曲轴机械加工工艺浅析

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1、6108曲轴机械加工工艺浅析罗仁芝（湘潭职业技术学院，湖南湘谭411102）摘要：曲轴是活塞式发动机的主要零部件之一，加工工艺复杂、要求高。结合YC6105QC柴油发动机，深入分析了6108曲轴的机械加工工艺，并对曲轴机加工发展方向进行了初步探讨。关键词：6108曲轴工艺工序分析中图分类号：TH162+.1文献标识码：B文章编号：1008-8415[2006]-01-0039-04一、引言曲轴是活塞式发动机的主要零部件之一，用来将活塞的往复运动转变为旋转运动。根据发动机气缸的数目，曲轴一般分单缸、双缸、三缸、四缸和六缸曲轴。如六缸发动机曲轴6108（见图1）有7个主颈和6个连颈，连颈分别位于三

2、个互成120°角的平面内。曲轴的加工工艺复杂，特别是轴颈有很高的尺寸和形位公差要求，一般按6级精度制造，粗糙度不高于Ra0.8μm。轴颈表面需要热处理以提高其耐磨性，常用的热处理形式为氮化和高频淬火。本曲轴的材料为QT850-3。近年来，球墨铸铁和稀土球墨铸铁得到了广泛的运用，其特点为：可铸性好，有较高的强度和较小的缺口敏感性，有较好的减振性及耐磨性。本文结合YC6105QC柴油发动机，主要对6108曲轴的机械加工工艺进行分析。二、6108曲轴工艺分析图16108曲轴示意图(一)6108曲轴特点及工艺措施6108曲轴（见图1）是带有曲拐的轴，它仍具有轴的一般加工规律，如铣两端面、钻中心孔、车、

3、磨及抛光等，但也有它的特点，包括形状复杂、刚度差及技术要求高，应采取相应的工艺措施，分析如下：1、刚度差6108曲轴的长径比较大（L/d=11），又具有6个连颈，因此刚度较差。为防止变形，在加工过程中应当采取下列措施：选用有较高刚度的机床、刀具及夹具等，并用中心架来增强刚性，从而减少变形和振动；采用具有两边传动或中间传动的刚度高的机床来进行加工，可以减少扭转变形、弯曲变形和振动；在加工中尽量使切削力的作用互相抵消；合理安排工位顺序以减少加工变形；增设校直工序。2、形状复杂连颈和主颈不在同一根轴线上，在连颈加工中易产生不平衡的现象，应配备能迅速找正连颈的偏心夹具，且应加平衡块。3、技术要求高61

4、08曲轴的技术要求是很高的，其机械加工工艺过程随生产纲领的不同和曲轴的复杂程度而有很大的区别，但一般均包括以下几个主要阶段：定位基准的加工；粗、精车和粗磨各主颈及其它外圆；车连颈；钻油孔；精磨各主颈及其他外圆；精磨连颈；大、小头及键槽加工；轴颈表面处理；动平衡；超精加工各轴颈。可以看出，主颈或连颈的车削工序都与磨削工序分开，往往中间安排一些不同的加工面或不同性质的工序。粗加工后会发生变形，因此常把粗、精加工分开，并在切削力较大的工序后面安排校直工序，以保证加工精度。为了减小切削力所引起的变形，保证精加工的精度要求，精磨各轴颈时，一般采用单砂轮依次磨削。轴颈的加工要求高，主颈和连颈采用多次加工，

5、使加工余量越来越小，切削力逐渐降低；同时由于粗、精加工工序分开进行，后工序就有可能消除前工序的误差，最终获得很高的精度和很低的粗糙度。（二）定位基准选择1、粗基准的选择为了保证中心孔钻在主颈毛坯外圆面的轴线位置上，选用主颈的外圆面为粗基准。同时为了保证所加工的基准面的轴向尺寸，选用第四主颈两侧扇板面为轴向粗基准。2、辅助粗基准的选择在扇板上铣出两个工艺平面即是加工连颈时所用的辅助粗基准。3、精基准的选择加工主颈及与其同轴心的轴颈外表面时，以中心孔为精基准。加工连颈时，用加工的法兰和小头的外圆及连颈1外圆作为精基准基面，这样便于保证技术要求。此外，轴向定位基准采用第四主颈的两个台阶面，与设计基准

6、一致。（三）6108曲轴工艺过程若某公司年产6108曲轴20000支，材料为QT850-3，毛坯为铸件。工艺过程编制如下：（见表1）表1工序号工序名称设备名称型号夹具、刀检具及辅具005铣端面双面铣床010划线可调V型架015打中心孔中心孔钻床可调中心架020粗车法兰外圆C630025粗车主四C630030粗磨主四MQ8260P900x38x305A46#P5V035车主颈及大小头S1-206卡瓦、成型车刀040粗磨主颈及小头MQ8260砂轮045精车大头CA6140050车小头平端面C3180锥柄钻花055钻大头孔C3180锥柄麻花钻φ46060铣定位面065车1、6连颈S1-217卡瓦、成

7、型车刀070车2、5连颈S1-217卡瓦、成型车刀075车3、4连颈S1-217卡瓦、成型车刀080粗磨连颈MQ8260三等分夹具、砂轮085半精磨小头MQ8260090钻直油孔Z35A钻直油孔钻模095钻斜油孔油孔钻床钻斜油孔钻模100精磨主颈MQ8260砂轮、修整器、中心架、千分尺、卡板105精磨法兰MQ8260砂轮、修整器、中心架、千分尺、卡板110精磨连颈MQ8260砂轮、修整器、中心架、