【正文】 工序卡。本課題將對直列六缸發(fā)動機(jī)曲軸的零件結(jié)構(gòu)、加工技術(shù)要求和尺寸做詳細(xì)分析。在此，我衷心的說一次謝謝大家！WD615系列發(fā)動機(jī)曲軸加工工藝設(shè)計(jì)摘要：曲軸是發(fā)動機(jī)中最重要的運(yùn)動零件，它的作用是與連桿組成曲柄連桿機(jī)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(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，產(chǎn)生動能。除了敬佩羅老師的專業(yè)水平外，她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。羅老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個階段，從查閱資料到設(shè)計(jì)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(xué)號 0830115134 申請學(xué)位 工學(xué)學(xué)士 指導(dǎo)教師 羅文 副研究員 學(xué)科專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 培養(yǎng)單位 中國計(jì)量學(xué)院現(xiàn)代科技學(xué)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(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，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(xué)以及指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)。本學(xué)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(xué)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(jì)量學(xué)院現(xiàn)代科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）WD615系列發(fā)動機(jī)曲軸加工工藝設(shè)計(jì)The MachiningProcessesDesign on WD615 Series Engine Crankshaft 學(xué)生姓名 學(xué)號 學(xué)生專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 班級 機(jī)械081 系 機(jī)電工程系 指導(dǎo)教師 羅文 副研究員 中國計(jì)量學(xué)院現(xiàn)代科技學(xué)院2012年6月鄭 重 聲 明本人呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實(shí)可靠。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個人和集體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。學(xué)生簽名：陳兆松 日期： 2012年5月分類號： TH122 密 級： 公開 UDC： 621 學(xué)校代碼： 13292 中國計(jì)量學(xué)院現(xiàn)代科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） WD615系列發(fā)動機(jī)曲軸加工工藝設(shè)計(jì)The Machining 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師羅文老師。由于沒有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，我在設(shè)計(jì)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(shí)際生產(chǎn)加工中的情況和方案。 其次要感謝我的同學(xué)對我無私的幫助，正因?yàn)槿绱宋也拍茼樌耐瓿稍O(shè)計(jì)，我要感謝我的母校，是母校給我們提供了優(yōu)良的學(xué)習(xí)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(fù)雜，加工要求高，因此工藝過程復(fù)雜。然后根據(jù)加工要求對毛坯鍛造工藝、機(jī)械加工工藝、與熱處理工藝設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞: WD615 曲軸 鍛造 機(jī)械加工 熱處理 工藝設(shè)計(jì)The machiningengine 工藝技術(shù)是制造生產(chǎn)的基本技術(shù)，工藝設(shè)計(jì)是一項(xiàng)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(jī)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(jī)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(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，產(chǎn)生動力能。如果曲軸質(zhì)量沒有保證，將嚴(yán)重影響整個發(fā)動機(jī)的質(zhì)量。這些條件也注定了曲軸的加工工藝復(fù)雜，是工藝分析中的一個經(jīng)典實(shí)例。 曲軸制造的國內(nèi)外現(xiàn)狀當(dāng)前，國外（如美國、日本、英國等）的曲軸加工技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，其主要特點(diǎn)是生產(chǎn)線自動化水平高、靈活性和適應(yīng)性強(qiáng)，加工工藝和設(shè)備先進(jìn)。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(jī)廠普遍采用進(jìn)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(yīng)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(bǔ)中國卡車市場缺重的情形，WD615系列發(fā)動機(jī)伴隨著國家從奧地利斯太爾公司整體引進(jìn)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(jī)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(jì)制造的強(qiáng)力螺栓等，均保證了柴油機(jī)各運(yùn)動件性能的高可靠性。（4）有良好的高原適應(yīng)能力：新型增壓器具有進(jìn)氣回流功能，拓寬了柴油機(jī)高效工作區(qū)范圍增大了柴油機(jī)高效工作區(qū)范圍，能補(bǔ)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(qiáng)。（6）有良好的配套適應(yīng)性：WD615系列工程機(jī)械柴油機(jī)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(jī)的低噪音污染。增壓機(jī)型可達(dá)到歐I排放標(biāo)準(zhǔn)[6]。引進(jìn)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(jī)廠、濟(jì)南汽車制造總廠、濰坊柴油機(jī)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(jī)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(biāo)準(zhǔn), 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(xiàng)指標(biāo)在達(dá)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(shí)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(jìn)的進(jìn)步。WD615系列曲軸主要特點(diǎn)：該發(fā)動機(jī)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(yán)格的規(guī)定，代表了當(dāng)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(jī)的連桿軸頸數(shù)目和氣缸數(shù)相等，WD615系列發(fā)動機(jī)是直列六缸發(fā)動機(jī)。平衡重塊用來平衡發(fā)動機(jī)不平衡的離心力矩，有時還用來平衡一部分往復(fù)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(yīng)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(jī)曲軸在工作過程中承受很大的拉伸、彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，應(yīng)具有良好的綜合力學(xué)性能，故高速大功率內(nèi)燃機(jī)曲軸一般采用強(qiáng)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(fù)雜，屬于易彎曲變形的特殊軸類零件。要求能達(dá)到“二度”、“三性”即強(qiáng)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(yīng)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(dá)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(jī)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(fù)雜，技術(shù)條件嚴(yán)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(jī)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(xì)的流程為清楚表達(dá)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(jìn)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(xì)介紹。4 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì) 定位基準(zhǔn)的選擇是工藝規(guī)程制定中一項(xiàng)重要工作，它是工藝路線是否正確合適的主要前提。]機(jī)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(zhǔn)，這種基準(zhǔn)成為粗基準(zhǔn)這種基準(zhǔn)叫做粗基準(zhǔn)。零件在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程是總是先考慮用怎么樣的精基準(zhǔn)加工可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，然后考慮用怎樣的粗基準(zhǔn)來加工出精基準(zhǔn)。（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(zhǔn)。（4）作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，才能保證定位可靠性。曲軸屬于軸類零件，應(yīng)選擇毛坯外圓表面作為粗基準(zhǔn)。（2）當(dāng)工件以某一基準(zhǔn)定位可以較方便的加工多個表面時，應(yīng)選擇該表面本身作為精基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”避免基準(zhǔn)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(yīng)選擇定位基準(zhǔn)未定、夾緊可靠，可使夾具簡單化的表面為精基準(zhǔn)[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(diǎn)：（1）在具體制定工藝路線時，必須充分考慮本企業(yè)的實(shí)際加工條件與能力。（2）工藝師應(yīng)具有較豐富的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，制定機(jī)械加工工藝規(guī)程也是不斷積累經(jīng)驗(yàn)的過程。（3）計(jì)算機(jī)輔助工藝編制是制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的發(fā)展方向，即CAPP（puter aided process planning）。 機(jī)械加工工序安排原則機(jī)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(zhǔn)面的工序首先應(yīng)該安排加工基準(zhǔn)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(dá)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(jī)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(jī)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(jī)對各主軸頸和連桿軸頸外圓拋光（20）用清洗機(jī)清洗、疏通直油孔和斜油孔（21）用清洗機(jī)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(jìn)一步確定各個工序的具體內(nèi)容時需對每一道工序進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，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(yīng)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(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)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(yàn)資料，計(jì)算也復(fù)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(jì)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(jì)算《鋼質(zhì)模鍛件公