【正文】 中國計(jì)量學(xué)院現(xiàn)代科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）WD615系列發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸加工工藝設(shè)計(jì)The MachiningProcessesDesign on WD615 Series Engine Crankshaft 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 學(xué)生專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí) 機(jī)械081 系 機(jī)電工程系 指導(dǎo)教師 羅文 副研究員 中國計(jì)量學(xué)院現(xiàn)代科技學(xué)院2012年6月鄭 重 聲 明本人呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實(shí)可靠。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。本學(xué)位論文的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位。學(xué)生簽名：陳兆松 日期： 2012年5月分類號(hào)： TH122 密 級(jí)： 公開 UDC： 621 學(xué)校代碼： 13292 中國計(jì)量學(xué)院現(xiàn)代科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） WD615系列發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸加工工藝設(shè)計(jì)The MachiningProcessesDesign on WD615 Series Engine Crankshaft 作 者 陳兆松 學(xué)號(hào) 0830115134 申請(qǐng)學(xué)位 工學(xué)學(xué)士 指導(dǎo)教師 羅文 副研究員 學(xué)科專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 培養(yǎng)單位 中國計(jì)量學(xué)院現(xiàn)代科技學(xué)院答辯委員會(huì)主席 評(píng) 閱 人 2012 年 6月致謝致謝 經(jīng)過幾個(gè)月的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，難免有許多考慮不周全的地方，多虧身邊有一群共同努力、互相幫助的同學(xué)以及指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)。 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師羅文老師。羅老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料到設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期修改這整個(gè)過程中都給予了我寶貴的意見和建議。由于沒有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，我在設(shè)計(jì)過程遇到了許多困難，但是羅老師總會(huì)耐心的給我介紹各種實(shí)際生產(chǎn)加工中的情況和方案。除了敬佩羅老師的專業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 其次要感謝我的同學(xué)對(duì)我無私的幫助，正因?yàn)槿绱宋也拍茼樌耐瓿稍O(shè)計(jì)，我要感謝我的母校，是母校給我們提供了優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境；另外，我還要感謝那些曾給我授過課的每一位老師你們教會(huì)我專業(yè)知識(shí)。在此，我衷心的說一次謝謝大家！WD615系列發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸加工工藝設(shè)計(jì)摘要：曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要的運(yùn)動(dòng)零件，它的作用是與連桿組成曲柄連桿機(jī)構(gòu)，將活塞受到的燃燒室內(nèi)膨脹壓力而產(chǎn)生的上下運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生動(dòng)能。曲軸結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工要求高，因此工藝過程復(fù)雜。本課題將對(duì)直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的零件結(jié)構(gòu)、加工技術(shù)要求和尺寸做詳細(xì)分析。然后根據(jù)加工要求對(duì)毛坯鍛造工藝、機(jī)械加工工藝、與熱處理工藝設(shè)計(jì)。其中包括毛坯的制造形式、機(jī)械加工的基準(zhǔn)選擇、加工路線安排和工序尺寸的計(jì)算以及熱處理的關(guān)鍵參數(shù)的確定，最后根據(jù)這些制定整個(gè)工藝流程的工藝卡和工序卡。關(guān)鍵詞: WD615 曲軸 鍛造 機(jī)械加工 熱處理 工藝設(shè)計(jì)The machining processes design on WD615 series engine crankshaft Abstract: The crankshaft is the most important moving parts in the engine, its role with the connecting rod connecting rod, up and down movement of the piston by the pressure of bustion chamber expansion into the rotary motion of the crankshaft, resulting in kinetic energy. Crankshaft structural plexity, processing requirements are high, so the process is plex. This topic will be inline sixcylinder engine crankshaft part structure, processing requirements and the size of a detailed analysis. And then processing the rough forging process, machining processes and heat treatment process design. Including the rough form of manufacturing, machining of baseline selection, processing route arrangements and the calculation of the process size and the key parameters of the heat treatment to determine the entire process of technology cards and processes card, and finally developed the basis of these.Keywords: WD615 crankshaf forging machining heat treatment process design中國計(jì)量學(xué)院現(xiàn)代科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄1 緒論 1 1 曲軸制造的國內(nèi)外現(xiàn)狀 1 WD615系列曲軸概述 22 WD615系列發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸分析 4 零件的工作機(jī)理 4 零件結(jié)構(gòu) 4 5 5 63 鍛造工藝的制定 7 曲軸鍛造工藝性分析 7 曲軸的鍛造工藝流程 7 鍛造工藝的設(shè)計(jì) 84 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì) 10 10 10 10 11 機(jī)械加工工序安排原則 11 11 12 工藝計(jì)算 13 工序尺寸的基本尺寸 13 13 16 16 17 17 輔助工序安排 245 熱處理工藝的設(shè)計(jì) 25 曲軸的預(yù)備熱處理 25 曲軸的表面處理 26 圓角淬火 26 氣體軟氮化處理 27 28參考文獻(xiàn) 29附件1：鍛造工藝過程卡片 31附件2：機(jī)械加工工藝過程卡片 32附件3：銑端面工序卡片 34附件4：車大小端外圓工序卡片 35附件5：銑主軸頸、連桿軸頸工序卡片 36附件6：鉆直油孔、斜油孔工序卡片 37附件7：粗、精磨端面 38附件8：車大小端外圓工序卡片 39附件9：粗、精磨軸頸外圓工序卡片 40附錄10：學(xué)位論文數(shù)據(jù)集 41中國計(jì)量學(xué)院現(xiàn)代科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1 緒論我們所能見到的所有零件，當(dāng)人們還在做圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的同時(shí)都必須經(jīng)過一個(gè)重要的步驟——加工工藝和夾具設(shè)計(jì)。工藝技術(shù)是制造生產(chǎn)的基本技術(shù)，工藝設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分重要的工作。加強(qiáng)工藝技術(shù)研究，提高工藝水平，做好工藝管理工作是提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本的根本措施[1]。伴隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)的日益發(fā)漲，發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)技術(shù)越趨成熟。曲軸的生產(chǎn)加工效率和質(zhì)量也越來越高，無論產(chǎn)品種類、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)方式都有很大發(fā)展。但是不同公司生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量差異卻較大，其中最重要的原因就是工藝流程的不同。目前，各個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)的國家如日本、德國、美國等汽車生產(chǎn)大國都非常重視曲軸的生產(chǎn)，不斷改進(jìn)材質(zhì)和工藝，來提高產(chǎn)品質(zhì)量，滿足發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)的需求[2]。為了跟上國際的腳步，我國也必須在這方面繼續(xù)努力。本課題之所以選擇曲軸作文對(duì)象是因?yàn)樗鳛榘l(fā)動(dòng)機(jī)的最重要原動(dòng)件，負(fù)荷最大。它的作用是與連桿組成曲柄連桿機(jī)構(gòu)，將活塞受到的燃燒室內(nèi)膨脹壓力而產(chǎn)生的上下運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生動(dòng)力能。承受沖擊載荷，并且對(duì)外輸出功率。如果曲軸質(zhì)量沒有保證，將嚴(yán)重影響整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量。因此，要求曲軸有良好的疲勞強(qiáng)度，耐磨性、沖擊韌性和良好的綜合機(jī)械性能[2]。這些條件也注定了曲軸的加工工藝復(fù)雜，是工藝分析中的一個(gè)經(jīng)典實(shí)例。通過完成對(duì)該零件的工藝設(shè)計(jì)和部分夾具的設(shè)計(jì)， 將會(huì)對(duì)制造行業(yè)，尤其是工藝方面有更深的理解。 曲軸制造的國內(nèi)外現(xiàn)狀當(dāng)前，國外（如美國、日本、英國等）的曲軸加工技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，其主要特點(diǎn)是生產(chǎn)線自動(dòng)化水平高、靈活性和適應(yīng)性強(qiáng)，加工工藝和設(shè)備先進(jìn)。例如：國外曲軸的中心孔一般采用質(zhì)量定心加工方式，這樣可以保證后續(xù)加工中工件運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，有利于提高質(zhì)量；軸頸加工采用數(shù)控銑削，精度可達(dá)到國內(nèi)粗磨后的水品，而且變形小、效率高。因此，他們生產(chǎn)的曲軸無論是質(zhì)量、精度都能得到很好的保證[3]。我國曲軸生產(chǎn)技術(shù)主要參考國外的生產(chǎn)技術(shù)，隨著不斷改進(jìn)，我國曲軸的生產(chǎn)加工效率和質(zhì)量也越來越高，無論產(chǎn)品種類、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)方式都有很大發(fā)展。但是，國內(nèi)很多大規(guī)模的主機(jī)廠普遍采用進(jìn)口設(shè)備為主，組建具有示范作用的高水平曲軸加工線，能夠滿足自身部分配套需求，同時(shí)向?qū)I(yè)廠家采購大部分配套所需曲軸。而絕大部分專業(yè)廠家為了減少投資以及生產(chǎn)成本，普遍采用普通機(jī)床和少專用組合機(jī)床組成生產(chǎn)線，生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度都很低生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度都比較低。工序質(zhì)量穩(wěn)定性較差，而且容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，而且大多采用手工操作多次磨削的方式來保證成品尺寸，因此加工質(zhì)量不穩(wěn)定，廢品率高[4]?？偠灾?，由于機(jī)床設(shè)備精度差距和工藝處理上的一些環(huán)節(jié)處理不善，導(dǎo)致生產(chǎn)的曲軸質(zhì)量上與好的公司生產(chǎn)的存在較大差距，在生產(chǎn)工藝和技術(shù)上還有很大的改進(jìn)空間。 WD615系列曲軸概述為了彌補(bǔ)中國卡車市場缺重的情形，WD615系列發(fā)動(dòng)機(jī)伴隨著國家從奧地利斯太爾公司整體引進(jìn)斯太爾重卡平臺(tái)而來到了中國。WD615系列發(fā)動(dòng)機(jī)有許多優(yōu)點(diǎn)：（1）經(jīng)濟(jì)性好、燃油消耗和機(jī)油消耗低：三道新結(jié)構(gòu)活塞環(huán)，最佳配缸間隙，降低了燃油消耗率和機(jī)油消耗率，增壓中冷機(jī)型最低燃油耗達(dá)到194g/kW.h， g/kW.h以下。（2））可靠性高：WD615系列發(fā)動(dòng)機(jī)采用隧道式結(jié)構(gòu)型式，曲軸箱和與七道主軸承蓋鑄成一體，整體鍛造的氮化曲軸和優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛造連桿以及采用柔性設(shè)計(jì)制造的強(qiáng)力螺栓等，均保證了柴油機(jī)各運(yùn)動(dòng)件性能的高可靠性。（3）動(dòng)力性好、扭矩儲(chǔ)備大：該系列柴油機(jī)采用波許P型結(jié)構(gòu)高壓油泵、和全程式調(diào)速器配低慣量多孔噴油器，通過供油特性校正和高效增壓器的合理匹配，動(dòng)力性能好，扭矩儲(chǔ)備大于20%，能夠滿足各種工程機(jī)械的功率和扭矩要求。（4）有良好的高原適應(yīng)能力：新型增壓器具有進(jìn)氣回流功能，拓寬了柴油機(jī)高效工作區(qū)范圍增大了柴油機(jī)高效工作區(qū)范圍，能補(bǔ)償高原動(dòng)力損失。有良好的高原適應(yīng)性，柴油機(jī)設(shè)計(jì)海拔高度為2000m，在此海拔高度柴油機(jī)功率仍然不需降低。（5）結(jié)構(gòu)合理、操作維修方便：單體式氣缸蓋，體積小、工藝性好、互換性強(qiáng)。零部件通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度高，易于大批量組織生產(chǎn)，降低了制造、維修成本。（6）有良好的配套適應(yīng)性：WD615系列工程機(jī)械柴油機(jī)各種附件配件齊全，具有多種規(guī)格和不同型號(hào)的配件。（7）綠色、環(huán)保型：無石棉氣缸墊設(shè)計(jì)，無公害。主體采用無襯墊結(jié)構(gòu)，框架式曲軸箱、沖壓式油底殼、高精度齒輪和扭轉(zhuǎn)棒齒輪傳動(dòng)，能夠確保了柴油機(jī)的低噪音污染。煙度、廢氣排放大大低于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，綠色環(huán)保。增壓機(jī)型可達(dá)到歐I排放標(biāo)準(zhǔn)[6]。正因?yàn)樗猩鲜鲋T多優(yōu)點(diǎn)，因此WD615發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品在中國重卡用戶心中有很高的地位。引進(jìn)后，中國重汽公司組織重汽公司技術(shù)中心、杭州汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廠、濟(jì)南汽車制造總廠、濰坊柴油機(jī)廠根據(jù)曲軸圖紙要求聯(lián)合攻關(guān),研究WD615系列發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸國產(chǎn)化生產(chǎn)技術(shù)，并參照斯太爾及國內(nèi)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn), 制定了《斯太爾載貨汽車WD615系列曲軸模鍛件技術(shù)條件》，該技術(shù)條件的各項(xiàng)指標(biāo)在達(dá)到斯太爾原件要求的同時(shí)，也考慮到國內(nèi)工藝水平，因此在國內(nèi)實(shí)施是可行的，為國產(chǎn)化生產(chǎn)提供了依據(jù)，取得了巨大成果，使我國的曲軸生產(chǎn)技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步。，可以說，沒有斯太爾平臺(tái)的引進(jìn)，就沒有中國重卡的今天[6]。WD615系列曲軸主要特點(diǎn)：該發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸為整體鍛造模鍛件，材料采用優(yōu)質(zhì)45號(hào)鋼，是曲軸6 拐呈120176。分布的，帶12個(gè)整體平衡塊，平衡塊大而薄，橫切面呈橢圓形，間距較?。?6）mm ，厚度312mm， 曲軸主軸頸直徑為100mm，其擺差要求小于3mm，軸向尺寸都有較高的公差要求。連桿頸直徑82mm，；夾角為120176。 176。曲軸加工余量和尺寸公差要求符合DIN7526E 級(jí)，同時(shí)對(duì)動(dòng)平衡、表面質(zhì)量、脫碳層和幾何形狀都做了嚴(yán)格的規(guī)定，代表了當(dāng)前國內(nèi)外曲軸模鍛件制造技術(shù)的最高水平。2 WD615系列發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸分析 零件的工作機(jī)理曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)最重要的運(yùn)動(dòng)件，負(fù)荷最大，它與連桿組成曲柄連桿機(jī)構(gòu)，將活塞收到的燃料室內(nèi)膨脹壓力而產(chǎn)生的上下運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生動(dòng)能，驅(qū)