【正文】 卡。本課題將對直列六缸發(fā)動機曲軸的零件結(jié)構(gòu)、加工技術(shù)要求和尺寸做詳細分析。在此，我衷心的說一次謝謝大家！WD615系列發(fā)動機曲軸加工工藝設(shè)計摘要：曲軸是發(fā)動機中最重要的運動零件，它的作用是與連桿組成曲柄連桿機構(gòu)，將活塞受到的燃燒室內(nèi)膨脹壓力而產(chǎn)生的上下運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動，產(chǎn)生動能。除了敬佩羅老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。羅老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從查閱資料到設(shè)計草案的確定和修改，中期檢查，后期修改這整個過程中都給予了我寶貴的意見和建議。ProcessesDesign on WD615 Series Engine Crankshaft 作 者 陳兆松 學號 0830115134 申請學位 工學學士 指導教師 羅文 副研究員 學科專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 培養(yǎng)單位 中國計量學院現(xiàn)代科技學院答辯委員會主席 評 閱 人 2012 年 6月致謝致謝 經(jīng)過幾個月的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計，由于缺乏實踐經(jīng)驗，難免有許多考慮不周全的地方，多虧身邊有一群共同努力、互相幫助的同學以及指導老師的精心指導。本學位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學位論文的研究成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。中國計量學院現(xiàn)代科技學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）WD615系列發(fā)動機曲軸加工工藝設(shè)計The MachiningProcessesDesign on WD615 Series Engine Crankshaft 學生姓名 學號 學生專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班級 機械081 系 機電工程系 指導教師 羅文 副研究員 中國計量學院現(xiàn)代科技學院2012年6月鄭 重 聲 明本人呈交的畢業(yè)設(shè)計論文，是在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實可靠。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體，均已在文中以明確的方式標明。學生簽名：陳兆松 日期： 2012年5月分類號： TH122 密 級： 公開 UDC： 621 學校代碼： 13292 中國計量學院現(xiàn)代科技學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） WD615系列發(fā)動機曲軸加工工藝設(shè)計The Machining 在這里首先要感謝我的導師羅文老師。由于沒有實際經(jīng)驗，我在設(shè)計過程遇到了許多困難，但是羅老師總會耐心的給我介紹各種實際生產(chǎn)加工中的情況和方案。 其次要感謝我的同學對我無私的幫助，正因為如此我才能順利的完成設(shè)計，我要感謝我的母校，是母校給我們提供了優(yōu)良的學習環(huán)境；另外，我還要感謝那些曾給我授過課的每一位老師你們教會我專業(yè)知識。曲軸結(jié)構(gòu)復雜，加工要求高，因此工藝過程復雜。然后根據(jù)加工要求對毛坯鍛造工藝、機械加工工藝、與熱處理工藝設(shè)計。關(guān)鍵詞: WD615 曲軸 鍛造 機械加工 熱處理 工藝設(shè)計The machiningengine 工藝技術(shù)是制造生產(chǎn)的基本技術(shù)，工藝設(shè)計是一項十分重要的工作。伴隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)的日益發(fā)漲，發(fā)動機生產(chǎn)技術(shù)越趨成熟。但是不同公司生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量差異卻較大，其中最重要的原因就是工藝流程的不同。為了跟上國際的腳步，我國也必須在這方面繼續(xù)努力。它的作用是與連桿組成曲柄連桿機構(gòu)，將活塞受到的燃燒室內(nèi)膨脹壓力而產(chǎn)生的上下運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動，產(chǎn)生動力能。如果曲軸質(zhì)量沒有保證，將嚴重影響整個發(fā)動機的質(zhì)量。這些條件也注定了曲軸的加工工藝復雜，是工藝分析中的一個經(jīng)典實例。 曲軸制造的國內(nèi)外現(xiàn)狀當前，國外（如美國、日本、英國等）的曲軸加工技術(shù)已經(jīng)相當成熟，其主要特點是生產(chǎn)線自動化水平高、靈活性和適應性強，加工工藝和設(shè)備先進。因此，他們生產(chǎn)的曲軸無論是質(zhì)量、精度都能得到很好的保證[3]。但是，國內(nèi)很多大規(guī)模的主機廠普遍采用進口設(shè)備為主，組建具有示范作用的高水平曲軸加工線，能夠滿足自身部分配套需求，同時向?qū)I(yè)廠家采購大部分配套所需曲軸。工序質(zhì)量穩(wěn)定性較差，而且容易產(chǎn)生內(nèi)應力，而且大多采用手工操作多次磨削的方式來保證成品尺寸，因此加工質(zhì)量不穩(wěn)定，廢品率高[4]。 WD615系列曲軸概述為了彌補中國卡車市場缺重的情形，WD615系列發(fā)動機伴隨著國家從奧地利斯太爾公司整體引進斯太爾重卡平臺而來到了中國。.h， g/kW（2））可靠性高：WD615系列發(fā)動機采用隧道式結(jié)構(gòu)型式，曲軸箱和與七道主軸承蓋鑄成一體，整體鍛造的氮化曲軸和優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛造連桿以及采用柔性設(shè)計制造的強力螺栓等，均保證了柴油機各運動件性能的高可靠性。（4）有良好的高原適應能力：新型增壓器具有進氣回流功能，拓寬了柴油機高效工作區(qū)范圍增大了柴油機高效工作區(qū)范圍，能補償高原動力損失。（5）結(jié)構(gòu)合理、操作維修方便：單體式氣缸蓋，體積小、工藝性好、互換性強。（6）有良好的配套適應性：WD615系列工程機械柴油機各種附件配件齊全，具有多種規(guī)格和不同型號的配件。主體采用無襯墊結(jié)構(gòu)，框架式曲軸箱、沖壓式油底殼、高精度齒輪和扭轉(zhuǎn)棒齒輪傳動，能夠確保了柴油機的低噪音污染。增壓機型可達到歐I排放標準[6]。引進后，中國重汽公司組織重汽公司技術(shù)中心、杭州汽車發(fā)動機廠、濟南汽車制造總廠、濰坊柴油機廠根據(jù)曲軸圖紙要求聯(lián)合攻關(guān),研究WD615系列發(fā)動機曲軸國產(chǎn)化生產(chǎn)技術(shù)，并參照斯太爾及國內(nèi)技術(shù)標準, 制定了《斯太爾載貨汽車WD615系列曲軸模鍛件技術(shù)條件》，該技術(shù)條件的各項指標在達到斯太爾原件要求的同時，也考慮到國內(nèi)工藝水平，因此在國內(nèi)實施是可行的，為國產(chǎn)化生產(chǎn)提供了依據(jù)，取得了巨大成果，使我國的曲軸生產(chǎn)技術(shù)取得了突飛猛進的進步。WD615系列曲軸主要特點：該發(fā)動機曲軸為整體鍛造模鍛件，材料采用優(yōu)質(zhì)45號鋼，是曲軸6 拐呈120176。連桿頸直徑82mm，；夾角為120176。曲軸加工余量和尺寸公差要求符合DIN7526E 級，同時對動平衡、表面質(zhì)量、脫碳層和幾何形狀都做了嚴格的規(guī)定，代表了當前國內(nèi)外曲軸模鍛件制造技術(shù)的最高水平。曲軸上位于轉(zhuǎn)動中心的叫做主軸頸，它通過軸瓦與曲軸箱相連，不在轉(zhuǎn)動中心的叫做連桿軸頸，它通過連桿軸瓦和螺栓與連桿相連。不平衡現(xiàn)象不僅會產(chǎn)生噪音，還會大大縮短零件壽命[8]。另外，曲軸工作時要高速旋轉(zhuǎn)，需要不斷的對曲軸的摩擦表面用潤滑油潤滑，因此，在曲軸的主軸頸和連桿頸上都鉆有油孔，以便更好的潤滑。主軸頸是曲軸的支承部分，通過主軸承支承在曲軸箱的主軸承座中。直列發(fā)動機的連桿軸頸數(shù)目和氣缸數(shù)相等，WD615系列發(fā)動機是直列六缸發(fā)動機。平衡重塊用來平衡發(fā)動機不平衡的離心力矩，有時還用來平衡一部分往復慣性力，從而使曲軸旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)。在毛坯成形方案的選擇中，要考慮適應性原則。尺寸較大的毛坯，通常不采用模鍛、壓力鑄造和熔模鑄造，多數(shù)采用自由鍛、砂型鑄造和焊接等方法制坯。內(nèi)燃機曲軸在工作過程中承受很大的拉伸、彎曲和扭轉(zhuǎn)應力，應具有良好的綜合力學性能，故高速大功率內(nèi)燃機曲軸一般采用強度和韌性較好的合金結(jié)構(gòu)鋼鍛造成形，功率較小時可采用球墨鑄鐵鑄造成形或用中碳鋼鍛造成形。 曲軸結(jié)構(gòu)復雜，屬于易彎曲變形的特殊軸類零件。要求能達到“二度”、“三性”即強度、剛度、耐磨性、耐疲勞性、和沖擊韌性。（1）尺寸精度分析WD615系列曲軸總長1108mm，該曲軸的主軸頸和連桿軸頸的精度都采用6級精度，主軸頸直徑Φ100h6， 連桿軸頸直徑Φ82h6，；各軸頸開檔均為46，軸向公差為177。176。（3）位置精度分析。既根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀、外形尺寸和工作條件要求，選擇適應的毛坯方案。零件的工作條件不同，選擇的毛坯類型也不同。WD615系列曲軸毛坯材料采用優(yōu)質(zhì)45號鋼，大約能達到HB228。分布，這種曲軸直接錘上鍛出來難度很大，通常是先鍛出平面曲軸，然后用去曲軸扭拐機扭出角度。 WD615曲軸鍛件毛坯尺寸表零件尺寸/mm單邊余量/mm毛坯尺寸/mmΦ1003Φ106Φ823Φ88Φ502Φ54Φ1204Φ12811081115這種曲軸幾何形狀復雜，技術(shù)條件嚴格，工序多，鍛造工藝性較差，生產(chǎn)難度較高。 曲軸的鍛造工藝流程鍛造工藝過程是指一個零件從最初的原料，到成為一個可供機械加工的毛坯的這個過程。其中包括加熱、鍛造、切邊、扭拐、校正等多道工序，詳細的流程為清楚表達用工藝流程圖畫出。（2）剝皮由于國產(chǎn)的材料脫碳層較深，對曲軸的鍛件表面質(zhì)量有較大影響，因此下料后要去除表層，剝皮后直徑為145，質(zhì)量約140kg。20℃，加熱設(shè)備是步進式煤氣加熱爐。（5）切邊。m。（8）熱處理調(diào)質(zhì)處理，具體造作將在后續(xù)熱處理章節(jié)中詳細介紹。4 機械加工工藝設(shè)計 定位基準的選擇是工藝規(guī)程制定中一項重要工作，它是工藝路線是否正確合適的主要前提。]機械零件最初加工時只能選用毛坯上未加工過的表面作為定位基準，這種基準成為粗基準這種基準叫做粗基準。零件在設(shè)計工藝規(guī)程是總是先考慮用怎么樣的精基準加工可以達到設(shè)計要求，然后考慮用怎樣的粗基準來加工出精基準。（2）如果要求工件某重要表面的加工余量均勻，那么，就要選擇該表面為粗基準。（4）作為粗基準的表面應平整，才能保證定位可靠性。曲軸屬于軸類零件，應選擇毛坯外圓表面作為粗基準。（2）當工件以某一基準定位可以較方便的加工多個表面時，應選擇該表面本身作為精基準，實現(xiàn)“基準統(tǒng)一”避免基準轉(zhuǎn)換產(chǎn)生誤差。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。（5）有多種方案可供選擇時，應選擇定位基準未定、夾緊可靠，可使夾具簡單化的表面為精基準[18]。制定工藝路線是體現(xiàn)工藝師工藝水平的重要方面，也是工藝人員制定工藝規(guī)程時的最重要的工作。這里需要說明幾點：（1）在具體制定工藝路線時，必須充分考慮本企業(yè)的實際加工條件與能力。（2）工藝師應具有較豐富的實際生產(chǎn)經(jīng)驗，制定機械加工工藝規(guī)程也是不斷積累經(jīng)驗的過程。（3）計算機輔助工藝編制是制定機械加工工藝規(guī)程的發(fā)展方向，即CAPP（puter aided process planning）。 機械加工工序安排原則機械加工工序的安排原則是：。在零件切削加工工藝過程中，首先要安排加工基準面的工序首先應該安排加工基準面的工序。其次安排加工主要表面?？傊砻娲植诙茸畹偷谋砻婧妥罱K的加工工序必須安排在最后加工，避免磕碰高光潔的表面。根據(jù)以上原則，以及具備所需設(shè)備的情況下，制定的工藝路線方案如下（不包含毛坯鍛造）： （1）銑大小頭端面，從兩面打中心孔（2）用車床車大端和小端外圓，達到所需厚度和長度（3）用自動內(nèi)銑銑床銑主軸頸和連桿軸頸（4）去毛刺，切扇形板（5）打鋼?。?）熱處理：首次氮化（7）用中心孔專用機校正大小頭中心孔（8）用組合式鉆床鉆主軸頸和連桿軸頸上的直油孔及在彎頭扇板上結(jié)合部鉆斜油孔（9）用電動專用修磨器對直油孔和斜油孔倒角（10）在鉆床上打工藝定位銷（11）用磨床粗磨、精磨大小頭端面（12）用4R自動磨床粗磨、精磨主軸頸外圓和開檔（13）用5R自動磨床粗磨、精磨各連桿軸頸外圓和開檔（14）銑小頭槽，校正斜油孔（15）用專用鉆床鉆大頭端面上的九只螺孔（16）熱處理表面處理，圓角淬火（17）用動平衡機配合鉆、銑床校正動平衡，不平衡時在扇板上打銑平衡位（18）用電動專用修磨器修磨直油孔和斜油孔（19）用拋光機對各主軸頸和連桿軸頸外圓拋光（20）用清洗機清洗、疏通直油孔和斜油孔（21）用清洗機清洗整條曲軸（22）質(zhì)檢入庫加工余量是指加工過程中所切除的金屬層厚度，零件的工藝路線確定后，再進一步確定各個工序的具體內(nèi)容時需對每一道工序進行詳細設(shè)計，其中包括正確確定各個工序的工序尺寸，而工序尺寸的確定，首先應確定加工余量。為避免產(chǎn)生廢品，所確定的加工余量一般偏大。（2）查表修正法，即根據(jù)有關(guān)手冊，查的加工余量的數(shù)值，然后根據(jù)實際情況進行適當修改，這是一種廣泛采用的方法。此方法確定的加工余量較合理，但需要全面的試驗資料，計算也復雜，很少采用[22]。 WD615曲軸毛坯尺寸表零件尺寸/mm單邊余量/mm毛坯尺寸/mmΦ1003Φ106Φ823Φ88Φ502Φ54Φ1204Φ12811081115 從工藝路線方案可以看出，曲軸外圓表面加工的加工方案是：粗車—粗磨—精磨。粗銑余量Z=，粗磨余量Z32=，精磨余量Z33= 4 工藝計算 工序尺寸的基本尺寸主軸頸精磨后的工序基本尺寸為Φ100，各工序尺寸依次為：粗磨（100+）mm=粗車（+）=連桿軸頸精磨后的工序基本尺寸為Φ82，各工序尺寸依次為：粗磨（82+）mm=粗車（+）=小頭端精磨后的工序基本尺寸為Φ50，各工序尺寸依次為：粗磨（50+）mm=粗車（+）=大頭端精磨后的工序基本尺寸為Φ120，各工序尺寸依次為：粗磨（120+）mm=粗車（+）=開檔長度46，各工序尺寸依次為：粗磨（46+）mm=粗車（+）=查表51[19]按十級精度計算《鋼質(zhì)模鍛件公