曲轴的结构如图1.1所示：它由主轴颈，连杆轴颈曲轴臂，平衡块，前轴端和后轴端等部分组成。其中一个连杆颈和它两端的曲臂以及前后两个主轴颈合在一起，称为曲拐。曲轴的形式有整体式和组合式两种。下面分析大多数汽车发动机采用的整体式曲轴的结构。
图1.1
1.主轴颈
图1.2所示，用来支撑曲轴，曲轴几即绕其中心线旋转。主轴颈支撑于滑动主轴承上，主轴颈结构和连杆轴颈类似，不同点于滑动主轴承上，主轴颈结构和连杆轴颈类似，不同点是内表面有油槽。主轴承盖用螺栓与上曲轴箱的主轴承座紧固在一起。为了使各主轴颈磨损相对均匀，对于受力交大的中部和两端的主轴颈制造得较宽。
在连杆轴颈的两侧都有主轴颈者，称为全支撑曲轴。全支撑曲轴钢度好，主轴颈负荷小，但它比较长。如果主轴颈数目比连杆轴颈少，则称为非全支撑曲轴。其特点和全支撑主轴相反。
图1.2
2.连杆轴颈
用来安装连杆大头，如图1.3所示。直列式发动机的连杆轴项数与汽缸数相等；V型发动机因为两个连杆共同装在一个连杆轴颈上，故连杆轴颈数为汽缸数的一半。连杆轴颈通常被制成中空，其目的是为了减轻曲拐旋转部分的质量，以减小离心力。中空的部分还可兼作油道和油腔，如图所示。油腔不钻通，外端用螺塞封闭，并用开口销锁住。连杆中部插入一弯管，管口位于油腔中心。当曲轴旋转时，在曲轴油管机油中的较重的杂质被甩向油腔壁，而洁净的机油则经弯管流向连杆轴向表面，减轻了轴颈的磨损。
图1.3
3.曲轴臂
用来连接主轴颈和连杆轴颈，如图1.4所示。有的发动机曲轴臂上加有平衡块，用来平衡曲轴的不平衡的离心力和离心力矩，有的还可平衡一部分往复惯性力。图示1.5为四缸发动机曲轴受力情况。1.4道连杆轴颈的离心力F1.F4与2.3道连杆轴颈的离心力F2.F3大小相等，方向相反。从整体上看，似乎在内部能相互平衡，但由于在F1与F2形成的力偶MF2和F3与F4形成的力偶M3-4作用下，如果曲轴的刚度不足，则发生弯曲变形，加剧主轴颈的磨损。为此，需加宽轴颈，增加刚度，以减少磨损。但更有效的措施是在曲轴臂反方向延伸一块平衡块。平衡块与曲轴制成一体，也可单独制造，再用螺栓固装在曲轴臂上，加平衡块会导致曲轴质量和材料消耗增加，制造工艺复杂。因此，曲轴是否要加平衡块，应视具体情况而定。
图1.4
图1.5
曲轴上离心力作用和加平衡块示意
4.曲轴的前轴端
通常的前轴端装有正时齿轮皮带轮扭转减震器和启动爪等，为防止机油沿曲轴轴颈外漏，一般在正时齿轮前端装一个甩油盘，正时齿轮盖内孔周围还嵌有自紧式油封。当机油溅落在随着曲轴旋转的甩油盘上时，由于离心力的作用，被甩到正时齿轮盖的内壁上，油封挡住机油，是机油沿壁面流回油壳中。
5.曲轴的后轴端
制有甩油突缘；回油螺纹和飞轮结合盘。飞轮结合盘是用来连接飞轮输出动力。甩油突缘与回油螺纹用来防止既有外漏，如图1.6所示，从主轴颈间隙流向后端的机油，主要被甩油突缘甩入主轴承座孔后边缘的凹槽内，并经回油
孔流向底壳。少量的机油流至回油螺纹区，被回油螺纹返回到甩油突缘而甩回油低壳。为更可靠地防止漏油，有时发动机还在最后一道主轴承盖的端面上装有油封，油封材料有橡胶，含石墨的石棉绳等。此外，最后一道主轴承盖与缸体结合面出还嵌有软木条或石棉绳等填料；起密封作用。
曲轴作为转动件，除了承受正时齿轮斜齿传动所引起的轴向力以外，还要承受上下坡；加速；制动及踏离合器等所产生的轴向力作用，从而制造曲轴前后窜动。如果轴向窜动量过大，将破坏各机件的正常工作。
图1.6
但也不能过小，应给曲轴留有热膨胀伸长的余地。为此；曲轴必须有一定的轴向间隙，此间隙一般在0.05~0.25mm。
6.曲轴轴向限位装置
一般设置在某道主轴颈的两侧。其材料加工与滑动轴承类似，也是在钢背上浇注一层减磨合金，但是具体结构因车而异。有的是两片整圆形的止推垫圈，通常安装在前端轴上，有的是两片或四片半圆型的止推片；采用更多的是将四片半圆形止推片与主轴承制成一体而成为翻边轴瓦，，但轴承前后窜动是翻边轴瓦端面的减磨合金与相对应的曲轴臂止推面接触摩擦，限制了曲轴窜动。
7.曲轴的形状和各曲轴的相对位置
图1.7
1.主轴颈
2.连杆轴颈
3.曲轴臂4平衡重5前轴颈 6.后轴颈
曲轴的形状和各曲轴的相对位置取决于汽缸数，汽缸排列和工作顺序等多种因素。在安排多缸发动机的工作顺序时，首先应该使各缸作功间隔相等，以保证发动机运转平衡；其次应该使连续作功的两缸相距尽可能远一些，以减轻主轴承的载荷，同时，避免两缸相邻发生进气重叠现象而影响冲气。
根据以上原则，四缸发动机工作顺序及曲拐的布置叙述如下：
四冲程直列四缸发动机，在一个工作循环中各缸均要作功一次，所以作功间隔角720度/4=180度；工作顺序有两种可能的排列法；即1-2-4-3或1-3-4-2其中前一种采用较广泛。曲拐的布置如图所示。
图1.8
在机床上进行机械零件的机械加工时，所需工艺装备中除了刀具量具辅助
工具外，还必须有共装夹工件用的机床夹具（简称夹具）。
零件的技术条件分析
8.表面本身精度
曲轴的前端外外圆 017.0042.040-
-Φ与齿轮配合，要求精度为IT8级，表面粗糙
度为Ra0.8;外圆?38±0.008皮带轮配合要求精度为IT8级，表面的粗糙度
Ra0.8;以及后轴端外的油封3.068-Φ要求精度为IT8级，表面粗糙度为Ra0.8;
主轴颈018.064-Φ要求精度为IT6级，表面粗糙度为Ra0.2；连杆轴颈?58要求
精度为IT6级，表面粗糙度为Ra0.2；其余非工作表面的粗糙度也要求达到
Ra12.5。
9.表面间的位置精度
主要有：连杆轴颈轴心线应与轴颈轴心线相平行，在轴颈全长上的不平行
度允差为0.012mm ；曲轴的法兰后端面应与主轴颈轴心线相垂直，在法兰边缘
测量时，跳动允差为0.04mm ；将曲轴两外端的主轴颈架在V 型块上时，中间轴
颈的跳动允差为0.03mm ；曲轴皮带轮轴颈（?38±0.008）及后主轴颈的油封颈
（03.068-Φ）跳动允差为0.04mm ； H 表面对后主轴颈的表面的不同轴度允差为
0.02mm;H 表面对?100的不同轴度允差为0.05mm;0070035040。。-
-Φ 对后主轴颈的不同
轴度允差为0.04 mm ；K 及L 表面对曲轴轴心线的不垂直度（在最外点）跳动
允差为0.02 mm 。
10.零件的其他技术要求
1）零件图上未注尺寸的圆角半径均为2至3毫米，铸造斜度为1度。
2）铸件须经正火处理，正火后
a) 其金相组织应为珠光体，球光体≥85%，球化率≥7.5%
b) 机械性能应符合下列指标
抗拉强度≥588Mpa 屈服强度≥412Mpa,延伸率≥2.0%.
c) 硬度为HB225至305,应在主轴颈及连杆轴颈上(或相当于轴颈硬度
外)进行检验,检验的轴颈应间隔开,不得集中于某一段.
3)不加工表面必须清除焦砂及毛刺,表面须光洁.
4)曲轴的加工表面应清洁,不得有碰伤,凹痕,滑伤,刀痕,毛刺等缺陷.
5)曲轴主轴颈和连杆应进行超精研磨和抛光.
6)曲轴做动平衡检验时,曲轴每端的不平衡度不应大于2.4x 10牛顿米.
7)精磨后应磁力探伤,检验轴颈上是否有裂纹,探伤后应退磁.
8)主轴颈及连杆轴颈尺寸必要时可按-0.25尺寸制造，018.075.63-Φ(主轴颈)
和018.075.57-Φ(连杆轴颈),但在加工时,主轴颈或连杆轴颈若有一道轴颈按-0.25尺
寸加工时,其余各项必须都按-0.25尺寸加工,并将-0.25同时在曲轴第一平衡重不
加工表面上涂以两道缘漆以便提醒装配相应尺寸的衬瓦.
9)其余技术要求见零件图技术要求的规定.
零件的技术条件分析
曲轴要求用强度,冲击韧性和耐磨性都比较高的材 料制造,一般都采用中碳
钢或中碳合金钢模锻.各轴颈表面还用高频电流进行淬火硬化和精磨等,以达到高
光洁度和高精度.近年来,有的发动机采用了高强度的稀土球墨铸铁铸造曲轴,如球墨铸铁QT700-2就具有较高强度;耐磨性及一定的塑性,韧性,其基体组织为球光体.其各元素的百分含量如下:(%)
C：3.6~3.9 Mn:0.5~0.8 Si:2.4~2.8
Mn:0.03~0.06 Pb:0.03~0.05 S:≤0.03
P: ≤0.08 合金元素Cn0.5～0.8
毛坯采用金属型铸造，热处理后的硬度为HB231～304。
球墨铸铁是将连接近灰铸铁成分（也可包括某些合金元素）的铁水，经镁或镁的合金或其他球化剂球化处理后而获得具有球状石墨的铸铁。由于这种铸铁中的石墨成球状，所以大大减轻了石墨对金属基体的分割性和尖口作用。球墨铸铁具有灰铸铁的优良特性，又兼有钢的高强度性能，有比钢更好的耐磨性，抗氧化性，减震性及小的缺口敏感性。它可以进行多种热处理，以提高强度。
球磨铸铁的可切削性与基体组织有关，铁素体球墨铸铁的可切削性优于球光体球墨铸铁，切削用量相同时，球墨铸铁铁素体含量越高，切削速度就可以提高。铸件切削部位含有自由或共晶渗碳体和其他硬质化合物时，将使可切削性变差。磨削时石墨易堵塞砂轮，采用镨钕刚玉自砺砂轮可提高磨削速度。
零件的技术条件分析
11.从曲轴的零件图分析表面间的位置尺寸标注：
轴向方向分析：
通过曲轴前端面采用坐标式标注的方法表出了内孔?28，螺纹内孔Ｍ27×2-2，?20以及60度复合锥孔的长度，曲轴前端面的轴长；所以应先加工端面，在保证其他尺寸，所以端面为一设计基准。有第一轴颈处的外圆?86±0.5。采用的坐标式和连续标准的方式标出了曲轴臂，第二，三，四，五，主轴颈以及地1，2，3，4连杆轴颈的位置尺寸和第一主轴颈轴向长度。所以?86±0.5为轴向的另一设计基准。
径向方向分析：
法兰外圆0.0220.018122φ+
- 及 油 封 颈0.368φ- 均由中心轴线Ａ确定轴向位置，
所以轴承孔007.0035.040-
-Φ轴线A 为主要设计基准而其他各径向位置由022.0018.0122+-Φ确定，
所以022.0018.0122+
-Φ为另一设计基准。
12.从曲轴表面间位置关系精度的标注分析：
曲轴第一主轴颈处外圆?86±0.5对A 有全跳动度要求，所以应先加工A 。
在由A 定位加工?86±0.5；中间主轴颈对B ，C 的全跳动度要求法兰外圆0.0220.018122φ+
-
端面对B 有同轴度要求，以及法兰端面的四孔对B 有位置度要求等。
为保证热处理质量的检验说明
由于曲轴在工作中承受着周期性的，不断变化的气体力和惯性力的共同作
用。；因此，曲轴应有足够的刚度和强度，各摩擦面要耐磨及润滑良好；并且在
工作中平衡性要好。曲轴要求用强度，冲击韧性和耐磨性都比较高的材料制造，
各轴颈表面还用高频电流进行淬火硬化和精磨等，以达到高光洁度和高精度。所
以采用球墨铸铁QT700-2，但还要进行热处理。主要是为了提高材料的机械性能，
改善材料的加工性，消除内应力等。为了保证曲轴的热处理质量，在热处理前，
中，后都要进行检查。
热处理之前检验是将热处理前的曲轴与工序流程记载的数量比较是否一致，
及外观上有无裂痕纹或磁伤，排除热处理前的超差制件，还必须检查曲轴材料的
具体化学成分。热处理后对曲轴的变形和尺寸等方面都要进行检验和控制。
热处理最终检验是对曲轴零件的硬度，力学性能，物理性能等进行检查；是
控制质量的重要环节。曲轴是中等负荷零件，选用II 类检验，对硬度惊醒100%
的检验，抽检零件的力学性能（HB62~69）。
1) 检查类别：I ，II ，III 类
2) 硬度检验；I ，II 类100%检验，III 类按工艺规程的规定，从每批零件抽10%
检验硬度，如硬度不合格，则100%检验或整批零件返修处理。
3) 机械性能检验；工类100%从零件的检验留量上切下的试件进行检验；II 类
检验在没炉里抽1~2个零件或式样；III 类不检验。
零件的工艺性分析
在零件图上，可以看出曲轴的外形结构复杂，刚度较差，且技术要求较高，
指出曲轴的加工工艺过程时都要考虑到这些特点，在根据生产规模，结合厂的设
备规模， 拟订出最合理的方案。
从精度方面来看，主要工作表面IT6~IT12；如曲轴前端轴处
?400.0420.017+
+齿轮轴颈工作表面的粗糙度Ra0.8,非配合表面粗糙度Ra1.6~Ra6.3
（在高速条件下工作，为提高抗疲劳强度）其他的如位置关系精度，即平行度，
垂直度，跳动度等允差均控制在0.01~0.05之间。
从材料方面来看，球墨铸铁QT700~2要求正火处理，正火后其机械性能，
抗强度≥700Mpa ，屈服强度≥420Mpa ，延伸率≥2.0，这些均能够满足零件图的
技术要求，且毛坯采用金属型铸件。
1) 零件表面的要求及保证的方法：
主要表面即指零件与其他零件相配合的表面，或是直接参与机械工作的表
面，在此曲轴的主轴颈尺寸0018.064-Φ和连杆轴颈尺寸0018.058-Φ以及油封颈尺寸
3.068-Φ曲轴的齿轮轴颈042.0017.040+-Φ皮带轮轴颈?38±0.008 ，法兰盘外端面
?1220.0220.018+
- 等。这些主要表面本身精度一般都比较高，而且零件的构形，精度以
及材料的加工性等问题，都会在主要表面的加工中反映出来，主要表面的加工质
量对零件工作的可靠性与寿命有很大的影响。因此，在设计工艺路线时，首先考
虑的就是如何保证主要表面的加工要求。
根据主要表面的形状，尺寸，精度等因素的要求，更可初步确定这些表面的
最后加工方法。从而根据 这些最后的加工方法，进一步确定在这以前的一系列
准备工序的加工方法。如油封颈的表面光洁度Ra0.8，法兰外圆的0.0220.018122φ+
-的光
洁度Ra1.6，主轴颈 0.01864φ- ，连 杆 轴 颈 0.01858φ- 的表面光洁度Ra0.2
等，精度为IT6~IT9级，最后的加工方法就应该选用磨削，而且在这个工序以前
的准备工序应在粗车和细车。有如法兰盘端面的四孔4- ?12.50.0270+且粗糙度
Ra1.6，故应选钻一扩一铰的加工路线方法。
2)重要的技术要求及保证方法
重要的技术要求一般指表面的形状精度和位置关系精度，热处理表面处理，无损探伤及其他特种检验等。
重要的技术要求是影响工艺路线设计的重要因素之一，特别是位置关系精度要求较高时，就会有很大的影响。如曲轴皮带轮轴颈（?38±0.008）及后主轴颈）对曲轴两端主轴颈的跳动不大于0.04毫米，则这对两个表面的油封颈（?68
-
0.3
最好在一次安装中加工出来，同样，当几个表面对一组基准?38±0.008和?64
-
0.3
有同样的圆跳动要求时，这最好是以这一组表面做基准来加工它们。
热处理（如铸件需要正火处理）的要求，对工艺路线的设计也有着较大的影响，如热处理工件变形，特别是热处理后的材料硬度，对加工方法的选择以及加工用量有很大的影响。因此，在设计工艺路线时，要合理安排其位置。
1．热处理对零件机构工艺性的要求
1)对热处理件的技术要求要合理，零件的材料应与所要求的物理力学
性能相适应。
2)热处理零件尽量避免尖角，锐边和盲孔。
3)截面应尽量均匀，对称。
2．切削加工对零件结构工艺性的要求
尺寸公差，形位公差和粗糙度的要求应经济合理。
1)各加工面的几何形状应尽量简单。
2)有相互位置精度要求表面应能尽量在一次装夹中加工。
3)零件应有合理的工艺基准，并尽量与设计基准相一致。
4)零件机构应便于装夹，加工和检查。
5)零件的结构要素应尽可能统一，并使其能尽量使用普通设备和标准
刀具进行加工。
6)零件的结构应尽量便于多件同时加工。
3．装配加工对零件结构工艺性的要求
应尽量避免装配时采用复杂的工艺装备。
在质量大于20Kg的装配单元或其组成部分的结构中，应具有吊装的结构要素。
1)在装配时，应避免有关组成部分的中间拆卸和再装配。
2)各组成部分的联接方法应尽量保证用最少的工具快速装卸。
毛坯设计
毛坯种类的确定
对曲轴毛坯的选择方案论证
方案一：选取QT600-3 其抗拉强度≥600Mpa，屈服强度≥370Mpa，延伸率≥3%，硬度HB190~270。
方案二：选取QT700-2 其抗拉强度≥700Mpa，屈服强度≥420Mpa，延伸率≥2%，硬度HB225~305。
方案三：选取QT800-2。其抗拉强度≥800Mpa，屈服强度≥480Mpa，延伸率≥2%，硬度HB245~335。
根据零件图的要求，曲轴材料的要求即抗拉强度≥800Mpa，屈服强度≥480Mpa，延伸率≥2%。硬度HB225~305，且综合考虑到材料的抗冲击性能和减震性方面以及经济性时，把以上三种材料作个比较如下：
QT600-3>QT700-2>QT800-2，三者均具有较高的强度，耐磨性及一定的韧性等性质。故选QT700-2，即方案二做零件材料比较的合适。
毛坯的工艺要求
1．铸造零件的机构工艺性要求
1)铸件的壁厚应合适，均匀，不得有突然变化。
2)铸造圆角要适当，不得有尖棱，尖角。
3)铸件的结构要尽量简化，并要有合理的其模斜度，以减少分型面，
芯子，并便于起模。
4)如强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。
5)铸件的选材要合理，应有交好的可铸性。
2．分型的确定
铸件分型面位置的确定是否适宜，关系到铸件的成型，铸件出模，材料利用
率等一系列问题。确定分型面位置最基本的原则是保证铸件形状尽可能与零件形
状相同，以及铸件容易从铸模中取出。
根据确定原则，铸件的分型位置应选择在具有最大水平投影尺寸的位置上，
虽然这样先择会增加毛边的金属消耗并加大尺寸，但仍然合理的。
3．圆角半径
圆角半径与铸件形状有关，铸件高度尺寸大，圆角半径也应放大。适应的选
择圆角半径，对铸件质量，铸件出模，提高铸模寿命等方面都是有利的。根据以
上原则，根据《机械加工工艺手册》中规定，对于金属型铸件一般统一用R3或
R5，其他圆角半径为R2～3。
4．铸造斜度
铸造斜度的大小按下列原则确定：
金属的收缩阻力大时，斜度应大；收缩量大和熔点高的合金，斜度应大；铸
件需要拔模部分尺寸大时，斜度应小，反之斜度应大。
5．技术要求及说明
a) 对活塞杆毛坯进行II 类检验。II 类检验是对硬度进行100%检验。对机械性
能进行抽验方法。硬度为HB225～305.
b) 圆角半径Ｒ2～Ｒ3，铸造斜度１度。1.2.3毛坯的余量和公差。
该铸件最大外轮廓尺寸为626。根据《机械加工工艺手册》中表3.1—26规
定，在铸件基本尺寸250～260栏中查出铸件的单面加工余量为5.5～7.5mm 之间。
但是因为曲轴是汽车发动机的重要零件，要求精度比较高，所以应加大余量取
8.0mm ，考虑到切削加工的需要及尺寸圆整化而对加工余量加以适当的圆整修整。
公差的确定：
由于是金属型铸造，而且毛坯材料是球墨铸铁，有成批和大量生产铸件的尺
寸公差等级（表3.1-24）；公差等级（ＣＴ）7～9。按8级精度，在《机械加
工工艺手册》的表2.15中，取 6.2626+水平尺寸公差；由表3.9按8级精度，确
定：
1.689+ ， 1.440+ ， 1.335+ ， 1.338+ ，
1.444+， 1.220+， 1.03+， 1.115+。
工艺规程设计
毛坯的工艺要求
1.机械加工工艺过程设计要求
设计零件的机械加工工艺过程；是生产技术准备工作的一个重要组成部分。一个零件可以采用不同的工艺过程制造出来。但是，正确与合理的工艺过程，应满足下列基本要求：
1)保证产品的质量符合设计图和技术条件所规定的要求；
2)保证高的劳动生产率；
3)保证经济的合理性；
质量。生产率和经济性通常就构成了制定工艺过程所必须满足的技术和经济要求。新技术和新工艺的发展，如毛坯的精化，特种工艺和超精工艺的发展，以及数控和计算机技术的应用等等，都对产品的质量和生产周期有很大的影响。因此，随着生产技术的发展，工艺过程也要不断的改进。同时，设计的工艺过程要能够保证产品质量的稳定。即工艺过程要能够实现图纸和技术条件所规定的要求。
亦即产品的质量，尽可能不依赖作者的技艺，而要决定于设备，工艺设备和工艺方法的完善程度。总之，设计工艺过程，是要合理地解决技术和经济问题。为了使设计的工艺过程更为合理，就必须对各种可行的方案进行分析比较，以使工艺能全面地符合质量，生产率和经济性的要求。
2.机械加工工艺路线选择方案论证：
由于曲轴在构型上比较的复杂，精度，表面质量及其他技术要求上要求程度均较高。所以在机械加工过程中根据集中与分散的原则，对曲轴的主要表面和次要表面首先进行粗加工，在对法兰盘外圆；油封颈，小头外圆等表面精加工至要求尺寸，最后再对主要表面如主轴颈，主连杆颈进行精加工阶段必要的处理，直至达到最终的零件图的要求。其中还包括表面粗糙度及各表面间的形状位置精度要求。
3.机械加工工序的安排
零件各加工表面的机械加工工序顺序，对组织生产，保证质量和降低成本有较大的影响，应根据定位基准的建立与转换；划分的加工阶段等来决定。
一般原则：
１）.“先基准后其他”
即先加工选定的定位基准表面，然后再加工其他表面。如果定位基准面不止一个，则应按照基准面转换的顺序和逐步提高加工精度的原则来安排基准面和主要表面的加工。以便为后续工序提供适合的定位基准。
２）.“先粗后精”
即粗加工～半精加工～精加工。最后安排光整加工。
３）.“先主后次”
先加工主要表面，当其达到一定的精度后再加工表面次要表面。
４）.“先面后孔”
因为平面定位比较稳定可靠，所以对诸如箱体，支架，连杆等平面轮廓尺寸较大的零件，常先加工平面，然后再加工该平面上的孔，以保证加工质量。除用做基准的表面外，精度越高，粗糙度Ｒa值越小的表面其精加工应放在后面进行，以防备滑伤。
根据上述原则，机械加工工序安排顺序是：
基准加工—主要表面粗加工及一些余量大的表面在粗加工—主要表面半精加工和次要表面加工—主要表面的精加工—光整加工。
工序号NO 工序名称
0 铸坯
5 热处理——正火
10 铣端面定全长
15 钻中心孔
20 粗车法兰盘外圆
25 粗车中间轴颈
30 粗磨中间轴颈
35 粗车其余主轴颈
40 精车小头外圆及空刀槽
45 精车主轴颈，法兰盘，油封颈50 中间检验（一）
55 粗车轴承孔
60 铣工艺面
65 车1，4连杆颈
70 车2，3连杆颈
75 钻铰工艺孔
80 锪?9孔
85 钻斜油孔
90 小头钻孔及攻丝
95 精磨油封颈
100 精磨法兰盘外圆
105 半精磨主轴颈
110 精磨主轴颈
115 精磨小头外圆及止推面
120 精磨连杆颈
125 钻铰法兰盘四孔
130 精磨轴承孔
135 铣键槽
140 中间检验（二）
145 动平衡
150 去不平衡重
155 校直
160 序检
165 油孔抛光
170 抛光主轴颈和连杆轴颈
175 清洗
180 终检
185 总标，打字头
190 涂油蜡包装入库
4．加工方法的选择
影响加工方法选择的因素主要有以下几个方面
1)表面的形状和尺寸，工件表面的形状应与所选择的加工方法的成型特性相适
应。如：孔可钻，镗等方法；螺纹可用车，表面尺寸的大小，也要影响加工方法的选择。在曲轴中加工小孔时，采用钻，锪，铰等方法，而大尺寸的孔，则一般均采用镗和磨削等方法加工，螺纹则采用车削方法。
2)表面的精度和粗糙度：工件的表面加工方法的选择应与经济加工精度相适
应。
3)工件的材料与热处理：工件材料及热处理的硬度对加工性有很大的影响。
4)工件的整体结构形与重量:工件的整体构形与重量对加工方法的选择也有一
定的影响。曲轴相对于一些小零件来说是比较大的。但是通过一些夹具的作用也可以在普通的车床，钻床，磨床上进行加工，而不必采用专用自制设备进行加工。
5)产量与生产类型：选择加工方法时，不但要保证产品的质量，还要考虑生产
率和经济性。由于该零件属于大批量生产，多采用通过设备和常规加工方法。
6)现场的生产条件：选择加工方法应基于现场的生产设备，在充分利用现有设
备的同时，应对现有设备进行技术改造，以促进生产的发展。
5．阶段的划分
从曲轴的整体构形；尺寸表面精度及位置精度等以及零件对热处理的要求多个方面综合分析，按照加工的性质和作用的不同，将零件划分为三个阶段进行加工：工序0~90 为粗加工阶段
工序95~160 为精加工阶段
工序165~190 为超精加工阶段
各加工阶段的加工性质和作用：
1)粗加工阶段：此阶段的主要任务是切除大部分余量以去除毛刺外皮，校正毛
坯制造中的误差，为精加工作好准备。同时粗加工切削用量大，切削力，切削热，加紧力都比较大，虽然精度不高，但可以提高生产率。
2)精加工阶段：此阶段的主要任务是达到零件的全部技术要求。主要表面达到
最终技术要求。由于在此阶段加工余量小，加工精度高，所以这个阶段的主要问题是保证质量。
3)超精加工：在零件上有要求特别高的表面，精度在IT6级以上，粗糙度
Ra=0.4~0.2m时,在精加工之后安排的特殊阶段,,主要目的是保证重要表面的高质量.
根据上述阶段的作用,综合曲轴的特点,对曲轴的工艺路线进行阶段的划分的原因如下:从曲轴的构形,技术要求和材料等几方面分析,主要的工艺关键是高精度的保证问题.而且由于曲轴为关键零件,故而在毛坯铸造时,适当加大了切削余量.因此,工艺过程中采用探伤用以检验它的强度;硬度,机械性能等.因此,应进行阶段划分.对于活塞杆各主要配合表面精度,粗糙度的Ra要求高，因此安排了几道检验工序。对于主轴颈表面?64 连杆轴颈的内外表面的粗糙度均为Ra0.2。为了加工此要求特别高的两表面，在精加工工序后安排了超精加工，来达到技术要求。再者对于次要表面要求精度低，粗糙度大，所以在粗加工后就通过精磨达到要求，因此直接对主表面进行精加工。综合上述原因，自然而然的在工艺路线中形成了阶段划分。
6．工序的集中与分散
1)工序分散特点：工序多，工艺过程长，两个工序包含的加工内容少，极端情
况下每个工序只有一步，所使用的工艺装备与设备比较简单，易于调整和掌握，有利于选用合理的切削量，减少基本时间，设备数量多，生产面积大，设备投资少；易于更换产品。
2)工序集中的特点：零件各个表面的加工集中在少数的几个工序内完成，每个
工序的内容和工步都较多，有利于采用高效的专用设备，和工装设备，生产率高，生产计划和生产组织工作得到简化，生产面积结合操作人数减少，工作装夹次数减少，辅助时间缩短，加工表面间的位置精度易于保证，设备，工装投资大，调整维护复杂，生产准备工作最大，更换新产品困难。
根据上述两个原则，在加工过程中就集中，分散程度的确定，考虑曲轴的生产量的大小，工件的尺寸大小和重量，工艺设备的条件等方面：
1)曲轴为大批量生产；选择工序分散的原则，可简化计划调度等工作，便于提
高生产率。
2)曲轴为尺寸和重量较大的工件，由于安装和运输困难，采用集中原则比较合
适，同时还可以保证高精度的外表面不被滑伤，磨损。
3)工艺设备的条件上看，由于现有设备多为专用设备，且曲轴大批量生产采用
分散原则虽有利于组织生产的优点，但对于有一些表面进行要集中加工。例如：小头外圆处的内孔加工和功丝工序中采用钻削加工原则可一次达到各表面的要求。所以考虑到现场的生产条件，适当采用集中的原则，不但降低了劳动强度，而且易于保证主要表面的精度。又法兰盘外圆四孔对于精基准D 也有较高的垂直度要求，故而在加工这四个孔时，应采用先分散，后集中的原则。在一次安装的条件下获得较高的位置精度。
综上所述，在曲轴的机械加工工艺过程中应该适当分散原则，合理集中，但主要倾向于分散。
7．基准的选择
曲轴在加工时，为了保证尺寸精度和位置精度，所以要选择合适的基准来保证。基准的选择包括：最终工序；中间工序的原始基准的选择以及各工序定位基准的选择原则。
1)最终工序的原始基准选择：
a)原始基准和设计基准重合，避免换算而减缩公差；
b) 便于作测量基准，以便测量方便和测量简单。
2)中间工序的原始基准选择：
考虑到对曲轴的质量及生产率和经济性要求，中间工序原始基准选择遵循下列原则：
a)但原始尺寸参与间接保证零件的尺寸时，选择原始基准要使有关尺寸链
的环数减少；
b)要使精加工的余量变化量少；
c)便于作测量基准，以使测量方便和测量简单。
在对曲轴原始基准选择时，无论是最终原始基准还是中间原始基准，都是对曲轴的整个加工过程进行分析。依据上述各原则，使原始基准的设计尺寸系统相
适应。在保证设计尺寸要求的同时，保证了良好的工艺性，以达到加工方便，从而提高生产率和经济性。
3) 定位基准的选择原则：
a) 定位基准应力求与原始基准重合，避免由于定基误差从而影响了加工精
度。
b) 定位基准应力求定位准确，稳定可靠；并且夹具的构造简单。
4) 初次定位基准的选择原则：
a) 对于不需要加工全部表面的零件，应选取始终不加工的表面作初次定位
基准。
b) 对于要加工全部表面的零件 ，则应选取加工余量小的表面作初次定位基
准。
c) 由于初次定位基准的精度不高，加以粗加工时的切削用量大，因此特别
注意定位和加紧的稳定和可靠。
依据上述原则选择第一主轴颈处的外圆?86±0.50表面作为初次定位基准。首先由于毛坯上各表面的本身精度和各表面间的位置精度都很低，由于?40 0.042
0.017++为重要配合表面，而且中心轴线A 为精基准，故而选择?86±0.50为初次定位基准。
8.热处理工序的安排
曲轴材料为球墨铸铁QT700-2，在毛坯铸造后，内部生产应力，当进行奥氏
体化正火后+回火，可提高材料的切削加工性能，所以在机械加工之前，应对毛坯进行预备热处理（正火），可降低硬度达HB225~305，均化组织，提高加工性能。
9.辅助工序的安排
辅助工序指不直接加工，也不改变工件的尺寸和性能的工序，它对保证加工
质量起着相当重要的作用，在工艺路线中也占有相当的比例。每一道工序都应按规定提出工序图或技术要求说明。
1) 检验工序
a) 中间检验工序：安排在每一道加工阶段之后；转换车间前后；重要零件
的关键工序之后，为及时发现问题，便于控制加工情况，也应安排检验
2.1 曲轴的结构 曲轴的作用是把活塞往复运动通过连杆转变为旋转运动，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【18】。 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，如图1.1所示。一个主轴颈、一个连杆轴颈和一个曲柄组成了一个曲拐，直列式发动机曲轴的曲拐数目等于气缸数，而V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。 图1.1 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，曲柄处常设置平衡重。平衡重用来平衡发动机不平衡的离心力矩及一部分往复惯性力，从而保证了曲轴旋转的平稳性【19】。 曲轴的连杆轴颈是曲轴与连杆的连接部分，曲柄与主轴颈的相连处用圆弧过渡，以减少应力集中。直列发动机的连杆轴颈数目与气缸数相等而V型发动机的连杆轴颈数等
于气缸数的一半。 曲轴前端装有正时齿轮，以驱动风扇和水泵的皮带轮以及起动爪等。为了防止机油沿曲轴轴颈外漏，在曲轴前端装有一个甩油盘，在齿轮室盖上装有油封。曲轴的后端用来安装飞轮，在后轴颈与飞轮凸缘之间制成档油凸缘与回油螺纹，以阻止机油向后窜漏。 曲轴的形状和曲拐相对位置取决于气缸数、气缸排列和发动机的发火顺序。多缸发动机的发火顺序应使连续作功的两缸保持尽量远的距离，这样既可以减轻主轴承的载荷，又能避免可能发生的进气重叠现象。此外作功间隔应力求均匀，也就是说发动机在完成一个工作循环的曲轴转角，每个气缸都应发火作功一次，以保证发动机运转平稳。 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，耐磨损且润滑良好【20】。 2.2 曲轴的疲劳损坏形式 曲轴的工作情况十分复杂，它是在周期性变化的燃气作用力、往复运动和旋转运动惯性力及其他力矩作用下工作的，因而承受着扭转和弯曲的复杂应力。曲轴箱主轴承的不同心度会影响到曲轴的受力状况，其次，由于曲轴弯曲与扭转振动而产生的附加应力，再加上曲轴形状复杂，结构变化急剧，产生了严重的应力集中。最后曲轴主轴颈与曲柄销是在比压下进行高速转动，因而产生强烈的磨损。因此柴油机在运转中发生曲轴裂纹和断裂事故不为鲜见，尤其是发电柴油机曲轴疲劳破坏较多。依曲轴产生裂纹的交变应力的性质不同，主要有以下三种疲劳裂纹:弯曲疲劳裂纹、扭转疲劳裂纹和弯曲一扭转疲劳裂纹【21】，如图2.1所示。
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)
目录 1 绪论 (1) 1.1 本课题的目的及意义 (1) 1.2 国外研究的现状与发展趋势 (1) 1.2.1 曲轴结构设计的发展 (1) 1.2.2 曲轴强度计算发展 (2) 1.3 有限元分析 (3) 2 1015柴油机曲轴结构设计 (4) 2.1 曲轴的结构 (4) 2.2 曲轴的疲劳损坏形式 (5) 2.2.1 弯曲疲劳裂纹 (6) 2.2.2 扭转疲劳裂纹 (6) 2.2.3 弯曲--扭转疲劳裂纹 (6) 2.3 曲轴的设计要求 (7) 2.4 曲轴的结构型式 (7) 2.5 曲轴的材料 (8) 2.6 曲轴的主要部件设计 (8) 2.6.1 主轴颈和曲柄销 (8) 2.6.2 曲柄臂 (9) 2.6.3 曲轴圆角 (10) 2.6.4 润滑油道 (11) 2.6.5 平衡重 (12) 2.6.6 曲轴两端和轴向止推 (12) 2.6.7 曲轴的强化 (13) 2.7 曲轴的强度校核 (14) 2.7.1 曲柄销应力 (14) 2.7.2 圆角形状系数 (17) 2.7.3 安全系数 (19)
3 有限元分析 (21) 3.1 ANSYS软件介绍 (21) 3.2 整体曲轴有限元模型的建立 (22) 3.2.1 有限元网格的划分 (22) 3.2.2 载荷状况的确定 (22) 3.3 曲轴整体模型计算结果分析 (24) 3.3.1 压应力分析 (24) 3.3.2 拉应力分析 (25) 3.4 疲劳强度校核 (26) 3.5 结论 (26) 4 总结 (26) 参考文献 (28) 致 (32)
1 绪论 1.1 本课题的目的及意义 柴油机与汽油机相比其燃料、可燃混合气的形成以及点火方式都不相同，而柴油机采用压缩空气的办法提高空气温度【1】，因此柴油机的功率更大、经济性能更好，这也导致柴油机工作压力大，要求各有关零件具有较高的结构强度和刚度，所以柴油机比较笨重，体积较大；柴油机的喷油泵与喷嘴制造精度要求高【2】，所以成本较高；另外，柴油机工作粗暴，振动噪声大；柴油不易蒸发，冬季冷车时起动困难。因而柴油发动机一般用于大、中型载重货车上【3】。 曲轴是发动机的关键零件，其尺寸与燃机整体尺寸和重量有很大关系，如曲柄销直径直接影响连杆大端尺寸和重量，后者又影响曲轴箱宽度，曲轴单位曲柄长度影响燃机总长度，曲轴尺寸大小在很大程度上影响着发动机的外形尺寸和重量。曲轴是燃机曲柄连杆机构的主要组成部分、三大运动件之一，是主要传力件。它的功用是把气缸中所作的功，通过活塞连杆汇总后以旋转运动形式输出。此外，曲轴还传动保证燃机正常工作需要的机构和系统附件(如配气机构、燃油泵、水泵、润滑油泵等)，因此曲轴工作的可靠性和寿命在很大程度上影响燃机工作的可靠性和寿命。【4】。曲轴的工作情况及其复杂，基本工作载荷是弯曲载荷和扭荷；对不平衡的发动机曲轴还承受弯矩和剪力；未采取扭转振动减振措施的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，可能引起曲轴疲劳失效。曲轴的破坏事故可能引起其它零件的严重损坏。曲轴又是一根连续曲梁，结构形状复杂，刚性差，材质要求严，制造要求高，是燃机造价最贵的机件。随着燃机的发展与强化，曲轴的工作条件愈加严酷了【5】，必须在设计上正确选择曲轴的结构形式，并根据设计要求选择合理的尺寸、合适的材料与恰当的工艺，以求获得满意的技术经济效果【6】。由以上所述可以看出曲轴设计的重要性。 1.2 国外研究的现状与发展趋势 1.2.1 曲轴结构设计的发展 曲轴结构设计在过去的几十年中得到了飞速的发展。在曲轴的设计初期一般是按照已有的经验公式计算或者与已有的曲轴进行类比设计【7】。在进行了初步的设计后造出曲轴样品再进行试验，通过实验数据进行适当的改进【8】。曲轴设计发展到今天已经有了很大的发展。随着燃机向高可靠性、高紧凑性、高经济性的不断发展，传统的以经验、试
第四章 路面结构设计 1.1设计资料 （1）自然地理条件 新建济南绕城高速，道路路基宽度为24.5米，全长5km ，结合近几年济南经济增长及人口增长的情况，根据近期的交通量预测该路段的年平均交通量为5000辆/日，交通量平均年增长率γ=4%。路面结构设计为沥青混凝土路面结构，设计年限为15年。 （2）土基回弹模量 济南绕城高速北环所在地区为属于温带季风气候，季风明显，四季分明，春季干旱少雨，夏季温热多雨，秋季凉爽干燥，冬季寒冷少雪。据区域资料，年平均气温13.8℃，无霜期178天，最高月均温27.2℃（7月），最低月均温-3.2℃（1月），年平均降水量685毫米。道路沿线土质路基稠度 c ω=1.3；因此该路基 处于干燥状态，根据公路自然区划可知济南绕城高速处于5 Ⅱ区，根据【JTG D50-2006】《公路沥青路面设计规范》中表5.1.4-1可确定工程所在地土基回弹模量设计值为46MPa 。 （3）交通资料
1.2交通分析 （1）轴载换算 路面设计以双轮组-单轴载为100KN 为标准轴载，以BZZ-100表示。标准轴载的计算参数按表1-2确定。 ○ 1当以设计弯沉为指标时及验算沥青层层底拉应力时，凡大于25kN 的各级轴载Pi 的作用次数Ni 按下式换算成标准轴载P 的当量作用次数N 的计算公式为： 35 .4121∑=? ?? ??=k i i i P P N C C N 式中：N ——标准轴载当量轴次数（次/d ）； Ni ——被换算的车型各级轴载作用次数（次/d ）； P ——标准轴载（kN ）； Pi ——被换算车型的各级轴载（kN ）； C1——被换算车型的各级轴载系数，当其间距大于3m 时，按单独的一个 轴计算，轴数系数即为轴数m ，当其间距小于3m 时，按双轴或多轴计算，轴数系数为C1=1+1.2（m-1）； C2——被换算车型的各级轴载轮组系数，单轮组为6.4，双轮组为1.0， 四轮组为0.38。 沥青路面营运第一年双向日平均当量轴次为： 35 .41 21∑=? ?? ??=k i i i P P N C C N = 4709.00（次/d ） ○ 2当以半刚性层底拉应力为设计指标时，标准轴载当量轴次数N '： 8 121 k i i i P N C C N P =?? '''= ? ??∑ 式中： 1C ' ——轴数系数 2C '——轮组系数，单轮组为18.5，双轮组为1.0，四轮组为0.09。 注：轴载小于50KN 的特轻轴重对结构的影响可以忽略不计，所以不纳入当 量换算。 沥青路面营运第一年双向日平均当量轴次：
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)
发动机曲轴连杆实习报告范文 实习是大学进入社会前理论与实际结合的最好的锻炼机会，也是大学生到从业者一个非常好的过度阶段，更是大学生培养自身工作能力的磨刀石，作为一名刚刚从学校毕业的大学生，能否在实习过程中掌握好实习内容，培养好工作能力，显的尤为重要。 发动机曲轴连杆实习报告一 今日实习目的地：南车柴油机二分厂 实习车间：曲轴加工车间 在王工的带领下，进入了曲轴加工车间，首先，向我们介绍了曲轴的用途，以及各个部位特点，如何加工而成、 曲轴是活塞式发动机中最重要、承受负荷最大的零件之一。其主要功用是将活塞的往复运动通过连杆变成回转运动，即把燃料燃烧的爆发力通过活塞、连杆转变成扭矩输送出去做功，同时还带动发动机本身的配气机构和相关系统工作 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。 轴典型加工工艺 曲轴的典型加工过程如下 铣端面打中心孔粗精车所有主轴颈及周轴颈铣角向定位面粗精车所有连杆颈粗磨第四主轴颈 车平衡块钻直斜油孔半精磨 1、主轴径7车铣割滚压精磨所有主轴颈及周轴颈淬火回火探伤精磨第四主轴颈喷丸钻工艺孔 两端孔的加工精磨所有连杆颈动平衡抛光所有轴颈清洗防锈 铣键槽 曲轴加工第一工序铣端面、钻中心孔。通常以两端主轴颈的外圆表面和中间主轴颈的轴肩为粗基准，这样钻出的中心孔可保证曲轴加工时径向和轴向余量均匀。 径向定位主要以中心线为基准，还可以两端主轴颈外圆为精基准。轴向定位用曲轴一段的端面或轴肩。角度定位一般用法兰盘端面上的定位销孔或曲柄臂上铣出的定位平台。采用不同的加工工艺方法和设备，定位基准的选用亦有不同。
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
发动机曲轴结构设计 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
曲轴的结构 曲轴的作用是把活塞往复运动通过连杆转变为旋转运动，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【18】。 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，如图所示。一个主轴颈、一个连杆轴颈和一个曲柄组成了一个曲拐，直列式发动机曲轴的曲拐数目等于气缸数，而V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。 图 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，曲柄处常设置平衡重。平衡重用来平衡发动机不平衡的离心力矩及一部分往复惯性力，从而保证了曲轴旋转的平稳性【19】。 曲轴的连杆轴颈是曲轴与连杆的连接部分，曲柄与主轴颈的相连处用圆弧过渡，以减少应力集中。直列发动机的连杆轴颈数目与气缸数相等而V型发动机的连杆轴颈数等于气缸数的一半。
曲轴前端装有正时齿轮，以驱动风扇和水泵的皮带轮以及起动爪等。为了防止机油沿曲轴轴颈外漏，在曲轴前端装有一个甩油盘，在齿轮室盖上装有油封。曲轴的后端用来安装飞轮，在后轴颈与飞轮凸缘之间制成档油凸缘与回油螺纹，以阻止机油向后窜漏。 曲轴的形状和曲拐相对位置取决于气缸数、气缸排列和发动机的发火顺序。多缸发动机的发火顺序应使连续作功的两缸保持尽量远的距离，这样既可以减轻主轴承的载荷，又能避免可能发生的进气重叠现象。此外作功间隔应力求均匀，也就是说发动机在完成一个工作循环的曲轴转角内，每个气缸都应发火作功一次，以保证发动机运转平稳。 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，耐磨损且润滑良好【20】。 曲轴的疲劳损坏形式 曲轴的工作情况十分复杂，它是在周期性变化的燃气作用力、往复运动和旋转运动惯性力及其他力矩作用下工作的，因而承受着扭转和弯曲的复杂应力。曲轴箱主轴承的不同心度会影响到曲轴的受力状况，其次，由于曲轴弯曲与扭转振动而产生的附加应力，再加上曲轴形状复杂，结构变化急剧，产生了严重的应力集中。最后曲轴主轴颈与曲柄销是在比压下进行高速转动，因而产生强烈的磨损。因此柴油机在运转中发生曲轴裂纹和断裂事故不为鲜见，尤其是发电柴油机曲轴疲劳破坏较多。依曲轴产
一、结构设计的内容和基本流程 结构设计的内容主要包括： 1.合理的体系选型与结构布置 2.正确的结构计算与内力分析 3.周密合理的细部设计与构造 三方面互为呼应，缺一不可。 结构设计的基本流程 二、各阶段结构设计的目标和主要内容 1.方案设计阶段 1)目标 确定建筑物的整体结构可行性，柱、墙、梁的大体布置，以便建筑专业在此基础上进一步深化，形成一个各专业都可行、大体合理的建筑方案。 2)内容： a.结构选型 结构体系及结构材料的确定，如混凝土结构几大体系（框架、框架—剪力墙、剪力墙、框架—筒体、筒中筒等）、混合结构、钢结构以及个别构件采用组合构件，等等。 b.结构分缝 如建筑群或体型复杂的单体建筑，需要考虑是否分缝，并确定防震缝的宽度。 c.结构布置 柱墙布置及楼面梁板布置。主要确定构件支承和传力的可行性和合理性。 d.结构估算 根据工程设计经验采用手算估计主要柱、墙、梁的间距、尺寸，或构建概念模型进行估算。
2.初步设计阶段 目标在方案设计阶段成果的基础上调整、细化，以确定结构布置和构件截面的合理性和经济性，以此作为施工图设计实施的依据。 2)内容 ①计算程序的选择（如需要）； ②结构各部位抗震等级的确定； ③计算参数选择（设计地震动参数、场地类别、周期折减系数、剪力调整系数、地震调整系数，梁端弯矩调整系数、梁跨中弯矩放大系数、基本风压、梁刚度放大系数、扭矩折减系数、连梁刚度折减系数、地震作用方向、振型组合、偶然偏心等）； ④混凝土强度等级和钢材类别； ⑤荷载取值(包括隔墙的密度和厚度)； ⑥振型数的取值（平扭耦连时取≥15，多层取3n，大底盘多塔楼时取≥9n，n为楼层数）； ⑦结构嵌固端的选择。 3)结构计算结果的判断 ①地面以上结构的单位面积重度是否在正常数值范围内，数值太小可能是漏了荷载或荷载取值偏小，数值太大则可能是荷载取值过大，或活载该折减的没折减，计算时建筑结构面积务必准确取值； ②竖向构件（柱、墙）轴压比是否满足规范要求：在此阶段轴压比必须严加控制；③楼层最层 间位移角是否满足规范要求：理想结果是层间位移角略小于规范值，且两个主轴方向侧向位移值相近；④ 周期及周期比；⑤剪重比和刚重比⑥扭转位移比的控制；⑦有转换层时，必须验算转换层上下刚度比 及上下剪切承载力比；等等 4)超限判别：确定超限项目（高度超限、平面不规则、竖向不连续、扭转不规则、复杂结构等）和超限程度是否需要进行抗震超限审查。结构计算中可能需要包括地震的多向作用、多程序验证、多模型包络、弹性时程分析、弹塑性时程分析、转换结构的应力分析、整体稳定分析，等。 a.性能化设计和性能目标的确定（如需） b.基础选型和基础的初步设计 如果是天然地基基础，需确定基础持力层、地基承载力特征值、基础型式、基础埋深、下卧层（强度、沉降）等；如果是桩基础，需确定桩型、桩径、桩长、竖向承载力特征值等等。并应注意是否存在液化土层、大面积堆载、负摩阻、欠固结土层等特殊问题。
沥青路面结构厚度计算 路等级 : 一级公路新建路面的层数 :5 标准轴载 : BZZ-100 路面设计弯沉值 : 24、9 (0、01mm) 路面设计层层位 :4 设计层最小厚度 :150 (mm)层位结构层材料名称厚度20℃平均抗压标准差15℃平均抗压标准差容许应力 (mm) 模量(MPa) (MPa) 模量(MPa) (MPa) (MPa) 1 细粒式沥青混凝土401400 02000 0 、47 2 中粒式沥青混凝土601200 01800 0 、34 3 粗粒式沥青混凝土801000 01200 0 、27 4 水泥稳定碎石 ?1500 03600 0 、25 5 石灰土250550 01500 0 、1 6 新建路基36 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 24、9 (0、01mm) H(4 )=200 mm LS= 26、3 (0、01mm) H(4 )=250 mm LS= 23、4 (0、01mm)
H(4 )=224 mm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力计算设计层厚度 : H(4 )=224 mm(第1 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=224 mm(第2 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=224 mm(第3 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=224 mm(第4 层底面拉应力计算满足要求) H(4 )=274 mm σ(5 )= 、101 MPa H(4 )=324 mm σ(5 )= 、087 MPa H(4 )=277 mm(第5 层底面拉应力计算满足要求) 路面设计层厚度 : H(4 )=224 mm(仅考虑弯沉) H(4 )=277 mm(同时考虑弯沉和拉应力) 验算路面防冻厚度 : 路面最小防冻厚度500 mm 验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求、通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下:-------------------------------------- 细粒式沥青混凝土40 mm-------------------------------------- 中粒式沥青混凝土60 mm-------------------------------------- 粗粒式沥青混凝土80 mm-------------------------------------- 水泥稳定碎石280 mm-------------------------------------- 石灰土250 mm-------------------------------------- 新建路基
简介 李盛勇 职务广州容柏生建筑工程设计事务所总经理, 副总工程师 专业土木工程系建筑结构专业 学历本科学士：清华大学土木工程系(1981～1986年) 工程硕士：清华大学深圳研究生院 专业资格教授级高级工程师 一级注册结构工程师 国家注册监理工程师 香港注册工程师学会会员 中国建筑学会高层结构专业委员会委员 中国建筑学会抗震防灾分会高层建筑抗震专业委员会委员 中国建筑学会混凝土结构基本理论工程应用委员会委员 中国建筑学会钢－砼组合结构协会建筑结构专业委员会副主任委员 广东省土木建筑学会建筑结构学术委员会委员 广州市科学技术委员会结构与抗震专业委员会委员 主要工作经验 1986年毕业于清华大学土木工程系建筑结构专业。清华大学深圳研究生院在读建筑结构工程硕士，1986～2003年间一直在广东省建筑设计研究院从事建筑结构设计工作，曾任广东省院副总工程师兼深圳分院总工程师，2000年被评为省建院“十大优秀中青年科技带头人”。主持过十多项高层及超高层工程的结构设计，在国内外发表多篇专著和论文，多项工程获国家级一等奖、省级一等奖，专长于高层及超高层结构设计、大跨度结构设计。具有创新的设计精神、丰富的工程实践经验及卓越的组织管理能力。 主要论文、专著或科研成果 一、著作： 1. 《钢筋混凝土结构配筋原位图示法》。（广东科技出版社2000年出版，与张元坤合著。） 2. 《建筑结构设计实用指南》。（新世纪广东省首届建筑结构技术交流会2001年出版，与张元坤合著。） 二、论文： 1．潮汕大厦结构设计。（第十三届全国高层建筑结构论文交流会，1994年。） 2．潮汕大厦结构时程分析。（第十三届全国高层建筑结构论文交流会，1994年。） 3．浅谈柱—短肢剪力墙的结构设计。（第十六届全国高层建筑结构论文交流会，2000年。） 4．深圳天安数码时代大厦结构设计。（第十七届全国高层建筑结构论文交流会，2002年。） 5．剪力墙边缘构件的一种科学配筋形式介绍。（建筑结构，2003年第8期。） 6．建筑结构设计中的刚度理论。（南方建筑，1997年第4期。） 7. 刚度理论在结构设计中的作用和体现。（建筑结构，2003年第2期。）
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。
结构设计各阶段内容及深度规定 总则规定： 1.民用建筑工程一般应分为方案设计、初步设计和施工图设计三个阶段；对于技术要求简单的民用建筑工程，经有关主管部门同意，并且合同中有不作初步设计的约定，可在方案设计审批后直接进入施工图设计。 2.各阶段设计文件编制深度应按以下原则进行： （1）方案设计文件，应满足编制初步设计文件的需要。（注：对于投标方案，设计文件深度应满足标书要求。） （2）初步设计文件，应满足编制施工图设计文件的需要。 （3）施工图设计文件，应满足设备材料采购、非标准设备制作和施工的需要。对于将项目分别发包给几个设计单位或实施设计分包的情况，设计文件相互关联处的深度应当满足各承包或分包单位设计的需要。 3.在设计中应因地制宜正确选用国家、行业和地方建筑标准设计，并在设计文件的图纸目录或施工图设计说明中注明被应用图集的名称。 重复利用其他工程的图纸时，应详细了解原图利用的条件和内容，并作必要的核算和修改，以满足新设计项目的需要。 4.当设计合同对设计文件编制深度另有要求时，设计文件编制深度应同时满足本规定和设计合同的要求。 5.本规定对设计文件编制深度的要求具有通用性。对于具体的工
程项目设计，执行本规定时应根据项目的内容和设计范围对本规定的条文进行合理的取舍。 结构设计应根据工程的实际情况有计划地分时段、分批次进行。各阶段都有相同内容，但设计深度不同，应该逐步加深。通过各个阶段各专业互提资料，有序实现各阶段各专业的设计内容。通过加强结构设计过程的执行，减少错、漏、碰、缺，保证设计质量，提高工作效率。 一、方案设计 方案设计阶段结构专业设计人员要做到：确定建筑结构安全等级，设计使用年限和建筑抗震设防类别等；根据建筑功能要求，多方案比较确定结构选型。 结构设计人员应深入了解工程项目的规模、使用性质、设计标准和投资造价等情况，在建筑专业初步方案的基础上，根据是否抗震设防和结构设计人员自身拥有的结构设计概念、经验选择技术先进经济合理的结构方案。任何工程项目的结构方案至关重要，直接关系安全、使用、施工周期和造价，结构设计在方案阶段应该重视。 方案设计文件是用于设计投标的必要内容，至关重要，方案设计不仅仅是建筑专业图纸和说明，各专业应融合其中，尤其是较复杂的大型公共建筑，必须有明确的结构方案，经得起方案设计评比中责问和评议。方案设计文件同时也用于办理工程建设的报批有关手续中。 方案设计阶段一般结构专业没有图纸，结构体系、柱网和墙体布置在建筑专业有关图纸中表达，而结构设计方案要有说明。结构方案
发动机结构与设计各类计算与校核结构设计 一、摩托车发动机结构与设计 （一）、发动机机体 １．气缸体 气缸体的作用除形成气缸工作容积外，还用作活塞运动导向，其圆柱形空腔称为气缸。 由于气缸壁表面经常与高温高压燃气接触，活塞在汽缸内作高速运动（最高速度可达100km/s ）并施加侧压力，以及气缸壁与活塞环几活塞外圆表面之间反复摩擦，而其润滑条件由较差，所以气缸体必须耐高温、耐高压、耐腐蚀，还应具有足够的刚度和强度。 气缸体的材料一般用优质灰铸铁，为了提高气缸的耐磨性，可以在铸铁中加入少量的合金元素，如镍、铬、钼、磷、硼等。 汽缸内壁按二级精度珩磨加工，其工作表面有较高的关洁度，并且形状和尺寸精度也都比较高。 为了保证气缸壁表面能在高温下正常工作，必须对汽缸体和气缸盖随时加以冷却。发动机有风冷和水冷两种。用风冷却时，在汽缸体和气缸盖外表面铸有许多散热片，易增大冷却面积，保证散热充分。用水冷却时在汽缸体内制有水套。 １.1 气缸直径 气缸直径是指气缸内径，与活塞相配合，是发动机的重要参数，许多主要的尺寸如曲柄销直径、气门直径、活塞结构参数等，都要根据气缸直径来选取。 参数设计： 气缸直径已标准化，其直径值按一个优先系列合一个常用系列来选取。根据有关资料可确定气缸的直径D. 1.2 气缸工作容积、燃烧室容积和气缸总容积 上止点和下止点之间的气缸容积，称为气缸工作容积（也称为总排量）（图1）。气缸工作容积与气缸直径的平方、活塞冲程的大小成正比。气缸直径越大、工作容积越大、发动机的功率也就相应地增大。 气缸工作容积的计算公式为 N S D V n ??=42 π 式中： V n ——气缸工作容积(ml); D —— 气缸直径（mm ）; S —— 活塞行程（mm;） N —— 气缸数目。 参数设计： 因设计要求的是单缸发动机的排气量V n 为100ml ，那么其活塞行程为： 2 4n S V d π= 同时活塞行程S =2r ；r 为曲轴半径 那么：2S r = 1.3压缩比 图1 气缸燃烧室容积和工作室容积 （a ）燃烧室容积 （b ）工作室容积
公路路面结构设计计算示例 一、刚性路面设计 交通组成表 车型 前轴重 后轴重 后轴数 后轴轮组数 后轴距 交通量 （ m ） 小客车 1800 解放 CA10B 19.40 60.85 1 双 — 300 黄河 JN150 49.00 101.60 1 双 — 540 交通 SH361 60.00 2× 110.00 2 双 130.0 120 太脱拉 138 51.40 2× 80.00 2 双 132.0 150 吉尔 130 25.75 59.50 1 双 — 240 尼桑 CK10G 39.25 76.00 1 双 — 180 1）轴载分析 路面设计双轮组单轴载 100KN ⑴ 以设计弯沉值为指标及验算面层层底拉力中的累计当量轴次。 ① 轴载换算： n 16 P i N s i N i 100 i 1 式中 ： N s —— 100KN 的单轴—双轮组标准轴载的作用次数； P i —单轴—单轮、单轴—双轮组、双轴—双轮组或三轴—双轮组轴型 i 级轴载的总重 KN ； N i —各类轴型 i 级轴载的作用次数； n —轴型和轴载级位数； i —轴—轮型系数，单轴—双轮组时， i =1；单轴—单轮时，按式 i 2.22 103 P i 0.43 计算； 双轴—双轮组时，按式 i 1.07 10 5 P i 0. 22 ；三轴—双轮组时，按式 i 2.24 10 8 P i 0. 22 计算。 轴载换算结果如表所示 车型 P i N i P i 16 i i N i ( P ) 解放 CA10B 后轴 60.85 1 300 0.106 黄河 JN150 前轴 49.00 2.22 103 49 0.43 540 2.484 后轴 101.6 1 540 696.134 交通 SH361 前轴 60.00 2.22 103 60 0.43 120 12.923 后轴 2 110.00 1.07 10 5 220 0.22 120 118.031
摘要：本文对一般汽车发动机曲轴的各项性能与技术参数进行了分析，制定出相应材料（35CrMo）曲轴的热处理工艺方案，在工艺试验的基础上对方案进行了验证与改进，保证曲轴的各项性能达到要求。 关键词：曲轴热处理工艺35CrMo 调质高频淬火
目录 1．引言 (3) 2．曲轴的服役条件与失效形式 (3) 2.1．服役条件 (3) 2.2．失效形式 (4) 3．技术要求与材料的选择 (5) 3.1 锻钢曲轴热处理的技术要求 (5) 3.2 材料的选择 (5) 3.2.1选材条件 (5) 3.2.2 锻钢曲轴材料的要求 (5) 3.2.3 备选材料的化学成分与力学性能的对比与分析 (5) 3.2.4 材料的确定 (6) 4.加工工序 (6) 5.具体热处理工艺的制定与用材分析 (7) 5.1 35CrMo热处理的技术要求 (7) 5.2 具体工艺与用材分析 (7) 5.2.1 原始材料的组织与性能 (7) 5.2.2调质工艺与用材分析 (8) 5.2.2.1 调制工艺参数的确定 (8) 5.2.2.2 组织性能分析 (8) 5.2.3 去应力退火 (10) 5.2.4表面处理 (10) 5.2.4.1表面热处理工艺 (10) 5.2.4.2 组织性能分析 (11) 6．结论 (12) 7．参考文献 (14) 致 (15)
1．引言 曲轴是汽车发动机的最关键的零部件之一，曲轴的性能在很大程度上影响着汽车发动机的可靠性与寿命。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矩和扭矩，同时承受着长时间的高速运转的磨损，圆角过渡处处于薄弱环节，主轴颈与圆角的过渡处更为严重。因而，需要合适的热处理工艺，以保证其达到所要求的各项性能指标。 图(1).曲轴结构示意图 2.曲轴的服役条件与失效形式 2.1．服役条件 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矩和扭矩，同时承受着长时间的高速运转的磨损，圆角过渡处处于薄弱环节，主轴颈与圆角的过渡处更为严重。因而，需要合适的热处理工艺，以保证其达到所要求的各项性能指标。在曲轴工作的过程中，往复的惯性力和离