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1、 摘 要发动机曲轴是汽车的关键零件之一,其性能好坏直接影响到汽车发动机的质量和寿命.曲轴在发动机中承担最大负荷和全部功率,承受着强大的方向不断变化的弯矩及扭矩，同时经受着长时间高速运转的磨损，因此要求曲轴材质具有较高的刚性、疲劳强度和良好的耐磨性能。发动机曲轴的作用是将活塞的往复直线运动通过连杆转化为旋转运动，从而实现发动机由化学能转变为机械能的输出。本课题是柴油机曲轴的加工工艺的分析与设计进行探讨。工艺路线的拟定是工艺规程制订中的关键阶段，是工艺规程制订的总体设计。所撰写的工艺路线合理与否，不但影响加工质量和生产率，而且影响到工人、设备、工艺装备及生产场地等的合理利用，从而影响生产成本。所以
2、，本次设计是在仔细分析曲轴零件加工技术要求及加工精度后，合理确定毛坯类型，经过查阅相关参考书、手册、图表、标准等技术资料，确定各工序的定位基准、机械加工余量、工序尺寸及公差，最终制定出曲轴零件的加工工序卡片。关键词：发动机 曲轴 工艺分析 工艺设计 AbstractThe car engine crankshaft is one of the key parts and its direct influence on the performance of the quality of life and the car engine crankshaft in engine. For maxim
3、um load and power, with all of the changes direction, bending and torque through long run, so the crankshaft material wear high rigidity, fatigue strength and wear resistance. Engine crankshaft role of piston is reciprocal linear motion through the link into the rotary motion, thus realize engine by
4、 chemical energy into mechanical energy output.This topic is only diesel engine crankshaft process analysis and design are discussed. The process route plan is the key stage procedure formulation of regulations, is the overall design process. Which route reasonable or not, not only influence process
5、ing quality and productivity, and affect worker, equipment, and process equipment and production sites, which affect the reasonable utilization of production cost.Therefore, the design is in the careful analysis of the crankshaft parts processing technical requirements and machining precision, reaso
6、nably determine the blank type, after consulting relevant reference, manuals, charts, standards, technical data to determine the locating datum, mechanical process and procedure limits.but dimensions and tolerances, eventually developing a crank parts processing process card.Keywords: engine cranksh
7、aft process analysis and process design 目 录 摘 要1第一章进给系统的控制回路4 1.1 曲轴的类型结构和应用4 1.2 曲轴的结构 8 1.3 曲轴的应用 10第二章急停回路的控制11 2.1 曲轴的结构特点11 2.2 曲轴的主要技术要求分析12 2.3 曲轴的材料和毛坯的确定12第三章伺服系统 14 3.1伺服驱动器14 3.2 伺服驱动放大器15 3.3 伺服系统故障 15第四章接触器、变压器、变频器17 4.1 变频器的连线 17 4.2 改善变频器的功率因数17 4.3 变频器的抗干扰 194.4变频器的制动部件选用第五章急停信号22 5.
8、1 机床夹具的分类、基本组成和功用 22 5.2 曲轴夹具的设计思路 22 5.3 夹具基准及误差分析 24结 论 26致 谢 27 参考文献 283 1进给系统的控制回路1.1 曲轴的类型结构及应用 1.1.1 曲轴的类型曲轴有整体曲轴、组合曲轴和半组合曲轴三种结构形式，一般采用整体曲轴。整体曲轴又可分为锻造曲轴和铸造曲轴。（图表11）名称简图整体锻造曲轴整体铸造曲轴组合曲轴半组合曲轴 图表11另外，曲轴根据结构和用途的不同又可分为曲拐轴、曲柄轴、偏心轴等。曲轴的性能整体锻造曲轴尺寸紧凑、质量较轻、强度高、刚性好。但形状复杂加工困难，平衡块也不易与曲轴做成一体。整体锻造曲轴一般采用模锻和连续
9、纤维挤压锻造。只有小量生产的曲轴，主要是曲轴半径在800mm以下的大中型曲轴，才采用自由锻。整体铸造曲轴的加工性能好，金属切削量少，成本低，铸造曲轴可以获得较合理的结构形状，如椭圆形曲柄臂，桶形空心轴颈和卸载槽等。从而使应力分布均匀，对提高曲轴的疲劳强度有显著效果。铸造曲轴的应用正在不断扩大。本次设计为整体铸造曲轴 1.1.2 曲轴的结构曲轴一般由轴端、轴颈和曲柄臂三部分组成，曲轴内应开有油孔，作为润滑油的通道。曲轴的轴端：轴心线与曲轴旋转中心同心的轴向端部称之为轴端。轴端一般作为曲轴的输入（输出）端，与带轮、联轴器、飞轮和驱动机等连接，要求连接牢固可靠。曲轴的轴颈：轴颈包括主、支承轴颈和连杆
10、轴颈。（图12）安装滑动轴承的轴颈要有足够的承压面积和较高的耐磨性保证供油和散热。主轴颈与连杆轴颈重叠的部分S称之为重合度。（图13）它对曲轴强度影响很大。S增加，曲轴刚性增加，截面变化缓和，应力集中现象改善。应尽量避免S等于或接近于零。曲柄臂及曲拐：曲轴上连接主轴颈和连杆轴颈或连接相邻连杆轴颈的部位叫做曲柄臂。曲柄臂与连杆轴颈的组合体称为曲拐。图12图131.1.3 曲轴的应用曲轴的材料：曲轴一般由碳素结构钢、合金结构钢或球墨铸铁制成的。曲轴的应用：曲轴是发动机上的一个重要的旋转机件。装上连杆后，可承接活塞的往复运动变成循环运动。曲轴的两个重要加工部位主轴颈和连杆轴颈，主轴颈被安装在缸体上，
11、连杆轴颈与连杆大头孔连接，连杆小头孔与气缸活塞连接，是一个典型的曲柄滑块机构。发动机的工作过程就是活塞经过混合压缩气的爆燃，推动活塞作直线运动，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发动机整体性能的表现。曲轴在工作时，受气体压力，惯性力及惯性力矩的作用，受力大而且受力复杂，同时，曲轴又是高速旋转件，因此，要求曲轴具有足够的刚度和强度，具有良好的承受冲击载荷的能力，耐磨损且润滑良好。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。目前，国内较陈旧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
12、车床车削曲轴主轴颈及连杆轴颈。工序质量稳定性差，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、精磨和抛光，通常靠人工操作，加工质量不稳定，尺寸一致性差。现在加工曲轴粗加工比较流行的工艺是：主轴颈采用车削工艺和高速铣削。连杆颈采用高速铣削，而且倾向于高速随动铣削，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 急停回路的控制2.1 曲轴的结构特点曲轴的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
13、。主轴承的数目不仅与发动机气缸数目有关，还取决于曲轴的支承方式。曲轴的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。曲轴的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。平衡重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。曲轴前端装有齿轮，驱动风扇和水泵的皮带轮以及起动爪等。为了防止机油沿曲轴轴颈外漏，在曲轴前端装有一个甩油盘，在齿轮室盖上装有油封。曲轴的后端用来安装飞轮，在后轴颈与飞轮凸缘之间制成挡油凸缘与回油螺纹，以阻止机油向后窜漏。另外，曲轴的曲拐数目等于气缸数(直列式发动机)；V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。2.2 曲轴的主要技术要求分析主轴颈、连杆轴颈本身的精度即尺寸公差等级为IT6，表面粗糙度Ra值在1.60.8um之间。轴颈长度公差等级在IT9IT10之间。
