大型汽车柴油机曲轴工艺规程设计【含5张CAD图】
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大型汽车柴油机曲轴工艺规程设计【含5张CAD图】
【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】图纸预览详情如下：
- 内容简介：
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充值购买- 下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸I大型汽车柴油机曲轴工艺规程设计摘要曲轴作为发动机中的关键组成部件，在发动机运转过程中承受冲击载荷，并且起到传递动力的作用，由于曲轴的工作环境恶劣，承受复杂多变的扭矩和弯曲载荷，并且还要抵抗在高速旋转的磨损，柴油机曲轴特殊的结构使得它成为柴油机中的重要部件，曲轴的加工质量将直接影响柴油机的整体工作状况。工艺路线的设计不仅影响曲轴的加工质量，而且对加工效率和机械设备的合理应用也有重要的影响。经过一段时间的学习后，在已有的基础知识上，通过对各种因素考虑后，结合中国现有的机械设备编织出合理的曲轴加工工序。本次设计对重点工序进行说明，查阅加工手册进行加工计算，完成工序卡的填写，对粗车夹具进行设计。对加工工艺路线进行拟订，对重点加工工序方法步骤进行说明包括粗加工，半精加工，精加工以及热处理。还对重点工艺进行了说明，包括表面强化工艺，曲轴的平衡工艺，曲轴的磨削工艺。完成零件图和装夹图的绘制与整理，寻找课题相关外文文献并进行翻译，最后整理论文并总结成果。关键词：曲轴；工艺分析；工序安排；加工质量充值购买- 下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸IIABSTRACTAs the engine crankshaft key components to withstand shock loads and passing the role of power in the engine . Due to the harsh working environment crankshaft withstand complex torque and bending loads , and also the wear resistance in high-speed rotation , diesel engine crankshaft is an important part , crankshaft machining performance will directly affect the quality of the diesel engine . The proposed process route is very important to the crankshaft machining , it not only affects the processing quality of the crankshaft, but also have an important impact on process efficiency and the rational use of machinery and equipment .After a period of study , on the basis of existing knowledge , through the consideration of various factors , combined with Chinas existing machinery to weave a reasonable crankshaft machining processes. The design of key processes are described , inspection and processing manual processing calculations, complete the process of card for roughing fixture design. Route carried on the elaboration process , focusing on manufacturing processes will be described , including roughing, semi-finishing , finishing, heat treatment. Also focus on the process described, including surface hardening process , crankshaft balancing process , crankshaft grinding process .Complete parts drawing and assembly drawing,find relevant foreign languagedocuments and translate them。Finally,the thesis is sorted out and the result are summarized.Keywords : crankshaft, process analysis , process arrangements , processing quality充值购买- 下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸1目录摘要.IABSTRACT.II1 .绪论 .11.1 柴油机的工作原理 .11.2 柴油机曲轴发展概况 .21.3 工作的意义及研究的主要内容 .22曲轴分析及参数说明 .32.1 柴油机曲轴结构特征 .32.2 曲轴的作用及工作状况 .42.3 曲轴的结构特点及技术要求 .52.4 柴油机曲轴参数说明 .63 毛坯的选择 .73.1 毛坯的材料 .73.2 毛坯制造 .74 工艺路线的拟定 .84.1 年生产量和批量的确定 .84.2 定位基准的分析 .84.3 工艺路线的拟定 .104.4 工艺卡的填写 .134.5 工艺设计的综合评估 .165 夹具分析与装配 .175.1 夹具分析 .175.2 夹具经济性分析 .216 零件的检查 .226.1 检查夹具 .226.2 气动量仪 .237 结论 .24参考文献 .25附录 1：外文翻译 .26附录 2：外文原文33致谢 . . 44充值购买- 下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸- 1 -1 绪论11 柴油机的工作原理发动机是能够转化燃料能量为汽车等提供动力的装置。柴油机的工作原理主要可以分为四个部分来解释，那就是进气、压缩、做功和排气，四个过程组成了柴油发动机的一个工作循环。这四个过程都是伴随着气缸体积的变化而进行的，第一个行程进气是随着气缸体积的增大，气缸内注入新鲜空气，压缩行程是气缸内体积变小，并在压缩行程即将结束时喷入雾状柴油，雾状柴油与空气混合成为可燃混合气，并体积迅速膨胀使得气缸体积增大，这就是做功行程，最后一个行程排气就是通过气缸体积的减小将燃烧后的废气排出缸外。不断反复工作循环，就是柴油机的作业状态。 1四行程柴油机的工作原理图 1.1 为四行程柴油机工作原理图虽然从布局结构上看，四行程柴油机和汽油机固然、存在个别分歧，但是二者的工作过程是基本上类似的，都是通过气缸内体积的变化来实现每个工作过程的进行。但是燃料和机器结构上还是存在区别，所以如果将二者进行比较，柴油机的优点则是燃烧原料的价格低廉，运行成本低，而且燃料的利用率较汽油机而言更高。反之相比之下，柴油机的缺点是机器整体结构过大，噪音大，加工上仍存在有待攻克的难题，如果机器出现问题，维修的成本比较高。 2多缸发动机的工作原理 多缸发动机顾名思义就是由多个气缸组成，常见的有四缸、六缸还有八缸等等。在单杠发动机中，机器运动一个工作循环中，只有第三个行程做功行程是有能量输出的，相当于只有四分之一的部分是对外做功的，而多缸发动机通过多个气缸的配合，可以弥补单缸发动机输出不稳定的问题，使发动机可以持续平稳地向外做功。充值购买- 下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸- 2 -1.2 柴油机曲轴发展概况柴油机作为一种动力系统，在船舶、大型机械及公路运输中得到广泛应用。虽然我国在 20 世纪 80 年代后柴油机有了较快的发展，但是与国外相比，由于柴油机的制造技术水平落后，还是存在着较大的差距。其中曲轴的加工技术可以说是是影响柴油机发展状况的重要因素，其结构参数和加工工艺水平不仅会决定机器本身的尺寸和重量，还会在很大程度上影响着发动机运转的的稳定性可靠性和使用寿命的长短。 3因此，改进曲轴加工方法，进而提高发动机曲轴的加工精度一直是研究的重要方向。从曲轴的材料上来说，目前用的较为普遍的是球墨铸铁和钢两类。球墨铸铁具有良好的切削性能，可以通过合理的加工工艺获得理性的结构形状。球墨铸铁和钢一样可以通过表面处理而获得良好的机械性能，并且球墨铸铁的成本只有调质钢的 1/3,因此得到广泛的应有，据调查表明，在美国、英国、日本、德国、比利时等国家在大批量采用球墨铸铁。对于大功率的曲轴，各方面性能要求更为严苛，而锻钢有较高的综合机械性能，所以在中高速柴油机的制造中，一般使用锻钢作为加工材料。从工艺与生产设备上来说，国内还沿用旧的生产路线，很多厂家还用普通机床和专用组合机床，这样的生产路线设备较多，因此占地面积较大，生产周期长，从而导致生产率低。进入 20 世纪末，一些企业开始引进数控机床从而大大改善了曲轴的加工。在国外曲轴加工广泛应用数控技术及自动线，德国还设计开发了柔性高速数控铣床。 4随着国际竞争越来越激烈，我相信高速、高效的制轴技术也在快速发展，由于现在环境形式，在未来发展中曲轴的加工技术也将致力于绿色环保。 1.3 工作的意义及研究的主要内容在曲轴的加工过程中存在许多需要攻克的困难，而加工工艺安排则是难中之难。曲轴作为柴油机内部的重要组成，在内部承受着各种冲击，复杂的受力情况使得曲轴对机械性能要求很高。但是曲轴是一个复杂件，加工质量很难得到保障，因此对曲轴加工工艺的研究对我国内燃机和船舶等行业发展有重要意义。 5通过一直对专业知识的学习，我对机械加工工艺的安排有了一定的见解。我希望通过此次的毕业设计，学习曲轴加工工艺方面的知识，学习其方法和步骤。通过对以前设计者方法的了解概括，应用自己的知识加以改进和完善，从而达到对自己所学知识的巩固。在相关文献的基础上完成对年产量和批量的确定、毛坯的选择、定位基准的分析、工艺路线的拟定及工艺卡的填写等工作。充值购买- 下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸- 3 -2曲轴分析及参数说明2.1 柴油机曲轴结构特征曲轴的基本组成如下图所示。图 2.1 曲轴基本结构1-自由端（前端） ；2- 曲柄；3-连杆轴颈；4- 主轴颈；5-功率输出端（飞轮端） ；6-曲拐；7- 平衡块曲轴可以根据结构组成进行分类，可分成整体式曲轴和组合式曲轴两种。整体式是指曲轴整体直接一次性加工得出，不可拆分，这种类型的曲轴加工难度大，设计困难，但是由于结构紧凑，曲轴整体的机械特性好，具有优秀的刚度强度。而相比之下，组合式曲轴可以将曲轴分成若干个部分进行分开生产，之后再进行组装使用，这样的曲轴加工过程相对简单，加工流程设计相对容易，但是由于曲轴不是一个整体，所以机械性能要比整体式曲轴差。常见的曲柄形状如图 2-2 所示：a 矩形、b 椭圆形、c 圆形。 充值购买- 下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸- 4 -(a) (b) (c)在曲轴加工过程中，最有难度的设计区域就是曲柄与主轴颈、连杆颈的连接处，因为连接处在发动机工作时会产生巨大复杂的应力集中情况，往往这样的连接处是一个工艺设计有瑕疵的曲轴最容易出现裂痕问题的部位。为了解决连接处的这个问题，缓解它受力复杂混乱带来的影响，通常会采用过渡圆角连接的方法，同时过渡圆角的大小也应经过合理的设计，保证过渡半径足够能够起到缓解作用。但是，过渡半径也不是一味得越大越好，也应有合适的范围，不合适的过渡半径会使柴油机轴向尺寸加大。2.2 曲轴的作用及工作状况曲轴是发动机中的核心组成，发动机能够做到各个行程顺畅切换运转，源源不断提供动力，都是因为曲轴独特的结构起到了重要作用。因为四个行程中只有一个行程做功，所以飞轮还能起到储存能量的作用，使得活塞的其他三个行程即使没有做功也能正常工作，保证曲轴的旋转均匀。在前文中已经提及过，曲轴在工作过程中承受了方向、大小不断变化的复杂应力，还要受到剧烈振动所产生的应力作用。同时，由于曲轴工作的高速，曲轴各个轴表面的耐磨度要达到一定要求。曲轴是整个柴油机的心脏，它的结构的每一个小细节出现差错，都会使柴油机的功能就无法正常发挥。柴油机运转过程中，为了使运转稳定均匀，所以出现了点火提前角等等的定义，定义之细致可以让人感觉到曲轴的设计应细致入微，各个角度的安排必须准确无误，否则柴油机运转时四个行程就无法精准有序的一个接着一个的运作，无法使柴油机发挥出最大的功用。此外，曲轴轴承的间隙安排也是个重点，只有安排了适当的间隙，才保证了机油能够顺畅流动对曲轴起到充分的润滑和冷却作用。所以为了保证曲轴能够安全可靠的工作，曲轴应该有足够的刚度，强度，抗疲劳性和抗冲击韧性。 6充值购买- 下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸- 5 -2.3 曲轴的结构特点及技术要求2.3.1 曲轴的结构特点曲轴有两个轴组成，两个轴的轴心不位于一条直线上，其中轴心与机体中心孔重合的轴叫做主轴，主轴是在柴油机内绕着自身中心线转动。另一个轴叫做连杆轴，是通过曲柄与主轴连接，它轴心与主轴不同，但运转中是绕主轴旋转。曲轴的受力情况非常复杂，为了保证柴油机的持续均匀稳定运转，所以曲轴应对毛坯选择有很高的要求，加工后的曲轴应具有很高的刚度和强度，良好的机械性能。同时为了保证工作的连贯顺畅，每个气缸的配气相位也要合理安排，连杆轴相对主轴的偏移量也应合理。 72.3.2 曲轴的技术要求(1) 毛坯锻造后，应进行调质处理.，确保硬度为 HRC28-34。(2) 曲轴主轴表面和连杆表面都须采取淬火处理，控制淬火层深度范围在 3-7mm内，保证硬度范围为 HRC28-34。(3) 当曲轴用两最外侧主轴颈支撑时，主轴颈轴心线与连杆轴轴心线的不平行度允许误差为 0.01mm，大端飞轮轴的跳动允许误差为 0.025。(4) 各个连杆轴中心线相互之间的偏移允许误差为 15。(5) 曲轴上所有的主轴颈以及连杆轴上的油孔表面都应抛光处理，保证光洁度高于 1.6，主轴颈和连杆轴孔的内表面光洁度高过 6.4。(6) 保证曲轴加工的材料质量。(7) 曲轴在抛光处理后，可进行磁力探伤，并在磁力探伤结束后对曲轴作退磁处理。 8具
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