【文章內容簡介】 拉伸出第一拐的連桿頸，在連桿頸上再拉伸出另一側的曲拐臂，然后拉伸出第一曲拐的主軸頸，這樣第一個曲拐就完成了基本特征的造型。見圖 3。 圖 3 曲軸第一曲拐圖 然后復制、平移、旋轉操作，完成第二曲拐 ,如圖 4。 畢業(yè)設計（論文） 九七一九二零八零零全套資料請加 Q 8 圖 4 完成第二曲拐后的 PRO/E建模圖 在第三個主軸頸中心建立一個參考平面， 然后鏡像前兩個曲拐得到最終的曲軸PRO/E 建模圖（圖 5）。 圖 5 曲軸的 PRO/E建模圖 拐臂上去除部分材料的原因：曲軸的曲拐為了更好的利用材料，可將曲柄上離軸線最遠的不受力的部分切掉，從而減少了旋轉部分不平橫質量，同也降低了曲軸的質量。曲拐臂要切掉一部分離軸線遠的材料，在 Pro／ E環(huán)境下，是利用旋轉命令切除材料的。畢業(yè)設計（論文） 九七一九二零八零零全套資料請加 Q 9 根據曲軸尺寸的要求，在旋轉命令的草繪環(huán)境下，草繪一個倒三角形，定義離主軸軸線的距離和旋轉直徑及旋轉中心，旋轉去除材料就可以得到更合理的曲軸結構。 油孔的作用：為連桿和曲軸頸提供潤滑。 曲軸的毛坯及其熱處理 曲軸材料的選者原則是在保證曲軸安全、可靠、穩(wěn)定的基礎下，在保證具有足夠的強度的前提下，盡可能采用一般材料。除考慮機械性能、疲勞強度外，還要考慮耐磨性、抗沖擊韌性，以及制造加工的工藝性、設備能力和熱處理性能等等。曲軸主要采用材料有優(yōu)質碳素鋼、合金鋼、球墨鑄鐵等。 現代大量生產的小型柴油機，其曲軸材料一般采用球墨鑄鐵和優(yōu)質碳素鋼，例如QT700． 2球墨鑄鐵和 35， 40， 45 鋼等。 大型低速柴油機曲軸，多采用半組合式制造，這時主軸頸常用 35， 40鋼； 連桿及曲柄臂則采用 ZG35， ZG45， ZGMnV 鑄鋼。 中、高速柴油機整體式曲軸，采用 35， 40， 45， 40Cr， 35CrMoA 鋼為多，也可以采用球墨鑄鐵 QT7002。對于高速強載大功率柴油機曲軸則多采用合金鋼，如 35CrMoA，18CrNiWA 等。 曲軸毛坯的制造方法 曲軸毛坯的制造方法有鍛造和鑄造兩種，常取決于所選用的材料、生產批量和工廠畢業(yè)設計（論文） 九七一九二零八零零全套資料請加 Q 10 的具體情況。當選用鋼材時，常用鍛造方法制造毛坯：小型曲軸、生產批量大時采用模鍛；中型大型整體曲軸采用自由鍛或者鐓鍛；大型半組合曲軸，其來連桿用鑄鋼件。當選用球墨 鑄鐵時，則用鑄造方法獲得曲軸毛坯。 曲軸毛坯的兩種制造方法各有其優(yōu)點和缺點：利用鍛造方法制造出的曲軸毛坯可以獲得較合理的結構形狀，如橢圓形曲柄臂、桶形空心軸頸和卸荷槽等從而使應力均勻分布。鍛鋼曲軸雖然可以得到有利的纖維組織，并且能按要求獲得較佳的截面模量和緊密細晶金粒組織，質量穩(wěn)定，但是它的成本較高；利用鑄造方法制造出的曲軸毛坯的切削加工性能好，并有較好的減震性和耐磨性，且生產成本低。球鐵的鑄造性能好，適用與采用精密鑄造，使機械加工余量減少，可簡化機械加工工藝過程，提高生產力并降低成本，鑄造曲軸平均比鍛鋼曲 軸節(jié)省 50％的成本。 近十年來廣泛采用特殊制造法制造曲軸毛坯，較成功的是鐓鍛彎曲法，既 RR 鍛造法和 TR 鍛造法。此法最大優(yōu)點是能使鍛件纖維沿曲軸的形狀連續(xù)分布，扭曲少，材料利用率高，機械加工工時省，成本低。 曲軸毛坯的熱處理 鍛鋼曲軸毛坯一般在鍛成后預先作正火或者退火處理，以消除鍛造應力，改善坯件材料組織的均勻性，并有利于機械加工及為最終熱處理做好準備。 對于性能要求不高的碳素鋼曲軸既可通過鍛件的正火或者退火作為最終熱處理，在機械加工中不再進行熱處理。大型或者中型碳素鋼曲軸，在加工過程中進行的中間熱處理 (650C 回火 )，知識作為大量金屬切削后消除應力之用，不改變金相組織，正火后曲軸的硬度一般為 170～ 241HB。 對于性能要求高的碳鋼或者合金鋼曲軸，除了毛坯作預先正火處理或者退火處理外，在機械加工過程中，常常還要進行調質處理作為最終的熱處理。調質可以提高曲軸的疲勞強度、韌性和耐磨性，但往往引起淬火不均勻而造成曲軸的變形。熱處理變形可以通過校直的方法來消除。調質后的硬度，碳鋼為 207～ 269HB，合金鋼的硬度為 240～ 352HB。 對球墨鑄鐵曲軸一般采用正火處理，正火后硬度為 240～ 320HB。精加工前應 進行退火處理，硬度為 220～ 290HB。對鑄鋼曲柄應進行兩次正火和回火處理，或者高溫擴散退火、正火及回火處理，粗加工后應進行退火處理。 對工件表面要求硬化處理的合金鋼曲軸，軸頸表面可采用表面淬火或者氮化處理，硬度達 50HRC 以上，淬硬深度 2～ 3mm，氮化層深度 0． 3mm。必須注意，各軸頸圓角處畢業(yè)設計（論文） 九七一九二零八零零全套資料請加 Q 11 不應淬硬。 對工件表面要求淬硬的軸頸，推薦用高頻表面淬火，淬硬深度為 ～ 4mm 曲軸的技術要求 4． 4． 1尺寸精度和形狀精度的要求 由于曲軸是旋轉體零件，各主軸頸和連桿頸與軸瓦要在高單位面積壓力和高速滑 動摩擦條件下工作，為了減少磨損，對各軸頸的尺寸和形狀精度均有較高的要求。通常： 主軸頸和連桿頸的直徑尺寸：低速度柴油機按 IT7 級公差加工；中速柴油機按 IT6 級公差加工；高速柴油機按 IT6或者更高一級的公差加工。 各軸徑長度尺寸和曲柄臂厚度：均按 IT9級公差加工。 曲柄半徑的偏差：每 lOOmm 長不超過士 O． 15mm。 凸緣外圓直徑： (與飛輪或聯軸節(jié)連接 )按 IT7 級公差加工。 其余自由尺寸均按 ITl4 級公差加工。 軸徑的形狀公差 (圓度和圓柱度 )要求，根據不同情況而定。通常，低速柴油機的形狀公差約為尺 寸精度 IT9 級公差的四分之一；中、高速柴油機則為 IT7 級公差的四分之一。其具體數值不得超過表 1的規(guī)定。曲軸的軸徑過渡圓弧須用樣板檢驗，樣板與過渡圓弧之間的間隙不得超過 0． 2mm。 表 1曲軸各軸頸圓度和圓柱度公差 (單位： mm) ～ 75 75～ 100 100～ 150 150～ 250 250～ 350 350～ 500 500～ 600 主軸頸 曲柄銷 4． 4． 2位置精度要求 為使活塞連桿運動部件運行正常，減少曲軸的附加應力。避免軸頸與軸瓦產生不均 勻磨損，柴油機正時準確、運動平衡和工作可靠，對曲軸位置公差提出下列幾方面的要求。 主軸頸對曲軸軸線的徑向圓跳動量，一般高速柴油機為 O． 01～ 0． 04mm；中、大型 柴油機為 0． 04～ 0． 08mm。主軸頸對曲軸線的徑向圓跳動公差，在每個主軸頸兩端 (即首、尾兩端 )，每轉動 45度用千分表測量一次。其值不得超過表 2 的決定。 畢業(yè)設計（論文） 九七一九二零八零零全套資料請加 Q 12 表 2主軸徑向圓跳動公差值 (單位： mm) 曲柄 數目 軸頸支承數目 主軸徑向圓跳動公差值 ～ 75 75～ 100 100～ 150 150～ 250 250～ 350 350～ 500 500～ 600 3 l 0． 015 0． 02 0． 025 0． 03 O． 03 0． 04 4 2～ 3 0． 02 0． 025 0． 030 0． 04 0． 05 0． 07 5～ 8 3～ 4 0． 025 0． 03 0． 035 0． 05 0． 06 0． 08 9～ 12 5～ 6 0． 04 0． 055 0． 065 0． 075 0． 085 連桿頸軸線與主軸頸線的平行度誤差，在每 lOOmm長度上不大于 0． 01mm；對于手工修 刮的曲柄銷，每 lOOmm長度上不大于 0． 015mm。曲柄各曲柄間的夾角誤差應不大于177。 15’。 曲軸凸緣端面應與曲軸軸線垂直，其端面圓跳動公差，對凸緣直徑在 300mm以下的應不大于 0． 03mm，對凸緣直徑在 300mm以下的應不大于 0． 05mm。曲軸凸緣外圓對曲軸軸線的徑向圓跳動誤差，不得超過表 3的規(guī)定要求。 表 3凸緣外圓對曲軸軸線的徑向圓跳動公差值 (單位： mm) 曲軸凸圓直徑 ～ 100 100～ 250 250～ 500 ﹥ 500 徑向圓跳動公差 曲軸的臂距差，在表 1軸頸支承情況下，及測量點在 (R+d)／ 2(R為曲柄直徑， d為主軸直徑 )位置上所測得的數值。每米活塞行程不大于 ：當活塞行程小于 400mm時，可放松為每米活塞行程不大于 ，但總數值不得超過 。 4． 4． 3表面粗糙度要求 主軸頸和連桿頸：其表面粗糙度為：低速柴油機應小于 Ra= um；中速柴油機應小于 Ra=；高速柴油機應為 Ra=～ 。 油孔孔口和軸頸過度圓弧表面粗糙度 Ra﹤ ，曲軸凸緣外圓和端面的粗糙度 Ra﹤。曲柄臂側面的粗糙度應為 Ra=～ (鋼曲軸 )的粗糙度應為Ra=～ 。必須指出，如果曲軸材料是合金鋼，因它對應力集中非常敏感，故粗糙度度值要求須相應減少一級。即使是非配合表面，其粗糙度也應 Ra﹤ 。 4． 4． 4其他方面的要求 曲軸所有的加工表面不允許有裂紋、麻點、凹陷、毛刺和碰傷，等缺陷；非加工表面不允許有氧化皮、分層、裂紋、折疊及過燒等缺陷。對高速柴油機的曲軸，其動平衡畢業(yè)設計（論文） 九七一九二零八零零全套資料請加 Q 13 精度應不超過 0． 005N． m。 4． 5 曲軸數控加工工藝制定 4． 5． 1加工工藝規(guī)程 工工藝規(guī)程是規(guī)定產品或者零部件制造工藝過 程和操作方法等的工藝文件。工藝規(guī) 程中包括各個工序的排列順序，加工尺寸、公差及技術要求，工藝裝備及工藝措施，切削用量及工時定額、工人等級等。工藝規(guī)程是指導生產的主要技術文件，是生產組織和生產管理工作的依據，也是新建、擴建或者改建機械制造工廠的主要技術資料。正確的工藝規(guī)程基于實踐和具體生產條件制定。零件的機械加工工藝規(guī)程是每個機械制造廠或者加工車間必不可少的技術文件。按照工藝規(guī)程進行生產，就能確保產品質量，提高生產率，降低成本和安全生產。 工藝規(guī)程的設計步驟有以下幾方面： 1．研究和分析零件的工作圖。首先明確 零件在產品中的作用、地位和工作條件，并找出其主要的技術要求和規(guī)定它的依據，然后對零件圖進行工藝審查。審查的內容有：零件圖上的視圖是否完整和正確；零件圖上所標注的技術要求、尺寸、粗糙度和公差是否齊全、合理；零件的結構是否便于加工、便于裝配和便于提高生產率；零件材料是否立足于國內、資源豐富且容易加工。對于以上內容，如果在審查過程中認為不合理或者是錯誤及遺漏，可以提出修改意見。 2．確定毛坯的種類。若毛坯的種類不同，即使是同一個零件，其加工工藝過程也不相同，因此在制定工藝規(guī)程時必須正確地選擇毛坯的種類和了解毛坯的 制造情況。毛坯種類的確定是與零件的結構形狀、尺寸大小、