单拐曲轴加工 工艺说明书
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3 曲轴加工工艺3.1曲轴的功用、结构特点及工作条件曲轴在发动机内是一个高速旋转的长轴,它将活塞的直线往复运动变为旋转运动,进而通过飞轮把扭矩输送给底盘的传动系,同时还骆动配气机构及其它辅助装置,所以其受力条件相当复杂,除了旋转质量的离心力外,还承受周期性变化的气体压力和往复惯性力的共同作用,使曲轴承受弯曲与扭转载荷。
为保证工作可靠,曲轴必须要有足够的强度和刚度,各工作表面要耐磨。
而且润滑良好。
其结构如图3.1.18所示,主要由主轴颈、连杆轴颈、油封轴颈、齿轮轴颈、皮带轮轴颈和曲柄臂等组成。
3.2 曲抽的毛坯材料及制造方法CA6102发动机曲轴采用45"钢模锻方式制造,它具有较高的刚度、强度和良好的耐磨性。
图3.1.19为其毛坯图。
3.3 曲轴的主要加工表面及技术要求如图3.1.18所示,CA6102发动机曲轴的主要加工表面及技术要求如下:1.主轴颈:曲轴共有7个主轴颈,它们是曲轴的支点。
为了最大限度地增加曲轴的刚度,通常将主轴颈设计得粗一些,尽管这会增加重量,但是它可以大大提高曲轴的刚度,增加重叠度,减轻扭振的危害。
主轴颈为7560.32a h R m φμ,圆柱度公差为0.005mm 。
第一轴颈长0.100.0543.7mm ++,第四轴颈宽0.37070mm +,第七轴颈宽59.70.23mm ±,第二、三、五、六轴颈宽0.31038mm +以第一、七主轴颈为基准。
第四主轴颈的径向跳动公差为0.05mm 。
2.连杆轴颈:曲轴共有六个连杆轴颈,它与连杆总成大头相连接。
轴颈为6260.32a h R m φμ,圆柱度公差为0.005mm 。
轴颈宽38H10mm ,其与主轴颈的重叠度为11.35mm 。
3.油封轴颈:油封轴颈为1007h mm φ。
4.曲柄臂:曲柄臂用于连接主轴颈和连杆轴颈,共有十二个。
它呈长圆形,是曲轴的薄弱环节。
容易产生扭断和疲劳破坏。
曲柄半径为R(57.15士0.07)mm 。
曲轴加工工艺曲轴的加工工艺、设计步骤、流程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。
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锻造适用于大批量、高强度要求,而铸造则适用于形状复杂、单件小批量生产。
②粗加工:对毛坯进行粗车,去除大部分余量,初步形成曲轴的基本外形和各轴颈、曲柄的轮廓。
此步骤旨在为后续精加工提供准确的基面。
③热处理:关键工序之一,通过淬火和回火提高曲轴的硬度、强度和韧性。
淬火处理增加表面硬度,防止磨损,回火则消除内应力,稳定组织,保证曲轴的综合力学性能。
④半精加工:在热处理后,对曲轴进行进一步的车削、铣削等加工,达到较为精确的尺寸和表面粗糙度要求,为磨削做准备。
⑤磨削:采用外圆磨床和内圆磨床对曲轴的主轴颈、连杆轴颈进行精密磨削,确保各轴颈的尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度达到设计要求,这是保证曲轴运转平稳、提高使用寿命的关键步骤。
⑥平衡校正:为了减少发动机运行时的振动,需对曲轴进行动平衡测试,并通过去重或配重调整,确保其旋转时的动态平衡。
⑦表面处理:根据需要,进行表面磷化、喷丸强化或镀铬等处理,提高耐磨性和抗腐蚀性。
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1.25~0.63μm..轴颈长度公差等级为IT9~IT10..轴颈的形状公差;如圆度、圆拄度控制在尺寸公差之半..2位置梢度;包括主轴颈与连杆轴颈的平行度:一般为100mm之内不大于0.02mm;曲轴各主轴颈的同轴度:小型高速曲轴为0.025mm;中大型低速曲轴为0.03~0.08mm..3各连杆轴颈的位置度不大于±20’..2.3 曲轴的材料和毛坯的确定..曲轴工作时要承受很大的转矩及交变的弯曲应力;容易产生扭振、折断及轴颈磨损;因此要求用材应有较高的强度、冲击韧度、疲劳强度和耐磨性..常用材料有:一般曲轴为35、40、45钢或球墨铸铁;对于高速、重载曲轴;可采用40Cr、42Mn2V等材料..曲轴的毛坯根据批量大小、尺寸、结构及材料品种来决定..批量较大的小型曲轴;采用模锻;单件小批的中大型曲轴;采用自由锻造;而对于球墨铸铁材料则采用铸造毛坯..2.4 曲轴的机械加工工艺过程..曲轴的尺寸精度、加工表面形状精度以及位置精度的要求都很高;但刚性比较差;容易产生变形;这就给曲轴的机械加工带来了很多困难;必须予以充分的重视..曲轴需要加工的表面有:主轴颈、连杆轴颈、键槽、外圆..由于使用了工艺轴;铣键槽安排在切除工艺轴后;磨削外圆安排在保留工艺轴前..根据曲轴的结构特点及机械加工的要求;加工顺序大致可归纳为:铣两端面;车工艺轴和钻中心孔;粗、精车三连杆轴颈;粗、精车各处外圆;精磨连杆轴颈、主轴颈和外圆;切除工艺轴、车断面、铣键槽等..3 曲轴的机械加工工艺过程分析3.1 曲轴的机械加工工艺特点..曲轴除了具有轴的一般加工规律外..也有它的工艺特点;主要包括形状复杂;刚性差及技术要求高;针对这些特点应采取相应的措施..3.2形状复杂..曲轴主轴颈与连杆轴颈不在同一轴上线;偏心距有一定的尺寸要求;并且两轴有较高的位置度要求;同时主轴颈与连杆轴颈间有较大的平衡块;因此在工艺设计中应解决以下几点问题:a.设计加工连杆轴颈的偏心夹具;即连杆轴颈与机床主轴重合.并使夹具能回转180度;加工另一连杆轴颈..b.为消除加工时的不平衡力的产生;设计夹具时应精确设计平重..3.3 刚性差..由于本曲轴长颈比较大;同时具有曲拐;因此刚性较差..曲轴在切削力及自重的作用下会产生严重的扭曲及弯曲变形;特别在单边传动的机床上加工更为严重;在工艺设计中应解决以下问题:1粗加丁.时由于切削余带大;切削力也较大;可用中间托架来增强刚性;减小变形和振动;同时机床刀具及夹具都应有较高的刚度..2在加工时尽疳使切削力的作用相互抵消;可用前后刀架时横向进给..3合理安排工位次序以减少加工变形;按先粗后精的原则安排加工工序;逐步提高稍度..4在有可能产生变形的工序后面增设校直工序..3.4 技术要求高..曲轴技术要求较高;加工而多;需要保证的尺寸、形状、位置精度较多..因而总的工艺路线较长;精加工占有相当比例..加工时应要解决以下问题:1正确分配粗加工、半精加工及精加工余量..2粗基准选择用曲轴两端的中心孔..中心孔的加工以主轴颈外圆作为基准;这样能保证曲轴加丁径向及轴向加工余量的均匀性.. 3精加工时仍用中心孔作为基准;但要重新修磨中心孔;避免精加工时因中心孔磨损引起加工误差..也可一端用主轴颈定位;另一端用中心孔定位以提高刚度..4曲轴轴向定位以主轴颈轴肩定位;工艺设计时定位基准应尽量与设计基准一致..以上以普通加工方法进行介绍;目前国内有多种加工方法;并采用了先进的数控加工设备;大幅度的提商了工作效率和加工精度;使我国机械加工水平达到了国际先进行列..。
曲轴加工工艺一、曲轴的定义和用途曲轴是发动机的重要部件之一,主要作用是将活塞的上下往复运动转化为旋转运动,从而驱动汽车前进。
它承受着巨大的压力和摩擦力,因此制造工艺非常严格。
本文将介绍曲轴加工工艺。
二、曲轴加工前的准备1.材料准备:选择高强度、高韧性的合金钢作为原材料。
2.图纸设计:根据发动机型号和参数,设计出符合要求的曲轴图纸。
3.设备准备:准备数控车床、磨床、铣床等设备。
三、数控车床加工1.粗车:将原材料进行粗加工,切削出整体形状。
2.中心钻孔:在数控车床上进行中心钻孔,保证后续加工时定位精度。
3.精车:在数控车床上进行精细加工,保证曲轴直径和圆度符合要求。
四、磨床加工1.砂带磨削:采用砂带进行初步打磨,去除表面毛刺和不平整。
2.砂轮磨削:采用高速旋转的砂轮进行精细打磨,保证曲轴表面光洁度和平整度。
3.抛光:采用抛光机进行抛光,使曲轴表面更加光滑。
五、铣床加工1.铣槽:在铣床上对曲轴进行铣槽,以便安装汽缸连杆。
2.钻孔:在铣床上对曲轴进行钻孔,以便安装销子和油路。
六、渗碳处理将曲轴放入渗碳炉中,在高温高压下进行渗碳处理,增强曲轴表面硬度和耐磨性。
七、质量检测1.外观检测:检查曲轴表面是否平整、无裂纹、无气泡等缺陷。
2.尺寸检测:使用三坐标测量仪等设备对曲轴尺寸进行精确测量。
3.硬度检测:使用硬度计对曲轴硬度进行测试。
八、总结以上就是曲轴加工的详细流程。
为了保证曲轴的质量和使用寿命,每个环节都必须严格按照工艺要求进行操作。
只有这样,才能生产出符合要求的优质曲轴,为汽车行业的发展做出贡献。
毕业设计(论文)开题报告题目单拐曲轴零件的机械加工工艺及夹具设计专业名称机电一体化班级学号学生姓名指导教师填表日期年月日说明开题报告应结合自己课题而作,一样包括:课题依据及课题的意义、国内外研究概况及进展趋势(含文献综述)、研究内容及实验方案、目标、要紧特色及工作进度、参考文献等内容。
以下填写内容各专业可依照具体情形适当修改。
但每一个专业填写内容应维持一致。
一、选题的依据及意义:答:单拐曲轴类零件在机械产品中比较常见,本课题能够使咱们经历一个从零件的设计零件的机加工艺编制,工件专用夹具的设计的全进程。
综合运用了机械设计材料工艺装配夹具公差等多方面的知识,是对咱们大学学习知识的一次综合运用和训练,是理论与实践的一次紧密结合。
二、国内外研究概况及进展趋势(含文献综述):目前国内曲轴生产线多数由一般机床和专用机床组成,生产效率和自动化程度相对较低。
粗加工设备多采纳多刀车床车削曲轴主轴颈及拐颈,工序的质量稳固性差,容易产生较大的内应力,难以达到合理的加工余量。
一样精加工采纳MQ8260等曲轴磨床粗磨-半精磨-精磨-抛光,通常靠手工操作,加工质量不稳固。
曲轴粗加工将普遍采纳数控车床、数控内铣床、数控车拉床等先进设备对主轴颈、连杆轴颈进行数控车削、内铣削、车-拉削加工,以有效减少曲轴加工的变形量。
曲轴精加工将普遍采纳CNC操纵的曲轴磨床对其轴颈进行精磨加工。
此种磨床将配备砂轮自动动平稳装置、中心架自动跟踪装置、自动测量、自动补偿装置、砂轮自动修整、恒线速度等功能要求,以保证磨削质量的稳固。
高精设备依托入口的现状,估量短时间内可不能改变。
要紧进展趋势是现代机械制造业的信息化趋势、现代机械制造业的效劳化趋势、现代机械制造业的高技术化趋势。
三、研究内容及实验方案:研究内容是单拐曲轴零件的机械加工工艺及夹具设计。
实验方案:1绘制单拐曲轴零件图 2绘制机械加工工艺规程3绘制典型工序的专用夹具装配图4绘制夹具要紧零件图四、目标、要紧特色及工作进度目标是通过本次的毕业设计,对机械制造有一个整体的了解和把握,把握机械加工工艺的大体知识,能选择机械加工方式机床夹具刀具及切削加工参数,初步具有制订机械加工工艺的能力。
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。
发动机主要受力零件曲轴其疲劳破坏最常见的是金属疲劳破坏,即弯曲疲劳破坏和扭转疲劳破坏,前者的发生概率大于后者。
弯曲疲劳裂纹首先产生在连杆轴颈(曲柄销)或主轴颈圆角处,然后向曲柄臂发展。
引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。
1一概述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。
机械制造工艺学课程设计说明书设计题目:单拐曲轴机械加工工艺规程设计学生:XXX学号:XXXXXXXX班级:XX级机械设计X班指导教师:X X 副教授2012年7月目录1 零件的分析 (1)1.1零件结构工艺性分析 (1)1.2 零件的技术要求分析 (1)2 毛坯的选择 (2)2.1 毛坯种类的选择 (2)2.2毛坯制造方法的选择 (2)2.3毛坯形状及尺寸的确定 (2)3 工艺路线的拟定 (3)3.1 定位基准的选择 (3)3.2零件表面加工方案的选择 (4)3.3加工顺序的安排 (5)3.3.1加工阶段的划分 (5)3.3.2机械加工顺序的安排 (5)3.3.3热处理工序的安排 (6)3.3.4辅助工序的安排 (6)4 工序设计 (7)4.1 机床和工艺装备的选择 (7)4.2切削用量的确定 (8)4.3 工序尺寸的确定 (9)4.4 工时定额的计算 (9)结语 (10)参考文献 (10)1.零件的分析1.1 零件结构工艺性分析由图纸得知,该单拐曲轴材料为QT60-2。
QT60-2是球墨铸铁的老牌号,相当于新标准QT600-3。
该牌号铸铁为珠光体型球墨铸铁,具有中高等强度、中等韧性和塑性,综合性能较高,耐磨性和减振性良好,铸造工艺性能良好等特点。
能通过各种热处理改变其性能。
主要用于各种动力机械曲轴、凸轮轴、连接轴、连杆、齿轮、离合器片、液压缸体等零部件。
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,钢性差,易变形,形状复杂,它的工作特点是在变动和冲击载荷下工作,对曲轴的基本要求是高强度、高韧性、高耐磨性和回转平稳性,因而安排曲轴加工过程应考虑到这些特点。
该单拐曲轴主要加工面为主轴颈端面、轴颈、倒圆、倒角以及阶梯部分,连接板侧面部分,连杆轴颈轴颈、倒圆以及阶梯部分,各油孔以及甩油板连接螺纹。
1.2 零件的技术要求分析曲轴图样的尺寸、公差及技术要求齐全。
结构公艺性良好。
对该曲轴要求加工部分汇总,见表1-1 零件技术要求分析。
表1-1 零件技术要求分析要求加工部分基本尺寸(mm )公差等级(IT )表面粗糙度(μm ) 形状精度(mm ) 位置精度(mm )主轴颈φ110003.0+ ×946 Ra1.25 Ra20 圆柱度0.015同轴度 φ0.02连杆轴颈φ110071.0036.0--×16453.00+6Ra0.63圆柱度0.015平行度 φ0.02连接板140022.0008.0++×270 ×75Ra6 Ra5 Ra20φ105轴段 φ10524.040.0--5 Ra1.25 动力输出部分轴段 大端φ105 ×216(锥度1:10)Ra1.25键槽28022.0074.0--mm对称度0.052.毛坯的选择2.1 毛坯种类选择此零件属小批生产,考虑到成本以及工艺可行性,选择铸造毛坯。
2.2毛坯制造方法的选择铸造分普通铸造和特种铸造,该零件结构简单且为小批量生产,故选择普通铸造,采用手工造型沙箱铸造方式。
2.3毛坯形状及尺寸的确定根据GB 6414-86,铸件毛坯公差等级GB 6414-86CT11。
长度方向:铸造毛坯长度方向尺寸818+4=822mm 。
分配公差至各个部分,则左端主轴颈长度方向尺寸94+1=95mm ,两连接板及连杆轴颈长度方向尺寸314+2=316,右端轴颈至动力输出部分长度方向尺寸机动。
直径方向:两主轴颈、连杆轴颈、φ105轴颈及连接部分直径尺寸φ105+3=φ108mm 。
两连接板高度方向尺寸270+4=274mm ,宽度方向尺寸140+4=144mm 。
具体形状见图2-1 零件毛坯尺寸图左侧主轴端面 Ra20 动力输出部分右端面Ra20 轴端倒圆 R3 Ra1.25连接板下面螺纹孔 M24 M12 7H 7H 左侧连接板左面螺纹孔 M247H左侧连接板左面光孔 φ20 左侧主轴颈左面孔φ32 φ20 连杆轴颈光孔φ10图2-1 零件毛坯尺寸图3.工艺路线的拟定3.1 定位基准的选择定位基准分为粗基准和精基准。
如果用做定位的零件表面是未被机械加工过的毛坯表面,则称为粗基准。
如果用作定位基准的零件表面是经过机械加工的表面,则定位表面为精基准。
粗基准有如下选择原则:(1)选择重要表面做为粗基准。
(2)选择不加工表面作为粗基准。
(3)选择加工余量最小的表面为粗基准。
(4)选择定位可靠、装卡方便、面积较大的表面为粗基准。
(5)粗基准在同一自由度方向上只能使用一次。
精基准有如下选择原则:(1)基准重合原则。
(2)基准统一原则。
(3)互为基准原则。
(4)自为基准原则。
(5)工件装卡方便,重复定位精度高。
各加工表面定位基准、装卡位置及选择原则见表3-1 各加工表面定位基准、装卡位置及其选择原则表。
表3-1 各加工表面定位基准、装卡位置及其选择原则表加工表面定位基准装卡位置基准选择原则主轴颈两端面及中心孔主轴颈中心线主轴外径选择定位可靠、装卡方便、面积较大的表面为粗基准两主轴外径主轴颈中心线主轴两侧顶尖基准重合原则两主轴两端倒圆及突台主轴颈中心线主轴两侧顶尖工件装卡方便,重复定位精度高φ105轴颈主轴颈中心线主轴两侧顶尖工件装卡方便,重复定位精度高动力传输部分1:10锥面主轴颈中心线主轴两侧顶尖工件装卡方便,重复定位精度高右端主轴颈中心线右段主轴径外表面基准重合原则动力输出部分1:10锥面上键槽两连接板内侧主轴颈中心线两主轴颈外径基准重合原则连杆轴颈主轴颈中心线两主轴颈外径基准重合原则连杆轴两端倒圆及突台主轴颈中心线两主轴颈外径基准重合原则连接板下面螺纹孔两连接板前、后面两连接板前、后面工件装卡方便,重复定位精度高左侧连接板左面螺纹孔主轴颈中心线两主轴颈外径基准重合原则左侧主轴左面光孔主轴颈中心线右侧主轴颈外径基准重合原则连杆轴颈光孔主轴颈中心线两主轴颈外径基准重合原则3.2零件表面加工方案的选择考虑到该单拐曲轴为小批量生产,故采用工序集中原则。
工序集中有如下优点:(1)采用高效率专用设备和工艺设备,大大提高了生产率。
(2)减少了设备的数量,相应地也减少了操作工人和生产面积。
(3)减少了工序的装夹次数。
工件在一次装夹中可加工多个表面,有利于保证这些表面之间的相互位置精度。
减少装夹次数,也可减少装夹所造成的误差。
(4)减少工序数目,缩短了工艺路线,也简化了生产计划和组织工作。
(5)缩短了加工时间,减少了运输工作量,因而缩短了生产周期。
根据工序集中原则,零件各个表面选择加工方式见表3-2 零件加工表面及其加工方法。
表3-2 零件加工表面及其加工方法加工表面加工方法主轴颈两端面粗车主轴颈中心孔钻两主轴外径粗车-半精车-精车两主轴两端倒圆粗车-半精车-精车两主轴两端突台粗车-半精车φ105轴颈粗车-半精车-精车φ105轴颈两端倒圆粗车-半精车-精车φ105轴颈两端突台粗车-半精车动力传输部分1:10锥面粗车-半精车-精车动力输出部分1:10锥面上键槽粗铣-精铣两连接板内侧粗车连杆轴颈粗车-半精车-粗磨连杆轴两端倒圆粗车-半精车-精车连杆轴两端突台粗车连接板下面螺纹孔钻-攻丝左侧连接板左面螺纹孔钻-攻丝左侧主轴左面光孔钻连杆轴颈光孔钻3.3加工顺序的安排3.3.1加工阶段的划分加工过程划分为三个阶段:粗加工阶段——半精加工阶段-精加工阶段。
粗加工阶段主要任务是切除各表面上大部分余量,关键是提高生产率;半精加工完成次要表面加工,并为主要表面的精加工做准备;精加工阶段需保证各主要表面达到图样要求,主要问题是如何保证加工质量。
本零件表面要求一般,故不需要安排光整加工阶段。
3.3.2机械加工顺序的安排机械加工工序安排原则:(1)先加工基准面原则。
(2)先主要后次要原则。
(3)先面后孔原则。
(4)先粗后精原则。
该零件加工顺序主要采取先粗后精原则,即:先粗加工,后半精加工,最后精加工的顺序进行。
同一加工阶段中采用先面后孔的原则。
零件加工顺序、定位基准及类型见表3-2 零件机械加工顺序、定位为基准机器类型表。
表3-2 零件机械加工顺序、定位为基准机器类型步序机械加工顺序定位基准定位基准类型1 车曲轴两端面并钻中心孔主轴颈中心线粗基准2 粗车左、右两侧主轴颈及两端突台,倒角主轴颈中心线精基准3 粗车φ105轴颈及倒圆主轴颈中心线精基准4 粗车动力输出部分圆锥主轴颈中心线精基准5 粗车两连接板内侧主轴颈中心线精基准6 粗车连杆轴颈及连杆轴颈两端突台主轴颈中心线精基准7 钻左端连接板左面螺纹孔主轴颈中心线精基准8 车左端连接板左面螺纹孔主轴颈中心线精基准9 攻左端连接板左面螺纹孔主轴颈中心线精基准10 粗铣两连接板前、后面两连接板上、下面粗基准11 粗铣两连接板上、下面两连接板前、后面精基准12 粗铣动力输出部分键槽右端主轴中心线精基准13 钻两连接板下面M24螺纹孔两连接板前、后面精基准14 钻左侧连接板下面M12螺纹孔两连接板前、后面精基准15 扩两连接板下面M24螺纹孔两连接板前、后面精基准16 扩左侧连接板下面M12螺纹孔两连接板前、后面精基准17 半精车左侧主轴轴颈主轴颈中心线精基准18 半精车左侧主轴突台、倒圆主轴颈中心线精基准19 半精车右侧主轴轴颈主轴颈中心线精基准20 半精车右侧主轴突台、倒圆主轴颈中心线精基准21 半精车φ105轴颈及倒圆主轴颈中心线精基准22 半精车动力输出部分圆锥主轴颈中心线精基准23 钻连杆轴颈通孔主轴颈中心线精基准24 攻连接板底面M24螺纹两连接板前、后面精基准25 攻连接板底面M12螺纹两连接板前、后面精基准26 精车左端主轴颈及倒角主轴颈中心线精基准27 精车右端主轴颈及倒角左端主轴颈中心线精基准28 精车φ105轴颈及倒圆左端主轴颈中心线精基准29 精车动力输出部分圆锥左端主轴颈中心线精基准30 精铣动力输出部分键槽右端主轴中心线精基准31 粗磨连杆轴颈主轴颈中心线精基准3.3.3热处理工序安排工件毛坯为铸造毛坯,金属结构件在铸造、焊接、锻压和机械切削加工过程中,由于热胀冷缩和机械力造成的变形,在工件内部产生残余应力,致使工件处于不稳定状态,降低工件的尺寸稳定性和机械物理性能,使工件在成品后使用过程中因残余应力的释放而产生变形和失效。
为消除残余应力,传统的工艺方法是采用自然时效和热时效。
自然时效是将工件长时间露天放置(一般长达六个月至一年左右),利用环境温度的不断变化和时间效应使残余应力释放。
热时效工艺是目前广泛采用的传统机械加工方法,其原理是用炉窑将金属结构件加热到一定温度,保温后控制降温,达到消除残余应力的目的,可以保证加工精度和防止裂纹产生。