【正文】 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。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。所撰寫的工藝路線合理與否，不但影響加工質量和生產率，而且影響到工人、設備、工藝裝備及生產場地 等 的合理利用，從而影響生產成本。大慶 2020 年 6 月 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計 I 摘 要 曲軸是汽車發(fā)動機的關鍵零件之一 ,其性能好壞直接影響到汽車發(fā)動機的質量和壽命 .曲軸在發(fā)動機中承擔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，同時經受著長時間高速運轉的磨損，因此要求曲軸材質具有較高的剛性、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 直線 運動通過連桿 轉化為旋轉運動，從而實現發(fā)動機由化學能轉變?yōu)闄C械能的輸出。 所以，本次設計是在仔細分析 曲軸 零件加工技術要求及加工精度后，合理確定毛坯類型，經過查閱相關參考書、手冊、圖表、標準等技術資料，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。發(fā)動機工作過程就是：活塞經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變?yōu)樾D運動。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)動機運轉以后靠 機油泵 提供壓力供油進行潤滑、降溫。軸頸具有一第一油路。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。 在曲軸的機械加工中，采用新技術和提高自動化程度都不斷取得進展。 現在加工 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。同時，曲軸還驅動配氣機構以及其它各輔助 裝置。通常在前端設有驅動附件、凸輪軸的軸頸，在后端設有輸出法蘭。 曲軸的主要要求 、連桿軸頸本身的精度，即尺寸公關等級 IT6，連桿軸頸本身的精度，即尺寸公關等級 IT6，表面粗糙度 Ra 值為 ～ m。 177。 審查零件圖樣工藝性 曲軸零件圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術基本要求齊全。斜油孔傾斜較深，但由于只做儲油孔用，位置精度不需要太高的要求，只要鉆到軸頸的中間靠外就可以了，所以斜油孔的加工也不成問題。毛坯尺寸通過確定加工余量后決定。因為中間主軸頸兩邊的曲柄處于曲軸的中間部位，用作粗基準可以減少其它曲柄的位置誤差。曲軸圓周方向上的精基準一般選取曲軸上的定位平臺或法蘭上的定位孔。 （一）加工階段的劃分 曲軸的機械加工工藝過程大致可分為：加工基準面 —— 粗加工主軸頸和連桿軸頸 —— 加 工斜油孔等次要表面 —— 主軸頸和連桿軸頸的熱處理 —— 精加工主軸頸和連桿軸頸 —— 加工鍵槽和兩端孔等 —— 動平衡 —— 光整加工主軸頸和連桿軸頸。 （二）工序安排 斜油孔的進出口都安 排在曲軸的軸頸上，所以在軸頸淬火之前加工。 在最后檢查后，以曲軸兩端的主軸頸為測量基準，測量其他軸頸的徑向跳動。為了保證余量均勻、減少變形的影響，在關鍵工序上，如第四主軸頸加工前、淬火后、動平衡去重后仍需安排校直。 由于曲軸在加工過程中塑性變形大，因此為了保證余量均勻、減少變形的影響，應該在關鍵工序上安排一些校直工序，而方案一中只有一次校直。 表 21 曲軸的加工工序 序號 工序名稱 定位基準 1 2 3 4 5 6 7 銑端面中心孔 粗車第四主軸頸 校直第四主軸頸 半精車第四主軸頸 粗磨第四主軸頸 粗車第四主軸頸以外的主軸頸、齒輪軸頸和皮帶輪軸頸 校直主軸頸擺差 第一、七主軸頸及第四主軸頸側面，并以三、四主軸頸為輔助支撐面 頂尖孔、油封軸頸，并以第二、六主軸頸為輔助支撐面 第一、七主軸頸 頂尖孔、油封軸頸，并以第二、六主軸頸為輔助支撐面 頂尖孔，并以第四主軸頸為輔助支撐面 頂尖孔和第四主軸頸 第一、第七主軸頸 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計 6 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 粗磨第一主軸頸和齒輪軸頸 精車第二、三、五、六、七主軸頸、油封軸頸和法蘭 粗磨第七主軸頸 粗磨第二、三、五、六、七主軸頸 在第一、十二曲柄上銑定位面 內銑六個連桿軸頸及過度圓角 內精銑六個連桿軸頸過度圓角 清洗 在連桿軸頸、主軸頸上锪球窩 鉆一、二和六、七軸頸上兩道斜油孔 鉆四、五和三、四軸頸上兩道斜油孔 鉆五、六和二、三軸頸上兩道斜油孔 各油孔口倒角 攻各油孔口螺紋 去除各油孔口銳邊毛刺 清洗各油孔及螺孔 各油孔口壓堵 校直曲軸 精磨第四主軸頸及其過度圓角 精磨第七主軸頸及其過度圓角 頂尖孔、第七主軸頸，并以第一、第四 主軸頸為輔助支撐面 頂尖孔、第一主軸頸，并以第六主軸頸為輔助支撐面 頂尖孔、第一主軸頸，并以第三、五主軸頸為輔助支撐面 頂尖孔、第七主軸頸，并以第四主軸頸為輔助支撐面 第一、第七主軸頸及第一連桿軸頸 第一、第七主軸頸及曲柄定位面 第一、第七主軸頸及曲柄定位面 第一主軸頸和油封軸頸，并以第四主軸頸為輔助支撐面 第一主軸頸和油封軸頸，并以第三主軸頸為輔助支撐面 第一主軸頸和油封軸頸，并以第四主軸頸為輔助支撐面 齒輪軸頸和油封軸頸 第一、七主軸頸 頂尖孔、油封軸頸，并以第四主軸頸為輔助支撐面 頂尖孔、 第四主軸頸，并以第六黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計 7 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 精磨第一主軸頸與齒輪軸頸及其圓角 精磨油封軸頸和法蘭 精磨二、三、五、六主軸頸及其過度圓角 粗磨六 個連桿軸頸 精磨六個連桿軸頸 在皮帶輪軸頸、齒輪軸頸上銑鍵槽 鉆擴鉸中心孔 52? 鉆中心孔 ? 鏜中心孔 52? 及 55? 內環(huán)槽和中心孔 ? 的 060 錐面 攻 27 ? L 螺紋 鉆油封軸頸 6孔 12? 攻 6 14 ??螺紋 曲軸動平衡，去不平衡重 去毛刺 校直曲軸 氮化 拋光主軸頸和連桿軸頸 清洗 檢驗 主軸頸為輔助支撐面 頂尖孔、第七主軸頸，并以第四主軸頸為輔助支撐面 頂尖孔、第一主軸頸，并以第四、七主軸頸為輔助支撐面 油封軸頸、第一主軸頸，并以第四、七主軸頸為輔助支撐面 頂尖孔，第一、七主軸頸，并以其他主軸頸為輔助支撐面 頂尖孔，第一、七主軸頸，并以其他主軸頸為輔助支撐面 齒輪軸頸，并以第二、七主軸頸為輔助支撐面 第七主軸頸、皮帶輪軸頸 第一、七主軸頸 第七主軸頸、皮帶輪軸頸 第二、六主軸頸 第二、六主軸頸 第二、六主軸頸 第一、七主軸頸 第一、七主軸頸 第一、七主軸頸，并以第 四主軸頸為輔助支撐面 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計 8 確定加工余量及毛坯尺寸、設計毛坯圖 鋼質模鍛件的機械加工余量按 JB383585 確定，根據估算的鍛件質量、加工精度及鍛件形狀復雜系數，由《機械制造工藝設計簡明手冊》表 查得。 （ 3）鍛件的形狀復雜系數 2S 122MS M? （ 22） M1 為鍛件質量， M2 為鍛件包容體的質量，假設鍛件的最大直徑為Φ 220mm，長965mmm 2 22( ) 96 .5 7. 85 28 78 14 28 7. 142m g g k g?? ? ? ? ? 1 kg? 由《機械制造工藝設計簡明手冊》表 可查得形狀復雜系數 2S ，屬于一般級別。 本零件毛坯的尺寸公差如表 22。 工序 8：據《金屬機械加工工藝人員手冊》表 833 選用 MQ1350B 外圓磨床；使用頂尖定位、 100～ 300JB339283雞心卡頭夾緊，并使用中心架，保證加工效率和精度；由《金屬 機械加工工藝人員手冊》表 1076（ GB12784）選用 PSA150 16 40A46L5B35 型砂輪；量檢具選用測量范圍為 75～ 100mm，分度為 的外徑黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計 10 千分尺，分度值 、 0～ 125 的游標卡尺，同軸度、端面跳動檢具，手提式曲軸表面粗糙度檢驗儀。 工序 29：據《金屬機械加工工藝人員手冊》表 833 選用 MO1350B 外圓磨床，使用頂尖定位、 100～ 130JB339283 雞心卡頭夾緊，并使用中心架，由表 1076（ GB412784）選用 PSA150 16 40A46L5B35 型砂輪；量檢具選用分度值 測量范圍 0～ 125mm 的游標卡尺， 24240C 型氣動測量儀，圓柱度、端面跳動檢具和圓規(guī)卡規(guī)，手提式曲軸表面粗糙度檢驗儀。當無基準轉換時，統一表面多次加工的工序尺寸只與工序（或工步）的加工余量有關，當基準不重合時，工序尺寸應用工藝尺寸鏈解算。 參照《機械加工工藝手冊》表 、 ，表 由最后工序的尺寸可一次算得本零件各圓柱表面的加工余量、工序尺 寸及公差以及表面粗糙度。如表 24 所示（另附）。已知材料為 QT8002， b? =650Mpa ，鍛件，有外皮；機床型號為 MP73 銑鉆組合機床，工件裝夾在銑鉆專用夾具上。 (4) 確定銑端面的基本時間 1fT 121 11 4 40 3 1 8 m 3 6 70 0fml l lTif?? ??? ? ? ? ??? （ 24） （ 1）確定切削深度 pa ： 鉆中心孔 一次行程即可完成， pa =22mm。 （ 4）確定主軸轉速 n 按 MP73銑鉆組合機床的轉速，取 n=655r/min。由《機械加工工藝手冊》表 取砂輪輪速為 sV =25m/s。 （ 3）確定切削速度 v： 切削速度 v可以根據公式計算，也可直接由表中查出。 精車軸項部分： mm?? 235 / minvm? /f mm r? 1000 / minnr? 1 1minjT ? 切槽（采用 18 4rW C v 高速鋼車刀）： 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計 15 mm? 15 / minvm? /f mm r? / minnr? 2 ? 工序的基本時間： 12 1 0 .4 3 1 .4 3 m inj j jT T T? ? ? ? ? （ 213） 工序 13（內銑六個連桿軸頸）切削用量即基本時間的確定 本工序為粗加工工序。 mm? 25 / minWvm? 35 /sv m s? 20 /Bf mm r? 4500 / minnr? 黑龍江八一農墾大學畢業(yè)設計 16 ? 工序 35（精磨六個連桿軸頸）切削用量及基本時間的確定 本工序為精加工工序，連用 MB0350B 外圓磨床，使用精磨連桿曲軸專業(yè)夾具，所選砂輪的寬度 16Mb mm? 各數據計算方法同 、 ，步驟從略。機床夾具的好壞直接影響工件加工表面的位置精度。 機床夾具的功用一般為： 1）保證加工質量； 2）提高生產率，降低成本； 3）擴大機床工藝范圍，做到一機多能； 4）平衡各工序時間 ，以便組織流水生產； 5）減輕工人勞動 強度，保證生產安全。曲軸在切削力及自重的作用下會產生嚴重的扭曲及彎曲變形，特別在單邊傳動的機床上加工更為嚴重，在工藝設計中應解決以下問題： （ 1）：粗加工時由于切削余量大，切削力也較大，可用中間托架來增強剛性，減小變形和振動，同時機床刀具及夾具都應有較高的剛度。 曲軸技術要求較高，加工面多，需要保證的尺寸、形狀、位置精度較多。中心孔的加工以主軸頸外圓作為基準，這樣能保證曲軸加工徑向及軸向加工余量的均勻性。 綜上分析，鑒于磨削連桿軸頸夾具的典型性和特殊性，決定設計六個連桿軸頸的粗磨夾具，本夾具將用于 MQ1350B 外圓磨床。由于只能同時磨削在同一軸心線上的連桿軸頸，所以在每一組磨削完兩道軸頸