曲轴油孔加工过程控制
- 格式:doc
- 大小:25.00 KB
- 文档页数:3
曲轴的数控加工工艺浙江工贸职业技术学院毕业设计(论文)课题名称:曲轴的数控加工工艺系部:汽机学院专业:数控技术班级:数控1302姓名:张余榕学号:1310204238指导教师:郑艳丽达成时间2016年3月17日浙江工贸职业技术学院13届毕业设计(论文)目录1、绪论 (1)前言 (1)设计内容 (2)2、零件的工艺剖析 (2)零件构造工艺性剖析 (3)零件技术条件剖析 (3)毛坯的选择 (3)毛坯种类选择 (3)毛坯制造方法的选择 (4)3.机加工工艺路线确立 (4)加工方法剖析确立 (4)加工次序的安排 (4)定位基准选择 (4)加工阶段的区分 (4)4. 工序的区分 (5)工序的区分 (5)加工次序的安排 (5)确立加工路线 (6)5.曲轴的机械加工工艺过程卡片 (7)6.制定加工零件的工艺卡片 (10)曲轴数控加工工艺 (10)曲轴的数控加工工艺7.铣床加工曲轴表面程序268.量具的采纳26游标卡尺29千分尺29总结30参照文件 (31)浙江工贸职业技术学院13届毕业设计(论文)曲轴的数控加工工艺张余榕汽车与机械工程学院班级:数控1302班纲要:曲轴是汽车发动机的要点零件之一,其性能利害直接影响到汽车发动机的质量和寿命.曲轴在发动机中肩负最大负荷和所有功率,蒙受着强盛的方向不停变化的弯矩及扭矩,同时经受着长时间高速运行的磨损,所以要求曲轴材质拥有较高的刚性、疲惫强度和优秀的耐磨性能。
发动机曲轴的作用是将活塞的来去直线运动经过连杆转变为旋转运动,进而实现发动机由化学能转变为机械能的输出。
本课题是单拐曲轴的加工工艺的剖析。
工艺路线的拟定是工艺规程制定中的要点阶段,是工艺规程制定的整体设计。
所撰写的工艺路线合理与否,不只影响加工质量和生产率,并且影响到工人、设施、工艺装备及生产场所等的合理利用,进而影响生产成本。
所以,本次设计是剖析曲轴零件加工技术要求及加工精度后,合理确立毛坯种类,经过查阅有关参照书、手册、图表、标准等技术资料,确立各工序的定位基准、机械加工余量、工序尺寸及公差,最后拟订出曲轴零件的加工工序卡片。
CTQ关键工序控制程序(IATF16949-2016)1 目的为规范本公司CTQ相关作业的管理,保证产品关键特性满足客户要求,降低不良率,特制定本程序。
2 范围适用于本公司内部的CTQ管理项目,以及CTQ管理出现异常的分析,改善及完善相关活动。
3 定义3.1 CTQ定义:Critical-To-Quality)的意思是质量关键特性点,是指为了满足“关键的需求或关键客户流程需求的产品或服务的一组特征,它是从顾客角度出发,影响顾客满意度的质量特性。
”4 权责本规程由品管部、生产部,技术装备部负责实施,其他部门共同遵守。
5 工作程序5.1 CTQ管理项目的选定:对顾客指定的关键特性,作为优先管理。
对影响产品品质的重要工序的特性和工程特性也作相应管理。
5.2 CTQ关键特性管理图的选定根据产品特性及管理需要,公司选用SPC控制均值-极差控制图.产品名称CTQ特性管理标准测定周期曲轴粗加工吸油管孔直径Φ11—Φ11.03 天/次曲轴精加工长轴圆度0.0015 5pcs/2小时/机长轴靠近支撑面圆度0.0025 5pcs/2小时/机长轴外圆粗糙度Ra0.30 5pcs/2小时/机偏心轴圆度0.0015 5pcs/2小时/机偏心轴表面粗糙度Ra0.20 5pcs/2小时/机长轴直径13.988±0.0035pcs/小时/机偏心轴直径13.980±0.0035pcs/小时/机假如某个时段失控,由SPC人员发送《失控通知单》给生产班长,进行及时调整。
5.3 CTQ工程能力的调查周期及管理项目.在稳定的生产过程中,要求CTQ工程每月测定 1 批, 32件/批。
计算CPK过程能力指数,并通过连续的观察,找到潜在的能力不足设备进行改善。
5.4 CTQ工程能力的计算及评价:对于CTQ关键工序,品管部根据程序测定对应的品质特性数据并进行记录,计算出CPK. 工程能力评价参考如下:等级Cpk 判断工程能力的有无措施A Cpk≥1.67 工程能力很充分可维持现状,或想办法减少成本等B 1.33≤Cpk<1.67 工程能力充分是理想状态,维持现状即可.C 1.00≤Cpk<1.33 工程能力不是很充分可考虑采取必要的措施以达到理想状态D 0.67≤Cpk<1.00 工程能力不足. 有必要工程的管理及改善.E Cpk<0.67 工程能力很不足离品质理想状态远. 需进行品质改善,追究原因,做紧急对策5.5 CTQ工程异常的处理规定品管部对输入的数据进行收集,须每个月进行工程能力分析,检讨。
济源职业技术学院毕业设计设计任务书设计题目:发动机曲轴的加工工艺设计要求:通过对曲轴的了解认识,在掌握曲轴的相关概念、性能的基础上,能够合理的制定套加工曲轴的工艺过程。
其中包括它的毛坯及材料的选定等,确定其加工路线,并能对其特点进行合理的分析和阐述。
从而初步掌握发动机曲轴的加工工艺。
设计进度要求:第一周:简述曲轴的结构、性能及应用;第二周:确定曲轴的加工工艺过程;第三周:分析曲轴的加工工艺特点;第四周:确定曲轴的机械加工余量、工序尺寸及公差;第五周:根据要求绘制图纸及论文的撰写,打电子稿;第六周:经老师检查后修改毕业论文;第七周:打印论文,完成毕业设计;第八周:进行论文答辩指导老师(签名): _____________________曲轴是车辆发动机的关键零件之一, 其性能好坏直接影响到车辆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175H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,工艺设计摘要 ......................................................................................................................................... 川1概述 (1)1.1 曲轴的类型结构和应用 (1)1.1.1 曲轴的类型 (1)1.1.2 曲轴的结构 (4)1.1.3 曲轴的应用 (6)2确定曲轴的加工工艺过程 (7)2.1曲轴的结构特点 (7)2.2 曲轴的主要技术要求分析 (7)2.3 曲轴的材料和毛坯的确定 (8)2.4 曲轴的机械加工工艺过程 (8)2.5 曲轴的机械加工工艺路线 (8)3曲轴的机械加工工艺过程分析 (9)3.1 曲轴的机械加工工艺特点 (9)3.1.1 形状复杂 (10)3.1.2 刚性差 (10)3.1.3 技术要求高 (10)3.2 曲轴的机械加工工艺特点分析 (10)3.3曲轴主要加工工序分析 (11)3.3.1 铣曲轴两端面及钻中心孔 (11)3.3.2 曲轴主轴颈的车削 (11)3.3.3 曲轴连杆轴颈的车削 (12)3.3.4 键槽加工 (12)3.3.5 轴颈的磨削 (12)4机械加工余量工序尺寸及公差的确定 (13)4.1曲轴主要加工表面的工序安排 (13)4.2机械加工余量工序尺寸及公差的确定 (13)4.2.1 主轴颈工序尺寸及公差的确定 (13)4.2.2 连杆轴颈工序尺寸及公差的确定 (14)4.2.3 © 220-0.12 mm外圆工序尺寸及公差的确定 (14)4.2.4 © 200- 0.021 mm外圆工序尺寸及公差的确定 (14)4.3 确定工时定额 (14)4.4连杆机械加工工艺过程卡的制定 (15)5结论 (15)致谢 (16)参考文献 (17)附录 (18)1概述1.1曲轴的类型结构及应用1.1.1曲轴的类型曲轴有整体曲轴、组合曲轴和半组合曲轴三种结构形式,一般采用整体曲轴整体曲轴又可分为锻造曲轴和铸造曲轴。
上汽通用五菱汽车股份有限公司发动机工厂 梁 卓 耿小方 陈 健发动机曲轴油孔去毛刺工艺研究摘要:曲轴是汽车发动机三大件中的最关键、精度最高的部件,其作为典型的轴类零件,在大负荷的运行条件下极易产生不断变化的弯矩及扭矩作用,在高温高压的条件下运动部件的润滑和冷却对发动机的寿命有着直接的影响。
本文介绍了曲轴运行过程中提供润滑机油的油孔,对油孔的加工过程、当前工艺的风险及毛刺的产生进行了说明,并提出新的解决方案和对毛刺的风险等级进行了划分,针对不同风险等级进行了分级控制,从而有效解决发动机异常磨损的风险性,提升了发动机曲柄连杆机构的润滑性能,并为油孔毛刺的解决提供新的方向。
发动机是汽车的心脏,影响发动机运行的平稳性及燃油经济性的一个重要因素就是润滑。
而曲轴是发动机的主要旋转机件,工作环境恶劣,高温高压,在工作状态下,曲轴承受缸内气体作用力、往复惯性力以及旋转惯性力引起的呈周期性变化的弯曲和扭转负荷。
另外,随着对内燃机要求的提高,内燃机的比功率在不断增大,曲轴的转速也越来越高,曲轴的润滑和冷却性能越来越重要。
发动机润滑机油存储于油底壳内,用机油泵的运转集滤器将机油从油底壳吸出,通过机油滤清器的过滤进入缸体主油道,通过油孔进入曲轴,同时机油通过上油道进入缸盖油孔并润滑凸轮轴,润滑之后机油自然的回路至油底壳中,从而进入下一个循环当中,如图1所示。
图1 发动机油道结构图1.集滤器2.机油滤清器3.缸体主油道4.曲轴5.活塞6.上油道7.凸轮轴 8.机油泵 9.油底壳目前普遍应用的B15机型的4曲拐曲轴分布有8个油孔,分为4个直油孔和4个斜油孔,成均匀分布且有一定的交叉重合,如图2所示。
图2 曲轴油孔分布图所谓毛刺,是指在金属切削加工过程中,在工件表面过渡处出现的各种尖角、毛边等不规则的金属部分,是金属切削加工中产生的普遍现象之一,是金属切削理论研究中的难题。
曲轴油道孔的毛刺对曲轴线的下线测量准确性有很大影响,并直接影响发动机整机的质量。
曲轴加工工艺流程曲轴加工工艺流程是指将原材料加工成曲轴的一系列工艺流程。
下面将详细介绍曲轴加工的工艺流程。
1.原材料准备:首先要准备曲轴加工的原材料,通常选择高强度的合金钢作为曲轴材料。
原材料要经过质检,确保质量符合要求。
2.锻造:将原材料加热到适当的温度,使之达到可锻造状态。
然后通过锻造机或锤击机对原材料进行锻造,使其形状逐渐接近曲轴的形状。
3.酸洗:锻造后的曲轴表面会有一些氧化物或碳化物的残留物。
为了清除这些残留物,需要对曲轴进行酸洗处理。
首先将曲轴放入酸洗槽中,然后通过酸洗液的作用去除表面的残留物。
4.热处理:在完成锻造和酸洗之后,曲轴需要进行热处理以提高其力学性能。
常见的热处理工艺包括淬火和回火。
淬火可以使曲轴增加硬度和强度,而回火可以使其具有一定的韧性。
5.车削:经过热处理后的曲轴需要进行精密加工,以达到更高的精度要求。
车削是一种常见的加工方法,通过车床对曲轴进行精确的切削,将其表面加工成所需的形状和尺寸。
6.磨削:车削后的曲轴可能会有一些表面粗糙度或尺寸偏差,为了消除这些缺陷,需要进行磨削。
磨削可以提高曲轴的表面光洁度和精度,使得曲轴的轴向承载能力更好。
7.平衡:曲轴是发动机中的重要部件,对发动机的运行平衡性有很大影响。
为了保证曲轴的平衡性,需要进行平衡加工。
通常采用动平衡方法对曲轴进行平衡处理,确保曲轴在高速旋转时能够保持平衡。
8.油孔加工:曲轴中有一些特定的油孔需要进行加工,以便实现曲轴的润滑和散热功能。
这些油孔可以通过钻孔和铰孔等加工方法进行加工。
9.表面处理:为了保护曲轴表面免受腐蚀和磨损,需要进行表面处理。
最常见的表面处理方法是镀铬,通过将曲轴浸入酸性电解液中,进行电解镀铬,形成一层保护性的铬层。
10.总检和包装:最后,需要对加工好的曲轴进行总检,以确保其质量符合要求。
一旦通过总检,曲轴就可以进行包装,送往下一道工序或交付给客户使用。
以上就是曲轴加工的工艺流程,每个工艺步骤都非常重要,只有完整地经历了这些步骤,才能得到质量上乘的曲轴产品。
曲轴瓦的加工工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改,请根据实际需要进行相应的调整和使用,谢谢!并且,本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料,如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等,如想了解不同资料格式和写法,敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!曲轴瓦加工工艺流程:1. 原料准备:按照图纸要求选用合格的原材料(通常为耐磨合金材料)。
一、实习背景曲轴是发动机中重要的组成部分,其主要功能是将活塞的往复运动转换为旋转运动,从而将燃料燃烧产生的动力传递到发动机的其他部件。
为了深入了解曲轴的加工工艺流程,我于近期在发动机厂进行了为期一周的实习。
以下是我对曲轴工艺流程的实习报告。
二、实习目的1. 了解曲轴的结构特点及作用;2. 掌握曲轴加工的工艺流程;3. 熟悉曲轴加工过程中的质量控制要点;4. 提高自己的实际操作技能。
三、实习内容1. 曲轴的结构特点及作用曲轴一般由主轴颈、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。
曲轴的作用是将活塞连杆传递来的气体压力转变为转矩,作为动力输出,驱动其他工作机构,并带动内燃机辅助装备工作。
2. 曲轴加工工艺流程曲轴加工工艺流程主要包括以下步骤:(1)坯料查抄:对曲轴毛坯进行尺寸、形状和重量等检查,确保符合加工要求。
(2)铣端面:在曲轴两端铣出平面,以便后续加工。
(3)铣两头面质量中心孔:在曲轴两端铣出中心孔,用于定位和安装夹具。
(4)铣定位夹紧面:在曲轴两端铣出夹紧面,用于夹紧曲轴。
(5)粗车轴颈及端头连杆颈:用粗车刀对曲轴主轴颈和连杆轴颈进行粗加工。
(6)钻油道孔:在曲轴上钻出油道孔,用于曲轴的润滑。
(7)查抄油孔两头面孔:检查油道孔的尺寸和位置,确保符合设计要求。
(8)精车轴颈:用精车刀对曲轴主轴颈和连杆轴颈进行精加工。
(9)精车端面:用精车刀对曲轴两端面进行精加工。
(10)精车1、4连杆:用精车刀对曲轴的1、4连杆进行精加工。
(11)精车2、3连杆:用精车刀对曲轴的2、3连杆进行精加工。
(12)滚压:对曲轴进行滚压处理,提高其表面硬度和耐磨性。
(13)精磨塔轮、齿轮及前油封轴颈:用精磨刀对曲轴的塔轮、齿轮和前油封轴颈进行精磨。
曲轴油孔加工过程控制
摘要:本文通过曲轴油孔引起发动机故障的案例,结合工艺设计对油孔钻通性、斜油孔位置度和油孔倒角逐一分析,提出加工过程控制的具体办法,并对后续的油孔设计提出一些改进建议。
关键词:曲轴油孔;位置度;倒角;改进
引言
曲轴是发动机动力输出的关键运动部件。
不光轴颈表面加工质量、尺寸、动平衡等控制对发动机的功率、扭矩有很大影响,润滑油道也对发动机的运转起着至关重要的作用。
下面将以某曲轴(如图1,下称A曲轴)为例来研究曲轴油孔及倒角的加工控制,以及对后续工艺的影响。
A曲轴有4条直油道和4条斜油道,直油道与斜油道在主轴颈表面存在交叉孔。
主轴颈润滑靠直油道供油,连杆颈润滑靠将主轴颈与连杆颈之间的斜油道供油。
从图1可以看出直油道因为进出口形状规则,加工质量容易控制;而斜油道因为存在与主油道的连接交叉孔,进出口不规则,所以容易出现位置度超差、倒角不规则等问题。
下面重点研究斜油孔的加工控制及对后工序产生的影响。
图1 A曲轴直斜油道
1.油孔钻通加工控制
油孔加工先要保证钻通,异常断刀往往会导致未钻通的工件流到下工序。
当前的控制策略是给刀具设定一个最大最小扭矩极限值,在崩刀或刀钝时刀具接触工件扭矩会变大,在断刀时,主轴移到监控位置时刀具因接触工件不充分会触发最小扭矩值报警。
实际的情况是,这个扭矩值是一个范围,设定的依据是根据历史数据,受到某时段毛坯的硬度、刀具的材质等因素影响较大。
所以往往出现断刀误报警甚至崩刀未报警的情况。
基于此,对油孔贯穿性检测就显得非常重要。
某工厂采用在后工序通油孔、并根据钻油孔工序的加工顺序优化防错验证策略,由之前的随便堵塞一个油孔来验证通油孔设备是否报警,改为制作一个只堵塞最后一个加工油孔的参考件来验证。
这一改进使检测可靠性提高了很多。
2.油孔位置度控制
孔的位置度一般利用X和Y两个垂直方向维度来评判,斜油孔的位置度分为进口端和出口端。
A曲轴工艺要求进口端位置度为Φ0.7mm,出口端位置度为Φ1.6mm,出口端比进口端大是考虑加工过程中刀具的跳动影响。
图1中,斜油孔进口端也就是进刀端都是在连杆颈上,所以出刀端与主油道交叉孔处形状较难控制,在直、斜油道直径相同的情况下,也很难保证油孔的重合,这就导致后续倒角时可能会出现倒角不充分,形状不规则,存在锋利飞边毛刺的情况,影响后续的轴颈的加工测量,甚至导致装机后划伤轴瓦的质量事故。
下面来研究交叉孔油孔位置度,为简化分析,我们假设斜油孔在出口端投影为椭圆,直油孔在出口端投影为圆,理想的控制是两油孔出口端正好重合,但实际加工过程中会出现临界状态甚至两油孔完全偏离的状态。
出口端过大对后续倒角或者磨削加工测量成影响。
在直、斜油孔出口端位置度要求给出的情况下,我们可以算出交叉孔的位置度的最大偏差,参照A曲轴要求,我们假设斜油孔Y 方向极限为Φ1.6mm,直油孔X方向极限为Φ0.7mm,这样计算出来的交叉孔极限位置度为=mm。
而对于增压曲轴来说,油孔的位置度要求更高,以某发动机工厂增压曲轴轴颈感应淬火设备为例。
根据磁场的临近效应,为保证淬火时不导致油孔处过热脆裂,尤其是斜油孔处锐角区域较薄,就需要根据油孔位置度来确认线圈在轴颈圆周向的缺口位置,以此来改变磁力线进而改变加热量。
缺口一旦做好就很难改变,所以增压曲轴的油孔位置度要求更高。
3.油孔倒角控制
在某工厂的曲轴回转力矩检测工位,曾发生过曲轴抱死的问题,拆解发现轴瓦被磕出一道道深痕,根源就是曲轴油孔倒角不充分,存在锋利的飞边,划伤轴瓦。
那是不是意味着我们把倒角做大一些就没问题了呢?其实不然。
因为如果倒角过大,在后续磨削加工中,测头可能就会落到倒角处,导致测量失败。
所以,倒角控制需要遵循以下原则:
(1)对于成品来说必须要存在,否则运行过程中会划伤轴瓦;
(2)对于过程控制来说,需要尽量做大,尤其对于增压曲轴来说倒角大会尽量减小斜油孔的锐角部分,减少锐角区过热脆裂风险。
实际上可以综合位置度、后工序加工余量等参数来评判倒角大小的范围,进而以此来选取合适的倒角刀或者调整机床参数对倒角大小进行控制。
在后续加工中,如磨削余量大到将前面加工的倒角去除,这样无倒角或锋利问题又出现了。
所以要根据倒角角度θ、去除余量X来计算倒角深度,这三个变量的关系可用正切函数表示:
其中:
θ由刀具决定,△d会受到油孔位置度的影响,换言之油孔位置度越大,需要倒角的孔越大越深。
油孔倒角一般由两种控制策略。
第一利用产品公差尺寸链进行控制,这就要求每个工序的加工能力(Ppk)都能很好的保证,避免前工序偏差对后工序造成的影响。
如果钱工序PPK不好,也一定要保证PP值很好,保证偏差是集中偏离有规律的,这样还可以通过控制计划的过程抽检在后工序调整参数补救回来。
如果PP值不好的话就只能采用另外一种策略:绝对控制,降低前工序过程控制的影响,在最后决定倒角的工序加工之前先测量需要加工的倒角深度,再加工。
4.油孔设计改进建议
通过上面的分析,我们不难看出油孔位置度的控制综合影响因素很多,诸如机床精度、
刀具、前后工序相应影响等。
可以考虑将直斜油孔设计优化成图2所示的情形:
图2交叉孔优化设计图示
这种设计的优点:
(1)交叉孔出口端形状规则,为圆形,对油孔倒角非常有利;
(2)斜油孔锐角区减小,如果是增压曲轴将对主轴颈淬火有利;
(3)出口处位置度由交叉孔位置变成单一的直油孔位置,易检测和控制。
5.结束语
本文从曲轴油孔加工的过程控制入手,在思路和方法上提出了一些个人见解,因时间仓促,需要在后续的工作中不断实践,利用这些数学运算来指导实际的工艺优化和质量问题解决。