定并旋转,使用车刀对工件进行切削,以获得理想的形状和尺寸。

3.3 钻孔加工发动机曲轴的钻孔加工主要用于制作连接杆的连接孔和平衡子的安装孔。

通过钻孔加工,可以确保这些关键部件的准确度和精度。

3.4 精细加工与磨削在曲轴的加工过程中,常常需要进行精细加工和磨削,以提高工件的表面质量和几何精度。

通过使用磨削工具和设备,可以有效地将工件的直径、圆度和平行度等参数控制在规定范围内。

4. 发动机曲轴加工工艺参数的优化为了提高曲轴的加工效率和质量,需要对加工工艺参数进行合理的优化。

以下是一些常见的优化方法:4.1 优化车削刀具的选择针对不同的曲轴材料和加工阶段,选择合适的车削刀具,包括刀具材料、刀具形状和刀具刃口角等参数的优化,可以有效地提高车削效率和切削质量。

4.2 优化钻孔参数钻孔加工过程中,合理选择钻头的直径、钻速和进给速度等参数,可以确保钻孔的准确度和孔径的一致性。

4.3 合理控制磨削过程参数在曲轴的磨削过程中,需要合理控制磨削速度、进给速度和磨削液的使用量等参数,以避免过度磨削和热损伤,并提高磨削质量和效率。

5. 发动机曲轴加工工艺的改进方向为了进一步提高发动机曲轴的加工工艺,可以从以下几个方面进行改进:5.1 引入先进的加工设备引入先进的数控机床、研磨机等加工设备,提高加工精度和加工效率,降低能耗和劳动强度。

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发动机曲轴加工工艺分析与设计摘要曲轴是汽车发动机的关键零件之一,其性能好坏直接影响到汽车发动机的质量和寿命.曲轴在发动机中承担最大负荷和全部功率,承受着强大的方向不断变化的弯矩及扭矩,同时经受着长时间高速运转的磨损,因此要求曲轴材质具有较高的刚性、疲劳强度和良好的耐磨性能。

发动机曲轴的作用是将活塞的往复直线运动通过连杆转化为旋转运动,从而实现发动机由化学能转变为机械能的输出。

本课题仅175Ⅱ型柴油机曲轴的加工工艺的分析与设计进行探讨。

工艺路线的拟定是工艺规程制订中的关键阶段,是工艺规程制订的总体设计。

所撰写的工艺路线合理与否,不但影响加工质量和生产率,而且影响到工人、设备、工艺装备及生产场地等的合理利用,从而影响生产成本。

所以,本次设计是在仔细分析曲轴零件加工技术要求及加工精度后,合理确定毛坯类型,经过查阅相关参考书、手册、图表、标准等技术资料,确定各工序的定位基准、机械加工余量、工序尺寸及公差,最终制定出曲轴零件的加工工序卡片。

关键词:发动机,曲轴,工艺分析,工艺设计目录第一章概述1第二章确定曲轴的加工工艺过程32.1曲轴的作用32.2曲轴的结构及其特点32.3曲轴的主要技术要求分析42.4曲轴的材料和毛坯的确定42.5曲轴的机械加工工艺过程42.6曲轴的机械加工工艺路线5第三章曲轴的机械加工工艺过程分析 63. 1曲轴的机械加工工艺特点63. 2曲轴的机械加工工艺特点分析73. 3曲轴主要加工工序分析 (8)3.3.1铣曲轴两端面,钻中心孔 (8)3.3.2曲轴主轴颈的车削 (8)3.3.3曲轴连杆轴颈的车削 (8)3.3.4键槽加工 (9)3.3.5轴颈的磨削 (9)第四章机械加工余量、工序尺寸及公差的确定94.1曲轴主要加工表面的工序安排94.2机械加工余量、工序尺寸及公差的确定104.2.1主轴颈工序尺寸及公差的确定104.2.2连杆轴颈工序尺寸及公差的确定104.2.3φ22 -00.12外圆工序尺寸及公差的确定104.2.4φ20 0-0.021外圆工序尺寸及公差的确定114.3 确定工时定额114.4 曲轴机械加工工艺过程卡片的制订12谢辞13参考文献14附录15第一章概述曲轴是发动机上的一个重要的旋转机件,装上连杆后,可承接活塞的上下(往复)运动变成循环(旋转)运动。

曲轴主要有两个重要加工部位:主轴颈和连杆颈。

主轴颈被安装在缸体上,连杆颈与连杆大头孔连接,连杆小头孔与汽缸活塞连接,是一个典型的曲柄滑块机构。

发动机工作过程就是:活塞经过混合压缩气的燃爆,推动活塞做直线运动,并通过连杆将力传给曲轴,由曲轴将直线运动转变为旋转运动。

而曲轴加工的好坏将直接影响着发动机整体性能的表现。

发动机机体是构成发动机的骨架,是发动机各机构和各系统的安装基础,其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件,承受各种载荷。

机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖等零件组成。

(1)气缸体水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体,气缸体一般用灰铸铁铸成,气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸,下半部为支承曲轴的曲轴箱,其内腔为曲轴运动的空间。

在气缸体内部铸有许多加强筋,冷却水套和润滑油道等。

(2)曲轴箱气缸体下部用来安装曲轴的部位称为曲轴箱,曲轴箱分上曲轴箱和下曲轴箱。

上曲轴箱与气缸体铸成一体,下曲轴箱用来贮存润滑油,并封闭上曲轴箱,故又称为油底壳。

油底壳受力很小,一般采用薄钢板冲压而成,其形状取决于发动机的总体布置和机油的容量。

油底壳内装有稳油挡板,以防止汽车颠动时油面波动过大。

油底壳底部还装有放油螺塞,通常放油螺塞上装有永久磁铁,以吸附润滑油中的金属屑,减少发动机的磨损。

在上下曲轴箱接合面之间装有衬垫,防止润滑油泄漏。

(3)气缸盖气缸盖安装在气缸体的上面,从上部密封气缸并构成燃烧室。

它经常与高温高压燃气相接触,因此承受很大的热负荷和机械负荷。

水冷发动机的气缸盖内部制有冷却水套,缸盖下端面的冷却水孔与缸体的冷却水孔相通。

利用循环水来冷却燃烧室等高温部分。

缸盖上还装有进、排气门座,气门导管孔,用于安装进、排气门,还有进气通道和排气通道等。

汽油机的气缸盖上加工有安装火花塞的孔,而柴油机的气缸盖上加工有安装喷油器的孔。

顶置凸轮轴式发动机的气缸盖上还加工有凸轮轴轴承孔,用以安装凸轮轴。

气缸盖一般采用灰铸铁或合金铸铁铸成,铝合金的导热性好,有利于提高压缩比,所以近年来铝合金气缸盖被采用得越来越多。

而作为发动机上的一个重要的旋转机件——曲轴,其加工方法仍有一般轴的加工规律,如铣两端面,钻中心孔,车、磨及抛光,但是曲轴也是有它的特点,它由主轴颈,连杆轴颈与连杆轴颈之间的连接板组成,其结构细长、曲拐多、刚性差,因而安排曲轴加工工艺应采取相应的工艺措施。

在曲轴的机械加工中,采用新技术和提高自动化程度都不断取得进展。

目前,国内较陈旧的曲轴生产线多数由普通机床和专用机床组成,生产效率和自动化程度相对较低。

粗加工设备一般采用多刀车床车削曲轴主轴颈及连杆轴颈,工序质量稳定性差,容易产生较大的加工应力,难以达到合理的加工余量。

精加工普遍采用MQ8260等普通曲轴磨床进行粗磨、半精磨、精磨、抛光,通常靠人工操作,加工质量不稳,尺寸一致性差。

现在加工曲轴粗加工比较流行的工艺是:主轴颈采用车拉工艺和高速外铣,连杆颈采用高速外铣,而且倾向于高速随动外铣,全部采用干式切削。

在对连杆颈进行随动磨削时,曲轴以主轴颈为轴线进行旋转,并在一次装夹下磨削所有连杆颈。

在磨削过程中,磨头实现往复摆动进给,跟踪着偏心回转的连杆颈进行磨削加工。

当然,目前国际上还有更加先进的曲轴加工工艺和机床设备,只钻一对质量中心孔,选用日本的Mazak五轴联动的数控机床进行一系列的加工。

类似这样的新技术,目前国内汽车发动机曲轴的加工还处于研究阶段,从经济效益和加工难度上考虑这是显而易见的。

但是对于新技术、新工艺的追求是不会止步的,这就需要我们当代的青年和科技工作者的不断努力。

第二章确定曲轴的加工工艺过程2.1曲轴的作用曲轴是汽车发动机中的重要零件,它与连杆配合将作用在活塞上的气体压力变为旋转的动力,传给底盘的传动机构,同时,驱动配气机构和其它辅助装置。

曲轴在工作时,受气体压力,惯性力及惯性力矩的作用,受力大而且受力复杂,同时,曲轴又是高速旋转件,因此,要求曲轴具有足够的刚度和强度,具有良好的承受冲击载荷的能力,耐磨损且润滑良好。

2.2曲轴的结构及其特点图2-1 曲轴的结构图曲轴一般由主轴颈,连杆轴颈、曲柄、平衡块、前端和后端等组成。

一个主轴颈、一个连杆轴颈和一个曲柄组成了一个曲拐,曲轴的曲拐数目等于气缸数(直列式发动机);V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。

主轴颈是曲轴的支承部分,通过主轴承支承在曲轴箱的主轴承座中。

主轴承的数目不仅与发动机气缸数目有关,还取决于曲轴的支承方式。

连杆轴颈是曲轴与连杆的连接部分,在连接处用圆弧过渡,以减少应力集中。

曲柄是主轴颈和连杆轴颈的连接部分,断面为椭圆形,为了平衡惯性力,曲柄处铸有(或紧固有)平衡重块。

平衡重块用来平衡发动机不平衡的离心力矩,有时还用来平衡一部分往复惯性力,从而使曲轴旋转平稳。

曲轴前端装有齿轮,驱动风扇和水泵的皮带轮以及起动爪等。

为了防止机油沿曲轴轴颈外漏,在曲轴前端装有一个甩油盘,在齿轮室盖上装有油封。

曲轴的后端用来安装飞轮,在后轴颈与飞轮凸缘之间制成挡油凸缘与回油螺纹,以阻止机油向后窜漏。

2.3曲轴的主要技术要求分析1.主轴颈、连杆轴颈本身的精度,即尺寸公关等级IT6,表面粗糙度Ra值为1.25~0.63μm。

轴颈长度公差等级为IT9~IT10。

轴颈的形状公差,如圆度、圆柱度控制在尺寸公差之半。

2.位置精度,包括主轴颈与连杆轴颈的平行度:一般为100mm之内不大于0.02mm;曲轴各主轴颈的同轴度:小型高速曲轴为0.025mm,中大型低速曲轴为0.03~0.08mm。

3.各连杆轴颈的位置度不大于±20′。

2.4曲轴的材料和毛坯的确定曲轴工作时要承受很大的转矩及交变的弯曲应力,容易门生扭振、折断及轴颈磨损,因此要求用材应有较高的强度、冲击韧度、疲劳强度和耐磨性。

常用材料有:一般曲轴为35、40、45钢或球墨铸铁QT600-2;对于高速、重载曲轴,可采用40Cr、42Mn2V 等材料。

本课题采用球墨铸铁QT600-2.曲轴的毛坯根据批量大小、尺寸、结构及材料品种来决定。

批量较大的小型曲轴,采用模锻;单件小批的中大型曲轴,采用自由锻造;而对于球墨铸铁材料则采用铸造毛坯。

2.5曲轴的机械加工工艺过程曲轴的尺寸精度、加工表面形状精度以及位置精度的要求都很高,但刚性比较差,容易产生变形,这就给曲轴的机械加工带来了很多困难,必须予以充分的重视。

曲轴需要加工的表面有:主轴颈、连杆轴颈、键槽、φ22的外圆。

由于使用了工艺搭子,铣键槽安排在切除工艺搭子后,磨削外圆安排在保留工艺搭子前。

根据曲轴的结构特点及机械加工的要求,加工顺序大致可归纳为:铣两端面;车工艺搭子和钻中心孔;粗、精车三连杆轴颈;粗、精车各处外圆;精磨连杆轴颈、主轴颈和φ20、φ22外圆;切除工艺搭子、车端面、铣键槽等。

2.6曲轴机械加工工艺路线在进行大量的工艺分析之后,制定出大批大量生产曲轴的加工工艺路线:(1)锻造(2)热处理(3)铣两端面(4)车两端工艺搭子外圆(5)钻主轴颈中心孔(6)钻连杆轴颈中心孔(7)检验(8)粗车三个连杆轴颈(9)精车三个连杆轴颈(10)车工艺搭子两端面(11)粗车各处外圆(12)精车各处外圆(13)检验(14)磨削连杆轴颈外圆(15)磨削两主轴颈(16)磨削φ22-00.12mm外圆(17)磨削φ20 0 -00.021mm外圆(18)检验(19)车掉两端工艺搭子(20)车两端面(21)铣键槽(22)倒角(23)去毛刺(24)最后检验第三章曲轴的机械加工工艺过程分析3. 1曲轴的机械加工工艺特点三拐曲轴除了具有轴的一般加工规律外,也有它的工艺特点,主要包括形状复杂,刚性差及技术要求高,针对这些特点应采取相应的措施,分析如下:1、形状复杂曲轴主轴颈与连杆轴颈不在同一轴上线,偏心距有一定的尺寸要求,并且两轴有较高的位置度要求,同时主轴颈与连杆轴颈间有较大的平衡块,因此在工艺设计中应解决以下几点问题:a.设计加工连杆轴颈的偏心夹具,即连杆轴颈与机床主轴重合,并使夹具能回转180度,加工另一连杆轴颈。

b.为消除加工时的不平衡力的产生,设计夹具时应精确设计平衡重。

2、刚性差因本曲轴长径比较大,同时具有曲拐,因此刚性较差。

曲轴在切削力及自重的作用下会产生严重的扭曲及弯曲变形,特别在单边传动的机床上加工更为严重,在工艺设计中应解决以下问题:(1):粗加工时由于切削余量大,切削力也较大,可用中间托架来增强刚性,减小变形和振动,同时机床刀具及夹具都应有较高的刚度。

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