曲轴的车削方法

曲轴的车削方法

一、技术要求与工艺分析（图1）

图1

1、主要技术要求：

2、工艺分析：

在机器中由回转运动转变为往复运动，往往是由偏心机构或曲轴来完成的；偏心工件和曲轴一般都在车床上加工。

偏心工件、曲轴与外圆车削有很多共同点，但是偏心工件和曲轴又有它的特殊点，这就是工件的外圆和外圆之间的轴线平行而不相重合。工件的外圆轴线平行，这一现象即称为“偏心”，这两处轴线之间的距离称为“偏心距”。

车偏心和车其它工件一样，加工方法不是一成不变的，而是按照工件的不同数量，形状和精度要求相应地采用不同的方法。

首先要考虑零件的形状、尺寸精度和公差要求，选择合适的加工工艺。因此，事前的工艺分析一定要准确，当然可靠的加工方法和步骤也是至关重要的。

（1）偏心工件的形状全靠车削加工出来，因此，应慎重考虑，必须选择好加工工艺与加工步骤。（2）偏心工件可采用两顶尖装夹车削的方法。为了保证偏心外圆与轴心线的平行度和其它相关精度要求，车削偏心部分时，车刀必须要有足够的强度。要注意：硬质合金车刀在车削时易被碰坏，车偏心工件时顶尖受力不均匀，前顶尖容易损坏或移位的现象。因此，必须要经常检查。（3）在用两顶尖顶车偏心工件前，首先用三爪自动定心卡盘夹住工件一端外圆，车削工件另一端的平面后钻中心孔，一夹一顶装夹车削外圆至尺寸要求，长度尽可能车得长些。调头再用三爪自动定心卡盘夹住已加工外圆，定好工件的总长，平端面、钻中心孔，工件两端面的表面粗糙度应达到要求。

二、加工难点及解决方法：

1、偏心工件中心孔的加工质量对工件的加工精度影响很大，偏心工件两端各对中心孔的位置要求一一对应，如果两端中心孔不在同一直线上，造成轴线歪斜，或中心孔表面加工不圆整、不光滑；都会严重引起曲轴工件加工后的形状误差和位置误差。所以，精度要求较高的偏心工件，中心孔一般都应在精度较高的坐标镗床上加工。

2、在两顶尖上装夹偏心工件，由于工件外圆上的受力点分布不均匀，会使装夹不牢固，开车后或切削加工中将产生较大的离心力和冲击振动，会使工件出现不圆度和工件外圆切削振动等，甚至会发生严重事故。

3、加工较长的曲轴工件时，最突出的矛盾是工件刚性差，回转不平衡，容易变形，加工较困难；曲轴加工后用支撑螺钉支撑的方法可增加工件刚性，减少变形和振动；但一定要注意顶尖和支撑螺钉不能顶得过紧，过紧会使工件弯曲变形；若支撑螺钉顶得太松则起不到支承作用，加工中螺钉容易飞出来发生事故。

4、偏心工件装夹后，原中心线已偏移一定距离，为了防止打坏车刀产生事故，进刀切削时应先从工件最高点开始。

5、检查偏心距e时，工件应在顶在两顶尖间打百分表测量。（百分表上的最大读数-最小读数=2e），如果百分表量程不够，可加块规或在高度游标尺上安装百分表和测量。

6、车削偏心工件，切削速度不宜选得过高，车刀前角与后角不宜磨得过大。

7、车偏心工件时顶尖受力不均匀，前顶尖容易损坏或移位。因此必须经常检查并保证两顶尖处在有摩擦力又有间隙的状况。

8、注意调整车床主轴的间隙，特别是当车床精度较差时，更显得重要。

三、本例题加工方法与步骤

图2

2、在轴的两端面上涂色，把工件放在V形架上进行划线，用划针盘(或游标高度尺)先在端面和外圆上划一条与工件中心线等高水平线。（图3）

图3

把工件转动90°，用90°角尺对齐已划好的中心线，在端面上和外圆Φ60mm上划出垂直中心线，在两端划出一条偏心距为13±0.1mm的中心线，再在两端划出另一条偏心距13±0.1mm的中心线，见(图4)、（图5）。在4个偏心中心精确钻出4个3mm的中心孔。

图4 图5

3、用平行夹夹住Φ60 0 -0.1 mm的外圆，在两曲轴中心顶尖间装夹，粗、精车曲轴部外圆尺寸Φ28-0.010 -0.035 mm×40mm，及Φ20 -0.010 -0.018mm×30 +0.1 0mm。

注意末注圆角R1的加工。（图6）

图6

4、用平行夹夹住Φ60 0 -0.1 mm的外圆，在两支承轴颈中心顶尖孔间装夹工件，并在已加工曲轴中间凹槽装上支撑螺钉来增加曲轴刚性；使用支撑螺钉时，要保证螺钉有足够的支撑力，防止螺钉甩出。更要注意：防止支撑力过大，使曲轴变形。粗车Φ30mm×74mm，控制中间壁厚8 mm和倒角45°及长度。(图7)

图7

5、调头：用平行夹夹住Φ30mm的外圆，在两支承轴颈中心顶尖间装夹工件，粗、精车Φ25 0 -0.05 mm×29mm和Φ20mm-0.010 -0.018×25mm至尺寸要求并倒角1×45°,控制中间壁厚尺寸8mm和倒角45°及长度。(图8)

图8

6、调头：用平行夹夹住Φ20 mm的外圆，在两支承轴颈中心顶尖间装夹工件，粗、精车Φ28 0 -0.05 mm×75mm和Φ20mm-0.010 -0.018×71mm及锥度1:5至尺寸要求，控制中间壁厚尺寸8mm及倒角1×45°。(图9)

图9

至此，加工工序已基本结束，倒棱去毛刺后送检。

四、检查方法

1、采用两顶尖的方法(见图10)，把百分表安装在刀架上，百分表的触头指在已精车Φ60±0.1的外圆上，将曲轴作上下少量的转动，在最高点处百分表置零，再将百分表触头指在Φ60±0.1的外圆最低处，将曲轴作少量的转动，在最低处读数，最高数-最低数=实际偏心距。用同样方法分别在两处取实际偏心值，两数值的平均值即为工件的偏心距。但这个方法只适应偏心距小于百分表可测范围的情况下，对偏心距较大的(如本例偏心距为26)应采用下述方法。

图10

2、仍采用两顶尖的方法(见图11)，把百分表安装在高度游标尺上，高度游标尺放在已卸去刀架的小滑板上，百分表的触头指在已精车Φ60±0.1的外圆上，利用高度游标尺作整读数，百分表作微读数，在最高处和最低处的读数相减，求出其偏心距。也可用块规求出偏心距，其余按上述方法即可。

图11

3、平行度的测量(如图12)，把工件两端轴颈妥放在专用检验工具上，再在垂直和水平4个不同位置检查曲轴轴线对两端轴颈轴线的平行度，其平均误差应小于图纸规定的公差0.05mm。

图12

车削时，先把工件车到需要的直径和长度，并把两个端面车平。然后在三爪卡盘的一个或两个卡爪上垫上适当形状和厚度的垫片，就可以车削偏心部分了。垫片的形状和厚度，可以根据偏心距的大小不同来选择。由于垫片的形状不同，所以垫片厚度尺寸的计算方法也有所不同。1、方形垫片厚度的计算

车削偏心距较小（e ≤5～6mm）的偏心工件，可以用方形垫片如图13。

图13

其垫片厚度可用下面近似公式计算：

X = 1.5e(1－)

式中：X―垫片厚度（mm）

e―偏心工件的偏心距（mm）

d―偏心工件卡爪夹住部分的直径（mm）。

图中所示偏心工件卡爪夹住部分的直径为60mm，偏心距为4mm，其垫片厚度为：

X = 1.5×4( 1－) = 6×0.9917 = 5.95(mm)

2、扇形垫片厚度的计算

在车削偏心距较大（e>6mm）的工件时，可以应用扇形垫片如图14。

图14

扇形垫片的厚度可用下面的近似的公式计算：

X = 1.5e( 1 + )

如一偏心工件直径为36mm，偏心距为10mm，其扇形垫片厚度为：

X = 1.5 × 10 × (1 + ) = 16.14(mm)

3、垫片厚度的修正

由于通过计算得出的垫片厚度只是个近似值，而三爪卡盘卡爪精度、垫片材料的硬度和强度等因素也影响着偏心距；而且在实际操作中，使用按计算厚度的垫片加工偏心零件，往往大于所需要的偏心距，这就需要用试验的方法修正垫片厚度。一般是根据计算的垫片厚度先车削一个偏心工件，接着检验这个工件的偏心距，测出偏心误差值并适当修正垫片厚度，直到加工出偏心距合格的零件为止。

典型铸铁件铸造工艺设计与实例

典型铸铁件铸造工艺设计与实例叙述铸造生产中典型铸铁件——气缸类铸件、圆筒形铸件、环形铸件、球墨铸铁曲轴、盖类铸件、箱体及壳体类铸件、阀体及管件、轮形铸件、锅形铸件及平板类铸件的铸造实践。内容涉及材质选用、铸造工艺过程的主要设计、常见主要铸造缺陷及对策等。 第1章气缸类铸件 1.1 低速柴油机气缸体 1.1.1 一般结构及铸造工艺性分析1.1.2 主要技术要求 1.1.3 铸造工艺过程的主要设计1.1.4 常见主要铸造缺陷及对策1.1.5 铸造缺陷的修复 1.2 中速柴油机气缸体 1.2.1 一般结构及铸造工艺性分析1.2.2 主要技术要求 1.2.3 铸造工艺过程的主要设计1.3 空气压缩机气缸体 1.3.1 主要技术要求 1.3.2 铸造工艺过程的主要设计第2章圆筒形铸件 2.1 气缸套 2.1.1 一般结构及铸造工艺性分析2.1.2 工作条件 2.1.3 主要技术要求 2.1.4 铸造工艺过程的主要设计2.1.5 常见主要铸造缺陷及对策2.1.6 大型气缸套的低压铸造2.1.7 气缸套的离心铸造 2.2 冷却水套 2.2.1 一般结构及铸造工艺性分析2.2.2 主要技术要求 2.2.3 铸造工艺过程的主要设计2.2.4 常见主要铸造缺陷及对策2.3 烘缸 2.3.1 结构特点 2.3.2 主要技术要求 2.3.3 铸造工艺过程的主要设计2.4 活塞 2.4.1 结构特点 2.4.2 主要技术要求 2.4.3 铸造工艺过程的主要设计2.4.4 砂衬金属型铸造 第3章环形铸件 3.1 活塞环3.1.1 概述 3.1.2 材质 3.1.3 铸造工艺过程的主要设计 3.2 L形环 3.2.1 L形环的单体铸造 3.2.2 L形环的筒形铸造 第4章球墨铸铁曲轴 4.1 主要结构特点 4.1.1 曲臂与轴颈的连接结构 4.1.2 组合式曲轴 4.2 主要技术要求 4.2.1 材质 4.2.2 铸造缺陷 4.2.3 质量检验 4.2.4 热处理 4.3 铸造工艺过程的主要设计 4.3.1 浇注位置 4.3.2 模样 4.3.3 型砂及造型 4.3.4 浇冒口系统 4.3.5 冷却速度 4.3.6 熔炼、球化处理及浇注 4.4 热处理 4.4.1 退火处理 4.4.2 正火、回火处理 4.4.3 调质（淬火与回火）处理 4.4.4 等温淬火 4.5 常见主要铸造缺陷及对策 4.5.1 球化不良及球化衰退 4.5.2 缩孔及缩松 4.5.3 夹渣 4.5.4 石墨漂浮 4.5.5 皮下气孔 4.6 大型球墨铸铁曲轴的低压铸造 第5章盖类铸件 5.1 柴油机气缸盖 5.1.1 一般结构及铸造工艺性分析 5.1.2 主要技术要求 5.1.3 铸造工艺过程的主要设计 5.2 空气压缩机气缸盖 5.2.1 一般结构及铸造工艺性分析 5.2.2 主要技术要求 5.2.3 铸造工艺过程的主要设计 5.3 其他形式气缸盖 5.3.1 一般结构 5.3.2 主要技术要求 5.3.3 铸造工艺过程的主要设计 第6章箱体及壳体类铸件 6.1 大型链轮箱体 6.2 增压器进气涡壳体 6.3 排气阀壳体 6.4 球墨铸铁机端壳体 6.5 球墨铸铁水泵壳体 6.6 球墨铸铁分配器壳体 第7章阀体及管件 7.1 灰铸铁大型阀体 7.2 灰铸铁大型阀盖 7.3 球墨铸铁阀体 7.4 管件 7.5 球墨铸铁螺纹管件 7.6 球墨铸铁管卡箍 7.6.1 主要技术要求 7.6.2 铸造工艺过程的主要设计 7.6.3 常见主要铸造缺陷及对策 第8章轮形铸件 8.1 飞轮 8.2 调频轮 8.3 中小型轮形铸件 8.4 球墨铸铁轮盘 第9章锅形铸件 9.1 大型碱锅 9.2 中小型锅形铸件 第10章平板类铸件 10.1 大型龙门铣床落地工作台 10.2 大型立式车床工作台 10.3 大型床身中段 10.4 大型底座 中国机械工业出版社精装16开定价：299元

曲轴的加工工艺

论曲轴的加工工艺 曲轴是发动机及气缸式压缩机上的一个重 要的旋转机件，装上连杆后，可承接活寒的上下(往复)运动变成循环运动。曲 轴的材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的，有几个重要部位：主轴颈、 连杆颈、曲柄等。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。 1确定曲轴的加工工艺法方案 1.1曲轴作为一个重要的旋转机件，其加工方法仍冇一般轴的加工 规律，如铣两端面，钻中心孔，车、磨及抛光，但是曲轴也是有它的特点，它由主轴颈，连杆轴颈与连杆轴颈之间的连接板组成，其结构细长、曲拐多、刚性差，因而安排曲轴加工工艺应采取相应的工艺措施。 1.2在曲轴的机械加工中，采用新技术和提高自动化程度都不 断取得进展。国内以往的曲轴生产线多数由普通机床和专用机床组成，生产效率和自动化程度相对较低。粗加工 设备一般采用多刀车床车削曲轴主轴颈及连杆轴颈，工质质量 稳定性差，容易产生较大的加工应力，难以达到合理的加工余量。精加工 普遍采用 MQ8260等普通曲轴磨床进行粗磨、半精磨、精磨、抛光，通常靠人 工操作,加工质量不稳，尺寸一致性差。现在加工曲轴粗加工 比较流行的工艺是：主轴颈采用车拉工艺和高速外铣,连杆颈采用高速外铣，而且倾向于高速随动外铣，全部采用干式切削。在对连杆颈进行随动磨削时， 曲轴以主轴颈为轴线进行旋转，并在一次装夹下磨削所有连杆颈。 在磨削过程中，磨头实现往复摆动进给，跟踪着偏心回转的连杆颈进行磨削加工。 2 确定曲轴的加工工艺过程 2.1 曲轴的结构及其特点。 曲轴一般由主轴颈，连杆轴颈、曲柄、平衡块、前端和后端等组成。一个 主轴颈、一个连杆轴颈和一个曲柄组成了一个曲拐，曲轴的曲拐数目等于气缸数(直列式)。 主轴颈是曲轴的支承部分，通过主轴承支承在曲轴箱的主轴承座中。主轴 承的数目不仅与气缸数目有关，还取决于曲轴的支承方式。 连杆轴颈是曲轴与连杆的连接部分，在连接处用圆 弧过渡，以减少应力集中。 曲柄是主轴颈和连杆轴颈的连接部分，断面为椭圆形，为了平衡惯性力， 曲柄处铸有(或紧固有)平衡重块。平衡里块用来平衡发动机不平衡的离心力矩，有时还用来平衡一部分往复惯性力，从而使曲轴旋转平稳。 2.2曲轴的主要技术要求分析。1)主轴颈、连杆轴颈本身的精度，即尺寸公关等级IT6,表面粗糙度Ra值为1.25~0.63μ m。轴颈长度公差等级为IT9~IT10。轴颈的形状公差，如圆度、圆

机械加工工艺过程

机械加工工艺过程第一节基本概念 第二节工件的安装与基准 第三节工艺过程的制定 第四节机械加工工艺过程制定实例

§6.1 基本概念 一、工艺过程 生产过程中直接改变原材料的性能、尺寸和形状、使之变为成品的过程称为工艺过程 工艺过程由一系列工序、安装、工位、工步和进给等组成。 二、生产过程 在机械制造中，从原材料到成品之间各个相互关联的劳动过程的总和，称为生产过程． 生产过程实际上是由原材料到成品之间各个相互关联的劳动过程的总和。 三、生产纲领和生产类型 1、生产纲领 工厂或产品的生产纲领是指包括备品和废品在的该产品的年产量。零件的生产纲领可按下 式计算: 式中,N 为零件的生产纲领（件/年）;Q 为机器产品的年产量（台/年）;n 为每台机器中该零 件的数量（件/台）;a 为备件百分率（%）;β为废品百分率（%）. 2、生产类型 单件生产、大量生产和成批生产 )1)(1(βα++=Qn N

§6.2 工件的安装与基准 一、 工件的安装 直接找正安装 划线找正安装 使用夹具安装 二、工件的定位 （一）六点定位原则 机床夹具 物体的六个自由度 一个物体在空间可以有六个独立运动。以右图为例，它在直角坐标系OXYZ 中可以有三个平 移运动和三个转动。三个平移运动分别是沿X 、Y 、Z 轴平移运动，记为Z Y X \\ 三个转动分别是绕X 、Y 、Z 轴的转动，记为Z Y X // 习惯上把六个独立运动称作六个自由度，如果采用一定的约束措施，消除物体的六个自由 度，则物体被完全定位 X 自由度示意图

六点定位原理 任何一个物体在空间直角坐6个自由度——用Z Y X Z Y X ,,,,, 表示。 要确定其空间位置，就需要限制其 6 个自由度 将 6 个支承抽象为6个“点”，6个点限制了工件的6 个自由度，这就是六点定位原理。 （二）六点定则的应用 完全定位 不完全定位 超定位 （三）工件的基准 基准的概念： 是在确定零件上其他面、线或点的位置准确度时所依据的该零件上的面、线或点。 基准的分类： 设计基准：是指设计零件图样时用以确定其他面、线或点的位置所依据的基准。 工艺基准：在制造过程中采用的各种基准，总称为工艺基准。可分为工序基准、定位基准、 度量基准和装配基准。

车削工艺规程

工艺规程 文件编号：HD/GYGC2015-020 工艺类别：车削（通用） 编制： 校对： 审核： 批准： 生效日期凌海航达航空科技有限公司

目录 1. 总体要求 (2) 2. 目的 (2) 3. 适用范围 (2) 4. 产品概述 (3) 5. 依据 (3) 6. 工序级别定义 (3) 7. 所用主要设备 (3) 8. 工艺流程 (4) 9. 检验定义 (4) 10. 工作记录 (4) 11. 具体工艺要求 (4) 12. 工艺重要关联与补充 (6) 附录 《生产工艺&过程检验卡》（PM-QCP-006-01）——车削

1.总体要求 1.1 本工艺主要设备为普通车床，该设备操作员，应具备上岗操作资格，对设备操作过程熟知会用，具备对设备常见故障、材料识别的技能，严格按照上所用设备的操作规程操作车床，不得出现违规操作。要密切配合、支持检验员的工作，尊重其检验结果，执行质控部对质量问题的纠正、返修等裁断。服从MRB对重大质量问题的审核及处理结果。 1.2 操作过程如需人员辅助时，应向负责领导口头提出申请。 1.3 注意生产操作者的人身安全，杜绝各类安全隐患。 1.4 保持环境卫生，坯、料应分类、有序堆放，更换不同材质的材料前，应清理车削残渣，以免混杂。杜绝乱拿乱放。 1.5 生产工序的现场中，该产品/零部件的有效/受控图纸及详实记录的《生产工艺&过程检验卡》（PM-QCP-006-01）、《产品检验记录卡》（PM-QCP-006-03）、《产品终检检验卡》（PM-QCP-006-04）等追溯性文件同时存在，必须做到图、物、卡同步存在或转序。 2. 目的 2.1 使生产者在本规程的指导下，正确、高效地生产出合格产品。 2.2 为了实现产品生产过程中的质量控制。 2.3 为了合理利用原辅材料、设备、人员和生产时间。 2.4 为了使公司管理规范化，使生产中的“人、机、料、法、环”得到统筹、合理安排和利用，最大限度地减小内耗、提高效益。 3.适用范围：

球墨铸铁曲轴铸造工艺

球墨铸铁曲轴的铸造与发展 1、前言 曲轴是汽车发动机的关键部件之一，其性能好坏直接影响汽车的寿命。曲轴工作时承受着大负荷和不断变化的弯矩及扭矩作用，常见的失效形式为弯曲疲劳断裂及轴颈磨损，因此要求曲轴材质具有较高的刚性和疲劳强度以及良好的耐磨性能。随着球墨铸铁技术的发展，其性能也在不断提高，优质廉价的球铁已成为制造曲轴的重要材料之一。 自1947年球墨铸铁发明以来，经过不长时间的努力，其抗拉强度提高到了600~900MPa，接近或超过了碳素钢的水平。与锻钢材料比较，球墨铸铁曲轴既有制造简便、成本低廉，又有吸震、耐磨、对表面裂纹不敏感等锻钢材料所不具备的优良特性，因而球墨铸铁具备了代替锻钢制造曲轴的可能性。 20世纪50年代后期，国内南京汽车制造厂率先批量生产跃进牌汽车球铁曲轴。60年代，二汽首先成为国内按照球铁曲轴生产工艺进行设计和投产的汽车厂。到了70、80年代，中小型柴油机在我国迅速发展，由于球铁制造和经济方面的优势，大多数中小型柴油机都采用球铁曲轴，极大地推动了我国球铁曲轴的应用与发展，出现了一批球铁曲轴专业生产厂。近十多年在汽车工业的快速发展过程中，又新建了一批现代化的球铁曲轴生产厂（或分厂、车间），球铁曲轴在国内得到了普遍应用。 国外球铁曲轴的应用也十分广泛，早在上世纪50 年代，国外就开始将球墨铸铁应用于曲轴的生产，如美国的福特公司首先应用，美国克莱斯勒公司、瑞士的GF公司、法国的雷诺和雪铁龙公司、意大利的菲亚特公司、罗马尼亚的布拉索夫汽车厂等先后成功地将球墨铸铁应用于曲轴的生产。在德国，排气量2000ml 以下的柴油机中球铁曲轴占50%，排气量1500ml 以下的汽油机中球铁曲轴占80%；在美国汽车行业中，球铁曲轴占80%。由于制造技术和经济上的优势，球铁曲轴在汽车工业中广泛应用的总体状况今后不会发生太大的变化。 2、球铁曲轴的熔炼 对于球铁的熔炼，国内外采用冲天炉,工频炉双联熔炼的较多。铁液一般要经过脱硫处理，铁液脱硫方式现在多采用多孔塞脱硫方法，即吹N2气加入CaC2或复合脱硫剂搅拌脱硫。脱硫的稳定性对于熔炼曲轴铁液具有重要意义，如采用感应电炉熔炼可以更好地控制合金成分范围，稳定球化，易于保证铁液质量。 球化处理是球铁曲轴生产的重要环节，石墨的形态不仅影响曲轴本体强度性能，而且会影响到曲轴疲劳强度与抗冲击性能。球化剂的选用对于球化处理结果具有重要意义。 国内球化剂主要采用稀土镁硅铁复合球化剂。 稀土具有较好的脱硫及平衡微量元素有害倾向的作用，净化铁液，稳定生产，但起主导球化作用的仍然是镁。鉴于国内铸造厂脱硫水平的提高，球化剂有向低稀土方向发展的趋势。另外，可根据铸态基体组织的需要，使用含Ca、Ba、Bi、Sb 等元素的复合球化剂。 球化时采用哪种球化工艺，主要考虑吸收率的高低、反应是否平稳。国外很多工厂采用盖包冲入法,其优点是吸收率较高，烟尘少，投资小，适应面广泛。国内采用的更多为冲入法球化处理工艺，Mg的吸收率偏低（通常30%~50%）。喂丝法球化是最近发展起来的一种球化新工艺，其优点是反应平稳、温度损失少，正在逐步推广。 孕育处理是球化后的铁液必不可少的工序。目前，国内普遍采用含硅75%的硅铁合金，国外球铁孕育剂较多地应用硅铁/锆、硅铁/锰/锆及含钙、钡的复合孕育剂，其中锆能延迟衰退

数控车床工艺流程

数控车床编程加工工艺处理流程 来源：数控产品网添加：2008-05-28 阅读:1265次 [ 内容简介] 编程员在选取切削用量时，一定要根据机床说明书的要求和刀具耐用度，选择适合机床特点及刀具最佳耐用度的切削用量。 1 确定工件的加工部位和具体内容 确定被加工工件需在本机床上完成的工序内容及其与前后工序的联系。 工件在本工序加工之前的情况。例如铸件、锻件或棒料、形状、尺寸、加工余量等。 前道工序已加工部位的形状、尺寸或本工序需要前道工序加工出的基准面、基准孔等。 本工序要加工的部位和具体内容。 为了便于编制工艺及程序，应绘制出本工序加工前毛坯图及本工序加工图。 2 确定工件的装夹方式与设计夹具 根据已确定的工件加工部位、定位基准和夹紧要求，选用或设计夹具。数控车床多采用三爪自定心卡盘夹持工件；轴类工件还可采用尾座顶尖支持工件。由于数控车床主轴转速极高，为便于工件夹紧，多采用液压高速动力卡盘，因它在生产厂已通过了严格的平衡，具有高转速(极限转速可达4000~6000r/min)、高夹紧力(最大推拉力为2000~8000N)、高精度、调爪方便、通孔、使用寿命长等优点。还可使用软爪夹持工件，软爪弧面由操作者随机配制，可获得理想的夹持精度。通过调整油缸压力，可改变卡盘夹紧力，以满足夹持各种薄壁和易变形工件的特殊需要。为减少细长轴加工时受力变形，提高加工精度，以及在加工带孔轴类工件内孔时，可采用液压自动定心中心架，定心精度可达0.03mm。 3 确定加工方案 确定加工方案的原则 加工方案又称工艺方案，数控机床的加工方案包括制定工序、工步及走刀路线等内容。 在数控机床加工过程中，由于加工对象复杂多样，特别是轮廓曲线的形状及位置千变万化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影响，在对具体零件制定加工方案时，应该进行具体分析和区别对待，灵活处理。只有这样，才能使所制定的加工方案合理，从而达到质量优、效率高和成本低的目的。 制定加工方案的一般原则为：先粗后精，先近后远，先内后外，程序段最少，走刀路线最短以及特殊情况特殊处理。 先粗后精 为了提高生产效率并保证零件的精加工质量，在切削加工时，应先安排粗加工工序，在较短的时间内，将精加工前大量的加工余量(如图3-4中的虚线内所示部分)去掉，同时尽量满足精加工的余量均匀性要求。当粗加工工序安排完后，应接着安排换刀后进行的半精加工和精加工。其中，安排半精加工的目的是，当粗加工后所留余量的均匀性满足不了精加工要求时，则可安排半精加工作为过渡性工序，以便使精加工余量小而均匀。 在安排可以一刀或多刀进行的精加工工序时，其零件的最终轮廓应由最后一刀连续加工而成。这时，加工刀具的进退刀位置要考虑妥当，尽量不要在连续的轮廓中安排切人和切出或换刀及停顿，以免因切削力突然变化而造成弹性变形，致使光滑连接轮廓上产生表面划伤、形状突变或滞留刀痕等疵病。 先近后远 这里所说的远与近，是按加工部位相对于对刀点的距离大小而言的。在一般情况下，特别是在粗加工时，通常安排离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。对于车削加工，先近后远有利于保持毛坯件或半成品件的刚性，改善其切削条件。

车拉工艺在曲轴加工中的应用

AI12-17。零部件制造。2200字。2版。 车拉工艺在曲轴加工中的应用 曲轴的旋转是发动机的动力源，因此曲轴的质量是影响发动机性能的关键指标之一。车拉工艺经过20、30年的发展完善，在曲轴的加工过程中，已经获得了日益广泛的应用。 □奇瑞汽车股份有限公司苗如意方传升金贵永梅松林 车拉工艺是将传统的车削和拉削两种机械加工工艺结合在一起而形成的新的组合加工工艺。在车拉加工时，除了工件做旋转运动以外，刀具也运动，以实现拉削作用。该机床可以达到：使紧固在卡盘之间的曲轴像被车床车削旋转一样；用长长的直拉刀或旋转的圆盘拉刀拉削曲轴的轴颈、根部圆角和台肩等。车拉工艺是替代车削和铣削加工曲轴的最新加工方法。 车拉的基本概念 如今车拉机床的拉刀包括：粗加工、半精加工和精加工轴颈拉刀，以及切削根部圆角和轴肩的、硬质合金刀头可更换的拉刀。根据刀具的运动形式，车拉加工可以分为直线式车拉和旋转式车拉。无论是单个或多个直线型或旋转型拉刀，都对于曲轴轴心线作垂直进给，一次可加工一个或多个轴颈。由于拉刀正切于工件轴的圆周，与磨削甚为相似。在工件轴旋转1.5～4.0转（转数由进给量确定）后，拉刀切至预定的深度。车拉示意图和车拉机床的三维模型如图1、图2所示。 图1 车拉示意图

旋转拉削是一种新的比直线进给拉削更为先进的加工方法。它的切削过程充分体现了逐渐进给的特点。每个刀头开始切削时，切削深度为零，随着刀具旋转逐渐持续恒定地加深，直至切入旋转工件轴颈的全深为止。与传统的车削曲轴相比，旋转拉削的优越性是显而易见的。与铣削曲轴相比，旋转拉削同样优势巨大，因为铣削时每个刀刃接触工件多次（刀刃交替变热变冷），而车拉曲轴时，每个刀刃只和工件接触一次。 图2 车拉机床的三维模型 车拉的加工特点 随着汽车发动机曲轴的加工技术不断进步，车拉工艺与曲轴多刀车削、曲轴铣削相比，无论在生产质量、加工效率和灵活性方面，还是在设备投资及生产成本方面都很有竞争力，其特点如下： 1.生产效率高 车拉加工的切削速度高，切削速度的计算公式为： Vc=πdn/1000(m/min) 式中 d——工件直径，直径单位为mm； n——工件转速，单位为r/min。 加工钢曲轴时切削速度约为150～300m/min，加工铸铁曲轴时为50～350m/min，进给速度快（粗加工时为3000mm/min，精加工时约为1000mm/min），所以加工节拍短，生产效率高。 2.加工精度高 圆盘车拉刀体上所镶装的刀齿片分为粗切刀齿、精切刀齿、根部圆角刀齿和台肩刀齿。每个刀片在与工件高速的相对运动中仅参加短暂的切削，切下的金属厚道很薄（约为0.2～0.4mm，可以根据毛坯件的加工余量计算）。因而刀刃承受的冲击力很小，刀齿切削热负荷小，既延长了刀刃的寿命，又减少了工件切削后的残余应力。从而保证了工件精切后的表面精度和质量。 3.工艺投资少 由于车拉加工可以一次装夹把曲轴颈、轴肩及沉割槽同时加工出来，而不必增加额外的车床。而且车拉加工精度高，一般可以取消粗磨轴颈的工序，可以省去为提高生产效率和生

球墨铸铁铸造工艺

球墨铸铁铸造工艺 1、金属炉料的要求 1.1各种入炉金属炉料必须明确成份，除回炉铁和废钢由炉前配料人员根据炉料状况确定外，螺纹钢不准加入球铁中。其余炉料必须具备化学成份化验单方可使用，同时应保证炉料、合金干燥。1.2防止有密闭容器混入炉料中。 1.3所有炉料应按配料单过称。 2.1球墨铸铁化学成分 2.2球墨铸铁单铸试样力学性能（GB/T1348-1988） 3.熔炼过程化学成分和机械性能控制范围： 3.1熔炼过程化学成分控制范围

3.1.2球墨铸铁熔炼过程化学成分控制范围 3.2机械性能控制范围符合2.2、2.4标准 4.1配料：加料按（2200kg）根据材质和回炉料情况选择下表其中一种配比。（注意：如果是其他增碳剂，则增碳剂加入量增加10%） 4.2加料顺序： 200kg新生铁或回炉料-1/3增碳剂-废钢-1/3增碳剂-废钢-1/3增碳剂-新生铁-回炉料。 增碳剂不准一次加入.防止棚料. 6冶炼要求 6.1加料顺序：新生铁-废钢加满炉-增碳剂-废钢-回炉料。 6.2熔化完毕，温度升到1380℃左右清除铁水表面的渣，取原铁水化学成分。 6.3根据成分标准加合金或其他原料调整化学成分。成份不合格不准出铁水

6.4测温，根据铸件工艺要求要求确定出铁温度， 6.5出铁水前扒渣干净。 6.6小铸件要用0.5-1吨包分包出铁或球化 7球墨铸铁的孕育和球化处理 7.1孕育剂选用75SiFe,加入方法为随流加入。 7.2球化处理材料的技术要求参见下表(有特殊要求的球化剂按专项规定). 7.3球铁处理方法 7.3.1球化处理采取冲入法 7.3.2将球化处理材料按球化剂-孕育剂（1/3的硅铁粒）-0.1%增碳剂-聚渣剂-铁板的顺序层状加入铁水包底的一边，每加入一种材料需扒平,椿实。 7.3.3铁水冲入位置应是放置合金等材料的另一边，防止铁水直接冲击合金。先出2/3铁水球化。 7.3.4球化反应结束后，再出余下的铁水1/3。剩余2/3 Si75孕育剂硅铁粒随在出剩余铁水均匀加入。孕育后必须搅拌铁水。 7.3.5铁水反应平静后，搅拌，扒渣取样，检查是否球化，如球化不良，禁止浇注。 8球化质量的炉前检验 8.1三角试片检验方法：试片截面25mm（宽）X 50mm（高），冷至暗红色，取出淬水，若断口呈银灰色，中间明显缩松，三边凹缩，悬击有钢音，浸水有电石味，则球化良好。 8.2观察铁水表面：铁水表面平静，覆盖一层皱皮，温度下降，出现五颜六色浮皮，则球化良好；表面翻腾严重，氧化皮极少，且集中在中央，则未球化，处理好的铁水，应迅速扒渣浇注，防止球化衰退。 9浇注 9.1准备好泥球。及时堵住漏箱。 9.2铁水浇注温度：根据铸件工艺要求确定 9.3球铁浇注前放0.2%的大块硅铁在铁水表面,进行随流孕育. 9.4连续浇注，不得断流。始终保持浇口杯充满2/3左右。 9.5见冒口上铁水或气孔火焰无力时,慢浇,到冒口浇满或气孔溢出部分铁水后停止浇注.在冒口翻腾时继续浇入铁水，直到冒口平静为止，不允许再浇注完再向冒口内浇铁水. 9.6浇注时保证冒口浇满,盖上保温剂 9.7最后浇注试样。

机械加工工艺标准流程过程描述

机械加工工艺流程详解 1.机械加工工艺流程 机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。 1.1 机械加工艺规程的作用 (1)是指导生产的重要技术文件 工艺规程是依据工艺学原理和工艺试验，经过生产验证而确定的，是科学技术和生产经验的结晶。所以，它是获得合格产品的技术保证，是指导企业生产活动的重要文件。正因为这样，在生产中必须遵守工艺规程，否则常常会引起产品质量的严重下降，生产率显著降低，甚至造成废品。但是，工艺规程也不是固定不变的，工艺人员应总结工人的革新创造，可以根据生产实际情况，及时地汲取国内外的先进工艺技术，对现行工艺不断地进行改进和完善，但必须要有严格的审批手续。 (2)是生产组织和生产准备工作的依据 生产计划的制订，产品投产前原材料和毛坯的供应、工艺装备的设计、制造与采购、机床负荷的调整、作业计划的编排、劳动力的组织、工时定额的制订以及成本的核算等，都是以工艺规程作为基本依据的。 (3)是新建和扩建工厂（车间）的技术依据 在新建和扩建工厂（车间）时，生产所需要的机床和其它设备的种类、数量和规格，车间的面积、机床的布置、生产工人的工种、技术等级及数量、辅助部门的安排等都是以工艺规程为基础，根据生产类型来确定。除此以外，先进的工艺规程也起着推广和交流先进经验的作用，典型工艺规程可指导同类产品的生产。 1.2 机械加工工艺规程制订的原则 工艺规程制订的原则是优质、高产和低成本，即在保证产品质量的前提下，争取最好的经济效益。在具体制定时，还应注意下列问题： 1)技术上的先进性在制订工艺规程时，要了解国内外本行业工艺技术的发展，通过必要的工艺试验，尽可能采用先进适用的工艺和工艺装备。 2)经济上的合理性在一定的生产条件下，可能会出现几种能够保证零件技术要求的工艺方案。此时应通过成本核算或相互对比，选择经济上最合理的方案，使产品生产成本最低。

曲轴制造工艺过程

曲轴制造工艺过程 曲轴是引擎的主要旋转机件，装上连杆后，可承接连杆的上下(往复)运动变成循环(旋转)运动。是发动机上的一个重要的机件，其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，（还有其他）。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。曲轴润滑主要是指与摇臂间轴瓦的润滑和两头固定点的润滑．这个一般都是压力润滑的，曲轴中间会有油道和各个轴瓦相通，发动机运转以后靠机油泵提供压力供油进行润滑、降温。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。曲轴的旋转是发动机的动力源。也是整个船的源动力。 1.曲轴制造技术/工艺的进展 1、球墨铸铁曲轴毛坯铸造技术 （1）熔炼 高温低硫纯净铁水的获得是生产高质量球墨铸铁的关键。国内主要是以冲天炉为主的生产设备，铁水未进行预脱硫处理；其次是高纯生铁少、焦炭质量差。目前已采用双联外加预脱硫的熔炼方法，采用冲天炉熔化铁水，经炉外脱硫，然后在感应电炉中升温并调整成分。目前，在国内铁水成分的检测已普遍采用真空直读光谱仪来进行。 （2）造型 气流冲击造型工艺明显优于粘土砂型工艺，可获得高精度的曲轴铸件，该工艺制作的砂型具有无反弹变形量等特点，这对于多拐曲轴尤为重要。目前，国内已有一些曲轴生产厂家从德国、意大利、西班牙等国引进气流冲击造型工艺，不过，引进整条生产线的只有极少数厂家，如文登天润曲轴有限公司引进了德国KW铸造生产线。 2、钢曲轴毛坯的锻造技术 近几年来，国内已引进了一批先进的锻造设备，但由于数量少，加之模具制造技术和其他一些设施跟不上，使一部分先进设备未发挥应有的作用。从总体上来讲，需改造和更新的陈旧的普通锻造设备多，同时，落后的工艺和设备仍占据主导地位，先进技术有所应用但还不普遍。 3、机械加工技术 目前国内曲轴生产线多数由普通机床和专用机床组成，生产效率和自动化程度相对较低。粗加工设备多采用多刀车床车削曲轴主轴颈及拐颈，工序的质量稳定

锻钢和球墨铸铁曲轴的疲劳性能

锻钢和球墨铸铁曲轴的疲劳性能 乔纳森威廉姆斯和阿里法特米 托莱多大学 摘要 疲劳是内燃机中的曲轴失效的主要原因。循环加载和在曲柄销圆角的应力集中是不可避免的，并可能导致疲劳破坏。本研究的目的是比较的锻钢和球墨铸铁曲轴疲劳行为一一缸发动机以及确定是否曲轴的疲劳寿命是疲劳寿命预测的准确估计。单调拉伸试验以及应变控制疲劳试验用试样加工曲轴获得单调和循环变形行为和两种材料的疲劳性能研究。锻钢具有较高的拉伸强度比球墨铸铁更好的疲劳性能。夏比V型缺口冲击试验用试样加工曲轴的获得和比较材料的冲击韧性进行。锻钢无论在何种温度下的T-L和T-L方向的冲击韧性都要比球墨铸铁更好。负载控制部件的疲劳试验，采用锻钢和球墨铸铁曲轴进行。对于一个给定的弯矩调幅，锻钢曲轴有六个因素（6）比球墨铸铁曲轴寿命更长。曲轴的有限元分析，使用类似于组件试验边界条件下进行的。从试样的疲劳性能进行了曲轴的寿命预测。基于S-N预测的结果接近基于为锻钢和铸铁曲轴组件测试的结果。所以S-N的预测是非常接近的实际从锻钢构件测试的结果，但是铸铁曲轴不太精确的。 介绍 内燃机曲轴把活塞的直线运动转化为曲轴的旋转运动。用来驱动曲轴用于汽车或其它装置。曲轴具有很宽的范围从一小缸割草机引擎应用到非常大的多缸柴油机。 曲轴的一个组成部分，目的是持续直至报废的发动机或车辆。作为一个高速度，旋转构件，其使用寿命有数百万，甚至数十亿的重复的负载周期。因此，曲轴通常被设计为无限的生命。 延森（1）在他的一个V-8汽车曲轴惯性和天然气发动机的载荷作用下的弯曲和扭转的形式创建一个多轴应力情况的研究表明。这样做是通过应变计测量应用到曲轴的弯曲和扭转。只有最大的扭转和弯曲力矩被认为和测试通过最大主应力理论的一个恒定幅度的弯曲试验。谐振式弯曲试验是在曲轴的部分进行的。采用S-N方法确定了曲轴的疲劳寿命。 存在应力集中或缺口，在曲轴是不可避免的。在曲轴上有直径变化的地方，存在应力集中可能会导致疲劳失效。鱼片是用来降低应力集中程度。延森确定了曲柄销上的曲轴圆角最关键的位置。在曲轴圆角滚压往往是为了在成分诱导的残余压应力，它可以帮助弥补缺口的影响。残余应力对曲轴疲劳的影响是由简等人的分析。（2）。本研究还采用谐振的弯曲试验，

曲轴及制造技术

曲轴及制造技术 曲轴是汽车发动机的关键部件之一，其性能好坏直接影响汽车的寿命。曲轴工作时承受着大负荷和不断变化的弯矩及扭矩作用，常见的失效形式为弯曲疲劳断裂及轴颈磨损，因此要求曲轴材质具有较高的刚性和疲劳强度以及良好的耐磨性能。 1曲轴的工作原理： 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。 发动机主要受力零件曲轴其疲劳破坏最常见的是金属疲劳破坏，即弯曲疲劳破坏和扭转疲劳破坏，前者的发生概率大于后者。弯曲疲劳裂纹首先产生在连杆轴颈（曲柄销）或主轴颈圆角处，然后向曲柄臂发展。扭转疲劳裂纹产生于加工不良的油孔或圆角处，然后向与轴线成方向发展。金属疲劳破坏是由于随时间周期性变化的变应力作用的结果。曲轴破坏的统计分析表明，80%左右是弯曲疲劳产生的。 2曲轴制造工艺： 目前车用发动机曲轴材质有球墨铸铁和钢两类。由于球墨铸铁的切削性能良好，可获得较理想的结构形状，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。球墨铸铁曲轴成本只有调质钢曲轴成本的1/3 左右，所以球墨铸铁曲轴在国内外得到了广泛应用。统计资料表明，车用发动机曲轴采用球墨铸铁材质的比例在美国为90%，英国为85%，日本为60%，此外，德国、比利时等国家也已经大批量采用。国内采用球墨铸铁曲轴的趋势则更加明显，中小型功率柴油机曲轴85%以上采用球墨铸铁，功率在160kW 以上的发动机曲轴多采用锻钢曲轴。 3曲轴制造技术： 3.1球墨铸铁曲轴毛坯铸造技术 球墨铸铁曲轴的生产继QT800-2、QT900-2 等几种牌号后，广西玉柴等经过攻关已能稳定生产QT800-6 牌号的曲轴，为曲轴“以铁代钢”奠定了基础。 （1）熔炼 高温低硫纯净铁水的获得是生产高质量球墨铸铁的关键。国内主要是以冲天炉为主的生产设备，铁水未进行预脱硫处理；其次是高纯生铁少、焦炭质量差。 目前已采用双联外加预脱硫的熔炼方法，采用冲天炉熔化铁水，经炉外脱硫，然后在感应电炉中升温并调整成分。目前，在国内铁水成分的检测已普遍采用真空直读光谱仪来进行。 （2）造型

榔头柄的车削工艺流程

1.材料：铜棒，尺寸Φ10mmX182mm。 2. 熟悉图纸过程，了解工件的工艺流程，保证能够达到工件的尺寸与精度要求。 3. 安装工件，熟悉车床的附件，四爪卡盘、花盘、中心架、跟刀架的特点。用三爪卡盘，要对其外圆及端面找正。（长度夹出30mm左右，太长刚性不足，以免折断）。 4. 选择车削端面刀具，了解刀具的材料和适用于工件的材料： 45°外圆刀（白钢刀）；安装车刀时严格对

准工件中心，以免端面出现凸台，造成崩坏刀尖。 5. 车两个端面之尺寸为180mm，粗糙度符合图纸要求。 6. 车削螺纹M8X1.25的Φ8的外圆：选择90°外圆车刀，先进行外圆对零，试切到Φ9mm，合理选择进给量，车削尺寸至Φ 。操作中学会千分尺的使用，注意尺寸精度要求。 7. 选择60°螺纹刀具车Φ8mm处的倒角1X30°。 8. 加工退刀槽：正确选择切槽刀具，及合理的转速；手动匀速移动进给，切退刀槽Φ6mmX2.5mm。 9. 螺纹的加工：用套丝的方法加工M8X1.25。 进一步介绍螺纹的种类和作用，介绍螺纹的几种加工方法，进给箱手轮的变换，切削转速的选择要点。 10.调头：加工右边的切槽部分及倒角，位置和尺寸由同学自定。 11.调头：加工左边的Φ8X53mm与3°锥面之长度73mm。 锥面的四种加工方法。本实例中3°的锥面采用转动小溜板法加工，优点是能车削整个锥面和锥角很大的工件，缺点是不能自动走刀，劳动强度大，表面光洁度较难控制。其它的锥面加工方法：靠模法、偏移尾架法、宽刃刀车削法的特点和适用性简介。

12.抛光处理：进行合理的选择转速，用砂纸抛光。提醒操作者掌握安全注意事项。 （学习的目的是增长知识，提高能力，相信一分耕耘一分收获，努力就一定可以获得应有的回报）

曲轴加工方法

武汉理工大学 本科生毕业设计（论文）开题报告 1、目的及意义 背景： 曲轴是内燃机的重要零件，在工作中将活塞的往复运动转化成旋转运动，承受冲击载荷，并且对外输出功率。曲轴在使用中的磨损是决定发动机是否需要大修的一个主要因素，如果曲轴质量没有保证，将严重影响整机的寿命。因此对曲轴材质以及毛坯加工技术、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。如果任何一个环节质量没有得到保证，则可严重影响曲轴的使用寿命和整机的可靠性。世界汽车工业发达国家对曲轴加工十分重视，并不断改进曲轴加工工艺。[1] 国外现状： 国外机加工技术的特点：广泛采用数控技术及自动线，生产线一般由几段独立的子空话生产单元组成，忽悠很高的灵活性和适应性。采用龙门式自动上下料，集放式机动辊道传输，切削液分粗加工和精加工两段集中供应和回收处理；曲轴中心孔一般采用质量定心加工方式，这样可保证后续工序加工时工件运转稳定，有利于提高产品质量。另外，在曲轴动平衡工序中，不平衡量很小，有利于改善曲轴的内部质量补偿；轴颈的粗加工一般采用数控铣削获车拉工艺。工序质量可以达到国内粗磨后的水平，且切削变形小、效率高；国外的数控磨床多采用CNC 控制技术，具有自动进给、自动修正砂轮、自动补偿和自动分度等功能，是曲轴的磨削精度和效率显著提高，主轴颈一般采用多砂轮磨削，连杆轴颈一般采用双砂轮磨削；油孔的加工采用鼓轮钻床和自动线，近几年随着枪钻技术的应用，油孔的加工大多采用枪钻自动钻孔-修缘-抛光；曲轴的抛光采用CNC控制的综合平

衡机，测量、修正一次完成；检测一般在生产线上配备MARPOSS或HOMWORK综合检测机，实现在线检测，对曲轴的几乎所有机加工项目均可一次完成检测、显示、打印；曲轴的清洗采用专用精洗机定点点位清洗能有效地保证曲轴的清洁度要求；广泛采用了轴颈过渡圆角滚压技术，专用圆角滚压机自动控制，对所有轴颈圆角进行一次滚压，而且滚压机和滚压角度自动调节，使圆角处产生最佳的残余压应力，提高了曲轴的疲劳强度。[2] 曲轴粗加工工艺设备出现的先后顺序历经了单刀车、多刀成型车、外铣、内铣、车拉、车-车拉、高速随动外铣、负荷加工工艺。由于、外铣、内铣、车拉、车-车拉、高速随动外铣是多个刀片交替进行加工，并且为小片状切屑，可产生较小的径向切削力，有效地见笑了曲轴粗加工的切削变形，变形量大的多刀成型车逐渐淘汰。[1] 20世纪80年代后期，德国Boehringer公司和Heller公司开发出了完善的曲轴车-车拉机床，该加工工艺是将曲轴车削工艺与曲轴车拉工艺完美结合，生产效率高，加工精度好，柔性强，自动化程度高，换到时间短，特别适合有沉割槽曲轴的加工，加工后曲轴可直接精磨，省去粗磨工序。 几年后，德国Heller公司专为发动机曲轴连杆颈粗加工设计制造的RFK200/800/2CNC曲轴数控内铣机床，应用工件回转和铣刀进给伺服连动控制技术，可以一次装夹不改变曲轴回转中心，连动跟踪铣削曲轴的连杆轴颈。具有干式切削，加工精度高，切削效率高等特点。 20世纪90年代中期国外又研发出来新型的CNC高速曲轴外铣机床，使曲轴粗加工工艺又上了一个新台阶，CNC曲轴外铣与CNC高速曲轴内铣对比，外铣有以下优点：切削速度高（可高达350m/min），切削时间短，工序循环时间较短，切削力较小，工件温升较低，刀具寿命高，换刀次数少，加工精度高，柔性更好。 国内的大部分专业厂家普遍采用普通机床和专用组合机床组成的流水线生产，生产效率、自动化程度较低。粗加工设备多采用S1-206A,S2-217或S1-130曲轴车床加工主轴颈及连杆颈，工序质量稳定性差，容易产生较大的内部应力，难以达到合理的加工余量。外圆的磨削余量一般单边留0.5~0.8mm；止推面单边余量一般留0.3~0.4mm，为保证成品尺寸，采用多次磨削方式，一般精加工采用MQ8260曲轴磨床粗磨-半精磨-精磨-抛光。通常靠手工操作，加工质量不稳定，

曲轴设计加工及强度仿真校核方法

Value Engineering 0引言 曲轴的破坏形式主要是疲劳断裂和轴颈严重磨损，疲劳断裂抗力或疲劳寿命及其耐磨性，主要取决于以下两点：①合理选择曲轴的材质，并用先进的加工技术和强化 工艺。 ②曲轴的结构。主要取决于产品的设计问题曲轴有组合式和整体式之分。前者用于重型和低速发动机中，后者主要用于中大功率发动机中。对于整体结构的曲轴，球铁材质的可以制成空心的，它比实心结构的疲劳强度（抗力）能提高10%左右，如果适当加大曲轴连杆轴颈的过渡圆半径，还能提高疲劳抗力5%。在曲轴上合理地开卸载槽也能提高疲劳抗力。 1内燃机曲轴结构设计的基本要求 对内燃机曲轴的抗弯疲劳强度和扭转刚度有影响的，主要是内燃机曲轴部分的结构形状和主要尺寸，因而内燃机曲轴设计须主要满足以下要求： ①合理配置平衡块，减轻主轴承负荷和振动。应根据各种内燃机的不同特点，结合总体设计综合考虑，上述各项设计要求相互关联，又相互制约。②合理的曲柄排列，改善轴系的扭振情况，扭矩均匀，使其工作时运转平稳。③轴颈—轴承副油孔布置合理，具有足够的承压面积和较高的 耐磨性。④为保证活塞连杆组和曲轴各轴承可靠工作， 应保证足够的刚度，减少曲轴挠曲变形，以尽量避免在工作转速范围内发生共振，提高曲轴的自振频率。⑤功率输出端的静强度、扭转疲劳强度以及曲柄部分的弯曲疲劳强度，都要进行保证。 2曲轴材料和加工工艺的选择①锻钢曲轴（如图1所示）按照曲轴的工作条件，材料在通过强化处理后，应具有优良的综合机械性能，较高的强度和韧性；良好的疲劳抗力，防止疲 劳断裂，提高寿命；良好的耐磨性。 曲轴的材料一般为中碳钢与合金钢，如35CrMoA 、42CrMoA 等。大功率、大排量柴油机多采用综合机械性能较高的锻钢曲轴，但其消耗大量优质合金材料和加工工时，生产周期长，昂贵的设备，使得一般企业难以具备。 ②锻造曲轴（如图2所示）锻造曲轴具有成本低，耐磨性好，吸振能力强，缺口敏感性低以及抗扭转疲劳强度高，变形小，有良好的自润滑能力，抗氧化性好等优点，因此，国内 外中小型内燃机多倾向采用锻造球铁曲轴，这是由于用球铁制造曲轴，可充分利用锻造工艺的优越性，制作复杂的曲柄和内部油腔等，能够得到理想的结构形状，使应力分布更加合理，材料利用的更加充分，同时加工余量小，加工方便，生产周期短，便于大量生产。表1为部分锻造球铁与锻钢曲轴材料的性能比较。 通过上表可以看出，运用不同材料和加工工艺得到的 曲轴在机械性能和硬度方面有较大的差异。 3曲轴的应力分析及强度校核 为对内燃机曲轴进行应力分析及强度校核，内燃机曲 轴的应力分析及强度校核广泛应用CAE 软件-ANSYS ， 下面以单缸机分析为例来具体说明。即利用建立的有限元模性来进行校核和分析。 3.1三维模型的建立将在UG5.0中建立的曲轴模型另存为CATIA 模型文件（*.model ）格式，导入到AN －SYS10.0如图3所示。 —————————————————————— —作者简介：尤杨（1984-），女，河北唐山人，工学学士，助教，研究方 向为汽车底盘电控和发动机电控。 浅谈曲轴设计加工及强度仿真校核方法 Process and Strength Simulation Test Method in Crankshaft Design 尤杨YOU Yang （天津机电职业技术学院，天津300410） （Tianjin Institute of Mechanical &Electrical Engineering ， Tianjin 300410，China ）摘要：在内燃机曲轴设计时曲轴的结构强度和材料选择具有重要的作用，一方面通过对内燃机曲轴疲劳破坏形式及其主要原因 的分析；另一方面通过计算机仿真来进行强度振动分析，曲轴的质量优劣直接影响着发动机的性能和寿命。 Abstract:Crankshaft quality directly affects the engine performance and life.In the design of internal combustion engine crankshaft, crankshaft structure strength and material selection plays an important role.On the one hand,the paper analyzes the internal combustion engine crankshaft fatigue failure forms and main reason;on the other hand,it makes strength vibration analysis through the computer simulation. 关键词：内燃机；曲轴设计；强度仿真Key words:internal combustion engine ；crankshaft design ；strength simulation 中图分类号：TG519.5+4文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）02-0051-02 图1锻钢曲轴 表1锻造球铁与锻钢曲轴材料的性能比较 材料机械性能硬度HB 抗拉强度 σb （N/mm 2 ）屈服强度 σs （N/mm 2 ）延伸率δ5（%）35CrMoA 42CrMoA QT700-2QT800-2 9801080700800 835930420480 121222 170-217280-320225-305245-335 图2锻造曲轴 ·51·