【正文】 的加工容易和造價(jià)低廉。 在結(jié) 構(gòu) 設(shè)計(jì) 方面，可以采用以下措施： 1）提高曲柄 銷 和曲 軸 主 軸頸 的重迭度。 5）增大曲柄臂的厚度 和寬 度。 圖 22 單節(jié)曲軸尺寸 曲柄臂 的寬 度 L=15mm，其形 狀 如 圖 23 單節(jié)曲軸曲柄臂截面尺寸所示。 圖 23 單節(jié)曲軸曲柄臂截面尺寸 西安廣播電視大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 曲 軸兩 端 設(shè)計(jì) 曲 軸 上 帶動(dòng)輔 助系 統(tǒng) 的 驅(qū)動(dòng)鏈輪 （正 時(shí)鏈輪 ）一般 裝 在曲 軸 的前端， 對(duì) 多缸發(fā)動(dòng) 機(jī)而言往往把 傳動(dòng)齒輪裝 在曲 軸 后端。且定位 銷 的布置是 不對(duì)稱 的或只有一 個(gè) 。 西安廣播電視大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 圖 26 曲 軸零件實(shí) 體 圖 西安廣播電視大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 第 3 章 曲 軸終鍛 模 設(shè)計(jì) 熱模鍛壓力 機(jī)是自 動(dòng) 化高效率生 產(chǎn) 模 鍛 件的模 鍛設(shè)備 ，也是 被廣泛應(yīng) 用的模鍛設(shè)備 。 2. 公差和加工余量 曲 軸 材料 為 球墨 鑄鐵 ，即材 質(zhì)系數(shù)為 M2。 由 鍛 造模具 簡 明 設(shè)計(jì) 手 冊 表 查得： 長 度極限偏差值 為 ?? mm，寬 度極限偏差值 為 ?? mm，高度極限偏差值 為 .?? mm。 4. 圓 角半 徑 鍛 件各部分的 圓 角半 徑 取 為 R2mm。 6. 具體尺寸如 圖 31單節(jié)曲軸鍛件尺寸圖所示 西安廣播電視大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 圖 31 單節(jié)曲軸鍛件尺寸圖 最 終 的 鍛件圖 如 圖 32曲軸鍛件實(shí)體圖所示： 圖 32 曲 軸鍛件實(shí) 體 圖 計(jì) 算 鍛 件的主要 參數(shù) 設(shè)備選 定 ⑴ 工藝 力 計(jì) 算 P=KF(kN) 式中 K— 鍛 件單 位面 積變形 力（或 稱金屬變形 抗力系 數(shù) ） , kN/cm2 F— 鍛 件投影面 積 ， cm2 曲 軸鍛 件的投影面 積 F= cm2 ， K= 120kN/cm2 所以， P=120 kN=16368 kN ⑵ 選擇 模 鍛設(shè)備 西安廣播電視大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 根據(jù) 計(jì) 算 結(jié) 果，取 熱模鍛壓力 機(jī)的 規(guī) 格 為 20200 kN，即 20MN。而曲 軸 模膛尺寸精度要求高，磨 損到一定程度就必 須 更 換 ，最后采用梯形模 塊 。 S、 T、 H應(yīng)滿 足如下 條 件： T≥( ～ )S 2S≤( ～ )H 。 ② 頂 桿 結(jié) 構(gòu) 頂 桿工作是必 須 有 導(dǎo) 向，主要由 頂 桿和 頂 桿孔的公差配合 來解 決。 ③ 對(duì)圖形進(jìn) 行尺寸 約 束，如圖 34(a)、 34(b)、 34(c)： 圖 34(a) 曲軸主軸頸尺寸 圖 34(b) 曲軸曲柄臂尺寸 西安廣播電視大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 圖 34(c) 曲軸連桿軸頸尺寸 ⑵ 建成立體模型 ① 從 草 圖設(shè)計(jì)環(huán) 境返回零件 設(shè)計(jì)環(huán) 境。 圖 36(a)未加工模腔的模塊實(shí)體圖 ⑵ 進(jìn) 行 布爾運(yùn) 算，得到模 塊的 立體 圖 ，如 36(b)所示。 ② 模架應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度，使設(shè)備在鍛造過程中所引起的彈性變形，不致影響鍛件高度的尺寸，為此，模架內(nèi)各種承受鍛造負(fù)荷的部件，包括上下模板在內(nèi)，均應(yīng)采用合金鋼制造并進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚怼? ⑥ 模架上所有的緊固件位置，都要布排得當(dāng)，使緊固時(shí)操作方便。 窩座式模架的特點(diǎn)： ① 優(yōu)點(diǎn)： ⅰ）定位準(zhǔn)確，緊固牢靠，是熱模鍛壓力機(jī)模架使用最廣泛的典型結(jié)構(gòu)。 ⅱ）通用性、萬能性較小。 西安廣播電視大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 圖 37 上模架正面 圖 37(b) 上模架反面 下模架 經(jīng)過 草 圖設(shè)計(jì) ，拉伸， 鉆 孔（通孔、螺 紋 孔等），得到上模架 實(shí) 體 圖 ，如 圖 38(a)、 38(b)所示。長度 L=600mm。作用： 裝配 時(shí)定位模 塊 。 導(dǎo) 柱和 導(dǎo) 套分 別 和上、下模座用 過 硬配合 緊固 。西安廣播電視大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 導(dǎo) 套、油封等和 導(dǎo) 柱做相 對(duì) 滑 動(dòng) ， 為 使 運(yùn)動(dòng) 性能好，不容易被咬合， 導(dǎo) 套采用 20 鋼 ，其它的材料 見裝配圖 。經(jīng)過草圖設(shè)計(jì)，拉伸，倒角得到導(dǎo)套立體圖，如圖 313所示 。由草圖設(shè)計(jì)，拉伸得到油封的立體圖，如圖 315 所示。如果飛邊過小，頂桿將失去作用。為此，頂出裝置，特別是上模中的頂出裝置中應(yīng)設(shè)有復(fù)位彈簧，使頂桿頂件后退回原位。 圖 317 頂桿 西安廣播電視大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 實(shí)體建模裝配 ⑴ 點(diǎn)擊“開始”菜單中的機(jī)械設(shè)計(jì)，然后選擇裝配件設(shè)計(jì)。它涉及刀具運(yùn)動(dòng)軌跡、加工刀具類型、切削用量選擇、加工參數(shù)選擇和下刀方式等的選擇，所有這些內(nèi)容都反映在由加工刀具路徑轉(zhuǎn)化而成的數(shù)控加工代碼中。此加工方法能快速除去大量的毛坯材料。所以，加工方式選擇好后，必須要進(jìn)行后處理，也就是將刀具路徑“翻譯 ”成機(jī)床能夠識(shí)別的數(shù)控代碼。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然經(jīng)歷了短暫 的三個(gè)月，但它濃縮了大學(xué)三年的學(xué)習(xí)過程，體現(xiàn)了我對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握程度。 首先，感謝我的指導(dǎo)老師王勝老師，從本論文的選題到完成，每一步都傾注了趙老師大量的心血，是她給了我大力的支持與幫助、耐心的指導(dǎo)與解惑。 。 最后，感謝在軟件應(yīng)用方面給我很多幫助的我的同學(xué)們，他們的幫助以及我們相互的協(xié)作與學(xué)習(xí)，使論文的進(jìn)展更有效率。我在本次設(shè)計(jì)過程中，利用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力得以提高，為今后工作、學(xué)習(xí)中解決各種問題打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。將自動(dòng)生成的數(shù)控代碼，進(jìn)行必要的校核處理后，就能輸送給數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工了，部分軌跡 G 代碼如下。用立銑刀及等距環(huán)切方式加工，都是為了能在粗加工中，更多去除材料，提高加工效率。 終鍛模模膛數(shù)控加工 UG中有粗加工和精加工兩種方式，要根據(jù)具體情況和實(shí)際加工經(jīng)驗(yàn)，合理選用加工方式，然后確定刀具形式、直徑和加工材料等。最終生成裝配圖如圖 318 所示以及爆炸圖如圖 319所示。因此，使用中應(yīng)經(jīng)常注意修復(fù)和更換。 ③ 鍛件外側(cè)的頂桿必須能及時(shí)回到原始位置，不允許頂桿在模鍛成形過程中露出飛邊橋部。 西安廣播電視大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 圖 316 油封端蓋 頂桿 本設(shè)計(jì)的頂桿位置在飛邊上。由草圖設(shè)計(jì)，拉伸得到蓋板的立體圖，如 314 圖所示 。 經(jīng)過 草 圖設(shè)計(jì) ，拉伸，倒角得到 導(dǎo) 柱立體 圖 ，如 圖 312 所示。確 定 導(dǎo) 柱和 導(dǎo) 套 長 度尺寸的 原則 是： 當(dāng)熱模鍛壓力 機(jī)的滑 塊 在上止 點(diǎn)時(shí)導(dǎo) 柱扔在 導(dǎo)套內(nèi) 的 長 度不小于 導(dǎo) 柱直 徑 的 1～ 倍。 導(dǎo) 柱要有足 夠 的 強(qiáng) 度和 剛 度以承受模 鍛過 程中 產(chǎn)生的 錯(cuò) 移力， 導(dǎo) 柱和 導(dǎo) 套 之間應(yīng) 留有必要的 間 隙以 補(bǔ)償 制造中的偏差、 設(shè)備滑 塊 和工作臺(tái)面的不平行度、 鍛 造 過 程中的自身受 熱 膨 脹 等因素的影 響 。 西安廣播電視大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 圖 310 前壓板 后 擋 板 經(jīng)過 草 圖設(shè)計(jì) ， 鉆 螺 紋 孔，倒 圓 角得到后 擋 板的三 維 立體 圖 ，如 圖 311所示。具體尺寸： 800 500 80mm。 ⅲ）模具的安裝和調(diào)整比較困難，鍛件的精度很大程度上取決于模具的制造精度。 ⅲ）適用于 鍛件產(chǎn)量大，要求精度高，品種不太多的生產(chǎn)場合。 ⑶模架的結(jié)構(gòu)形式 模架的結(jié)構(gòu)按照它和模塊緊固的方式劃分，一般有兩種形式：窩座式和十字鍵式。 ④ 模架內(nèi)設(shè)置的頂料裝置應(yīng)可靠、耐用，以便于修理和更換。 西安廣播電視大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 熱模鍛壓力機(jī)鍛模的模架質(zhì)量大（一般整副模架重達(dá) 1～ 12t， 120200kN熱模鍛壓力機(jī)重達(dá) 50 多噸），制造困難，因此必須重視模架的設(shè)計(jì)、制造和使用。 ③ 生成立體 圖 ，如圖 36單節(jié)曲軸鍛件實(shí)體圖： 圖 35 單節(jié)曲軸鍛件實(shí)體圖 西安廣播電視大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 經(jīng)過鏡 像，陣列， 圓 角等方法得到曲 軸 的 鍛件圖 ，如 圖 32 所示。 曲 軸 的 實(shí) 體建模 曲 軸 的 鍛件實(shí) 體建模 ⑴ 草 圖 的 繪 制 ① 從 “ 開始 ”菜 單進(jìn) 入零件 設(shè)計(jì)環(huán) 境。 模 塊 所承受的 壓應(yīng) 力 應(yīng)滿 足： P=F/A＜ 300MPa 式中 :F為設(shè)備 的名 義壓力 （ kN）； A為 模 塊 底面的有效承 壓 面 積 （ mm2 ） 曲 軸 模 塊 底面的有效承 壓 面 積 A=800 500 mm2 =400000 mm2 ， F=20200 kN，西安廣播電視大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 所以，模 塊 所承受的 壓力為 F=20200 kN /400000 mm2 =50MPa300MPa,滿 足 條 件。 模壁厚度 S可按下列確定 S=（ 1～ ） h≥40mm 式中 h為 模膛最深 處 的深度。 飛邊 槽具體尺寸按 鍛 造模具 簡 明設(shè)計(jì) 手 冊 表 設(shè)備 202000kN 級(jí)選用 ，即： h=3mm b=10mm B=10mm L=40mm r1= r2=2mm。 內(nèi) 模斜度 為 7176。 3. 模 鍛 斜度 零件圖 上的技 術(shù)條 件中已 給 出拔模斜度：外模斜度 為 5176。 由 鍛 造模具 簡 明 設(shè)計(jì) 手 冊 表 查得： 鍛 件形 狀 復(fù) 雜 系 數(shù) 33 ???? mmVVMMS , 其中： M為鍛 件品 質(zhì)： ； M1 為鍛 件外廓包容體 質(zhì) 量； V為鍛 件體 積 ； V1 為鍛 件外廓包容體體 積 。 預(yù)鍛 模膛 設(shè)計(jì) 的主要 內(nèi)容是 繪 制 熱鍛件圖 和確定 飛邊 槽尺寸，以下是整 個(gè)設(shè)計(jì)過 程。 圖 24 曲 軸 前端 圖 25 曲 軸 后端 最 終 得到的曲 軸總長為 l=532mm，如 圖 26曲軸零件實(shí)體圖所示。 驅(qū)動(dòng)齒輪裝 在前端采用 鍵連 接。 內(nèi) 模β =7176。常用的表面 強(qiáng) 化 工藝 有以下幾種： 1） 圓 角高 頻 感 應(yīng) 淬火； 2） 圓 角 滾壓； 3）氮化。 3） 軸頸 上 設(shè)計(jì)卸載 槽使 應(yīng) 力分布更加均 勻 ，而且沿 軸頸 和曲柄臂 寬 度的最大 應(yīng)力較 小 ，還 可能使 軸頸到 曲柄臂 過 渡 圓 角的半 徑 增大。 曲 軸強(qiáng) 化的方法 提高曲 軸 的疲 勞強(qiáng) 度是 設(shè)計(jì) 人 員 必 須 努力解 決 的 問題 。因此，必 須 根據(jù) 發(fā)動(dòng) 機(jī)的用途及 強(qiáng) 化 強(qiáng) 度，正確的 選用 曲 軸材料，在保 證 曲 軸 有足 夠強(qiáng) 度的前提下， 盡 可能 采用一般材料。所以， 設(shè)計(jì)時(shí) ， 應(yīng) 保 證 它 有盡可能高的 彎 曲 剛 度和扭 轉(zhuǎn)剛 度。 曲 軸 是曲柄 連 桿機(jī)構(gòu)中的中心 環(huán)節(jié) ，其 剛 度亦很重要。所以，在 設(shè)計(jì) 曲 軸時(shí) ，要特 別 注 意 設(shè)法緩 和 應(yīng) 力集中 現(xiàn) 象， 強(qiáng) 化 應(yīng) 力集中部位。 曲 軸 形 狀 復(fù) 雜，應(yīng) 力集中 現(xiàn) 象相 當(dāng)嚴(yán) 重，特 別 在 連 桿 軸頸 與曲柄臂的 過 渡 圓角 處和潤 滑油孔出口附近的 應(yīng) 力集中尤 為 突出。 曲 軸 的工作 條 件和材料的 選擇 曲 軸 的工作 條 件和 設(shè)計(jì) 要求 曲 軸 是在不 斷 周期性 變 化的氣體 壓力 、往復(fù)和旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)質(zhì) 量的 慣 性力以及它們 的力矩共同作用下工作的， 從 而使曲 軸 既扭 轉(zhuǎn) 又 彎 曲， 產(chǎn) 生疲 勞應(yīng) 力 狀態(tài)；對(duì)內(nèi) 不平衡 的發(fā)動(dòng) 機(jī)曲 軸還承受內(nèi)彎 矩和剪力；未采取扭 轉(zhuǎn) 振 動(dòng)減 振措施使曲 軸還可能作用 著 幅值 較 大的扭 轉(zhuǎn) 振 動(dòng)彈