發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸的加工工藝和夾具設(shè)計(jì)

1、發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)摘要曲軸是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零件之一 , 其性能好壞直接影響到汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量和 壽命. 曲軸在發(fā)動(dòng)機(jī)中承擔(dān)最大負(fù)荷和全部功率 ,承受著強(qiáng)大的方向不斷變化的彎矩及 扭矩，同時(shí)經(jīng)受著長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)的磨損，因此要求曲軸材質(zhì)具有較高的剛性、疲勞 強(qiáng)度和良好的耐磨性能。發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的作用是將活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)通過(guò)連桿轉(zhuǎn)化為 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的輸出。本課題是柴油機(jī)曲軸的加工工藝的分析和設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。工藝路線的擬定是工藝 規(guī)程制訂中的關(guān)鍵階段，是工藝規(guī)程制訂的總體設(shè)計(jì)。所撰寫(xiě)的工藝路線合理和否， 不但影響加工質(zhì)量和生產(chǎn)率，而且影響到工人、設(shè)備、工藝裝備

2、及生產(chǎn)場(chǎng)地等的合理 利用，從而影響生產(chǎn)成本。所以，本次設(shè)計(jì)是在仔細(xì)分析曲軸零件加工技術(shù)要求及加工精度后，合理確定毛 坯類(lèi)型，經(jīng)過(guò)查閱相關(guān)參考書(shū)、手冊(cè)、圖表、標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)資料，確定各工序的定位基 準(zhǔn)、機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差，最終制定出曲軸零件的加工工序卡片。關(guān)鍵詞 ： 發(fā)動(dòng)機(jī) 曲軸 工藝分析 工藝設(shè)計(jì)青島理工大學(xué)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)AbstractThe car engine crankshaft is one of the key parts and its direct influence on the performance of the quality of life and the car

3、 engine crankshaft in engine. For maximum load and power, with all of the changes direction, bending and torque through long run, so the crankshaft material wear high rigidity, fatigue strength and wear resistance. Engine crankshaft role of piston is reciprocal linear motion through the link into th

4、e rotary motion, thus realize engine by chemical energy into mechanical energy output.This topic is only diesel engine crankshaft process analysis and design are discussed. The process route plan is the key stage procedure formulation of regulations, is the overall design process. Which route reason

5、able or not, not only influence processing quality and productivity, and affect worker, equipment, and process equipment and production sites, which affect the reasonable utilization of production cost.Therefore, the design is in the careful analysis of the crankshaft parts processing technical requ

6、irements and machining precision, reasonably determine the blank type, after consulting relevant reference, manuals, charts, standards, technical data to determine the locating datum, mechanical process and procedure limits.but dimensions and tolerances, eventually developing a crank parts processin

7、g process card.Keywords: engine crankshaft process analysis and process design目錄 TOC o 1-5 h z 摘 要 I HYPERLINK l bookmark2 o Current Document ABSTRAC.T II前 言 III HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 1.6110 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸零件圖的分析. 1 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 曲軸的功能和用途 1 HYPERLINK l bookmark10

8、o Current Document 曲軸的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 1 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 工藝過(guò)程設(shè)計(jì) 2 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類(lèi)型 . 2II青島理工大學(xué)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 審查零件圖樣工藝性 3 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 選擇毛坯 3 HYPERLINK l bookmark20 o C

9、urrent Document 工藝過(guò)程設(shè)計(jì) 3 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 確定加工余量及毛坯尺寸、設(shè)計(jì)毛坯圖 8 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 重要工序設(shè)計(jì) 9 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 確定切削用量及基本時(shí)間 11 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 夾具設(shè)計(jì) 16 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 機(jī)床夾具的分類(lèi)、基本組成和

10、功用 17 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 6110 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸夾具的設(shè)計(jì)思路 17 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 6110 曲軸連桿軸頸粗磨夾具設(shè)計(jì) 19總 結(jié) 27參考文獻(xiàn) . 28致 謝 . 29前言曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)上的一個(gè)重要的旋轉(zhuǎn)機(jī)件，裝上連桿后，可承接活塞的上下（往復(fù)）運(yùn)動(dòng)變成循環(huán)運(yùn)動(dòng)。曲軸主要有兩個(gè)重要加工部位：主軸頸和連桿頸。主軸頸 被安裝在缸體上，連桿頸和連桿大頭孔連接，連桿小頭孔和汽缸活塞連接，是一個(gè) 典型的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程就是：活塞經(jīng)過(guò)混合壓縮氣的燃爆，推動(dòng)

11、活塞做直線運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)連桿將力傳給曲軸，由曲軸將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)。而曲軸加工的好壞將直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)整體性能的表現(xiàn)。曲軸的材料是由碳素結(jié)構(gòu)鋼或球墨鑄鐵制成的，有兩個(gè)重要部位：主軸 頸，連桿頸， （還有其他） 。主軸頸被安裝在缸體上，連桿頸和連桿大頭孔連 接，連桿小頭孔和汽缸活塞連接，是一個(gè)典型的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。曲軸的潤(rùn)滑 主要是指和搖臂間軸瓦的潤(rùn)滑和兩頭固定點(diǎn)的潤(rùn)滑 這個(gè)一般都是壓力潤(rùn)滑 的，曲軸中間會(huì)有油道和各個(gè)軸瓦相通，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)以后靠機(jī)油泵提供壓力 供油進(jìn)行潤(rùn)滑、降溫。發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程就是，活塞經(jīng)過(guò)混合壓縮氣的燃爆，III青島理工大學(xué)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)推動(dòng)活塞做直線運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)連桿將力傳給

12、曲軸，由曲軸將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)?旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸的旋轉(zhuǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源。曲軸的結(jié)構(gòu)包括軸頸、曲軸臂、曲軸銷(xiāo)、側(cè)蓋以及連桿大端軸承。軸頸具 有一第一油路。曲軸臂連接于軸頸。曲軸銷(xiāo)設(shè)置于曲軸臂之中，并且抵接于 軸頸。曲軸銷(xiāo)具有第一機(jī)油緩沖室、第二機(jī)油緩沖室以及第二油路。第一機(jī) 油緩沖室系連接于第二機(jī)油緩沖室，第二油路連接于第二機(jī)油緩沖室。側(cè)蓋 設(shè)置于曲軸臂中，側(cè)蓋和曲軸銷(xiāo)之間成形有一空間，該空間連接于第一油路 和第一機(jī)油緩沖室之間。連桿大端軸承設(shè)置于曲軸臂之中，曲軸銷(xiāo)套設(shè)于連 桿大端軸承之中，第二油路連接于第二機(jī)油緩沖室和連桿大端軸承之間。本 實(shí)用新型可將機(jī)油內(nèi)微小異物過(guò)濾掉，減少了連桿大端軸承遭受微

13、小異物侵 入的機(jī)會(huì)，并避免連桿大端軸承損壞，進(jìn)而可延長(zhǎng)曲軸結(jié)構(gòu)的使用壽命。在曲軸的機(jī)械加工中， 采用新技術(shù)和提高自動(dòng)化程度都不斷取得進(jìn)展。 目前， 國(guó)內(nèi)較陳舊的曲軸生產(chǎn)線多數(shù)由普通機(jī)床和專(zhuān)用機(jī)床組成， 生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度 相對(duì)較低。 粗加工設(shè)備一般采用多刀車(chē)床車(chē)削曲軸主軸頸及連桿軸頸， 工序質(zhì)量穩(wěn) 定性差，容易產(chǎn)生較大的加工應(yīng)力，難以達(dá)到合理的加工余量。精加工普遍采用 MQ8260等普通曲軸磨床進(jìn)行粗磨、半精磨、精磨、拋光，通常靠人工操作，加工 質(zhì)量不穩(wěn)，尺寸一致性差?，F(xiàn)在加工曲軸粗加工比較流行的工藝是：主軸頸采用車(chē) 拉工藝和高速外銑，連桿頸采用高速外銑，而且傾向于高速隨動(dòng)外銑，全部采用干

14、式切削。在對(duì)連桿頸進(jìn)行隨動(dòng)磨削時(shí)，曲軸以主軸頸為軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并在一次裝 夾下磨削所有連桿頸。在磨削過(guò)程中，磨頭實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)進(jìn)給，跟蹤著偏心回轉(zhuǎn)的 連桿頸進(jìn)行磨削加工。IV1 6110 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸零件圖的分析曲軸的功能和用途曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)上極為重要的零件， 它是將連桿傳來(lái)的徑向力轉(zhuǎn)變成繞其本身軸 線旋轉(zhuǎn)的扭矩，并將此扭矩輸出給汽車(chē)或其他裝置。同時(shí)，曲軸還驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)以 及其它各輔助裝置。曲軸在工作時(shí)，受氣體壓力，慣性力及慣性力矩的作用，受力 大而且受力復(fù)雜，曲軸又是高速旋轉(zhuǎn)件，因此，要求曲軸具有足夠的剛度和強(qiáng)度， 具有良好的承受沖擊載荷的能力，耐磨損且潤(rùn)滑良好。曲軸的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求曲軸絕大部分是

15、整體式，只有極少數(shù)柴油機(jī)采用組合式。大致結(jié)構(gòu)如圖所示， 曲柄臂和連桿軸頸、 主軸頸由圓角連接。 通常在前端設(shè)有驅(qū)動(dòng)附件、 凸輪軸的軸頸， 在后端設(shè)有輸出法蘭。曲軸內(nèi)設(shè)有主軸頸通向連桿軸頸的供油孔。圖 1.1 曲軸結(jié)構(gòu)圖曲軸在低轉(zhuǎn)速時(shí)主要受到燃燒壓力的作用， 在高轉(zhuǎn)速時(shí)主要受到慣性力和彎曲振- 1 -動(dòng)、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)合成的附加力的作用。振動(dòng)引起的附加力的精確計(jì)算非常復(fù)雜，所以 常和實(shí)測(cè)并用。曲軸的主要要求主軸頸：曲軸共有七個(gè)主軸頸，它們是曲軸的支點(diǎn)，在曲軸的運(yùn)動(dòng)中起支撐 作用和保持一定的空間位置精度。 為了最大限度的增加曲軸的剛度， 通常將主軸頸 設(shè)計(jì)的粗一些，盡管這會(huì)增加質(zhì)量，但是它可大大提高曲軸

16、的剛度，增加重疊度， 減輕扭振危害。各主軸頸的尺寸：主軸頸為 75h6Ra0.32m,圓柱度公差為 0.005mm，第一軸 頸寬 43.7 +00.0105 mm, 第二軸頸寬 38 0+0.31 mm，第三軸頸寬 38 0+0.31 mm，第四軸頸寬 70 0+0.37 mm，第五軸頸寬 38 0+0.31 mm，第六軸頸寬 38 0+0.31 mm，第七軸頸寬 59.7 0.23mm。連桿軸頸：曲軸共有六個(gè)連桿軸頸，它和連桿總成大頭相連接。軸頸為 62h6Ra0.32m，圓柱度公差為 0.005mm，軸頸寬 38 0+0.1mm，其和主軸頸的重疊度 為 11.35mm。油封軸頸：油封軸頸為

17、 100h7mm。曲柄臂：曲柄臂用于連接主軸頸和連桿軸頸，共有十二個(gè)。它呈長(zhǎng)圓形，是 曲軸的薄弱環(huán)節(jié)，容易產(chǎn)生扭斷和疲勞破壞。曲柄半徑為 R（ 57.15 0.07 ）mm。連桿軸頸軸心線的相位差在 30之內(nèi)。曲軸必須經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡，精度為 50g cm。主軸頸，連桿軸頸要經(jīng)過(guò)表面淬火，淬硬深度 24cm， 5563HRC,油封軸頸 （即安裝飛輪的軸頸）也要進(jìn)行表面淬火，淬硬深度不小于1mm，5063HRC。曲軸還要進(jìn)行探傷檢查，要求曲軸的加工表面不允許出現(xiàn)裂紋。2. 工藝過(guò)程設(shè)計(jì)計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類(lèi)型解放 CA6110 發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，該產(chǎn)品年產(chǎn)量 Q=100000（臺(tái) /年），n=1（件 /

18、臺(tái)）， 設(shè)其備品率 a%為 10%，機(jī)械加工廢品率 %為 1%，現(xiàn)制定該曲軸零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程。年生產(chǎn)綱領(lǐng)： N Q n (1 a% %)(2-1)100000 1 (1 10% %)111000曲軸的年產(chǎn)量為 111000 件，現(xiàn)在已知該產(chǎn)品為中型機(jī)械，根據(jù)機(jī)械制造工 藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表 1.1-2 生產(chǎn)類(lèi)型和生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系，可確定其生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生 產(chǎn)。審查零件圖樣工藝性曲軸零件圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)基本要求齊全。但油封軸 頸端軸承孔的內(nèi)表面粗糙度未給出， 一般 7 級(jí)孔的表面粗糙度為 Ra0.8 m即可。第 四主軸頸，齒輪軸頸和皮帶輪軸頸的表面粗糙度也未給，一般 7 級(jí)基

19、準(zhǔn)要求 Ra0.8 m即可。本零件的各表面加工并不困難。 斜油孔傾斜較深， 但由于只做儲(chǔ)油 孔用，位置精度不需要太高的要求，只要鉆到軸頸的中間靠外就可以了，所以斜油 孔的加工也不成問(wèn)題。選擇毛坯曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)上必須的傳動(dòng)件，要求具有較高的剛度、強(qiáng)度、耐磨性和平衡。 該零件的材料為整體軟氮化，輪廓尺寸不大且形狀比較復(fù)雜，又屬于大批量生產(chǎn)， 因此采用模鍛成型。曲軸零件的形狀比較復(fù)雜， 因此毛坯形狀要和零件的形狀盡量接近， 即外形鍛 成六拐形式，兩端空寂臺(tái)階不用鍛出。毛坯尺寸通過(guò)確定加工余量后決定。工藝過(guò)程設(shè)計(jì)定位基準(zhǔn)的選擇(一)粗基準(zhǔn)的選擇 曲軸的毛坯一般都呈彎曲狀態(tài)，為保證兩端中心孔都能在兩端面的

20、幾何中心 上，粗基準(zhǔn)應(yīng)選靠近曲軸兩端的軸頸。為保證其他軸頸外圓余量均勻，在鉆中心孔后，應(yīng)對(duì)曲軸進(jìn)行校直。由于大批量生產(chǎn)的曲柄毛坯的精度高， 曲柄不加工， 所以軸向的定位基準(zhǔn)一般 選取中間主軸頸兩邊的曲柄。 因?yàn)橹虚g主軸頸兩邊的曲柄處于曲軸的中間部位， 用 作粗基準(zhǔn)可以減少其它曲柄的位置誤差。（二）精基準(zhǔn)的選擇曲軸和一般的軸類(lèi)零件相同，最重要的精基準(zhǔn)三中心孔。曲軸軸向上的精基準(zhǔn)， 一般選取曲軸一端的端面或軸頸的止推面。 但在曲軸加 工的過(guò)程中， 定位基準(zhǔn)要經(jīng)過(guò)多次轉(zhuǎn)換。 曲軸圓周方向上的精基準(zhǔn)一般選取曲軸上 的定位平臺(tái)或法蘭上的定位孔。加工階段的劃分和工序順序的安排曲軸的主要加工部位是主軸頸和連

21、桿軸頸，次要加工部位是法蘭盤(pán)、曲柄、斜 油孔、螺孔和鍵槽等。除機(jī)械加工外還有軸頸淬火、磁探傷、動(dòng)平衡等。在加工過(guò) 程中還要安排校直、檢驗(yàn)、清洗等工序。（一）加工階段的劃分曲軸的機(jī)械加工工藝過(guò)程大致可分為： 加工基準(zhǔn)面粗加工主軸頸和連桿軸 頸加工斜油孔等次要表面主軸頸和連桿軸頸的熱處理精加工主軸頸 和連桿軸頸加工鍵槽和兩端孔等動(dòng)平衡光整加工主軸頸和連桿軸頸。曲軸的主軸頸和連桿軸頸的技術(shù)要求都很?chē)?yán)格， 所以各軸頸表面加工一般安排 為：粗車(chē)精車(chē)粗磨精磨超精加工。對(duì)于本 6110 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸進(jìn)行粗加工時(shí)，以中間主軸頸為輔助定位基準(zhǔn)，所以 先粗加工和半精加工中間主軸頸，然后再加工其他主軸頸。而連桿軸頸的

22、粗、精加 工，一般都要以曲軸兩端主軸頸定位， 所以連桿的粗精加工都安排在主軸頸加工之 后進(jìn)行的。（二）工序安排 斜油孔的進(jìn)出口都安排在曲軸的軸頸上，所以在軸頸淬火之前加工。鉆 斜油孔時(shí)，用加工過(guò)的軸頸定位，可以保證其位置精度。主軸頸是連桿軸頸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，所以，主軸頸和連桿軸頸的車(chē)削（銑削）和磨 削，一般都是先加工主軸頸再加工連桿軸頸。在精磨主軸頸的過(guò)程中，先精磨第四主軸頸，這樣在精磨其他主軸頸、油封軸 頸時(shí)就可以以第四主軸頸為輔助支撐面，因而可以大大降低曲軸精磨后的彎曲變 形。在最后檢查后，以曲軸兩端的主軸頸為測(cè)量基準(zhǔn)，測(cè)量其他軸頸的徑向跳動(dòng)。 鋼曲軸在加工的過(guò)程中， 軸頸產(chǎn)生跳動(dòng)的原因之一是

23、， 曲軸經(jīng)加工后應(yīng)力重新分布， 從而造成變形，所以在曲軸的第一主軸頸精磨之后，應(yīng)緊接著安排齒輪軸、皮帶輪 軸頸的精磨工序，在第七主軸頸精磨工序之后， 應(yīng)緊接著安排油封軸頸的精磨工序， 以免內(nèi)應(yīng)力重新分布， 造成過(guò)大的影響。 同時(shí)為了避免曲軸剛度降低造成這些軸頸 磨削后徑向跳動(dòng)增大，其他主軸頸的精磨應(yīng)該放在這些軸頸的精磨之后。校直對(duì)曲軸的疲勞強(qiáng)度有著不利的影響， 在制定曲軸的加工工藝過(guò)程中， 應(yīng)盡 量減少曲軸的校直的次數(shù)。為了保證余量均勻、減少變形的影響，在關(guān)鍵工序上， 如第四主軸頸加工前、淬火后、動(dòng)平衡去重后仍需安排校直。曲軸各軸頸的表面粗糙度要求較高， 所以把各軸頸的超精密加工放在最后。 如

24、 果在超精密加工后再安排其他工序，則有可能破壞已加工好的軸頸表面。制定工藝路線制定 6110 曲軸工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)使曲軸的幾何形狀、尺寸精度及位置 精度等技術(shù)要求得到合理保證， 在大批量的生產(chǎn)情況下， 可以考慮采用專(zhuān)用機(jī)床和 專(zhuān)用夾具等，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率，除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素， 以降低生產(chǎn)成本。由于曲軸在加工過(guò)程中塑性變形大， 因此為了保證余量均勻、 減少變形的影響， 應(yīng)該在關(guān)鍵工序上安排一些校直工序， 而方案一中只有一次校直。 斜油孔口在淬火 時(shí)由于受熱不均勻很容易發(fā)裂， 因此必須在熱處理前對(duì)其進(jìn)行壓堵處理， 而方案一 也忽略了這一點(diǎn)。 方案二對(duì)方案一中的問(wèn)題作了一

25、些較大改進(jìn)， 但如果仔細(xì)分析其 在工序安排上仍然存在問(wèn)題， 如連桿軸頸的粗、 精銑最好安排在相鄰兩道工序中以 減少工件的搬運(yùn)，在一臺(tái)機(jī)器上進(jìn)行加工完畢，提高生產(chǎn)效率。因此，經(jīng)過(guò)綜合考慮，最終確定 6110 曲軸加工工過(guò)程如下表 2-1。表 2-1 曲軸的加工工序序號(hào) 工序名稱(chēng) 定位基準(zhǔn)1銑端面中心孔第一、七主軸頸及第四主軸頸側(cè)2粗車(chē)第四主軸頸面，并以三、四主軸頸為輔助支3校直第四主軸頸撐面4半精車(chē)第四主軸頸頂尖孔、油封軸頸，并以第二、5粗磨第四主軸頸六主軸頸為輔助支撐面6粗車(chē)第四主軸頸以外的主軸頸、第一、七主軸頸7齒輪軸頸和皮帶輪軸頸頂尖孔、油封軸頸，并以第二、8校直主軸頸擺差六主軸頸為輔助支

26、撐面9粗磨第一主軸頸和齒輪軸頸頂尖孔，并以第四主軸頸為輔助10精車(chē)第二、三、五、六、七主軸支撐面11頸、油封軸頸和法蘭頂尖孔和第四主軸頸12粗磨第七主軸頸第一、第七主軸頸13粗磨第二、三、五、六、七主軸頂尖孔、第七主軸頸， 并以第一、14頸第四主軸頸為輔助支撐面15在第一、十二曲柄上銑定位面頂尖孔、第一主軸頸，并以第六16內(nèi)銑六個(gè)連桿軸頸及過(guò)度圓角主軸頸為輔助支撐面17內(nèi)精銑六個(gè)連桿軸頸過(guò)度圓角頂尖孔、第一主軸頸， 并以第三、18清洗五主軸頸為輔助支撐面19在連桿軸頸、主軸頸上锪球窩頂尖孔、第七主軸頸，并以第四20鉆一、二和六、七軸頸上兩道斜主軸頸為輔助支撐面21油孔第一、第七主軸頸及第一連桿

27、軸22鉆四、五和三、四軸頸上兩道斜頸23油孔第一、第七主軸頸及曲柄定位面24鉆五、六和二、三軸頸上兩道斜第一、第七主軸頸及曲柄定位面25油孔第一主軸頸和油封軸頸，并以第26各油孔口倒角四主軸頸為輔助支撐面27攻各油孔口螺紋第一主軸頸和油封軸頸，并以第28去除各油孔口銳邊毛刺三主軸頸為輔助支撐面29清洗各油孔及螺孔第一主軸頸和油封軸頸，并以第- 6 -30各油孔口壓堵四主軸頸為輔助支撐面31校直曲軸齒輪軸頸和油封軸頸32精磨第四主軸頸及其過(guò)度圓角第一、七主軸頸33精磨第七主軸頸及其過(guò)度圓角頂尖孔、油封軸頸，并以第四主34精磨第一主軸頸和齒輪軸頸及軸頸為輔助支撐面35其圓角頂尖孔、第四主軸頸，并以

28、第六36精磨油封軸頸和法蘭主軸頸為輔助支撐面37精磨二、三、五、六主軸頸及其頂尖孔、第七主軸頸，并以第四38過(guò)度圓角主軸頸為輔助支撐面39粗磨六個(gè)連桿軸頸頂尖孔、第一主軸頸， 并以第四、40精磨六個(gè)連桿軸頸七主軸頸為輔助支撐面41在皮帶輪軸頸、齒輪軸頸上銑鍵油封軸頸、第一主軸頸，并以第42槽四、七主軸頸為輔助支撐面43鉆擴(kuò)鉸中心孔 52頂尖孔，第一、七主軸頸，并以44鉆中心孔 25.5其他主軸頸為輔助支撐面45鏜中心孔 52 及 55 內(nèi)環(huán)槽和頂尖孔，第一、七主軸頸，并以46中心孔 25.5的 600 錐面其他主軸頸為輔助支撐面攻 M27 1.5L 螺紋齒輪軸頸，并以第二、七主軸頸鉆油封軸頸

29、6 孔 12為輔助支撐面攻 6 M14 1.5 螺紋第七主軸頸、皮帶輪軸頸曲軸動(dòng)平衡，去不平衡重第一、七主軸頸去毛刺第七主軸頸、皮帶輪軸頸校直曲軸第二、六主軸頸氮化第二、六主軸頸拋光主軸頸和連桿軸頸第二、六主軸頸清洗第一、七主軸頸檢驗(yàn)第一、七主軸頸第一、七主軸頸，并以第四主軸 頸為輔助支撐面- 7 -確定加工余量及毛坯尺寸、設(shè)計(jì)毛坯圖確定機(jī)械加工余量鋼質(zhì)模鍛件的機(jī)械加工余量按 JB3835-85 確定，根據(jù)估算的鍛件質(zhì)量、 加工精 度及鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)，由機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.2-24 查得。表中 余量值為單面余量。（1）鍛件質(zhì)量 根據(jù)零件成品質(zhì)量 76.4kg 估算為 92.5kg

30、 。（2）加工精度 零件除兩端孔外的各表面為磨削加工精度 F2 。（3）鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù) S2S2M1M22-2)M1為鍛件質(zhì)量， M2為鍛件包容體的質(zhì)量，假設(shè)鍛件的最大直徑為 220mm，長(zhǎng) 965mmm2(22) 96.5 7.85g 287814 g 287.14kgm1 92.5kg由機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.2-10 可查得形狀復(fù)雜系數(shù) S2 ，屬于般級(jí)別。（4） 機(jī)械加工余量 根據(jù)鍛件質(zhì)量、F2、 S2查機(jī)械加工工藝手冊(cè)第卷表 3.1-56 查得直徑方向?yàn)?2.5-3.2mm，水平方向?yàn)?3.0-4.5mm。以上查得的加工 余量適用于機(jī)械加工表面粗糙度 Ra1.6 m，Ra

31、W 2 ，故本夾具可以安全的工作。定位誤差分析因?yàn)楣ぜ亩ㄎ换鶞?zhǔn)和定位元件均有制造誤差， 所以工件在夾具中定位后的實(shí) 際位置將在一定范圍內(nèi)變動(dòng)，即存在一定的定位誤差，設(shè)計(jì)定位裝置時(shí)，就要控制 這一誤差在加工中所允許的范圍內(nèi)。產(chǎn)生定位誤差的原因有以下兩個(gè)方面： 1）定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合； 2）定 位基準(zhǔn)位移。定位誤差就是由基準(zhǔn)不重合誤差和基準(zhǔn)位移公差綜合引起的同批工件 工序尺寸的那部分公差，也就是等于兩者的代數(shù)和。w B g j2D（3-6 ）本夾具的主要定位元件為 V 型塊，軸向定位時(shí)定位基準(zhǔn)右?jiàn)A具體的左端面 和止推面的接合面即為曲軸連桿軸頸工序基準(zhǔn)， 即不存在基準(zhǔn)位移公差也不存在基 準(zhǔn)不

32、重合誤差，所以0。求工序尺寸 62.300.046 的定位誤差，定位基準(zhǔn)為主軸頸和 V 型塊接觸母線 A 和B，工序基準(zhǔn)為主軸中心線，當(dāng)主軸頸直徑存在誤差g時(shí)，定位基準(zhǔn) A或 B沿 V型塊工作面的位移為gA1A2cot（3-7 ）1 2 2 2 所以基準(zhǔn)不重合誤差為gw A1A2 cos cot cos（3-8 ）2 2 2 2 2基準(zhǔn)位移誤差為B A1A2 cos（ 3-9 ）2- 22 -則總的定位誤差為O1O22 sin 23-10)已知本工序中 g 0.034 ， 900 ，故0.0342 sin 4500.0342 0.7070.024mm3-11)夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本夾具使用 V 型塊定

33、位，分度盤(pán)分度，如圖所示1 2 3 4 5 6 71150- 23 -BDCB-B視圖4- 22通孔33深10- 24 -C-C視圖245D-D視圖圖 3-2MQ1350B外圓磨床 6110 曲軸連桿軸頸夾具裝備圖該夾具主要由左夾具體 1、右?jiàn)A具體 7、左夾具 V 型塊 10、右?jiàn)A具 V 型塊 11、 分度盤(pán) 6、壓蓋 2、定位塊 14 和翻轉(zhuǎn)塊 19 等零件組成。左右?jiàn)A具的一端分別和磨 床的頭架和尾架主軸相連接， 用 V型塊定位。 左右?jiàn)A具體的中心線即為主軸的回轉(zhuǎn)- 25 -中心線。翻轉(zhuǎn)塊整體淬火處理，分度盤(pán)的 3 個(gè)齒面和 M16螺孔淬火處理，以保證耐 磨性。分度盤(pán) 1200的分度精度等級(jí)

34、要高出連桿軸頸等級(jí) 1 級(jí)以上夾具的使用方法將左右?jiàn)A具體固定在頭架和尾架中的主軸上，然后把定位銷(xiāo)（ 4 個(gè)）打入夾具 體，再把左右兩 V型塊固定到各自的夾具體上。 V型塊的定位靠定位銷(xiāo) 8 來(lái)實(shí)現(xiàn)。 V 型塊的下面和側(cè)面分別墊一塊兒底面墊板 9 和側(cè)面墊板 18 ，用來(lái)調(diào)整工件的中心 線，最后裝上壓蓋 2、定位塊 14 和活結(jié)螺栓 15 等零件。加工時(shí)，將精磨后的第七主軸頸和第一主軸頸只和夾具的左右 V 型塊上，用百 分表調(diào)整第 1或第 6連桿軸頸軸心線， 使其處于磨床主軸回轉(zhuǎn)中心位置， 然后夾緊 曲軸，再將分度盤(pán)套在曲軸皮帶輪軸頸上，使 3 個(gè)齒面中的一個(gè)緊靠在翻轉(zhuǎn)塊上， 然后用內(nèi)六角螺釘將

35、其固在皮帶輪軸頸上，這樣就可以磨削第1、6 連桿軸頸了。當(dāng)磨削第 2、5和 3、4連桿軸頸時(shí)，只需要將翻轉(zhuǎn)塊掀起，曲軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定角 度（ 1200 ）再返向旋轉(zhuǎn)曲軸， 是分度盤(pán)的另一個(gè)齒面緊靠在翻轉(zhuǎn)快上， 然后夾緊曲軸 就又可以磨削了。 由于分度盤(pán)的 3個(gè)齒面為 1200精確分度，因此保證了個(gè)連桿軸頸 的角度偏差并滿(mǎn)足了工藝要求。由于用 V 型塊定位，零件支撐軸頸的偏差會(huì)引起曲軸軸頸的變化和產(chǎn)生錐度， 因此要嚴(yán)格控制支撐軸頸的偏差。夾具的調(diào)整（1）調(diào)整曲軸連桿軸頸軸心線的平行度誤差采用修磨側(cè)面墊板來(lái)實(shí)現(xiàn)（2）調(diào)整曲軸的回轉(zhuǎn)中心半徑采用修磨地面板來(lái)完成（3）加工回轉(zhuǎn)半徑不同的曲軸時(shí)，可以通過(guò)

36、更換不同厚度的地面板來(lái)實(shí)現(xiàn) 總體來(lái)說(shuō)，該夾具能夠大大提高生產(chǎn)效率，因?yàn)榭梢哉{(diào)整，所以其加工范圍增 大，能夠解決設(shè)備不足的情況；能夠有效的保證加工精度，無(wú)需高技能操作者；結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單。制造方便、快捷，能夠?yàn)樾庐a(chǎn)品的順利生產(chǎn)奠定技術(shù)基礎(chǔ)?？偨Y(jié)對(duì)任何制造業(yè)來(lái)說(shuō)， 制造工藝的基本要求主要是兩個(gè)方面： 一是質(zhì)量要達(dá)到產(chǎn)- 26 -品的設(shè)計(jì)要求；二是生產(chǎn)時(shí)消耗的物質(zhì)和勞動(dòng)量最少。 在達(dá)到這兩項(xiàng)要求的情況下， 才能使產(chǎn)品的質(zhì)量可靠，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益好。對(duì)大量生產(chǎn)的汽車(chē)制造業(yè)來(lái)說(shuō)，這兩 個(gè)基本要求尤為重要。 在好的產(chǎn)品設(shè)計(jì)的前提下， 汽車(chē)的質(zhì)量和可靠性就取決于工 藝工作的好壞。當(dāng)然，目前國(guó)際上還有更加先進(jìn)的曲軸加

37、工工藝和機(jī)床設(shè)備，只鉆 一對(duì)質(zhì)量中心孔， 選用日本的 Mazak五軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行一系列的加工。 類(lèi)似 這樣的新技術(shù)， 目前國(guó)內(nèi)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的加工還處于研究階段， 從經(jīng)濟(jì)效益和加 工難度上考慮這是顯而易見(jiàn)的。但是對(duì)于新技術(shù)、新工藝的追求是不會(huì)止步的，這 就需要我們當(dāng)代的青年和科技工作者的不斷努力。參考文獻(xiàn)徐灝 . 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,1995.吳宗澤 .機(jī)械設(shè)計(jì)師 M. 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2006.劉建生 王仲仁 盧志永 . 曲軸 RR 鐓鍛成形的數(shù)值模擬和缺陷預(yù)測(cè) J. 中國(guó)機(jī)械工 程,2001,12(4):429-432.鄭州機(jī)械研究所 .GB/T 3480-1997 漸開(kāi)線圓柱齒輪承載能力計(jì)算方法 S. 北京: 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出 版社出版 ,1998.廖常初 .FX 系列 PLC編程及使用 M. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 ,2