精密单拐曲轴机械设计及加工工艺分析

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1、第一章零件的工艺分析及生产类型确定1.1零件的结构功用分析曲轴是将直线运动转变成旋转运动，或将旋转运动转变为直线运动的零件。它是往复式发动机、压缩机、剪切机与冲压机械的重要零件。曲轴的结构与一般轴不同，它有主轴颈、连杆轴颈、主轴颈和连杆轴颈之间的连接板组成。其长径比L/D=409/110=3.72<12.该曲轴形状复杂，刚性较差，易变形.曲轴在交变和冲击载荷下工作，所以要求该轴应具有高强度，高韧性，高耐磨性等特点。该单拐曲轴的主要价格面为主轴颈端面、轴颈、倒圆角、倒角及阶梯部分，连接侧面部分，连杆轴颈、倒圆角及阶梯部分，各

2、油孔以及甩油板连接螺纹。1.2零件技术条件分析a.主轴颈：φ110+0.003+0.025尺寸公差等级IT6,表面粗糙度Ra为3.2μm，圆柱度误差0.015。b.连杆轴颈φ110-0.071-0.036尺寸公差等级为IT7，表面粗糙度Ra为1.6μm，圆柱度误差0.015。由数据可知，主轴颈与连杆轴颈精度要求高，加工难度大。c.位置精度主轴颈与连杆轴颈平行度误差为0.02，主轴颈的同轴度误差为0.02。该曲轴位置要求也比较高。第二章毛坯选择2.1毛坯类型曲轴工作时要承受很大的转矩及变形的弯曲硬力，容易产生扭振、折断及轴颈

3、磨损，要求材料应有较高的强度、冲击韧度、疲劳强度和耐磨性，所以要求用球墨铸铁QT600-2曲轴的毛坯：此零件属小批生产，固采用铸造毛坯。2.2毛坯余量确定由书机械加工工艺设计资料表1.2-10查得毛坯加工余量为5，毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得为1.4.2.3毛坯－零件合图草图第三章机加工工艺路线确定3.1加工方法分析确定该零件是小批量生产。选用中心孔定位，它是辅助基准，装夹方便节省找正时间又能保证连杆轴颈的位置精度，连杆轴颈与主轴颈的中心距为60，不能直接在轴端面上钻中心孔，加工连杆时，可利用以加工过的主轴颈定位，安装到

4、专用的偏心卡盘分度夹具中使连杆轴颈的轴线与转动轴线重合。3.2加工顺序的安排此零件是单拐曲轴，刚性差、易变形，中批量生产。故选用中心孔定位，它是辅助基准，装夹方便节省找正时间，又能保证连杆轴颈的位置精度。先以主轴颈为粗基准连杆轴颈作支撑铣两端面，粗打中心孔。该零件的刚性差，应按先粗后精的原则安排加工顺序，逐步提高加工精度，主轴颈与连杆轴颈的加工顺序：先粗加工主轴颈再半精加工主轴颈，然后粗加工连杆轴颈，再磨主轴颈，再磨连杆轴颈。3.3定位基准选择先以主轴颈为基准铣曲轴两端面并打中心孔，再以两顶尖定位方式粗加工主轴颈，再半精加

5、工主轴颈，再以偏心卡盘分度夹具夹住主轴颈加工连杆轴颈，再磨主轴颈，最后磨连杆轴颈。3.4加工阶段的划分说明加工阶段分为：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。3.5主要机加工工序简图1、铸铸造、清理2、热处理正火3、锯式样4、铣曲轴两端面并从两面钻中心孔5、粗车主轴颈右端6、粗车主轴颈左端7、半精车主轴颈右端8、半精车主轴颈左端9、粗车连杆轴颈，切第一、二侧板10、粗铣连杆上、下及前、后端11、在第一侧板上钻油孔，在主轴颈左端钻油孔12、扩孔φ3213、在油孔中攻螺纹4-M24、M12，并倒角14、在主轴颈右端粗铣键槽15

6、、校直16、热处理：淬火17、去毛刺（在所有侧面去除机械加工所留下的毛刺）18、清洗吹净在乳化液中清洗曲轴，重点清洗顶尖孔和油孔，保证没有铁削、油污和其他赃物，清洗时间不少于3min，清洗的同时通入压缩空气以提高清洗效果，清洗后用压缩空气吹净零件，并用擦布擦净中心孔表面。19、检验20、修正中心孔21、磨主轴颈右端并倒角22、磨主轴颈左端并倒角23、磨连杆轴颈，第一、二侧板，并倒角24、磨连杆上、下端及前、后端并倒角25、去毛刺吹净在所有油道孔口处抛光棱边，在键槽、主轴颈及连杆轴颈上去毛刺，仔细吹净曲轴油孔中的切削和油污。

7、26、检验27、动平衡曲轴的动平衡量每端不大于120g.cmn=600r/min28、去除不平衡量29、校直30、终检3.6工序尺寸及其公差确定φ110+0.003+0.025工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸铸115±1.4φ1151.4粗车112.42.60.140φ112.4-0.1400半精车110.420.054φ110.4-0.0540磨1100.40.022φ110+0.003+0.025φ110-0.071-0.036工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸铸1151.4φ1151.4粗车110.44

8、.60.087φ110.4-0.0870磨1100.40.035φ110-0.071-0.036φ105-0.40-0.24工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸铸1101.4φ1101.4粗车107.42.60.87φ107.4-0.0870半精车105.420.35φ105.4-0.350磨105