柴油机曲轴工艺规程及夹具设计

柴油机曲轴工艺规程及夹具设计声 明本人所呈交的柴油机曲轴工艺规程设计，是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名： 日期： 2013 年 10 月 8 日 【摘要】曲轴是汽车发动机的重要组成元件之一,它主导汽车发动机的质量以及寿命.曲轴在发动机运转时承担很大负荷和所有功率,承受着巨大的不同方向的弯矩力和扭矩力，同时在长时间高速运转的过程中会有所损耗，于是要求曲轴的材质刚性高、疲劳强度和耐磨性能良好。发动机曲轴的工作原理是通过连杆实现活塞往复直线运动向旋转运动的转化，从而实现发动机化学能到机械能的输出。 本课题主要对柴油机曲轴的加工工艺进行了分析并对设计进行了探讨。拟定工艺路线是制订工艺规程中的关键，撰写的工艺路线是否合理，既会对加工质量和生产率有所影响，也会对工人、设备、工艺装备及生产场地等的合理利用产生影响，从而影响生产成本产生不必要的损失。 因此，本次设计是基于对曲轴零件加工技术要求及加工精度进行仔细分析后，合理选定毛坯类型，对照相关手册、图表、标准、参考书等技术资料，最终生成曲轴零件的加工工序卡片。【关键词】：发动机 曲轴 工艺路线 加工工序 目录摘要 .1引言 .1一、6110 发动机曲轴零件图的分析 .2（一）曲轴功能和用途 .2(二) 曲轴的结构和技术要求 .2二、工艺过程设计 .2（一）计算生产纲领，确定生产类型 .2（二）审查零件图样工艺性 .2（三）选择毛坯 .3（四）工艺过程设计 .3（五）确定加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图 .3（六）确定切削用量及基本时间 .4三、曲轴连杆轴颈粗磨夹具设计 .7（一）定位基准的选择 .7（二）夹具结构设计 .8（三）夹具的使用方法 .10（四）夹具的调整 .10四、总结与展望 .11总结.11参考文献 .12致 谢 .13- 1 -引言曲轴装上连杆后，可承接活塞的往复直线运动变成旋转运动。曲轴的两个主要重要加工部位是主轴颈和连杆颈。主轴颈在缸体上安装，连杆颈连接着连杆大头孔，连杆小头孔连接着汽缸活塞，构成了一个典型的曲柄滑块机构。发动机的工作原理就是：活塞经过混合压缩气的燃爆做直线运动，曲轴收到连杆传送过来的力将直线运动转变为旋转运动，曲轴加工的质量对发动机整体性能的表现起决定性作用。 曲轴的材料是碳素结构钢或球墨铸铁，曲轴通过压力润滑实现摇臂间轴瓦的润滑和两头固定点的润滑，发动机运转以后通过机油泵提供压力供油可以对油道和各个轴瓦进行润滑、降温。曲轴由轴颈、曲轴臂、曲轴销、侧盖和连杆大端轴承构成。轴颈具有第一油路，曲轴臂中设置了抵接于轴颈的曲轴销连接于轴颈。曲轴销拥有第一机油缓冲室、第二机油缓冲室和第二油路。第一机油缓冲室系和第二机油缓冲室相连，第二油路和第二机油缓冲室相连。侧盖设置在曲轴臂中，侧盖与曲轴销之间成形有一空间连接于第一油路与第一机油缓冲室之间。连杆大端轴承设置在曲轴臂中，曲轴销套设在连杆大端轴承中，第二机油缓冲室与连杆大端轴承之间连接着第二油路。本实用新型可过滤掉机油内的微小异物减少连杆大端轴承遭受侵入的机率，并避免其受损，从而延长曲轴结构的使用寿命。2一、6110 发动机曲轴零件图的分析（一）曲轴功能和用途(1)功能：曲轴的工作原理是通过连杆实现活塞往复直线运动向旋转运动的转化，从而实现发动机化学能到机械能的输出。 (2)用途：曲轴的用途相当广泛，汽车制造业中发动机的曲轴直接影响了汽车性能的好坏，柴油机中曲轴的运转效率直接决定了柴油机性能的优劣。其实生活中我们所能见到曲轴的运用远不止这两例，但是我们不难发现曲轴的性能在其中起着决定性的作用。（二）曲轴的结构和技术要求(1)结构：曲轴由自由端、曲柄、连杆轴颈、主轴颈、功率输出端、曲拐、平衡块构成，如下图所示：(2)技术要求：主轴颈和连杆要达到一定精度要求，满足自身的公关等级，表面粗糙度，形状公差和位置精度都要达到一定的要求。 二、工艺过程设计（一）计算生产纲领，确定生产类型该产品年产量 Q=100000（台 /年） ，n=1 （件/台） ，设其备品率 a%为 10%，机械加工废品率 %为 1%，现制定该曲轴零件的机械加工工艺规程。由生产量可以看出是大批量生产。（二）审查零件图样工艺性- 3 -确保曲轴零件图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术基本要求齐全。一些未给出的表面粗糙度按照 进行加工即可，斜油孔倾斜比较深，只要钻到轴颈中0.8Ram间靠外就好了。（三）选择毛坯曲轴是发动机上必不可少的部件，刚度、强度、耐磨性和平衡性的要求相对较高。用整体软氮化作为该零件的材料，采用模锻成型的成型方法。 曲轴零件的形状比较复杂，毛坯形状要与零件的形状尽量接近，因此毛坯尺寸要通过确定加工余量后才能确定。（四）工艺过程设计曲轴的机械加工工艺过程大致可分为：加工基准面粗加工主轴颈和连杆轴颈加工斜油孔等次要表面主轴颈和连杆轴颈的热处理精加工主轴颈和连杆轴颈加工键槽和两端孔等动平衡光整加工主轴颈和连杆轴颈。（五）确定加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图（1）锻件质量 根据零件成品质量 76.4kg 估算为 92.5kg。（2）加工精度 零件除两端孔外的各表面为磨削加工精度 。2F（3）锻件的形状复杂系数 2SM1 为锻件质量，M2 为锻件包容体的质量，假设锻件的最大直径为 220mm，长 965mmm4（4） 机械加工余量：查表得加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra1.6m，Ra1.6m 的表面余量要适当增大。（5）确定毛胚尺寸公差本零件毛坯的尺寸公差如表 2-2。毛坯的同轴度误差允许值为 1.2mm，残留飞边为 1.2mm。（6）确定毛坯热处理钢质曲轴毛坯颈锻造后应通过正火处理，从而消除残留的锻造内应力，并使不均匀的金相组织重新结晶得到细化均匀的组织，从而改善了加工工艺性。（六）确定切削用量及基本时间1、铣端面：（1）确定切削深度 p（2）确定进给量 ： =0.13mm/rzf（3）确定切削速度 v：v=261m/min（4）确定铣端面的基本时间 ：1fT- 5 -2、钻中心孔（1）确定切削深度 ： pa钻中心孔一次行程即可完成， =22mm。p（2）确定进给量 f ：f=0.08mm/r（3）确定切削速度 v：v=20m/min（4）确定主轴转速 n：n=655r/min（5）确定钻中心孔的基本时间 所以工序的基本时间是=0.28+0.24=1.12min12jjjT3、粗磨第一主轴颈（1）确定磨削深度 ：pa（2）确定进给量 ： =10mm/rBf（