cebbxqw曲轴的加工工艺毕业设计Word文件下载.docx

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主轴颈，连杆颈，（还有其他）。

曲轴的润滑主要是指与摇臂间轴瓦的润滑和两头固定点的润滑．这个一般都是压力润滑的，曲轴中间会有油道和各个轴瓦相通，发动机运转以后靠机油泵提供压力供油进行润滑、降温。

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。

曲轴的旋转是发动机的动力源。

曲轴的结构包括轴颈、曲轴臂、曲轴销、侧盖以及连杆大端轴承。

轴颈具有一第一油路。

曲轴臂连接于轴颈。

曲轴销设置于曲轴臂之中，并且抵接于轴颈。

曲轴销具有第一机油缓冲室、第二机油缓冲室以及第二油路。

第一机油缓冲室系连接于第二机油缓冲室，第二油路连接于第二机油缓冲室。

侧盖设置于曲轴臂中，侧盖与曲轴销之间成形有一空间，该空间连接于第一油路与第一机油缓冲室之间。

连杆大端轴承设置于曲轴臂之中，曲轴销套设于连杆大端轴承之中，第二油路连接于第二机油缓冲室与连杆大端轴承之间。

本实用新型可将机油内微小异物过滤掉，减少了连杆大端轴承遭受微小异物侵入的机会，并避免连杆大端轴承损坏，进而可延长曲轴结构的使用寿命。

一概述

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。

二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

（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φ200-00.021mm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

三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

由于本曲轴长径比较大，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。

加工时应要解决以下问题：

A：

正确分配粗加工、半精加工及精加工余量。

B：

粗基准选择用曲轴两端的中心孔。

中心孔的加工以主轴颈外圆作为基准，这样能保证曲轴加工径向及轴向加工余量的均匀性。

C：

精加工时仍用中心孔作为基准，但要重新修磨中心孔，避免精加工时因中心孔磨损引起加工误差。

也可一端用主轴颈定位，另一端用中心孔定位以提高刚度。

D：

曲轴轴向定位以主轴颈轴肩定位，工艺设计时定位基准应尽量与设计基准一致。

3.2曲轴的机械加工工艺特点分析

1）该零件是三拐小型曲轴，生产批量不大，故选用中心孔定位，它是辅助基准，装夹方便，节省找正时间，又能保证三处连杆轴颈的位置精度。

但轴两端的轴颈分别是20mm和φ25mm，而三处连杆轴颈中心距分布在φ32mm的圆周上，故不能直接在轴端面上钻三对中心孔。

于是，在曲轴毛坯制造时，预先铸造两端φ45mm的工艺搭子，这样就可以在工艺搭子上钻出四对中心孔，达到用中心孔定位的目的。

2）在工艺搭子端面上钻四对中心孔，先以两主轴颈为粗基准，钻好主轴颈的一对中心孔；

然后以这一对中心孔定位，以连杆轴颈为粗基准划线，再将曲轴放到回转工作台上，加工φ32mm、圆周120°

均布的三个连杆轴颈的中心孔，这样就保证了它们之间的位置精度。

3）该零件刚性较差，应按先粗后精的原则安排加工顺序，逐步提高加工精度。

对于主轴颈与连杆轴颈的加工顺序是，先加工三个连杆轴