汽车发动机的曲轴材料的选择及工艺设计
一、引言
汽车发动机是汽车的核心部件之一，而曲轴是发动机中最重要的零部
件之一。曲轴作为发动机的重要部件，负责将活塞运动转化为旋转运动，从而驱动汽车前进。曲轴材料的选择及工艺设计对于发动机性能
和寿命有着至关重要的影响。
二、曲轴材料选择
1. 铸钢
铸钢是一种常用的曲轴材料，其具有良好的可锻性和韧性，并且可以
通过热处理来提高强度和硬度。铸钢曲轴具有较高的耐磨性和抗疲劳
性能，适用于高负荷和高速运转环境下使用。但是铸钢曲轴也存在缺陷，如易产生疏松、气孔等缺陷。
2. 锻造钢
锻造钢是另一种常用的曲轴材料，其具有较高的强度和硬度，并且可
以通过调节合金元素来改善其性能。锻造钢曲轴具有优良的抗疲劳性
能和耐腐蚀性能，适用于高负荷和高速运转环境下使用。但是锻造钢
曲轴也存在缺陷，如易产生内部缺陷、裂纹等问题。
3. 铸铁
铸铁曲轴是一种经济实用的曲轴材料，其具有较高的耐磨性和抗疲劳
性能，并且可以通过热处理来提高其硬度。但是铸铁曲轴也存在缺陷，如易产生疏松、气孔等缺陷，并且强度和韧性较低。
4. 铝合金
铝合金曲轴是一种新型的曲轴材料，其具有较低的密度和优良的导热
性能，在减少发动机重量方面具有优势。但是铝合金曲轴也存在缺陷，如易产生腐蚀、氧化等问题，并且强度和耐磨性较低。
三、曲轴工艺设计
1. 热处理
热处理是提高曲轴强度和硬度的常用方法之一。通过调整加热温度和
保温时间等参数，可以使材料达到所需的组织结构和性能。常用的热
处理方法包括淬火、回火、正火等。
2. 精密加工
精密加工是保证曲轴精度和表面质量的重要措施之一。通过精密加工
可以提高曲轴的圆度、直线度和平面度等指标，从而保证发动机运转
的稳定性和性能。
3. 表面处理
表面处理是提高曲轴耐磨性和抗腐蚀性的重要手段之一。常用的表面
处理方法包括镀铬、喷涂等，可以有效地提高曲轴表面硬度和耐磨性，并且防止腐蚀和氧化等问题。
4. 动平衡
动平衡是保证曲轴运转平稳的重要手段之一。通过动平衡可以消除曲
轴不平衡产生的振动和噪音，从而提高发动机运转的稳定性和舒适性。
四、结论
在选择曲轴材料时，应根据发动机使用环境和要求来综合考虑各种因素，并选择适合的材料。在工艺设计方面，应采取合理的措施来提高
曲轴强度、硬度和耐磨性，并保证其精度和平衡性，从而保证发动机的性能和寿命。
曲轴类零件的技术要求 曲轴是发动机中的重要零件，它将活塞上下运动转换为旋转运动，推动汽车运动。因此，曲轴必须能承受高强度强烈的冲击和旋转力矩，因此在制造过程中需要注意以下技术要求。 1.原材料的选择 曲轴的材料必须具有强度高、韧性好、恢复性强、无氧化和腐蚀等特性，常用的材料有铸铁和钢。钢是理想的材料，可满足曲轴的各项要求。 2.加工与组装精度 曲轴的加工精度对发动机整体性能有很大的影响。加工过程中必须保 证直径、圆度、偏心度、环形度要在规定范围内，防止曲轴在运转过 程中发生扭曲变形、裂纹等故障。组装曲轴时也需要尽量减少偏移量、偏心角度差等因素。 3.表面硬度处理 曲轴的表面必须经过硬度处理，以增加其强度和抗磨性。有两种常用 的表面硬化处理：其中的一种是火焰淬硬，通过高温火焰的作用从而 使曲轴表面形成极硬的火焰淬硬层；另一种是表面光化处理，采用光 化学反应法在曲轴表面沉积硬化层，使其表面硬度大大提高。 4.壳体与轴承的选择 曲轴加工好后要放置在发动机壳体上进行组装。壳体与曲轴之间的重 要接触点是轴承，因此必须选择耐磨损、高温抗压、耐腐蚀的轴承。 在组装时，要保证壳体与曲轴之间的配合精度，并密封橡胶或锡垫片 来确保不泄漏。 5.非翻边加工 曲轴的制造必须具备非翻边加工处理技术，用以消除因翻边而产生的 拉伸应力，延长曲轴的使用寿命。 综合以上几点，曲轴是发动机非常重要的零部件，它的良好制造 和加工对发动机的性能、寿命和工作安全都有着很大的影响。因此，
对制造曲轴的各项技术要求不能掉以轻心，必须保证每个环节的精细和准确性，以确保曲轴在工作过程中能够有效地发挥作用，提高发动机的工作效率。
汽车发动机的曲轴材料的选择及工艺设计 一、引言 汽车发动机是汽车的核心部件之一，而曲轴是发动机中最重要的零部 件之一。曲轴作为发动机的重要部件，负责将活塞运动转化为旋转运动，从而驱动汽车前进。曲轴材料的选择及工艺设计对于发动机性能 和寿命有着至关重要的影响。 二、曲轴材料选择 1. 铸钢 铸钢是一种常用的曲轴材料，其具有良好的可锻性和韧性，并且可以 通过热处理来提高强度和硬度。铸钢曲轴具有较高的耐磨性和抗疲劳 性能，适用于高负荷和高速运转环境下使用。但是铸钢曲轴也存在缺陷，如易产生疏松、气孔等缺陷。 2. 锻造钢 锻造钢是另一种常用的曲轴材料，其具有较高的强度和硬度，并且可 以通过调节合金元素来改善其性能。锻造钢曲轴具有优良的抗疲劳性 能和耐腐蚀性能，适用于高负荷和高速运转环境下使用。但是锻造钢 曲轴也存在缺陷，如易产生内部缺陷、裂纹等问题。 3. 铸铁 铸铁曲轴是一种经济实用的曲轴材料，其具有较高的耐磨性和抗疲劳 性能，并且可以通过热处理来提高其硬度。但是铸铁曲轴也存在缺陷，如易产生疏松、气孔等缺陷，并且强度和韧性较低。
4. 铝合金 铝合金曲轴是一种新型的曲轴材料，其具有较低的密度和优良的导热 性能，在减少发动机重量方面具有优势。但是铝合金曲轴也存在缺陷，如易产生腐蚀、氧化等问题，并且强度和耐磨性较低。 三、曲轴工艺设计 1. 热处理 热处理是提高曲轴强度和硬度的常用方法之一。通过调整加热温度和 保温时间等参数，可以使材料达到所需的组织结构和性能。常用的热 处理方法包括淬火、回火、正火等。 2. 精密加工 精密加工是保证曲轴精度和表面质量的重要措施之一。通过精密加工 可以提高曲轴的圆度、直线度和平面度等指标，从而保证发动机运转 的稳定性和性能。 3. 表面处理 表面处理是提高曲轴耐磨性和抗腐蚀性的重要手段之一。常用的表面 处理方法包括镀铬、喷涂等，可以有效地提高曲轴表面硬度和耐磨性，并且防止腐蚀和氧化等问题。 4. 动平衡 动平衡是保证曲轴运转平稳的重要手段之一。通过动平衡可以消除曲 轴不平衡产生的振动和噪音，从而提高发动机运转的稳定性和舒适性。 四、结论 在选择曲轴材料时，应根据发动机使用环境和要求来综合考虑各种因素，并选择适合的材料。在工艺设计方面，应采取合理的措施来提高
曲轴零件的机械加工工艺及夹具设 计 曲轴零件是发动机中最重要的部件之一，其主要作用是将活塞的上下往复运动转化为旋转运动，从而带动汽车轮胎运动，使汽车前进。曲轴的机械加工工艺及夹具设计对于汽车发动机的品质和性能有着至关重要的作用。下面将为大家介绍如何进行曲轴零件的机械加工和夹具设计。 一、曲轴的机械加工工艺 曲轴是一种比较复杂的零件，其加工难度较高，需要用到许多特殊的工艺。下面将为大家介绍曲轴的机械加工工艺： 1. 曲轴的材料选择：曲轴要求材料强度高、耐磨性好， 所以通常选择高强度的锻造钢、铸钢等材料。 2. 曲轴的切削加工：曲轴的切削加工是一种比较复杂的 加工处理方法，其加工难度和要求较高。曲轴的加工需要使用专门的加工设备和加工工艺，如车削、铣削、磨削、钻削等等。 3. 曲轴的热处理：曲轴的加工后，需要通过热处理的方式，使其达到所需的硬度和韧性，从而提高其性能。 4. 曲轴的表面处理：曲轴的表面处理包括抛光、镀铬、 陶瓷喷涂等。这些处理不仅美观，而且有助于提高曲轴的使用寿命和性能。
二、曲轴的夹具设计 曲轴的夹具是曲轴机械加工的重要工具，它们可以确保曲轴在加工过程中的稳定性和精度。夹具的设计应该考虑以下几个因素： 1. 加工特性：不同的加工方式对夹具的要求不同，应根据加工特性设计夹具。 2. 工件材质：工件的材质对夹具设计产生很大的影响。应该选择合适的材料和加工工艺，确保夹具的刚性和精度。 3. 加工精度：曲轴是一个高精度零件，夹具设计时应该注意加工精度的要求，保证夹具的精度和稳定性。 4. 生产效率：合理的夹具设计应该能够提高生产效率，降低成本，从而提高企业的竞争力。 总之，曲轴零件的机械加工和夹具设计对于汽车发动机的性能和品质有着至关重要的作用。只有通过正确的加工工艺和夹具设计，才能制造出质量更高、性能更优的曲轴，满足汽车发动机的需求。
曲轴的生产工艺 曲轴是发动机中的核心零部件之一，它负责将活塞的上下往复运动转换成连续的旋转运动，以驱动机械设备工作。曲轴的生产工艺是十分复杂的，需要多道工序进行加工和精密加工，以下为一般曲轴的生产工艺流程。 首先，制造曲轴的原材料通常采用高品质的合金钢或工程铸造铸铁。这些原材料具有优异的力学性能和耐磨性，能够提供较好的使用寿命。 第一道工序是锻造加工。将原材料加热至一定温度后，通过锻压机械设备进行锻造。锻造是将金属材料加热至一定温度，再施加外力使其改变形态的加工工艺。通过锻打，使得曲轴的内部组织紧密，提高强度和硬度。 接下来进行车削加工。车削是将曲轴固定在车床上，然后利用车刀对其进行切削加工。通过车削工艺，将曲轴的外部轮廓和内孔等具体形状加工出来，以满足设计要求。 紧接着是磨削加工。磨削是通过磨削机进行，将车削后的曲轴进行精密加工。这个过程主要是通过磨石将曲轴的表面进行几何形状和尺寸的修整，以提高其精度和光洁度。 随后是孔加工。通过钻孔机进行钻孔加工，将曲轴上需要的孔进行加工和扩孔。这些孔用于固定其他零部件或者用于曲轴上的润滑。
最后是热处理。利用热处理技术对曲轴进行加热，使其组织结构发生变化，提高其机械性能。热处理可以增加曲轴的硬度和耐磨性，提高其使用寿命和稳定性。 整个生产工艺中还包括一些次要工序，如喷漆、平衡、清洗等。喷漆是为了防止曲轴生锈，平衡是为了保证曲轴运转过程中的平衡性，清洗是为了去除加工中产生的铁屑和油渍。 综上所述，曲轴的生产工艺是一个复杂的过程，需要多道工序进行加工和精密加工。每个工序都需要严格控制，确保曲轴的质量和使用寿命。只有生产出合格的曲轴，才能够保证发动机的运行稳定性和可靠性。
发动机曲轴加工工艺及其夹具设计 发动机曲轴是发动机的核心部件之一，其制造工艺和加工质量直接影响着发动机的性能和寿命。本文将对发动机曲轴加工工艺以及夹具设计进行简单介绍。 1.材料选择：发动机曲轴的材料要求高强度、高韧性、高耐磨性和高耐蚀性。常用材料有40Cr、42CrMo、35CrMo等。选择材料时一定要注意其成本和可加工性。 2.热处理：材料进行热处理，以改善材料的组织结构和性能，增强其硬度和韧性，以提高曲轴的使用寿命和稳定性。 3.粗加工：曲轴的粗加工一般采用车削、铣削、钻削等方式进行。其中，车削是主要加工方法，要求车削精度高，表面质量好。 4.精加工：曲轴精加工主要包括磨削和抛光两个环节。磨削是将曲轴的几何误差、表面粗糙度和中心误差等降低到一定的标准要求。抛光则是在磨削的基础上，进一步提高曲轴表面的光洁度。 5.质检：曲轴经过精加工后，要进行质检，检验标准包括曲轴的尺寸精度、圆度、中心距误差、表面粗糙度、硬度等。 二、夹具设计 曲轴加工过程中，夹具是起关键作用的部件之一，其设计质量直接关系到曲轴加工的精度和质量。夹具设计要满足以下要求： 1.夹紧力要合适：夹具夹的是工件，夹具夹得太紧会变形，夹得太松会影响精度。因此，需要根据曲轴的尺寸和材料特性，确定夹具的夹紧力合适大小。 2.布局合理：夹具的构造应布局合理，尽量减少对工件的影响，保证加工过程稳定。 3.介质选择正确：曲轴材料较硬，静电加工剩余电量较大，夹具水平面与工件接触区域的介质应该选择好导电材质，以减少静电影响。 4.操作方便：夹具必须符合人体工程学原理，使操作者可以舒适地测量和调整待加工曲轴的位置和角度。 5.精度高：夹具必须精度高，经过校验后符合加工点位的要求，确保加工精度和质量。
曲轴常用材料 曲轴是发动机的重要组成部分，用于转化活塞运动为旋转运动。常见曲轴的材料有铸铁、铸钢、锻钢和铝合金等。下面将对这些常用材料进行详细介绍。 1. 铸铁 铸铁是一种常用的曲轴材料，具有较好的耐磨性和耐腐蚀性能。它可以分为灰口铸铁和球墨铸铁两种。灰口铸铁的强度相对较低，但耐磨性较好，适合低速和低负荷的应用。球墨铸铁具有较高的强度和韧性，适合应对高速和高负荷的工作环境。 2. 铸钢 铸钢是由碳钢或合金钢通过铸造和热处理而制成的曲轴材料，具有较好的机械性能和耐磨性。铸钢相对于铸铁而言，其强度和硬度更高，耐磨性能更好，适合高速和高负荷的工作环境。然而，铸钢材料也较为昂贵，制造成本较高。 3. 锻钢 锻钢是将钢锭加热至高温后进行锤击或挤压而成的曲轴材料。锻钢具有较好的机械性能、抗疲劳性和耐磨性，适用于高速和高负荷的工作环境。锻钢材料的结构均匀，具有很高的疲劳强度和强度，但制造难度较大，成本相对较高。 4. 铝合金 铝合金曲轴是近年来出现的新型材料，在汽车发动机中得到广泛应用。铝合金曲轴具有较低的密度和较高的强度，可以降低发动机的整体重量，提高燃油经济性。然而，铝合金的耐磨性
和耐腐蚀性较差，容易产生疲劳裂纹，因此在设计和制造过程中需要更加严格的控制。 在选择曲轴材料时，需要综合考虑以下几个因素： 1. 强度和耐磨性：曲轴需承受发动机的大功率和高速运转，材料应具备足够的强度和耐磨性，以确保曲轴的安全可靠工作。 2. 密度和重量：曲轴的质量直接影响发动机的整体质量。选择密度较低的材料可以降低曲轴本身的重量，提高发动机的燃油经济性。 3. 加工性能：材料应具备良好的加工性能，以便进行复杂的曲轴加工和制造工艺。 4. 成本和可用性：曲轴材料的成本和可用性对整个发动机的生产成本和供应链有着重要影响，应该在选择时进行综合考虑。 总而言之，曲轴常用材料包括铸铁、铸钢、锻钢和铝合金，每种材料在不同的工作环境下都有其适用性和局限性。在选择材料时，需要综合考虑曲轴的工作条件、性能要求、成本等多个因素，以确保曲轴的可靠性和经济性。
汽车机械制造中的发动机材料选择与优化 随着汽车工业的发展，发动机作为汽车的核心部件，在提升汽车性能、减少排放和提高燃油效率方面起到至关重要的作用。而在发动机 的设计和制造过程中，发动机材料的选择和优化也扮演着重要的角色。本文将探讨汽车机械制造中的发动机材料选择与优化问题，以期提升 发动机的性能和耐久度。 一、发动机材料的选择原则 1. 材料的机械性能 汽车发动机需要承受高温高压和复杂的工作环境，因此选择具有良 好机械性能的材料非常重要。首先，材料的强度和刚度要足够高，以 承受来自高速运转的发动机所带来的大量载荷。其次，材料应具备良 好的韧性和耐蚀性，以应对高温和化学腐蚀的情况。 2. 材料的导热性和导电性 发动机在工作中会产生大量的热量，材料的导热性和导电性会对发 动机的散热和电子部件的工作产生重要影响。因此，选择具有优良导 热性和导电性的材料，可以提高发动机的散热效果，降低温度对发动 机性能的影响。 3. 材料的重量
汽车工程师在设计发动机时，通常会考虑整车的重量分布以及燃油效率的问题。因此，在选择发动机材料时，要尽量选择质量轻、强度高的材料，以降低整车重量并提高燃油效率。 二、常用的发动机材料 1. 铸铁 铸铁是一种适用于发动机制造的常见材料，具有良好的机械性能和导热性能，价格相对较低。由于其良好的耐磨性和耐用性，铸铁通常用于发动机的缸套和曲轴箱等部件的制造。 2. 铝合金 铝合金是另一种常用的发动机材料，它具有良好的导热性能和轻量化特性。铝合金发动机零部件常见于进气歧管、缸盖和缸体等部件，可以提高发动机的散热效果并减轻整车重量。 3. 钛合金 钛合金是一种高强度且耐高温的材料，具有优良的耐腐蚀性和低密度。钛合金常用于发动机的排气歧管和涡轮叶轮等高温部件，可以提高发动机的耐久性和性能。 4. 高温合金 高温合金是一种耐高温和耐腐蚀的材料，通常用于发动机的燃烧室和喷油嘴等部件。高温合金可以在高温环境下保持良好的强度和稳定性，提高发动机的性能和可靠性。
汽车发动机的曲轴材料的选择及工艺设计 1. 引言 汽车发动机是汽车的核心部件之一，曲轴作为发动机的重要组成部分，对发动机的性能和可靠性具有重要影响。选择合适的曲轴材料和设计合理的工艺对于发动机的性能提升和寿命延长至关重要。 2. 曲轴材料的选择 曲轴材料的选择需要考虑以下几个方面： 2.1 强度和刚度 曲轴作为发动机的核心转动部件，需要具备足够的强度和刚度，以承受高速旋转和扭转力。常用的曲轴材料有钢铁、铝合金和钛合金。 2.2 耐磨性和耐腐蚀性 曲轴在工作过程中会受到磨损和腐蚀的影响，因此需要选择具有良好耐磨性和耐腐蚀性的材料。钢铁和钛合金具有较好的耐磨性和耐腐蚀性。 2.3 密度和重量 曲轴的密度和重量对发动机的整体重量和平衡性有影响。铝合金具有较低的密度和轻量化的优势，可以降低发动机的整体重量。 2.4 成本和可加工性 曲轴材料的选择还需要考虑成本和可加工性。钢铁是常用的曲轴材料，成本相对较低且易于加工。 3. 曲轴的工艺设计 曲轴的工艺设计需要考虑以下几个方面：
3.1 曲轴的结构设计 曲轴的结构设计需要满足发动机的工作要求和空间限制。曲轴的结构包括曲柄、连杆和偏心轴等部分，需要合理设计以实现发动机的正常工作和高效能。 3.2 曲轴的热处理 曲轴的热处理是提高曲轴强度和耐磨性的重要工艺步骤。常用的热处理方法包括淬火、回火和表面渗碳等，可以提高曲轴的硬度和耐磨性。 3.3 曲轴的加工工艺 曲轴的加工工艺需要考虑到曲轴的复杂形状和高精度要求。常用的加工工艺包括车削、磨削和磨齿等，可以实现曲轴的精确加工和高质量要求。 3.4 曲轴的平衡设计 曲轴的平衡设计是提高发动机平稳性和减少振动的重要环节。通过合理的平衡设计，可以降低曲轴和发动机的振动和噪音，提高发动机的工作效率和舒适性。 4. 总结 汽车发动机的曲轴材料的选择及工艺设计对于发动机的性能和可靠性具有重要影响。合理选择曲轴材料，结合适当的工艺设计，可以提高曲轴的强度、耐磨性和耐腐蚀性，同时降低发动机的重量和振动，实现发动机的高效能和长寿命。在未来的发展中，随着材料科学和工艺技术的不断进步，曲轴的材料选择和工艺设计将会更加先进和创新。
曲轴的加工工艺及夹具设计. 曲轴是一种中空的长轴，具有凸轮和连杆等部件。曲轴广泛用于发动机、发电机、泵 和压缩机等机械设备中。由于其制作具有较强的特殊性和难度，因此制作曲轴的工艺及夹 具设计至关重要。 1. 设计工艺和工艺路线 曲轴的设计必须遵循机械原理和技术规范。在进行曲轴设计时，需考虑到曲轴的材质，曲轴壳特征，曲轴壳直径和轴承座位置等因素。在考虑这些因素的同时，需要进行材料选 择和制造工艺选择，以便获得最优的曲轴设计，同时优化制造成本。 2.原料准备 曲轴一般由高强度合金钢、铸铁或铝合金等材料制成。在对原料进行处理时，需遵循 材料质量指导书规定和制造工艺要求。在准备原料时，还需对其进行热处理，以获得合适 的材料性能，提高曲轴的强度和耐用性。 3. 车削工艺 曲轴车削工艺是曲轴加工流程的核心，也是曲轴用最多的材料加工工艺。在车削工艺中，需要使用高精度的车床和其它特殊加工设备，以保证曲轴的直径精度、凸轮和连杆安 装位置、轴承座间隙等要求. 磨削工艺是曲轴精度提高的关键。在磨削过程中，需要使用优质的磨削工具和磨削设备。磨削工艺中，需要注意磨削的时间、力和速度。 5. 精修工艺 精修工艺主要是通过热处理或冷加工，以提高曲轴的强度和稳定性。在精修过程中， 需对曲轴进行一系列的检测和测试，以保证曲轴符合设计要求和制造标准。 1. 铸造夹具 铸造夹具是曲轴制造中的一种常见夹具。在铸造夹具中，需要考虑曲轴壳体的角度和 直径，以及曲轴壳体的形状和大小等因素。铸造夹具一般由木材或铸铁制成，以保证夹具 的强度和稳定性。 2. 加工夹具 加工夹具是曲轴制造中的另一种常见夹具。在加工夹具中，需要考虑曲轴加工的每一 个环节。加工夹具需要能够满足曲轴加工的精度要求和工艺要求，同时，加工夹具还需要 兼具夹持曲轴的能力。
发动机曲轴加工工艺及其夹具设计方案 发动机曲轴是汽车发动机的关键部件之一，它的制造工艺和质量直接 影响发动机的性能和寿命。而曲轴加工工艺及其夹具设计方案是影响 曲轴制造成本和质量的重要因素之一。下面将从几个方面介绍曲轴加 工工艺及其夹具设计方案。 一、曲轴加工工艺 1、材料选择 曲轴的材质一般为45#、40Cr或42CrMo等高强度合金钢。选择材料时 应考虑材料的化学成分、硬度和耐磨性等因素，同时还要考虑材料的 可加工性和可焊性等。 2、加工工艺 曲轴加工是一个复杂的过程，一般需要采用数控机床进行粗加工和精 加工。其加工步骤包括车削、铣削、钻孔、切割等操作。在加工过程 中需要注意刀具的选用、进给速度和冷却液的使用等问题。 3、热处理 曲轴的热处理工艺是曲轴制造过程中非常重要的环节之一，它可以改 善曲轴的硬度、韧性和抗疲劳性等性能。曲轴的热处理工艺包括淬火、回火和表面淬火等。 二、夹具设计方案
1、定位方式 曲轴加工过程中的定位方式一般分为机械、气动和液压三种。机械定位通常采用精密定位销的方式，气动定位则是利用气压将工件固定在夹具上，液压定位则是利用液压缸的力将工件夹紧。 2、夹紧方式 曲轴的夹紧方式也有许多种，常用的夹紧方式包括机械、液压和气动三种。机械夹紧方式一般使用螺母或螺栓将工件夹住，液压夹紧则是利用液压缸的力将工件夹紧，气动夹紧也是利用气压将工件夹紧。 3、支撑方式 曲轴加工过程中的支撑方式也非常重要，它直接影响到曲轴的精度和质量。常用的支撑方式包括线性支撑和点式支撑两种，其中线性支撑一般采用直线导轨或滑块等，而点式支撑则是采用滚珠或滚子轴承进行支撑。 以上就是关于曲轴加工工艺及其夹具设计方案的介绍，如今曲轴加工技术也在不断提高，寻求更高质量和更高效率的曲轴加工方式，相信未来在这个领域也会有更多的进步。
0前言 曲轴是汽车发动机最关键的零部件之一，曲轴的性能很大程度上影响着发动机的可靠性和寿命。曲轴在发动机中承担着最大的负荷和全部的功率，承担着强大的方向不断变化的弯曲和扭转矩，同时承受着长时间的高速运转的磨损。本次主要介绍了汽车发动机曲轴材料的选择，加工工艺路线和相关的热处理工艺，以及组织及性能的检测方法和检测设备，分析了热处理过程中可能产生的缺陷及补救措施，概述了曲轴断裂和失效的主要形式及预防措施。 1汽车发动机曲轴的工作条件及性能要求 1.1 汽车发动机曲轴的工作原理 曲轴是发动机上的一个重要的机件，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。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。 图1 发动机曲轴实物图
1.2汽车发动机曲轴的机械性能要求及技术要求 1.2.1汽车发动机曲轴的工作条件 曲轴在工作过程中，既要承受周期性变化的气体压力、往复惯性力及离心力，又要承受他们所产生的扭矩和弯矩。因此，在上述载荷作用下，曲轴承受着巨大的弯曲、扭转应力，扭动震动和附加应力，以及交变载荷的冲击。这些载荷不仅数值较大，而且一般呈周期性变化，故容易使曲轴产生扭转和弯曲变形，甚至产生裂纹和断裂。此外，发动机的不断增压、不断扩缸，以及传动功率的不断提高，使得曲轴要在很高的压力下高速转动。 由此服役条件，汽车发动机曲轴常会发生两种形式的破坏：（1）疲劳断裂：多数断裂时曲柄与轴颈的圆角处产生疲劳裂纹，随后向曲柄深处发展，造成曲柄的断裂， 其次是曲柄中部的油道内壁产生裂纹，发展为曲柄 处的断裂。 （2）轴颈表面的严重磨损：因曲轴长期处于高速旋转状态，因此表面会遭受严重磨损。 1.2.2汽车发动机曲轴的性能要求及技术要求 鉴于发动机曲轴苛刻的服役条件及发生破坏的形式，这就给了曲轴材料较高的要求。曲轴材料需要有较高的抗拉强度、刚度、耐冲击韧性、耐疲劳性以及耐磨性。 一般采用锻造钢和球墨铸铁，锻钢需要进行热处理采用调质，及淬火后高温回火，使材料具有较高的综合机械性能，轴颈表面再进行表面淬火，提高表面硬度及耐磨性。球墨铸铁曲轴采取等温回火、中频淬火、激光淬火等热处理工艺。
发动机曲轴加工工艺分析与设计 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。 本课题仅175Ⅱ型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 目录 第一章概述 1 第二章确定曲轴的加工工艺过程 3 2.1曲轴的作用 3 2.2曲轴的结构及其特点 3 2.3曲轴的主要技术要求分析 4 2.4曲轴的材料和毛坯的确定 4 2.5曲轴的机械加工工艺过程 4 2.6曲轴的机械加工工艺路线 5 第三章曲轴的机械加工工艺过程分析 6 3. 1曲轴的机械加工工艺特点 6 3. 2曲轴的机械加工工艺特点分析 7 3. 3曲轴主要加工工序分析 (8) 3.3.1铣曲轴两端面,钻中心孔 (8) 3.3.2曲轴主轴颈的车削 (8)
3.3.3曲轴连杆轴颈的车削 (8) 3.3.4键槽加工 (9) 3.3.5轴颈的磨削 (9) 第四章机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 9 4.1曲轴主要加工表面的工序安排 9 4.2机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 10 4.2.1主轴颈工序尺寸及公差的确定 10 4.2.2连杆轴颈工序尺寸及公差的确定 10 4.2.3φ22 -00.12外圆工序尺寸及公差的确定 10 4.2.4φ20 0-0.021外圆工序尺寸及公差的确定 11 4.3 确定工时定额 11 4.4 曲轴机械加工工艺过程卡片的制订 12 谢辞 13 参考文献 14 附录 15 第一章概述 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(旋转>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。 发动机机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。机体组主要由气缸体、曲轴箱、气缸盖等零件组成。 <1）气缸体 水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，气缸体一般用灰铸铁铸成，气缸体上部的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。在气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油道等。 <2）曲轴箱 气缸体下部用来安装曲轴的部位称为曲轴箱，曲轴箱分上曲轴箱和下曲轴箱。上曲轴箱与
曲轴的加工工艺过程 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连杆大头轴瓦与曲轴连杆颈的润滑和两头固定点的润滑，曲轴的旋转是发动机的动力源，也是整个机械系统的源动力。 曲轴的工作原理 曲轴是发动机中最典型、最重要的零件之一，其功用是将活塞连杆传递来的气体压力转变为转矩，作为动力而输出做功，驱动器他工作机构，并带动内燃机辅助装备工作。 曲轴加工工艺 虽然曲轴的品种较多，结构上一些细节有所不同，但加工工艺过程大致相同。
主要工艺介绍 （1）曲轴主轴颈及连杆颈外铣加工 在进行曲轴零件加工时，由于圆盘铣刀本身结构的影响，刀刃与工件始终是断续接触，有冲击。因此，机床整个切削系统中控制了间隙环节，降低了加工过程中因运动间隙产生的振动，从而提高了加工精度和刀具的的使用寿命。 （2）曲轴主轴颈及连杆颈磨削 跟踪磨削法是以主轴颈中心线为回转中心，一次装夹依次完成曲轴连杆颈的磨削加工（也可用于主轴颈磨削），磨削连杆轴颈的实现方式是通过CNC控制砂轮的进给和工件回转运动两轴联动，来完成曲轴加工进给。跟踪磨削法采用一次装夹、在一台数控磨床上依次完成曲轴主轴颈和连杆颈的磨削加工，能有效地减少设备费用，降低加工成本，提高加工精度和生产效率。 （3）曲轴主轴颈、连杆颈圆角滚压机床 应用滚压机床是为了提高曲轴的疲劳强度。据统计资料表明，球墨铸铁曲轴经圆角滚压后的曲轴寿命可提高120％～230％；锻钢曲轴经圆角滚压后寿命可提高70％～130％。滚压的旋转动力来源于曲轴的旋转，带动滚压头中的滚轮转动，而滚轮的压力是由油缸实施的。
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)
7 曲轴设计 曲轴是发动机中最重要的机件之一。它的尺寸参数在专门大程度上不仅阻碍着发动机的整体尺寸和重量，而且也在专门大程度上阻碍着发动机的靠得住性与寿命。曲轴的破坏事故可能引发发动机其它零件的严峻损坏，在发动机的结构改良中，曲轴的改良也占有重腹地位。随着内燃机的进展与强化，曲轴的工作条件愈来愈恶劣了。因此，曲轴的强度和刚度问题就变得加倍严峻了。在设计曲轴时，必需正确选择曲轴的尺寸参数、结构型式、材料与工艺，以求取得经济最合理的成效。 曲轴的工作条件、结构型式和材料的选择 曲轴的工作条件和设计要求 曲轴是在不断周期性转变的气体压力、往复和旋转运动质量的惯性力和它们的力矩一起作用下工作的，从而使曲轴既扭转又弯曲，产生疲劳应力状态；对内不平稳的发动机曲轴还经受内弯矩和剪力；未采取扭转振动减振方法使曲轴还可能作用着幅值较大的扭转振动弹性力矩。这些载荷都是交变性的，可能引发曲轴疲劳失效。实践说明，弯曲载荷具有决定性作用，弯曲疲劳失效是要紧破坏形式。因此曲轴结构强度的研究重点是弯曲疲劳强度，曲轴设计上要致力于提高曲轴的疲劳强度。 曲轴形状复杂，应力集中现象相当严峻，专门在连杆轴颈与曲柄臂的过渡圆角处和润滑油孔出口周围的应力集中尤其突出。通常的曲轴断裂、疲劳裂纹都始于过渡圆角和油孔处。 图7-1说明了曲轴弯曲疲劳破坏和扭 转疲劳破坏的情形。弯曲疲劳裂痕从 轴颈根部表面的圆角处进展到曲柄 上，大体上成450折断曲柄；扭转疲 劳破坏一般是从机械加工不良的油 孔边缘开始，约成450剪断曲柄销。因此，在设计曲轴时，要专门注意设法缓和应力集中现象，强化应力集中 部位。 曲轴各轴颈在很高的比压下，以专门大的相对速度在轴承中发生滑动摩擦。这些轴承在实际变工况运转条件下并非总能保证为液体摩擦，尤其当润滑油不干净时，轴颈表面受到强烈的磨料磨损，使得曲轴的实际利用寿命大大降低。因此，设计时，要使其各摩擦表面耐磨，并匹配好适当材料的轴瓦。 图7-1 曲轴的疲劳破坏 a ）弯曲疲劳破坏 b ）扭转疲劳破坏
0序言 曲轴是汽车发动机最重点的零零件之一，曲轴的性能很大程 度上影响着发动机的靠谱性和寿命。曲轴在发动机中担当着最大 的负荷和所有的功率，担当着兴盛的方向不停变化的曲折和扭转矩，同时承受着长时间的高速运行的磨损。本次主要介绍了汽车 发动机曲轴资料的选择，加工工艺路线和有关的热办理工艺，以 及组织及性能的检测方法和检测设施，分析了热办理过程中可能 产生的缺点及挽救举措，概括了曲轴断裂和无效的主要形式及预 防举措。 1汽车发动机曲轴的工作条件及性能要求 1.1汽车发动机曲轴的工作原理 曲轴是发动机上的一个重要的机件，有两个重要部位：主轴颈，连杆颈，（还有其余）。主轴颈被安装在缸体上，连杆颈与 连杆大头孔连结，连杆小头孔与汽缸活塞连结，是一个典型的曲 柄滑块机构。发动机工作过程就是，活塞经过混淆压缩气的燃爆，推进活塞做直线运动，并经过连杆将力传给曲轴，由曲轴将直线 运动转变成旋转运动。曲轴的旋转是发动机的动力源。 图1发动机曲轴实物图
1.2汽车发动机曲轴的机械性能要求及技术要求 汽车发动机曲轴的工作条件 曲轴在工作过程中，既要承受周期性变化的气体压力、来往 惯性力及离心力，又要承受他们所产生的扭矩和弯矩。因此，在 上述载荷作用下，曲轴承受着巨大的曲折、扭转应力，扭动震动 和附带应力，以及交变载荷的冲击。这些载荷不只数值较大，并 且一般呈周期性变化，故简单使曲轴产生扭转和曲折变形，甚至 产生裂纹和断裂。其余，发动机的不停增压、不停扩缸，以及传 动功率的不停提升，使得曲轴要在很高的压力下高速转动。 由此服役条件，汽车发动机曲轴常会发生两种形式的破坏： （1）疲备断裂：多半断裂时曲柄与轴颈的圆角处产生疲备 裂纹，随后向曲柄深处发展，造成曲柄的断裂，其次是曲柄 中部的油道内壁产生裂纹，发展为曲柄 处的断裂。 （2）轴颈表面的严重磨损：因曲轴长久处于高速旋转状态，因此表面会遇到严重磨损。 汽车发动机曲轴的性能要求及技术要求 基于发动机曲轴苛刻的服役条件及发生破坏的形式，这就给 了曲轴资料较高的要求。曲轴资料需要有较高的抗拉强度、刚度、耐冲击韧性、耐疲备性以及耐磨性。 一般采纳铸造钢和球墨铸铁，锻钢需要进行热办理采纳调质，及淬火后高温回火，使资料拥有较高的综合机械性能，轴颈表面再进行表面淬火，提升表面硬度及耐磨性。球墨铸铁曲轴采纳等温回火、中频淬火、激光淬火等热办理工艺。