基于proe的輕型汽車曲軸工藝規(guī)程編制及改進(jìn)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文】【汽車專業(yè)】

1、<p><b>　　本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　基于Pro/E的輕型汽車曲軸的工藝規(guī)程編制及改進(jìn)</p><p>　　The Graduation Design for Bachelor's Degree</p><p>　　Based on Pro / E of the light vehicle cran

2、kshaft Process Establishment and Improvement</p><p>　　Candidate：Wang Lei</p><p>　　Specialty：Vehicle Engineering</p><p>　　Class：BW05-8</p><p>　　Supervisor：Associate Prof

3、. Zhang DeSheng</p><p>　　Heilongjiang Institute of Technology</p><p>　　2009-06·Harbin</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　曲軸是發(fā)動機(jī)中最重要、最昂貴的零件之一，它的尺寸加工精度影響著發(fā)動

4、機(jī)動力，并且在很大程度上影響著發(fā)動機(jī)的性能和可靠性，必須在加工上正確選擇曲軸的加工工藝路線，以求獲得滿意的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。</p><p>　　本設(shè)計(jì)是對輕型汽車曲軸進(jìn)行工藝規(guī)程編制，隨著現(xiàn)在設(shè)計(jì)加工制造技術(shù)的發(fā)展，曲軸結(jié)構(gòu)及材料及加工手段等也在不斷發(fā)展，確定加工工藝與裝夾方案及設(shè)計(jì)，從而達(dá)到對曲軸在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的原理與工況的了解，并對曲軸構(gòu)造與加工工藝進(jìn)一步更深了解；已知曲軸毛壞尺寸和標(biāo)準(zhǔn)尺寸。利用CAD軟件繪制零

5、件圖，然后運(yùn)用Pro/E軟件建立三維模型，編制曲軸的加工工藝。</p><p>　　關(guān)鍵詞：汽油機(jī)；曲軸；加工工藝；AutoCAD；Pro/E。</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Engine crankshaft is the most important and one of the most exp

6、ensive parts, and its size affects the machining precision engine power, and to a large extent affect the engine performance and reliability, must be the correct choice in the processing of the processing line of the cra

7、nkshaft in order to obtain a satisfactory technical and economic effects.</p><p>　　The design is a light vehicle order process to the preparation of the crankshaft, with the design and processing technology

8、is the development of the crankshaft structure and materials and processing are the continuous development of means to determine the processing technology and design and fixturing programs, so as to achieve on the cranks

9、haft in the Principle of operation of the engine operating conditions and the understanding of the crankshaft structure and a better understanding of furthe</p><p>　　Keywords: Gasoline Engine；Crankshaft；Desi

10、gn；AutoCAD ；Pro/E.</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要 ………………………………………………………………………………………Ⅰ</p><p>　　Abstract…………………………………………………………………………………Ⅱ</p><p>　　第1章 緒 論 ……

11、………………………………………………………………………1</p><p>　　1.1概述…………………………………………………………………………………1</p><p>　　1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀……………………………………………………………………1</p><p>　　1.3設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容………………………………………………………………2</p>

12、<p>　　第2章 曲軸的分析 ……………………………………………………………………3</p><p>　　2.1曲軸的功用…………………………………………………………………………3</p><p>　　2.2曲軸的工藝分析……………………………………………………………………4</p><p>　　2.3曲軸加工的幾種工藝……………………………………………

13、…………………5</p><p>　　2.4本章小結(jié)……………………………………………………………………………5</p><p>　　第3章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)………………………………………………………………6</p><p>　　3.1確定毛壞制造形式…………………………………………………………………6</p><p>　　3.2基準(zhǔn)的選擇……

14、……………………………………………………………………6</p><p>　　3.3毛坯尺寸、加工余量及公差的確定………………………………………………6</p><p>　　3.3.1加工余量的確定……………………………………………………………6</p><p>　　3.3.2尺寸鏈計(jì)算…………………………………………………………………7</p><

15、;p>　　3.3.3毛壞尺寸的確定 …………………………………………………………10</p><p>　　3.4曲軸二維工藝規(guī)程的編制…………………………………………………………10</p><p>　　3.4.1曲軸加工工藝過程 ………………………………………………………10</p><p>　　3.5加工工藝過程的改進(jìn) ………………………………………………

16、……………16</p><p>　　3.6本章小結(jié) …………………………………………………………………………17</p><p>　　第4章 Pro/E曲軸建模………………………………………………………………18</p><p>　　4.1曲軸的結(jié)構(gòu)及特征創(chuàng)建順序分析…………………………………………………18</p><p>　　4.2曲軸三

17、維建?；具^程……………………………………………………………18</p><p>　　4.2.1建立零件設(shè)計(jì)文件……………………………………………………………18</p><p>　　4.2.2建立曲柄模型…………………………………………………………………18</p><p>　　4.2.3建立曲軸自由端特征…………………………………………………………21</

18、p><p>　　4.2.4建立曲軸后端特征……………………………………………………………22</p><p>　　4.3本章小結(jié)……………………………………………………………………………23</p><p>　　第5章 編制曲軸三維工藝規(guī)程 ……………………………………………………24</p><p>　　5.1曲軸三維工藝規(guī)程編制…………………

19、…………………………………………24</p><p>　　5.2本章小結(jié)……………………………………………………………………………28</p><p>　　第6章 曲軸的先進(jìn)加工技術(shù)及強(qiáng)化工藝 ………………………………………29</p><p>　　6.1毛坯的鑄造技術(shù)……………………………………………………………………29</p><p>

20、　　6.2提高曲拐疲勞強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)措施……………………………………………………30</p><p>　　6.3曲軸的材料及強(qiáng)化工藝……………………………………………………………30</p><p>　　6.4本章小結(jié)……………………………………………………………………………32</p><p>　　結(jié)論 ……………………………………………………………………………………

21、…33</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………34</p><p>　　致謝 ………………………………………………………………………………………35</p><p>　　附錄 ………………………………………………………………………………………36</p><p><b>　　第1章

22、 緒 論</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　曲軸是發(fā)動機(jī)最重要的零件之一，其功用是將活塞連桿組傳來的氣體作用力轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)力矩，再通過飛輪、離合器和汽車傳動系統(tǒng)來驅(qū)動汽車行駛；同時(shí)驅(qū)動發(fā)動機(jī)的輔助裝置（配氣機(jī)構(gòu)凸輪軸、發(fā)電機(jī)、水泵、風(fēng)扇、機(jī)油泵、汽油泵等）工作，由此可見曲軸在發(fā)動機(jī)中扮演著重要的角色。隨著科

23、技的不斷發(fā)展，汽油機(jī)的不斷強(qiáng)化，曲軸的工作條件愈加苛刻，保證曲軸的工作可靠性至關(guān)重要，其加工工藝是否合理，對曲軸的使用壽命有很大影響，因此在加工過程中需給予高度重視。Pro/E軟件具有參數(shù)化建模的強(qiáng)大功能，是基于特征造型的參數(shù)化技術(shù)的一種全新的思維方式進(jìn)行產(chǎn)品的造型、創(chuàng)新設(shè)計(jì)的軟件?；赑ro/E加工的曲軸既能滿足預(yù)定的功能要求，又具有經(jīng)濟(jì)性和良好的工藝性，可大大縮短加工時(shí)間,提高改進(jìn)加工和系列產(chǎn)品加工速度，節(jié)約加工成本。</p&

24、gt;<p>　　曲軸工藝規(guī)程編制的基本要求如下：</p><p>　?。?）分析零件圖，運(yùn)用工藝知識選擇加工基準(zhǔn)據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件確定工藝方案及相應(yīng)加工方法(如:定位，夾緊，毛坯基準(zhǔn)，孔徑等)；</p><p>　?。?）通過分析擬定有保證加工精度的方法</p><p>　?。?）通過分析設(shè)計(jì)符合實(shí)際的完整的工藝規(guī)程。</p><p&

25、gt;　?。?）通過分析選擇有重要尺寸的加工方法及相應(yīng)的加工參數(shù)的工序圖及工序圖要突出加工部位；</p><p>　?。?）有工藝規(guī)程的二維和三維圖； </p><p>　?。?）有相關(guān)重要尺寸鏈換算和必要先進(jìn)工藝加工改進(jìn)。</p><p>　　顯然，隨著發(fā)動機(jī)技術(shù)的發(fā)展與強(qiáng)化，曲軸的工作條件愈加惡劣了，傳統(tǒng)的材料和制造工藝已無法滿足其功能要求，必須對曲軸的材質(zhì)、加

26、工技術(shù)、表面粗糙度、熱處理、表面強(qiáng)化、工藝方案等嚴(yán)格要求，以獲得滿意的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。</p><p>　　1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　國外曲軸加工技術(shù)展望美國、德國、日本等汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家都致力于開發(fā)綠色環(huán)保、高性能發(fā)動機(jī)，目前各個(gè)廠家采用發(fā)動機(jī)增壓、擴(kuò)缸及提高轉(zhuǎn)速來提高功率的方法，使得曲軸各軸頸要在很高的比壓下高速轉(zhuǎn)動，發(fā)動機(jī)正向著增壓、增壓中冷、大功率、高可靠性、低排放

27、方向發(fā)展。曲軸作為發(fā)動機(jī)的心臟，正面臨著安全性和可靠性的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)材料和制造工藝已無法滿足其功能要求，市場對曲軸材質(zhì)以及毛坯加工技術(shù)、精度、表面粗糙度、熱處理和表面強(qiáng)化、動平衡等要求都十分嚴(yán)格。如果其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)質(zhì)量沒有得到保證，則可嚴(yán)重影響曲軸的使用壽命和整機(jī)的可靠性。世界汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家對曲軸的加工十分重視，并不斷改進(jìn)曲軸加工工藝。</p><p>　　隨著WTO的加入，國內(nèi)曲軸生產(chǎn)廠家已經(jīng)意識到形勢的

28、緊迫性，引進(jìn)了為數(shù)不少的先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，以期提高產(chǎn)品的整體競爭力，使得曲軸的制造技術(shù)水平有了大幅提高，特別是近5年來發(fā)展更為迅猛。目前國內(nèi)轎車曲軸生產(chǎn)線多為高速柔性生產(chǎn)線FTL(Flexible Transfer Line)，這種生產(chǎn)線的特點(diǎn)是不僅可以加工同系列曲軸，而且還可加工變型產(chǎn)品、換代產(chǎn)品和新產(chǎn)品，真正具備柔性意義。</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容</p><p>

29、　　近年來，隨著計(jì)算技術(shù)的不斷進(jìn)步和研究者們的不懈努力，曲軸加工工藝的研究取得了較大進(jìn)展。然而，由于固有的復(fù)雜性，曲軸加工工藝還遠(yuǎn)未善。本設(shè)計(jì)結(jié)合前人的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)進(jìn)行以下工作：</p><p><b>　　1、研究的基本內(nèi)容</b></p><p>　　收集有關(guān)國內(nèi)外輕型汽車曲軸飛輪組相關(guān)資料，通過對曲軸飛輪組的功用及工作條件和受力情況的了解，對曲軸的加工藝方案提出對加

30、工藝的改進(jìn)方案，提出問題，進(jìn)行曲軸的加工工藝改進(jìn)分析來解決問題，完成工藝改進(jìn)及分析；從工藝設(shè)計(jì)方法、結(jié)構(gòu)原理、材料及應(yīng)用等方面分析曲軸工藝和加工技術(shù)，提出自己的看法。從設(shè)計(jì)方法、結(jié)構(gòu)原理、材料及應(yīng)用等方面分析輕型車曲軸加工技術(shù)，提出自己的設(shè)計(jì)思想及加工方法及改進(jìn)方法。</p><p>　　2、擬解決的主要問題</p><p>　　(1) 分析零件圖，運(yùn)用工藝知識選擇加工基準(zhǔn)據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件確

31、定工藝方案及相應(yīng)加工方法(如:定位，夾緊，毛坯基準(zhǔn)，孔徑等)；</p><p>　　(2) 通過分析擬定有保證加工精度的方法：有粗加工，半精加工，精加工等重要加工路線圖；</p><p>　　(3) 通過分析設(shè)計(jì)符合實(shí)際的完整的工藝規(guī)程，如：封面、加工工序目錄、工裝目錄、工序圖； </p><p>　　(4) 通過分析選擇有重要尺寸的加工方法及相應(yīng)的加工參數(shù)的工序圖

32、及工序圖要突出加工部位；</p><p>　　(5) 有工藝規(guī)程的二維和三維圖； </p><p>　　(6) 有相關(guān)重要尺寸鏈換算和必要先進(jìn)工藝加工改進(jìn)。</p><p><b>　　第2章 曲軸的分析</b></p><p><b>　　2.1曲軸的功用</b></p><p

33、>　　曲軸是發(fā)動機(jī)最重要的機(jī)件之一。曲軸一般用中碳鋼或中碳合金鋼模鍛而成。為提高耐磨性和耐疲勞強(qiáng)度，軸頸表面經(jīng)高頻淬火或氮化處理，并經(jīng)精磨加工，以達(dá)到較高的表面硬度和表面粗糙度的要求。</p><p>　　它與連桿配合將作用在活塞上的氣體壓力變?yōu)樾D(zhuǎn)的動力，傳給底盤的傳動機(jī)構(gòu)。同時(shí)，驅(qū)動配氣機(jī)構(gòu)和其它輔助裝置，如風(fēng)扇、水泵、發(fā)電機(jī)等[1]。</p><p>　　工作時(shí)，曲軸承受氣體壓

34、力，慣性力及慣性力矩的作用，受力大而且受力復(fù)雜，并且承受交變負(fù)荷的沖擊作用。同時(shí)，曲軸又是高速旋轉(zhuǎn)件，因此，要求曲軸具有足夠的剛度和強(qiáng)度，具有良好的承受沖擊載荷的能力，耐磨損且潤滑良好。</p><p>　　曲軸一般由主軸頸，連桿軸頸、曲柄、平衡塊、前端和后端等組成。一個(gè)主軸頸、一個(gè)連桿軸頸和一個(gè)曲柄組成了一個(gè)曲拐，曲軸的曲拐數(shù)目等于氣缸數(shù)(直列式發(fā)動機(jī))；V型發(fā)動機(jī)曲軸的曲拐數(shù)等于氣缸數(shù)的一半。主軸頸是曲軸的支

35、承部分，通過主軸承支承在曲軸箱的主軸承座中。主軸承的數(shù)目不僅與發(fā)動機(jī)氣缸數(shù)目有關(guān)，還取決于曲軸的支承方式。</p><p>　　曲軸的支承方式一般有兩種，一種是全支承曲軸，另一種是非全支承曲軸。全支承曲軸：曲軸的主軸頸數(shù)比氣缸數(shù)目多一個(gè)，即每一個(gè)連桿軸頸兩邊都有一個(gè)主軸頸。如六缸發(fā)動機(jī)全支承曲軸有七個(gè)主軸頸。四缸發(fā)動機(jī)全支承曲軸有五個(gè)主軸頸。這種支承，曲軸的強(qiáng)度和剛度都比較好，并且減輕了主軸承載荷，減小了磨損。柴

36、油機(jī)和大部分汽油機(jī)多采用這種形式。非全支承曲軸：曲軸的主軸頸數(shù)比氣缸數(shù)目少或與氣缸數(shù)目相等。這種支承方式叫非全支承曲軸，雖然這種支承的主軸承載荷較大，但縮短了曲軸的總長度，使發(fā)動機(jī)的總體長度有所減小。有些汽油機(jī)，承受載荷較小可以采用這種曲軸型式。</p><p>　　曲軸的連桿軸頸是曲軸與連桿的連接部分，通過曲柄與主軸頸相連，在連接處用圓弧過渡，以減少應(yīng)力集中。直列發(fā)動機(jī)的連桿軸頸數(shù)目和氣缸數(shù)相等。V型發(fā)動機(jī)的連

37、桿軸頸數(shù)等于氣缸數(shù)的一半。</p><p>　　曲柄是主軸頸和連桿軸頸的連接部分，斷面為橢圓形，為了平衡慣性力，曲柄處鑄有(或緊固有)平衡重塊。平衡重塊用來平衡發(fā)動機(jī)不平衡的離心力矩，有時(shí)還用來平衡一部分往復(fù)慣性力，從而使曲軸旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)。</p><p>　　曲軸前端裝有正時(shí)齒輪，驅(qū)動風(fēng)扇和水泵的皮帶輪以及起動爪等。為了防止機(jī)油沿曲軸軸頸外漏，在曲軸前端裝有一個(gè)甩油盤，在齒輪室蓋上裝有油封。

38、</p><p>　　曲軸的后端用來安裝飛輪，在后軸頸與飛輪凸緣之間制成檔油凸緣與回油螺紋，以阻止機(jī)油向后竄漏。</p><p>　　2.2曲軸的工藝分析</p><p>　　曲軸的加工工藝復(fù)雜，特別是軸頸有很高的尺寸和形位公差要求，一般按6級精度制造，粗糙度不高于Ra0.8μm。軸頸表面需要熱處理以提高其耐磨性，常用的熱處理形式為氮化和高頻淬火。近年來，球墨鑄鐵和

39、稀土球墨鑄鐵得到了廣泛的運(yùn)用，其特點(diǎn)為：可鑄性好，有較高的強(qiáng)度和較小的缺口敏感性，有較好的減振性及耐磨性。 </p><p>　　主軸頸、連桿軸頸本身的精度，即尺寸公差等級IT6，表面粗糙度Ra為1.25μm，連桿軸頸尺寸公差等級為IT7，表面粗糙度Ra為0.63μm，軸頸長度公差等級為IT9，圓柱度誤差0.015，連桿軸頸的圓柱度誤差0.015。</p><p>　　位置精度，主軸頸與連

40、桿軸頸的平行度0.02mm，主軸頸的同軸度誤差為0.025mm。</p><p>　　曲軸是帶有曲拐的軸，它仍具有軸的一般加工規(guī)律，如銑兩端面、鉆中心孔、車、磨及拋光等，但也有它的特點(diǎn)，包括形狀復(fù)雜、剛度差及技術(shù)要求高，應(yīng)采取相應(yīng)的工藝措施，分析如下：</p><p>　　(1)剛度差。為防止變形，在加工過程中應(yīng)當(dāng)采取下列措施：選用有較高剛度的機(jī)床、刀具及夾具等，并用中心架來增強(qiáng)剛性，從而

41、減少變形和振動；采用具有兩邊傳動或中間傳動的剛度高的機(jī)床來進(jìn)行加工，可以減少扭轉(zhuǎn)變形、彎曲變形和振動；在加工中盡量使切削力的作用互相抵消；合理安排工位順序以減少加工變形；增設(shè)校直工序。</p><p>　　(2)形狀復(fù)雜連頸和主頸不在同一根軸線上，在連頸加工中易產(chǎn)生不平衡的現(xiàn)象，應(yīng)配備能迅速找正連頸的偏心夾具，且應(yīng)加平衡塊。</p><p>　　(3)技術(shù)要求高。其機(jī)械加工工藝過程隨生產(chǎn)綱

42、領(lǐng)的不同和曲軸的復(fù)雜程度而有很大的區(qū)別，但一般均包括以下幾個(gè)主要階段：定位基準(zhǔn)的加工；粗、精車和粗磨各主頸及其它外圓；車連頸；鉆油孔；精磨各主頸及其他外圓；精磨連頸；大、小頭及鍵槽加工；軸頸表面處理；動平衡；超精加工各軸頸?？梢钥闯觯黝i或連頸的車削工序都與磨削工序分開，往往中間安排一些不同的加工面或不同性質(zhì)的工序。粗加工后會發(fā)生變形，因此常把粗、精加工分開，并在切削力較大的工序后面安排校直工序，以保證加工精度。為了減小切削力所引起的變

43、形，保證精加工的精度要求，精磨各軸頸時(shí)，一般采用單砂輪依次磨削。</p><p>　　2.3曲軸加工的幾種工藝</p><p>　　曲軸車削是一種主要用于加工曲軸主軸頸的方法，具有相當(dāng)?shù)娜嵝浴?在有些情況下或有些地方，它還用于連桿頸的加工。 如果用于加工連桿頸，質(zhì)量不平衡以及偏離中心的夾持位置需要帶平衡配重的專用夾具。車削加工通常是在曲軸加工專機(jī)以及配備專用刀塔的標(biāo)準(zhǔn)車床上進(jìn)行的。 由于刀

44、具懸伸較大和容易出現(xiàn)振動，因此對刀具的要求非常高。</p><p><b>　　1、曲軸車?yán)?lt;/b></p><p>　　只有少數(shù)機(jī)床在有限范圍內(nèi)使用，這是一種拉削工藝，既可以通過直線車?yán)椒ǎ詫πD(zhuǎn)曲軸成切線進(jìn)給的方式進(jìn)行常規(guī)直線拉削，也可以采用隨后發(fā)展的圓形或螺旋形拉刀進(jìn)行旋轉(zhuǎn)拉削。 盡管該方法非常高效，但因其缺乏柔性，所以至今未能推廣。 </p>

45、<p><b>　　曲軸車-車?yán)?lt;/b></p><p>　　車－車?yán)擒囅髋c車?yán)慕M合，車削和車?yán)毒邚较虬惭b在一個(gè)圓形刀盤上，切削加工旋轉(zhuǎn)著的曲軸的主軸頸或連桿頸。 這種方法適用于大多數(shù)類型的曲軸。 車削工序主要是粗加工，此時(shí)刀盤不旋轉(zhuǎn)且切削刃處于工件的中心線。 而車?yán)毒哌M(jìn)行精加工切削，刀盤通過對旋轉(zhuǎn)曲軸的主軸頸或連桿頸表面進(jìn)行緩慢旋轉(zhuǎn)的徑向移動進(jìn)行加工。 該方法的優(yōu)點(diǎn)是在

46、刀盤上可以大量安裝使用姊妹刀具以平衡刀具壽命和延長換刀時(shí)間。 </p><p><b>　　2、曲軸的內(nèi)銑</b></p><p>　　內(nèi)銑也稱回旋銑或行星銑，它可以在較長的切削時(shí)間里進(jìn)行重型銑削。曲軸穿過旋轉(zhuǎn)著的銑刀?？赊D(zhuǎn)位刀片排列在銑刀內(nèi)圓面上，可對曲軸的主軸頸、連桿頸和扇形塊側(cè)面進(jìn)行加工。它是一種很穩(wěn)定的加工方法，主要用于大型曲軸，或者在毛坯余量很大時(shí)使用。

47、</p><p><b>　　3、曲軸的外銑</b></p><p>　　外銑主要用于大批量加工中、小型汽車曲軸。它可以看成是用一種高速旋轉(zhuǎn)的密齒三面刃銑刀，在曲軸以緩慢旋轉(zhuǎn)作進(jìn)給運(yùn)動的方式下對工件表面進(jìn)行加工。該方法的特點(diǎn)是金屬去除率高，切削定位迅速。 一般而言，一個(gè)直徑為700mm的外銑刀最多可安裝350片刀片?？杉庸でS的主軸頸、連桿頸和扇形塊側(cè)面和外圓面。 該

48、方法工序時(shí)間短、換刀調(diào)刀非?？旖?。</p><p><b>　　2.4本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要是對曲軸進(jìn)行簡單的分析，曲軸的功用、曲軸的工藝以及曲軸的幾種加工方法。</p><p>　　第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1確定毛壞的制造形式</p><p>　　曲

49、軸工作是要承受很大的轉(zhuǎn)矩及交變的彎曲應(yīng)力，容易產(chǎn)生扭振、折斷及軸頸磨損，因此要求所用材料應(yīng)有較高的強(qiáng)度、沖擊韌度、疲勞強(qiáng)度和耐磨性。常用材料有：一般曲軸為35、40、45鋼或球墨鑄鐵QT600-2：對于高速、重載曲軸，可采用40Cr、35CrMoAl\42Mn2V等材料[11]。</p><p>　　曲軸質(zhì)量(指輕重)約占內(nèi)燃機(jī)質(zhì)量的10%,成本約占整機(jī)的10%～12%,其材質(zhì)大體可分2類:一類是鍛鋼,一類是球墨

50、鑄鐵。由于采用鑄造方法可獲得較為理想的結(jié)構(gòu)形狀,從而減輕質(zhì)量,且機(jī)加工余量隨鑄造工藝水平的提高而減小,球鐵鑄造曲軸的單邊加工余量可達(dá)2～3ｍｍ。另外球墨鑄鐵的切削性能良好,并可通過各種熱處理和表面強(qiáng)化處理來提高曲軸的抗疲勞強(qiáng)度、硬度和耐磨性。球鐵中的內(nèi)摩擦所耗功比鋼大,減小了工作時(shí)的扭轉(zhuǎn)振動的振幅和應(yīng)力,應(yīng)力集中也沒有鋼質(zhì)曲軸敏感。所以選擇鑄鐵曲軸。</p><p><b>　　3.2基準(zhǔn)的選擇<

51、/b></p><p>　?。?）粗基準(zhǔn)的選擇為了保證中心孔鉆在主軸頸毛坯外圓面的軸線位置上，選用主頸的外圓面為粗基準(zhǔn)。同時(shí)為了保證所加工的基準(zhǔn)面的軸向尺寸，選用第3主軸頸兩側(cè)扇板面為軸向粗基準(zhǔn)。</p><p>　?。?）輔助粗基準(zhǔn)的選擇在扇板上銑出兩個(gè)工藝平面即是加工連頸時(shí)所用的輔助粗基準(zhǔn)。</p><p>　?。?）精基準(zhǔn)的選擇加工主頸及與其同軸心的軸頸

52、外表面時(shí)，以中心孔為精基準(zhǔn)。加工連頸時(shí)，用加工的法蘭和小頭的外圓及連桿軸頸外圓作為精基準(zhǔn)基面，這樣便于保證技術(shù)要求。此外，軸向定位基準(zhǔn)采用第四主頸的兩個(gè)臺階面，與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一致。</p><p>　　3.3毛坯尺寸、加工余量及公差的確定</p><p>　　3.3.1加工余量的確定</p><p>　　加工余量的確定方法有計(jì)算法、查表—修正法、經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法，此設(shè)計(jì)采用查

53、表—修正法，確定加工余量時(shí)查《機(jī)械加工手冊》，然后再結(jié)合實(shí)際加工情況修正其加工余量數(shù)值。</p><p>　　銑兩端面，總長437mm。定位及夾緊：1、5主軸頸。</p><p>　　在兩端面中心鉆二對中心孔。定位及夾緊：1、5主軸頸。</p><p>　　粗、精車與主軸頸同軸的所有軸頸，主軸頸Φ50mm、法蘭盤外圓Φ60mm、小頭所有外圓Φ38mm、Φ32mm、Φ

54、24mm，留磨量0.5mm。定位及夾緊：主軸頸中心孔。</p><p>　　粗、精車所有連桿軸頸及平衡重外圓R73mm，連桿軸頸Φ42mm。留磨量0.5mm。銑平衡重至大頭寬110mm、小頭寬80mm。</p><p>　　鉆法蘭盤導(dǎo)向孔6-M10。</p><p>　　小頭攻絲Φ13mm 深31mm。</p><p>　　鉆油孔Φ5.5mm

55、 主軸頸上Φ6.4mm。</p><p>　　銑鍵槽寬5mm、深5.5mm。</p><p>　　磨與主軸頸同軸的所有軸頸至圖樣要求。定位及夾緊：兩端主軸頸中心孔。</p><p>　　磨所有連桿軸頸至圖樣要求。定位及夾緊：兩端主軸頸中心孔。</p><p>　　3.3.2 尺寸鏈的計(jì)算</p><p>　　在機(jī)器裝配

56、或零件加工過程中，由相互連接的尺寸形成封閉的尺寸組，稱為尺寸鏈。尺寸鏈具有三個(gè)特征：具有尺寸封閉性，即組成尺寸鏈的各尺寸是按一定順序排列的封閉尺寸圖形；尺寸的關(guān)聯(lián)性，即尺寸鏈中存在一個(gè)尺寸，它的大小是受其它尺寸影響的；尺寸鏈至少是由三個(gè)尺寸構(gòu)成的。尺寸鏈中的每個(gè)尺寸簡稱環(huán)。環(huán)分為封閉環(huán)：尺寸鏈中，在裝配和加工過程最后形成的一環(huán)。組成環(huán)：尺寸鏈中，對封閉環(huán)有影響的全部環(huán)。組成環(huán)又分為增環(huán)和減環(huán)。增環(huán)同向變動該環(huán)增大時(shí)封閉環(huán)也增大，該環(huán)減小

57、時(shí)封閉環(huán)也減小。減環(huán)反向變動指該環(huán)增大時(shí)封閉環(huán)減小，該環(huán)減小時(shí)封閉環(huán)增大。下面我就采用極值法對曲軸銑兩端面這道工序進(jìn)行尺寸鏈的計(jì)算。</p><p><b>　　1、畫尺寸鏈圖。</b></p><p><b>　　圖3.1尺寸鏈圖</b></p><p>　　2、確定封閉環(huán)與增環(huán)和減環(huán)。按箭頭方向判斷，在封閉環(huán)符號Ao上

58、面按任意指向畫一箭頭，沿已定箭頭方向在每個(gè)組成環(huán)符號A1和A2,A3上各畫一箭頭，使所畫各箭頭依次彼此頭尾相連，組成環(huán)中箭頭與封閉環(huán)箭頭方向相同者為減環(huán)，相反者為增環(huán)。</p><p><b>　　圖3.2尺寸鏈圖</b></p><p>　　3、根據(jù)極值法計(jì)算公式，進(jìn)行封閉環(huán)量值的計(jì)算。</p><p>　　直線尺寸鏈和角度尺寸鏈的計(jì)算方法是

59、相同的，直線尺寸鏈的計(jì)算公式，也試用于角度尺寸鏈。尺寸鏈的計(jì)算方法有極值法和統(tǒng)計(jì)法，本設(shè)計(jì)采用極值法，但無論極值法還是統(tǒng)計(jì)法，封閉環(huán)的基本尺寸都可以用尺寸鏈方程式確定。</p><p>　?。? （3-1）</p><p>　　194.5=A1+9mm+157.5-0</p><p><b>　　A1=28mm</b><

60、/p><p>　　式中——封閉環(huán)的基本尺寸；</p><p>　　——增環(huán)的基本尺寸；A2=9mm,A3=157.5mm。</p><p>　　——減環(huán)的基本尺寸；</p><p><b>　　k——增環(huán)環(huán)數(shù)；</b></p><p><b>　　m——組成環(huán)環(huán)數(shù)；</b>&

61、lt;/p><p>　　極值法是按組成環(huán)尺寸均為極限尺寸的條件下，來計(jì)算封閉環(huán)極限尺寸的一種方法。</p><p>　　封閉環(huán)極限尺寸的計(jì)算</p><p>　　=-（3-2）</p><p>　　194.7=A1+9.05mm+157.6mm-0</p><p>　　A1=28.05mm</p>

62、<p>　　=-（3-3）</p><p>　　194.3mm=A1+157.4mm+8.95-0</p><p>　　A1=27.95mm</p><p>　　式中分別為封閉環(huán)的最大、最小極限尺寸；</p><p>　　分別為增環(huán)的最大、最小極限尺寸；</p><p>　　分別為減環(huán)的最大、

63、最小極限尺寸。</p><p>　　封閉環(huán)上、下偏差的計(jì)算</p><p>　　由式（3—2）、（3—3）分別減去式（3—1），得到封閉環(huán)的上偏差和下偏差</p><p>　　=-（3-4）</p><p>　　0.2mm=ESA1+0.1mm+0.05mm</p><p>　　ESA1=0.05mm

64、 </p><p>　　=-（3-5）</p><p>　　-0.2mm=EIA1-0.1mm-0.05mm</p><p>　　EIA1=-0.05</p><p>　　式中——分別為增環(huán)的上、下偏差；</p><p>　　——分別為減環(huán)的上、下偏差。</p><p><

65、;b>　　封閉環(huán)公差的計(jì)算</b></p><p>　　由式（3—2）減去式（3—3）的封閉環(huán)公差</p><p><b>　　=（3-6）</b></p><p>　　=28.05mm-27.95mm</p><p><b>　　=0.1mm</b></p>&

66、lt;p><b>　　式中</b></p><p><b>　　[6]</b></p><p>　　3.3.3毛壞尺寸的確定</p><p>　　曲軸毛壞總長437mm+兩端銑4mm+兩端磨1mm=442mm.</p><p>　　毛壞主軸頸Φ50mm+粗車2mm+精車1mm+磨削0.5m

67、m=53.5mm，法蘭盤Φ63.5mm,小頭外圓Φ41.5mm、Φ35.5mm、Φ27.5mm.</p><p>　　毛壞連桿軸頸Φ42mm+粗車2mm+精車1mm+磨削0.5mm=45.5mm.</p><p>　　毛壞平衡重外圓R73mm+粗車2mm+精車1mm+磨削0.5mm=R76.5mm，大頭寬115mm,小頭寬85mm.</p><p>　　3.4曲軸二

68、維工藝規(guī)程的編制</p><p>　　3.4.1 曲軸加工工藝過程</p><p>　　曲軸的材料為鑄鐵，發(fā)動機(jī)為4缸驅(qū)動，因此曲軸可分為4段曲軸，小頭連齒輪及凸輪：大頭為動力輸出。其加工工藝過程如表3.1所示。</p><p><b>　　表3.1工序目錄表</b></p><p><b>　　1、車端面鉆中

69、心孔</b></p><p>　　基于曲軸中心孔是曲軸加工最原始、最重要的工藝基準(zhǔn)，其尺寸精度、位置精度以及表面質(zhì)量對整個(gè)曲軸加工起著非常中重要的作用和指導(dǎo)思想。通常，曲軸這類結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、精度要求高的軸類零件，都是以中心孔為基準(zhǔn)進(jìn)行車、磨、銑等機(jī)械加工的。因此，要保證曲軸的加工質(zhì)量，必須首先確保中心孔的加工精度。其具體要求如下：</p><p>　?、疟仨毐ＷC兩中心孔的圓度、

70、圓錐角度等尺寸精度，以確保中心孔與定位頂針的良好接觸。</p><p>　　⑵必須保證兩中心孔的同軸度，以確保兩中心孔與兩定位頂針同時(shí)接觸。</p><p>　?、潜仨毐ＷC中心孔主錐面的表面粗糙度為，且無毛刺、傷痕等缺陷。</p><p>　　曲軸中心孔加工一直以來用以下三道工序來完成，如圖3.2所示。</p><p>　　圖3.2 曲軸中心

71、孔加工示意圖</p><p>　?、乓訴形夾具定位曲軸兩端的主頸毛坯面銑兩端面，如圖3.2 a 所示。</p><p>　?、埔云矫娑ㄎ磺S的一個(gè)端面，另一端面以自動定心V形夾具定位，其中的一個(gè)主軸頸毛坯面打中心孔A，如圖3.2b所示。</p><p>　?、且皂斸樁ㄎ恢行目譇，另一端以自動定心V形夾具定位另一主軸頸毛坯面打中心孔B，如圖3.2c所示。</p&

72、gt;<p><b>　　2、動平衡去重</b></p><p>　　曲軸是發(fā)動機(jī)中作高速定軸轉(zhuǎn)動的重要零件，當(dāng)其回轉(zhuǎn)軸線與質(zhì)量軸線不重合，即存在著偏重時(shí)，在高速回轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生較大的離心慣性力，甚至慣性力矩。這些呈周期變化的慣性力所引起的強(qiáng)迫振動，降低了發(fā)動機(jī)運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性，并導(dǎo)致了相關(guān)零部件的磨損加劇，嚴(yán)重影響了發(fā)動機(jī)的使用壽命。曲軸動平衡是為了消除或盡量減少工件的質(zhì)量偏心，

73、為提高發(fā)動機(jī)質(zhì)量而采取的重要措施。</p><p>　　(1)平衡校正的原理：動平衡的實(shí)質(zhì)是以測量不平衡量的大小和方位為依據(jù)，在若干個(gè)預(yù)先選擇的教正平面上，用去重的方法改變旋轉(zhuǎn)體的質(zhì)量分布，使其質(zhì)量軸線與回轉(zhuǎn)軸線趨于一致，籍以達(dá)到動平衡的目的。受曲軸形狀和許可去重位置的限制，一般四缸發(fā)動機(jī)曲軸的四個(gè)校正面位于其兩端和中間主軸頸的兩側(cè)，并且只可在規(guī)定的扇形配重快上進(jìn)行動平衡去重。</p><p&

74、gt;　　(2)平衡校正過程的實(shí)現(xiàn)：實(shí)施曲軸動平衡校正的專用設(shè)備有很多種，雖然它們在結(jié)構(gòu)上和自動化程度上差別很大，單基本功能相同，都由檢測不平衡量、校正去重和校驗(yàn)分類這三項(xiàng)內(nèi)容組成。根據(jù)裝卸料、輸送和鉆孔去重等作業(yè)過程中人工參與程度的不同，有全自動、半自動、機(jī)動之分；而按設(shè)置的工位數(shù)，有可分為單工位、雙工位的專機(jī)和多工位的自動線；另外在去重方式上，既有單動力頭的，也有多動力頭的，至于在其他技術(shù)環(huán)節(jié)上的差異就更多了。</p>

75、<p>　　圖3.3系統(tǒng)框表明了曲軸動平衡中測量、校正去重與檢測三者之間的關(guān)系，測量工位兩傳感器a、b產(chǎn)生的反映工件不平衡量的模擬信號經(jīng)處理后輸入微機(jī)控制系統(tǒng)，同時(shí)輸入的還有回轉(zhuǎn)基準(zhǔn)信號。經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后，即可確定在工件各校正面上的等效不平衡量，也就是在各個(gè)扇形配重塊確定位置的去重量，進(jìn)而再轉(zhuǎn)換成為相應(yīng)的以鉆孔深度表示的去重信號。在微機(jī)系統(tǒng)的控制下，工件由測量階段轉(zhuǎn)入去重階段，鉆孔動力頭在不同的去重點(diǎn)根據(jù)指令要求的深度進(jìn)給，完

76、成不平衡量的去除。</p><p>　　從前面的介紹可知，在確定曲軸不平衡量的過程中，工件和系統(tǒng)本身的一些誤差因素，或多或少會對校正去重的準(zhǔn)確性帶來影響，故經(jīng)過上述動平衡后的曲軸還的在加以校驗(yàn)，即在測量工位再進(jìn)行一次復(fù)測，若測量結(jié)果表明還沒達(dá)到平衡校正要求，則還需做第二次校正去重。通常，把第一輪平衡校正稱為“粗”平衡，把第二輪稱為“精”平衡。曲軸經(jīng)第二輪去重作業(yè)后還需再作校驗(yàn)，如果測量結(jié)果還未達(dá)到要求，則被判為“

77、不合格”，將通過人工去重方式進(jìn)行返修。出現(xiàn)“不合格”的情況往往是初始不平衡量過大造成的，但由于現(xiàn)代轎車發(fā)動機(jī)曲軸加工中，均設(shè)有打質(zhì)量中心孔的前道工序，使工件的初始不平衡量能得到有效的控制，所以經(jīng)動平衡判為不合格得數(shù)量一般很少。</p><p>　　圖3.3平衡校正原理圖</p><p>　　3、清洗時(shí)間和清洗壓力</p><p>　?。?）清洗時(shí)間：根據(jù)試驗(yàn)，被清洗

78、零件的清洗時(shí)間在30~40s內(nèi)時(shí)，清洗效果最好，但清洗時(shí)間與吹凈方法有關(guān)，如果清洗與吹凈同時(shí)進(jìn)行，則清洗效果能達(dá)到95%以上，如果清洗與吹凈交替進(jìn)行，則清洗效果為91%，如果選擇最合適的清洗液，則清洗效果僅達(dá)到85﹪。</p><p>　　清洗效果為：清洗效果=清洗前機(jī)械雜質(zhì)質(zhì)量-遺留量/清洗前機(jī)械雜質(zhì)質(zhì)量*100%</p><p>　　圖3.5清洗時(shí)間與清洗效果圖3.6清洗壓力與清

79、洗效果</p><p>　?。?）清洗壓力：曲軸清洗一般為640Kpa.</p><p><b>　　4、清洗劑及其溫度</b></p><p>　?。?）清洗劑一般分成四類：</p><p>　　A、堿性溶劑—常用的有苛性鈉、硅酸鈉、磷酸三鈉、亞硝酸鈉等堿性化合物，其水溶液呈堿性反應(yīng)。它的去污原理是通過皂化反應(yīng)，是不溶

80、與水的油脂變成溶與水的物質(zhì)而被清除。</p><p>　　B、石油溶劑—主要是石油、煤石油、又有能源油和航空汽油。其優(yōu)點(diǎn)是具有軟化和溶解油污的能力，清洗效果好，其缺點(diǎn)是閃點(diǎn)低、易揮發(fā)、易燃燒、有一定毒性，對地面、空氣和環(huán)境造成污染；石油有是能源物質(zhì)，不僅成本高而且浪費(fèi)資源。</p><p>　　C、有機(jī)溶劑—主要是氯代烴和芳香烴類的三氯乙烯、三氯乙烷、四氯乙烯、四氯化碳和二甲苯等。它具有清

81、洗效率高，清洗效果好等優(yōu)點(diǎn)，但由于三氯乙烯、二甲苯等毒性較大，因而，在采用時(shí)必須配備相應(yīng)的環(huán)保設(shè)備。</p><p>　　D、化學(xué)清洗劑—是以水為溶劑，以“非離子型表面活性劑”為溶質(zhì)配置而成的水溶性情洗劑。</p><p><b>　　(2)清洗溫度</b></p><p>　　采用不同的清洗劑，清洗效果有所不同；統(tǒng)一種清洗劑的清洗溫度不同，清

82、洗效果也有所不同。一般當(dāng)溫度從常溫提高10ºC~15ºC 時(shí)，清洗速度約提高一倍。根據(jù)國外經(jīng)驗(yàn)，清洗液溫度30º~40ºC 為宜。這不僅可以大量節(jié)約能源，而且有利于防止清洗過程中的熱變形和改善勞動條件。</p><p><b>　　5、曲軸的檢驗(yàn)</b></p><p>　　由于曲軸在加工過程中受到刀具和夾具的力，易產(chǎn)生裂紋，將

83、會影響其正常工作，所以曲軸在加工完成后要進(jìn)行隱蔽缺陷的檢驗(yàn)，一般有以下幾種方法：</p><p><b>　?。?）磁力探傷</b></p><p>　　磁力探傷是利用電磁原理來檢驗(yàn)金屬零件的隱蔽缺陷，當(dāng)磁通量通過被檢零件時(shí)，若零件內(nèi)部有裂紋，則在裂紋部位會由于磁力線的外泄形成局部的磁極，產(chǎn)生一對有S、N極的局部磁場。若在零件表面上撒以磁性鐵粉，或?qū)㈣F粉與油的混合液通

84、過零件表面，鐵粉就被磁化并吸附在裂紋處，從而顯現(xiàn)出裂紋的位置和大下。</p><p>　　磁力探傷時(shí)，必須使磁力線垂直地通過裂紋，因?yàn)榱鸭y平行于磁場時(shí)，磁力線偏散很小，就難以發(fā)現(xiàn)裂紋。</p><p>　　用磁力探傷法檢查零件時(shí)，根據(jù)裂紋可能產(chǎn)生的位置和方向，可采用縱向磁化法及周向磁化法。</p><p>　　縱向磁化法是將被檢零件置于馬蹄形電磁鐵的兩極之間，當(dāng)線圈

85、繞組通以電流時(shí)，電磁鐵產(chǎn)生磁通，經(jīng)過零件形成封閉磁路，在零件內(nèi)產(chǎn)生平行于零件軸線的縱向磁場，就可以發(fā)現(xiàn)橫向裂紋。</p><p>　　周向磁化法是利用電流通過導(dǎo)線時(shí)產(chǎn)生的環(huán)形磁場進(jìn)行磁化。檢驗(yàn)時(shí)使電流直接通過零件，在零件圓周表面產(chǎn)生環(huán)形橫向磁場，便可發(fā)現(xiàn)零件表面平行于軸線的縱向裂紋。</p><p>　　磁力探傷用的磁粉通常采用具有高導(dǎo)磁率的四氧化三鐵鐵粉，粒度為2μm~5μm。磁粉可干用

86、，也可以將磁粉與液體混合成懸浮液，但所用的液體應(yīng)透明澄清，粘度要低。而且滲透性應(yīng)較好，且對被檢零件無腐蝕，通常采用煤油、變壓油或柴油，在每升溶液中加入20g~30g四氧化三鐵鐵粉。</p><p>　　零件經(jīng)磁化檢查后必須進(jìn)行退磁，退磁的方法可分為交流退詞法和直流退詞法。</p><p>　　交流退磁法是將零件從交流磁場中漫漫退出或是將零件放在交變磁場中，逐漸減少磁場電流，直至電流為零。采

87、用交流退磁法只能使零件表面退磁，但它退磁速度快，因此應(yīng)用廣泛。</p><p>　　直流退磁發(fā)適用于直流磁化的零件，它們利用原直流磁場，不斷改變其磁場方向，并逐漸使磁化電流降至零。曲軸一般采用直流退磁法。</p><p><b>　?。?）熒光探傷</b></p><p>　　熒光探傷是利用滲透到缺陷內(nèi)的熒光物質(zhì)，在紫外線激發(fā)后發(fā)出可見光，將零

88、件表面上的缺陷顯示出來。</p><p>　　熒光探傷是利用熒光物質(zhì)受激發(fā)光的原理。熒光物質(zhì)通常采用拜爾熒光黃及滲透性強(qiáng)的煤油、航空油等石油產(chǎn)品，當(dāng)熒光物質(zhì)受到紫外線照射后，其分子吸收能量處于不穩(wěn)定的激發(fā)狀態(tài)，分子由激發(fā)狀態(tài)過渡到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，熒光物質(zhì)放出能量發(fā)光，產(chǎn)生熒光現(xiàn)象。采用熒光探傷時(shí)，可將被檢零件的表面侵入熒光滲透液內(nèi)約30min，然后用乳化劑清洗零件表面，用溫水（30℃～42℃）洗凈。為吸出滲透在零件表

89、面缺陷內(nèi)的熒光液顯示缺陷，應(yīng)在零件表面上均勻地涂上一層顯像劑，然后用紫外線照射。</p><p>　　熒光滲透液應(yīng)是由發(fā)光強(qiáng)的熒光物質(zhì)和滲透性強(qiáng)油液配制而成 無論是干性或濕性顯像劑，都應(yīng)具有良好的附著力和毛細(xì)作用，以利于將滲入在缺陷內(nèi)的熒光物質(zhì)吸至表面，顯像劑本身不應(yīng)具有熒光性能，對金屬無腐蝕，對人體無毒性，易被沖洗。干性顯像劑顆粒要細(xì)，一般應(yīng)用1000目/c㎡～6000目/c㎡篩子篩過。通常顯像劑有氧化鎂、滑石

90、粉等。目前應(yīng)用的D—100熒光顯像劑，使用效果好。D—100熒光顯像劑是由火棉膠55﹪、丙酮16﹪，無水酒精14﹪、苯9﹪、二甲苯60﹪組成的混合液，并取這種混合液100ml與5﹪鋅白混合制成D—100熒光顯像劑。</p><p><b>　?。?）著色探傷</b></p><p>　　著色探是利用毛細(xì)管現(xiàn)象顯示零件表面缺陷。將零件表面侵泡在著色劑中，使著色劑滲透到零

91、件表面缺陷內(nèi)，然后取出擦凈。再在零件表面涂一層顯像粉（常用高嶺土粉），因毛細(xì)現(xiàn)象，侵入到缺陷內(nèi)的著色劑將會滲透到顯像粉中而呈現(xiàn)出缺陷。</p><p>　　著色探傷不需專用設(shè)備，只需配制著色劑。著色劑是用煤油80﹪、變壓器油15﹪、松節(jié)油5﹪，蘇丹紅Ⅲ10﹪g/L混合而成。但著色探傷靈敏度較差。</p><p>　　3.5加工工藝過程的改進(jìn)</p><p>　　在曲

92、軸的加工工藝方面，一般采用正火處理曲軸，為表面處理做好組織準(zhǔn)備，表面強(qiáng)化處理一般采用感應(yīng)淬火或氮化工藝。采用數(shù)控車床、數(shù)控內(nèi)銑床、數(shù)控車?yán)驳认冗M(jìn)設(shè)備對主軸頸、連桿軸頸進(jìn)行數(shù)控車削、內(nèi)銑削、高速外銑加工，以有效減少曲軸加工的變形量。</p><p>　　現(xiàn)介紹一款型號為VDF 315 OM-4的高速隨動外銑床的性能。該機(jī)床是德國BOEHRINGER公司專為汽車發(fā)動機(jī)曲軸設(shè)計(jì)制造的柔性數(shù)控銑床，該設(shè)備應(yīng)用工件回轉(zhuǎn)和

93、銑刀進(jìn)給伺服連動控制技術(shù)，可以一次裝夾不改變曲軸回轉(zhuǎn)中心隨動跟蹤銑削曲軸的連桿軸頸。采用一體化復(fù)合材料結(jié)構(gòu)床身，工件兩端電子同步旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，具有干式切削、加工精度高、切削效率高等特點(diǎn)；使用SIEMENS 840D CNC控制系統(tǒng)，設(shè)備操作說明書在人機(jī)界面上，通過輸入零件的基本參數(shù)即可自動生成加工程序，可以加工長度450～700mm、回轉(zhuǎn)直徑在380mm以內(nèi)的各種曲軸，連桿軸頸直徑誤差為±0.02mm。</p>&l

94、t;p>　　圖3.7 切削過程工件分析圖</p><p>　　CNC曲軸磨床：以德國埃爾溫勇克機(jī)器制造有限公司（JUNKER）的擺動跟蹤系列磨床為例，該設(shè)備采用了用于高速加工的CBN砂輪和使用油冷卻曲軸的組合，適用于加工汽車發(fā)動機(jī)曲軸，質(zhì)量可靠。主要性能有：在加工過程中檢測并修正軸頸圓度和尺寸；帶有“學(xué)習(xí)功能”的控制系統(tǒng)，附加對圓度偏差和干擾量的自動補(bǔ)償，可進(jìn)行補(bǔ)償?shù)母蓴_量是：溫度，機(jī)械及動力影響，磨削余量

95、的變化，材料以及金相結(jié)構(gòu)的變化，砂輪的可切削性，機(jī)床的磨損狀況；磨削主軸頸和連桿軸頸一次裝夾，理論上的偏差為零；切入式磨削及擺動式磨削；對 “敏感工件”的支撐，在主軸上采用自動對中心的三點(diǎn)式中心架；CNC控制的冷卻劑供給保障了磨削區(qū)域的持久用量；采用靜壓圓型導(dǎo)軌，無爬行現(xiàn)象，確保持久的高精確度（X軸導(dǎo)軌，進(jìn)給絲杠，止推軸承）；減震抗扭轉(zhuǎn)床身，使用礦物的合成材料澆注而成，具有良好的吸震抗彎功能；砂輪軸適用于高達(dá)140m/s的磨削。該磨床具

96、有四片CBN砂輪，每片均可獨(dú)立磨削，一次裝夾可磨削全部主軸頸和連桿頸。</p><p><b>　　3.6本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要基于CAD軟件對曲軸進(jìn)行二維的工藝規(guī)程的編制，并對加工余量，工序尺寸及毛壞尺寸的確定。</p><p>　　第4章 Pro/E曲軸建模</p><p>　　Pro/E軟件

97、是美國公司開發(fā)的一套機(jī)械CAD/CAM軟件，它集零件設(shè)計(jì)、大型組件設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)、模具開發(fā)、數(shù)控加工、運(yùn)動分析等功能于一體，具有參數(shù)化設(shè)計(jì)、特征驅(qū)動等特點(diǎn)，是世界上應(yīng)用最廣泛的CAD/CAM軟件之一。</p><p>　　Pro/E軟件是最早使用參數(shù)化建模的CAD軟件，參數(shù)化是Pro/E的核心技術(shù)，無論多么復(fù)雜的零件模型，都可分解為有限數(shù)量的構(gòu)成特征，每一種構(gòu)成特征，都可以有限的參數(shù)完全約束，這就是參數(shù)

98、化的概念。使用參數(shù)化建模的主要優(yōu)點(diǎn)就是當(dāng)改變模型的一個(gè)尺寸時(shí)，其他與這個(gè)尺寸相關(guān)的尺寸都隨之改變，這樣就使設(shè)計(jì)變得相對簡單。</p><p>　　4.1 曲軸的結(jié)構(gòu)及特征創(chuàng)建順序分析</p><p>　　仔細(xì)分析曲軸的結(jié)構(gòu)可以看出，曲軸的飛輪端、自由端、主軸頸、連桿軸頸以及曲拐都可以由等截面的圖形拉伸而成。再考慮到曲軸是對稱的，可以先建立一半曲軸特征，鏡像生成完整的曲拐部分，然后分別創(chuàng)建曲

99、軸前后端，最后再考慮曲軸中的油道、油孔部分。</p><p>　　4.2 曲軸三維建?；具^程</p><p>　　4.2.1 建立零件設(shè)計(jì)文件</p><p>　?。?）雙擊打開Pro/E軟件圖標(biāo)，進(jìn)入工作界面，選取“文件”中的“設(shè)定工作目錄”，以便于文件的查找，使用。</p><p>　?。?）單擊工具欄上的“新建”按鈕，在打開的“新建”

100、對話框中選擇“類型”為“零件”，“子類型”選擇為實(shí)體，輸入文件名，取消“使用缺省模板”復(fù)選框，單擊確定，在打開的“新文件選項(xiàng)”中選擇模板“mmns-part-solid”,單擊確定按鈕[10]。</p><p>　　4.2.2 建立曲柄模型</p><p>　?。?）單擊窗口右側(cè)工具欄中的“拉伸工具”按鈕打開“拉伸工具” 操作板，單擊“草繪”按鈕，選取“RIGHT”面作為草繪平面，選取“

101、TOP”面作為參照平面，參照方向?yàn)椤白蟆?，單擊草繪按鈕，在草繪環(huán)境中以主軸頸的直徑繪制一個(gè)圓，單擊草繪器中的確定按鈕，在拉伸長度處輸入主軸頸長度的一半，單擊確定按鈕，完成特征的創(chuàng)建。</p><p>　?。?）重復(fù)以上步驟，選取拉伸出的面作為草繪平面，選取“TOP”面作為參照平面，參照方向?yàn)椤白蟆?，單擊草繪按鈕，在草繪環(huán)境中以R60繪制一個(gè)圓，單擊草繪器中的確定按鈕，在拉伸長度處輸入“1” ，完成特征的創(chuàng)建。如圖

102、4.1所示。</p><p>　　圖4.1 第一段主軸頸特征 圖4.2 第一個(gè)曲拐</p><p>　?。?）單擊窗口右側(cè)工具欄中的“拉伸工具”按鈕打開“拉伸工具” 操作板，單擊“草繪”按鈕，選取上步拉伸出面作為草繪平面，選取“TOP”面作為參照平面，參照方向?yàn)椤白蟆保瑔螕舨堇L按鈕，在草繪環(huán)境中繪制曲拐平面，單擊草繪器中的確定按鈕，在拉伸長度處輸入“1

103、7” ，完成特征的創(chuàng)建，如圖4.2所示。</p><p>　　（4）重復(fù)上述步驟，建立建立連桿軸頸，長度為實(shí)際連桿軸頸的一半。</p><p>　?。?）在需要的地方進(jìn)行倒圓角操作，方法是：左鍵單擊要倒圓角的便所在的特征，再單擊要選擇的邊，按住Ctrl鍵,依次選擇要倒同樣圓角的邊，按住右鍵，在彈出的菜單中選擇“倒圓角”命令，修改圓角值，單擊確定按鈕。結(jié)果如圖4.3、圖4.4所示。</

104、p><p>　　圖4.3 倒平衡重圓角 圖4.4 倒曲柄和平衡重連接處圓角</p><p>　?。?）按住Ctrl鍵，用鼠標(biāo)連續(xù)選取模型樹已經(jīng)建好的所有特征，鼠標(biāo)右擊選取的特征，在彈出的菜單中選擇“組”命令。然后選取模型樹中的組，在工具欄中單擊鏡像按鈕，選取連桿軸頸的拉伸出的面，單擊確定，完成特征的創(chuàng)建，如圖4.5所示。</p><p>　　圖

105、4.5 鏡像得到的結(jié)果 圖4.6 第二段曲拐草繪圖</p><p>　?。?）重復(fù)步驟1、2、3、4、5、6，建立下一段曲柄，如圖4.6所示。</p><p>　?。?）按住Ctrl鍵，用鼠標(biāo)連續(xù)選取模型樹已經(jīng)建好的所有特征，鼠標(biāo)右擊選取的特征，在彈出的菜單中選擇“組”命令。然后選取模型樹中的組，在工具欄中單擊鏡像按鈕，選取主軸頸右端的的面，單擊確定

106、按鈕，完成特征的創(chuàng)建，如圖4.7所示。</p><p>　　圖4.7 鏡像完成的曲軸主體部分</p><p>　?。?）繪制潤滑油道。進(jìn)入草繪頁面，分別以連桿軸頸和主軸頸中心作兩條輔助線畫一個(gè)寬2.5的矩形，點(diǎn)確定。占擊掃描，去除去材料，點(diǎn)擊確定，畫出潤滑油道。用同樣的辦法繪制其他油道，并倒2.5的圓角。如圖4.8所示。</p><p>　　圖4.8 繪制曲軸油孔并

107、倒圓角</p><p>　　4.2.3 建立曲軸自由端特征 </p><p>　?。?）單擊窗口右側(cè)工具欄中的“拉伸工具”按鈕打開“拉伸工具”操作板，單擊“草繪”按鈕，選取曲軸左端作為草繪平面，選取“TOP”面作為參照平面，參照方向?yàn)椤白蟆?，單擊草繪按鈕，在草繪環(huán)境中繪制草繪圖形，在拉伸深度處輸入值，預(yù)覽后，點(diǎn)擊確認(rèn)按鈕。</p><p>　?。?）重復(fù)上述步驟，輸

108、入相應(yīng)的尺寸數(shù)值，建立自由端的第二、三段伸出軸頸，并對軸頸相交處創(chuàng)建圓角特征。所建立的自由端伸出軸頸如圖4.9所示。</p><p>　　圖4.9 建立的自由端伸出軸頸</p><p>　?。?）單擊窗口右側(cè)工具欄中的“孔特征”按鈕打開“孔特征”操作板，在“孔特征”操作板中點(diǎn)擊“放置”按鈕，選擇曲軸自由端左側(cè)面為放置孔的平面，輸入次參考位置，輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)，預(yù)覽后點(diǎn)擊確認(rèn)按鈕，完成孔特征的

109、創(chuàng)建。如圖4.10所示。</p><p>　　圖4.10 建立的自由端孔特征</p><p>　　4.2.4 建立曲軸后端特征</p><p>　　（1）單擊窗口右側(cè)工具欄中的“拉伸工具”按鈕打開“拉伸工具”操作板，單擊“草繪”按鈕，選取曲軸右端作為草繪平面，選取“TOP”面作為參照平面，參照方向?yàn)椤坝摇?，單擊草繪按鈕，在草繪環(huán)境中繪制草繪圖形，在拉伸深度處輸入值，

110、預(yù)覽后，點(diǎn)擊確認(rèn)按鈕。</p><p>　?。?）重復(fù)上步操作，在新拉伸出的面上在創(chuàng)建一個(gè)拉伸特征。</p><p>　　（3）單擊窗口右側(cè)工具欄中的“孔特征”按鈕打開“孔特征”操作板，在“孔特征”操作板中點(diǎn)擊“放置”按鈕，選擇曲軸右端右側(cè)面為放置孔的平面，輸入次參考位置，點(diǎn)擊螺紋孔“按鈕”輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)，預(yù)覽后點(diǎn)擊確認(rèn)按鈕，完成螺紋孔特征的創(chuàng)建。</p><p>