曲軸制造工藝

1、曲軸制造工藝曲軸制造工藝1 曲軸制造工藝曲軸制造工藝(Crankshaft manufacturing process)(Crankshaft manufacturing process)l1.1.曲軸的技術(shù)要求曲軸的技術(shù)要求l1 1）尺寸精度與形狀精度）尺寸精度與形狀精度l 主軸頸和曲柄銷尺寸主軸頸和曲柄銷尺寸IT: IT: 低速機(jī)低速機(jī)IT7IT7，中，中IT6IT6，高，高IT6IT6，l軸頸形狀精度軸頸形狀精度低速機(jī)低速機(jī)為尺為尺寸精度寸精度IT9IT9的的1/41/4，中、高，中、高速為速為IT7IT7的的1/41/4。 2l2 2）位置精度）位置精度l（1 1）主軸軸線）主軸軸線徑

2、向圓跳徑向圓跳動(dòng)，高動(dòng)，高速機(jī)速機(jī)0.020.020.040.04；大中型；大中型0.040.040.080.08。l（2 2）曲柄銷與主軸頸）曲柄銷與主軸頸平行度平行度。l（3 3）曲柄交角曲柄交角。l（4 4）法蘭端面與曲軸軸線）法蘭端面與曲軸軸線垂直垂直。l（5 5）法蘭外圓對(duì)曲軸軸線的徑）法蘭外圓對(duì)曲軸軸線的徑向圓跳動(dòng)。向圓跳動(dòng)。l（6 6）臂距差臂距差。 3l3 3）表面粗糙度）表面粗糙度l 主軸頸與曲柄銷主軸頸與曲柄銷。l 低速機(jī)低速機(jī)1.6m，中，中0.8m，高，高速速1.60.8m，過(guò)渡圓弧、油孔，過(guò)渡圓弧、油孔1.6m。l4 4）其他要求）其他要求l 不允許有不允許有裂紋裂紋

3、、麻點(diǎn)麻點(diǎn)(hard spots)。l 高速機(jī)曲軸動(dòng)平衡精度為高速機(jī)曲軸動(dòng)平衡精度為0.005Nm。4上止點(diǎn)上止點(diǎn)下止點(diǎn)下止點(diǎn)左舷左舷右舷右舷5l2.曲軸的材料與毛坯曲軸的材料與毛坯l小型小型QT600-3，35、40、45鋼。鋼。l大型低速半組合，主軸頸常用大型低速半組合，主軸頸常用35、40，曲柄用鑄，曲柄用鑄鋼鋼ZG270-500，ZG310-570。l中高整體式曲軸采用中高整體式曲軸采用35、40、45、40Cr、45Cr，也有采用球鐵。也有采用球鐵。l缸徑小于缸徑小于200mm，采用整體模鍛曲軸，采用整體模鍛曲軸。6l1）缸徑缸徑200600mm，采用，采用整體鍛造整體鍛造，包括自由

4、，包括自由鍛和特殊的鍛和特殊的TR、RR鍛。鍛。l2）碳素鋼曲軸鍛件碳素鋼曲軸鍛件+正火處理，粗加工正火處理，粗加工+退火，退火，Carbon Steel。HBS180-240。l3）合金鋼曲軸合金鋼曲軸+正火，粗加工后正火，粗加工后+調(diào)質(zhì)，調(diào)質(zhì)，HBS207-286。l表面可淬火，表面可淬火，HRC50以上，淬硬深度以上，淬硬深度23 mm，鑄鋼曲軸鑄鋼曲軸+兩次正火、回火或高溫?cái)U(kuò)散處理。兩次正火、回火或高溫?cái)U(kuò)散處理。7l7-2 7-2 曲軸加工特點(diǎn)與定位基準(zhǔn)選擇曲軸加工特點(diǎn)與定位基準(zhǔn)選擇l1.1.曲軸加工工藝特點(diǎn)曲軸加工工藝特點(diǎn)l1）曲軸形狀復(fù)雜）曲軸形狀復(fù)雜l 多曲柄、曲柄銷和主軸頸不在

5、同一軸線上；多曲柄在空多曲柄、曲柄銷和主軸頸不在同一軸線上；多曲柄在空間互成間互成120，不平衡。，不平衡。l2）曲軸剛性差）曲軸剛性差l 細(xì)長(zhǎng)軸，長(zhǎng)徑比（細(xì)長(zhǎng)軸，長(zhǎng)徑比（L/D）=1020，采用中心架，雙邊同，采用中心架，雙邊同時(shí)轉(zhuǎn)遞扭矩機(jī)床。時(shí)轉(zhuǎn)遞扭矩機(jī)床。1201208l3 3）技術(shù)要求高）技術(shù)要求高l 平行度要求平行度要求： 以主軸頸以主軸頸(main journal)為基準(zhǔn)，加工曲柄銷為基準(zhǔn)，加工曲柄銷(crank pin)。l 主軸頸徑向圓跳動(dòng)主軸頸徑向圓跳動(dòng) 主軸頸應(yīng)在同一安裝中進(jìn)行加工；為了達(dá)到主軸頸應(yīng)在同一安裝中進(jìn)行加工；為了達(dá)到曲柄夾角和曲柄半徑尺寸的要求，采用曲柄夾角和曲

6、柄半徑尺寸的要求，采用專用夾具專用夾具。9l2.2.加工階段和定位基準(zhǔn)的選擇加工階段和定位基準(zhǔn)的選擇l 曲軸加工分為：曲軸加工分為：粗加工、半粗加工、半精加工、精加工和光整加工精加工、精加工和光整加工。l曲軸加工定位基準(zhǔn)選擇曲軸加工定位基準(zhǔn)選擇：l通常用：頂針孔通常用：頂針孔+ +主軸頸主軸頸l小型模鍛曲軸：小型模鍛曲軸：主軸頸、主軸頸、法蘭法蘭外圓和端面外圓和端面加工加工頂針孔頂針孔；曲曲柄銷加工，柄銷加工，以主軸頸與角度定以主軸頸與角度定位銷位銷。頂尖頂尖頂尖頂尖journalfinial10l中大型自由鍛曲軸中大型自由鍛曲軸 主軸頸、法蘭主軸頸、法蘭(flange)外圓、外圓、端面的粗加

7、工以頂尖孔粗定位端面的粗加工以頂尖孔粗定位為定位基準(zhǔn)。為定位基準(zhǔn)。l鑄造整體式鑄造整體式 主軸頸粗加工以主軸頸粗加工以頂針孔為定位頂針孔為定位基準(zhǔn)基準(zhǔn)；法蘭外圓；法蘭外圓+ +小端頂針孔。小端頂針孔。l曲柄銷粗加工曲柄銷粗加工 主軸頸、法蘭外圓和端面主軸頸、法蘭外圓和端面以及以及曲柄銷的軸線曲柄銷的軸線為定位基準(zhǔn)。為定位基準(zhǔn)。chuckfinial頂尖頂尖頂尖頂尖機(jī)床主軸軸線機(jī)床主軸軸線偏心偏心夾具夾具中心中心支架支架平衡重平衡重偏心偏心夾具夾具11l7-3 7-3 整體式曲軸制造整體式曲軸制造1.1.整體曲軸加工工藝過(guò)程整體曲軸加工工藝過(guò)程l劃線。劃線。l打頂針孔。打頂針孔。l粗車各粗車各主

8、軸頸主軸頸、曲柄外側(cè)面曲柄外側(cè)面及及法蘭外圓法蘭外圓和和端面端面。l劃劃法蘭螺栓孔法蘭螺栓孔，各軸頸，各軸頸減輕孔減輕孔，安裝曲柄銷加工夾具的找正線。，安裝曲柄銷加工夾具的找正線。12l鉆法蘭螺栓孔。鉆法蘭螺栓孔。l粗加工曲柄銷及曲柄內(nèi)粗加工曲柄銷及曲柄內(nèi)側(cè)面。側(cè)面。l鉆、鏜軸頸減輕孔。鉆、鏜軸頸減輕孔。l熱處理熱處理。l修正頂針孔（兩端及中修正頂針孔（兩端及中間主軸承、法蘭外圓）。間主軸承、法蘭外圓）。l半精車曲軸銷及內(nèi)側(cè)面。半精車曲軸銷及內(nèi)側(cè)面。l半精車主軸頸。半精車主軸頸。13l精鏜減輕孔精鏜減輕孔(finish boring lightening hole)。l修正定位基準(zhǔn)。修正定位基

9、準(zhǔn)。l精車曲柄銷及其內(nèi)側(cè)。精車曲柄銷及其內(nèi)側(cè)。l精車主軸頸。精車主軸頸。l精鏜法蘭螺孔。精鏜法蘭螺孔。l銑鍵槽銑鍵槽(key groove)。l鉆斜油孔。鉆斜油孔。l主軸頸光整。主軸頸光整。14l2.2.曲軸加工主要工序分析曲軸加工主要工序分析l1 1）主軸頸加工）主軸頸加工l 主軸頸精加工，對(duì)于主軸頸精加工，對(duì)于6 6拐，可裝拐，可裝3 34 4個(gè)中心架，個(gè)中心架，臂距差的成品尺寸臂距差的成品尺寸。l 主軸頸外圓跳動(dòng)量的成品尺寸主軸頸外圓跳動(dòng)量的成品尺寸。l2 2）曲柄銷加工）曲柄銷加工l 難度在于角度及旋轉(zhuǎn)時(shí)不平衡難度在于角度及旋轉(zhuǎn)時(shí)不平衡。15l小批量：曲軸曲柄銷一般在車床上加小批量：曲軸曲柄銷一般在車床上加工，應(yīng)使工，應(yīng)使曲柄銷軸線與車床回轉(zhuǎn)軸線曲柄銷軸線與車床回轉(zhuǎn)軸線同軸同軸，通過(guò)，通過(guò)偏心夾具偏心夾具來(lái)實(shí)現(xiàn)。來(lái)實(shí)現(xiàn)。l加工中應(yīng)加加工中應(yīng)加平衡塊平衡塊(balancing weight)：l可采用可采用旋轉(zhuǎn)刀架旋轉(zhuǎn)刀架的曲軸車床（工件的曲軸車床（工件固定不動(dòng)）。固定不動(dòng)）。l曲柄臂間寬度可采取銑削方法。曲柄臂間寬度可采取銑削方法。 機(jī)床主軸軸線機(jī)床主軸軸線偏心偏心夾具夾具中心中心支架支架平衡重平衡重偏心偏心夾具夾具曲軸在車床上加工曲軸在車床上加工16臂距差臂距差=l1-l2l1l2曲軸成品檢驗(yàn)曲軸成品檢驗(yàn)臂距差臂距差是指曲是指曲軸某一曲柄位軸某一曲