曲轴加工工艺设计 ppt课件
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发动机曲轴机械加工工艺
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2 发动机曲轴加工工艺
2.1.2 曲轴的工艺特征 1.曲轴材料和毛坯 (1) 曲轴材料 根据曲轴在发动机运行过程中承受弯曲、扭转、剪切、
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2 发动机曲轴加工工艺
(2) 曲轴的结构刚度差 曲轴的长径比(L / d =11) 大, 又具有6 个偏心连杆轴颈, 因此刚
度较差。 (3) 曲轴加工的技术要求高 曲轴的机械加工工艺过程将随生产纲领和曲轴复杂程度的不
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2 发动机曲轴加工工艺
2.曲轴加工方法 对于占工时较多的曲轴主轴颈和连杆轴颈外圆的粗加工和半
精加工, 其加工方法主要是车削、内铣、外铣和车—拉加工。 但由于车削连杆轴颈外圆时, 必须以连杆轴颈外圆轴线为旋转 中心, 工件旋转时会产生离心惯性力, 且转速越高, 惯性力越大 , 目前单一的车削加工一般都是在远低于最佳切削速度的状态 下进行, 效率较低。 (1) 主轴颈车削 大批量生产时, 通常在多刀半自动车床上采用成形车刀车削曲 轴主轴颈。为了提高主轴颈的相对位置精度, 一般采用两次车 削工艺。第二次精车主要是为了保证轴颈宽度和轴颈相对位 置。为了减小曲轴加工时的扭曲, 机床常采用两端传动或中间 驱动的驱动方式, 如图2 -4所示。
的刀盘和刀片精度要求很高。铣削与车削相同, 也存在温升引 起的曲轴变形问题, 应尽量加强冷却。
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2 发动机曲轴加工工艺
2.1.2 曲轴的工艺特征 1.曲轴材料和毛坯 (1) 曲轴材料 根据曲轴在发动机运行过程中承受弯曲、扭转、剪切、
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2 发动机曲轴加工工艺
(2) 曲轴的结构刚度差 曲轴的长径比(L / d =11) 大, 又具有6 个偏心连杆轴颈, 因此刚
度较差。 (3) 曲轴加工的技术要求高 曲轴的机械加工工艺过程将随生产纲领和曲轴复杂程度的不
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2 发动机曲轴加工工艺
2.曲轴加工方法 对于占工时较多的曲轴主轴颈和连杆轴颈外圆的粗加工和半
精加工, 其加工方法主要是车削、内铣、外铣和车—拉加工。 但由于车削连杆轴颈外圆时, 必须以连杆轴颈外圆轴线为旋转 中心, 工件旋转时会产生离心惯性力, 且转速越高, 惯性力越大 , 目前单一的车削加工一般都是在远低于最佳切削速度的状态 下进行, 效率较低。 (1) 主轴颈车削 大批量生产时, 通常在多刀半自动车床上采用成形车刀车削曲 轴主轴颈。为了提高主轴颈的相对位置精度, 一般采用两次车 削工艺。第二次精车主要是为了保证轴颈宽度和轴颈相对位 置。为了减小曲轴加工时的扭曲, 机床常采用两端传动或中间 驱动的驱动方式, 如图2 -4所示。
的刀盘和刀片精度要求很高。铣削与车削相同, 也存在温升引 起的曲轴变形问题, 应尽量加强冷却。
(完整版)曲轴加工工艺设计
3 曲轴加工工艺3.1曲轴的功用、结构特点及工作条件曲轴在发动机内是一个高速旋转的长轴，它将活塞的直线往复运动变为旋转运动，进而通过飞轮把扭矩输送给底盘的传动系，同时还骆动配气机构及其它辅助装置，所以其受力条件相当复杂，除了旋转质量的离心力外，还承受周期性变化的气体压力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲与扭转载荷。
为保证工作可靠，曲轴必须要有足够的强度和刚度，各工作表面要耐磨。
而且润滑良好。
其结构如图3.1.18所示，主要由主轴颈、连杆轴颈、油封轴颈、齿轮轴颈、皮带轮轴颈和曲柄臂等组成。
3.2 曲抽的毛坯材料及制造方法CA6102发动机曲轴采用45"钢模锻方式制造，它具有较高的刚度、强度和良好的耐磨性。
图3.1.19为其毛坯图。
3.3 曲轴的主要加工表面及技术要求如图3.1.18所示，CA6102发动机曲轴的主要加工表面及技术要求如下:1.主轴颈:曲轴共有7个主轴颈，它们是曲轴的支点。
为了最大限度地增加曲轴的刚度，通常将主轴颈设计得粗一些，尽管这会增加重量，但是它可以大大提高曲轴的刚度，增加重叠度，减轻扭振的危害。
主轴颈为7560.32a h R m φμ，圆柱度公差为0.005mm 。
第一轴颈长0.100.0543.7mm ++，第四轴颈宽0.37070mm +,第七轴颈宽59.70.23mm ±，第二、三、五、六轴颈宽0.31038mm +以第一、七主轴颈为基准。
第四主轴颈的径向跳动公差为0.05mm 。
2.连杆轴颈：曲轴共有六个连杆轴颈，它与连杆总成大头相连接。
轴颈为6260.32a h R m φμ,圆柱度公差为0.005mm 。
轴颈宽38H10mm ，其与主轴颈的重叠度为11.35mm 。
3.油封轴颈：油封轴颈为1007h mm φ。
4.曲柄臂:曲柄臂用于连接主轴颈和连杆轴颈，共有十二个。
它呈长圆形，是曲轴的薄弱环节。
容易产生扭断和疲劳破坏。
曲柄半径为R(57.15士0.07)mm 。
《轴类零件加工工艺》课件
轴类零件广泛应用于各种机械设备中，如汽车、机床 、电机等，其性能和加工质量对机械设备的性能和使 用寿命具有重要影响。
详细描述
轴类零件是各种机械设备中必不可少的组成部分，广泛 应用于汽车、机床、电机、船舶、航空航天等领域。例 如，在汽车中，轴类零件用于连接发动机和传动系统， 传递动力，驱动车辆行驶；在机床中，轴类零件用于支 撑旋转刀具或工件，实现切削加工；在电机中，轴类零 件用于传递扭矩，驱动发电机或电动机运转。因此，轴 类零件的性能和加工质量对机械设备的性能和使用寿命 具有重要影响。
直接测量法
通过直接测量工件尺寸、几何形 状等参数，与标准值进行比较， 判断是否符合要求。
比较测量法
使用标准量具与被测工件进行比 较，确定工件是否合格。
检测方法与工具
• 自动检测法：利用传感器、计算机等设备实现自动检测和 记录，提高检测效率和精度。
检测方法与工具
卡尺
用于测量长度、宽度、厚度等参数。
随着环保意识的提高，绿色制造技术成为未 来制造业的发展方向，轴类零件加工行业也 不例外。
详细描述
绿色制造技术包括节能减排、资源循环利用 、环保材料等，这些技术的应用能够降低轴 类零件加工过程中的能耗和排放，减少对环 境的污染，实现可持续发展。
新材料的应用与挑战
总结词
随着新材料技术的不断发展，新型材料在轴类零件加工中的应用越来越广泛，同时也带 来了一些挑战。
精加工
加工精度
精加工阶段需要进一步提高零件的加 工精度和表面质量。
余量控制
冷却方式
选择适当的冷却方式，如切削液、润 滑油等，以降低切削温度、减少刀具 磨损。
合理控制余量，避免过多或过少余量 导致的问题。
表面处理
表面粗糙度
详细描述
轴类零件是各种机械设备中必不可少的组成部分，广泛 应用于汽车、机床、电机、船舶、航空航天等领域。例 如，在汽车中，轴类零件用于连接发动机和传动系统， 传递动力，驱动车辆行驶；在机床中，轴类零件用于支 撑旋转刀具或工件，实现切削加工；在电机中，轴类零 件用于传递扭矩，驱动发电机或电动机运转。因此，轴 类零件的性能和加工质量对机械设备的性能和使用寿命 具有重要影响。
直接测量法
通过直接测量工件尺寸、几何形 状等参数，与标准值进行比较， 判断是否符合要求。
比较测量法
使用标准量具与被测工件进行比 较，确定工件是否合格。
检测方法与工具
• 自动检测法：利用传感器、计算机等设备实现自动检测和 记录，提高检测效率和精度。
检测方法与工具
卡尺
用于测量长度、宽度、厚度等参数。
随着环保意识的提高，绿色制造技术成为未 来制造业的发展方向，轴类零件加工行业也 不例外。
详细描述
绿色制造技术包括节能减排、资源循环利用 、环保材料等，这些技术的应用能够降低轴 类零件加工过程中的能耗和排放，减少对环 境的污染，实现可持续发展。
新材料的应用与挑战
总结词
随着新材料技术的不断发展，新型材料在轴类零件加工中的应用越来越广泛，同时也带 来了一些挑战。
精加工
加工精度
精加工阶段需要进一步提高零件的加 工精度和表面质量。
余量控制
冷却方式
选择适当的冷却方式，如切削液、润 滑油等，以降低切削温度、减少刀具 磨损。
合理控制余量，避免过多或过少余量 导致的问题。
表面处理
表面粗糙度
曲轴加工工艺设计ppt课件
工序设备 钻孔专机 倒角专机 C6140攻丝机 数控主轴颈磨床
数控斜头磨床 数控斜头磨床 数控连杆颈磨床 卧式加工中心 卧式加工中心
攻丝机/摇臂钻
铣键槽 离子氮化 动平衡去重 抛光各轴颈及圆
离子氮化炉
11
曲轴砂带抛光机
号 工序内容
工序设备
精磨第一主轴颈及齿轮轴颈 双砂轮架外圆磨床
精磨带轮轴颈
双砂轮架外圆磨床
工作原理： 曲轴是发动机中最典型、
最重要的零件之一，其功用是将活塞连杆传 递来的气体压力转变为转矩，作为动力而输 出做功，驱动器他工作机构，并带动内燃机 辅助装备工作。
精选ppt
2
曲轴的构成及特点
曲轴的基本构成，如图所示：
（1）主轴颈
它是曲柄的支撑点，安装在机体主轴
承内，用螺栓固紧轴承端盖，曲轴便靠此点运转。
曲轴加工工艺设计
精选ppt
1
曲轴的功用，结构特点及工作条件
曲轴实在发动机中一个高速旋转的长轴， 它将活塞的循环往复运动变为旋转运动，在 通过飞轮把扭矩传递给底盘的传动系，同时 还驱动配齐结构和其他辅助结构，所以其受 力条件非常复杂，不只是受周期性变化的气 体压力和往复惯性力的作用，其自身还有高 速旋转的离心力。其主要是由主轴颈、油封 轴颈、齿轮轴颈、皮带轮轴颈、曲柄臂轴颈。
2）静液压锥度郭莹莹配合连接 曲轴输出端为一光 滑圆锥体，带有孔的飞轮连接套压装在上面，两者靠一定的 过盈量紧密的连接在一起。
3)螺栓连接 在曲轴功率输出端有法兰盘，利用飞轮 将螺栓链接在上面。
精选ppt
4
曲轴加工工艺
曲轴机械加工的定位基准
曲轴加工定位基准选择的基本原则： 曲轴加工的定位基准主要有径向基准、轴向基准，以及角向基准。 径向基准：一般选用两端主轴颈（两遍主轴颈中心线连线，两端面中心孔连线）； 轴向基准：曲轴为了防止轴向力作用而发生轴向窜动，采用止推结构，加工的轴向基准一般为止推面。 角向基准：粗加工连杆颈前，在连杆颈上取角向定位面或定位凸台作为角向定位基准。
汽车曲轴工艺设计
汽车曲轴工艺设计
汽车曲轴的工艺设计是指对曲轴的制造工艺进行设计和优化，以确保曲轴的质量、性能和使用寿命达到要求。
汽车曲轴的工艺设计主要包括以下几个方面：
1. 材料选择：选择适合曲轴制造的材料，通常采用高强度、高耐磨性、高疲劳强度和高耐蚀性的合金钢材料。
2. 排列方式设计：根据汽车发动机的工作原理和要求，确定曲轴的排列方式，如直列式、对置式等。
3. 组装设计：考虑到曲轴的加工和组装，必须合理设计曲轴的分段和连接方式，以便于加工和组装。
4. 工艺路线设计：确定曲轴的加工工艺路线，包括切割、锻造、热处理、车削、磨削等工序的顺序和参数设定。
5. 加工工艺优化：针对曲轴各个工序的加工过程，通过优化工艺参数和改善加工方法，提高加工效率和质量。
6. 表面处理设计：确定曲轴的表面处理方式，如镀铬、高温硬化等，以提高曲轴的耐磨性和耐腐蚀性。
7. 质量控制设计：设计合适的检测和测试方法，确保曲轴的质量符合设计要求，并制定相应的质量控制标准和流程。
通过科学的工艺设计和优化，可以提高曲轴的性能、降低成本，使曲轴具有较好的可靠性和使用寿命，从而提高汽车发动机的整体性能和可靠性。
曲轴加工工艺设计28页PPT
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
28
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
曲轴加工工艺设计
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
•
7、心急吃不了热汤圆。
•
8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
汽车曲轴的机械加工工艺设计
确定曲轴主要加工表面的工序尺寸。 前面已确定各圆柱面的总加工余量（毛坯余量），应将毛坯余量 分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的 公差按加工方法的经济精度确定。 例： ①加工小端外圆柱面φ80.2mm
例：加工小端外圆柱面φ100.2mm
其尺寸精度要求为IT7级，表面粗糙度要求为 ，其工艺路线为： 粗车→精车即可达到加工要求。
直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置、以及表面状 态或材料性质的工艺过程所消耗的时间称为基本时间。它是时 间定额组成中最基本的要素。
例：加工连杆轴颈外圆柱面φ135mm 其尺寸精度要求为IT5级，表面粗糙度要求为0.8um ，工艺路线为：
粗车→精车→粗磨→精磨。由相关资料得：精磨余量：0.1mm ；粗磨 余量：0.2mm ，粗车余量：0.4 mm，则总加工余量为 4.0mm。计算各 加工工序的基本尺寸。
5、确定切削用量及基本工时
课程说明书内容
（三）制定工艺规程 1、工艺路线方案一 2、工艺路线方案二 3、余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 每一道工序的每个尺寸逐个确定。填入工序卡。 （五）确定切削用量及其基本工时,填入工序卡。 （六）填写工艺过程卡片。
一、曲轴的工艺分析
曲轴属于细长轴类零件，它的几乎所 有表面均需切削加工，各表面的加工精度 和表面粗糙度通过加工即可获得，由于其 工作环境的恶劣，加工精度要求较高。
课程设计任务书
设计题目：汽车曲轴的机械加工工艺规程设计（年 产量为成批、大量）
内容：
1.零件图
1张(A3)
2.毛坯图
1张(A3)
3.机械加工工艺过程卡片
4.机械加工工序卡片
5.课程设计说明书
X张(A4) X张(A4) 1份
例：加工小端外圆柱面φ100.2mm
其尺寸精度要求为IT7级，表面粗糙度要求为 ，其工艺路线为： 粗车→精车即可达到加工要求。
直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置、以及表面状 态或材料性质的工艺过程所消耗的时间称为基本时间。它是时 间定额组成中最基本的要素。
例：加工连杆轴颈外圆柱面φ135mm 其尺寸精度要求为IT5级，表面粗糙度要求为0.8um ，工艺路线为：
粗车→精车→粗磨→精磨。由相关资料得：精磨余量：0.1mm ；粗磨 余量：0.2mm ，粗车余量：0.4 mm，则总加工余量为 4.0mm。计算各 加工工序的基本尺寸。
5、确定切削用量及基本工时
课程说明书内容
（三）制定工艺规程 1、工艺路线方案一 2、工艺路线方案二 3、余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 每一道工序的每个尺寸逐个确定。填入工序卡。 （五）确定切削用量及其基本工时,填入工序卡。 （六）填写工艺过程卡片。
一、曲轴的工艺分析
曲轴属于细长轴类零件，它的几乎所 有表面均需切削加工，各表面的加工精度 和表面粗糙度通过加工即可获得，由于其 工作环境的恶劣，加工精度要求较高。
课程设计任务书
设计题目：汽车曲轴的机械加工工艺规程设计（年 产量为成批、大量）
内容：
1.零件图
1张(A3)
2.毛坯图
1张(A3)
3.机械加工工艺过程卡片
4.机械加工工序卡片
5.课程设计说明书
X张(A4) X张(A4) 1份
曲轴加工工艺设计ppt课件
5
在加工连杆颈时，一般利用已加工的 主轴颈定位，
安装专用偏心卡盘分度夹具中，时连
杆颈的轴线
。
和转动轴线4重合。连杆颈之间的角
度位置精度靠
夹具上的分度位置保证，加工是依次 加工同一轴
线上的连杆轴颈和曲轴端面，工件2 通过在夹具体3上的分度板3和分度定 位销5分度。
为进一步增加效率，还可采用专用的 半自动曲轴车窗和磨床，工件能在一 次装夹下（仍以主轴颈定位）加工连 杆所有轴颈 。
磨床
P80 精车其他轴颈、油封 曲轴车床 及法兰
粗车连杆颈 曲轴专机
精车连1杆0颈 数控车床
工序 号 P110
P120
P130
工序内容
工序设备
在第一第十二曲轴铣 曲轴定位面铣
定位面
床
车六个连杆轴颈
曲轴连杆颈车 床
清洗
清洗机
P140 P150
在第一第六连杆颈钻 深孔组合机床 油孔
二、五连杆颈钻油孔 深孔组合机床
6
曲轴加工路线编制原则：
先粗后精 ，先基准后其他，先面后孔，现主要表面后次要表面
粗基准 加工
外圆粗 外加圆工精
加工
其他表 面精加基工准
加工
由于要加工主轴颈作为后续加工其他外圆的定位基准，因此，通常先加 工主轴颈，后加工连杆颈和其他外圆面。
7
由于曲轴的结构特点形状复杂，刚性很差，加工精度要求还很高，因此 ，在在确定曲轴加工工艺路线时，还应该注意以下问题：
曲轴加工工艺设计
1
曲轴实在发动机中一个高速
旋转的长轴，它将活塞的循环往 复运动变为旋转运动，在通过飞 轮把扭矩传递给底盘的传动系， 同时还驱动配齐结构和其他辅助 结构，所以其受力条件非常复杂 ，不只是受周期性变化的气体压 力和往复惯性力的作用，其自身 还有高速旋转的离心力。其主要 是由主轴颈、油封轴颈、齿轮轴 颈、皮带轮轴颈、曲柄臂轴颈。
在加工连杆颈时，一般利用已加工的 主轴颈定位，
安装专用偏心卡盘分度夹具中，时连
杆颈的轴线
。
和转动轴线4重合。连杆颈之间的角
度位置精度靠
夹具上的分度位置保证，加工是依次 加工同一轴
线上的连杆轴颈和曲轴端面，工件2 通过在夹具体3上的分度板3和分度定 位销5分度。
为进一步增加效率，还可采用专用的 半自动曲轴车窗和磨床，工件能在一 次装夹下（仍以主轴颈定位）加工连 杆所有轴颈 。
磨床
P80 精车其他轴颈、油封 曲轴车床 及法兰
粗车连杆颈 曲轴专机
精车连1杆0颈 数控车床
工序 号 P110
P120
P130
工序内容
工序设备
在第一第十二曲轴铣 曲轴定位面铣
定位面
床
车六个连杆轴颈
曲轴连杆颈车 床
清洗
清洗机
P140 P150
在第一第六连杆颈钻 深孔组合机床 油孔
二、五连杆颈钻油孔 深孔组合机床
6
曲轴加工路线编制原则：
先粗后精 ，先基准后其他，先面后孔，现主要表面后次要表面
粗基准 加工
外圆粗 外加圆工精
加工
其他表 面精加基工准
加工
由于要加工主轴颈作为后续加工其他外圆的定位基准，因此，通常先加 工主轴颈，后加工连杆颈和其他外圆面。
7
由于曲轴的结构特点形状复杂，刚性很差，加工精度要求还很高，因此 ，在在确定曲轴加工工艺路线时，还应该注意以下问题：
曲轴加工工艺设计
1
曲轴实在发动机中一个高速
旋转的长轴，它将活塞的循环往 复运动变为旋转运动，在通过飞 轮把扭矩传递给底盘的传动系， 同时还驱动配齐结构和其他辅助 结构，所以其受力条件非常复杂 ，不只是受周期性变化的气体压 力和往复惯性力的作用，其自身 还有高速旋转的离心力。其主要 是由主轴颈、油封轴颈、齿轮轴 颈、皮带轮轴颈、曲柄臂轴颈。
曲轴零件工艺规程及工装设计答辩PPT
最后检验
留余量0.5mm φ24-0.020 -0.053mm φ25+0.021 +0.008mm
长度为215mm以上 表面粗糙度Ra=10
为1mm
车床
外圆磨床 外圆磨床 外圆磨床 外圆磨床
车床 车床 铣床 车床
零件图样分析及问题提出
普通轴类零件，可以用三爪卡盘、或四爪 卡盘作夹具，进行车削。
而本课题所研究的偏心曲轴，由于主轴线 与偏心轴线存在偏心距e，为加工偏心部 分的轴颈，应设计专用夹具加工偏心部分 曲轴轴颈，以保证零件的偏心距和平行度 问题。使偏心轴线与车床轴线重合，才能 实现本课题研究的问题
车床 车床 车床 车床
机械加工工艺过程综合卡片 (续表)
12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23
C 24
精车各处外 圆检验来自磨削连杆轴 颈外 圆磨削两主轴 颈
磨削 φ22
-
00.12mm 外圆
磨削
φ20
0
-
0.021mm 外圆
检验
车掉两端工 艺搭 子
车两端面
铣键槽
倒角
去毛刺
热处理
正火
3
铣两端面
车两端工艺
4
搭子
外圆
5
钻主轴颈中 心孔
钻连杆轴颈
6
中心
孔
7
检验
粗车三个连
8
杆轴
颈
精车三个连
9
杆轴
颈
车工艺搭子
10
两端
面
C
11
粗车各处外 圆
总长为265mm 直径φ45mm
正对连杆中心 留余量2.6mm 留余量0.5mm
曲轴零件的加工工艺设计
夹具设计：根据曲轴零件的加工工艺要求，设计夹具的尺寸、形状和位置，确保夹具能 够稳定地夹持曲轴零件。 夹具调整：在加工过程中，根据曲轴零件的加工情况，适时调整夹具的位置和夹紧力， 确保加工精度。
夹具维护：定期对夹具进行检查和维护，确保夹具的精度和稳定性，提高加工效率和质量。
加工过程的检测与控制
检测方法：采用光学测量、超声波检测等方法 控制方式：采用数控机床、机器人等自动化设备进行加工 质量控制：对加工过程中的尺寸、形状、位置等进行严格控制 环境控制：保持加工环境的清洁、干燥、温度适宜，避免加工过程中的污染和变形
质量记录：记录加工过程中的质量数据，便于追溯和分析 问题
加工后的质量检测与评估方法
外观检查：观察曲轴零件的外观，检查是 否有缺陷、划痕等
尺寸测量：使用测量工具，测量曲轴零件 的尺寸，确保符合设计要求
性能测试：进行曲轴零件的性能测试，如 疲劳测试、耐磨性测试等
材料分析：对曲轴零件的材料进行分析， 如化学成分、力学性能等
要求
表面粗糙度： 保证曲轴零件 的表面粗糙度 符合设计要求
硬度要求：保 证曲轴零件的 硬度符合设计
要求
加工难点
曲轴零件形状复杂，加工难度大
曲轴零件精度要求高，加工过程中 需要精确控制
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
曲轴零件材料硬度高，加工过程中 容易产生裂纹和变形
曲轴零件表面粗糙度要求高，加工 过程中需要精细打磨
避免加工变形和损伤。
精加工工艺
粗加工： 使用车床、 铣床等设 备进行粗 加工，去 除大部分 材料
半精加工： 使用磨床、 铣床等设 备进行半 精加工， 进一步去 除材料， 提高精度
精加工： 使用磨床、 铣床等设 备进行精 加工，提 高精度和 表面质量
夹具维护：定期对夹具进行检查和维护，确保夹具的精度和稳定性，提高加工效率和质量。
加工过程的检测与控制
检测方法：采用光学测量、超声波检测等方法 控制方式：采用数控机床、机器人等自动化设备进行加工 质量控制：对加工过程中的尺寸、形状、位置等进行严格控制 环境控制：保持加工环境的清洁、干燥、温度适宜，避免加工过程中的污染和变形
质量记录：记录加工过程中的质量数据，便于追溯和分析 问题
加工后的质量检测与评估方法
外观检查：观察曲轴零件的外观，检查是 否有缺陷、划痕等
尺寸测量：使用测量工具，测量曲轴零件 的尺寸，确保符合设计要求
性能测试：进行曲轴零件的性能测试，如 疲劳测试、耐磨性测试等
材料分析：对曲轴零件的材料进行分析， 如化学成分、力学性能等
要求
表面粗糙度： 保证曲轴零件 的表面粗糙度 符合设计要求
硬度要求：保 证曲轴零件的 硬度符合设计
要求
加工难点
曲轴零件形状复杂，加工难度大
曲轴零件精度要求高，加工过程中 需要精确控制
添加标题
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添加标题
添加标题
曲轴零件材料硬度高，加工过程中 容易产生裂纹和变形
曲轴零件表面粗糙度要求高，加工 过程中需要精细打磨
避免加工变形和损伤。
精加工工艺
粗加工： 使用车床、 铣床等设 备进行粗 加工，去 除大部分 材料
半精加工： 使用磨床、 铣床等设 备进行半 精加工， 进一步去 除材料， 提高精度
精加工： 使用磨床、 铣床等设 备进行精 加工，提 高精度和 表面质量
轴类零件加工课件-PPT课件
2024/8/8
5
4)表面粗糙度 轴类零件的各加工表面均有表面粗糙度的 要求。一般说来,支承轴颈的表面粗糙度要求
为Ra0.63～0.16μm。配合轴颈的表面粗糙度 Ra2.5～0.63μm。
2024/8/8
6
CA6140型车床主轴简图
2024/8/8
7 2024/8/8
8
3.轴类零件的材料与毛坯
2024/8/8
2
轴的种类
2024/8/8
3
2.轴类零件的主要技术要求
1)尺寸精度 轴颈是轴类零件的重要表面,它的直径精度根 据使用要求通常为IT6～IT9,有时可达IT5。 2) 形状精度 轴颈的几何形状精度(圆度、圆柱度)应限制 在直径公差范围之内。对几何形状精度要求较高 时,则应在零件图上专门标注形状公差。
2024/8/8
32
(3)减小表面粗糙度值。因为每颗磨粒切削厚度变小,表 面切痕深度浅,表面粗糙度值小,作用在工件上的法向磨削力 也相应减小,所以又可提高加工精度。
但高速磨削对砂轮、机床均有一些特殊要求,应予充分 注意。
• 必须提高砂轮的强度,以免砂轮因离心力而破裂,按切 削速度规范选用砂轮。
• 砂轮主轴的轴承间隙要适当加大,冷态间隙为0.04～ 0.05mm,热态间隙为0.03mm左右。
2024/8/8
16
2.加工阶段的划分
由于轴是多阶梯（机床主轴还带通孔）的零件,切除大 量金属后,会引起残余应力重新分布而变形,故安排工序时, 一定要粗精分开,
(1)粗加工阶段: 目的:切除大部余量,提高生产率,留足够余量,及时发
现缺陷。
粗加工之后安排调质处理：提高综合机械性能，为后 续热处理做准备；去除内应力。
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4)表面粗糙度 轴类零件的各加工表面均有表面粗糙度的 要求。一般说来,支承轴颈的表面粗糙度要求
为Ra0.63～0.16μm。配合轴颈的表面粗糙度 Ra2.5～0.63μm。
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CA6140型车床主轴简图
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3.轴类零件的材料与毛坯
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轴的种类
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2.轴类零件的主要技术要求
1)尺寸精度 轴颈是轴类零件的重要表面,它的直径精度根 据使用要求通常为IT6～IT9,有时可达IT5。 2) 形状精度 轴颈的几何形状精度(圆度、圆柱度)应限制 在直径公差范围之内。对几何形状精度要求较高 时,则应在零件图上专门标注形状公差。
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(3)减小表面粗糙度值。因为每颗磨粒切削厚度变小,表 面切痕深度浅,表面粗糙度值小,作用在工件上的法向磨削力 也相应减小,所以又可提高加工精度。
但高速磨削对砂轮、机床均有一些特殊要求,应予充分 注意。
• 必须提高砂轮的强度,以免砂轮因离心力而破裂,按切 削速度规范选用砂轮。
• 砂轮主轴的轴承间隙要适当加大,冷态间隙为0.04～ 0.05mm,热态间隙为0.03mm左右。
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2.加工阶段的划分
由于轴是多阶梯（机床主轴还带通孔）的零件,切除大 量金属后,会引起残余应力重新分布而变形,故安排工序时, 一定要粗精分开,
(1)粗加工阶段: 目的:切除大部余量,提高生产率,留足够余量,及时发
现缺陷。
粗加工之后安排调质处理：提高综合机械性能，为后 续热处理做准备；去除内应力。
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在离心力的作用下，机油中较重的杂质和胶体物质一
起被甩到内孔外侧，检修时将附着在内孔外侧的杂质
清理干净就可。
（3）曲柄 用来连接主轴颈和连杆颈的。它的长度等于主轴颈到连杆颈中心间的距离，即曲柄半径R。曲柄 内有油管贯通主轴颈和连杆颈，因为主轴颈和连杆颈不在同一中心线上，他们之间有一个偏心距r，通过曲柄 连接撤一个整体，这样就构成了一个弯曲的轴——曲柄。
P90 粗磨第七主轴颈
双砂轮架外圆磨床
车1、2、3、4主 轴颈 铣基准面
粗车连杆颈
曲轴主轴颈车床
铣床 曲轴专机
精车连杆颈
数控车床
去应力退火
台车式电阻炉
P100 粗磨第2、3、5、6轴颈
双砂轮架外圆磨床PPT课件
钻油孔、倒角
不二越钻油孔10专 机
工序号 P110 P120 P130 P140
工序内容
在有可能产生变形的工序后面增加校直工序。
PPT课件
9
曲轴批量生产的加工工艺过程，加工过程中采用了先进工艺和专用机床，实现了机械加工、检验、 清洗等工序的自动化。
工序号 工序内容
工序设备
公司工序对比
工序设备
P10 铣端面，钻中心孔
钻铣组合机床
铣端面，钻中心 钻铣组合机床 孔
P20 粗车第四主轴颈
粗加工时由于切削余量大，切削力较大，可用中间托架增强刚性，减少变形和振动，同时机床 的夹具和刀具应具有较高的刚度。
加工时尽量使切削力相互抵消，可用前后刀架同时横向进给。
PPT课件
8
合理的安排工位次序以减少加工变形， 安先粗后精的原则安排加工工序，逐步提 高精度。 对于有图这种七个主轴颈的曲轴，加工主 轴颈的顺序为：4-7-1-6-2-5-3
2）静液压锥度郭莹莹配合连接 曲轴输出端为一光 滑圆锥体，带有孔的飞轮连接套压装在上面，两者靠一定的 过盈量紧密的连接在一起。
3)螺栓连接 在曲轴功率输出端有法兰盘，利用飞轮 将螺栓链接在上面。
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4
曲轴加工定位基准选择的基本原则： 曲轴加工的定位基准主要有径向基准、轴向基准，以及角向基准。 径向基准：一般选用两端主轴颈（两遍主轴颈中心线连线，两端面中心孔连线）； 轴向基准：曲轴为了防止轴向力作用而发生轴向窜动，采用止推结构，加工的轴向基准一般为止推面。 角向基准：粗加工连杆颈前，在连杆颈上取角向定位面或定位凸台作为角向定位基准。
PPT课件
6
曲轴加工路线编制原则：
先粗后精 ，先基准后其他，先面后孔，现主要表面后次要表面
粗基准加工
外圆粗加工 外圆精加工
其他表面加工 精基准加工
由于要加工主轴颈作为后续加工其他外圆的定位基准，因此，通常先加工主轴颈，后加工连杆颈 和其他外圆面。
PPT课件
7
由于曲轴的结构特点形状复杂，刚性很差，加工精度要求还很高，因此，在在确定曲轴加工工艺 路线时，还应该注意以下问题：
表面
淬火机
高频感应加热淬火另一部分 曲轴高频感应加热
轴颈表面
淬火机
P210 P220 P230 P240
校直曲轴 精磨第四主轴颈 颈磨第七主轴颈 车回油螺纹
工作原理： 曲轴是发动机中最典型、
最重要的零件之一，其功用是将活塞连杆传 递来的气体压力转变为转矩，作为动力而输 出做功，驱动器他工作机构，并带动内燃机 辅助装备工作。
PPT课件
2
曲轴的基本构成，如图所示：
（1）主轴颈
它是曲柄的支撑点，安装在机体主轴
承内，用螺栓固紧轴承端盖，曲轴便靠此点运转。
为了润滑，在主轴颈内转有与连杆颈相通的油道
轴颈表面有较高的加工精度与光洁度。为了提高
耐磨性，轴颈表面经过高频淬火和氮化处理。
（2）连杆轴颈 连杆轴颈用来安装连杆大头的。连
杆轴颈要求的加工精度和表面粗糙度也很高，与主轴
颈一样。连杆轴颈一半做成中空的，作为润滑路，也
可利用离心原理使基友进一步净化，如机油从主轴颈
曲柄进入连杆轴颈内，随同连杆轴颈一起告诉运转，
PPT课件
5
在加工连杆颈时，一般利用已加工的主轴颈定位， 安装专用偏心卡盘分度夹具中，时连杆颈的轴线 和转动轴线4重合。连杆颈之间的角度位置精度靠 夹具上的分度位置保证，加工是依次加工同一轴 。 线上的连杆轴颈和曲轴端面，工件2通过在夹具体 3上的分度板3和分度定位销5分度。
为进一步增加效率，还可采用专用的半自动曲轴车 窗和磨床，工件能在一次装夹下（仍以主轴颈定位） 加工连杆所有轴颈 。
圆弧凹进轴颈平面中，这样既可以使曲轴颈以较大的圆弧
半径与曲柄连接，又保证了曲轴有足够的承压面积。
（4）自由端（小头） 上面装有扭振减振器和密封装置等。 （5）功率输出自由端（法兰端） 上面装有从动装置连接结 构，用以输出功率。
常见得连接方式有三种形式。
1）键连接 飞轮简介套与曲轴之间用平键 或花键连接。
工序设备
在第一第十二曲轴铣定位面 曲轴定位面铣床
车六个连杆轴颈
曲轴连杆颈车床
清洗
清洗机
在第一第六连杆颈钻油孔 深孔组合机床
P150 P160 P170 P180 P190
P200
二、五连杆颈钻油孔
深孔组合机床
三、四连杆颈钻油孔
深孔组合机床
在主轴颈油孔口车倒角
交流两相电钻
去毛刺
风动砂轮机
高频感应加热淬火部分轴颈 曲轴高频感应加热
曲柄是曲轴受力最复杂而结构最薄弱的环节。 椭圆形曲柄是具有较高的弯曲扭曲刚度，材料利用率高。 半为径了越减大少，曲应轴力轴集颈中和现曲象柄越连小接，处但得是人过应渡力圆集角P中P增T，课大件提，高是曲轴柄颈的承强压度面，积连相接应处的均减采少用，过或渡使圆汽角油连机接轴，向过尺渡3寸圆增角大。
为了解决这一矛盾，出现了 内圆弧连接的形式，即将连
曲轴主轴颈车床
精车小头
数控车床
P30 校直第四主轴颈
油压机
曲轴流水号打印 气动标记机
P40 粗磨第四主轴颈
双砂轮架外圆磨床
精车五主等
数控车床
P50 车削其他主轴颈
曲轴主轴颈车床
P60 校直其他主轴颈摆差
油压机
P70 粗磨第一主轴颈及齿轮轴颈 双砂轮架外圆磨床
P80 精车其他轴颈、油封及法兰 曲轴车床
曲轴加工工艺设计
PPT课件
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曲轴实在发动机中一个高速旋转的长轴，
它将活塞的循环往复运动变为旋转运动，在 通过飞轮把扭矩传递给底盘的传动系，同时 还驱动配齐结构和其他辅助结构，所以其受 力条件非常复杂，不只是受周期性变化的气 体压力和往复惯性力的作用，其自身还有高 速旋转的离心力。其主要是由主轴颈、油封 轴颈、齿轮轴颈、皮带轮轴颈、曲柄臂轴颈。