曲轴制造工艺ppt课件.ppt

《曲轴制造工艺ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《曲轴制造工艺ppt课件.ppt（41页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、汽车典型零件制造工艺汽车典型零件制造工艺主要内容主要内容1. 曲轴概述曲轴概述 1.1 曲轴的概念与工作原理曲轴的概念与工作原理 1.2 曲轴的结构特点曲轴的结构特点 1.3 曲轴的材料与毛坯曲轴的材料与毛坯2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺 2.1 曲轴的技术要求曲轴的技术要求 2.2 曲轴机械加工的定位基准曲轴机械加工的定位基准 2.3 曲轴机械加工工艺分析曲轴机械加工工艺分析 2.4 大批生产六缸汽油机曲轴的机械加工的工艺过程大批生产六缸汽油机曲轴的机械加工的工艺过程 2.5 曲轴部分表面的加工曲轴部分表面的加工3. 曲轴加工的先进技术曲轴加工的先进技术 3.1 质量中心孔技术质

2、量中心孔技术 3.2 车拉技术车拉技术 3.3 圆角深滚压技术圆角深滚压技术1. 曲轴概述曲轴概述1.1 1.1 曲轴的概念和工作原理曲轴的概念和工作原理曲轴是汽车发动机的重要零件之一。它主要曲轴是汽车发动机的重要零件之一。它主要将连杆的上下往复运将连杆的上下往复运动变为旋转运动动变为旋转运动。在发动机中，曲轴主轴颈被安装在缸体上，连。在发动机中，曲轴主轴颈被安装在缸体上，连杆颈与连杆大头孔连接，连杆小头孔与汽缸活塞连接，这是一个杆颈与连杆大头孔连接，连杆小头孔与汽缸活塞连接，这是一个典型的曲柄滑块机构。典型的曲柄滑块机构。曲轴的旋转是发动机的动力源。曲轴的旋转是发动机的动力源。据据2013-

3、20172013-2017年中国曲轴行业市场前瞻与投资预测分析报告年中国曲轴行业市场前瞻与投资预测分析报告数据显示，随着数据显示，随着国内汽车需求旺盛、全球汽车市场中心向发展中国家转移，中国以曲轴为代表国内汽车需求旺盛、全球汽车市场中心向发展中国家转移，中国以曲轴为代表的汽车零部件工业蓬勃发展。上图显示了的汽车零部件工业蓬勃发展。上图显示了2007-20102007-2010年，中国曲轴总产量（包括年，中国曲轴总产量（包括摩托车用单缸发动机曲轴）。摩托车用单缸发动机曲轴）。1. 曲轴概述曲轴概述曲轴简介与工作原理：曲轴简介与工作原理：1. 曲轴概述曲轴概述1.2 1.2 曲轴的结构特点曲轴的结

4、构特点曲轴一般由曲轴一般由主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡块、前端和后端主轴颈、连杆轴颈、曲柄、平衡块、前端和后端等组等组成。一个主轴颈、一个连杆轴颈和一个曲柄组成一个成。一个主轴颈、一个连杆轴颈和一个曲柄组成一个曲拐曲拐，直列，直列式发动机曲轴曲拐的数目等于气缸数；式发动机曲轴曲拐的数目等于气缸数；V V型发动机曲轴的曲拐数型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。等于气缸数的一半。7 7个主个主轴颈轴颈曲轴后曲轴后端油封端油封轴颈轴颈曲轴前曲轴前端正时端正时齿轮齿轮6 6个连个连杆颈杆颈8 8个平个平衡块衡块曲柄曲柄1. 曲轴概述曲轴概述主轴颈主轴颈是曲轴的支承部分，通过主轴承支承在曲轴箱的主轴承

5、座上，其是曲轴的支承部分，通过主轴承支承在曲轴箱的主轴承座上，其数目不仅与发动机气缸数有关，还数目不仅与发动机气缸数有关，还取决于曲轴的支承方式。取决于曲轴的支承方式。 连杆轴颈连杆轴颈是曲轴与连杆的连接部分，连接处圆弧过渡以减少应力集中。是曲轴与连杆的连接部分，连接处圆弧过渡以减少应力集中。 曲柄曲柄是主轴颈和连杆轴颈的连接部分，断面椭圆形，为平衡惯性力，曲是主轴颈和连杆轴颈的连接部分，断面椭圆形，为平衡惯性力，曲柄处铸有柄处铸有( (或紧固或紧固) )平衡重。平衡重。 平衡重平衡重用来平衡发动机不平衡的离心力矩，有时还用来平衡一部分往复用来平衡发动机不平衡的离心力矩，有时还用来平衡一部分往

6、复惯性力，从而使曲轴旋转平稳。惯性力，从而使曲轴旋转平稳。 曲轴前端曲轴前端装有齿轮、驱动风扇、水泵的皮带轮以及起动爪等。为防止机装有齿轮、驱动风扇、水泵的皮带轮以及起动爪等。为防止机油沿曲轴轴颈外漏，在曲轴前端装有甩油盘，在齿轮室盖上装有油封。油沿曲轴轴颈外漏，在曲轴前端装有甩油盘，在齿轮室盖上装有油封。曲轴后端曲轴后端用来安装飞轮，在后轴颈与飞轮凸缘之间制成挡油凸缘与回油用来安装飞轮，在后轴颈与飞轮凸缘之间制成挡油凸缘与回油螺纹，以阻止机油向后窜漏。螺纹，以阻止机油向后窜漏。 曲轴各部分的功用：曲轴各部分的功用：1. 曲轴概述曲轴概述根据主轴颈的支撑方式不同，曲轴可分为：根据主轴颈的支撑方

7、式不同，曲轴可分为：全支承曲轴全支承曲轴：在相邻曲拐之间都设置一个主轴颈的曲轴。多用于：在相邻曲拐之间都设置一个主轴颈的曲轴。多用于柴油机。柴油机。优点：曲轴刚性好，不易弯曲；优点：曲轴刚性好，不易弯曲；缺点：缸心距加大，机体加长，制造成本增加。缺点：缸心距加大，机体加长，制造成本增加。非全支承曲轴非全支承曲轴：主轴颈数等于或少于连杆轴颈数。多用于中小功：主轴颈数等于或少于连杆轴颈数。多用于中小功率的汽油机。率的汽油机。优缺点与全支承曲轴恰好相反。优缺点与全支承曲轴恰好相反。1. 曲轴概述曲轴概述曲轴的结构特点：曲轴的结构特点：连杆轴颈与主轴颈不同轴，相互平行。连杆轴颈与主轴颈不同轴，相互平行

8、。不同曲轴其不同曲轴其曲拐之间的夹曲拐之间的夹角角可能可能不同。不同。从而为加工连杆轴颈时的角度定位带来困难。从而为加工连杆轴颈时的角度定位带来困难。曲拐夹角曲拐夹角180曲拐夹角曲拐夹角120曲拐夹角曲拐夹角90结构细长多曲拐，刚性很差。结构细长多曲拐，刚性很差。1. 曲轴概述曲轴概述曲轴上加工有贯穿主轴颈、曲柄和连杆轴颈的油道，以便润滑主轴颈曲轴上加工有贯穿主轴颈、曲柄和连杆轴颈的油道，以便润滑主轴颈和连杆轴颈。和连杆轴颈。 1. 曲轴概述曲轴概述1.3 1.3 曲轴的材料和毛坯曲轴的材料和毛坯曲轴曲轴工作时要承受很大的转矩和交变的弯曲应力，其工作时要承受很大的转矩和交变的弯曲应力，其主要

9、失效形主要失效形式是式是疲劳断裂疲劳断裂和和轴颈严重磨损轴颈严重磨损，对曲轴的材料要求，对曲轴的材料要求： 优良的综合机械性能，有高的强度和韧性；优良的综合机械性能，有高的强度和韧性； 高的抗疲劳能力，防止疲劳断裂，提高寿命；高的抗疲劳能力，防止疲劳断裂，提高寿命； 良好的耐磨性。良好的耐磨性。曲轴常用材料有：曲轴常用材料有：球墨铸铁、调质钢、非调质钢。球墨铸铁、调质钢、非调质钢。对于对于汽油机曲轴汽油机曲轴，由于功率较小，曲轴毛坯一般采用球墨铸铁铸，由于功率较小，曲轴毛坯一般采用球墨铸铁铸造而成。常用材料有：造而成。常用材料有：QT600-2QT600-2、QT700-2QT700-2、QT

10、800-2QT800-2、 QT900-6QT900-6、 QT800-6QT800-6等温淬火球铁。等温淬火球铁。柴油机曲轴柴油机曲轴毛坯材料一般采用调质钢或非调质钢，调质钢常用材毛坯材料一般采用调质钢或非调质钢，调质钢常用材料有：料有：4545、40Cr40Cr或或42CrMo42CrMo；非调质钢常用材料有；非调质钢常用材料有48MnV48MnV、C38N2C38N2、38MnS638MnS6。1. 曲轴概述曲轴概述曲轴的毛坯根据批量大小、尺寸、结构及材料品种来决定。批量曲轴的毛坯根据批量大小、尺寸、结构及材料品种来决定。批量较大的小型曲轴，采用较大的小型曲轴，采用模锻模锻；单件小批的中

11、大型曲轴，采用；单件小批的中大型曲轴，采用自由自由锻造锻造；而对于球墨铸铁材料则采用；而对于球墨铸铁材料则采用铸造铸造毛坯。毛坯。采用不同毛坯材料，曲轴的热处理及加工工艺路线也不相同：采用不同毛坯材料，曲轴的热处理及加工工艺路线也不相同：锻钢曲轴的常规工艺路线：锻钢曲轴的常规工艺路线：下料下料锻造锻造正火正火粗加工粗加工表面淬表面淬火及回火火及回火精加工精加工球铁曲轴的常规工艺路线：球铁曲轴的常规工艺路线：铸造铸造正火正火回火回火粗加工粗加工表面淬表面淬火及回火火及回火精加工精加工2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺2.1 2.1 曲轴的技术要求曲轴的技术要求1）主轴颈、连杆轴颈本

12、身的精度主轴颈、连杆轴颈本身的精度，即，即直径尺寸公差直径尺寸公差等级等级通常为通常为IT6IT7；主轴颈的宽度极限偏差为；主轴颈的宽度极限偏差为+0.05-0.15mm；曲拐半径极限偏；曲拐半径极限偏差为差为0.05mm；曲轴的轴向尺寸极限偏差为；曲轴的轴向尺寸极限偏差为0.15 0.50mm。2）轴颈长度公差等级轴颈长度公差等级为为IT9IT10。轴颈的。轴颈的形状公差形状公差，如圆度、圆柱，如圆度、圆柱度控制在尺寸公差度控制在尺寸公差一半之内一半之内。3）位置精度位置精度，包括主轴颈与连杆轴颈的平行度：一般为，包括主轴颈与连杆轴颈的平行度：一般为100mm之内之内不大于不大于0.02mm

13、；曲轴各主轴颈的同轴度：小型高速；曲轴各主轴颈的同轴度：小型高速发动机发动机曲轴曲轴为为0.025mm，中大型低速，中大型低速发动机发动机曲轴为曲轴为0.030.08mm；各连杆轴颈的位各连杆轴颈的位置度不大于置度不大于30。4）曲轴的连杆轴颈和主轴颈的）曲轴的连杆轴颈和主轴颈的表面粗糙度表面粗糙度为为Ra0.20.4m；曲轴的；曲轴的连杆轴颈、主轴颈、曲柄连接圆角的表面粗糙度为连杆轴颈、主轴颈、曲柄连接圆角的表面粗糙度为Ra0.4m。除上述技术要求外，还有除上述技术要求外，还有热处理、动平衡、表面强化、油道孔的清洁热处理、动平衡、表面强化、油道孔的清洁度、曲轴裂纹、曲轴旋转方向度、曲轴裂纹、

14、曲轴旋转方向等规定和要求。等规定和要求。2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺某工厂某工厂7 7个型号曲轴加工技术要求：个型号曲轴加工技术要求：2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺2.2 2.2 曲轴机械加工的定位基准曲轴机械加工的定位基准曲轴加工定位基准选择的基本原则：曲轴加工定位基准选择的基本原则：曲轴加工的定位基准主要分曲轴加工的定位基准主要分径向基准径向基准、轴向基准轴向基准和和角向基准角向基准。 径向基准：径向基准：一般选用两端的一般选用两端的主轴颈主轴颈（两边主轴颈中心连线；（两边主轴颈中心连线；两端面两端面中心孔连线中心孔连线) ) ； 轴向基准：轴向基准：

15、曲轴为了防止轴向力作用而发生轴向窜动，采用曲轴为了防止轴向力作用而发生轴向窜动，采用止推结构。加工的轴向基准一般选择止推结构。加工的轴向基准一般选择止推面止推面； 2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺 角向基准：角向基准：粗加工连杆轴颈前，在曲柄上铣粗加工连杆轴颈前，在曲柄上铣角向定位面角向定位面或或定位凸台定位凸台作为角向基准。作为角向基准。角向定位面角向定位面铣削角向定位基准面铣削角向定位基准面2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺在汽车制造业中，一些专用夹具设备被应用于曲轴加工的定位夹紧，在汽车制造业中，一些专用夹具设备被应用于曲轴加工的定位夹紧，极大提高了装夹质量

16、和效率。极大提高了装夹质量和效率。在在加工连杆轴颈加工连杆轴颈时，一般利用已经加工过的主轴颈定位，安装到专用时，一般利用已经加工过的主轴颈定位，安装到专用偏心卡盘分度夹具中，使连杆轴颈的轴线和转动轴线偏心卡盘分度夹具中，使连杆轴颈的轴线和转动轴线4 4重合。连杆轴颈重合。连杆轴颈之间的角度位置精度靠夹具上的分度装置保证，加工时依次加工同一之间的角度位置精度靠夹具上的分度装置保证，加工时依次加工同一轴线上的连杆轴颈以及曲轴端面，工件轴线上的连杆轴颈以及曲轴端面，工件2 2通过在夹具体通过在夹具体3 3上的分度板上的分度板1 1与与分度定位销分度定位销5 5分度。分度。为进一步提高生产效率，还可采

17、用专用的半自动曲轴车床或磨床，工为进一步提高生产效率，还可采用专用的半自动曲轴车床或磨床，工件能在一次装夹下（仍以主轴颈定位）加工连杆所有轴颈。件能在一次装夹下（仍以主轴颈定位）加工连杆所有轴颈。 偏心卡盘分度夹具偏心卡盘分度夹具1-1-分度板分度板 2-2-工件工件 3-3-夹具体夹具体 4-4-转动轴线转动轴线 5-5-分度定位销分度定位销2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺2.3 2.3 曲轴机械加工工艺分析曲轴机械加工工艺分析曲轴加工工艺路线编制原则：曲轴加工工艺路线编制原则：先粗后精先粗后精 先基准后其他先基准后其他 先面后孔先面后孔 先主要表面后次要表面先主要表面后次要

18、表面外圆粗加工外圆粗加工其他表面加工其他表面加工粗基准加工粗基准加工精基准加工精基准加工外圆精加工外圆精加工由于要加工主轴颈作为后续加工其他外圆的定位基准，因此，由于要加工主轴颈作为后续加工其他外圆的定位基准，因此，通常通常先加工主轴颈，而后加工连杆轴颈和其他外圆先加工主轴颈，而后加工连杆轴颈和其他外圆。2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺由于曲轴的结构特点形状复杂，刚性很差，加工精度要求还很高。由于曲轴的结构特点形状复杂，刚性很差，加工精度要求还很高。因此，在确定曲轴的加工工艺路线时，还需注意以下问题：因此，在确定曲轴的加工工艺路线时，还需注意以下问题： 粗加工时由于切削余量大，

19、切削力较大，粗加工时由于切削余量大，切削力较大，可用中间托架增强可用中间托架增强刚性刚性，减小变形和振动，同时机床刀具及夹具都应有较高的刚度。，减小变形和振动，同时机床刀具及夹具都应有较高的刚度。 加工时尽量加工时尽量使切削力的作用相互抵消使切削力的作用相互抵消，可用前后刀架同时横，可用前后刀架同时横向进给。向进给。中间托架中间托架切削力相互抵消切削力相互抵消2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺 合理安排工位次序合理安排工位次序以减少加工变形，按先粗后精的原则安排以减少加工变形，按先粗后精的原则安排加工工序，逐步提高精度。加工工序，逐步提高精度。 在有可能产生变形的工序后面增设在有

20、可能产生变形的工序后面增设校直工序校直工序。对于左图这种对于左图这种7 7个主轴颈的曲个主轴颈的曲轴。加工主轴颈顺序为：轴。加工主轴颈顺序为：4-7-1-6-2-5-34-7-1-6-2-5-32. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺2.4 2.4 大批生产六缸汽油机曲轴的机械加工的工艺过程大批生产六缸汽油机曲轴的机械加工的工艺过程汽车发动机制造过程中，曲轴的加工多属大批大量生产，按工序分散原则安汽车发动机制造过程中，曲轴的加工多属大批大量生产，按工序分散原则安排工艺过程。以下为大量生产六缸汽油机曲轴的工艺过程。加工过程中广泛排工艺过程。以下为大量生产六缸汽油机曲轴的工艺过程。加工过程

21、中广泛采用了先进工艺和专用机床，实现了机械加工、检验和清洗等工序的自动化。采用了先进工艺和专用机床，实现了机械加工、检验和清洗等工序的自动化。2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺2.5 2.5 曲轴部分表面的加工曲轴部分表面的加工曲轴的主要加工表面曲轴的主要加工表面有有主轴颈、连杆轴颈、各外圆主轴颈、连杆轴颈、各外圆、两端面、键、两端面、键槽以及

22、油孔道等。槽以及油孔道等。此外，还有还有检验、清洗、去毛刺等工序。此外，还有还有检验、清洗、去毛刺等工序。 铣两端面铣两端面定位基准：定位基准：两端主轴颈两端主轴颈止推面止推面限制限制5 5个自由度个自由度2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺 加工主轴颈及与主轴颈同轴外圆面加工主轴颈及与主轴颈同轴外圆面采用两端中心孔定位，限制采用两端中心孔定位，限制5 5个自由度。使用成型刀具，加工效个自由度。使用成型刀具，加工效率高率高 ，但刀具寿命低。，但刀具寿命低。主轴颈主轴颈加工工序加工工序：粗车、精车、磨削；：粗车、精车、磨削；2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺 加工连杆轴

23、颈加工连杆轴颈连杆连杆轴颈轴颈加工工序加工工序：粗车、精车、磨削；：粗车、精车、磨削；采用两端主轴颈径向定位，限制采用两端主轴颈径向定位，限制4 4个自由度；止推面轴向定位，个自由度；止推面轴向定位，限制一个移动自由度；第一平衡块的侧面定位面周向定位，限制限制一个移动自由度；第一平衡块的侧面定位面周向定位，限制一个旋转自由度。一个旋转自由度。2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺 加工油孔道加工油孔道曲轴上的深油孔是典型的斜长孔。传统的加工方法采用高速钢深孔麻花钻加曲轴上的深油孔是典型的斜长孔。传统的加工方法采用高速钢深孔麻花钻加工，但刀具寿命低，设备柔性差，工，但刀具寿命低，设备柔

24、性差，目前已逐渐被目前已逐渐被枪钻枪钻和和MQLMQL技术麻花钻技术麻花钻代替。代替。定位基准：定位基准：两端中心孔、止推面、连杆轴颈。两端中心孔、止推面、连杆轴颈。限制限制6 6个自由度。个自由度。2. 2. 曲轴的加工制造工艺曲轴的加工制造工艺 精车止推面，铣键槽，精镗导向孔精车止推面，铣键槽，精镗导向孔此时采用前端中心孔限制此时采用前端中心孔限制2 2个自由度（后端导向孔被加工为导向孔），个自由度（后端导向孔被加工为导向孔），后端外圆限制后端外圆限制2 2个自由度。后端面轴向定位限制一个移动自由度。个自由度。后端面轴向定位限制一个移动自由度。曲轴加工过程中，需要在两端面加工中心孔作为定位

25、基准。按照其加曲轴加工过程中，需要在两端面加工中心孔作为定位基准。按照其加工位置不同，可分为工位置不同，可分为几何中心孔几何中心孔和和质量中心孔质量中心孔。3.3. 曲轴加工的先进技术曲轴加工的先进技术3.1 3.1 质量中心孔技术质量中心孔技术几何中心孔几何中心孔是以曲轴两端主轴颈外圆定位钻出的中心孔，其形成的轴是以曲轴两端主轴颈外圆定位钻出的中心孔，其形成的轴线是几何中心线。在质量定心机上先找出曲轴的质量轴线，按其所处线是几何中心线。在质量定心机上先找出曲轴的质量轴线，按其所处的位置钻出的中心孔则为的位置钻出的中心孔则为质量中心孔质量中心孔，其形成的轴线是质量中心线。，其形成的轴线是质量中

26、心线。质量定心机简图质量定心机简图3.3. 曲轴加工的先进技术曲轴加工的先进技术如果曲轴几何形状旋转对称、质量密度完全均匀，则其几何中心线和如果曲轴几何形状旋转对称、质量密度完全均匀，则其几何中心线和质量中心线重合；而实际生产中，由于毛坯上的几何形状误差和质量质量中心线重合；而实际生产中，由于毛坯上的几何形状误差和质量分布不均等原因，分布不均等原因，几何中心线与质量中心线往往不重合几何中心线与质量中心线往往不重合。传统曲轴加工工艺多采用几何中心孔。但利用几何中心孔作为定位基传统曲轴加工工艺多采用几何中心孔。但利用几何中心孔作为定位基准进行车削或磨削加工时，会产生很多准进行车削或磨削加工时，会产

27、生很多不利影响不利影响：由于工件旋转会产生由于工件旋转会产生离心力离心力，这不仅会影响加工质量，而且加工后余，这不仅会影响加工质量，而且加工后余下的下的动不平衡量动不平衡量较大，在以后装配前的动平衡工序中，需要多次反复较大，在以后装配前的动平衡工序中，需要多次反复测量去重才能达到要求，影响生产效率。测量去重才能达到要求，影响生产效率。现在一些国家大都采用质量中心孔技术，可基本解决采用几何中心孔现在一些国家大都采用质量中心孔技术，可基本解决采用几何中心孔产生的问题。我国一些曲轴生产企业也已采用质量中心孔技术。产生的问题。我国一些曲轴生产企业也已采用质量中心孔技术。3.3. 曲轴加工的先进技术曲轴

28、加工的先进技术3.2 3.2 车拉技术车拉技术传统曲轴轴颈加工一般采用车削或传统曲轴轴颈加工一般采用车削或铣削加工。切削过程中工件受力大，铣削加工。切削过程中工件受力大，加工精度不高。加工精度不高。19831983年美国首先采年美国首先采用直线型车拉刀具加工曲轴主轴颈用直线型车拉刀具加工曲轴主轴颈获得成功。现在，曲轴车拉技术主获得成功。现在，曲轴车拉技术主要演化为三种方式：要演化为三种方式：直线式刀具车直线式刀具车拉、内环式刀具旋转车拉和外环式拉、内环式刀具旋转车拉和外环式刀具旋转车拉刀具旋转车拉。a)a) 直线车拉直线车拉 b)b)圆刀具外环车拉圆刀具外环车拉 n- n-工件速度工件速度 n

29、 nwzwz- -刀具速度刀具速度曲轴曲轴3.3. 曲轴加工的先进技术曲轴加工的先进技术车削加工轴承与车拉轴承对比：刀具的进给方向不同，导致车削车削加工轴承与车拉轴承对比：刀具的进给方向不同，导致车削工件受力很大，车拉加工工件受力较小，加工更稳定。工件受力很大，车拉加工工件受力较小，加工更稳定。车拉是车削和拉削加工的结合，加工过程中，除了工件做旋转运车拉是车削和拉削加工的结合，加工过程中，除了工件做旋转运动以外，刀具也做进给运动，以实现车拉切削加工。动以外，刀具也做进给运动，以实现车拉切削加工。车削车削车拉车拉3.3. 曲轴加工的先进技术曲轴加工的先进技术车拉技术的优点车拉技术的优点 加工精度

30、高加工精度高车拉加工刀具分直线型和圆盘型车拉加工刀具分直线型和圆盘型2 2种。刀体上镶装的刀齿片分粗切刀种。刀体上镶装的刀齿片分粗切刀齿和精切刀齿齿和精切刀齿2 2组。组。每个刀片在与工件高速的相对运动中仅参加短暂每个刀片在与工件高速的相对运动中仅参加短暂切削切削, ,切下的金属层很薄切下的金属层很薄( (约约0.40.40.6mm )0.6mm )。因而刀刃承受的冲击小。因而刀刃承受的冲击小, ,刀齿切削热负荷小刀齿切削热负荷小, ,减少了工件切削后的残余应力，保证了工件精切减少了工件切削后的残余应力，保证了工件精切后的表面精度和质量。后的表面精度和质量。据有关厂测定，车拉后的曲轴尺寸参数：

31、据有关厂测定，车拉后的曲轴尺寸参数：1 1）主轴颈直径误差）主轴颈直径误差0.04mm0.04mm； 2 2）主轴颈宽度误差）主轴颈宽度误差0.04mm0.04mm； 3 3）连杆轴颈回转半径误差）连杆轴颈回转半径误差0.05mm0.05mm； 4 4）连杆轴颈分度位置误差）连杆轴颈分度位置误差0.07mm0.07mm； 3.3. 曲轴加工的先进技术曲轴加工的先进技术 生产效率高生产效率高 车拉加工的切削速度高车拉加工的切削速度高( (加工锻钢曲轴时约为加工锻钢曲轴时约为150150220m/min220m/min，加工，加工铸铁曲轴时约铸铁曲轴时约250250300m/min)300m/mi

32、n)，进给速度快，进给速度快( (粗加工时约为粗加工时约为3000mm 3000mm /min/min，精加工时约为，精加工时约为1000mm/min)1000mm/min)，所以加工节拍短，生产效率高。，所以加工节拍短，生产效率高。 加工柔性好加工柔性好 车拉加工只需更换程序或重新编程序，对夹具、刀具略作调整，就车拉加工只需更换程序或重新编程序，对夹具、刀具略作调整，就可很快适应曲轴品种的变换和不同批量的生产，充分发挥计算机数可很快适应曲轴品种的变换和不同批量的生产，充分发挥计算机数字控制技术的特长。字控制技术的特长。 工艺总投资少工艺总投资少由于车拉加工精度高由于车拉加工精度高, , 车拉

33、后不再进行粗磨或半精磨车拉后不再进行粗磨或半精磨，简化了工艺过，简化了工艺过程，省去粗磨磨床的投资和有关生产费用。此外，车拉刀具承受载荷程，省去粗磨磨床的投资和有关生产费用。此外，车拉刀具承受载荷小，使用寿命长、费用低。小，使用寿命长、费用低。3.3. 曲轴加工的先进技术曲轴加工的先进技术3.3 3.3 圆角深滚压技术圆角深滚压技术曲轴服役工况条件恶劣，曲轴服役工况条件恶劣，在工作时需要承受较大而复杂的冲击载在工作时需要承受较大而复杂的冲击载荷，荷，其失效形式一般是其失效形式一般是轴颈磨损轴颈磨损和和疲劳断裂疲劳断裂。当当曲拐顶部受压力曲拐顶部受压力P P时，曲拐两内侧圆角过时，曲拐两内侧圆角

34、过渡处表现为拉应力，主轴圆角过渡处则为压渡处表现为拉应力，主轴圆角过渡处则为压应力；另外，曲轴还承受惯性力矩、输出扭应力；另外，曲轴还承受惯性力矩、输出扭矩、扭振力矩，受力情况十分复杂。矩、扭振力矩，受力情况十分复杂。由于轴颈磨削加工后留下的刀痕引起应力集中，加之过渡圆角处由于轴颈磨削加工后留下的刀痕引起应力集中，加之过渡圆角处本身就存在应力集中，曲轴在工作本身就存在应力集中，曲轴在工作时时圆角过渡处属于薄弱环节圆角过渡处属于薄弱环节，主轴颈和连杆颈的过渡处更为严重主轴颈和连杆颈的过渡处更为严重。因此，为了增强曲轴抗疲劳因此，为了增强曲轴抗疲劳能力，发展出了能力，发展出了圆角深滚压技术圆角深滚

35、压技术。3.3. 曲轴加工的先进技术曲轴加工的先进技术圆角深滚压技术的原理：圆角深滚压技术的原理：曲轴圆角曲轴圆角深深滚压，是利用滚轮的压力作用，在曲轴的主轴颈和连杆颈滚压，是利用滚轮的压力作用，在曲轴的主轴颈和连杆颈过渡圆角处过渡圆角处形成一条滚压塑性变形带形成一条滚压塑性变形带，这条塑性变形带具有以下特点：这条塑性变形带具有以下特点：1) 1) 产生了残余压应力产生了残余压应力，可与曲轴在工作时的拉应力抵消或部分抵消，可与曲轴在工作时的拉应力抵消或部分抵消，从而提高疲劳强度。从而提高疲劳强度。2) 2) 硬度提高硬度提高，滚压使圆角处形成高硬度的致密层，使曲轴的机械强滚压使圆角处形成高硬度

36、的致密层，使曲轴的机械强度和疲劳强度得到提高。度和疲劳强度得到提高。3) 3) 表面粗糙度降低表面粗糙度降低，圆角滚压可使圆角表面粗糙度达到圆角滚压可使圆角表面粗糙度达到Ra0.2Ra0.2以下，以下，从而大大减小了圆角处的应力集中，提高了疲劳强度。从而大大减小了圆角处的应力集中，提高了疲劳强度。1.1. 施力器施力器 2.2.滚轮滚轮 3.3.工件工件 Fw- Fw-滚压力滚压力3.3. 曲轴加工的先进技术曲轴加工的先进技术圆角深滚压技术的优点：圆角深滚压技术的优点：经过测定，球墨铸铁曲轴经滚压后寿命可增至经过测定，球墨铸铁曲轴经滚压后寿命可增至280%，锻钢热处理曲，锻钢热处理曲轴滚压后寿

37、命可提高轴滚压后寿命可提高237%，滚压加工时间只需，滚压加工时间只需2040s。但如果半成品因加工或热处理原因存在不合理残余应力时，但如果半成品因加工或热处理原因存在不合理残余应力时，滚压后必滚压后必须安排校直工序，或滚压前安排去应力工序须安排校直工序，或滚压前安排去应力工序，方可保证稳定加工质量。，方可保证稳定加工质量。校直校直就是对单个轴颈进行深滚就是对单个轴颈进行深滚压。曲轴在经过深滚压后，测压。曲轴在经过深滚压后，测量出工件的跳动量，如果轴颈量出工件的跳动量，如果轴颈的跳动超过机床的设定值，可的跳动超过机床的设定值，可通过计算机计算出当前最佳的通过计算机计算出当前最佳的校直方法，用适当的力对其中校直方法，用适当的力对其中某一轴颈进行校直。某一轴颈进行校直。