机械/液压双元动力发动机曲轴优化研究
作者:赵红, 张纪鹏, 张洪信, 王怀敏, ZHAO Hong, ZHANG Ji-peng, ZHANG Hong-xin, WANG Huai-min 作者单位:青岛大学机电工程学院,山东青岛,266071
刊名:
青岛大学学报(工程技术版)
英文刊名:Journal of Qingdao University(Engineering & Technology Edition)
年,卷(期):2014,29(1)
本文链接:https://www.doczj.com/doc/109955076.html,/Periodical_qddxxb201401009.aspx
曲轴的加工工艺、设计步骤、流程 曲轴是引擎的主要旋转机件,装上连杆后,可承接连杆的上下(往复)运动变成循环(旋转)运动。曲轴是发动机上的一个重要的机件,其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。也是整个船的源动力。 曲轴制造技术/工艺的进展 1、球墨铸铁曲轴毛坯铸造技术 (1)熔炼 高温低硫纯净铁水的获得是生产高质量球墨铸铁的关键。国内主要是以冲天炉为主的生产设备,铁水未进行预脱硫处理;其次是高纯生铁少、焦炭质量差。目前已采用双联外加预脱硫的熔炼方法,采用冲天炉熔化铁水,经炉外脱硫,然后在感应电炉中升温并调整成分。目前,在国内铁水成分的检测已普遍采用真空直读光谱仪来进行。 (2)造型 气流冲击造型工艺明显优于粘土砂型工艺,可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等特点,这对于多拐曲轴尤为重要。目前,国内已有一些曲轴生产厂家从德国、意大利、西班牙等国引进气流冲击造型工艺,不过,
引进整条生产线的只有极少数厂家,如文登天润曲轴有限公司引进了德国KW铸造生产线。 2、钢曲轴毛坯的锻造技术 近几年来,国内已引进了一批先进的锻造设备,但由于数量少,加之模具制造技术和其他一些设施跟不上,使一部分先进设备未发挥应有的作用。从总体上来讲,需改造和更新的陈旧的普通锻造设备多,同时,落后的工艺和设备仍占据主导地位,先进技术有所应用但还不普遍。 3、机械加工技术 目前国内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。粗加工设备多采用多刀车床车削曲轴主轴颈及拐颈,工序的质量稳定性差,容易产生较大的内应力,难以达到合理的加工余量。一般精加工采用MQ8260等曲轴磨床粗磨-半精磨-精磨-抛光,通常靠手工操作,加工质量不稳定。 随着贸易全球化的到来,各厂家已意识到了形势的严峻性,纷纷进行技术改造,全力提升企业的竞争力,近年来引进了许多先进设备和技术,进展速度很快。就目前状况来讲,这些设备和技术基本依赖进口。下面就哈尔滨东安动力、一汽大柴、文登天润曲轴、滨州海得曲轴等公司的情况作以介绍。 哈尔滨东安集团曲轴生产线为全自动柔性流水生产线,粗加工生产线由德国的专机自动线(LINDENMAIER)、数控车-车拉、数控高速随动外铣(BOEHRINGER)、圆角滚压机(HEGENSCHEIDT-MFD)和止推面车滚专机、淬火机(EMA)等组成;精加工生产线由日本的数控高速CBN磨床(TOYODA)、动平衡机、抛光机(IMPCO-NACHI)、检测机、清洗机等组成。连杆轴颈加工则采用了数控高速随动加工技术,全线采用高速CBN砂轮磨削技术,磨削线速度达到120m/s。 文登天润曲轴通过引进德、美、意等发达国家的先进设备,组建了具有当今国
专业课程设计任务书 学生:班级: 设计题目:汽车发动机曲轴材料的选择及工艺设计 设计容: 1、根据零件工作原理,服役条件,提出机械性能要求和技术要求。 2、选材,并分析选材依据。 3、制订零件加工工艺路线,分析各热加工工序的作用。 4、制订热处理工艺卡,画出热处理工艺曲线,对各种热处理工艺进行分 析,并分析所得到的组织,说明组织及性能的检测方法与使用的仪器设备。 5、分析热处理过程中可能产生的缺陷及补救措施。 6、分析零件在使用过程中可能出现的失效方式及修复措施。
目录 0 前言 (1) 1 汽车发动机曲轴的工作条件及性能要求 (2) 1.1 汽车发动机曲轴的工作条件 (3) 1.2 汽车发动机曲轴的性能要求及技术要求 (3) 2 汽车发动机曲轴的材料选择及分析 (4) 2.1 零件材料选择的基本原则 (4) 2.2 曲轴常用材料简介 (5) 2.3 汽车发动机曲轴材料的确定 (5) 3 曲轴的加工工艺路线及热处理工艺的制定 (6) 3.1 35CrMo曲轴热处理要求 (6) 3.2 汽车曲轴的热处理工艺的制定 (6) 3.2.1 调质处理 (7) 3.2.2 去应力退火 (8) 3.2.3 圆角高频淬火和低温回
火 (9) 4 曲轴热处理过程中可能产生的缺陷及预防措施 (11) 4.1 校直过程引起材料原始裂纹 (11) 4.2 曲轴圆角淬火不当引起裂纹源 (12) 4.3 淬火畸变与淬火裂纹 (12) 4.4 淬火导致氧化、脱碳、过热、过烧 (13) 4.5 淬火硬度不足............................................................. (13) 5 曲轴在使用过程中可能产生的失效形式及分析 (13) 6 课程设计的收获与体会 (14) 7 参考文献……………………………………....................... 15 8 工艺卡................................................................. . (16)
助力转向系统的保养及常识 助力转向,顾名思义,是协助驾驶员作汽车方向调整,为驾驶员减轻打方向盘的用力强度,当然,助力转向在汽车行驶的安全性、经济性上也一定的作用。 就目前汽车上配置的助力转向系统和我能看到的资料,大致可以分为三类:(1)一种是机械式液压动力转向系统;(2)一种是电子液压助力转向系统;(3)另外一种电动助力转向系统。 一、机械式液压动力转向系统 1机械式的液压动力转向系统一般由液压泵、油管、压力流量控制阀体、V型传动皮带、储油罐等部件构成。 2无论车是否转向,这套系统都要工作,而且在大转向车速较低时,需要液压泵输出更大的功率以获得比较大的助力。所以,也在一定程度上浪费了资源。可以回忆一下:开这样的车,尤其时低速转弯的时候,觉得方向比较沉,发动机也比较费力气。又由于液压泵的压力很大,也比较容易损害助力系统。 还有,机械式液压助力转向系统由液压泵及管路和油缸组成,为保持压力,不论是否需要转向助力,系统总要处于工作状态,能耗较高,这也是耗资源的一个原因所在。 一般经济型轿车使用机械液压助力系统的比较多。 二、电子液压助力转向系统 1主要构件:储油罐、助力转向控制单元、电动泵、转向机、助力转向传感器等,其中助力转向控制单元和电动泵是一个整体结构。
2工作原理:电子液压转向助力系统克服了传统的液压转向助力系统的缺点。它所采用的液压泵不再靠发动机皮带直接驱动,而是采用一个电动泵,它所有的工作的状态都是由电子控制单元根据车辆的行驶速度、转向角度等信号计算出的最理想状态。简单地说,在低速大转向时,电子控制单元驱动电子液压泵以高速运转输出较大功率,使驾驶员打方向省力;汽车在高速行驶时,液压控制单元驱动电子液压泵以较低的速度运转,在不至于影响高速打转向的需要同时,节省一部分发动机功率。 三、电动助力转向系统(EPS) 1英文全称是Electronic Power Steering,简称EPS,它利用电动机产生的动力协助驾车者进行动力转向。EPS的构成,不同的车尽管结构部件不一样,但大体是雷同。一般是由转矩(转向)传感器、电子控制单元、电动机、减速器、机械转向器、以及畜电池电源所构成。2主要工作原理:汽车在转向时,转矩(转向)传感器会“感觉”到转向盘的力矩和拟转动的方向,这些信号会通过数据总线发给电子控制单元,电控单元会根据传动力矩、拟转的方向等数据信号,向电动机控制器发出动作指令,从而电动机就会根据具体的需要输出相应大小的转动力矩,从而产生了助力转向。如果不转向,则本套系统就不工作,处于standby(休眠)状态等待调用。由于电动电动助力转向的工作特性,你会感觉到开这样的车,方向感更好,高速时更稳,俗话说方向不发飘。又由于它不转向时不工作,所以,也多少程度上节省了能源。一般高档轿车使用这样的助力转向系统的比较多。
1、曲轴零件及其工艺特点 曲轴是将直线运动转变为旋转运动,或将旋转运动转变成直线运动的零件。曲轴工作时的受力情况非常复杂。它不但受到很大的扭转应力和大小、方向都在周期性变化的弯曲应力的作用,而且还受到振动所产生的附加应力的作用。因此曲轴应具有足够的强度、刚度、抗疲劳强度及抗冲击韧性。同时,由于曲轴工作时的旋转速度高,所以在设计曲轴时,应使曲轴的主轴颈和连杆轴颈有足够的耐磨性,且曲轴的质量应当平衡分布,以减少不平衡带给曲轴的附加载荷。 曲轴的工艺特点主要取决于结构特点和技术要求。作为曲轴加工,其主要问题就是工件本身刚性差、零件技术要求高。这就需要在加工过程中采用一系列相应的措施,以使加工后的零件符合图纸的设计要求。应采用的措施大致有:1)尽量减小或抵消切削力; 2)提高曲轴的支承刚性,以减小受力变形; 3)加工工艺要分阶段,以减小粗加工对精加工的影响。 2、曲轴的材料和毛坯 曲轴的材料一般采用45钢、45Mn2、50Mn、40Cr、35CrMo、QT60-2球墨铸铁等。 根据不同的生产类型和工厂的具体条件,该曲轴为球墨铸铁QT60-2材料所以采用铸造毛坯。 3、曲轴加工的工艺特点分析 1)该零件的生产批量不大,因此选用中心孔定位,它是辅助基准,装夹方便,节省找正时间,又能保证位置精度。 2)该零件刚度较差,故粗车、精车和磨均以工序分开。 4、尺寸公差等级
5、技术要求 6、工艺路线
7、确定切削用量及基本工时 工序01:铸造,清理 工序02:正火 工序03:粗刨两侧面、上下面和斜角。 工件材料:QT60-2,190—270HB ,铸造 加工要求:粗刨+0.022 0.008140mm +左右侧面和27mm 上下面和斜角,留加工余 量5mm 机 床:B6050牛头刨 刀 具:W18Cr4V 1)切削深度:2mm 2)进 给 量:f=1.0mm/双行程 3)切削速度:v=20m/min
曲轴动平衡的工艺及技术应用 摘要:曲轴(Crankshaft)作为发动机系统中的重要组成部件,其平衡精度的高 低对发动机运行的稳定与安全存在直接影响。在此分析动平衡检测和修正原理及 影响动平衡的因素等理论基础上,结合生产实际、论述曲轴动平衡的技术应用。 关键词:曲轴动平衡;重复性;平衡精度 曲轴(Crankshaft)是发动机中最为重要的高速旋转部件,将连杆上的力转化 为转矩,并将其输送给其他附件,带动发动机其他附件的运行。通常情况下,曲 轴在运行过程中易受旋转质量产生的离心力、旋转过程中周围环境变化下产生的 气体惯性力以及往复惯性力的影响,发生质量与性能问题,对此,加强曲轴基本 性能,提升曲轴平衡性至关重要。基于此,本文以曲轴动平衡为研究对象,就曲 轴动平衡技术与应用进行了如下分析。 1、曲轴动平衡的概述 曲轴是发动机的动力源,主要是由质量轴线与几何轴线共同组成的发动机高 速旋转部件。就曲轴几何轴线而言,主要是指支撑旋转体中的两个轴颈的中心点 共同构成的轴线;质量轴线是旋转体在旋转作用下产生综合质量的轴线。通常情 况下,当曲轴旋转体处于完全对称形态时,轴线中点位置为质量中心所在位置, 此时质量中心与几何中心相重叠。在此条件下,假如轴承对旋转体不产生限制作 用时,旋转体将围绕着几何轴线进行均匀旋转,呈现平衡状态。当给予曲轴旋转体 中心位置一定重量时(Unbalance Weight),曲轴的质量中心将产生一定的变化,此时曲轴的几何轴线将于曲轴的质量轴线不再重叠,而是呈现出平行状态,当其 径向会产生一定距离的偏移(如下图所示)。在此条件下,假如轴承对旋转体不 产生限制作用时,旋转体将围绕着质量轴线进行旋转。当给予曲轴旋转体某端位 置一定重量时,曲轴的质量中心将将产生一定的变化,其径向和轴向均存在偏移,且偏移的数值与所给予的重块质量呈现出比例关系。因此当曲轴质量轴线与几何 轴线不再同一位置时,曲轴在旋转质量产生的离心力、旋转过程中周围环境变化 下产生的气体惯性力以及往复惯性力的作用下,将出现较大的振动和异响,造成 轴承、轴套等异常磨损,进而影响发动机的寿命并动力输出不均,部件精度下降 以及输出效率降低等缺陷。而曲轴动平衡则是为改善这一问题的产生的概念与技术,主要在于通过应用一定的曲轴动平衡技术与措施进行曲轴不平衡情况下曲轴 质量分布的调整,用以保证曲轴质量轴线与几何轴线位于同一位置,使曲轴在高 速运转过程中呈现出平衡状态,简称曲轴动平衡。 2、动平衡测量原理及修正原理 测量原理: 曲轴在铸(锻)造,机械加工过程中,内部重量的分布不均,使其在回转过 程中每个单位质心产生离心的惯性力不均匀,进而产生不平衡,即是曲轴几何中 心和质量中心的差异,产生的动不平衡量,旋转产生离心力。 例如:当一个质量(m)围绕轴心进行半径(r)旋转,其旋转速度为固定的 角速度(w)时,就会产生离心力(F),而该离心力位于其旋转半径方向上。如图 F=ma ;a=V2/r ;v=wr ;F/ w2=mr =U; 动不平衡量U=mr ,单位克.厘米; 曲轴旋转因不平衡量产生的离心力,通过支撑点传给支撑架,传感器采集到
论曲轴的加工工艺 曲轴是发动机及气缸式压缩机上的一个重 要的旋转机件,装上连杆后,可承接活寒的上下(往复)运动变成循环运动。曲 轴的材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的,有几个重要部位:主轴颈、 连杆颈、曲柄等。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。 1确定曲轴的加工工艺法方案 1.1曲轴作为一个重要的旋转机件,其加工方法仍冇一般轴的加工 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。 1.2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。国内以往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,工质质量 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。 2 确定曲轴的加工工艺过程 2.1 曲轴的结构及其特点。 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)。 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。平衡里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。 2.2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1.25~0.63μ m。轴颈长度公差等级为IT9~IT10。轴颈的形状公差,如圆度、圆
专业课程设计任务书 学生姓名:班级: 设计题目:汽车发动机曲轴材料的选择及工艺设计 设计内容: 1、根据零件工作原理,服役条件,提出机械性能要求和技术要求。 2、选材,并分析选材依据。 3、制订零件加工工艺路线,分析各热加工工序的作用。 4、制订热处理工艺卡,画出热处理工艺曲线,对各种热处理工艺进行分 析,并分析所得到的组织,说明组织及性能的检测方法与使用的仪器设备。 5、分析热处理过程中可能产生的缺陷及补救措施。 6、分析零件在使用过程中可能出现的失效方式及修复措施。
目录 0 前言 (1) 1 汽车发动机曲轴的工作条件及性能要求 (2) 1.1 汽车发动机曲轴的工作条件 (3) 1.2 汽车发动机曲轴的性能要求及技术要求 (3) 2 汽车发动机曲轴的材料选择及分析 (4) 2.1 零件材料选择的基本原则 (4) 2.2 曲轴常用材料简介 (5) 2.3 汽车发动机曲轴材料的确定 (5) 3 曲轴的加工工艺路线及热处理工艺的制定 (6) 3.1 35CrMo曲轴热处理要求 (6) 3.2 汽车曲轴的热处理工艺的制定 (6) 3.2.1 调质处理 (7) 3.2.2 去应力退火 (8) 3.2.3 圆角高频淬火和低温回火 (9) 4 曲轴热处理过程中可能产生的缺陷及预防措施 (11) 4.1 校直过程引起材料原始裂纹 (11) 4.2 曲轴圆角淬火不当引起裂纹源 (12) 4.3 淬火畸变与淬火裂纹 (12) 4.4 淬火导致氧化、脱碳、过热、过烧 (13) 4.5 淬火硬度不足 (13) 5 曲轴在使用过程中可能产生的失效形式及分析 (13) 6 课程设计的收获与体会 (14) 7 参考文献 (15) 8 工艺卡 (16)
转子动平衡及操作技术 一. 转子动平衡.. (一).有关基本概念 1.转子 机器中绕轴线旋转的零部件,称为机器的转子. 2.平衡转子 旋转与不旋转时对轴承只有静压力的转子. 3.不平衡转子 如果转子在旋转时对轴承除有静压力外,附加有动压力,则称之为不平衡的转子不平衡是一个旋转体的质量轴线(惯量轴线)与实际的旋转轴线不重合。其单位为不平衡的质量与该质量中心至实际旋转轴线的距离的乘积,以gmm计量。不平衡有3种表现形式。 不平衡转子的危害性:转子如果是不平衡的,附加动压力将通过轴承传达到机器上,引起整个机器的振动产生噪音,加速轴承的磨损,降低机器的寿命,甚至使机器控制失灵,发生严重事故. (二)转子不平衡的几种形式 1.静不平衡 静力不平衡(单平面) 表现在一个旋转体的质量轴线与旋转轴线不重合,但平行于旋转轴线,因此不平衡将发生在单平面上。不平衡所产生的离心力作用于两端支承上是相等的、同向的。 主矢不为零,主矩为零: R0═Mrcω2≠0 rc≠0 M0═0JYZ═JZX═0 R0通过质心C,转轴Z与中心主惯性轴平行。 (图1) 通过加重、去重、调整等方法形成一个平衡合力,使原来不平衡力与附加的平衡力的矢量和趋于零。
主矢和主矩均不为零,但相互垂直 R0═Mrcω2≠0 M0═0JYZ═JZX═0 R0不通过质心C,转轴Z与中心主惯性轴相交于某一点。 (图2) 3.偶不平衡 偶力不平衡表现在一个旋转体的质量轴线与旋转轴线不重合,但相交于旋转体重心,不平衡所产生的离心力作用于两端支承是相等而180°反向的。 主矢为零,主矩不为零 R0═0 rc═0 M0≠0JXZ≠0 JYZ≠0 (图3) 通过加重、去重、调整等方法形成一个平衡合力,使原来不平衡力与附加的平衡力的矢量和趋于零。
曲轴介绍及其工艺流程 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-
曲轴介绍及其工艺流程 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。曲轴的支承方式一般有两种,一种是全支承曲轴,另一种是非全支承曲轴。曲轴的形状和曲拐相对位置(即曲拐的 布置)取决于气缸数、气缸排列和发动机的发火顺序。曲轴的作用: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,如风扇、水泵、发电机等。工作时,曲轴承受气体压力,惯性力及惯性力矩的作用,受力大而且受力复杂,并且承受交变负荷的冲击作用。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。 曲轴加工材料与毛胚: 曲轴毛坯的制造方法有锻造和铸造两种。曲轴采用的材料有45钢、45Mn2和40Cr等。锻造钢件毛坯有好的耐磨性,可得到有利的纤维组织,可获得最佳的截面模量和紧密的细晶粒相组织。曲轴铸件一般是球墨铸铁,球墨铸铁曲轴铸造工艺好,有利于获得较合理的结构形式,在大批量生产中可采用精密铸造,其机械性能以接近一般中碳钢,切削性能好,耐磨性高。
发动机曲轴工艺流程: 1、粗车第四主轴颈 2、粗磨第四主轴颈 3、粗车其余主轴颈、两端面 4、精车1、3、4、6主轴颈及小端面 5、精车2、5、7主轴颈及大端面 6、在后端面打零件号 7、铣削加工6个连杆颈 8、在后端面上铰第一个孔 9、2、7主轴颈上钻直油孔 10、连杆颈上钻斜油孔,油孔倒角去毛刺 11、零件中间清洗
毕业论文 (科学研究报告) 题目汽车发动机四缸曲轴加工工艺 及夹具设计 院(系)别机电及自动化学院 专业机械工程及自动化 级别2009 学号***** 姓名*** 指导老师*** 副教授 ** 大学教务处 2013年6月
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,用来驱动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,轴颈表面加工的尺寸精确,且润滑可靠。 本设计是根据被加工曲轴的技术要求基准先行,先主后次,先粗后精,先面后孔的工艺设计准则。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,并且在夹具上设置合适的偏心距。通过本次设计我查阅了许多书籍和行业资料,了解到行业的发展进程和部分先进技术,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
ABSTRACT Crankshaft is a very important parts of diesel engine. Ist action is change the to and fro straight-line motion of the piston 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 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 programme,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 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-finishing operation card; Design the special fixture and plan the assembling drawing and main parts drawing. This design is in order to improve the crankshaft parts production efficiency, and the machining accuracy. Therefore,when drawing up the process we strict accordance with the design criteria that benchmark 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 and circumferential 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 professional field.It has important influence on my future study and life. KEYWORDS:Machine manufacture Processing craft Crankshaft fixture
平衡精度等级 考虑到技术的先进性和经济上的合理性,国际标准化组织(ISO)于1940年制定了世界公认的ISO1940平衡等级,它将转子平衡等级分为11个级别,每个级别间以2.5倍为增量,从要求最高的G0.4到要求最低的G4000。单位为公克×毫米/公斤(gmm/kg),代表不平衡对于转子轴心的偏心距离。如下表所示:G4000具有单数个气缸的刚性安装的低速船用柴油机的曲轴驱动件 G1600刚性安装的大型二冲程发动机的曲轴驱动件 G630刚性安装的大型四冲程发动机的曲轴驱动件弹性安装的船用柴油机的曲轴驱动件 G250刚性安装的高速四缸柴油机的曲轴驱动件 G100六缸和多缸高速柴油机的曲轴传动件;汽车、货车和机车用的发动机整机 G40汽车车轮、轮毂、车轮整体、传动轴,弹性安装的六缸和多缸高速四冲程发动机的曲轴驱动件 G16特殊要求的驱动轴(螺旋桨、万向节传动轴);粉碎机的零件;农业机械的零件;汽车发动机的个别零件;特殊要求的六缸和多缸发动机的曲轴驱动件 G6.3商船、海轮的主涡轮机的齿轮;高速分离机的鼓轮;风扇;航空燃气涡轮机的转子部件;泵的叶轮;机床及一般机器零件;普通电机转子;特殊要求的发动机的个别零件 G2.5燃气和蒸汽涡轮;机床驱动件;特殊要求的中型和大型电机转子;小电机转子;涡轮泵 G1磁带录音机及电唱机、CD、DVD的驱动件;磨床驱动件;特殊要求的小型电枢 G0.4精密磨床的主轴;电机转子;陀螺仪 举例:允许不平衡量的计算 允许不平衡量的计算公式为: (与JPARC一样的计算gys) 式中m per为允许不平衡量,单位是g; M代表转子的自身重量,单位是kg; G代表转子的平衡精度等级,单位是mm/s; r 代表转子的校正半径,单位是mm; n 代表转子的转速,单位是rpm。 举例如下: 如一个电机转子的平衡精度要求为G6.3级,转子的重量为0.2kg,转子的转速为1000rpm,校正半径20mm,则该转子的允许不平衡量为: 因电机转子一般都是双面校正平衡,故分配到每面的允许不平衡量为0.3g。
引擎的主要旋转机件,装上连杆后,可承接连杆的上下(往复)运动变成循环(旋转)运动。 是发动机上的一个重要的机件,其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。也是整个船的源动力。 曲轴制造技术/工艺的进展 1、球墨铸铁曲轴毛坯铸造技术 (1)熔炼 高温低硫纯净铁水的获得是生产高质量球墨铸铁的关键。国内主要是以冲天炉为主的生产设备,铁水未进行预脱硫处理;其次是高纯生铁少、焦炭质量差。目前已采用双联外加预脱硫的熔炼方法,采用冲天炉熔化铁水,经炉外脱硫,然后在感应电炉中升温并调整成分。目前,在国内铁水成分的检测已普遍采用真空直读光谱仪来进行。 (2)造型 气流冲击造型工艺明显优于粘土砂型工艺,可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等特点,这对于多拐曲轴尤为重要。目前,国内已有一些曲轴生产厂家从德国、意大利、西班牙等国引进气流冲击造型工艺,不过,引进整条生产线的只有极少数厂家,如文登天润曲轴有限公司引进了德国KW铸造生产线。 2、钢曲轴毛坯的锻造技术 近几年来,国内已引进了一批先进的锻造设备,但由于数量少,加之模具制造技术和其他一些设施跟不上,使一部分先进设备未发挥应有的作用。从总体上来讲,需改造和更新的陈旧的普通锻造设备多,同时,落后的工艺和设备仍占据主导地位,先进技术有所应用但还不普遍。 3、机械加工技术 目前国内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。粗加工设备多采用多刀车床车削曲轴主轴颈及拐颈,工序的质量稳定性差,容易产生较大的内应力,难以达到合理的加工余量。一般精加工采用 MQ8260等曲轴磨床粗磨-半精磨-精磨-抛光,通常靠手工操作,加工质量不稳定。随着贸易全球化的到来,各厂家已意识到了形势的严峻性,纷纷进行技术改造,全力提升企业的竞争力,近年来引进了许多先进设备和技术,进展速度很快。就目前状况来讲,这些设备和技术基本依赖进口。下面就哈尔滨东安动力、一汽大柴、文登天润曲轴、滨州海得曲轴等公司的情况作以介绍。 哈尔滨东安集团曲轴生产线为全自动柔性流水生产线,粗加工生产线由德国的专机自动线(LINDENMAIER)、数控车-车拉、数控高速随动外铣(BOEHRINGER)、圆角滚压机(HEGENSCHEIDT-MFD)和止推面车滚专机、淬火机(EMA)等组成;精加工生产线由日本的数控高速CBN磨床
液压助力转向系统工作原理、故障诊断与排除 排除, 原理, 液压, 系统, 故障诊断 于树彬,刘建勋(济南鲍德汽车运输有限公司,山东济南 250101) 摘要:介绍了汽车液压助力转向系统的工作原理,并就助力系统易出现的转向沉重、前轮摆振、转向轻重不同、跑偏等故障的产生原因及排除方法进行了阐述。 1 前言 目前,已有许多汽车的转向系统带有液压助力,它使驾驶车辆转向时轻便灵活,更利于提高车辆的行驶安全性。为了使驾修人员更好地了解液压助力转向系统的性能,下面介绍其工作原理、故障诊断与排除方法。 2 液压助力转向系统的工作原理 液压助力转向系统主要由机械部分和液压助力装置两部分组成。机械部分由转向传动副、转向摇臂、纵拉杆总成、横拉杆总成、转向节臂、转向主销、转向节主销套、转向节压力轴承及转向节等组成。液压助力装置部分由液压助力器、贮油箱、转向油泵及管路等组成。液压助力转向按液流形式分为常流式和常压式两种,按分配阀的形式又可分为滑阀式和转阀两种。现以液压常流式转向为例介绍液压助力转向系统的工作原理。 如图1(a)所示,助力转向系统主要由油泵3、控制阀(滑阀7和阀体9)、螺杆螺母式转向器(11、12)及助力缸15等组成。 滑阀7同转向螺杆11连为一体,两端设有两个止推轴承。由于滑阀7的长度比阀体9的宽度稍大,所以两个止推轴承端面与阀体端面之间有轴向间隙h,使滑阀连同转向螺杆一起能在阀体内做轴向移动。回位弹簧10有一定的
预紧力,将两个反作用柱塞顶向阀体两端,滑阀两端的挡圈正好卡在两个反作用柱塞的外端,使滑阀在不转向时一直处于阀体的中间位置。滑阀上有两道油槽C、B,阀体的相应配合面上有三道油槽A、D、E。油泵3由发动机通过带或齿轮来驱动,压力油经油管流向控制阀,再经控制阀流向动力缸L、R腔。 汽车直线行驶时,如图1(a)所示,滑阀7在回位弹簧10和反作用阀8的作用下处于中间位置,动力缸15两端均与回油孔道连通,油泵输出的油液通过进油道量孔4进入阀体9的环槽A,然后分成两路:一路通过环槽B和D,另一路流过环槽C和E。由于滑阀7在中间位置,两路油液经回油孔道流回油箱,整个系统内油路相通,油压处于低压状态。
单拐曲轴机械加工工艺 第一部分 工艺设计说明书 一. 零件图工艺性分析 1. 零件结构及工艺特点 曲轴是将直线运动转变成旋转运动,或将旋转运动转变为直线运动的零件。它是往复式发动机、压缩机、剪切机与冲压机械的重要零件。曲轴的结构与一般轴不同,它有主轴颈、连杆轴颈、主轴颈和连杆轴颈之间的连接板组成。其长径比L/D=818/110 =7.44<12.该曲轴形状复杂,刚性较差,易变形.曲轴在交变和冲击载荷下工作,所以 要求该轴应具有高强度,高韧性,高耐磨性等特点。 2. 零件技术条件分析 a. 主轴颈:φ110003.0025 .0++ 尺寸公差等级IT6, 表面粗糙度Ra 为1.25μm , 圆柱度误差0.015。 b. 连杆轴颈φ110071.0036 .0--尺寸公差等级为IT7,表面粗糙度Ra 为0.63μm , 圆柱度误差0.015。 由数据可知,主轴颈与连杆轴颈精度要求高,加工难度大。 c. 位置精度 主轴颈与连杆轴颈平行度误差为0.02,主轴颈的同轴度误差为0.02。 该曲轴位置要求也比较高。 3.零件图见附图 二.毛坯确定 1. 毛坯类型 曲轴工作时要承受很大的转矩及变形弯曲应力,容易产生扭转、折断及轴颈磨损,要求材料应有较高的强度、冲击韧度、抗疲劳强度和耐磨性,球墨铸铁能很好的满足上述要求。该零件为小批生产,采用铸造毛坯。材料为QT600-2. 2. 毛坯余量确定 由机械加工工艺设计资料表 1.2-10查得毛坯加工余量为5,毛坯尺寸偏差由表 1.2-2查得为±1.4. 3. 毛坯-零件合图草图
三.机加工工艺路线确定 1.加工方法分析确定 该零件是单拐曲轴。小批量生产。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连杆轴颈的位置精度,连杆轴颈与主轴颈的中心距为120,加工连 杆轴颈时,可利用以加工过的主轴颈定位,安装到专用的偏心卡盘分度夹具中使连杆轴 颈的轴线与转动轴线重合。 2. 加工顺序的安 先以主轴颈为粗基准连杆轴颈作支撑铣两端面,打中心孔。该零件的刚性差,应按先粗后精的原则安排加工顺序,逐步提高加工精度。 关键工序加工:先粗加工主轴颈,再半精加工主轴颈,以此为基准,粗加工连杆轴颈,再磨主轴颈,最后磨连杆轴颈。 3.定位基准选择 先以主轴颈为基准铣曲轴两端面并打中心孔,再以两顶尖定位方式粗加工主轴颈, 再半精加工主轴颈,再用偏心卡盘分度夹具以主轴颈为基准,加工连杆轴颈,再磨主轴 颈,以此为精基准,最后磨连杆轴颈。 4.加工阶段的划分 粗加工阶段 a. 毛坯处理清理及时效处理 b. 粗加工 目的:最大限度的切除余量,及时发现毛坯缺陷,采取必要措施。 半精加工阶段 目的:为精加工作最后的准备。
汽车发动机曲轴修理技术条件 本标准适用于往复活塞式汽车发动机曲轴的修理。经过修理的曲轴应符合本标准的要求。 1 技术要求 1.1 曲轴修复前应进行探伤检查,不得有裂纹。但轴颈上沿油孔四周有长度不超过5mm的短浅裂纹或有未延伸到轴颈圆角和油孔处的纵向裂纹(轴颈长度小于或等于40mm,裂纹长度不超过10mm;轴颈长度大于40mm,裂纹长度不超过15mm)时,仍允许修复。 1.2 曲轴滑动轴承轴颈磨损后,应按表1的曲轴分级修理尺寸修理。组合式曲轴滚动轴承轴颈磨损逾限,滑动轴承轴颈超过其允许的使用极限尺寸时,允许进行补偿修理,恢复至原设计尺寸。 注:原设计是指制造厂和按规定程序批准的技术文件(下同)。 ②9级及9级以后为不常用尺寸级。 ③分级有特殊规定的曲轴,应按其原设计执行。 1.3 补偿修复轴颈时,可采用金属丝喷涂、电振动堆焊、镀铁、镀铬等方法。其他部位磨损逾限后,根据情况,除可采用上述方法外,也可以采用手工弧焊等方法进行恢复性修理。补偿修复层应均匀适当,机械性能满足使用要求,见附录A (参考件)。 1.4 曲轴修磨后,同名轴颈必须为同级修理尺寸。 1.5 曲轴主轴颈及连杆轴颈端面磨损逾限后,应予修复至原设计规定的轴颈宽度。 1.6 曲轴修复后,以两端主轴颈的公共轴线为基准时: a.中间各主轴颈的径向圆跳动公差为0.05mm。
b.各连杆轴颈轴线对主轴颈轴线的平行度公差:整体式曲轴为Φ0.0lmm,组合式曲轴为Φ0.03mm。 c.与止推轴颈及正时齿轮配合端面的端面圆跳动公差为0.05mm。 d.飞轮突缘的径向圆跳动公差为0.04mm;外端面的端面圆跳动公差为 0.06mm。 e.皮带轮的轴颈径向圆跳动公差为0.05mm。 f.正时齿轮的轴颈径向圆跳动公差为0.03mm。 g.变速器第一轴轴承承孔的径向圆跳动公差为0.06mm。 1.7 各主轴颈及连杆轴颈的圆柱度公差为0.005mm。 h.油封轴颈的径向圆跳动公差,采用回油槽防漏的为0.l0mm,采用油封圈防漏的为0.05mm。 1.8 连杆轴颈的回转半径应符合原设计规定的基本尺寸,整体式曲轴的极限偏差为±0.15mm,但同一曲轴各回转半径差不得超过0.20mm,组合式曲轴的极限偏差应符合原设计要求。 1.9 以装正时齿轮的键槽中心平面为基准,连杆轴颈的分配角度偏差为±30ˊ。 1.10 起动瓜螺孔螺纹损伤不得多于2牙。 1.11 主轴颈及连杆轴颈表面光洁度应不低于V8,圆角处表面光洁度不低于▽7。 1.12 主轴颈和连杆轴颈两端的圆角半径应符合原设计规定。但采用金属丝喷涂和电镀修复的曲轴,修竣后的圆角半径允许适当减小。 1.13 组合式曲轴必须按原位装配,装合后各滚动轴承轴颈同轴度公差应符合原设计规定。 1.14 曲轴油道应清洁畅通。油孔应有倒角。 1.15 修复后的曲轴不得有焊渣、毛刺、金属飞溅等杂物,加工表面不得有肉眼可见的刻痕、黑点、碰伤、凹陷、发痕、孔眼及其他缺陷。但用电振动堆焊修复的曲轴表面允许有细微的龟纹。 1.16 曲轴须进行平衡试验,其不平衡量应符合原设计规定。 1.17 本标准未规定的其他技术要求,应符合原设计规定。
重庆大学网络教育学院 毕业设计(论文) 柴油机曲轴零件加工工艺及夹具设计 学生所在校外学习中心江苏张家港校处学习中心批次层次专业111 专升本机械设计制造及其自动化学号 w11107861 学生 指导教师 起止日期 2013.1.21--2013.4.14
摘要 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。 这次毕业设计介绍柴油机曲轴加工工艺规程及相关夹具的设计,及曲轴的规程制定中遇到问题的分析,经济性分析,工时定额,切削用量的计算。同时还介绍曲轴加工中用到的两套夹具的设计过程。在工艺设计中,结合实际进行设计,对曲轴生产工艺进行了改进,优化了工艺过程和工艺装备,使曲轴的生产加工更经济、合理。 根据现阶段机械零件的制造工艺和技术水平,本着以制造技术的先进性,合理性,经济性进行零件的形状、尺寸、精度等级、表面粗糙度、材料等技术分析。并根据以上分析来选择合理的毛坯制造方法,设计工艺规程,夹具设计。 关键词:柴油机曲轴工艺夹具
目录 中文摘要…………………………………………………………………………………………I 1.引言 (1) 2.曲轴的生产纲领 (2) 3.零件的分析 (2) 3.1曲轴的用途及工作条件 (2) 3.2分析零件上的技术要求,确定要加工的表面 (3) 3.3加工表面的尺寸和形状精度 (4) 3.4尺寸和位置精度 (4) 3.5加工表面的粗糙度及其它方面的质量要求 (4) 3.6热处理要求 (4) 4.曲轴材料和毛坯的定 (4) 4.1确定毛坯的类型 (4) 4.2确定毛坯的生产方法 (4) 4.3确定毛坯的加工余量 (4) 5.曲轴的工艺过程设计 (5) 5.1粗、精加工的定位基准 (5) 5.1.1粗加工 (5) 5.1.2粗加工 (5) 5.2工件表面加工方法的选择 (5) 5.3曲轴机械加工的基本路线 (5) 5.4加工余量及毛坯尺寸 (6) 5.5工序设计 (6) 5.5.1加工设备与工艺装备的选择 (8) 5.5.2机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 (9) 5.6确定工时定额 (11) 5.7机械加工工艺规程卡片和机械加工工序卡片 (12) 5.7.1机械加工工艺过程卡片 (12) 5.7.2机械加工工序卡片 (12) 6.柴油机曲轴加工键槽夹具设计 (13) 6.1.1夹具类型的分析 (13) 6.1.2工装夹具定位方案的确定 (13) 6.1.3工件夹紧形式的确定 (13) 6.1.4对刀装置 (13) 6.1.5分度装置的确定以及补补助装置 (14) 6.1.6夹具定位夹紧方案的分析论证 (14) 6.1.7夹具结构类型的设计 (15) 6.2夹具总图设计 (16) 6.4绘制夹具零件图 (16)