曲軸開題報告

1、 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題 目 某車用曲軸加工工藝設(shè)計 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 學 生 指導(dǎo)教師 重慶交通大學2016年1、 選題目的與意義 曲軸是發(fā)動機對外輸出動力的核心部件，是驅(qū)動車、船等運輸工具的重要動力來源。曲軸的功用是把活塞、連桿傳來的氣體力轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩，用以驅(qū)動汽車的傳動系統(tǒng)和發(fā)動機的配氣機構(gòu)以及其它用以輔助的裝置。曲軸的工作情況是極其復(fù)雜的，它是在周期變化的燃氣作用力、往復(fù)運動和旋轉(zhuǎn)運動慣性力及它們的力矩作用下工作的，因此承受著扭矩和彎曲的復(fù)雜應(yīng)力。 曲軸是內(nèi)燃機中承受沖擊載荷傳遞動力的關(guān)鍵零件，也是內(nèi)燃機五大件中最難以保證加工質(zhì)量的零件，發(fā)動機曲軸作為重要運動部

2、件，同時因曲軸工況及其惡劣，因而對曲軸材料、曲軸尺寸精度、表面粗糙度、熱處理和表面強化、動平衡等要求十分嚴格。其中任何一個環(huán)節(jié)的質(zhì)量對曲軸的壽命和整機的可靠性都有很大的影響。因此世界各國對曲軸的加工都十分重視，不斷改進曲軸加工工藝，最大可能的提高曲軸工作壽命，特別是在大批量生產(chǎn)的條件下，傳統(tǒng)工藝已不能滿足當前設(shè)計和生產(chǎn)需求，在長時間、高速運轉(zhuǎn)下曲軸極易過早的出現(xiàn)裂痕或斷裂，嚴重影響曲軸的壽命和整機可靠性。二、 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1、在采用的材料方面，目前車用發(fā)動機曲軸材質(zhì)主要有球墨鑄鐵和鋼兩類。由于球墨鑄鐵曲軸成本只有調(diào)制鋼曲軸成本的1/3左右，且球墨鑄鐵的切削性能良好，可獲得較為理想的結(jié)構(gòu)形狀

3、，并且和鋼質(zhì)曲軸一樣可以進行各種熱處理和表面強化處理來提高曲軸的抗疲勞強度、硬度和耐磨性。所以球墨鑄鐵曲軸在國內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計資料顯示，車用發(fā)動機曲軸采用球墨鑄鐵材質(zhì)的比例在美國為90%，英國為85%，日本為60%，此外，德國、比利時等國家也已經(jīng)大批量采用。國內(nèi)采用球墨鑄鐵曲軸的趨勢則更加明顯，中小型功率柴油機曲軸85%以上采用球墨鑄鐵，而功率160KW以上的發(fā)動機曲軸多采用鍛鋼曲軸。 2、在曲軸的機械加工工藝方面，國內(nèi)大部份專業(yè)廠家普遍采用普通機床和專用組合機床組成的流水線生產(chǎn)，生產(chǎn)效率、自動化程度低。國外的加工工藝一般可以歸納為一下幾個特點：（1）廣泛采用數(shù)控技術(shù)和自動線，生產(chǎn)

4、線一般由幾段獨立的自動化生產(chǎn)單元組成，具有很高的靈活性和適應(yīng)性；(2) 曲軸的主要加工工序基準中心孔，一般采用質(zhì)量定心加工方式，這樣在靜平衡是，加工量很少，整個去終于的動平衡量可達到很低的水平；（3）軸頸的粗加工一般采用數(shù)控銑削或車拉工藝。/工藝質(zhì)量可以達到國內(nèi)粗磨后的水平，且切削變形小、效率高；（4）動平衡一般采CNC控制的綜合平衡機，測量、修正一次完成；（5）廣泛采用了軸頸過渡圓角滾壓技術(shù)，專用圓角滾壓自動控制，對所有軸頸圓角進行一次滾壓，而且滾壓力和滾壓角度可自動調(diào)節(jié)。 3、在熱處理和表面強化處理工藝方面，國內(nèi)在正火工藝方面也進行了大量低的實驗和革新，表面強化處理一般采用感應(yīng)淬火或氮化工

5、藝，少數(shù)廠家還引進了圓角淬火技術(shù)和設(shè)備。三 、主要研究內(nèi)容 針對本次課題關(guān)于對某車用曲軸的加工工藝設(shè)計，主要內(nèi)容如下：曲軸作為發(fā)動機曲柄連桿機構(gòu)的主要組成部分，其性能的優(yōu)劣直接影響了車輛的可靠性、動力性和壽命。根據(jù)某車用發(fā)動機曲軸相關(guān)參數(shù)，設(shè)計合理的曲軸加工工藝方案，可以有效提高生產(chǎn)加工效率、降低生產(chǎn)成本，還可使高精度、高質(zhì)量的曲軸加工得以可行。首先確定曲軸的加工方法，對比選擇零件的加工方案，制定曲軸的加工工藝路線；其次，依照加工方案確定加工用主軸轉(zhuǎn)速、進給速度、切削用量以及切削速度；最后，設(shè)計裝夾工具，并編制加工工序卡片。四、研究方法與實施方案方案一： 曲軸內(nèi)銑加工法：以曲軸大端、小端外圓為

6、基準徑向定位，以前道工序加工的曲柄臂側(cè)面為基準軸向定位，用三抓卡盤夾緊，用電機驅(qū)動內(nèi)銑刀盤形成主運動，利用系統(tǒng)控制進給機構(gòu)使刀盤產(chǎn)生復(fù)合進給運動，對曲軸形成包絡(luò)加工，切削點在曲軸頸上旋轉(zhuǎn)一周，利用安裝在刀盤上不同形狀、不同方向的刀片，加工主軸軸頸、連桿頸、圓角及曲柄側(cè)面。方案二： 車拉工藝法：它是將車與車拉工藝結(jié)合在一起，先將曲柄臂側(cè)面、軸頸、沉割槽圓角進行車削加工，然后再對軸頸進行車拉精加工，這樣使加工的柔性更大，對大余量適應(yīng)性好。 經(jīng)過對兩種工藝方法的分析，我將采用方案一。因為這種加工工藝技術(shù)較為成熟，加工效率高，加工范圍廣，而且，內(nèi)銑對零件毛坯精度要求不高，適合我過目前毛坯生產(chǎn)現(xiàn)狀。五、主要參考文獻 1徐圣群.簡明機械加工工藝手冊M.上?？茖W技術(shù)出版社,1997.5. 2趙如福.金屬機械加工工藝人員手冊M.上海科學技術(shù)出版社,1997.2. 3陳錫渠.現(xiàn)代機械制造工藝M.清華大學出版社,2006.2. 4 王小華.機床夾具結(jié)構(gòu)圖冊M.機械工業(yè)出版社,1992.5. 5上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會.金屬切削手冊M.上?？茖W技術(shù)出版社,2002.  6劉守勇.機械制造工藝