曲轴工艺基础知识(1)
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曲轴工艺基础知识(1)
2020/8/14
工艺规程
●制订工艺规程的原则 在一定的生产条件下，以最少的劳动消耗和最低的费用，按计划规 定的速度，可靠地加工出符合图纸和技术要求的零件。 注意几个问题：1.技术上的先进性 2.经济上的合理性 3.有良好 的劳动条件
●制订工艺规程的步骤 分析零件图和产品装配图 确定毛坯 拟订工艺路线 确定各工序尺寸及公差 确定各工序的设备、工装 确定切削用量和工时定额 确定各主要工序的技术要求和检验方法 编制工艺文件
曲轴产品图（简易）
康明斯曲轴主要尺寸
序号 1 2 3 4 5
尺寸项目
主轴颈直径 连杆颈直径 曲柄半径 主轴颈开档 止推面开档
6
连杆颈开档
7
总长
8
总重
9
最大回转半径
10
主轴颈圆角
11
连杆颈圆角
12
轴向公差
13
缸心距
14
圆度
15
跳动
16
不平衡量
6C
Φ98±0.013 Φ76±0.013 R67.5±0.076 43±0.076 JOU4 43 +0.076/-0.02 46±0.05 967.44 84Kg左右 R112 R4.2±0.2 R4.0±0.2 ±0.25 137 0.0064 0.15 36g.cm
曲轴的粗加工
一.传统车削缺点： 1.由于曲轴毛坯的加工余量比较大，在车削曲柄端面时是一种断续切削
，高速切削时冲击力特别大，且曲轴的刚性差，易引起振动 2.曲轴车削时，常采用大宽度的成型车刀多刀切入的方法，这种方法解
决了生产率低的问题，但在切削时使工件承受很大的切削力，容易 产生变形而影响加工精度 3.在车削6缸机曲轴时，常采用中间传动的方式，使得工件装卸不方便 ，加工各档轴颈刀架及刀具位置需要分别调整，因此更换品种时， 重新调整工作量大 二.曲轴的铣削 为克服传统车削的缺点而开发出曲轴的铣削设备，分为外铣和内铣。 主要特点：1.设备刚性好，能很好地适应断续切削，生产效率高
表面淬火及回火—精加工 球铁曲轴的常规工艺路线是：铸造—正火—回火—粗加工—
表面淬火及回火—精加工 球铁曲轴的冷加工性比钢好，且成本只有钢曲轴的1/3 ●曲轴毛坯的机加工 铣端面、打质量中心孔
6C曲轴毛坯图（简易）
康明斯曲轴材料
1.化学成分 钢号：48MnV C：0.45-0.51% Mn：0.9-1.2% Si：0.17-0.37% V：0.05-0.10% P：≤0.035% S：0.01-0.035% Cu：≤0.2%
曲轴的功用
曲轴承受连杆传来的力，并由此造成绕其本 身轴线的力矩——扭矩，然后通过飞轮驱动汽车 传动系，同时还驱动配气机构和其他辅助装置。
曲轴是发动机的心脏，在工作中受到周期性 不断变化的燃气冲击力、往复运动质量的惯性力 、旋转质量的离心惯性力等复杂的交变载荷，产 生扭转、横向与纵向振动，承受拉、压、弯和磨 损，所以对曲轴的要求是：有足够的强度、刚度 、韧性和耐磨性且润滑良好。
2.能对加工部位进行精度补偿 3.产生的铁屑较细小 4.刀具费用较高，需要配套设备，投资大 5.有一定的柔性，刀具调整较方便、迅速
曲轴的强化工艺
曲轴失效的主要形式是断裂和轴颈磨损。曲轴断裂的主要原 因是曲轴的结构及其所受的载荷，使其应力分布不平衡，在主轴 颈、连杆颈与曲拐相连的过渡圆角处产生比名义应力高出数倍的 集中应力峰值。而过渡圆角处的最大弯曲应力占80%，扭转应力 仅占20%。曲轴圆角处是曲轴疲劳破坏的潜在根源之一，而且断 裂一般又发生在连杆轴颈过渡圆角与主轴颈过渡圆角的对角线上 。为此，提高疲劳强度和耐磨性、提高曲轴的寿命，需要对其进 行表面强化处理。
6B
Φ83±0.013 Φ69±0.013 R60±0.076 37.5±0.076 JOU6 37.5 +0 .076/-0.02 39±0.05 857 57Kg R102 R4.2±0.2 R4.0±0.2 ±0.25 120 0.0064 0.15 74 g.cm
曲轴的材料
●对曲轴材料的要求： ①优良的综合机械性能，有高的强度和韧性 ②高的抗疲劳能力，防止疲劳断裂，提高寿命 ③良好的耐磨性 ●曲轴毛坯的种类 对整体曲轴来说，毛坯主要是锻钢和球铁 锻钢曲轴的常规工艺路线是：下料—锻造—正火—粗加工—
硬度ຫໍສະໝຸດ BaiduHB207-269
6C曲轴主要工艺流程
粗精车曲轴小端轴颈及粗车第4轴颈粗精车法兰 及精车第4轴颈打标记 内铣2、3、5、6、7主 轴颈，内铣全部连杆颈加工No.1工艺孔钻主 轴颈直油孔、连杆颈斜油孔油孔倒角中间清 洗圆角及轴颈淬火（主轴颈和连杆颈）回火 并热校喷丸中心孔修正及两端螺孔、平衡块 螺孔、定位孔、工艺孔加工半精磨所有主轴颈 、磨后油封轴颈及法兰端面精车止推面及倒角 精磨所有主轴颈精磨6个连杆颈精磨齿轮、 前油封、皮带轮轴颈及端面抛光油孔口加工 正时销孔动平衡返修工序抛光清洗曲轴 油孔最终清洗探伤终检防锈包装
6B曲轴主要工艺流程
粗车第4轴颈粗磨第4轴颈粗车平衡块主轴颈侧面粗车 其余主轴颈及两端头精车第1、3、4、6主轴颈及小头 轴颈精车2、5、7主轴颈、法兰外圆及端面打标记 铣角向定位块铣NO1、6连杆颈平衡块侧面车削NO1、 6连杆颈铣NO3、4连杆颈平衡块侧面车削NO3、4连杆 颈车削NO2、5连杆颈加工No.1工艺孔钻主轴颈直 油孔、连杆颈斜油孔油孔倒角中间清洗圆角及轴 颈淬火（主轴颈和连杆颈）回火并热校喷丸中心 孔修正在法兰端钻铰NO2工艺孔半精磨NO1、7主轴颈 精车止推面及倒角精磨6个连杆颈精磨NO6主轴颈 精磨NO2、4、7主轴颈精磨NO3、5主轴颈精磨NO1 主轴颈、齿轮、前油封及端面精磨后油封轴颈精车 法兰端面精车皮带轮轴颈两端孔系的加工抛光油 孔口加工正时销孔动平衡返修工序抛光清洗曲 轴油孔最终清洗探伤终检防锈包装
曲轴的表面强化方法主要有：圆角滚压、高频淬火、渗碳处 理、离子氮化等方法。 曲轴高频淬火的特点： 1.对曲轴材料有广泛的适应性，可用于球铁、钢件。 2.硬化层较深。 3.强度提高比例较大。
曲轴两端孔系的加工
一、曲轴中心孔的修理 随着发动机朝着柴油化、大马力的方向发展，作为发动
机的心脏，曲轴的品种越来越大型化、重型化，而且精度要 求也越来越高。
2020/8/14
工艺规程
●制订工艺规程的原则 在一定的生产条件下，以最少的劳动消耗和最低的费用，按计划规 定的速度，可靠地加工出符合图纸和技术要求的零件。 注意几个问题：1.技术上的先进性 2.经济上的合理性 3.有良好 的劳动条件
●制订工艺规程的步骤 分析零件图和产品装配图 确定毛坯 拟订工艺路线 确定各工序尺寸及公差 确定各工序的设备、工装 确定切削用量和工时定额 确定各主要工序的技术要求和检验方法 编制工艺文件
曲轴产品图（简易）
康明斯曲轴主要尺寸
序号 1 2 3 4 5
尺寸项目
主轴颈直径 连杆颈直径 曲柄半径 主轴颈开档 止推面开档
6
连杆颈开档
7
总长
8
总重
9
最大回转半径
10
主轴颈圆角
11
连杆颈圆角
12
轴向公差
13
缸心距
14
圆度
15
跳动
16
不平衡量
6C
Φ98±0.013 Φ76±0.013 R67.5±0.076 43±0.076 JOU4 43 +0.076/-0.02 46±0.05 967.44 84Kg左右 R112 R4.2±0.2 R4.0±0.2 ±0.25 137 0.0064 0.15 36g.cm
曲轴的粗加工
一.传统车削缺点： 1.由于曲轴毛坯的加工余量比较大，在车削曲柄端面时是一种断续切削
，高速切削时冲击力特别大，且曲轴的刚性差，易引起振动 2.曲轴车削时，常采用大宽度的成型车刀多刀切入的方法，这种方法解
决了生产率低的问题，但在切削时使工件承受很大的切削力，容易 产生变形而影响加工精度 3.在车削6缸机曲轴时，常采用中间传动的方式，使得工件装卸不方便 ，加工各档轴颈刀架及刀具位置需要分别调整，因此更换品种时， 重新调整工作量大 二.曲轴的铣削 为克服传统车削的缺点而开发出曲轴的铣削设备，分为外铣和内铣。 主要特点：1.设备刚性好，能很好地适应断续切削，生产效率高
表面淬火及回火—精加工 球铁曲轴的常规工艺路线是：铸造—正火—回火—粗加工—
表面淬火及回火—精加工 球铁曲轴的冷加工性比钢好，且成本只有钢曲轴的1/3 ●曲轴毛坯的机加工 铣端面、打质量中心孔
6C曲轴毛坯图（简易）
康明斯曲轴材料
1.化学成分 钢号：48MnV C：0.45-0.51% Mn：0.9-1.2% Si：0.17-0.37% V：0.05-0.10% P：≤0.035% S：0.01-0.035% Cu：≤0.2%
曲轴的功用
曲轴承受连杆传来的力，并由此造成绕其本 身轴线的力矩——扭矩，然后通过飞轮驱动汽车 传动系，同时还驱动配气机构和其他辅助装置。
曲轴是发动机的心脏，在工作中受到周期性 不断变化的燃气冲击力、往复运动质量的惯性力 、旋转质量的离心惯性力等复杂的交变载荷，产 生扭转、横向与纵向振动，承受拉、压、弯和磨 损，所以对曲轴的要求是：有足够的强度、刚度 、韧性和耐磨性且润滑良好。
2.能对加工部位进行精度补偿 3.产生的铁屑较细小 4.刀具费用较高，需要配套设备，投资大 5.有一定的柔性，刀具调整较方便、迅速
曲轴的强化工艺
曲轴失效的主要形式是断裂和轴颈磨损。曲轴断裂的主要原 因是曲轴的结构及其所受的载荷，使其应力分布不平衡，在主轴 颈、连杆颈与曲拐相连的过渡圆角处产生比名义应力高出数倍的 集中应力峰值。而过渡圆角处的最大弯曲应力占80%，扭转应力 仅占20%。曲轴圆角处是曲轴疲劳破坏的潜在根源之一，而且断 裂一般又发生在连杆轴颈过渡圆角与主轴颈过渡圆角的对角线上 。为此，提高疲劳强度和耐磨性、提高曲轴的寿命，需要对其进 行表面强化处理。
6B
Φ83±0.013 Φ69±0.013 R60±0.076 37.5±0.076 JOU6 37.5 +0 .076/-0.02 39±0.05 857 57Kg R102 R4.2±0.2 R4.0±0.2 ±0.25 120 0.0064 0.15 74 g.cm
曲轴的材料
●对曲轴材料的要求： ①优良的综合机械性能，有高的强度和韧性 ②高的抗疲劳能力，防止疲劳断裂，提高寿命 ③良好的耐磨性 ●曲轴毛坯的种类 对整体曲轴来说，毛坯主要是锻钢和球铁 锻钢曲轴的常规工艺路线是：下料—锻造—正火—粗加工—
硬度ຫໍສະໝຸດ BaiduHB207-269
6C曲轴主要工艺流程
粗精车曲轴小端轴颈及粗车第4轴颈粗精车法兰 及精车第4轴颈打标记 内铣2、3、5、6、7主 轴颈，内铣全部连杆颈加工No.1工艺孔钻主 轴颈直油孔、连杆颈斜油孔油孔倒角中间清 洗圆角及轴颈淬火（主轴颈和连杆颈）回火 并热校喷丸中心孔修正及两端螺孔、平衡块 螺孔、定位孔、工艺孔加工半精磨所有主轴颈 、磨后油封轴颈及法兰端面精车止推面及倒角 精磨所有主轴颈精磨6个连杆颈精磨齿轮、 前油封、皮带轮轴颈及端面抛光油孔口加工 正时销孔动平衡返修工序抛光清洗曲轴 油孔最终清洗探伤终检防锈包装
6B曲轴主要工艺流程
粗车第4轴颈粗磨第4轴颈粗车平衡块主轴颈侧面粗车 其余主轴颈及两端头精车第1、3、4、6主轴颈及小头 轴颈精车2、5、7主轴颈、法兰外圆及端面打标记 铣角向定位块铣NO1、6连杆颈平衡块侧面车削NO1、 6连杆颈铣NO3、4连杆颈平衡块侧面车削NO3、4连杆 颈车削NO2、5连杆颈加工No.1工艺孔钻主轴颈直 油孔、连杆颈斜油孔油孔倒角中间清洗圆角及轴 颈淬火（主轴颈和连杆颈）回火并热校喷丸中心 孔修正在法兰端钻铰NO2工艺孔半精磨NO1、7主轴颈 精车止推面及倒角精磨6个连杆颈精磨NO6主轴颈 精磨NO2、4、7主轴颈精磨NO3、5主轴颈精磨NO1 主轴颈、齿轮、前油封及端面精磨后油封轴颈精车 法兰端面精车皮带轮轴颈两端孔系的加工抛光油 孔口加工正时销孔动平衡返修工序抛光清洗曲 轴油孔最终清洗探伤终检防锈包装
曲轴的表面强化方法主要有：圆角滚压、高频淬火、渗碳处 理、离子氮化等方法。 曲轴高频淬火的特点： 1.对曲轴材料有广泛的适应性，可用于球铁、钢件。 2.硬化层较深。 3.强度提高比例较大。
曲轴两端孔系的加工
一、曲轴中心孔的修理 随着发动机朝着柴油化、大马力的方向发展，作为发动
机的心脏，曲轴的品种越来越大型化、重型化，而且精度要 求也越来越高。