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1、 本科毕业设计（论文）汽车发动机曲轴加工工艺及夹具设计学院名称专业名称学生姓名学号指导教师 六月汽车发动机曲轴加工工艺及夹具设计摘要：机械制造业加工水平是一国经济发展水平的标志。机械制造业为国民经济各部门提供装备，它的发展水平直接影响到国民经济各部门技术水平和经济效益的提高。长期以来，汽车制造业，作为国家重点投资和发展的产业，虽然取得了一定的成绩，但是与国际上汽车工业先进国家相比还有很大差距。随着经济全球化，汽车工业必须面对国内和国际广泛领域的竞争。为提高中国汽车制造业在国际上的竞争力，首先必须要改进汽车重要零件的生产工艺和制造技术。本文深入的分析了汽车发动机曲轴的结构特点和工艺过程，制定了解
2、放牌汽车CA6102发动机曲轴的加工工艺。并以实现高生产效率和低成本为出发点来设计了曲轴加工过程中的工装夹具。并以AUTOCAD和三维造型软件UG(Unigraphics)为设计平台，分别绘制了CA6102发动机曲轴零件图、三维模型以及曲轴工装夹具的零件图和三维模型。关键词：汽车发动机；曲轴；工艺；夹具The Processing Technology of Crankshaft and the Design of FixturesAbstract:The level of machinery manufacturing is the sign of national economy deve
3、lopment .Machinery manufacturing supplies equipments to the national economy, and its development has a direct influence on the level of technique and the improvement of economic efficiency in the departments of our national economy. Over the years, the automobile industry is regarded as the main in
4、vestment and development industry in our country. In spite of some achievements, we still lag far behind when compared with other countries in the world which are advanced in automobile industry. With the globalization of world economy, the automobile industry has to face the fierce competition in a
5、 large domestic and international area. In order to enhance the competitiveness of Chinas automobile industry in the international fields, we should firstly enhance the craft of its key parts and manufacturing technology of the automobile.This article analyzes deeply in the structural characteristic
6、s and process of the engine crankshaft, and has developed the crankshaft processing of the engine of Jiefang automobile CA6102. And it takes achieving high efficiency of production and low cost as the starting point to design power tools of the crankshafts producing processing. And it is in the plat
7、form of AUTOCAD and three-dimensional shape software UG, having drawn the charts of CA6102 engine crankshaft components, models of three-dimensional and drawings of crankshaft tool components and models of three-dimensional.Key words: engine, crankshaft, process, fixtures目 录第1章 绪论11.1课题背景11.2国内外研究状况
8、21.3中国内燃机曲轴发展趋势41.3.1铸造技术41.3.2锻造技术51.3.3机械加工技术61.3.4热处理技术和表面强化技术61.3.5曲轴表面强化技术71.4国外内燃机发展趋势71.5研究内容和研究方法91.6课题研究的意义和目的101.7论文正文的结构10第2章 零件工艺总体设计112.1曲轴零件介绍112.1.1曲轴零件分析122.1.2曲轴的主要加工表面及技术要求132.2曲轴加工工艺分析142.2.1毛坯选择162.2.2基准的选择172.3确定工艺路线18第3章 工艺详细设计213.1主要工序分析213.1.1轴颈的车削213.1.2轴颈的磨削263.1.3轴颈深油孔的加工2
9、83.1.4轴颈的光整加工303.2切削用量选择原则313.2.1粗加工时切削用量的选择原则323.2.2精加工时切削用量的选择原则333.3机械加工余量和工序尺寸以及毛坯尺寸的确定333.3.1确定工序尺寸333.3.2尺寸链计算353.4切削用量及工额定时363.4.1铣曲轴两端面和钻中心孔363.4.2粗车第四主轴颈及两端面373.4.3粗磨第4主轴颈：383.4.4粗车其余主轴颈及其它外圆端面：383.4.5精车第2、3、5、6、7主轴颈和油封轴颈及法兰393.4.6铣工艺定位平面393.4.7车六个曲柄销及其端面403.4.8钻油孔413.4.9精磨主轴颈413.4.10粗磨连杆轴颈
10、413.4.11精磨连杆轴颈423.4.12铣键槽423.4.13精加工法兰端轴承孔433.4.14抛光43第4章 专用夹具设计444.1夹具的概念以及作用444.1.1机床夹具的概念444.1.2机床夹具的分类444.1.3夹具的组成454.2精磨连杆轴颈专用夹具设计454.2.1总体分析454.2.2夹具设计464.2.3切削力及夹紧力的计算484.2.4定位误差的分析51结 论52致 谢53参考文献54第1章 绪论1.1课题背景我国制造业水平正在高速发展，长期以来，汽车制造业，作为国家重点投资和发展的产业，虽然取得了一定的成绩，但是与国际上汽车工业先进国家相比还有很大差距。我国汽车汽车工
11、业尚属幼稚产业。随着经济全球化，汽车工业必须面对国内和国际广泛领域的竞争。为提高中国汽车制造业在国际上的竞争力，首先必须要改进汽车重要零件的生产工艺和制造技术。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的质量没有得到保证，将会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，都在不断地改进曲轴加工工艺，最大限度地提高曲轴的寿命。我国内燃
12、机曲轴专业生产改进企业共63家。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。但是也应看到，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行业技术发展的要求。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、性能和可靠性差、品种杂乱和“三化”程度低等问题，它是影响整机适应国内及国际市场能力的重要因素。随着我国加人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，及时地改进和提高曲轴制造技术水平，生产出具
13、有世界一流水平的内燃机曲轴，才能以实力参与市场激烈的竞争。11.2国内外研究状况（1）毛坯的制造技术球铁曲轴的生产继，QT600-2，700-2之后，现已能稳定地生产QT800-2，QT900-2等几种牌号，目前已能大批量生产QT800-6球铁曲轴。但从整体水平来看, 存在生产效率低，工艺装备落后，毛坯机械性能不稳定，精度低，废品率高等问题。（2）熔炼方面高温低硫纯净铁水的获得是生产高质量球铁的关键所在。经大量分析研究表明，国外球铁中硫、磷、镁及稀土元素含量明显低于国产件，且金相组织中的石墨圆整均匀。究其原因，主要是国内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。
14、为获得高温低硫磷的铁水，可采用双联外加预脱硫的熔炼方法，即可以用冲天炉熔化铁水，经炉外脱硫把硫降到以0.01%以下），然后在感应电炉中升温并调整成分。炉前铁水成分的检测国内已普遍采用真空直读光谱仪来进行，真空直读光谱仪多从日本、美国、英国等国引进。（3）造型方面气流冲击造型工艺明显优于粘土砂造型工艺，可获得高精度的曲轴铸件，该工艺制作的砂型具有变形量无反弹的特点，这对于多拐曲轴尤为重要。目前国内一些厂家已从瑞士、德国、意大利、西班牙等国的公司引进。在国外，曲轴造型多采用壳形工艺，其中酚醛树脂砂热固化壳形工艺是比较成熟的一种。利用该工艺及其配套设备可制取高强度的铸型壳，从而确保铸件具有较高的精度
15、、较低的表面粗糙度和致密的金相组织。目前国内极少数厂家已引进整条生产线。（4）砂处理和清理型砂质量是确保铸形质量的重要条件，在高效混砂和旧砂冷却方面是我国的薄弱环节。因此，国内部分厂家从德国、日本、瑞士、美国引进了混砂机和旧砂冷却装置，以及大容量的滚筒筛、斗式提升机、砂形水分检测控制仪等。铸件的清理使用吊链式抛丸室和铸件水平旋转鼠笼式抛丸机。国外砂处理系统和单元多为自动化微机管理，型砂中水分和有效粘土含量及煤粉含量实行自动检测和控制，型砂运输系统多为自动化控制。铸件清理全部在专机自动线上进行，多数劳动由机械手和机器人操作。（5）毛坯的锻造技术目前，国内虽已有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充分发挥应有的作用。但从总体上来讲，需改造和更新的陈旧普通锻造设备多，工艺落后，先进的技术虽有所应用但还不普遍，检测手段以手工测量为主，锻件质量不稳定，加工余量偏大，材料利用率偏低，能耗高，噪声、振动和烟尘治理差，劳动强度大，生产效率低。（6）机械加工技术国内大部分专业厂家普遍采用普通机
