曲轴加工毕业实习报告

中州大学

毕

业

实

习

报

告

班级：09级机制2班

姓名：王仕超

学号：200925050235

目录

一、公司简介

二、实习目的和意义

三、实习内容和要求

四、实习设备、器件及工具

五、实习内容

1、数控车床简介

2、确定曲轴的加工工艺过程

3. 曲轴的机械加工工艺过程分析

4.曲轴的机械加工工艺特点分析

5.曲轴主要加工工序分析

6.机械加工余量、工序尺寸及公差的确定

六、毕业实习心得

数控机床是人类进行生产劳动的重要工具，也是社会生产力发展水平的重要标志，数控车床和数控铣床是数字程序控制车铣床的简称，它集通用性好的万能型车床、加工精度高的精密型车床和加工效率高的专用型车床的特点于一身，是国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，也是是一种通过数字信息，控制机床按给定的运动轨迹，进行自动加工的机电一体化的加工装备，经过半个世纪的发展，数控机床已是现代制造业的重要标志之一，在我国制造业中，数控机床的应用也越来越广泛，是一个企业综合实力的体现。

一、实习公司简介

常发集团是一家集农业装备、制冷器材、房地产为一体的大型多元化产业集团，总部常发大厦坐落于常州市武进区。集团拥有三大主体公司：江苏常发农业装备股份有限公司、江苏常发制冷股份有限公司（常发股份：002413）、江苏常发地产有限公司。集团目前拥有员工10000余人，各类专业技术人员1500余人，高级工程师300余人。2010年，集团营业收入突破100亿元，并继续以每年30%的速度增长。

2002年“常发”商标被国家商标局认定为“中国驰名商标”，同年常发集团获得国家工商总局“中国首批520家重合同、守信用企业”荣誉称号；常发牌单缸柴油机和手扶拖拉机分别于2005年、2006年被评为“中国名牌产品”；2007年常发牌单缸柴油机通过“国家免检产品”复评工作；常发旋耕机被评为“国家免检产品”；同年集团下属的农装公司和动力公司被认定为。

常发集团秉承“用户至上、顾客满意”的理念，建立起一套完整的销售服务网络体系，在全国各大中型城市建立600多个一级经销机构、2000余个二级经销机构，有1500多名经过严格培训的专职、兼职服务人员在全国各地负责售后服务工作。

在未来几年的发展中，常发集团将以市场为导向，以研发为龙头，以质量为基础，不断提升技术和质量，最大限度提升产品附加值，并通过建立自主营销的国际网络，与国际大集团在同一平台上竞争。常发人将以不懈的努力，把常发打造成具有世界竞争力的农业装备制造优秀企业，并为全球农民提高生活质量作出积极贡献。

农装装配分厂，主要进行发动机的生产，一样的流水线，一条流水线分为三个班。组装班，试车版，整车班。而我在试车班，试车班主要负责发动机的测试，主要利用水力测功机测量转速，油耗，温度。组装班主要负责发动机的组装，整车班主要负责包装发动机。常发牌发动机主要型号CF170,CF178,CF186(柴油机)CFQ168(汽油机)根据不同曲轴分类有花键轴轴，锥形轴，键槽轴。

试车工作比较累而且工作环境较差，噪声非常大，发动机发动时冒的烟特别熏眼睛，我跟着一位有着六年工作经验的师傅，他可是对发动机完全了解。试车涉及到发动机的简单维修，比如说试车时出现飞车现象，串火，冒黑烟，组装错误等。工作中的问题好多好多，出现问题是师傅会教我怎么处理，另外厂里还有定期的培训。让我们能处理好工作中的问题经过一个月的工作把师父和培训中的解决发动机的各种问题进行总结。

二、实习意义和目的：

通过实习，使学生在学完数控技术等相关理论课程的同时，熟练操作数控机床，熟练数控机床的日常维护及常见的故障的判断和处理，进一步掌握数控程序的编程的方法，以便能够系统、完整的掌握数控技术，更快更好的适应机械专业的发展和需要。

三、实习内容与要求：

1、通过数控加工工艺规程的设计，使学生熟练掌握数控加工工艺要求及加工工艺的设计。

2、，熟练数控机床的操作界面、刀具定义、编程坐标系的设定和对刀，能熟练编制车削的加

工程序。

3、通过对数控车床的操作，提高一般轴类零件工艺分析及程序编制的能力，掌握数控车床的操作过程及常用测量工具的使用。

4、通过对数控铣削加工中心的操作，提高一般铣削类零件的工艺分析及程序编制能力，掌握加工中心的操作过程及常用测量工具的使用。

5、通过对数控车、铣试验台的实习，使学生掌握和了解数控原理知识，包括控制器原理，伺服驱动原理、反馈原理等；学会数控系统的维护及常见的故障排除。

四、实习设备、器件及工具:

数控铣床、数控车床(cak8508nj)、卡盘多刀车、卧式铣床、曲轴专用斜油孔钻床、台式钻床、立式钻床等。

五、实习内容：

1、数控车床简介

1）数控车床结构原理．

数控机床一般由输入、输出装置、数控装置、可编程控制器、伺服系统、检测反馈装置和机床主机等组成。

a输入输出装置

输入装置可将不同加工信息传递于计算机。在数控机床产生的初期，输入装置为穿孔纸带，现已趋于淘汰；目前，使用键盘、磁盘等，大大方便了信息输入工作。

输出指输出内部工作参数（含机床正常、理想工作状态下的原始参数，故障诊断参数等），一般在机床刚工作状态需输出这些参数作记录保存，待工作一段时间后，再将输出与原始资料作比较、对照，可帮助判断机床工作是否维持正常。

b数控装置

数控装置是数控机床的核心与主导，完成所有加工数据的处理、计算工作，最终实现数控机床各功能的指挥工作。它包含微计算机的电路，各种接口电路、CRT显示器等硬件及相应的软件。

c可编程控制器

即PLC，它对主轴单元实现控制，将程序中的转速指令进行处理而控制主轴转速；管理刀库，进行自动刀具交换、选刀方式、刀具累计使用次数、刀具剩余寿命及刀具刃磨次数等管理；控制主轴正反转和停止、准停、切削液开关、卡盘夹紧松开、机械手取送刀等动作；还对机床外部开关（行程开关、压力开关、温控开关等）进行控制；对输出信号（刀库、机械手、回转工作台等）进行控制。

d检测反馈装置

由检测元件和相应的电路组成，主要是检测速度和位移，并将信息反馈于数控装置，实现闭环控制以保证数控机床加工精度。

e机床主机

数控机床的主体，包括床身、主轴、进给传动机构等机械部件。

2）数控机床工作过程

数控加工的准备过程较复杂，内容多，含对零件的结构认识、工艺分析、工艺方案的制订、加工程序编制、选用工装、辅具及其使用方法等。

机床的调整主要包括刀具命名、调入刀库、工件安装、对刀、测量刀位、机床各部位状态等多项工作内容。

程序调试主要是对程序本身的逻辑问题及其设计合理性进行检查和调整。

试切加工则是对零件加工设计方案进行动态下的考察，而整个过程均需在前一步实现后的结果评价后再作后一步工作。

试切成功后方可对零件进行正式加工，并对加工后的零件进行结果检测。

前三步工作均为待机时间，为提高工作效率，希望待机时间越短越好，越有利于机床合理使用。该项指标直接影响对机床利用率的评价（即机床实动率）。

3）数控机床的性能指标

数控机床的性能指标一般有精度指标、坐标轴指标、运动性能指标及加工能力指标几种。4）数控机床结构性能

a对数控机床结构的基本要求

有良好的静刚度、动刚度是数控机床保证加工精度及其精度保证特性的关键因素之一。与普通机床相比，其静刚度、动刚度应提高50% 以上。

为使数控机床具有良好的静刚度，应注意合理选择构件的结构形式，如基础件采用封闭的完整箱体结构，构件采用封闭式截面，合理选择及布局隔板和筋条，尽量减小接合面，提高部件间接触刚度等；合理进行结构布局；采取补偿构件变形的结构措施。

提高数控机床动刚性则可通过改善机床阻尼特性（如填充阻尼材料）来提高抗振性；在床身表面喷涂阻尼涂层；采用新材料（如人造花岗石，混凝土等）等方法实现。

b有更小的热变形

数控机床加工中的摩等均会引起温擦升及变形而影响加工精度。为确保加工精度，在数控机床结构布局设计中可考虑尽量采用对称结构（如对称立柱等），进行强制冷却（如采用空冷机），使排屑通道对称布置等措施。

c有良好的低速运动性能

数控机床各坐标轴进给运动的精度及其灵敏性亦极大地影响到零件加工精度，要提高数控机床的运动精度可采取降低执行件的质量，减小静、动摩擦系数之差，清除传动件间间隙，提高传动刚度等措施。

d有更好的宜人性

从使用数控机床的操作使用角度出发，机床结构布局应有良好的人机关系（如面板、操作台位置布置等）和较高的环保标准。

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。

2、确定曲轴的加工工艺过程

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）曲轴的结构及其特点

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。

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′。

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。

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。

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

3. 曲轴的机械加工工艺过程分析

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。

（2）：在加工时尽量使切削力的作用相互抵消，可用前后刀架同时横向进给。

（3）：合理安排工位次序以减少加工变形，按先粗后精的原则安排加工工序，逐步提高精度。

（4）：在有可能产生变形的工序后面增设校直工序。

3、技术要求高

曲轴技术要求较高，加工面多，需要保证的尺寸、形状、位置精度较多。因而总的工艺路线较长，精加工占有相当比例。