【正文】 學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計 CA6110 發(fā)動機曲軸的加工工藝及夾具設(shè)計 學(xué)生姓名： 學(xué) 號 : 指導(dǎo)教師： 所在學(xué)院： 工程學(xué)院 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 中國大慶 2020 年 6 月 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 I 摘 要 曲軸是汽車發(fā)動機的關(guān)鍵零件之一 ,其性能好壞直接影響到汽車發(fā)動機的質(zhì)量和壽命 .曲軸在發(fā)動機中承擔(dān)最大負荷和全部功率 ,承受著強大的方向不斷變化的彎矩及扭矩，同時經(jīng)受著長時間高速運轉(zhuǎn)的磨損，因此要求曲軸材質(zhì)具有較高的剛性、疲勞強度和良好的耐磨性 能。 發(fā)動機 曲軸 的作用是將活塞的 往復(fù) 直線 運動通過連桿 轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動，從而實現(xiàn)發(fā)動機由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的輸出。 本課題 是 柴油機 曲軸 的加工工藝的分析與設(shè)計進行探討。工藝路線的擬定是工藝規(guī)程制訂中的關(guān)鍵階段，是工藝規(guī)程制訂的總體設(shè)計。所撰寫的工藝路線合理與否，不但影響加工質(zhì)量和生產(chǎn)率，而且影響到工人、設(shè)備、工藝裝備及生產(chǎn)場地 等 的合理利用，從而影響生產(chǎn)成本。 所以，本次設(shè)計是在仔細分析 曲軸 零件加工技術(shù)要求及加工精度后，合理確定毛坯類型，經(jīng)過查閱相關(guān)參考書、手冊、圖表、標準等技術(shù)資料，確定各工序的定位基準、機械加工余 量、工序尺寸及公差，最終制定出 曲軸 零件的加工工序卡片。 關(guān)鍵詞 ： 發(fā)動機 曲軸 工藝分析 工藝 設(shè) 計黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 II Abstract The car engine crankshaft is one of the key parts and its direct influence on the performance of the quality of life and the car engine crankshaft in engine. For maximum load and power, with all of the changes direction, bending and torque through long run, so the crankshaft material wear high rigidity, fatigue strength and wear resistance. Engine crankshaft role of piston is reciprocal linear motion through the link into the rotary motion, thus realize engine by chemical energy into mechanical energy output. This topic is only diesel engine crankshaft process analysis and design are discussed. The process route plan is the key stage procedure formulation of regulations, is the overall design process. Which route reasonable or not, not only influence processing quality and productivity, and affect worker, equipment, and process equipment and production sites, which affect the reasonable utilization of production cost. Therefore, the design is in the careful analysis of the crankshaft parts processing technical requirements and machining precision, reasonably determine the blank type, after consulting relevant reference, manuals, charts, standards, technical data to determine the locating datum, mechanical process and procedure dimensions and tolerances, eventually developing a crank parts processing process card. Keywords: engine crankshaft process analysis and process design 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 III 目錄 摘 要 ................................................................ I ABSTRACT ............................................................. II 前 言 ............................................................... IV 發(fā)動機曲軸零件圖的分析 .......................................... 1 曲軸的功能和用途 ................................................ 1 曲軸的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 ............................................ 1 ........................................................ 2 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 ....................................... 2 審查零件圖樣工藝性 .............................................. 3 選擇毛坯 ........................................................ 3 工藝過程設(shè)計 .................................................... 3 確定加工余量及毛坯尺寸、設(shè)計毛坯圖 .............................. 8 重要工序設(shè)計 .................................................... 9 確定切削用量及基本時間 ......................................... 11 .....................................................16 機床夾具的分類、基本組成和功用 ................................. 17 6110 發(fā)動機曲軸夾具的設(shè)計思路 ................................... 17 6110 曲軸連桿軸頸粗磨夾具設(shè)計 ................................... 19 總 結(jié) ............................................................... 27 參考文獻 .......................................................28 致 謝 ........................................................29 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 IV 前 言 曲軸是發(fā)動機上的一個重要的旋轉(zhuǎn)機件，裝上連桿后，可承接活塞的上下 (往復(fù) )運動變成循環(huán)運動。曲軸主要有兩個重要加工部位：主軸頸和連桿頸。主軸頸被安裝在缸體上，連桿頸與連桿大頭孔連接，連桿小頭孔與汽缸活塞連接，是一個典型的曲柄滑塊機構(gòu)。發(fā)動機工作過程就是：活塞經(jīng)過混合壓縮氣的燃爆 ，推動活塞做直線運動，并通過連桿將力傳給曲軸，由曲軸將直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運動。而曲軸加工的好壞將直接影響著發(fā)動機整體性能的表現(xiàn) 。 曲軸的 材料是由碳素結(jié)構(gòu)鋼或 球墨鑄鐵 制成的，有兩個重要部位：主軸頸，連桿頸，（還有其他）。主軸頸被安裝在缸體上，連桿頸與連桿大頭孔連接，連桿小頭孔與汽缸 活塞 連接，是一個典型的曲柄滑塊機構(gòu)。曲軸的潤滑主要是指與搖臂間軸瓦的潤滑和兩頭固定點的潤滑． 這個一般都是壓力潤滑的，曲軸中間會有油道和各個軸瓦相通，發(fā)動機運轉(zhuǎn)以后靠 機油泵 提供壓力供油進行潤滑、降溫。發(fā)動機工作過程就是，活塞經(jīng)過混合壓縮氣的燃爆，推動活塞做直線運動，并通過連桿將力傳給曲軸，由曲軸將直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運動。曲軸的旋轉(zhuǎn)是發(fā)動機的動力源 。 曲軸的結(jié)構(gòu)包括 軸頸、曲軸臂、曲軸銷、側(cè)蓋以及連桿大端軸承。軸頸具有一第一油路。曲軸臂連接于軸頸。曲軸銷設(shè)置于曲軸臂之中，并且抵接于軸頸。曲軸銷具有第一機油緩沖室、第二機油緩沖室以及第二油路。第一機油緩沖室系連接于第二機油緩沖室 ，第二油路連接于第二機油緩沖室。側(cè)蓋設(shè)置于曲軸臂中，側(cè)蓋與曲軸銷之間成形有一空間，該空間連接于第一油路與第一機油緩沖室之間。連桿大端軸承設(shè)置于曲軸臂之中，曲軸銷套設(shè)于連桿大端軸承之中，第二油路連接于第二機油緩沖室與連桿大端軸承之間。本實用新型可將機油內(nèi)微小異物過濾掉，減少了連桿大端軸承遭受微小異物侵入的機會，并避免連桿大端軸承損壞，進而可延長曲軸結(jié)構(gòu)的使用壽命。 在曲軸的機械加工中，采用新技術(shù)和提高自動化程度都不斷取得進展。 目前，國內(nèi)較陳舊的曲軸生產(chǎn)線多數(shù)由普通機床和專用機床組成，生產(chǎn)效率和自動化程度相 對較低。粗加工設(shè)備一般采用多刀車床車削曲軸主軸頸及連桿軸頸，工序質(zhì)量穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生較大的加工應(yīng)力，難以達到合理的加工余量。精加工普遍采用MQ8260 等普通曲軸磨床進行粗磨、半精磨、精磨、拋光，通?？咳斯げ僮?，加工黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 V 質(zhì)量不穩(wěn)，尺寸一致性差。 現(xiàn)在加工 曲軸粗加工比較流行的工藝是：主軸頸采用車拉工藝和高速外銑，連桿頸采用高速外銑，而且傾向于高速隨動外銑，全部采用干式切削。在對連桿頸進行隨動磨削時，曲軸以主軸頸為軸線進行旋轉(zhuǎn)，并在一次裝夾下磨削所有連桿頸。在磨削過程中，磨頭實現(xiàn)往復(fù)擺動進給，跟蹤著偏心回轉(zhuǎn)的連桿頸進 行磨削加工。 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 1 1 6110 發(fā)動機曲軸零件圖的分析 曲軸的功能和用途 曲軸是發(fā)動機上極為重要的零件，他是將連桿傳來的徑向力轉(zhuǎn)變成饒其本身軸線旋轉(zhuǎn)的扭矩，并將此扭矩輸出給汽車或其他裝置。同時，曲軸還驅(qū)動配氣機構(gòu)以及其它各輔助 裝置。 曲軸 在工作 時 ，受氣體壓力，慣性力及慣性力矩的作用，受力大而且受力復(fù)雜 ， 曲軸又是高速旋轉(zhuǎn)件，因此，要求曲軸具有足夠的剛度和強度，具有良好的承受沖擊載荷的能力，耐磨損且潤滑良好。 曲軸的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 曲軸 絕大部分是整體式，只有極少數(shù)柴油機采用組合式。大致 結(jié)構(gòu)如圖所示，曲柄臂和連桿軸頸、主軸頸由圓角連接。通常在前端設(shè)有驅(qū)動附件、凸輪軸的軸頸，在后端設(shè)有輸出法蘭。曲軸內(nèi)設(shè)有主軸頸通向連桿軸頸的供油孔。 圖 曲軸結(jié)構(gòu)圖 曲軸在低轉(zhuǎn)速時主要受到燃燒壓力的作用，在高轉(zhuǎn)速時主要受到慣性力和彎曲振 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 2 動、扭轉(zhuǎn)振動合成的附加力的作用。振動引起的附加力的精確計算非常復(fù)雜，所以常和實測并用。 曲軸的主要要求 、連桿軸頸本身的精度，即尺寸公關(guān)等級 IT6，連桿軸頸本身的精度，即尺寸公關(guān)等級 IT6，表面粗糙度 Ra 值為 ～ m