【正文】 , kwpm ?表，又查文獻(xiàn) [1]表 得修正系數(shù) ?VMk， ?mMPk， ?svk, ?VQwk ， ?mQpk， 考慮修正系數(shù)后的銑削速度 m i n/ m????表‘ 計(jì)算出刀具轉(zhuǎn)速 39。 13 加工工序設(shè)計(jì) 工序 20 銑側(cè)面及底面 1. 刀具，此工件可用端面銑刀加工，也可用圓柱銑刀加工；可用硬質(zhì)合金銑刀，也可用高速鋼銑刀，先采用硬質(zhì)合金斷面銑刀。 磨削主軸頸時(shí)，配裝平衡鐵，使工件旋轉(zhuǎn)平衡，保證磨削精度。 精車兩主軸頸時(shí)，用兩頂尖裝夾，因工件軸向剛度差。因零件重量大，固采用前一種方法。此工藝過程的粗加工和半精加工，用一夾一頂或一托一夾的安裝方法，增加了零件的剛度。 [10] 根據(jù)以上的基本原則可以確定曲軸加工工藝路線如表 13所示： 表 13曲軸的加工工藝路線 序號(hào) 工序內(nèi)容 簡要說明 1 2 3 4 5 6 7 8 9 鍛造 熱處理 校直 清理表面 檢查 銑兩端面打中心定位孔 銑側(cè)面及底面 粗車小頭及法蘭 粗車主軸頸 模鍛 調(diào)質(zhì)或正火 超聲波檢查 12 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 粗車連桿頸 鉆連桿孔及攻絲 鉆油孔 鉆法蘭孔及攻絲 精車連桿頸 精車大、小頭及軸臺(tái) 車油槽及越程槽 小頭攻絲及大、小頭倒角 車螺紋 銑鍵槽 淬火 校直 粗磨主軸頸 磨連桿頸 精磨連桿頸 拋光 清洗 總檢 專用夾具 磁粉探傷 該單拐曲軸在加工連桿軸頸Φ 68 時(shí)，要使用專用的偏心夾具來保證其偏心量為 177。 4. 先面后孔 一般這類零件上既有平面，又有孔或孔系，這時(shí)應(yīng)先將平面（通常是裝配基準(zhǔn)）加工出來，再以平面為基準(zhǔn)加工孔或孔系。這些表面是決定零件質(zhì)量的主要因素，對其進(jìn)行加工是工藝過程的主要內(nèi)容，因而在確定加工順序時(shí)，要首先考慮加工主要表面的工序安排，以保證主要表面的加工精度。如該零件的上下表面的加工。例如本工件的第一道工序銑兩端面打中心定位孔 。 11 加工順序的安排 在安排加工順序時(shí)一般應(yīng)遵循以下原則： 1. 基準(zhǔn)現(xiàn)行 應(yīng)首先安排被選作精基準(zhǔn)的表面的加工，再以加工出的精基準(zhǔn) 為定位基準(zhǔn)，安排其它表面的加工。粗糙度為 ～ 面：最終加工方法為磨 ,如：連桿頸、主軸頸。 位置度： M12 螺紋孔相對于大頭軸臺(tái)、主軸中心線為 。 垂直度： M12 相對于底面為 ，底面相對于主軸中心線為 100： 。 圓柱度、圓度要：連桿頸外圓、主軸頸外、油槽底面為 。 確定毛坯及毛坯的熱處理方式 鋼制曲軸毛坯經(jīng)鍛造后要安排正火，以消除殘留的鍛造應(yīng)力，并使不均勻繁榮金相組織，通過重新結(jié)晶得到細(xì)化均勻的組織，從而改善加工性。 表 12 曲軸毛坯尺寸的允許偏差 鍛件尺寸 (mm) 偏差 (μm) 根據(jù) Φ 35 + 9 Φ 76 + 文獻(xiàn) [2]表 Φ 42 + Φ 56 + Φ 75 + R39 + 文獻(xiàn) [2]表 343 + 48 + + 115 + 45 + 34 + 確定圓角半徑 鍛件的圓角半徑按文獻(xiàn) [1]表 確定，本鍛件各部件的 H/B 均小于 2，故可以用下列公式計(jì)算：外圓角公式： ? ? ? ； 為簡化起見，本鍛件圓角半徑均取相同值，用最大的 H=40mm 計(jì)算 40 m m? ? ? ? 則本鍛件中外圓角取值均為 ，該數(shù)值即能保證各表面的加工余量 . 10 確定拔模角度 由文獻(xiàn) [11]知本鍛件由于上下模膛深度相等查表 — 23外起模角度 a=10176。 35CrMo 含碳量為 ～ %，其最高含碳量為 %，按文獻(xiàn) [1]表 ，鍛件的材質(zhì)系數(shù)為 M1，采取平直分模線，鍛件為普通精度等級，則毛坯公差可從文獻(xiàn) [1]表 、表 。 表 11 曲軸毛坯尺寸 零件尺寸 (mm) 單面加工余量 (mm) 鍛件尺寸 (mm) Φ 25f7 5 Φ 35 8 Φ 30s7 Φ 35 Φ 70m6 3 Φ 76 Φ 68g10 Φ 75 Φ 50h10 3 Φ 56 M44X26h 3 Φ 51 337 3 343 36 109 3 115 40 2 34 24 2 26 46 2 48 31 2 35 42 39 92 4 100 10 2 12 47 2 49 設(shè)計(jì)毛坯圖 確定毛坯尺寸公差 毛坯尺寸公差，根據(jù)鍛件重量、形狀復(fù)雜系數(shù)、分模線形狀種類及鍛件精度等，從有關(guān)的表中查得。 確定毛坯尺寸 上面查的加 工余量數(shù)據(jù)，適用于加工表面粗糙度 Ra≥ m ，對于表面粗糙度 Ra m 的表面，余量需要適當(dāng)放大，分析本零件，Φ 70m6(mm)兩端主軸頸表面粗糙度 Ra 為 m，故需要增加精車余量 ，Φ 68g10(mm)連桿軸頸表面粗糙度 Ra 為 m，毛坯尺寸需要增加精車及磨削余量 。 假設(shè)鍛件的外廓包容體為 105 145 342 的長方體，則 1 0 .5 1 4 .5 3 4 .2 7 .8 0 4 0 .6wkm k g? ? ? ? ? 35djm kg? 35 wkms m? ? ? 查文獻(xiàn) [1]P45，表 — 10 可確定鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)為 S1，屬于簡單級。 2. 加工精度 除圓錐面以外的各表面均為一般加工精度 F10 級。確定時(shí)，根據(jù)估算 的鍛件質(zhì) 7 加工精度及鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)，由文獻(xiàn) [5]表 — ,可查得各加工表面的加工余量（表中余量值為單邊余量）。為改善切削性能，要進(jìn)行正火處理。 [6] 確 定毛坯 確定毛坯 根據(jù)零件材料，確定毛坯材料為 35CrMo。因此必須經(jīng)常檢查并保證兩頂尖處在有摩擦力又有間隙的狀況。 5. 車削偏心工件，切削速度不宜選得過高，車刀前角與后角不宜磨得過大。 3. 加工較長的曲軸工件時(shí)，最突出的矛盾是工件剛性差，回轉(zhuǎn)不平衡，容易變形，加工較困難；曲軸加工后用支撐螺釘支撐的方法可增加工件剛性，減少變形和振動(dòng)；但一 定要注意頂尖和支撐螺釘不能頂?shù)眠^緊，過緊會(huì)使工件彎曲變形；若支撐螺釘頂?shù)锰蓜t起不到支承作用，加工中螺釘容易飛出來發(fā)生事故。所以，精度要求較高的偏心工件，中心孔一般都應(yīng)在精度較高的坐標(biāo)鏜床上加工。 7. 注意調(diào)整車床主軸的間隙，特別是當(dāng)車床精度較差時(shí)，更顯得重要。 6. 車偏心工件時(shí)頂尖受力不均勻，前頂尖容易損壞或移位。 4. 偏心工件裝 夾后，原中心線已偏移一定距離，為了防止打壞車刀產(chǎn)生事故，進(jìn)刀切削時(shí)應(yīng)先從工件最高點(diǎn)開始。 2. 在兩頂尖上裝夾偏心工件，由于工件外圓上的受力點(diǎn)分布不均勻，會(huì)使裝夾不牢固，開車后或切削加工中將產(chǎn)生較大的離心力和沖擊振動(dòng)，會(huì)使工件出現(xiàn)不圓度和工件外圓切削振動(dòng)等，甚至?xí)l(fā)生嚴(yán)重事故。 零件加工特點(diǎn)及解決方法 零件加工特點(diǎn) 1. 偏心工件中心孔的加工質(zhì)量對工件的加工精度影響很大，偏心工件兩端各對中心孔的位置要求一一對應(yīng)，如果兩端中心孔不在同一直線上，造成軸線歪斜，或中心孔表面加工不圓整、不光滑；都會(huì)嚴(yán)重引起曲軸工件加工后的形狀誤差和位置誤差。 [3] 的螺紋孔用來安放油堵，實(shí)現(xiàn)連桿軸頸處滑動(dòng)軸承的潤滑。主軸右側(cè)的錐形軸安裝齒輪或皮帶輪，將發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩傳遞給工作機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出。曲軸兩端Φ 70m6(mm)的主軸頸用來安裝軸承，將曲軸支承在發(fā)動(dòng)機(jī)箱體中。 (2) 軸頸表面嚴(yán)重磨損。 曲軸失效的形式主要有以下兩 種： (1) 疲勞破壞。 (3) 有良好的抗疲勞強(qiáng)度和沖擊性。具體來講曲軸應(yīng)具有以下力學(xué)性能： (1) 具有足夠的強(qiáng)度，減少軸頸的翹曲變形，提高自抗振能力。曲軸要承受自身的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)所引起的附加力，曲軸在長期的運(yùn)行過程中，在應(yīng)力集中區(qū)產(chǎn)生疲勞破壞，因此彎曲和疲勞斷裂是主要的破壞形式，曲軸連桿軸頸、主軸頸及軸承副在較高的比壓下進(jìn) 行高速的相對旋轉(zhuǎn)，軸頸與曲軸過渡處疲勞引起的裂紋，將會(huì)造成磨損發(fā)熱和燒傷，其中曲軸表面的磨削下當(dāng)將產(chǎn)生嚴(yán)重后果。對于工藝保障，由于國內(nèi)外鍛鋼曲軸的加工工藝大同小異，且 刀具、砂輪、切削液、淬火漲量、加工參數(shù)及加工余量等影響質(zhì)量因素涉及改善周期長、優(yōu)化空間小及普及性差等特點(diǎn)，因此要通過加工工藝的改進(jìn)、優(yōu)化來提高產(chǎn)品質(zhì)量。 通過不斷地改進(jìn)人們發(fā)現(xiàn)：人為檢測相對難度較低，但是后期改善效果不明顯。 2. 設(shè)備控制：指依靠較高設(shè)備精度保證當(dāng)前工序的加工精度，是保證尺寸精度、形狀精度和位置精度的有效方式，也是先進(jìn)曲軸加工生產(chǎn)線的標(biāo)志之一。鍛鋼曲軸生產(chǎn)線擁有世界頂級的數(shù)控機(jī)床、先進(jìn)的加工工藝及日臻完善的管理制度，不僅大幅提升了曲軸的加工效率，實(shí)現(xiàn)了柔性快速換產(chǎn)能力，而且更好地保證了曲軸的加工質(zhì)量。主軸連桿頸的尺寸精度為 IT6～ IT7，圓度≤ ，表面粗糙度～ 。主軸頸和連桿頸可一次裝夾全部磨削完畢；超精加工采用數(shù)控砂帶拋光機(jī)，帶尺寸控制裝置。 由以上演變可以看出，曲軸的加工工藝正向著高速、高效、復(fù)合化方向發(fā)展。復(fù)合機(jī)床應(yīng)具有工序集成功能，多種加工集成功能。英國 LANDIS 公司生產(chǎn)的曲軸磨床，磨削速度高達(dá) 120m/s，用扒皮法一次裝夾從毛坯到精磨完畢，耗時(shí)僅幾分鐘的時(shí)間，這將會(huì)出現(xiàn)以磨代替其它粗加工工藝的新局面。精加工使用數(shù)控磨床，采用靜壓主軸、靜壓導(dǎo)軌、靜壓進(jìn)給絲杠 (砂輪頭架 )和線性光柵閉環(huán)控制等控制裝置，使各尺寸公差及形位公差得到可靠的保證，精加工還廣泛使用數(shù)控砂帶拋光機(jī)進(jìn)行超精加工，經(jīng)超精加工后的曲軸軸頸表面粗糙度至少提高一級精度。另外， CNC 車－車?yán)に嚰庸?連桿軸頸要二道工序， CNC 高速外銑只要一道工序就能完成，具有以下優(yōu)點(diǎn)：切削速度高 (可高達(dá) 350m/min)、切削時(shí)間較短、工序循環(huán)時(shí)間較短、切削力較小、工件溫升較低、刀具壽命高、換刀次數(shù)少、加工精度更高、柔性更好。曲軸精加工已少量采用數(shù)控磨床磨削工藝，尺寸的一致性得到改善。精加工工藝多采用半自動(dòng)曲軸磨床，頭架和尾座同步傳動(dòng)，加工精度有一定的提高。精加工仍以普通磨床磨削工藝為主。通常靠手工操作，加工質(zhì)量不穩(wěn)定，廢品率較高。因此粗加工需要給后續(xù)精加工工序留較大的加工余量，以去除彎曲變形量。采用這種方式加工精度較低、柔性很差、工序質(zhì)量穩(wěn)定性低，且容易產(chǎn)生較大的 內(nèi)部應(yīng)力，難以達(dá)到合理的加工余量。曲軸的主軸頸、連桿軸頸和曲軸臂各處受到較嚴(yán)重的磨損，受力各不相同。曲軸的作用是將做功沖程經(jīng)連桿傳來的力變成扭矩，并帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)其他機(jī)件運(yùn)動(dòng)和向外輸出動(dòng)力。伴隨著曲軸加工工藝的發(fā)展，加工方法不斷改進(jìn)，加工方法越來越先進(jìn)，所以設(shè)計(jì)合理的曲軸加工工藝和裝夾的夾具 ， 不但可以提高 加工精度，還可以提高生產(chǎn)效率，從而降低生產(chǎn)的成本， 以期提高產(chǎn)品的競爭力。 I 曲軸加工工藝設(shè)計(jì) 摘 要 曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)中承受沖擊載荷、傳遞動(dòng)力的重要零件，由于曲軸服役條件惡劣，因此對曲軸材質(zhì) 的選擇 ，毛坯 的 加工技術(shù)、精度、表面粗糙度、熱處理和表面強(qiáng)化、動(dòng)平衡等要求都十分嚴(yán)格 ，因此要制定合理的加工工藝。首先要根據(jù)要求選擇合適的毛坯，在加工過程中要選擇合理的 加工設(shè)備及刀具、通用夾具、量具及測量方法，在加工工藝中要進(jìn)行加工工序設(shè)計(jì)，加工尺寸計(jì)算，零件加工要設(shè)計(jì)合理的專用夾具 。 關(guān)鍵詞： 曲軸，工藝，夾具 II CRANK SHAFT PROCESSING TECHNOLOGY ABSTRACT The crank shaft is to launch to bear pound at to carry a lotus and deliver in the machine motive of importance spare parts, because of the c