發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸加工工藝分析與設(shè)計(jì)

1、發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸加工工藝分析與設(shè)計(jì)摘要曲軸是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零件之一其性能好壞直接影響到汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量和壽命.曲軸在發(fā)動(dòng)機(jī)中承擔(dān)最大負(fù)荷和全部功率承受著強(qiáng)大的方向不斷變化的彎矩及扭矩，同時(shí)經(jīng)受著長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)的磨損，因此要求曲軸材質(zhì)具有較高的剛性、疲勞強(qiáng)度和良好的耐磨性能。發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的作用是將活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)通過連桿轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的輸出。本課題僅175Ⅱ型柴油機(jī)曲軸的加工工藝的分析與設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。工藝路

2、線的擬定是工藝規(guī)程制訂中的關(guān)鍵階段，是工藝規(guī)程制訂的總體設(shè)計(jì)。所撰寫的工藝路線合理與否，不但影響加工質(zhì)量和生產(chǎn)率，而且影響到工人、設(shè)備、工藝裝備及生產(chǎn)場(chǎng)地等的合理利用，從而影響生產(chǎn)成本。所以，本次設(shè)計(jì)是在仔細(xì)分析曲軸零件加工技術(shù)要求及加工精度后，合理確定毛坯類型，經(jīng)過查閱相關(guān)參考書、手冊(cè)、圖表、標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)資料，確定各工序的定位基準(zhǔn)、機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差，最終制定出曲軸零件的加工工序卡片。關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)，曲軸，工藝分析，工藝設(shè)計(jì)目

3、錄第一章概述1第二章確定曲軸的加工工藝過程32.1曲軸的作用32.2曲軸的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)32.3曲軸的主要技術(shù)要求分析42.4曲軸的材料和毛坯的確定42.5曲軸的機(jī)械加工工藝過程42.6曲軸的機(jī)械加工工藝路線5第三章曲軸的機(jī)械加工工藝過程分析63.1曲軸的機(jī)械加工工藝特點(diǎn)63.2曲軸的機(jī)械加工工藝特點(diǎn)分析73.3曲軸主要加工工序分析……………………………………………………83.3.1銑曲軸兩端面鉆中心孔………………………………………………

4、83.3.2曲軸主軸頸的車削……………………………………………………83.3.3曲軸連桿軸頸的車削…………………………………………………83.3.4鍵槽加工………………………………………………………………93.3.5軸頸的磨削……………………………………………………………9第四章機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定94.1曲軸主要加工表面的工序安排94.2機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定104.2.1主軸頸工序尺寸及公差的確定104.2

5、.2連桿軸頸工序尺寸及公差的確定104.2.3φ2200.12外圓工序尺寸及公差的確定104.2.4φ2000.021外圓工序尺寸及公差的確定114.3確定工時(shí)定額114.4曲軸機(jī)械加工工藝過程卡片的制訂12謝辭13曲軸是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的重要零件，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(dòng)力，傳給底盤的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，同時(shí)，驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)和其它輔助裝置。曲軸在工作時(shí)，受氣體壓力，慣性力及慣性力矩的作用，受力大而且受力復(fù)雜，同時(shí)，曲軸又是高速

6、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(rùn)滑良好。2.2曲軸的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)圖21曲軸的結(jié)構(gòu)圖曲軸一般由主軸頸，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(dòng)機(jī))；V型發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)氣缸數(shù)目有關(guān)，還取決于曲軸的支

7、承方式。連桿軸頸是曲軸與連桿的連接部分，在連接處用圓弧過渡，以減少應(yīng)力集中。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(dòng)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)。曲軸前端裝有齒輪，驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇和水泵的皮帶輪以及起動(dòng)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。曲軸的后端用來安裝飛輪，在后軸頸與飛輪凸緣之間

8、制成擋油凸緣與回油螺紋，以阻止機(jī)油向后竄漏。2.3曲軸的主要技術(shù)要求分析1.主軸頸、連桿軸頸本身的精度，即尺寸公關(guān)等級(jí)IT6，表面粗糙度Ra值為1.25～0.63μm。軸頸長(zhǎng)度公差等級(jí)為IT9～I(xiàn)T10。軸頸的形狀公差，如圓度、圓柱度控制在尺寸公差之半。2.位置精度，包括主軸頸與連桿軸頸的平行度：一般為100mm之內(nèi)不大于0.02mm；曲軸各主軸頸的同軸度：小型高速曲軸為0.025mm，中大型低速曲軸為0.03～0.08mm。3.各連桿

9、軸頸的位置度不大于20′。2.4曲軸的材料和毛坯的確定曲軸工作時(shí)要承受很大的轉(zhuǎn)矩及交變的彎曲應(yīng)力，容易門生扭振、折斷及軸頸磨損，因此要求用材應(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QT6002；對(duì)于高速、重載曲軸，可采用40Cr、42Mn2V等材料。本課題采用球墨鑄鐵QT6002.曲軸的毛坯根據(jù)批量大小、尺寸、結(jié)構(gòu)及材料品種來決定。批量較大的小型曲軸，采用模鍛；單件小批的中大型曲軸，

10、采用自由鍛造；而對(duì)于球墨鑄鐵材料則采用鑄造毛坯。2.5曲軸的機(jī)械加工工藝過程曲軸的尺寸精度、加工表面形狀精度以及位置精度的要求都很高，但剛性比較差，容易產(chǎn)生變形，這就給曲軸的機(jī)械加工帶來了很多困難，必須予以充分的重視。曲軸需要加工的表面有：主軸頸、連桿軸頸、鍵槽、φ22的外圓。由于使用了工藝搭子，銑鍵槽安排在切除工藝搭子后，磨削外圓安排在保留工藝搭子前。根據(jù)曲軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及機(jī)械加工的要求，加工順序大致可歸納為：銑兩端面；車工藝搭子和鉆中