毕业设计论文:汽车发动机曲轴机械加工工艺.doc
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1、毕业设计论文:汽车发动机曲轴机械加工工艺 毕 业 论 文题 目 院(系)别专 业级 别学 号姓 名指导老师科 学 研 究 报 告 汽车发动机四缸曲轴加工工艺及夹具设计机电及自动化学院 机械工程及自动化2021 * * * 副教授* 大 学 教 务 处 2021年6月 1 摘 要曲轴是汽车发动机的重要零件。它的作用是把活塞的往复直线运动变成传动轴的旋转运动,将作用在活塞的气体压力变成扭矩,用来驱开工作机械和发动机各辅助系统进行工作。曲轴在工作时承受着不断变化的压力、惯性力和它们的力矩作用,因此要求曲轴具有强度高、刚度大、耐磨性好,轴颈外表加工的尺寸精确,且润滑可靠。本设计是根据被加工曲轴的技术要
2、求,进行机械工艺规程的设计,然后运用夹具设计根本原理和方法,拟定夹具设计方案,完成夹具结构设计。主要工作有:绘制产品零件图,了解零件结构特点和技术要求;根据生产类型和所在企业生产条件,对零件进行结构分析及工艺分析;确定毛坯种类及制造方法;拟定零件机械加工工艺过程,选择各工序的加工设备与工艺设备,确定各工序的加工余量与工序尺寸,计算各工序 的切削用量与工时定额;填写机械加工工艺过程卡片、机械加工工序卡片等工艺卡片;设计指定的专用夹具,绘制装配总图和主要零件图。本次设计主要是为了提高曲轴零件的生产效率,以及加工精度。因此,制定工艺路线时严格按照基准先行,先主后次,先粗后精,先面后孔的工艺设计准那么
3、。先加工出基准,再用精基准定位加工其它工序。在夹具设计时,选择的是车曲轴连杆轴颈的工序,定位时选择两个V形块和周向定位钉定位,用压板夹紧,并且在夹具上设置适宜的偏心距。通过本次设计我查阅了许多书籍和行业资料,了解到行业的开展进程和局部先进技术,扩展了我的专业视野,为将来的学习生活都有着重要的影响。关键词:机械制造,加工工艺,曲轴,夹具I ABSTRACTCrankshaft is a very important parts of diesel engine. Ist action is change the to and frostraight-line motion of the pist
4、on into rotary motion,and change the gas pressure on the piston into torque, that is used to drive executive body and accessory system of the diesel engine. Crankshaft is withstanding the changing pressure, inertia force and the torque. So the crankshaft mast have high strength, high rigidity, high
5、abrasion resistance and the surface of axle journal must have high precision with well lubricating.This design is on the basis of technical requirement of the crankshaft to design the technological procedure. And then use the fundamental and method of the fixture design to fix the fixture design pro
6、gramme,and complete the structural of the fixture. The main work is: Parts drawing, understand the characteristic of structure and technical requirement; Accroding to the types of manufacturing and the plant conditions of the company we will analyse the structure and craft of the crankshaft; Fix the
7、 type and manufacturing method of the roughcast; Fix the processing technic of the crankshft,select device and equipment fix the machining allowance and working procedure size and count the cutting specifications and time allowance.; Fix the Processing technological process card and Machine-finishin
8、g operation card; Design the special fixture and plan the assembling drawing and main parts drawing.This design is in order to impr ve the crankshaft parts production efficiency, and the machining accuracy. Therefore,when drawing up the process we strict accordance with the design criteria thatbench
9、mark first,main first then secondary, rough first then essence, surface first ,hole after . First, work out benchmark, again with pure reference positioning processing other processes. In fixture design,I choose the car process of crankshaft connecting rod , When location,I choose two V block andcir
10、cumferential locating pin to positioning, pressed powder compact, and set up appropriate eccentricity on the jig.Accroding to this design I looked through many books and industry information, understand some of the industry development process and advanced technologies,and also expanded my professio
11、nal field.It has important influence on my future study and life. KEYWORDS: Machine manufacture Processing craft Crankshaft fixtureII 目 录摘 要 . I ABSTRACT . II第一章 绪 论 . 31.1设计的主要内容 . 31.2国内外的研究现状 . 3第二章 零件分析 . 72.1零件的作用 . 72.2曲轴工艺分析 . 7第三章 工艺规程设计 . 83.1确定毛坯的材料和制造形式 . 83.2基面的选择 . 83.2.1粗基准的选择. 83.2.2精
12、基准的选择. 83.3制定工艺路线 . 83.4工艺路线方案 . 93.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定 . 103.4.1确定加工余量. 103.4.2确定工序尺寸及其公差 . 113.4.3加工余量计算. 113.5确定主要工序的切削用量及根本工时 . 16第四章 专用夹具设计 . 374.1设计主旨 . 374.2需要解决的主要问题 . 374.2.1形状复杂 . 374.2.2刚性差 . 374.2.3技术要求高. 374.2确定夹具设计方案 . 384.2.1选择定位基准,并确定工件的定位方式及定位元件的结构 . 384.2.2确定工件的夹紧方式,选择适宜的夹紧机构 . 38
13、4.2.4确定铣床夹具与机床间的正确位置 . 394.3夹紧力的计算 . 394.3.1切削力的计算. 394.3.2工件正确夹紧所需力的计算 . 404.3.3螺钉夹紧力. 404.4夹具的定位精度分析 . 401 4.4.1确定的定位方案 . 404.4.2误差分析与计算 . 41第五章 结束语 . 42致 谢 . 43参考文献 . 44 2 第一章 绪 论制造业生产的是具有直接使用价值的产品,而这些产品与社会的生产活动和人民生活息息相关。当今制造业不仅是科学开展和技术创造转换为现实规模生产力的关键环节,并已成为为人类提供生活所需物质财富和精神财富的重要根底。良好的居住环境,充分的能源供给
14、,便捷的交通和通信设施,丰富多彩的应刷出版、播送影视和网络媒体,优良的医疗保健手段,可靠的国家和社会平安以及抵抗自然灾害的能力等,均需要制造业的支持。1.1设计的主要内容汽车发动机曲轴机械加工工艺规程与夹具设计生产纲领:大批量生产。掌握工业规程设计的根本要求,设计工艺规程内容及步骤,制作机械加工工艺过程卡片,机械加工工序卡片。掌握专用机床夹具设计的根本要求 ,设计主轴箱零件加工1主要工序的专用机床夹具,掌握夹具设计的程序与内容,绘制夹具总图和主要零件图,编写夹具设计使用说明书。1.2国内外的研究现状伴随着汽车工业的开展,我国的发动机曲轴生产得到较大的开展,总量已具相当的规模,无论是设计水平,还
15、是产品品种、质量、生产规模、生产方式都有很大的开展。曲轴在发动机中是承受载荷传递动力的重要零部件,也是发动机五大零部件中最难以保证加工质量的零部件,其性能、水平直接影响整机的性能水平及可靠性。因此,各工业兴旺国家十分重视曲轴的生产,不断改良其材质及加工手段, 以提高其性能水平,满足发动机行业的需要。近几年来, 国内曲轴加工开展十分迅速。尤其是大功率汽车机曲轴。先进的加工工艺加工出的曲轴质量好、效率高且稳定,伴随着汽车工业的开展,我国的发动机曲轴生产得到较大的开展,总量已具相当的规模,无论是设计水平,还是产品品种、质量、生产规模、生产方式都有很大的开展。曲轴是柴油机中关键零件之一,其材质大体分为
16、两类:一是钢锻曲轴,二是球墨铸铁曲轴。由于采用铸造方法可获得较为理想的结构形状,从而减轻质量,且机加工余量随铸造工艺水平的提高而减小。球铁的切削性能良好,并和钢制曲轴一样可以进行各种热处理和外表强化处理,来提高曲轴的抗疲劳强度和耐磨性。而且球铁中的内摩擦所耗功比刚大,减小了工作时的扭转振动的振幅和应力,应力集中也没有钢制曲轴的敏感。所以球磨铸铁曲轴在国内外得到广泛采用。3 从目前整体水平来看,毛坯的铸造工艺存在生产效率低,工艺装备落后,毛坯机械性能还不稳定、精度低、废品率高等问题。从以下几个工艺环节采取措施对提高曲轴质量具有普遍意义。熔炼 国配合好铜和钼的比例对形成珠光体组织十分有利,可提高球
17、铁的强度,而且铜和钼还可大大降低球铁件对壁厚的敏感性。造型工艺 气流冲击造型工艺由于粘土造 型工艺,课获得高精度的曲轴铸件,该工艺制作的砂型具有无反弹变形量的特点,这对于多拐曲轴尤为重要。浇注冷却工艺采用立浇-立冷,斜浇-斜冷、斜浇-反斜冷三种浇注方式较为理想,其中后一种最好。斜浇-反斜冷的特点是:型腔排气充分,铁水充型平稳,浇注系统撇渣效果好,冒口对铸件的补缩效果好,适应大批量流水线生产。目前,国内大局部专业厂家普遍采用普通机床和专用组合机床组成的流水线生产,生产效率、自动化程序较低。曲轴的关键技术工程仍与国外相差1-2个数量级。国外的加工工艺大致可归纳为如下几个特点:广泛的采用数控技术和自
18、动线,生产线一般由几段独立的自动化生产单元组成,具有很高的灵活性和适应性。采用龙门式自动上下料,集放式机动滚道传输,切削液分粗加工与精加工两段集中供给和回收处理。曲轴的主要加工工序基准中心孔,一般采用质量定心加工方式,这样在静平衡时,加工量很少。轴颈的粗加工一般采用数控铣削或车拉工艺。工序质量科到达国内粗磨后的水平,且切削变形小、效率高。铣削和车拉是曲轴粗加工的开展方向。国外的曲轴轴磨床均采用CNC控制技术,具有自动进给、自动修正砂轮、自动补偿和自动分度功能,使曲轴的磨削精度和效率显著提高。油孔的加工采用鼓轮钻床和自动线,近几年随着枪钻技术应用,油孔的加工大已采用枪钻自动线钻孔-修缘-抛光。曲
19、轴抛光采用CNC控制的砂带抛光机,所有轴颈一次抛光只需20秒,粗糙度可达Ra0.4以下,大大减小了发动机的磨合期。动平衡一般采用CNC控制的综合平衡机,测量,修正一次完成。检验一般生产线上配备M ARPOSS或HOMWORK综合检测机,实现在线检测,对曲轴的几乎所有机加工工程均可一次完成检测、显示和打印。曲轴的清洁采用专用精洗机定点定位清洗,保证了曲轴清洁度要求。广泛采用了轴颈过度圆角滚压技术。专用圆角滚压机自动控制,对所用轴颈圆角进行一次滚压,而且滚压力和滚压角可自动调节,使圆角处产生最正确的剩余应力,提高了曲轴的疲劳强度。曲轴热处理的关键技术是外表强化处理,一般均为正火处理,为外表处理做好
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