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发动机曲轴的加工工艺及夹具设计.doc
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发动机曲轴的加工工艺及夹具设计.doc
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CA6110 发动机曲轴的加工
工艺及夹具设计
中 国 · 大 庆
2010 年 6 月
摘 要
曲轴是汽车发动机的关键零件之一,其性能好坏直接影响到汽车发动机的质量和
寿命.曲轴在发动机中承担最大负荷和全部功率,承受着强大的方向不断变化的弯矩及
扭矩,同时经受着长时间高速运转的磨损,因此要求曲轴材质具有较高的刚性、疲劳
强度和良好的耐磨性能。发动机曲轴的作用是将活塞的往复直线运动通过连杆转化为
旋转运动,从而实现发动机由化学能转变为机械能的输出。
本课题是柴油机曲轴的加工工艺的分析与设计进行探讨。工艺路线的拟定是工艺
规程制订中的关键阶段,是工艺规程制订的总体设计。所撰写的工艺路线合理与否,
不但影响加工质量和生产率,而且影响到工人、设备、工艺装备及生产场地等的合理
利用,从而影响生产成本。
所以,本次设计是在仔细分析曲轴零件加工技术要求及加工精度后,合理确定毛
坯类型,经过查阅相关参考书、手册、图表、标准等技术资料,确定各工序的定位基
准、机械加工余量、工序尺寸及公差,最终制定出曲轴零件的加工工序卡片。
关键词:发动机 曲轴 工艺分析 工艺设计
Abstract
The car engine crankshaft is one of the key parts and its direct influence on the
performance of the quality of life and the car engine crankshaft in engine. For maximum
load and power, with all of the changes direction, bending and torque through long run,
so the crankshaft material wear high rigidity, fatigue strength and wear resistance.
Engine crankshaft role of piston is reciprocal linear motion through the link into the
rotary motion, thus realize engine by chemical energy into mechanical energy output.
This topic is only diesel engine crankshaft process analysis and design are
discussed. The process route plan is the key stage procedure formulation of regulations,
is the overall design process. Which route reasonable or not, not only influence
processing quality and productivity, and affect worker, equipment, and process
equipment and production sites, which affect the reasonable utilization of production
cost.
Therefore, the design is in the careful analysis of the crankshaft parts processing
technical requirements and machining precision, reasonably determine the blank type,
after consulting relevant reference, manuals, charts, standards, technical data to
determine the locating datum, mechanical process and procedure limits.but dimensions
and tolerances, eventually developing a crank parts processing process card.
Keywords: engine crankshaft process analysis and process design
目录
摘 要 ................................................................I
ABSTRACT .............................................................II
前 言 ...............................................................IV
1.6110 发动机曲轴零件图的分析 ..........................................1
1.1 曲轴的功能和用途 ................................................1
1.2 曲轴的结构和技术要求 ............................................1
2.工艺过程设计 ........................................................2
2.1 计算生产纲领,确定生产类型 .......................................2
2.2 审查零件图样工艺性 ..............................................3
2.3 选择毛坯 ........................................................3
2.4 工艺过程设计 ....................................................3
2.5 确定加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图 ..............................8
2.6 重要工序设计.....................................................9
2.7 确定切削用量及基本时间..........................................11
3.夹具设计 ...........................................................16
3.1 机床夹具的分类、基本组成和功用..................................17
3.2 6110 发动机曲轴夹具的设计思路 ...................................17
3.3 6110 曲轴连杆轴颈粗磨夹具设计 ...................................19
总 结 ...............................................................27
参考文献 .............................................................28
致 谢 ...............................................................29
前 言
曲轴是发动机上的一个重要的旋转机件,装上连杆后,可承接活塞的上下(往
复)运动变成循环运动。曲轴主要有两个重要加工部位:主轴颈和连杆颈。主轴颈
被安装在缸体上,连杆颈与连杆大头孔连接,连杆小头孔与汽缸活塞连接,是一个
典型的曲柄滑块机构。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。而曲轴加工的好坏将直接影响着发动机整体性能的表现。
曲轴的材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的,有两个重要部位:主轴
颈,连杆颈,(还有其他)。主轴颈被安装在缸体上,连杆颈与连杆大头孔连
接,连杆小头孔与汽缸活塞连接,是一个典型的曲柄滑块机构。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。
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
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