【正文】 學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì) CA6110 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào) : 指導(dǎo)教師： 所在學(xué)院： 工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 中國(guó)大慶 2020 年 6 月 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘 要 曲軸是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零件之一 ,其性能好壞直接影響到汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量和壽命 .曲軸在發(fā)動(dòng)機(jī)中承擔(dān)最大負(fù)荷和全部功率 ,承受著強(qiáng)大的方向不斷變化的彎矩及扭矩，同時(shí)經(jīng)受著長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)的磨損，因此要求曲軸材質(zhì)具有較高的剛性、疲勞強(qiáng)度和良好的耐磨性 能。 發(fā)動(dòng)機(jī) 曲軸 的作用是將活塞的 往復(fù) 直線 運(yùn)動(dòng)通過連桿 轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的輸出。 本課題 是 柴油機(jī) 曲軸 的加工工藝的分析與設(shè)計(jì)進(jìn)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(jì)。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(chǎng)地 等 的合理利用，從而影響生產(chǎn)成本。 所以，本次設(shè)計(jì)是在仔細(xì)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(cè)、圖表、標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)資料，確定各工序的定位基準(zhǔn)、機(jī)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(dòng)機(jī) 曲軸 工藝分析 工藝 設(shè) 計(jì)黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(jì) III 目錄 摘 要 ................................................................ I ABSTRACT ............................................................. II 前 言 ............................................................... IV 發(fā)動(dòng)機(jī)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(jì)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(jì) .................................................... 3 確定加工余量及毛坯尺寸、設(shè)計(jì)毛坯圖 .............................. 8 重要工序設(shè)計(jì) .................................................... 9 確定切削用量及基本時(shí)間 ......................................... 11 .....................................................16 機(jī)床夾具的分類、基本組成和功用 ................................. 17 6110 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸夾具的設(shè)計(jì)思路 ................................... 17 6110 曲軸連桿軸頸粗磨夾具設(shè)計(jì) ................................... 19 總 結(jié) ............................................................... 27 參考文獻(xiàn) .......................................................28 致 謝 ........................................................29 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) IV 前 言 曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)上的一個(gè)重要的旋轉(zhuǎn)機(jī)件，裝上連桿后，可承接活塞的上下 (往復(fù) )運(yùn)動(dòng)變成循環(huán)運(yùn)動(dòng)。曲軸主要有兩個(gè)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(gè)典型的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程就是：活塞經(jīng)過混合壓縮氣的燃爆 ，推動(dòng)活塞做直線運(yùn)動(dòng)，并通過連桿將力傳給曲軸，由曲軸將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。而曲軸加工的好壞將直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)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(gè)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(gè)典型的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。曲軸的潤(rùn)滑主要是指與搖臂間軸瓦的潤(rùn)滑和兩頭固定點(diǎn)的潤(rùn)滑． 這個(gè)一般都是壓力潤(rùn)滑的，曲軸中間會(huì)有油道和各個(gè)軸瓦相通，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)以后靠 機(jī)油泵 提供壓力供油進(jìn)行潤(rùn)滑、降溫。發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程就是，活塞經(jīng)過混合壓縮氣的燃爆，推動(dòng)活塞做直線運(yùn)動(dòng)，并通過連桿將力傳給曲軸，由曲軸將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸的旋轉(zhuǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)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(jī)油緩沖室、第二機(jī)油緩沖室以及第二油路。第一機(jī)油緩沖室系連接于第二機(jī)油緩沖室 ，第二油路連接于第二機(jī)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(jī)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(jī)油緩沖室與連桿大端軸承之間。本實(shí)用新型可將機(jī)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(jī)會(huì)，并避免連桿大端軸承損壞，進(jìn)而可延長(zhǎng)曲軸結(jié)構(gòu)的使用壽命。 在曲軸的機(jī)械加工中，采用新技術(shù)和提高自動(dòng)化程度都不斷取得進(jìn)展。 目前，國(guó)內(nèi)較陳舊的曲軸生產(chǎn)線多數(shù)由普通機(jī)床和專用機(jī)床組成，生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度相 對(duì)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(dá)到合理的加工余量。精加工普遍采用MQ8260 等普通曲軸磨床進(jìn)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(jì) 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?yán)に嚭透咚偻忏?，連桿頸采用高速外銑，而且傾向于高速隨動(dòng)外銑，全部采用干式切削。在對(duì)連桿頸進(jìn)行隨動(dòng)磨削時(shí)，曲軸以主軸頸為軸線進(jìn)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(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)進(jìn)給，跟蹤著偏心回轉(zhuǎn)的連桿頸進(jìn) 行磨削加工。 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1 6110 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸零件圖的分析 曲軸的功能和用途 曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)，曲軸還驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)以及其它各輔助 裝置。 曲軸 在工作 時(shí) ，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(qiáng)度，具有良好的承受沖擊載荷的能力，耐磨損且潤(rùn)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(jī)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(dòng)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(shí)主要受到燃燒壓力的作用，在高轉(zhuǎn)速時(shí)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(jì) 2 動(dòng)、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)合成的附加力的作用。振動(dòng)引起的附加力的精確計(jì)算非常復(fù)雜，所以常和實(shí)測(cè)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(jí) IT6，連桿軸頸本身的精度，即尺寸公關(guān)等級(jí) IT6，表面粗糙度 Ra 值為 ～ m