曲轴加工工艺简介

3.曲轴的材料 曲轴的材料
6100 QT7002 ≤HB285
6102 QT7002 ≤HB285
49厂现有曲轴的材料 49 厂现有曲轴的材料 6105 6B 6C DCI11 48MnV 48MnV 48MnV C38N2 HB207-269 HB207-269 HB207-269 HB230-285
缩短总体开发时间； 缩短总体开发时间； 减少设计改进成本； 减少设计改进成本； 增强产品优化效果； 增强产品优化效果； 提高设计自动化程度。 提高设计自动化程度。
二、曲轴的功能部分
曲轴是发动机的五大件之一， 曲轴是发动机的五大件之一，曲轴 是发动机最重要的机件之一。 是发动机最重要的机件之一。位于发 动机的曲轴箱内， 动机的曲轴箱内，通过瓦盖紧固在气 缸体曲轴承孔上， 缸体曲轴承孔上，瓦盖用螺栓紧固在 气缸体瓦盖结合面上。 气缸体瓦盖结合面上。
曲轴加工工艺简介
主要内容
如何进行工艺策划？ 一、前言:如何进行工艺策划？ 前言 如何进行工艺策划 曲轴的功能部分—控制失效风险 二、曲轴的功能部分 控制失效风险 1.曲轴的功用 曲轴的功用 2.曲轴工作特点 曲轴工作特点 3.曲轴的材料 曲轴的材料 曲轴实物加工部分--满足产品图纸 三、曲轴实物加工部分 满足产品图纸 1.加工工艺方法的确定 加工工艺方法的确定 2.曲轴加工基准选择的基本原则 曲轴加工基准选择的基本原则 四、曲轴加工工艺路线的编制原则 主要工艺介绍（图片） 五、主要工艺介绍（图片）
1. 功能： 曲轴与连杆配合将作 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。 的动力，传给底盘的传动机构。 同时， 同时，驱动配气机构和其它辅助 装置，如风扇、水泵、发电机、 装置，如风扇、水泵、发电机、 机油泵等。 机油泵等。
二、曲轴功能部分
2.曲轴工作特点 曲轴工作特点 ----工作时，曲轴承受气体压力，惯性力及惯性力矩的作用，受力 工作时，曲轴承受气体压力，惯性力及惯性力矩的作用， 大而且受力复杂，并承受交变负荷的冲击作用； 大而且受力复杂，并承受交变负荷的冲击作用； ----其次，由于连杆传来的力是周期性变化的，在某些瞬时还是冲 其次， 其次 由于连杆传来的力是周期性变化的， 击性的； 击性的； ----上述这些周期作用着的力，还将引起曲轴的扭转振动而产生附 上述这些周期作用着的力， 上述这些周期作用着的力 加应力； 加应力； ----曲轴的转速很高，它与轴承之间的相对滑动速度很大； 曲轴的转速很高， 曲轴的转速很高 它与轴承之间的相对滑动速度很大； 为了保证工作可靠，要求曲轴具有足够的刚度和强度， 为了保证工作可靠，要求曲轴具有足够的刚度和强度，良 好的承受冲击载荷的能力以及耐磨损、润滑条件良好。 好的承受冲击载荷的能力以及耐磨损、润滑条件良好。 为了提高疲劳强度，还经过特殊的处理，例如：淬火、 为了提高疲劳强度，还经过特殊的处理，例如：淬火、滚 压强化等独特的工艺措施。 压强化等独特的工艺措施。
曲轴常用材料
根据发动机的工作状况，曲轴常用材料有：球墨铸铁、调质钢、 曲轴常用材料有：球墨铸铁、调质钢、 曲轴常用材料有 非调质钢。 非调质钢。 对于汽油机曲轴，由于功率较小，曲轴毛坯一般采用球墨铸铁铸造 而成，常用材料有：QT600-2、QT700-2、QT800-2、 QT900-6、 QT800-6、 等温淬火球铁（ADI球铁）等。 柴油机曲轴毛坯一般采用调质钢或非调质钢，调质钢常用材料有： 45、40Cr或42CrMo ；非调质钢常用材料有48MnV 、C38N2、38MnS6。 近年来，随着汽车排放要求的升级和超载的限制，以及降低制造成 本的需要，对车用柴油机而言，一方面非增压柴油机逐步减少，增压、 增压中冷柴油机逐步增多，且多数在原机型上改进提高功率，但曲轴结 构并无大的改进，另一方面又要求降低制造成本。 为适应这种要求，我厂在曲轴材料选用和强化技术措施 曲轴材料选用和强化技术措施运用上与毛 曲轴材料选用和强化技术措施 坯厂作了一些探索，试图制造出高可靠性和低成本的曲轴以适应整机和 市场的要求，在材料的选用上力求以高强度高韧性的球墨铸铁或控温冷 在材料的选用上力求以高强度高韧性的球墨铸铁或控温冷 却的非调质钢，代替调质钢。 却的非调质钢，代替调质钢。 但是目前我厂在球墨铸铁曲轴的使用上效果不是太理想，特别在中 重型发动机曲轴上；目前我厂在中重型发动机上常用的曲轴材料为非调 质钢。
三、曲轴实物加工部分 1.识图、读图、画图
加工表面与不加工表面 对加工表面进行分类（ 外圆， 平面等） 对加工表面进行分类（如：外圆，孔，平面等）
2.各种加工表面的加工方法以及经济精度和 表面粗糙度。（确定最终加工方法） 3.加工余量的合理分配
曲轴加工的难点： 连杆颈与主轴颈不在同一回转中心线上 曲轴加工的难点：1.连杆颈与主轴颈不在同一回转中心线上 2.连杆颈 ，25，34有120°相位角要求 连杆颈16， ， 有 连杆颈 °
491
Ф56.98±0.01
0 Φ80-0.019 Ф83±0.013 Ф98±0.013
连 杆Baidu Nhomakorabea轴 颈
止 推 轴 宽度 颈 表面粗糙度
Ra0.32 Ra0.32 Ra0.32 Ra0.4 Ra0.4 0.005 0.005 0.005 0.0064 0.0064 0.005 0.005 0.008 0.013 0.013 0.05 0.05 0.12 0.152 0.152 ---------0.051 0.051 0 0 0 Φ62-0.019 Φ64-0.019 Φ69-0.019 Ф69±0.013 Ф76±0.013 Ra0.32 Ra0.32 Ra0.32 Ra0.4 Ra0.4 0.005 0.005 0.005 0.0064 0.0064 0.005 0.005 0.006 0.013 0.013 0.015 0.015 0.015 0.03 0.03 120º±30’ 120º±11’ 120º±11’ 120º±0.203 120º±0.203 R57.5±0.1 R57.5±0.08 R60±0.10 R60±0.076 R67.5±0.076 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 ---------0.017 0.023 +0.08 +0.08 +0.08 +0.076 +0.076 44 44 44 37.5 -0.025 43 -0.025 0 0 0 Ra0.5 Ra0.5 Ra0.5 Ra0.4 Ra0.4
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。 下图为dCi 11曲轴图片
曲轴前 端正时 齿轮 6个连 杆颈 8个平 衡块 曲轴后 端油封 轴颈
7个主 轴颈
控制失效的风险（采取的工艺手段）
1.曲轴轴颈早期磨损 轴颈淬火+回火+校直
评价指标： 淬硬表面硬度 淬硬层深 淬硬层内部的金相组织 2.提高曲轴疲劳强度（控制曲轴因疲劳产生的断裂） 铸件：车沉割槽+圆角滚压 锻件：圆角淬火 喷丸---提高曲轴整体疲劳强度的工艺方法（还有美化外观的作用） 评价指标：圆角的大小 圆角的成型性 圆角表面的粗糙度
项目 尺寸 主 表面粗糙度 轴 圆度 颈 圆柱度 中间轴颈对两端轴颈的跳动 对相邻轴颈的跳动 尺寸 表面粗糙度 圆度 圆柱度 对主轴颈平行度 相位角 曲柄半径 对主轴颈跳动 垂直度
6100
0 Φ75-0.019
6102
0 Φ80-0.019
6105
6B
6C
DCI11 Φ102 -0.034
-0.012
三、曲轴结构特点和主要技术要求
1.结构特点： 曲轴由主轴颈，连杆轴颈、曲柄、 结构特点： 曲轴由主轴颈，连杆轴颈、曲柄、 结构特点 平衡块、前端和后端等组成。 平衡块、前端和后端等组成。曲轴前端装有正 时齿轮， 时齿轮，驱动风扇和水泵的皮带轮以及起动爪 我厂生产的EQ6100、6102曲轴均为整体 等。我厂生产的 、 曲轴均为整体 式结构。 曲轴为附带整体后油封结构。 式结构。6102曲轴为附带整体后油封结构。 曲轴为附带整体后油封结构
一、如何进行工艺策划（生产准备项目） 如何进行工艺策划（生产准备项目） 如何进行工艺策划
主要输入： 主要输入：
毛坯图纸（加工余量、毛坯缺陷） 产品图纸（加工的内容、加工方法、产品设计基准等产品要求） 生产纲领（生产节拍时间、生产方式） 质量目标（自工程不良、后工程不良）
工艺方案的评价原则
质量 (Quality) 成本(Cost) 交付(Day)
QCD的含义
QCD是日本汽车行业的俗语，类似中国汽车业质量、成本、交货期的 说法，但含义范围上差异很大。日本的汽车公司都是跨国公司为了便 于统一管理，很多管理制度、方法都是多种文字，使用了大量通用的 英文单词缩写如：KPI、ANPQP、NPW、GK、TPM、TQM等等，以 后大家会看到很多，要逐步适应。 Q是广义的质量－产品质量、工作质量、服务质量、开发质量、维修 质量、管理质量…….。C是广义的成本－采购成本，内制成本、销售 成本、物流成本……例采购成本不是简单的招标最低价而是供应商的 六个方面23个视点来查成本改善活動的構面，再加上可发展的利润。 D是时间也是广义的－同期生产。 QCD部门（改善规划部、执行部、改善室）是个代名词，这是日产针 对东风公司的问题点而特别定的机构名称，由于中日文化的差异，中 方人员的理解存在很大的误解。 QCD改善工作与我们现在理解的日常管理没有冲突但有交叉，最怕的 是中国人的误解和扯皮。
491 QT7002 HB241-285
球铁曲轴的冷加工性比钢好，且成本只有钢曲轴的 球铁曲轴的冷加工性比钢好，且成本只有钢曲轴的1/3 采用球铁曲轴圆角滚压强化替代锻钢曲轴可以降低曲轴制 造成本
3、曲轴的材料 、
曲轴的主要失效形式是疲劳断裂和轴颈严重磨损， 曲轴的主要失效形式是疲劳断裂和轴颈严重磨损， 是疲劳断裂 其中弯曲疲劳断裂约占80％， ％，对曲轴的材料要求 其中弯曲疲劳断裂约占 ％，对曲轴的材料要求 优良的综合机械性能 高的抗疲劳能力， 高的抗疲劳能力，防止疲劳断裂 良好的耐磨性 常用的曲轴材料锻钢和球墨铸铁
曲轴实物加工方法的确定
外圆:
主轴颈、连杆颈、齿轮轴颈、皮带轮轴颈、法兰、油封等 加工方法：车 铣 磨 抛光
孔：
油孔—钻 两端螺孔---钻、扩6个螺栓底孔 攻6个螺栓孔螺纹 轴承孔----钻、扩、铰 工艺孔---钻、铰
平衡块：
车侧面
键槽：
铣削
三、曲轴实物加工部分
----49厂现有曲轴产品技术参数（参考） 厂现有曲轴产品技术参数（参考） 厂现有曲轴产品技术参数
R1.25≈Ra0.25 Ra0.3 0.005（ 0.007 0 . 01 0 . 005 （ 1 / 4 ） 0.008 0.008/25.4 0.14 0.05 0.05 ----0.012 Φ102 -0.034 Ф51.99±0.01 R1.25≈Ra0.25 Ra0.3 0.005（ 0.007 0 . 01 0 . 005 （ 1 / 4 ） 0.008 0.008/25.4 φ0.015 φ0.015 ±20’ ±0.2 R78±0.04 R38.475±0.05 ---0.025 0.03 平面度（＋ 005)(（＋0 )(-0 平面度 （＋ 0 . 005 )(- 0 . 01 ) +0.039 42.4 32.025±0.025 0 Ra0 Ra0 R1.6≈Ra0.32 L ： Ra 0 . 8 R ： Ra 0 . 6
dCi 11曲轴前端，与曲轴相连为：扭震减震器总成 硅油扭震 减振器具 有更好的 减振特性. 与曲轴通 过四个螺 栓相连。
扭震减振器总成
dCi 11曲轴后端，与曲轴相连为：飞轮总成
一轴轴承
飞轮上除齿 圈外，还加 工有信号盘 （60-2）为 整机提供转 速信号。 为保证可靠 联接，通过 12个M16螺 栓与曲轴相 连。
产品质量策划循环示意图
计 划
反馈评定 和纠正措施 产品和 过程确认 过程设计 和开发 计划和 定义 产品设计 和开发
多方论证 同步工程 预防缺陷 持续改进
实施
检查
传统串行 计 过程
方案设 详细设 编制工 艺路线 计
编制加工 工艺卡
NC 编程
模具加 工
编制装配工 艺卡
生产制 造
方案设计 并 行 同 步 编制装配工艺卡 过 程 NC编程 编程 模具加工 生产制造 详细设计 编制工艺路线 编制加工工艺卡