曲轴加工工艺设计PPT
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曲轴加工工艺设计
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。
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
钻油孔、倒角
不二越钻油孔10专 机
Βιβλιοθήκη Baidu
工序号 P110 P120 P130 P140
工序内容
工序设备
在第一第十二曲轴铣定位面 曲轴定位面铣床
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。
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。
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。
为了减少曲轴轴颈和曲柄连接处得人应力集中，提高曲柄的强度，连接处均采用过渡圆角连接，过渡圆角 半径越大，应力集中现象越小，但是过渡圆角增大，是轴颈承压面积相应的减少，或使汽油机轴向尺3寸增大。
为了解决这一矛盾，出现了 内圆弧连接的形式，即将连 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。
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
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
曲柄进入连杆轴颈内，随同连杆轴颈一起告诉运转，
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。
轴颈表面
淬火机
P210 P220 P230 P240
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
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。
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
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。 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。
4
曲轴加工工艺
曲轴机械加工的定位基准
6
曲轴加工工艺分析
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。
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：
在有可能产生变形的工序后面增加校直工序。
9
曲轴加工的工艺过程
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
5
曲轴加工的装夹
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 。
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。
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
钻油孔、倒角
不二越钻油孔10专 机
Βιβλιοθήκη Baidu
工序号 P110 P120 P130 P140
工序内容
工序设备
在第一第十二曲轴铣定位面 曲轴定位面铣床
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。
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。
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。
为了减少曲轴轴颈和曲柄连接处得人应力集中，提高曲柄的强度，连接处均采用过渡圆角连接，过渡圆角 半径越大，应力集中现象越小，但是过渡圆角增大，是轴颈承压面积相应的减少，或使汽油机轴向尺3寸增大。
为了解决这一矛盾，出现了 内圆弧连接的形式，即将连 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。
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
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
曲柄进入连杆轴颈内，随同连杆轴颈一起告诉运转，
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。
轴颈表面
淬火机
P210 P220 P230 P240
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
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。
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
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。 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。
4
曲轴加工工艺
曲轴机械加工的定位基准
6
曲轴加工工艺分析
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。
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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：
在有可能产生变形的工序后面增加校直工序。
9
曲轴加工的工艺过程
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
5
曲轴加工的装夹
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 。