柴油机曲轴工艺过程及夹具设计

重庆大学网络教育学院

毕业设计（论文）

柴油机曲轴零件加工工艺及夹具设计

学生所在校外学习中心江苏张家港校处学习中心批次层次专业111 专升本机械设计制造及其自动化学号 w11107861

学生

指导教师

起止日期 2013.1.21--2013.4.14

摘要

曲轴是发动机上的一个重要的旋转机件，装上连杆后，可承接活塞的上下(往复)运动变成循环运动。曲轴主要有两个重要加工部位：主轴颈和连杆颈。主轴颈被安装在缸体上，连杆颈与连杆大头孔连接，连杆小头孔与汽缸活塞连接，是一个典型的曲柄滑块机构。发动机工作过程就是：活塞经过混合压缩气的燃爆，推动活塞做直线运动，并通过连杆将力传给曲轴，由曲轴将直线运动转变为旋转运动。而曲轴加工的好坏将直接影响着发动机整体性能的表现。曲轴的材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的，有两个重要部位：主轴颈，连杆颈。

这次毕业设计介绍柴油机曲轴加工工艺规程及相关夹具的设计，及曲轴的规程制定中遇到问题的分析，经济性分析，工时定额，切削用量的计算。同时还介绍曲轴加工中用到的两套夹具的设计过程。在工艺设计中，结合实际进行设计，对曲轴生产工艺进行了改进，优化了工艺过程和工艺装备，使曲轴的生产加工更经济、合理。

根据现阶段机械零件的制造工艺和技术水平，本着以制造技术的先进性，合理性，经济性进行零件的形状、尺寸、精度等级、表面粗糙度、材料等技术分析。并根据以上分析来选择合理的毛坯制造方法，设计工艺规程，夹具设计。

关键词：柴油机曲轴工艺夹具

目录

中文摘要…………………………………………………………………………………………I

1.引言 (1)

2.曲轴的生产纲领 (2)

3.零件的分析 (2)

3.1曲轴的用途及工作条件 (2)

3.2分析零件上的技术要求，确定要加工的表面 (3)

3.3加工表面的尺寸和形状精度 (4)

3.4尺寸和位置精度 (4)

3.5加工表面的粗糙度及其它方面的质量要求 (4)

3.6热处理要求 (4)

4.曲轴材料和毛坯的定 (4)

4.1确定毛坯的类型 (4)

4.2确定毛坯的生产方法 (4)

4.3确定毛坯的加工余量 (4)

5.曲轴的工艺过程设计 (5)

5.1粗、精加工的定位基准 (5)

5.1.1粗加工 (5)

5.1.2粗加工 (5)

5.2工件表面加工方法的选择 (5)

5.3曲轴机械加工的基本路线 (5)

5.4加工余量及毛坯尺寸 (6)

5.5工序设计 (6)

5.5.1加工设备与工艺装备的选择 (8)

5.5.2机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 (9)

5.6确定工时定额 (11)

5.7机械加工工艺规程卡片和机械加工工序卡片 (12)

5.7.1机械加工工艺过程卡片 (12)

5.7.2机械加工工序卡片 (12)

6.柴油机曲轴加工键槽夹具设计 (13)

6.1.1夹具类型的分析 (13)

6.1.2工装夹具定位方案的确定 (13)

6.1.3工件夹紧形式的确定 (13)

6.1.4对刀装置 (13)

6.1.5分度装置的确定以及补补助装置 (14)

6.1.6夹具定位夹紧方案的分析论证 (14)

6.1.7夹具结构类型的设计 (15)

6.2夹具总图设计 (16)

6.4绘制夹具零件图 (16)

7.结论 (17)

8.参考文献 (18)

1.引言

曲轴是内燃机中的重要零件之一，是承受冲击载荷传递动力的关键零件，在内燃机五大件（机体、缸盖、曲轴、连杆、凸轮轴）中是最难以保证加工质量的零件。由于曲轴工况条件恶劣，因此对曲轴的材质、毛坯加工技术、精度、表面粗糙度、热处理和表面强化、动平衡等要求都十分严格。若其中任何一个环节没有保证质量，即可严重影响曲轴的寿命和整机的可靠性，因此包括中国在内的世界各国对曲轴的加工都十分重视，都在不断的改进曲轴加工工艺，最大可能的提高曲轴寿命。

曲轴质量（指轻重）约占内燃机质量的10%，成本约占整机的10%～12%，其材质大体分两类：一类是锻钢，一类是球墨铸铁。由于采用铸造方法可获得较为理想的结构形状，从而减轻质量，且机加工余量随铸造工艺水平的提高而减小，目前国外球铁铸造曲轴的单边加工余量可达2～3mm。另外球墨铸铁的切削性能良好，并且和钢质曲轴一样可以进行各种热处理和表面强化处理来提高曲轴的抗疲劳强度、硬度和耐磨性。而且球铁中的内摩擦所耗功比钢大，减小了工作时的扭转振动的振幅和应力，应力集中也没有刚质曲轴敏感。所以球墨铸铁曲轴在国内外得到了广泛的应用。统计资料表明，车用发动机曲轴采用球铁材质的比例为：美国85%，日本40%，俄罗斯、比利时、荷兰和德国也已大批量生产。国内采用球铁曲轴的趋势则更加明显，中小型功率柴油机曲轴85%以上用球铁。

近年来随着行业的不断发展，通过引进技术消化吸收和自行开发总体水平有了较大的提高。但是我们也应该看到，我国内燃机曲轴生产技术距世界先进水平仍相差很远，甚至于还满足不了我国内燃机工业技术发展的要求。国内曲轴专业生产厂家虽然不是很多，但存在整体规模小、专业化程度低、企业设备陈旧、产品设计和工艺落后、性能寿命和可靠性差、品种杂乱和“三化”程度低等差距，它是影响整机适应国内及国际市场能力的重要因素。随着我国加入WTO，内燃机零部件行业将面临更加激烈的市场竞争，也将迎来新的发展与机遇。我们只有充分了解国内外内燃机曲轴制造技术现状及发展趋势，及时的改进和提高曲轴制造技术水平，生产出具有世界一流水平的内燃机曲轴，才能以实力参与市场竞争。