柴油机曲轴的加工工艺毕业设计18号改10069.docx

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1、大连职业技术学院实习报告摘 要曲轴是发发动机上上的一个个重要的的旋转机机件，装装上连杆杆后，可可承接活活塞的上上下(往往复)运运动变成成循环运运动。曲曲轴主要要有两个个重要加加工部位位：主轴轴颈和连连杆颈。主主轴颈被被安装在在缸体上上，连杆杆颈与连连杆大头头孔连接接，连杆杆小头孔孔与汽缸缸活塞连连接，是是一个典典型的曲曲柄滑块块机构。发发动机工工作过程程就是：活塞经经过混合合压缩气气的燃爆爆，推动动活塞做做直线运运动，并并通过连连杆将力力传给曲曲轴，由由曲轴将将直线运运动转变变为旋转转运动。而而曲轴加加工的好好坏将直直接影响响着发动动机整体体性能的的表现。曲轴的的材料是是由碳素素结构钢钢或球墨

2、墨铸铁制制成的，有有两个重重要部位位：主轴轴颈，连连杆颈。本次采采用球墨墨铸铁QQT6000-22.设计计的主要要就是这这两方面面的在数数控机床床的加工工。集合合多种的的曲轴加加工后，深深入分析析了曲轴轴的加工工工艺。关键词：曲轴 主轴劲劲 连杆杆劲 数数控加工工。一 曲轴轴的基础础信息1.1曲曲轴的作作用曲轴是汽汽车发动动机中的的重要零零件，它它与连杆杆配合将将作用在在活塞上上的气体体压力变变为旋转转的动力力，传给给底盘的的传动机机构，同同时，驱驱动配气气机构和和其它辅辅助装置置。曲轴在工工作时，受气气体压力力，惯性性力及惯惯性力矩矩的作用用，受力力大而且且受力复复杂，同时，曲曲轴又是是高速

3、旋旋转件，因因此，要要求曲轴轴具有足足够的刚刚度和强强度，具具有良好好的承受受冲击载载荷的能能力，耐耐磨损且且润滑良良好。1.2曲曲轴的结结构及其其特点图1-11 曲曲轴的结结构图曲轴一般般由主轴轴颈，连连杆轴颈颈、曲柄柄、平衡衡块、前前端和后后端等组组成。一一个主轴轴颈、一一个连杆杆轴颈和和一个曲曲柄组成成了一个个曲拐，曲曲轴的曲曲拐数目目等于气气缸数(直列式式发动机机)；VV型发动动机曲轴轴的曲拐拐数等于于气缸数数的一半半。主轴颈是是曲轴的的支承部部分，通通过主轴轴承支承承在曲轴轴箱的主主轴承座座中。主主轴承的的数目不不仅与发发动机气气缸数目目有关，还还取决于于曲轴的的支承方方式。连杆轴颈

4、颈是曲轴轴与连杆杆的连接接部分，在在连接处处用圆弧弧过渡，以以减少应应力集中中。曲柄是主主轴颈和和连杆轴轴颈的连连接部分分，断面面为椭圆圆形，为为了平衡衡惯性力力，曲柄柄处铸有有(或紧紧固有)平衡重重块。平平衡重块块用来平平衡发动动机不平平衡的离离心力矩矩，有时时还用来来平衡一一部分往往复惯性性力，从从而使曲曲轴旋转转平稳。曲轴前端端装有齿齿轮，驱驱动风扇扇和水泵泵的皮带带轮以及及起动爪爪等。为为了防止止机油沿沿曲轴轴轴颈外漏漏，在曲曲轴前端端装有一一个甩油油盘，在在齿轮室室盖上装装有油封封。曲轴轴的后端端用来安安装飞轮轮，在后后轴颈与与飞轮凸凸缘之间间制成挡挡油凸缘缘与回油油螺纹，以以阻止机

5、机油向后后窜漏。1.3曲曲轴的主主要技术术要求分分析（1）.主轴颈颈、连杆杆轴颈本本身的精精度，即即尺寸公公关等级级IT66，表面粗粗糙度RRa值为为1.22500.633m。轴颈颈长度公公差等级级为ITT9IIT100。轴颈颈的形状状公差，如如圆度、圆圆柱度控控制在尺尺寸公差差之半。（2）.位置精精度，包包括主轴轴颈与连连杆轴颈颈的平行行度：一一般为1100mmm之内内不大于于0.002mmm；曲轴轴各主轴轴颈的同同轴度：小型高高速曲轴轴为0.0255mm，中中大型低低速曲轴轴为0.030.008mmm。（3）.各连杆杆轴颈的的位置度度不大于于200。1.4曲曲轴的材材料和毛坯的的确定曲轴工

6、作作时要承承受很大大的转矩矩及交变变的弯曲曲应力，容容易门生生扭振、折折断及轴轴颈磨损损，因此此要求用用材应有有较高的的强度、冲冲击韧度度、疲劳劳强度和和耐磨性性。常用用材料有有：一般般曲轴为为35、440、45钢钢或球墨墨铸铁QQT6000-22；对于于高速、重重载曲轴轴，可采采用400Cr、442Mnn2V等等材料。1.5曲曲轴的机机械加工工工艺过过程曲轴的尺尺寸精度度、加工工表面形形状精度度以及位位置精度度的要求求都很高高，但刚刚性比较较差，容容易产生生变形，这这就给曲曲轴的机机械加工工带来了了很多困困难，必必须予以以充分的的重视。曲轴需要要加工的的表面有有：主轴轴颈、连连杆轴颈颈、键槽

7、槽、外圆圆。由于于使用了了工艺搭搭子，铣铣键槽安安排在切切除工艺艺搭子后后，磨削削外圆安安排在保保留工艺艺搭子前前。根据曲轴轴的结构构特点及及机械加加工的要要求，加加工顺序序大致可可归纳为为：铣两两端面；车工艺艺搭子和和钻中心心孔；粗、精精车三连连杆轴颈颈；粗、精精车各处处外圆；精磨连连杆轴颈颈、主轴轴颈和外外圆；切切除工艺艺搭子、车车端面、铣铣键槽等等。1.6曲曲轴机械械加工工工艺基本本路线（1） 基础锻造造（2） 热处理（3） 铣两端面面（4） 车两端工工艺搭子子外圆（5） 钻主轴颈颈中心孔孔（6） 钻连杆轴轴颈中心心孔（7） 检验（8） 粗车连杆杆轴颈（9） 精车连杆杆轴颈（10） 车工

8、艺搭搭子两端端面（11） 粗车各处处外圆（12） 精车各处处外圆（13） 检验（14） 磨削连杆杆轴颈外外圆（15） 磨削主轴轴颈（16） 磨削外圆圆（17） 磨削220 00 -00.0221mmm外圆（18） 检验（19） 车掉两端端工艺搭搭子（20） 车两端面面（21） 铣键槽（22） 倒角（23） 去毛刺（24） 最后检验验二 曲轴的的机械加加工工艺艺过程分分析2. 11曲轴的机机械加工工工艺特特点三拐曲轴轴除了具具有轴的的一般加加工规律律外，也也有它的的工艺特特点，主主要包括括形状复复杂，刚刚性差及及技术要要求高，针针对这些些特点应应采取相相应的措措施2. 22曲轴的机机械加工工工艺

9、特特点分析析（1）该该零件是是多拐小小型曲轴轴，生产产批量不不大，故故选用中中心孔定定位，它它是辅助助基准，装装夹方便便，节省省找正时时间，又又能保证证三处连连杆轴颈颈的位置置精度。但但轴两端端的轴颈颈比例不不再统一一圆周上上，故不不能直接接在轴端端面上钻钻三对中中心孔。于于是，在在曲轴毛毛坯制造造时，预预先铸造造两端的的工艺搭搭子，这这样就可可以在工工艺搭子子上钻出出四对中中心孔，达达到用中中心孔定定位的目目的。（2）在在工艺搭搭子端面面上钻四四对中心心孔，先先以两主主轴颈为为粗基准准，钻好好主轴颈颈的一对对中心孔孔；然后后以这一一对中心心孔定位位，以连连杆轴颈颈为粗基基准划线线，再将将曲轴

10、放放到回转转工作台台上，加加工32mmm、圆圆周1220均布的的三个连连杆轴颈颈的中心心孔，这这样就保保证了它它们之间间的位置置精度。（3）该该零件刚刚性较差差，应按按先粗后后精的原原则安排排加工顺顺序，逐逐步提高高加工精精度。对对于主轴轴颈与连连杆轴颈颈的加工工顺序是是，先加加工三个个连杆轴轴颈，然然后再加加工主轴轴颈及其其他各处处的外圆圆，这样样安排可可以避免免一开始始就降低低工件刚刚度，减减少受力力变形，有有利于提提高曲轴轴加工精精度。（4）由由于使用用了工艺艺搭子，铣铣键槽工工序安排排在切除除中心孔孔后进行行，故磨磨外圆工工序必须须提前在在还保留留工艺搭搭子中心心孔时进进行，同同时要注

11、注意防止止已磨好好的表面面被碰伤伤。2. 33曲轴主主要加工工工序分分析（1）铣铣曲轴两两端面,钻中心心孔本工序在在钻铣车车组合车车床上完完成，主主要保证证曲轴总总长及中中心孔的的质量，若若端面不不平则中中心钻上上的两切切削刃的的受力不不均，钻钻头可能能引偏而而折断，因因此采用用先面后后孔的原原则。中中心孔除除影响曲曲轴质量量分布外外，它还还是曲轴轴加工的的重要基基准贯穿穿整个曲曲轴加工工始终。因因而直接接影响曲曲轴加工工精度。打打中心孔孔在本次次工艺设设计中因因考虑设设备因素素，采用用找出曲曲轴的几几何中心心代替质质量中心心。打中中心孔以以毛坯的的外表面面作为基基准，因因而毛坯坯外表面面质量

12、好好坏直接接影响孔孔的位置置误差。（2）曲曲轴主轴轴颈的车车削由于曲轴轴年产量量不大，主主轴颈加加工采用用车削，在在刚度较较强的普普通车床床上进行行。曲轴轴安装在在前、后后顶尖上上线一端端用大盘盘夹住而而另一端端用顶尖尖顶住，用用硬质合合金车几几道工序序上完成成主轴颈颈的车削削。由于于加工余余大且不不均匀，旋旋转不平平衡，加加工时产产生冲击击，因此此工件要要夹牢固固。车床床、刀具具、夹具具要有足足够的刚刚性。主主轴颈车车削顺序序是先精精车一端端主轴颈颈及轴肩肩，然后后以车好好的主轴轴颈定位位。另一一侧用顶顶尖以中中心孔定定位。车车另一端端主轴颈颈、肩及及各个轴轴颈，半半精度及及精车都都按此顺顺

13、序进行行，逐渐渐提高主主轴颈及及其他轴轴颈的加加工精度度。（3）曲曲轴连杆杆轴颈的的车削主轴颈及及其它外外圆车好好后，以以主轴颈颈作为加加工连杆杆轴颈的的基准，采采用专用用的车夹夹具、车车削连杆杆轴颈，车车削同样样在普通通车床上上进行。车车削连杆杆轴颈需需要解决决的是角角度定位位（两连连杆轴颈颈轴线需需要控制制在1880度+30度度或1880度30度度）以及及曲轴旋旋转的不不平衡问问题。这这些都由由专用夹夹具来保保证，夹夹具体为为一对用用以定位位的V型型块组成成，装在在接盘上上。接盘盘与车床床过渡接接盘靠中中间的定定位销定定位并连连接，接接盘在过过渡接盘盘上靠棱棱形定位位销可转转1800度，依

14、依次车削削两个连连杆轴颈颈。V型型块中心心与车床床主轴线线距离一一个曲轴轴半径。车车削过程程中，一一端与曲曲轴主轴轴颈定位位并夹紧紧，另一一端靠偏偏中心座座夹紧，中中心座上上钻有中中心孔，中中心孔偏偏心距同同样为一一个曲轴轴半径。用用顶尖顶顶紧中心心孔，这这样就能能保证连连杆轴颈颈轴线与与车床主主轴线一一致。安安装夹具具体的接接盘上有有平衡块块，消除除曲轴旋旋转时不不平衡力力矩的生生。曲轴轴加工时时由于受受到离心心力和两两顶尖的的轴向压压紧偏心心力的作作用，容容易发生生弯曲变变形，为为了加强强工件刚刚度，用用撑杆来来撑住另另一个曲曲拐的开开移。车车削连杆杆轴颈时时为了使使切削力力不致于于太大，

15、每每次车削削余量控控制在111.5mmm内，同同时车床床旋转不不能太高高，刀具具采用高高速钢。（4）键键槽加工工这个键槽槽主要用用于飞轮轮，加工工此键槽槽应安排排在主轴轴颈精车车工序之之后，这这样能保保证定位位精度及及控制键键槽的深深度以及及对称度度。键槽槽加工是是以两主主轴颈定定位，同同样用专专用夹具具在普通通铣床上上进行。（5）轴轴颈的磨磨削由于主轴轴颈及连连杆轴颈颈精度较较高，尺尺寸精度度为ITT6级，表表面粗糙糙度1.600.8m，并并且具有有较高的的形状精精度及位位置精度度。因此此主轴颈颈与连杆杆轴颈精精车后要要进行磨磨削，以以提高精精度表面面粗糙度度。在工艺设设计中，首首先磨主主轴

16、颈然然后磨连连杆轴颈颈。中间间主轴颈颈磨好后后才能磨磨其余轴轴颈，磨磨主轴颈颈和连杆杆轴颈的的安装方方法基本本上与车车轴颈相相同，磨磨主轴颈颈是以中中心孔定定位，在在外圆磨磨床上进进行，磨磨连杆轴轴颈则以以经过精精磨的两两端主轴轴颈定位位，以保保证与主主轴颈的的轴线距距离及平平行度要要求，磨磨连杆轴轴颈是在在曲轴磨磨床上进进行的。由于轴颈颈宽度不不大，采采用横向向进给磨磨削法，生生产率较较高，磨磨轮的外外形需仔仔细地修修整，因因为直接接影响轴轴颈与圆圆角的形形状，磨磨削余量量根据车车削后的的精度而而定，粗粗磨余量量值每边边0.220.3mmm，精磨磨余量控控制在00.10.115 mmm内。在

17、横向进进给磨削削中，磨磨轮对工工件的压压力很大大，为避避免曲轴轴弯曲，采采用可以以调节的的中心架架，否则则就不能能去掉上上道工序序留下的的弯曲度度，最好好待这个个轴颈的的摆差减减小才开开始使用用中心架架。磨削主轴轴颈时应应把两顶顶尖孔倒倒角处抹抹干净，去去砂粒及及油泥，确确保加工工基准中心心孔的精精度，磨磨削工序序之前必必须修研研中心孔孔。三 机机械加工工余量、工工序尺寸寸及公差差的确定定3.1曲曲轴主要要加工表表面的工工序安排排曲轴的主主要加工工表面为为主轴颈颈、连杆杆轴颈、各各外圆；次要加加工表面面为两端端面、键键槽。此此外，还还有还有有检验、清清洗、去去毛刺等等工序。连杆各主主要表面面的

18、工序序安排如如下：（1）、主主轴颈：粗车、精精车、磨磨削；（2）、连连杆轴颈颈：粗车车、精车车、磨削削；3.2确确定工时时定额粗车七个个连杆轴轴颈至25.80-0.0084。（1） 被吃刀刀量：取取=1mmm，（2） 进给量量f：取取。（3） 机床主主轴转速速: 取取n=6600rr/miin（4） 切削速速度：（5） 计算切切削工时时：被切切削层长长度=3322=66mmm，因为粗粗车走刀刀两次，故故tm=0.44mmin精车三个个连杆轴轴颈至24.50-0.0333。（1） 被吃刀刀量：取取=0.65mmm，（2） 进给量量f：取取f=00.3mmm/rr（3） 机床主主轴转速速: 取取n

19、=8800rr/miin（4） 切削速速度：（5） 计算切切削工时时：被切切削层长长度=3322=66mmm，因为粗粗车走刀刀两次，故故tm=0.55mmin四 附附录设备备刀具工序号工序名称称设备名称称型号夹具、刀刀检具及及辅具005铣端面双面铣床床010划线可调V型型架015打中心孔孔中心孔钻钻床可调中心心架020粗车法兰兰外圆C6300025粗车主四四C6300030粗磨主四四MQ82260P9000x388x3005A446#P5VV035车主颈及及大小头头S1-2206卡瓦、成成型车刀刀040粗磨主颈颈及小头头MQ82260砂轮045精车大头头CA61140050车小头平平端面C31

20、880锥柄钻花花055钻大头孔孔C31880锥柄麻花花钻060铣定位面面065车外端连连颈S1-2217卡瓦、成成型车刀刀070车第二区区连颈S1-2217卡瓦、成成型车刀刀075车中心区区连颈S1-2217卡瓦、成成型车刀刀080粗磨连颈颈MQ82260三等分夹夹具、砂砂轮085半精磨小小头MQ82260090钻直油孔孔Z35AA钻直油孔孔钻模095钻斜油孔孔油孔钻床床钻斜油孔孔钻模100精磨主颈颈MQ82260砂轮、修修整器、中中心架、千分尺、卡卡板105精磨法兰兰MQ82260砂轮、修修整器、中中心架、千分尺、卡卡板110精磨连颈颈MQ82260砂轮、修修整器、中中心架、三等分夹夹具、中

21、中心高检检具115探伤及退退磁JDC-9000120氮化前抛抛光砂纸1550#125检验130校直Y41-63V型块135氮化140修中心孔孔、倒角角CA61140145精磨小头头MQ82260表架、主主一长度度检具150精车轴承承孔CA61140内径量缸缸表、校校对规155钻法兰孔孔Z35AA钻模、钻钻花、丝丝攻160铣键槽X62WW铣键槽夹夹具165去毛刺电动工具具170油孔口抛抛光橡胶锥及及砂纸1180#175动平衡及及去重动平衡机机、Z335A钻花180氮化后抛抛光砂纸1880#185检验190清洗、上上蜡、包装清洗机柴油、清清洗液、蜡蜡五 工工序分析析（1）铣铣端面工工序有两两个作用

22、用：保证证曲轴的的总长；保证中中心孔的的质量。若若端面不不平，则则中心钻钻上两个个切削刃刃的受力力不均，钻钻头引偏偏而折断断。这也也是“先面后后孔”原则的的具体应应用。（2）中中心孔的的重要性性：中心心孔除影影响曲轴轴的质量量分布外外，它的的重要性性还在于于它是曲曲轴加工工的重要要精基准准，直接接影响曲曲轴的加加工精度度，因此此中心孔孔必须满满足其质质量要求求。但工工件经过过粗加工工后，中中心孔的的精度往往往不可可避免地地受到影影响，所所以在精精加工之之前，必必须对中中心孔进进行修研研，确保保符合其其技术要要求。可可用油石石或橡胶胶砂轮修修研。（3）打打中心孔孔是采用用找出曲曲轴的几几何中心心

23、来代替替质量中中心，是是以毛坯坯的外表表作为基基准。毛毛坯外表表光洁圆圆整，则则打出的的中心孔孔位置误误差就小小。（4）按按照S11-2006车床床的工装装结构，必必须先粗粗车和粗粗磨主颈颈四。主主颈四是是加工长长度尺寸寸的一个个基准，其其两侧扇扇板的厚厚度应分分均匀，否否则极易易使整根根曲轴的的轴向尺尺寸发生生偏移，即即单边，致致使曲轴轴各扇板板厚度不不一而致致废。（5）因因曲轴刚刚度差，故故车主轴轴颈的工工序，采采用前后后刀架同同时横向向进给的的S1-2066一次加加工成型型的机床床，必须须注意刀刀排分布布应合理理，车刀刀应常换换常磨，进进刀量应应适中。（6）车车小头孔孔、平端端面工序序不

24、容忽忽视。因因为小头头是与起起动爪相相连的部部位，在在用人力力起动发发动机时时,小头头传递大大力矩,所以首首先要保保证小头头的有效效深度，其其次小头头孔倒角角应圆整整光滑,角度正正确,以以保证精精磨小头头时外圆圆跳动合合格,否否则就应应重新精精修小头头孔倒角角。（7）钻钻大头孔孔工序。孔孔太深会会影响第第七主轴轴颈及法法兰的强强度,太太浅会影影响内装装黄油的的空间和和装轴承承的轴向向位置。（8）铣铣定位面面。为了了使车连连颈时角角度分布布均匀，按按照铸造造毛坯六六缸曲轴轴的角度度均布原原理去掉掉铸造余余量,故故必须铣铣好定位位面。不不论定位位面向那那边有所所偏移,都会严严重改变变铸件曲曲轴工序

25、序余量的的均匀分分布,严严重偏移移的致使使连颈加加工不足足而致废废。（9）车车连颈SS1-2217是是成型车车床，刀刀排分布布合理、车车刀的成成型正确确、进刀刀量适中中、定位位面紧靠靠都直接接影响到到产品能能否达到到工艺技技术要求求。故中中心距、长长度、宽宽度尺寸寸和圆弧弧、外圆圆尺寸等等的调整整必须在在车床进进入稳定定加工状状态后才才可进行行，避免免工艺系系统热变变形影响响太大。（10）粗磨连连颈是一一道重要要工序。粗粗磨连颈颈要进行行曲轴1120的三等等分,保保证中心心高尺寸寸。磨床床首尾两两端偏心心夹具的的移动会会引起主主连轴颈颈中心高高的变化化，应仔仔细调整整至合适适之处反反锁固定定。

26、此外外若中心心架调整整不恰当当会引起起曲轴变变形而致致中心高高超差，而而砂轮进进刀太快快则会引引起角度度偏移,甚至曲曲轴断裂裂。致谢我本次的的毕业设设计，得得到邹竹竹青老师师的亲切切关怀和和精心指指导，使使得本设设计得以以顺利完完成，其其中无不不饱含着着老师的汗汗水和心心血。首首先要感感谢的是是我的指指导老师师邹竹青青老师，在整个个过程中中他给了了我很大大的帮助助。在完完成初稿稿后，老老师认真真查看了了我的设设计内容容和格式式，指出出了我存存在的很很多问题题，让后后我回去去在查看看资料，在在反复的的修改中中我学到到了不少少知识，同同时在请请教别人人的过程程中我也也增加了了和同学学老师之之间的感

27、感情，使使我们的的友谊更更进一步步加深了了，在此此十分感感谢邹老师的的细心指指导，才才能让我我顺利完完成毕业业设计。同时感谢谢所有任任课老师师三年来来对我的的培养。如果没有你们的精心培育我不可能有今天的没好时光，是你们在我有困难的时候帮我们解决困难，就包括这次的毕业设计有许多老师都给与了我们很大的帮助，不管是从材料的来源还是格式的指导都非常认真细心地给我们指引。同时也要感谢我的同学和朋友们，在设计过程中也得到了许多朋友的关心，不管是学哥学姐，都给予我们帮助，我将永远记得你们伴我走过的每一个有欢笑有泪水的日子，是你们的关心和帮助，让我感受到了家的温暖。 借此，感感谢大学学三年中中我的班班主任和和任课老老师们给给予的教教诲，你你们的教教诲，不不仅让我我学到了了书本的的基础知知识，更更重要的的是让我我学会了了如何做做一名优优秀的大大学生，如如果没有有你们的的辛勤教教诲，也也不会有有我今天天的成长长。也感感谢学院院为我们们提供了了一次这这样好的的机会，使使自己在在学习的的同时也也锻炼了了自己的的实践能能力。11