学号 2015941138郑州成功财经学院毕业论文（设计）题目：汽车发动机曲轴加工工艺及夹具设计院部名称：信息与机电工程学院专业名称：机械设计制造及其自动化学生姓名：杨为军指导教师：朱峰副教授李姗二一九年五月2.3曲轴结构和加工技术标准1、 曲轴的结构根据曲轴的工作原理，这只是一个形状复杂，结构细长，刚性较差，对基础要求条件较为苛刻的发动机零部件2、 曲轴的技术要求为保证曲轴能够实现正常的工作，轴的加工技术要求较为严格，这次设计的相关技术要求如下所示要确保主轴颈和连接轴颈之间的精度控制在IT6~IT7之间，同时误差范围控制在0.015mm曲轴的表面粗糙度为0.2〜0.4pm,轴径长度为IT9〜IT10,曲轴的轴径形状公差为0.005在曲轴的位置精度方面应该不大于0.02mm,小型的高速曲轴为0.025mm,大中型的低速轴为0.03〜0.08mm,在车头断连接杆轴径的位置不大于20° o在本次设计过程中，各连接杆轴颈轴心线应该与主轴颈的中心线处在同一个水平面上，位置公差在0.2mm o第3章发动机曲轴加工过程工艺设计3.1汽车发动机毛坯件的选择3.1.1毛坯件的选择由于在发动机工作的过程中，需要承受较大的扭矩和多变的弯曲应力，所以汽车及发动机的曲轴在工作的过程中往往出现扭振，折断及轴径磨损严重等问题［，，lo所以在对曲轴毛坯的选择时，应该选择材料强度较大，抗疲劳能力较强。
在本次设计中，我们可以选择的曲轴毛坯为35, 40, 45钢和球墨铸钢QT800-2,对于高速重载曲轴选择时可以选择35CrMoAl> 42Mn2V等材料，因为曲轴结构较为复杂，所以应该选择铸件来减少机械加工强度，由于铸件的具有易于切削加工的特点，所以选择铸件作为仙轴加工的毛坯曲轴的毛坯铸件如图3-1所示图3-1曲轴毛坯铸件3.1.2曲轴加工相关参数由相关的资料可知曲轴毛坯的加工公差和加工余量如表3-1所示表3-1曲轴铸件毛坯尺寸和加工余量项目曲轴前端主轴颈连杆轴颈全部曲柄法兰端公差等级CT99999加工面尺寸40705784105铸件尺寸公差3.63.63.63.63.6机械加工余量等级GGGGG加工余量2.52.5332.5毛坯基本尺寸45756390110 3.2工艺基准的选择1、 粗基准的选择粗基准的选择为后面精基准的选择提供基础，在对粗基准进行选择的过程中需要遵循以下几点原则：（1）基准余量剩余原则；（2）保证加工的基准面位置一致的原则；（3）在粗基准加工的过程中，只可以使用1次；（4）粗基准在选择的时候应该选择适当可靠的粗基准定位I⑵曲轴也是轴类零件，所以可以选择主轴颈外圆作为定位粗基准。
2、 精基准的选择精基准的选择是加工精度和装夹方便的重要保障，其选择遵循以下原则：（1）基准面重合原则；（2）自身为基准原则；（3）互相为基准原则；（4）统一基准原则【成加工主轴和曲柄侧面时以第8曲柄右侧面为精暴准，加工各轴面均以轴心为精基准，加工法兰盘以精加工后的轴肩为基准，钻斜油孔以曲柄侧面和轴心夹角为基准，前端铢键槽、钻孔、攻螺纹以加工过的曲轴侧面为基准3.3加工阶段的划分1、 粗加工阶段（1） 在对两端的孔进行加工过程时，应该考虑到后来的定位安装方便2） 准备精细参考，以便可以精确参考后续步骤，以确保其他加工表面的准确性3） 在对外轮廓进行加工的过程中，首先对主轴颈曲柄和连杆轴颈进行加工从而达到半精加工前要求2、 半精加工阶段（1） 粗磨伏各连杆轴颈曲柄和主轴径2） 锐螺纹、钻斜油孔、法兰定位孔3、 精加工阶段（1） 精磨各主轴径曲柄和连杆轴颈2） 对曲轴进行篷孔 3.4工序顺序的安排1、 曲轴加工的工序安排（1） “先粗后精"的原则是在整个加工过程中所要遵循的，也就是说加工时先粗加工然后再进行精加工的作业顺序2） 在铢曲轴的精基准的过程中，保证“基面先行"的加工原则，先加工精基准铢第8曲柄右侧面。
3） 在对发动机曲轴加工的过程中应该首先完成对曲轴表面加工，然后再完成对主轴和曲柄断面的加工，这就是“先主后次”加工原则4） 遵循“先面后孔”原则在对曲轴面进行加工的过程中应该先加工平面,最后才是对螺纹的加工2、 热处理的安排由于汽车发动机曲轴的毛坯件都是为铸件，所以就有壁厚不均匀的问题，在进行热处理的过程中，会产生不同的效应力和组织应力，所以在曲轴热处理完成以后还要应该进行相关的回火处理来减轻这种的应力，所以在毛坯出厂的过程中就经过的相关的热处理，所以在本次的工艺路线中不再进行3.5确定工艺路线在对曲轴加工的过程进行全面分析以后，本次设计的工艺路线和加工所需要的机床设备如下表3-2所示：表3-2工序目录表工序号工序名称设备名称001检验002热处理003批量毛坯检验004铁两端面数控铁床005钻中心孔专用钻中心孔机床006快工艺定位面双柱铁床007粗车第三主轴颈数控车床008粗车第1、2、4、5主轴颈数控车床009半精车第3主轴颈数控车床010半精车第1、2、4、5主轴颈数控车床 ()11快定位基准面铁床012粗车1、2连杆轴颈数控车床013粗车3、5连杆轴颈数控车床014半精车1、4连杆轴颈数控车床015半精车3、5连杆轴颈数控车床016钻、钗工艺孔专用钻床017钻油孔深孔组合钻床018粗磨第三主轴颈数控磨床019粗磨第1、2、4、5主轴颈数控磨床020粗磨第1、4连杆轴颈数控磨床021粗磨第2、3连杆轴颈数控磨床022精磨第3主轴颈数控磨床023精磨第1、2、4、5主轴颈数控磨床024精磨第1、4连杆轴颈数控磨床025精磨第2、3连杆轴颈数控磨床026饨键槽键槽铁床027动平衡检查动平衡机028粗抛光各轴颈抛光机床029精抛光各轴颈抛光机床030清洗清洗机031最终检查3.6确定加工参数本次设计的加工参数包括圆柱面加工余量、工序尺寸以及公差和粗糙度等。
具体参数如表3-3所示：表3-3加工参数加工表面加工内容加工精度工序尺寸表面粗糙度余量等级Ra(p m)铸件5CT9粗快3.6IT12中37.4么12.5M36X2螺纹半精饨1.0ITI0中 36.4%6.3精铳0.4IT6中36.4案80.8粗饨3.6IT1267 丁12.51： 8圆锥面半精铤1.0IT105铲6.3磨削0.4IT65旷0.8 045油封档粗锭半精车磨削3.61.00.4IT112ITI0IT6中 46*25①45»①45虹12.56.30.8粗铁3.9IT12中 61.1*,12.5中60半精锐1.1IT10中60：螺6.3粗饨3.1IT12<1)51.9*312.5半精饨1.1IT10中50.8»6.3中50主轴颈粗磨0.6IT7中50.2牒0.8精磨0.2IT6中50：搬0.8粗铢3.2ITI2中 41.8°^12.5半精靴1.0IT10中4%诚6.3中40圆柱面粗磨0.6IT7©40.8%0.8精磨0.2IT6640.2“0.8粗说3.2ITI2中46翊12.5半精锐1.0IT 10中 45.86.3中45连杆颈粗磨0.6IT7<1)45%0.8精磨0.2IT6©45.8 制0.8粗铳IT5中45成0.4钻孔0.8IT12中8.2：：盅12.54—中8孔钗孔0.2IT8① 8.()1.6钻孔0.8ITI2中8.812.52—Ml 0X1.25攻丝中19孔钻孔0.8IT12① 19.5中19%艇12.5饺孔0.2IT81.6钻孔2—M6攻丝5IT12①512.5中14.2斜孔钻孔14.2IT12① 14.212.5钻孔5IT12中512.5中5斜油孔抛光1T8().8 3.7确定切削用量及时间定额3.7.1铢各轴颈切削用量在对工件切削用量的制作过程中主要完成铢床，拨盘、顶尖装夹等3个步骤:步骤1为铢中40h6；步骤2为铢C50k6主轴颈；步骤3为铁中60。
完成以后曲轴表面粗糙度为R.匕12. 5unio1、工步1：铢中40h6（1） 选择刀具② 选择外圆车刀③ 经查阅《切削用量简明手册》【国】选刀杆尺寸BxH = 16imx25顾，刀片厚度为4.5mm④ 选择YG6牌号硬质合金作为刀具材料符合本次设计的需要，经查阅《切削用量简明手册》以后可知⑤ 形状（见车刀表1.3）,选择平面带倒棱的前刀面，K『＜ 60”，K； = 10%气=6", Yo = 12°,人$ = —10°，K = 0.8mm, Y01 = —10", byl = 0.4mm2） 选择切削用量① 确定切削深度斜,粗加工余量为1.6mm,可在一次走刀内切完，故：斜＞ =（45-41. 8）/2mm = 1. 6mm （3-1）② 经查阅《切削用量简明手册》以后确定进给量f的值粗铢铸铁、表面粗糙度R = 12. 5um时：f = 0. 25 ~ 0. 40 mm/r （3-2）按数控铢床说明书选择：f=0.36mm/r③ 经查阅《切削用量简明手册》以后可知饨刀后刀面最大磨损量取为1.0mm,车刀寿命T = 60mm④ 经查阅《切削用量简明手册》以后确定切削速度可根据公式计算，可直接由表中查出。
查《机械设计课程设》mi可知：kv=ktvkyvksvkTvkKv 故由公式(3・3)得：V. = 69. 6 m/min n=492r/min按照本次设计所需设备给出的说明书，选择n = 500 r/min,这时V. = 110 m/min o最后决定的饨削用量为：Up = 1.6mm, f = 0. 36 min/r , n = 500 r/min , V = 110 m/min o(3) 计算基本工时：t = — (3-4)m nf式中L = 1 + y + △, 1 = 。