【正文】 1 曲軸是內(nèi)燃機中的重要零件之一，是承受沖擊載荷傳遞動力的關鍵零件，在內(nèi)燃機五大件（機體、缸蓋、曲軸、連桿、凸輪軸）中是最難以保證加工質(zhì)量的零件。由于曲軸工況條件惡劣，因此對曲軸的材質(zhì)、毛坯加工技術、精度、表面粗糙度、熱處理和表面強化、動平衡等要求都十分嚴格。若其中任何一個環(huán)節(jié)沒有保證質(zhì)量，即可嚴重影響曲軸的壽命和整機的可靠性，因此包括中國在內(nèi)的世界各國對曲軸的加工都十分重視，都在不斷的改進曲軸加工工藝，最大可能的提高曲軸壽命。 曲軸質(zhì)量（指輕重）約占內(nèi)燃機質(zhì)量的 10%，成本約占整機的 10%～ 12%，其材質(zhì)大體分兩類：一類是鍛鋼，一類是球墨鑄鐵。由于采用鑄造方法可獲得較為理想的結構形狀，從而減輕質(zhì)量，且機加工余量隨鑄造工藝水平的提高而減小，目前國外球鐵鑄造曲軸的單邊加工余量可達 2～ 3mm。另外球墨鑄鐵的切削性能良好，并且和鋼質(zhì)曲軸一樣可以進行各種熱處理和表面強化處理來提高曲軸的抗疲勞強度、硬度和耐磨性。而且球鐵中的內(nèi)摩擦所耗功比鋼大，減小了工作時的扭轉振動的振幅和應力，應力集中也沒有剛質(zhì)曲軸敏感。所以球墨鑄鐵曲軸在國內(nèi)外得到了廣泛的應用。統(tǒng)計資料表明，車用發(fā)動機曲軸采用球鐵材質(zhì)的比例為：美國 85%，日本 40%，俄羅斯、比利時、荷蘭和德國也已大批量生產(chǎn)。國內(nèi)采用球鐵曲軸的趨勢則更加明顯，中小型功率柴油機曲軸 85%以上用球鐵。 近年來隨著行業(yè)的不斷發(fā)展，通過引進技術消化吸收和自行開發(fā)總體水平有了較大的提高。但是我們也應該看到，我國內(nèi)燃機曲軸生產(chǎn)技術距世界先進水平仍相差很遠，甚至于還滿足不了我國內(nèi)燃機工業(yè)技術發(fā)展的要求。國內(nèi)曲軸專業(yè)生產(chǎn)廠家雖然不是很多，但存在整體規(guī)模小、專業(yè)化程度低、企業(yè)設備陳舊、產(chǎn)品設計和工藝落后、性能壽命和可靠性差、品種雜亂和“三化”程度低等差距，它是影響整機適應國內(nèi)及國際市場能力 的重要因素。隨著我國加入 WTO，內(nèi)燃機零部件行業(yè)將面臨更加激烈的市場競爭，也將迎來新的發(fā)展與機遇。我們只有充分了解國內(nèi)外內(nèi)燃機曲軸制造技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，及時的改進和提高曲軸制造技術水平，生產(chǎn)出具有世界一流水平的內(nèi)燃機曲軸，才能以實力參與市場競爭。 2 生產(chǎn)綱領是企業(yè)在計劃期內(nèi)應當生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量，曲軸的的年生產(chǎn)綱領就是包括備品和廢品在內(nèi)的年產(chǎn)量，計算公式如下： N=Q n（ 1+a%）（ 1+b%）（件 /年） 式中 N— 零件的年常量（件 /年） 。Q— 產(chǎn) 品 的年產(chǎn)量（根 /年） 。 N— 每臺產(chǎn)品中該曲軸的數(shù)量（件 /臺）； a%備用率； b%廢品率； 本 次設計的柴油機曲軸年產(chǎn)量為 5000 臺，其中 n=1， a=8， b=1， 故生產(chǎn)綱領： N=5000 1（ 1+8%）（ 1+1%） =5454（件 /年） 生產(chǎn)類型為企業(yè)生產(chǎn)，生產(chǎn)專業(yè)化程度分類為，單件生產(chǎn)、小批量生產(chǎn)、中批量生產(chǎn)、大批量生產(chǎn)。 本次設計的柴油機曲軸生產(chǎn)綱領為 5454 件，零件重量不超過 20KG,根據(jù)有關資料分析得出結論為，中批量生產(chǎn)。 曲軸的用途及工作條件 曲軸的功用是把 活塞、連桿傳來的氣體力轉變?yōu)檗D矩，用以驅動汽車的傳動系統(tǒng)和發(fā)動機的配氣機構以及其他輔助裝置。曲軸在周期性變化的氣體力、慣性力及其力矩的共同作用下工作，承受彎曲和扭轉交變載荷。 曲軸應有足夠的抗彎曲、抗扭轉的疲勞強度和剛度；軸頸應有足夠大的承壓表面和耐磨性；曲軸的質(zhì)量應盡量??；對各軸頸的潤滑應該充分。 3 圖 11 曲軸 的結構圖 曲軸一般由主軸頸，連桿軸頸、曲柄、平衡塊、前端和后端等組成。一個主軸頸、一個連桿軸頸和一個曲柄組成了一個曲拐。 主軸頸是曲軸的支承部分，通過主軸承支承在曲軸箱的主軸承座中。主軸承 的數(shù)目不僅與發(fā)動機氣缸數(shù)目有關，還取決于曲軸的支承方式。 連桿軸頸是曲軸與連桿的連接部分，在連接處用圓弧過渡，以減少應力集中。 曲柄是主軸頸和連桿軸頸的連接部分，斷面為橢圓形，為了平衡慣性力，曲柄處鑄有 (或緊固有 )平衡重塊。平衡重塊用來平衡發(fā)動機不平衡的離心力矩，有時還用來平衡一部分往復慣性力，從而使曲軸旋轉平穩(wěn)。 曲軸前端裝有齒輪，驅動風扇和水泵的皮帶輪以及起動爪等。為了防止機油沿曲軸軸頸外漏，在曲軸前端裝有一個甩油盤，在齒輪室蓋上裝有油封。曲軸的后端用來安裝飛輪 。 分析零件圖上技術要求，確定主要加 工表面 技術要求零件應經(jīng)正火處理，處理后硬度要求 HBS240300. 主要加工表面是主軸頸、連桿軸頸以及鍵槽的加工。 4 加工表面的尺寸和形狀精度 .主軸頸、連桿軸頸本身的精度，即尺寸公關等級 h6， 軸頸長度公差等級為 IT9～ IT10。軸頸的形狀公差，如圓度、圓柱度控制在尺寸公差之半。 尺寸和位置精度 包括主軸頸與連桿軸頸的平行度：一般為 100mm之內(nèi)不大于 ； 圓柱 度：不大于 ； 同軸同心 度：不大于 ； 全跳度：不大于 。 跳度：不大于 。連桿軸頸的位置度不大于 177。20′。 加工表面粗糙度及其它方面的表面質(zhì)量要求 表面粗糙度 Ra 值為 ～ m。 熱處理要求 曲軸在加工前需正