復(fù)雜零件加工工藝分析曲軸零件加工工藝

學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解曲軸及其功用2．掌握曲軸加工特點(diǎn)3．掌握曲軸加工工藝分析方法4．掌握曲軸加工工藝過(guò)程編寫曲軸零件加工工藝

曲軸具有曲拐結(jié)構(gòu)，剛度較差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求高，所以曲軸是比較難加工的零件。a）單拐曲軸

b）多拐曲軸

曲軸零件加工工藝

一、曲軸的功用

曲軸是活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的主要零件之一，用來(lái)將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸零件加工工藝

二、曲軸加工的特點(diǎn)

1．剛度差

曲軸的長(zhǎng)徑比較大（一般曲軸的長(zhǎng)徑比L/d大約為8～13），并具有連桿軸頸，因此曲軸的剛度很差。因此在加工過(guò)程中應(yīng)該采用一些有效措施。

（1）機(jī)床、刀具及夾具等都要具有較高的剛度，并在用中心孔定位時(shí)控制機(jī)床頂尖對(duì)曲軸的壓力，必要時(shí)應(yīng)用中間托架來(lái)增強(qiáng)剛度，以減少變形和振動(dòng)。曲軸零件加工工藝

（2）在粗加工中一般需采用兩邊傳動(dòng)（主要消除扭轉(zhuǎn)變形）的高剛度機(jī)床來(lái)加工，并設(shè)法使加工中徑向切削力的作用相互抵消。（3）合理劃分加工階段及各工序的先后順序，合理安排每個(gè)工序中工位的加工順序及每個(gè)表面的加工次數(shù)，以減少加工變形。（4）在有可能產(chǎn)生變形的工序后面，合理增設(shè)校直工序。曲軸零件加工工藝

2．結(jié)構(gòu)復(fù)雜

（1）連桿軸頸的加工

曲軸的主軸頸和連桿軸頸的軸線平行而不重合，這一現(xiàn)象即稱為“偏心”，兩軸線之間的距離稱為“偏心距”，用字母e表示，如圖所示。曲軸零件加工工藝

當(dāng)曲軸連桿軸頸偏心距（d為主軸頸直徑）時(shí)，可將連桿軸頸的中心孔鉆在主軸頸中心孔的同一端面上。曲軸零件加工工藝

對(duì)于

的曲軸，可在兩端預(yù)留工藝端部（見圖a）或在焊接擋板上鉆出主軸頸及連桿軸頸的中心孔（見圖b）。圖a

圖b曲軸零件加工工藝

（2）防止變形及平衡方法為提高曲軸剛度以減小變形，車削主軸頸時(shí)，可在兩曲柄之間用螺栓螺母支撐，如圖所示。曲軸零件加工工藝

當(dāng)并使用擋板或夾具車削連桿軸頸時(shí)，可在連桿軸頸線上用螺栓支撐。

需要注意的是，支撐螺釘頂力要適中，頂?shù)倪^(guò)緊會(huì)使工件彎曲變形，頂?shù)奶蓜t起不到支承作用，甚至發(fā)生加工中支撐飛出的事故。曲軸零件加工工藝

因?yàn)檫B桿軸頸的存在，曲軸重心和主軸頸及連桿軸頸軸線偏移，在車床上加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生離心力和振動(dòng)，影響軸頸的加工精度。防止的方法是在車床卡盤或在兩曲柄間加平衡重塊，如圖所示。同時(shí)應(yīng)適當(dāng)降低主軸轉(zhuǎn)速。曲軸零件加工工藝

克服曲軸重心和軸頸軸線偏移，也可以通過(guò)曲軸的曲柄設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖所示，在曲柄位置增加平衡塊結(jié)構(gòu)，用配重來(lái)修正，以減少離心力和振動(dòng)對(duì)加工精度的影響。曲軸零件加工工藝

（3）切削熱會(huì)引起曲軸受熱膨脹而彎曲，因此應(yīng)在各加工工序中考慮加強(qiáng)冷卻，這對(duì)鋼曲軸尤為重要。

（4）曲軸不轉(zhuǎn)，而刀具繞曲軸旋轉(zhuǎn)的工藝方法可以避免加工中的不平衡。這種方法更適合于不平衡現(xiàn)象明顯的場(chǎng)合，如大型曲軸的加工。曲軸零件加工工藝

3．技術(shù)要求高

曲軸的技術(shù)要求比較高，且形狀復(fù)雜，加工表面多，工序數(shù)目多，加工量大。

如何更多的采用新工藝、新技術(shù)，提高各工序的生產(chǎn)率及使工藝過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，是曲軸加工工藝設(shè)計(jì)的重要問(wèn)題。曲軸零件加工工藝

三、曲軸的加工工藝分析（1）在曲軸加工工序安排上，應(yīng)注意生產(chǎn)批量的要求。（2）曲軸的加工精度較高，技術(shù)要求高，應(yīng)盡可能使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)重合，以減少誤差。（3）要提高加工精度，要盡可能提高定位基準(zhǔn)（中心孔、工藝面、工藝孔）的精度，以提高其定位的可靠性。曲軸零件加工工藝

（4）盡可能使造成曲軸較大彎曲變形的工序在曲軸主軸頸、連桿軸頸精加工之前完成，如銑端面，鍵槽等工序。（5）注意解決加工中偏心質(zhì)量的問(wèn)題。曲軸零件加工工藝

如圖所示為發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，小批量生產(chǎn)。試擬定其加工工藝。曲軸零件加工工藝

曲軸立體圖曲軸零件加工工藝

1.圖樣分析

（1）曲柄頸偏心距較大為95mm，精度要求不高。

（2）加工曲柄頸時(shí)曲柄臂的最大回轉(zhuǎn)直徑為550mm，車床的主軸中心高應(yīng)大于275mm。

（3）曲柄毛坯為球墨鑄鐵（QT600—3）鑄件，強(qiáng)度比灰口鑄鐵高，切削工藝性比灰口鑄鐵差。曲軸零件加工工藝

2.工藝分析

（1）工件偏心距不很大，可采用兩頂尖裝夾。

（2）加工時(shí)應(yīng)將粗、精車分開，有利于提高工件加工精度。

（3）車削時(shí)工件應(yīng)多次調(diào)頭，使各中心孔均與后頂尖充分研磨。

（4）車削時(shí)，靜不平衡和動(dòng)不平衡都有可能產(chǎn)生，應(yīng)加強(qiáng)預(yù)防，采用平衡塊平衡，主軸轉(zhuǎn)速不要過(guò)高。曲軸零件加工工藝

3.曲軸的加工工藝過(guò)程序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備及主要工藝裝備1鍛鍛造毛坯2熱處理退火3鉗劃線4銑按上母線及側(cè)母線找正，銑兩端面，每端留余量5mm臥式銑床5鉗按上母線及側(cè)母線找正，在兩端面上劃三條中心孔線6鉆鉆全部中心孔坐標(biāo)鏜床曲軸零件加工工藝

曲軸的加工工藝過(guò)程（續(xù)表）序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備及主要工藝裝備7車粗車各部，兩端軸頸端面起50～60mm長(zhǎng)度車圓即可，其余各外圓留余量10～12mm，端面留余量3~4mm，注意加平衡重塊臥式車床8鉗劃尺寸350mm加工線9銑銑尺寸350mm兩平面，每面留余量2～3mm臥式銑床10熱處理調(diào)質(zhì)220～250HBW11鉗劃線、檢查變形量，劃三條中心線12鉆重鉆中心孔坐標(biāo)鏜床曲軸零件加工工藝

曲軸的加工工藝過(guò)程（續(xù)表）序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備及主要工藝裝備13車精車各部至尺寸，其中軸頸按上偏差車出；滾壓軸頸表面及R8mm圓角，注意加平衡重塊，留磨削余量臥式車