【正文】 畢 業(yè) 論 文（科 學(xué) 研 究 報 告）題 目汽車發(fā)動機四缸曲軸加工工藝及夾具設(shè)計院(系)別機電及自動化學(xué)院專 業(yè)機械工程及自動化級 別2009 學(xué) 號*****姓 名***指導(dǎo)老師*** 副教授 ** 大 學(xué) 教 務(wù) 處 2013年6月1摘 要曲軸是汽車發(fā)動機的重要零件。它的作用是把活塞的往復(fù)直線運動變成傳動軸的旋轉(zhuǎn)運動，將作用在活塞的氣體壓力變成扭矩，用來驅(qū)動工作機械和發(fā)動機各輔助系統(tǒng)進行工作。曲軸在工作時承受著不斷變化的壓力、慣性力和它們的力矩作用，因此要求曲軸具有強度高、剛度大、耐磨性好，軸頸表面加工的尺寸精確，且潤滑可靠。本設(shè)計是根據(jù)被加工曲軸的技術(shù)要求，進行機械工藝規(guī)程的設(shè)計，然后運用夾具設(shè)計基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計。主要工作有：繪制產(chǎn)品零件圖，了解零件結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求；根據(jù)生產(chǎn)類型和所在企業(yè)生產(chǎn)條件，對零件進行結(jié)構(gòu)分析及工藝分析；確定毛坯種類及制造方法；擬定零件機械加工工藝過程，選擇各工序的加工設(shè)備與工藝設(shè)備，確定各工序的加工余量與工序尺寸，計算各工序的切削用量與工時定額；填寫機械加工工藝過程卡片、機械加工工序卡片等工藝卡片；設(shè)計指定的專用夾具，繪制裝配總圖和主要零件圖。本次設(shè)計主要是為了提高曲軸零件的生產(chǎn)效率，以及加工精度。因此，制定工藝路線時嚴(yán)格按照基準(zhǔn)先行，先主后次，先粗后精，先面后孔的工藝設(shè)計準(zhǔn)則。先加工出基準(zhǔn)，再用精基準(zhǔn)定位加工其它工序。在夾具設(shè)計時，選擇的是車曲軸連桿軸頸的工序，定位時選擇兩個V形塊和周向定位釘定位，用壓板夾緊，并且在夾具上設(shè)置合適的偏心距。通過本次設(shè)計我查閱了許多書籍和行業(yè)資料，了解到行業(yè)的發(fā)展進程和部分先進技術(shù)，擴展了我的專業(yè)視野，為將來的學(xué)習(xí)生活都有著重要的影響。關(guān)鍵詞：機械制造，加工工藝，曲軸，夾具1ABSTRACT Crankshaft is a very important parts of diesel engine. Ist action is change the to and fro straightline motion of the piston into rotary motion,and change the gas pressure on the piston into torque, that is used to drive executive body and accessory system of the diesel engine. Crankshaft is withstanding the changing pressure, inertia force and the torque. So the crankshaft mast have high strength, high rigidity, high abrasion resistance and the surface of axle journal must have high precision with well lubricating. This design is on the basis of technical requirement of the crankshaft to design the technological procedure. And then use the fundamental and method of the fixture design to fix the fixture design programme,and plete the structural of the fixture. The main work is: Parts drawing, understand the characteristic of structure and technical requirement。 Accroding to the types of manufacturing and the plant conditions of the pany we will analyse the structure and craft of the crankshaft。 Fix the type and manufacturing method of the roughcast。 Fix the processing technic of the crankshft,select device and equipment fix the machining allowance and working procedure size and count the cutting specifications and time allowance.。 Fix the Processing technological process card and Machinefinishing operation card。 Design the special fixture and plan the assembling drawing and main parts drawing. This design is in order to improve the crankshaft parts production efficiency, and the machining accuracy. Therefore,when drawing up the process we strict accordance with the design criteria that benchmark first,main first then secondary, rough first then essence, surface first ，hole after . First, work out benchmark, again with pure reference positioning processing other processes. In fixture design,I choose the car process of crankshaft connecting rod , When location,I choose two V block and circumferential locating pin to positioning, pressed powder pact, and set up appropriate eccentricity on the jig.Accroding to this design I looked through many books and industry information, understand some of the industry development process and advanced technologies,and also expanded my professional has important influence on my future study and life.KEYWORDS: Machine manufacture Processing craft Crankshaft fixture1目 錄摘 要 IABSTRACT II第一章 緒 論 3 3 3第二章 零件分析 7 7 7第三章 工藝規(guī)程設(shè)計 8 8 8 8 8 8 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 10 10 11 11 16第四章 專用夾具設(shè)計 37 37 37 37 37 37 38，并確定工件的定位方式及定位元件的結(jié)構(gòu) 38，選擇合適的夾緊機構(gòu) 38 39 39 39 40 40 40 40 41第五章 結(jié)束語 42致 謝 43參考文獻 441第一章 緒 論制造業(yè)生產(chǎn)的是具有直接使用價值的產(chǎn)品，而這些產(chǎn)品與社會的生產(chǎn)活動和人民生活息息相關(guān)。當(dāng)今制造業(yè)不僅是科學(xué)發(fā)展和技術(shù)發(fā)明轉(zhuǎn)換為現(xiàn)實規(guī)模生產(chǎn)力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并已成為為人類提供生活所需物質(zhì)財富和精神財富的重要基礎(chǔ)。良好的居住環(huán)境，充分的能源供給，便捷的交通和通信設(shè)施，豐富多彩的應(yīng)刷出版、廣播影視和網(wǎng)絡(luò)媒體，優(yōu)良的醫(yī)療保健手段，可靠的國家和社會安全以及抵抗自然災(zāi)害的能力等，均需要制造業(yè)的支持。汽車發(fā)動機曲軸機械加工工藝規(guī)程與夾具設(shè)計（生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批量生產(chǎn)）。掌握工業(yè)規(guī)程設(shè)計的基本要求，設(shè)計工藝規(guī)程內(nèi)容及步驟，制作機械加工工藝過程卡片，機械加工工序卡片。掌握專用機床夾具設(shè)計的基本要求，設(shè)計主軸箱零件加工1主要工序的專用機床夾具，掌握夾具設(shè)計的程序與內(nèi)容，繪制夾具總圖和主要零件圖，編寫夾具設(shè)計使用說明書。伴隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，我國的發(fā)動機曲軸生產(chǎn)得到較大的發(fā)展，總量已具相當(dāng)?shù)囊?guī)模，無論是設(shè)計水平，還是產(chǎn)品品種、質(zhì)量、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)方式都有很大的發(fā)展。曲軸在發(fā)動機中是承受載荷傳遞動力的重要零部件，也是發(fā)動機五大零部件中最難以保證加工質(zhì)量的零部件，其性能、水平直接影響整機的性能水平及可靠性。因此，各工業(yè)發(fā)達(dá)國家十分重視曲軸的生產(chǎn)，不斷改進其材質(zhì)及加工手段， 以提高其性能水平，滿足發(fā)動機行業(yè)的需要。近幾年來， 國內(nèi)曲軸加工發(fā)展十分迅速。尤其是大功率汽車機曲軸。先進的加工工藝加工出的曲軸質(zhì)量好、效率高且穩(wěn)定，伴隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，我國的發(fā)動機曲軸生產(chǎn)得到較大的發(fā)展，總量已具相當(dāng)?shù)囊?guī)模，無論是設(shè)計水平，還是產(chǎn)品品種、質(zhì)量、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)方式都有很大的發(fā)展。曲軸是柴油機中關(guān)鍵零件之一，其材質(zhì)大體分為兩類：一是鋼鍛曲軸，二是球墨鑄鐵曲軸。由于采用鑄造方法可獲得較為理想的結(jié)構(gòu)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。球鐵的切削性能良好，并和鋼制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和耐磨性。而且球鐵中的內(nèi)摩擦所耗功比剛大，減小了工作時的扭轉(zhuǎn)振動的振幅和應(yīng)力，應(yīng)力集中也沒有鋼制曲軸的敏感。所以球磨鑄鐵曲軸在國內(nèi)外得到廣泛采用。 從目前整體水平來看，毛坯的鑄造工藝存在生產(chǎn)效率低，工藝裝備落后，毛坯機械性能還不穩(wěn)定、精度低、廢品率高等問題。從以下幾個工藝環(huán)節(jié)采取措施對提高曲軸質(zhì)量具有普遍意義。①熔煉 國內(nèi)外一致認(rèn)為高溫低硫純凈鐵水的獲得是生產(chǎn)高質(zhì)量球鐵的關(guān)鍵所在。為獲得高溫低硫磷的純凈鐵水，可用沖天爐溶化鐵水，經(jīng)爐外脫硫，然后在感應(yīng)電爐中升溫并調(diào)整成分。②球化處理 ③孕育處理 沖天爐熔化球鐵原鐵水對銅鉬合金球鐵采用二次孕育。這對于防止孕育衰退，改善石墨形態(tài)，細(xì)化石墨及保證高強度球鐵機械性能具有重要作用。④合金化 配合好銅和鉬的比例對形成珠光體組織十分有利，可提高球鐵的強度，而且銅和鉬還可大大降低球鐵件對壁厚的敏感性。⑤造型工藝 氣流沖擊造型工藝由于粘土造型工藝，課獲得高精度的曲軸鑄件，該工藝制作的砂型具有無反彈變形量的特點，這對于多拐曲軸尤為重要。⑥澆注冷卻工藝采用立澆立冷，斜澆斜冷、斜澆反斜冷三種澆注方式較為理想，其中后一種最好。斜澆反斜冷的特點是：型腔排氣充分，鐵水充型平穩(wěn)，澆注系統(tǒng)撇渣效果好，冒口對鑄件的補縮效果好，適應(yīng)大批量流水線生產(chǎn)。 目前，國內(nèi)大部分專業(yè)廠家普遍采用普通機床和專用組合機床組成的流水線生產(chǎn)，生產(chǎn)效率、自動化程序較低。曲軸的關(guān)鍵技術(shù)項目仍與國外相差12個數(shù)量級。國外的加工工藝大致可歸納為如下幾個特點：①廣泛的采用數(shù)控技術(shù)和自動線，生產(chǎn)線一般由幾段獨立的自動化生產(chǎn)單元組成，具有很高的靈活性和適應(yīng)性。采用龍門式自動上下料，集放式機動滾道傳輸，切削液分粗加工與精加工兩段集中供應(yīng)和回收處理。②曲軸的主要加工工序基準(zhǔn)中心孔，一般采用質(zhì)量定心加工方式，這樣在靜平衡時，加工量很少。③軸頸的粗加工一般采用數(shù)控銑削或車?yán)に嚒９ば蛸|(zhì)量科達(dá)到國內(nèi)粗磨后的水平，且切削變形小、效率高。銑削和車?yán)乔S粗加工的發(fā)展方向。④國外的曲軸軸磨床均采用CNC控制技術(shù)，具有自動進給、自動修正砂輪、自動補償和自動分度功能，使曲軸的磨削精度和效率顯著提高。⑤油孔的加工采用鼓輪鉆床和自動線，近幾年隨著槍鉆技術(shù)應(yīng)用，油孔的加工大已采用槍鉆自動線鉆孔修緣拋光。⑥曲軸拋光采用CNC控制的砂帶拋光機，所有軸頸一次拋光只需20秒，大大減小了發(fā)動機的磨合期。⑦動平衡一般采用CNC控制的綜合平衡機，測量，修正一次完成。⑧檢驗一般生產(chǎn)線上配備MARPOSS或HOMWORK綜合檢測機，實現(xiàn)在線檢測，對曲軸的幾乎所有機加工項目均可一次完成檢測、顯示和打印。⑨曲軸的清潔采用專用精洗機定點定位清洗，保證了曲軸清潔度要求。⑩廣泛采用了軸頸過度圓角滾壓技術(shù)。專用圓角滾壓機自動控制，對所用軸頸圓角進行一次滾壓，而且滾壓力和滾壓角可自動調(diào)節(jié)，使圓角處產(chǎn)生最佳的殘余應(yīng)力，提高了曲軸的疲勞強度。 曲軸熱處理的關(guān)鍵技術(shù)是表面強化處理，一般均為正火處理，為表面