第一篇：三拐曲軸加工工藝研究論文

摘要：此研究主要設計出針對三拐曲軸的加工工藝,可以使操作者手動在車床上完成對曲軸的加工，為達到車工高級工的能力和水平，加以訓練和評測。

關鍵詞：項目；導入；拆裝；維護；評價

中圖分類號：TB71文獻標志碼：B文章編號：1002－2333（2016）03－0086－02

0引言

為了能夠更好地進行機械工藝設計及機械加工的訓練，可將完成三拐曲軸工件的工藝編制及加工過程，作為訓練和評價車工高級工能力和水平的一種有效方法。

1選擇表面的加工方法

確定各個表面的加工方法是擬定工藝路線的首要問題。表面加工方法的選擇，應同時滿足加工質量、生產率和經濟性等方面的要求。按被加工表面精度和表面質量要求，三拐曲軸全由車削來完成。

2選擇工件毛坯

3劃分工藝階段

先進行粗加工，然后進行半精加工，再進行精加工，最后進行光整加工。

4具體加工過程

1）打偏心孔、中心孔。首先將毛坯兩端平面車平，拿到平臺上涂上顏料，用高度尺畫兩條交叉的直線，找正正中心，再用中心尺畫圖，找出3個偏心（3個偏心角度數為120°），之后將毛坯拿到鉆床上打孔，打孔時要注意兩端中心對稱。

2）粗車兩端外圓。毛坯一端車出24mm×φ38mm的軸，另一端車出80mm×φ38mm的軸，過程是測量毛坯直徑為φ65mm；用車刀車外圓至42mm，長度保證24mm，車外圓至40mm，長度保證24mm，車外圓至38mm，長度保證24mm；將工件取下，裝夾另一端，車外圓到42mm，長度保證80mm，車外圓至40mm，長度保證80mm，車外圓至38mm，長度保證80mm。

3）車實頂尖。為達到偏心，實頂與車床尾座頂尖共同頂住工件，并用基心卡子卡緊，從防止工件把件不牢。將一個長40mm直徑為10mm的毛坯料夾在車床上，一端用車刀車削，將其車為一個60°的頂尖，車完后不卸下。

4）粗、精車中間外圓。將基心卡子安裝到工件一端24mm×φ38mm上，將工件兩端的中心孔頂到兩頂尖上，基心卡子上的小棍頂到卡盤的其中一個爪；用車刀車中間外圓至42mm（粗車）；車中間外圓至41mm（粗車）；車中間外圓至40.8mm（粗車）；車中間外圓至40mm（精車）。

5）劃線。從中間外圓靠近卡盤的一端為基準，用車刀分別在16、40、56、80、96、120mm處劃線。

6）粗車第一拐。將工件卸下，換2個對稱的偏心頂上頂尖；先用螺紋刀個大概，待偏心的一部分車掉，再換切刀，以防止在此之前用切刀將刀撞壞；用切刀將第一拐車到φ31mm，為精加工留有余量。

7）光整加工第一拐。將冷卻液打開，進給速度降低：用車刀車削，直到第一拐很亮，達到表面光滑；光整加工時，要保證其精度φ30-0.023mm。

8）車第一拐兩邊的小臺。用車刀車兩個寬度為2mm的小臺，與第一拐同心；保證兩小臺直徑為φ40mm。按６）～８）過程方法完成第二拐、第三拐。每車完一拐要換2個對稱偏心，換完的要做好標記，以防止同心。

9）精修小臺。用小托盤進1.5mm，切刀切至φ41mm；用小托盤進0.5mm，車刀平端面；精車小臺，用車刀切至2mm×φ40mm。

10）畫長為80mm軸的線。將φ38mm用車刀車至φ34mm，保證長度；車至φ32mm，保證長度；換精車刀（磨特好的刀），車至φ30mm；畫線以左邊小臺右端面為基準，在25、50、80mm處畫線。

11）準備車螺紋的軸。用切刀在50mm處，切5mm×φ18mm的退刀槽；將φ30mm車至φ27mm，保證長度25mm；車至φ24mm，保證長度25mm。

12）車錐度。將角度盤扳至5.5°；轉速500r/min，用小托盤進給，車刀車削；每次少量進給（1~1.5mm），反復用托盤車刀車削，直至25mm處劃線處；轉速45r/min，用切刀精車錐度，直至光滑。

13）車螺紋。卸基心卡子，用卡盤夾住工件，另一端頂尖頂住；將φ24mm車至φ22mm，減0.2mm；用鍍板將螺紋刀安裝，完成對刀；轉速500r/min，第一刀進10小格，走刀，第二刀進10小格，走刀,第三刀進3小格，走刀，第四刀進3小格，走刀。

14）精車24mm×φ30mm外圓。將工件卸下，基心卡子安裝到另一端，頂尖頂在兩中心孔，安裝到機床上；車刀車外圓φ38mm到φ34mm，保證長度24mm；車外圓至φ32mm，保證長度24；車外圓至φ30.5mm，保證長度24mm；車外圓至φ30mm，保證長度24mm（精車）。

15）車φ30mm外圓旁邊的小臺。用車刀車小臺，保證寬度為2mm，直徑40mm。保證總長度240mm，三拐曲軸完成如圖3所示。

5結語

通過對此三拐曲軸的工藝安排及具體加工后，可以通過加工精度、加工配合等訓練，達到對車工的技能的掌握和提升，基本可以達到高級技工水平。

參考文獻

［1］錘上鋼質自由鍛件機械加工余量與公差單拐曲軸類：GB/T15826.8-1995［S］.［2］通用小型汽油機曲軸技術條件：JB/T12083-2014［S］.［3］盛選禹，李明志.CATIA機械加工工藝教程［M］.北京：機械工業出版社.2015.［4］武友德，吳偉.機械零件加工工藝編制［M］.北京：機械工業出版社.2009.

第二篇：柴油機曲軸的加工工藝畢業設計

摘要

曲軸是發動機上的一個重要的旋轉機件，裝上連桿后，可承接活塞的上下(往復)運動變成循環運動。曲軸主要有兩個重要加工部位：主軸頸和連桿頸。主軸頸被安裝在缸體上，連桿頸與連桿大頭孔連接，連桿小頭孔與汽缸活塞連接，是一個典型的曲柄滑塊機構。發動機工作過程就是：活塞經過混合壓縮氣的燃爆，推動活塞做直線運動，并通過連桿將力傳給曲軸，由曲軸將直線運動轉變為旋轉運動。而曲軸加工的好壞將直接影響著發動機整體性能的表現。曲軸的材料是由碳素結構鋼或球墨鑄鐵制成的，有兩個重要部位：主軸頸，連桿頸。本次采用球墨鑄鐵QT600-2.設計的主要就是這兩方面的在數控機床的加工。集合多種的曲軸加工后，深入分析了曲軸的加工工藝。

關鍵詞：曲軸

主軸勁

連桿勁

數控加工。

一

曲軸的根底信息

1.1曲軸的作用

曲軸是汽車發動機中的重要零件，它與連桿配合將作用在活塞上的氣體壓力變為旋轉的動力，傳給底盤的傳動機構，同時，驅動配氣機構和其它輔助裝置。

曲軸在工作時，受氣體壓力，慣性力及慣性力矩的作用，受力大而且受力復雜，同時，曲軸又是高速旋轉件，因此，要求曲軸具有足夠的剛度和強度，具有良好的承受沖擊載荷的能力，耐磨損且潤滑良好。

1.2曲軸的結構及其特點

圖1-1

曲軸的結構圖

曲軸一般由主軸頸，連桿軸頸、曲柄、平衡塊、前端和后端等組成。一個主軸頸、一個連桿軸頸和一個曲柄組成了一個曲拐，曲軸的曲拐數目等于氣缸數(直列式發動機)；V型發動機曲軸的曲拐數等于氣缸數的一半。

主軸頸是曲軸的支承局部，通過主軸承支承在曲軸箱的主軸承座中。主軸承的數目不僅與發動機氣缸數目有關，還取決于曲軸的支承方式。

連桿軸頸是曲軸與連桿的連接局部，在連接處用圓弧過渡，以減少應力集中。

曲柄是主軸頸和連桿軸頸的連接局部，斷面為橢圓形，為了平衡慣性力，曲柄處鑄有(或緊固有)平衡重塊。平衡重塊用來平衡發動機不平衡的離心力矩，有時還用來平衡一局部往復慣性力，從而使曲軸旋轉平穩。

曲軸前端裝有齒輪，驅動風扇和水泵的皮帶輪以及起動爪等。為了防止機油沿曲軸軸頸外漏，在曲軸前端裝有一個甩油盤，在齒輪室蓋上裝有油封。曲軸的后端用來安裝飛輪，在后軸頸與飛輪凸緣之間制成擋油凸緣與回油螺紋，以阻止機油向后竄漏。

1.3曲軸的主要技術要求分析

〔1〕.主軸頸、連桿軸頸本身的精度，即尺寸公關等級IT6，外表粗糙度Ra值為1.25～0.63μm。軸頸長度公差等級為IT9～IT10。軸頸的形狀公差，如圓度、圓柱度控制在尺寸公差之半。

〔2〕.位置精度，包括主軸頸與連桿軸頸的平行度：一般為100mm之內不大于0.02mm；曲軸各主軸頸的同軸度：小型高速曲軸為0.025mm，中大型低速曲軸為0.03～0.08mm。

〔3〕.各連桿軸頸的位置度不大于±20′。

1.4曲軸的材料和毛坯確實定

曲軸工作時要承受很大的轉矩及交變的彎曲應力，容易門生扭振、折斷及軸頸磨損，因此要求用材應有較高的強度、沖擊韌度、疲勞強度和耐磨性。常用材料有：一般曲軸為35、40、45鋼或球墨鑄鐵QT600-2；對于高速、重載曲軸，可采用40Cr、42Mn2V等材料。

1.5曲軸的機械加工工藝過程

曲軸的尺寸精度、加工外表形狀精度以及位置精度的要求都很高，但剛性比擬差，容易產生變形，這就給曲軸的機械加工帶來了很多困難，必須予以充分的重視。

曲軸需要加工的外表有：主軸頸、連桿軸頸、鍵槽、外圓。由于使用了工藝搭子，銑鍵槽安排在切除工藝搭子后，磨削外圓安排在保存工藝搭子前。

根據曲軸的結構特點及機械加工的要求，加工順序大致可歸納為：銑兩端面；車工藝搭子和鉆中心孔；粗、精車三連桿軸頸；粗、精車各處外圓；精磨連桿軸頸、主軸頸和外圓；切除工藝搭子、車端面、銑鍵槽等。

1.6曲軸機械加工工藝根本路線

（1）

根底鍛造

（2）

熱處理

（3）

銑兩端面

（4）

車兩端工藝搭子外圓

（5）

鉆主軸頸中心孔

（6）

鉆連桿軸頸中心孔

（7）

檢驗

（8）

粗車連桿軸頸

（9）

精車連桿軸頸

（10）

車工藝搭子兩端面

（11）

粗車各處外圓

（12）

精車各處外圓

（13）

檢驗

（14）

磨削連桿軸頸外圓

（15）

磨削主軸頸

（16）

磨削外圓

（17）

磨削φ20

0

-00.021mm外圓

（18）

檢驗

（19）

車掉兩端工藝搭子

（20）

車兩端面

（21）

銑鍵槽

（22）

倒角

（23）

去毛刺

（24）

最后檢驗

二

曲軸的機械加工工藝過程分析

2.1曲軸的機械加工工藝特點

三拐曲軸除了具有軸的一般加工規律外，也有它的工藝特點，主要包括形狀復雜，剛性差及技術要求高，針對這些特點應采取相應的措施

2.2曲軸的機械加工工藝特點分析

〔1〕該零件是多拐小型曲軸，生產批量不大，應選用中心孔定位，它是輔助基準，裝夾方便，節省找正時間，又能保證三處連桿軸頸的位置精度。但軸兩端的軸頸比例不再統一圓周上，故不能直接在軸端面上鉆三對中心孔。于是，在曲軸毛坯制造時，預先鑄造兩端的工藝搭子，這樣就可以在工藝搭子上鉆出四對中心孔，到達用中心孔定位的目的。

〔2〕在工藝搭子端面上鉆四對中心孔，先以兩主軸頸為粗基準，鉆好主軸頸的一對中心孔；然后以這一對中心孔定位，以連桿軸頸為粗基準劃線，再將曲軸放到回轉工作臺上，加工φ32mm、圓周120°均布的三個連桿軸頸的中心孔，這樣就保證了它們之間的位置精度。

〔3〕該零件剛性較差，應按先粗后精的原那么安排加工順序，逐步提高加工精度。對于主軸頸與連桿軸頸的加工順序是，先加工三個連桿軸頸，然后再加工主軸頸及其他各處的外圓，這樣安排可以防止一開始就降低工件剛度，減少受力變形，有利于提高曲軸加工精度。

〔4〕由于使用了工藝搭子，銑鍵槽工序安排在切除中心孔后進行，故磨外圓工序必須提前在還保存工藝搭子中心孔時進行，同時要注意防止已磨好的外表被碰傷。

2.3曲軸主要加工工序分析

〔1〕銑曲軸兩端面,鉆中心孔

本工序在鉆銑車組合車床上完成，主要保證曲軸總長及中心孔的質量，假設端面不平那么中心鉆上的兩切削刃的受力不均，鉆頭可能引偏而折斷，因此采用先面后孔的原那么。中心孔除影響曲軸質量分布外，它還是曲軸加工的重要基準貫穿整個曲軸加工始終。因而直接影響曲軸加工精度。打中心孔在本次工藝設計中因考慮設備因素，采用找出曲軸的幾何中心代替質量中心。打中心孔以毛坯的外外表作為基準，因而毛坯外外表質量好壞直接影響孔的位置誤差。

〔2〕曲軸主軸頸的車削

由于曲軸年產量不大，主軸頸加工采用車削，在剛度較強的普通車床上進行。曲軸安裝在前、后頂尖上線一端用大盤夾住而另一端用頂尖頂住，用硬質合金車幾道工序上完成主軸頸的車削。由于加工余大且不均勻，旋轉不平衡，加工時產生沖擊，因此工件要夾牢固。車床、刀具、夾具要有足夠的剛性。主軸頸車削順序是先精車一端主軸頸及軸肩，然后以車好的主軸頸定位。另一側用頂尖以中心孔定位。車另一端主軸頸、肩及各個軸頸，半精度及精車都按此順序進行，逐漸提高主軸頸及其他軸頸的加工精度。

〔3〕曲軸連桿軸頸的車削

主軸頸及其它外圓車好后，以主軸頸作為加工連桿軸頸的基準，采用專用的車夾具、車削連桿軸頸，車削同樣在普通車床上進行。車削連桿軸頸需要解決的是角度定位〔兩連桿軸頸軸線需要控制在180度+30度或180度—30度〕以及曲軸旋轉的不平衡問題。這些都由專用夾具來保證，夾具體為一對用以定位的V型塊組成，裝在接盤上。接盤與車床過渡接盤靠中間的定位銷定位并連接，接盤在過渡接盤上靠棱形定位銷可轉180度，依次車削兩個連桿軸頸。V型塊中心與車床主軸線距離一個曲軸半徑。車削過程中，一端與曲軸主軸頸定位并夾緊，另一端靠偏中心座夾緊，中心座上鉆有中心孔，中心孔偏心距同樣為一個曲軸半徑。用頂尖頂緊中心孔，這樣就能保證連桿軸頸軸線與車床主軸線一致。安裝夾具體的接盤上有平衡塊，消除曲軸旋轉時不平衡力矩的生。曲軸加工時由于受到離心力和兩頂尖的軸向壓緊偏心力的作用，容易發生彎曲變形，為了加強工件剛度，用撐桿來撐住另一個曲拐的開移。車削連桿軸頸時為了使切削力不致于太大，每次車削余量控制在1~1.5mm內，同時車床旋轉不能太高，刀具采用高速鋼。

〔4〕鍵槽加工

這個鍵槽主要用于飛輪，加工此鍵槽應安排在主軸頸精車工序之后，這樣能保證定位精度及控制鍵槽的深度以及對稱度。鍵槽加工是以兩主軸頸定位，同樣用專用夾具在普通銑床上進行。

〔5〕軸頸的磨削

由于主軸頸及連桿軸頸精度較高，尺寸精度為IT6級，外表粗糙度1.6~0.8μm，并且具有較高的形狀精度及位置精度。因此主軸頸與連桿軸頸精車后要進行磨削，以提高精度外表粗糙度。

在工藝設計中，首先磨主軸頸然后磨連桿軸頸。中間主軸頸磨好后才能磨其余軸頸，磨主軸頸和連桿軸頸的安裝方法根本上與車軸頸相同，磨主軸頸是以中心孔定位，在外圓磨床上進行，磨連桿軸頸那么以經過精磨的兩端主軸頸定位，以保證與主軸頸的軸線距離及平行度要求，磨連桿軸頸是在曲軸磨床上進行的。

由于軸頸寬度不大，采用橫向進給磨削法，生產率較高，磨輪的外形需仔細地修整，因為直接影響軸頸與圓角的形狀，磨削余量根據車削后的精度而定，粗磨余量值每邊0.2~0.3mm，精磨余量控制在0.1~0.15

mm內。

在橫向進給磨削中，磨輪對工件的壓力很大，為防止曲軸彎曲，采用可以調節的中心架，否那么就不能去掉上道工序留下的彎曲度，最好待這個軸頸的擺差減小才開始使用中心架。

磨削主軸頸時應把兩頂尖孔倒角處抹干凈，去砂粒及油泥，確保加工基準——中心孔的精度，磨削工序之前必須修研中心孔。

三

機械加工余量、工序尺寸及公差確實定

3.1曲軸主要加工外表的工序安排

曲軸的主要加工外表為主軸頸、連桿軸頸、各外圓；次要加工外表為兩端面、鍵槽。此外，還有還有檢驗、清洗、去毛刺等工序。

連桿各主要外表的工序安排如下：

〔1〕、主軸頸：粗車、精車、磨削；

〔2〕、連桿軸頸：粗車、精車、磨削；

3.2確定工時定額

粗車七個連桿軸頸至φ。

〔1〕

被吃刀量：取=1mm，〔2〕

進給量f：取。

〔3〕

機床主軸轉速:

取n=600r/min

〔4〕

切削速度：

〔5〕

計算切削工時：被切削層長度=3×22=66mm，因為粗車走刀兩次，故tm=0.44min

精車三個連桿軸頸至φ24.50-0.033。

〔1〕

被吃刀量：取=0.65mm，〔2〕

進給量f：取f=0.3mm/r

〔3〕

機床主軸轉速:

取n=800r/min

〔4〕

切削速度：

〔5〕

計算切削工時：被切削層長度=3×22=66mm，因為粗車走刀兩次，故tm=0.55min

四

附錄設備刀具

工序號

工序名稱

設備名稱型號

夾具、刀檢具及輔具

005

銑端面

雙面銑床

010

劃線

可調V型架

015

打中心孔

中心孔鉆床

可調中心架

020

粗車法蘭外圓

C630

025

粗車主四

C630

030

粗磨主四

MQ8260

P900x38x305A46#P5V

035

車主頸及大小頭

S1-206

卡瓦、成型車刀

040

粗磨主頸及小頭

MQ8260

砂輪

045

精車大頭

CA6140

050

車小頭平端面

C3180

錐柄鉆花

055

鉆大頭孔

C3180

錐柄麻花鉆

060

銑定位面

065

車外端連頸

S1-217

卡瓦、成型車刀

070

車第二區連頸

S1-217

卡瓦、成型車刀

075

車中心區連頸

S1-217

卡瓦、成型車刀

080

粗磨連頸

MQ8260

三等分夾具、砂輪

085

半精磨小頭

MQ8260

090

鉆直油孔

Z35A

鉆直油孔鉆模

095

鉆斜油孔

油孔鉆床

鉆斜油孔鉆模

精磨主頸

MQ8260

砂輪、修整器、中心架、千分尺、卡板

精磨法蘭

MQ8260

砂輪、修整器、中心架、千分尺、卡板

精磨連頸

MQ8260

砂輪、修整器、中心架、三等分夾具、中心高檢具

115

探傷及退磁

JDC-900

120

氮化前拋光

砂紙150#

125

檢驗

130

校直

Y41-63

V型塊

135

氮化

140

修中心孔、倒角

CA6140

145

精磨小頭

MQ8260

表架、主一長度檢具

150

精車軸承孔

CA6140

內徑量缸表、校對規

155

鉆法蘭孔

Z35A

鉆模、鉆花、絲攻

160

銑鍵槽

X62W

銑鍵槽夾具

165

去毛刺

電開工具

170

油孔口拋光

橡膠錐及砂紙180#

175

動平衡及去重

動平衡機、Z35A

鉆花

180

氮化后拋光

砂紙180#

185

檢驗

190

清洗、上蠟、包裝

清洗機

柴油、清洗液、蠟

五

工序分析

〔1〕銑端面工序有兩個作用：保證曲軸的總長；保證中心孔的質量。假設端面不平，那么中心鉆上兩個切削刃的受力不均，鉆頭引偏而折斷。這也是“先面后孔〞原那么的具體應用。

〔2〕中心孔的重要性：中心孔除影響曲軸的質量分布外，它的重要性還在于它是曲軸加工的重要精基準，直接影響曲軸的加工精度，因此中心孔必須滿足其質量要求。但工件經過粗加工后，中心孔的精度往往不可防止地受到影響，所以在精加工之前，必須對中心孔進行修研，確保符合其技術要求。可用油石或橡膠砂輪修研。

〔3〕打中心孔是采用找出曲軸的幾何中心來代替質量中心，是以毛坯的外表作為基準。毛坯外表光潔圓整，那么打出的中心孔位置誤差就小。

〔4〕按照S1-206車床的工裝結構，必須先粗車和粗磨主頸四。主頸四是加工長度尺寸的一個基準，其兩側扇板的厚度應分均勻，否那么極易使整根曲軸的軸向尺寸發生偏移，即單邊，致使曲軸各扇板厚度不一而致廢。

〔5〕因曲軸剛度差，故車主軸頸的工序，采用前后刀架同時橫向進給的S1-206一次加工成型的機床，必須注意刀排分布應合理，車刀應常換常磨，進刀量應適中。

〔6〕車小頭孔、平端面工序不容無視。因為小頭是與起動爪相連的部位，在用人力起動發動機時,小頭傳遞大力矩,所以首先要保證小頭的有效深度，其次小頭孔倒角應圓整光滑,角度正確,以保證精磨小頭時外圓跳動合格,否那么就應重新精修小頭孔倒角。

〔7〕鉆大頭孔工序。孔太深會影響第七主軸頸及法蘭的強度,太淺會影響內裝黃油的空間和裝軸承的軸向位置。

〔8〕銑定位面。為了使車連頸時角度分布均勻，按照鑄造毛坯六缸曲軸的角度均布原理去掉鑄造余量,故必須銑好定位面。不管定位面向那邊有所偏移,都會嚴重改變鑄件曲軸工序余量的均勻分布,嚴重偏移的致使連頸加工缺乏而致廢。

〔9〕車連頸S1-217是成型車床，刀排分布合理、車刀的成型正確、進刀量適中、定位面緊靠都直接影響到產品能否到達工藝技術要求。故中心距、長度、寬度尺寸和圓弧、外圓尺寸等的調整必須在車床進入穩定加工狀態后才可進行，防止工藝系統熱變形影響太大。

〔10〕粗磨連頸是一道重要工序。粗磨連頸要進行曲軸120°的三等分,保證中心高尺寸。磨床首尾兩端偏心夾具的移動會引起主連軸頸中心高的變化，應仔細調整至適宜之處反鎖固定。此外假設中心架調整不恰當會引起曲軸變形而致中心高超差，而砂輪進刀太快那么會引起角度偏移,甚至曲軸斷裂。

致謝

我本次的畢業設計，得到鄒竹青老師的親切關心和精心指導，使得本設計得以順利完成，其中無不飽含著老師的汗水和心血。首先要感謝的是我的指導老師鄒竹青老師，在整個過程中他給了我很大的幫助。在完成初稿后，老師認真查看了我的設計內容和格式，指出了我存在的很多問題，讓后我回去在查看資料，在反復的修改中我學到了不少知識，同時在請教別人的過程中我也增加了和同學老師之間的感情，使我們的友誼更進一步加深了，在此十分感謝鄒老師的細心指導，才能讓我順利完成畢業設計。同時感謝所有任課老師三年來對我的培養。如果沒有你們的精心培育我不可能有今天的沒好時光，是你們在我有困難的時候幫我們解決困難，就包括這次的畢業設計有許多老師都給與了我們很大的幫助，不管是從材料的來源還是格式的指導都非常認真細心地給我們指引。同時也要感謝我的同學和朋友們，在設計過程中也得到了許多朋友的關心，不管是學哥學姐，都給予我們幫助，我將永遠記得你們伴我走過的每一個有歡笑有淚水的日子，是你們的關心和幫助，讓我感受到了家的溫暖。

借此，感謝大學三年中我的班主任和任課老師們給予的教誨，你們的教誨，不僅讓我學到了書本的根底知識，更重要的是讓我學會了如何做一名優秀的大學生，如果沒有你們的辛勤教誨，也不會有我今天的成長。也感謝學院為我們提供了一次這樣好的時機，使自己在學習的同時也鍛煉了自己的實踐能力。

第三篇：球墨鑄鐵汽車曲軸的加工工藝解讀

球墨鑄鐵汽車曲軸的加工工藝

學 院 機電工程學院 專 業 機械類 年級班別 創新實驗班12（1）學 號 3112010453 3112010454 3112010455 3112010462 學生姓名 羅毓健 駱智偉

馬欣華 冼文飛

指導教師 王成勇

2014年 6 月

摘 要

球墨鑄鐵具有優良的機械性能，已經大量用于制造強度、韌性、耐磨性要求較高的零件。球墨鑄鐵大量地應用于汽車發動機曲軸的加工生產，結合球墨鑄鐵的特性，本文講述了球墨鑄鐵應用于曲軸的切削與磨削加工機理及其加工工藝，介紹了聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具切削加工等溫淬火球墨鑄鐵（ADI）時的特征。介紹了奇瑞公司曲軸的加工工藝以及幾款相關的曲軸專用加工機床。

關鍵詞：球墨鑄鐵，曲軸，ADI，PCBN

目 錄 球墨鑄鐵基本性質與應用........................................1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 球墨鑄鐵的成分與組織結構......................................................................1 球墨鑄鐵的機械、物理、力學性能..........................................................1 典型零件、應用場合..................................................................................2 球墨鑄鐵曲軸加工批量和加工質量要求..................................................2 小結..............................................................................................................2 球墨鑄鐵切削與磨削加工機理....................................2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 等溫淬火球墨鑄鐵（ADI）的切削與磨削可加工性簡述........................3 鑄鐵應用于曲軸的主要切削、磨削去除過程..........................................3 球墨鑄鐵的切削加工過程特征..................................................................4 加工等溫淬火球墨鑄鐵常用刀具..............................................................5 曲軸加工工藝..............................................................................................6 曲軸加工專用機床.............................................12 3.1 3.2 3.3 3.4 曲軸質量定心機........................................................................................13 數控車－車拉機床....................................................................................13 曲軸圓角滾壓機床....................................................................................13 綠色粗磨“扒皮”機床............................................................................13 參 考 文 獻...................................................14

球墨鑄鐵汽車曲軸的加工工藝 球墨鑄鐵基本性質與應用

1.1 球墨鑄鐵的成分與組織結構

根據鑄鐵中石墨形態的不同，鑄鐵可分為以下四類：

（1）普通灰鑄鐵。石墨呈曲片狀存在于鑄鐵中，簡稱灰鑄鐵或灰鐵，是目前應用最廣的一種鑄鐵。

（2）可鍛鑄鐵。由一定成分的白口鑄鐵經過石墨化退火而獲得。石墨呈團絮狀存在于鑄鐵中，有較高的韌性和一定的塑性。

（3）蠕墨鑄鐵。鐵水在澆注前經蠕化處理，使析出的石墨成蠕蟲狀存在于鑄鐵中，簡稱蠕鐵。

（4）球墨鑄鐵。鐵水在澆注前經過球化處理，使析出的石墨呈球狀存在于鑄鐵中，簡稱球鐵。

球墨鑄鐵由于通過球化和孕育處理得到球狀石墨，有效地提高了鑄鐵的機械性能，特別是提高了塑性和韌性，從而得到比碳鋼還高的強度。球墨鑄鐵除鐵外的化學成分通常為：含碳量3.0～4.0%，含硅量1.8～3.2%，含錳、磷、硫總量不超過3.0%和適量的稀土、鎂等球化元素。不同牌號的球墨鑄鐵的基體組織不同，一般含有鐵素體，珠光體隨著力學性能的提高鐵素體含量減少，出現貝氏體和回火組織。

圖1

1.2 球墨鑄鐵的機械、物理、力學性能

兼具優良的綜合機械性能以及低廉的制造成本，球墨鑄鐵已經大量用于制造強度、軔性、耐磨性要求較高的零件。球墨鑄鐵是鐵液凝固時碳以石墨形式呈球狀析出的鑄鐵。由于石墨以球狀存在，避免因片狀或尖角可能導致的應力集中，降低了石墨對基體的割裂作用，其強 度、塑性、初性均顯著優于灰鑄鐵。球墨鑄鐵屈強比較高,其強度質量比也優于鑄鋼。其中,鐵素體球墨鑄鐵具有優良的室溫強度和初性,廣泛地應用于重要傳動部件，如汽車曲軸、凸輪軸、齒輪、及高速鐵路結構件等。然而，與結構鋼材類似，鐵素體球墨鑄鐵的塑性隨著溫度降低而下降，在一定溫度下發生初性斷裂向脆性斷裂的轉變。

1.3 典型零件、應用場合

一般用于內燃機、機床閥體、車輛軸瓦和機油泵齒輪、柴油機曲軸、凸輪、汽缸體、汽缸套、活塞環以及部分磨床、銑床、車輛的主軸、汽車的螺旋錐齒輪、拖拉機減速齒輪、柴油機凸輪軸等。

表1 各牌號球墨鑄鐵的用途距離

1.4 球墨鑄鐵曲軸加工批量和加工質量要求

隨著球墨鑄鐵技術的發展，其性能也在不斷提高，優質廉價的球鐵已成為制造曲軸的重要材料之一。

曲軸作為柴油機的關鍵零件, 除了強度和韌性的要求之外，還需要較高的表面硬度, 以保證其耐磨性。球墨鑄鐵曲軸經各種處理后能滿足其服役要求，這也是球墨鑄鐵被廣泛用作曲軸材料的原因之一。熱處理工藝有: 正火+ 中頻淬火，正火+ 氮化或等溫淬火。此外，為了提高曲軸的疲勞強度，廣泛采用圓角強化手段，其中應用多且效果好的是圓角滾壓，圓角滾壓和其他熱處理工藝的復合強化更能較大幅度地提高曲軸疲勞強度

1.5 小結

球墨鑄鐵以其優良的物理和力學性能，在曲軸的生產制造中得到廣泛應用。隨球墨鑄鐵熔煉與合金化技術及等溫淬火球墨鑄鐵的發展，球墨鑄鐵性能不斷提高。采用球墨鑄鐵取代鍛鋼生產發動機曲軸可節約成本，從而成為曲軸生產的發展趨勢。對中小功率發動機曲軸的生產可采用鑄態珠光體球墨鑄鐵，或附加表面強化工藝；而等溫淬火球墨鑄鐵以其優異的力學性能，在大功率發動機曲軸制造中將發揮更大的作用。球墨鑄鐵切削與磨削加工機理 2.1 等溫淬火球墨鑄鐵（ADI）的切削與磨削可加工性簡述

等溫淬火球墨鑄鐵（ADI）是近三十多年發展起來的新一代球墨鑄鐵材料，被譽為材料領域的高科技，在國內外各工業部門都獲得了廣泛應用。

等溫淬火球墨鑄鐵作為發動機曲軸材料（如圖2.1），具有高強度、高韌度、高耐磨性等綜合機械性能可以替代鍛鋼材料用于轎車及載貨車發動機曲軸。然而，高強度、高硬度和高韌性使等溫淬火球墨鑄鐵在切削加工時切削刃口受到更高的應力, 造成一定困難。但是，根據等淬球鐵特有的金屬基體組織和力學性能，選擇合適的刀具，調整和優化刀具及加工參數，等淬球鐵完全可以成功地進行切削加工。

圖2.1

2.2 鑄鐵應用于曲軸的主要切削、磨削去除過程

2.2.1 銑曲軸兩端面，鉆中心孔

本過程在鉆銑車組合車床上完成，主要保證曲軸總長及中心孔的質量。若端面不平會導致中心鉆上的兩切削刃的受力不均勻，鉆頭可能引偏而折斷，因此采用先面后孔的原則。中心孔除影響曲軸質量分布外，還是曲軸加工的重要基準。貫穿整個曲軸加工始終，因而直接影響曲軸加工精度。打中心孔在本次工藝設計中因考慮設備因素，采用找出曲軸的幾何中心代替質量中心。打中心孔以毛坯的外表面作為基準，因而毛坯外表面質量好壞直接影響孔的位置誤差程度。

2.2.2 曲軸主軸頸的車削

主軸頸加工采用車削，在剛度較強的普通車床上進行。曲軸安裝在前、后頂尖上線一端用大盤夾住而另一端用頂尖頂住，用硬質臺金車幾道工序上完成主軸頸的車削。由于加工余量大且不均勻，旋轉不平衡，加工時產生沖擊，因此工件要夾牢固。車床、刀具、夾具要有足夠的剛性。主軸頸車削順序是先精車一端主軸頸及軸肩，然后以車好的主軸頸定位。另一側用頂尖以中心孔定位。車另一端主軸頸、肩及各個軸頸，半精度及精車都按此順序進行，逐漸提高主軸頸及其他軸頸的加工精度。

2.2.3 曲軸連桿軸頸的車削

主軸頸及其他外圓車好后，以主軸頸作為加工連桿軸頸的基準，采用專用的車夾具、車削連桿軸頸，車削同樣在普通車床上進行。車削連桿軸頸需要解決的是角度定位(2個連桿軸頸軸線需要控制在180°+30°或180°-30°)以及曲軸旋轉的不平衡問題。這些都由專用夾具來保證，夾具為一對用以定位的“V”形塊組成，裝在接盤上。接盤與車床過渡接盤靠 中間的定位銷定位并連接，接盤在過渡接盤上靠棱形定位銷可轉180°，依次車削2個連桿軸頸。“V”形塊中心與車床主軸線距離一個曲軸半徑。車削過程中，一端與曲軸主軸頸定位并夾緊，另一端靠偏中心座夾緊，中心座上鉆有中心孔，中心孔偏心距同樣為一個曲軸半徑。用頂尖頂緊中心孔，這樣就能保證連桿軸頸軸線與車床主軸線一致。安裝夾具體的接盤上有平衡塊，消除曲軸旋轉時不平衡力矩的生成。曲軸加工時由于受到離心力和兩頂尖的軸向壓緊偏心力的作用，容易發生彎曲變形，為了加強工件剛度，用撐桿來撐住另一個曲拐的開移。車削連桿軸頸時為了使切削力不至于太大，每次車削余量控制在1~1.5 mm內，同時車床旋轉不能太高，刀具采用高速鋼。

2.2.4 鍵槽加工

這個鍵槽主要用于飛輪，加工此鍵槽應安排在主軸頸車工序之后，這樣能保證定位精度和控制鍵槽的深度以及對稱度。鍵槽加工是以兩主軸頸定位，同樣用專用夾具在普通銑床上進行。

2.2.5 軸頸的磨削

由于主軸頸及連軒軸頸精度較高，尺寸精度為IT6級，表面粗糙度為1.6~0.8 μm，并且具有較高的形狀精度及位置精度。因此主軸頸與連桿軸頸精車后要進行磨削，以提高精度表面粗糙度。

在工藝設計中，首先磨主軸頸然后磨連桿軸頸。中間主軸頸磨好后才能磨其余軸頸，磨主軸頸和連桿軸頸的安裝方法基本上與車軸頸相同，磨主軸頸是以中心孔定位，在外圓磨床上進行，磨連桿軸頸則以經過精磨的兩端主軸頸定位，以保證與主軸頸的軸線距離及平行度要求，磨連桿軸頸是在曲軸磨床上進行的。

由于軸頸寬度不大，采用橫向進給磨削法，生產率較高，磨輪的外形需仔細地修整，因為直接影軸頸與圓角的形狀，磨削余量根據車削后的精度而定，粗磨余量值每邊0.2~0.3mm，精磨余量控制在0.1~0.15mm以內。

2.3 球墨鑄鐵的切削加工過程特征

2.3.1切削力、切削溫度、切削震動分析

切削試驗在CA6140 車床上進行，用瑞士Kistler9257B型測力儀、Kist ler 5807A 型電荷放大器、Kist ler 9403型刀架和計算機組成的切削力數據采集系統進行三向切削力的測量。由于切削速度是影響刀具切削性能的最主要因素，故本實驗只改變切削速度。具體切削參數分別為進給量f=0.15mm*r-1 ,切削深度ap= 0.2mm，五種切削速度v1-v5 = 164, 129, 102, 82，46m*min-1。

圖2.3.1

上圖為各刀具在切削過程中切削力的變化。低速切削時切屑為塊狀，刀具震動較嚴重，雖然刀尖處存在積屑瘤，但是極不穩定；并且ADI 的硬度較大, 所以切削力較大。隨著速度的提高，切削溫度升高，工件材料硬度降低而強度增加，切屑形態由塊狀向帶狀轉變, 切削力趨于穩定，切屑底層抗剪強度減小，使得切削力有減小的趨勢；高速切削時刀屑接觸表面發生了變化使得切削力有所不同。

在硬態切削加工中，切削速度的變化對切削力的影響主要有兩方面：(1)速度增大，切削溫度升高，黏結、擴散磨損嚴重，使刀具與切屑、工件間的摩擦力增大，切削力變大。(2)切削溫度隨速度增大而升高，發生金屬軟化效應，工件材料塑性增加，流動應力減小，使切削力降低。

ADI的導熱性比球墨鑄鐵和鋼稍低一些，因而與球鐵、灰鐵和鋁相比，其工件與刀具的接觸面將會更熱一些。利用大劑量的冷卻液可以減弱這種作用，如果采用干切削，必須使用耐高溫的刀具。ADI的屈服強度高于大部分鋼，但是它的楊氏模數比鋼低20%，因而在機械加工時易產生振動。故加工時要求有剛性好的工件和刀具夾持裝置，以避免切削時產生振動，這會促使刀具加速磨損、降低工件表面光潔度，并使尺寸偏差增大。

2.3.2 切屑形態與處理

ADI在切削時會產生致密、斷續的切屑，切屑易碎易斷，大多呈崩碎屑。ADI切削加工性能較DI差，刀具磨損較為嚴重。

圖2.3.2

2.4 加工等溫淬火球墨鑄鐵常用刀具

2.4.1 聚晶立方氮化硼刀具加工等溫淬火球墨鑄鐵 等溫淬火球墨鑄鐵(ADI)硬度大、強度高, 在切削加工時會產生大量的熱量, 屬于鑄鐵類中最難加工的材料之一。使用硬質合金刀具和陶瓷刀具來加工ADI 時刀具磨損嚴重, 使用壽命短。而聚晶立方氮化硼(PCBN)材料硬度高、耐磨性好, 用它制成的PCBN 復合刀具用于鑄鐵類材料的加工范圍越來越廣。由于切削鑄鐵類工件時刀具的磨損形式主要為高溫條件下引起的化學磨損，因此降低切削時刀具的溫度是保證PCBN 復合刀具加工質量和切削性能的必要手段。PCBN 刀具切削過程中刀-屑間的摩擦是切削熱產生的主要原因，因此減小刀具的摩擦因數，對減小切削熱、降低刀-屑間的摩擦有重要的意義。所以切削鑄鐵類工件的PCBN 復合刀具不僅要有高的熱導率, 還要有低的摩擦因數。

2.4.2 各公司PCBN刀具對比

選用國內外產四種切削鑄鐵的PCBN 復合刀具，刀具幾何角度相同(前角γ0= 0°, 后角α0= 6°,刀尖圓弧γε= 0.8 mm, 負倒棱-15°* 0.20 mm)。

表2 各公司PCBN刀具成分對比

PCBN復合刀具英國Elem ent SixAMBORITE DBA80日本住友BN500韓國日進SB95中國刀具PCBN體積分數/%粒徑/μm80659590-956435N6.782.7919.2917.22粘結劑成分（原子分數/%）TiAlCo38.1345.824.113.2727.877.376.976.871.7-36.4532.85W25.51-33.1929.7Hf-43.16--Mg-0.87--

2.5 曲軸加工工藝

2.5.1 曲軸的組成

曲軸由一下結構組成：（1）曲軸前端（小頭）；（2）由連桿軸頸、曲柄臂及主軸頸組成的曲拐；（3）曲軸后端（法蘭）

圖2.5.1

2.5.2 有關曲軸定位基準的選擇

精基準的選擇，曲軸與一般的軸類零件相同，最重要的精基準是中心孔。曲軸軸向的精 基準一般選取止推曲軸徑向定位一般選取平衡塊的定位平臺或法蘭上的定位孔。

粗基準的選擇，曲軸的毛坯一般呈彎曲狀態，為了保證兩端中心孔都能鉆在兩端面的幾何中心上，粗基準選擇靠近兩端的軸頸（1、5主軸頸）;軸向定位基準一般選擇中間主軸頸兩邊的曲柄。因為中間主軸頸兩邊的曲柄處于曲軸的中間部位，用作粗基準可以減小其它曲柄的位置誤差。

2.5.3 奇瑞公司發動機曲軸加工工藝

OP10 銑兩端面

圖2.5.2

OP20 鉆質量中心孔

質量中心孔：當物體繞一軸線旋轉時，如果對外未表現出力的作用，那么這一軸線稱為該物體的質量中心線，再按此質量中心線鉆出中心孔，這樣的中心孔稱為質量中心孔。幾何中心孔：中心孔位于幾何軸線上，這樣的孔稱為幾何中心孔；比較：質量中心孔先要對曲軸進行動平衡找出曲軸的質量軸線，可以減少曲軸動平衡時的去重工作量，提高動平衡的合格率。但質量定心機床要比普通幾何中心孔機床的價格貴得多。

圖2.5.3

OP30 銑傳送搭子

圖2.5.4

OP40車與主軸頸同軸的所有軸頸。

采用中心孔定位，驅動采用第三連桿軸頸上的傳送搭子。使用成型刀具，加工效率高，但刀具壽命低。

圖2.5.5

OP50車全部連桿軸頸。

1，5 主軸頸定位、夾緊驅動，止推面軸向定位，第一平衡塊側面定角向。靠模車削方式。

圖2.5.6

OP60加工所有油孔

圖2.5.7

OP70加工小頭的螺紋底孔、攻絲；加工法蘭上的導向孔，螺紋孔和工藝銷孔。

圖2.5.8

OP80粗精磨所有主軸頸和法蘭

圖2.5.9

OP90粗精磨所有連桿軸頸，1，5主軸頸定位夾緊，法蘭工藝孔角向定位、驅動

圖2.5.10

OP100磨小頭（油泵、油封、皮帶輪軸頸）

圖2.5.11

OP110精車止推面、油泵傳動面，鍵槽，精鏜導向孔

圖2.5.12

OP120動平衡去重

（1）動平衡：發動機在穩定工況運轉時，如果傳給支撐的作用力的大小和方向不隨時間而變化，這種狀態稱為動平衡。

（2）發動機的動平衡包括：慣性力系的平衡性和扭矩的平衡性。

（3）靜平衡：旋轉質量系統在靜平衡器上能夠隨遇平衡，即系統的質心位于旋轉軸線上。曲軸工作時，它的各個質點都有離心慣性力。理想的情況是慣性力都能在曲軸內相互平衡，不傳遞到支承上。但曲軸的質量分布不是均勻的，旋轉時離心力系不能平衡，也就是說曲軸的不平衡現象是以主軸頸軸線為中心的質量分布不對稱引起的慣性力所致。

曲軸的不平衡，破壞了發動機的平穩運轉，產生振動和噪音，加劇磨損，影響發動機的工作和使用壽命。

曲軸的平衡去重包括兩個部分：不平衡量的檢測；不平衡量的修整。不平衡量的單位：

F＝mrw2，由于mr是物體本身的性質決定的，不隨轉速的變化而變化，用mr（g.mm）作為不平衡量的單位。

圖2.5.13

OP130拋光

圖2.5.14

OP140清洗 曲軸加工專用機床

發動機曲軸加工機床的高效專用性是曲軸制造裝備的一大典型特征，“高效專用”對機 床的基本要求是高剛度、高速度、大功率。高效專用機床的基本特征是量體裁衣型，即按照用戶需求提供個性化產品.3.1 曲軸質量定心機

曲軸屬于細長類零件，加工過程中主要定位基準是兩端中心孔。按其加工位置可分為兩種：幾何中心和質量中心。幾何中心就是利用雙V形塊或其他方式找出曲軸支承軸頸的幾何中心，在此中心上加出的中心孔稱為幾何中心孔；質量中心是利用專門的質量定心機測出曲軸的質量中心，在此中心上加工出的中心孔稱為質量中心孔。由于毛坯的幾何形狀誤差和質量分布不勻等原因，一般兩者并不重合。國外大都采用了質量中心孔，利用專門設計的測試設備來測試質量中心，然后加工出中心孔，全自動曲軸質量定心機的工作原理是：曲軸放置在兩端滑動單元法蘭盤的支撐上并被夾緊，法蘭盤回轉中心形成測量中心線。回轉過程中，支撐的位置即曲軸的位置不斷調整，使質量中心線靠近回轉中心線。當曲軸毛坯不平衡量很小，接近設定值時，鉆削單元鉆中心孔。此中心孔作為后續加工步驟的定位基準。

3.2 數控車－車拉機床

車拉技術是起源于美國的一項技術專利，在曲軸加工中逐漸得到發展。目前應用較為普遍，在國外大量用于半精加工曲軸的主軸頸和連桿軸頸。車拉技術加工形式可分為三種：直線車拉、內環刀具旋轉車拉和外環刀具旋轉車拉。

1988年發展的車－車位工藝，到目前為止其拉削方法也逐步改為梳刀工藝代替。其主要特點有：一次設定能完成所有同心圓的車削，具有在同一臺機床上完成車－車拉加工、高效率、通過使用特殊卡盤和刀具系統實現柔性加工、機床保養簡便及維護成本低等優點，特別適用于平衡塊側面不需加工、軸頸有沉割槽的曲軸。其中拉削工藝可用高效的梳刀技術代替，梳刀加工通常放到該工序的最后工步，通過微量的徑向進給和縱向車削實現高速精加工。采用梳刀工藝的優點在于精度高、效率高、切屑易清理、軸向進刀量小等。

3.3 曲軸圓角滾壓機床

曲軸工作時需承受較大而復雜的沖擊載荷，對抗疲勞強度有較高的要求。曲軸軸頸與側面的連接過渡圓角處為應力集中區，也是曲軸疲勞破壞的敏感區域，是薄弱環節。因此，國外發展了圓角深滾壓技術

代替成形磨削方式。曲軸的圓角滾壓，就是利用滾輪的壓力作用，在曲軸的主軸頸和連桿軸頸過渡圓角處形成一條滾壓塑性變形帶，這條塑性變形帶具有以下特點。

（1）產生殘余壓應力 可與曲軸在工作時的拉應力抵消或部分抵消，從而提高疲勞強度。（2）硬度提高 滾壓使圓角處形成高硬度的致密層，使曲軸的機械強度和疲勞強度得到提高。（3）表面粗糙度值降低 圓角滾壓可使圓角表面粗糙度值R a達到0.1 m以下，從而大大減小了圓角處的應力集中，提高了疲勞強度。

國外應用的曲軸圓角滾壓技術已相當先進，可一次對所有圓角進行滾壓完成，且可做到主軸頸與連桿軸頸圓角的壓力不同，同一連桿軸頸圓角在不同方向上的壓力也可不同。這樣可經濟地達到最佳的滾壓效果，最大限度地提高曲軸的抗疲勞強度。

3.4 綠色粗磨“扒皮”機床

英國L a n d i s公司生產的C B N數控曲軸粗磨機床，被稱作“綠色粗磨”，超越傳統的 “扒皮法”磨削，一次裝夾從毛坯到磨削完畢，耗時僅4～6m i n。采用電鍍C B N砂輪，從鍛件或鑄件直接粗磨，磨削線速度高達200m/s，磨削效率超過500m m3/s，4m i n磨削余量高達7k g以上，可以取代銑床或車床加工，出現了“以磨代車”的局面。

參

考

文

獻

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讀書的好處

1、行萬里路，讀萬卷書。

2、書山有路勤為徑，學海無涯苦作舟。

3、讀書破萬卷，下筆如有神。

4、我所學到的任何有價值的知識都是由自學中得來的。——達爾文

5、少壯不努力，老大徒悲傷。

6、黑發不知勤學早，白首方悔讀書遲。——顏真卿

7、寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來。

8、讀書要三到：心到、眼到、口到

9、玉不琢、不成器，人不學、不知義。

10、一日無書，百事荒廢。——陳壽

11、書是人類進步的階梯。

12、一日不讀口生，一日不寫手生。

13、我撲在書上，就像饑餓的人撲在面包上。——高爾基

14、書到用時方恨少、事非經過不知難。——陸游

15、讀一本好書，就如同和一個高尚的人在交談——歌德

16、讀一切好書，就是和許多高尚的人談話。——笛卡兒

17、學習永遠不晚。——高爾基

18、少而好學，如日出之陽；壯而好學，如日中之光；志而好學，如炳燭之光。——劉向

19、學而不思則惘，思而不學則殆。——孔子

20、讀書給人以快樂、給人以光彩、給人以才干。——培根

第四篇：曲軸加工車間 實習報告

實習報告20120822

今日實習目的地：南車柴油機二分廠

實習車間：曲軸加工車間

在王工的帶領下，進入了曲軸加工車間，首先，向我們介紹了曲軸的用途，以及各個部位特點，如何加工而成、曲軸是活塞式發動機中最重要、承受負荷最大的零件之一。其主要功用是將活塞的往復運動通過連桿變成回轉運動，即把燃料燃燒的爆發力通過活塞、連桿轉變成扭矩輸送出去做功，同時還帶動發動機本身的配氣機構和相關系統工作

曲軸一般由主軸頸，連桿軸頸、曲柄、平衡塊、前端和后端等組成。一個主軸頸、一個連桿軸頸和一個曲柄組成了一個曲拐，曲軸的曲拐數目等于氣缸數(直列式發動機)；V型發動機曲軸的曲拐數等于氣缸數的一半。主軸頸是曲軸的支承部分，通過主軸承支承在曲軸箱的主軸承座中。主軸承的數目不僅與發動機氣缸數目有關，還取決于曲軸的支承方式。曲軸的支承方式一般有兩種，一種是全支承曲軸，另一種是非全支承曲軸。曲軸的形狀和曲拐相對位置(即曲拐的布置)取決于氣缸數、氣缸排列和發動機的發火順序。

軸典型加工工藝

曲軸的典型加工過程如下

銑端面打中心孔??粗精車所有主軸頸及周軸頸?銑角向定位面?粗精車所有連桿頸粗磨第四主軸頸?

?車平衡塊???鉆直斜油孔???半精磨

1、主軸徑7????車銑割 滾壓?????精磨所有主軸頸及周軸頸??淬火 回火 探傷??精磨第四主軸頸?????噴丸 鉆工藝孔??

?兩端孔的加工精磨所有連桿頸???動平衡?拋光所有軸頸?清洗?防銹

?銑鍵槽

曲軸加工第一工序銑端面、鉆中心孔。通常以兩端主軸頸的外圓表面和中間主軸頸的軸肩為粗基準，這樣鉆出的中心孔可保證曲軸加工時徑向和軸向余量均勻。

徑向定位主要以中心線為基準，還可以兩端主軸頸外圓為精基準。軸向定位用曲軸一段的端面或軸肩。角度定位一般用法蘭盤端面上的定位銷孔或曲柄臂上銑出的定位平臺。采用不同的加工工藝方法和設備，定位基準的選用亦有不同。

銑端面，鉆中心孔利用鉆銑組合機床、利用數控車床主軸頸，利用深孔組合鉆床鉆油孔、曲軸的主軸頸和連桿軸頸的精加工用磨削完成。在精磨后還要對各軸頸及側端面進行光整加工。生產中用油石拋光作預光整加工，砂帶拋光作最終光整加工。拋光中還將各軸頸圓角及油封軸頸也光整加工出來。拋光加工只減小軸頸表面粗糙度值，而不能提高其尺寸精度和位置精度。

在實習中參觀的廠中數控技術都擔當了重要的角色，由此可見機電一體化已經是現在生產的主流。在東風實習讓我看到了我國機械行業發展的遠大前景，從而也反映出了我國機械行業一片欣欣向榮的景象，這更加讓我堅定了學好本專業知識的決心和信心，今后我一定會

更加努力地學習，提高自己各個方面的能力，特別是分析問題和解決問題的能力，為日后的工作打下堅實的基礎

第五篇：塑料制品加工成型的工藝研究

塑料制品加工成型的研究

摘要：塑料是以相對分子質量高的合成樹脂為主要成分，并加入其他添加劑，在一定溫度和壓力下塑化成型的高分子合成材料。一般相對分子質量都大于一萬，有的可達百萬。在加熱、加壓條件下具有可塑性，在常溫下為柔韌的固體。可以使用模具成型得到我們所需要的形狀和尺寸的塑料制件。其他的添加劑主要有填充劑、增塑劑、固化劑、穩定劑等其他配合劑。塑料作為設計材料使用，具有許多優良的特性。在我們的生活和生產中扮演著很重要的作用。它不僅可部分代替傳統材料，而且還能生產出具有獨特性能的各種制品塑料與其他材料相比較，有以下幾方面的性能特點：重量輕、優良的化學穩定性、優異的電絕緣性能、機械強度分布廣和較高的比強度、熱的不良導體具有消聲、減震作用。塑料制品是采用塑料為主要原料加工而成的生活用品、工業用品的統稱。

關鍵詞：塑料、塑料制品、塑料機械工業、塑料制品成型新工藝

一、塑料的概念

塑料是具有塑性行為的材料，所謂塑性是指受外力作用時，發生形變，外力取消后，仍能保持受力時的狀態。塑料的彈性模量介于橡膠和纖維之間，受力能發生一定形變。軟塑料接近橡膠，硬塑料接近纖維。

1.1塑料的主要性能特點 基本有兩種類型：第一種是線型結構，具有這種結構的高分子化合物稱為線型高分子化合物；第二種是體型結構，具有這種結構的高分子化合稱為體型高分子化合物。有些高分子帶有支鏈，稱為支鏈高分子，屬于線型結構。有些高分子雖然分子間有交聯，但交聯較少，稱為網狀結構，屬于體型結構。

兩種不同的結構，表現出兩種相反的性能。線型結構（包括支鏈結構）高聚物由于有獨立的分子存在，故有彈性、可塑性，在溶劑中能溶解，加熱能熔融，硬度和脆性較小的特點。體型結構高聚物由于沒有獨立的大分子存在，所以沒有彈性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶脹，硬度和脆性較大。塑料則兩種結構的高分子都有，由線型高分子制成的是熱塑性塑料，由體型高分子制成的是熱固性塑料。1.2塑料的分類

熱塑性塑料：指加熱后會熔化，可流動至模具冷卻后成型，再加熱后又會熔化的塑料；即可運用加熱及冷卻，使其產生可逆變化(液態←→固態)，是所謂的物理變化。通用的熱塑性塑料其連續的使用溫度在100℃以下，聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯并稱為四大通用塑料。

熱固性塑料是指在受熱或其他條件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料，如酚醛塑料、環氧塑料等。熱固性塑料又分甲醛交聯型和其他交聯型兩種類型。熱加工成型后形成具有不熔不溶的固化物，其樹脂分子由線型結構交聯成網狀結構。

二、塑料制品的成型方法 注射成型、擠出成型、壓制成型、吹塑成型、壓延成型、滾塑成型、鑄塑成型、搪塑成型、醺涂成型、流延成型、傳遞模塑成型、反應注塑成型、手糊成型、纏繞成型、噴射成型、真空成型等 2.1塑料制品的生產

塑料制品的生產從塑料原料的生產到塑料制品的生產，包含了三個生產過程，第一生產過程是從原料經過聚合反應生成合成樹脂；第二生產過程是加入助劑混合得到塑料，即為生產塑料制品的原材料；第三生產過程是根據塑料性能，利用各種成型加工手段，使其成為具有一定形狀和使用價值的塑料制品。生產中一般第一過程和第二過程屬于塑料生產部門，通常由樹脂廠來完成。第三過程屬于塑料制品生產部門。但對于大型塑料制品生產廠家，為了滿足塑料制品的多樣性要求，生產中也有將第二過程歸入塑料制品的生產范圍。即以合成樹脂作為原材料，添加助劑后，再成型加工。2.2塑料制品在生活和生產中的重要性

塑料成型工業自1872年開始到現在已度過仿制、擴展和變革的時期。塑料成型是把塑料原材料加熱到一定溫度注入到具有一定形狀和尺寸的模具中，待其冷卻后，獲得塑料制品的過程。塑料成型工藝與模具是一門在生產實踐中逐步發展起來，又直接為生產服務的應用型技術科學，是一種先進的加工方法。它研究的主要對象是塑料和塑料制成塑料制品所采用的模具。模具是鑄造、鍛壓、沖壓、塑料、玻璃、粉末冶金、陶瓷等行業的重要工藝 裝備，在現代工業生產中廣泛的采用各種模具進行產品生產，模具的設計和制造水平在很大程度上反映和代表了一個國家機械工業的綜合制造能力和水平。塑料模是模具的一種，是指用于成型塑料制件的模具，它是一種行腔模具的類型。

三、注射成型工藝的優缺點

3.1 優點 ①成型周期短；

②能一次成型外形復雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件； ③的塑料對成型各種塑料的適應性很強； ④生產效率高易于實現全自動化生產； 3.2缺點

①生產大面積結構制件時，高的熔體粘度需要高的注塑壓力，高的注塑壓力要求大的鎖模力，從而增加了機器和模具的費用；

②生產厚壁制件時，難以避免表面縮痕和內部縮孔，塑料件尺寸精度差；

③加工纖維增強復合材料時，缺乏對纖維取向的控制能力，基體中纖維分布隨機，增強作用不能充分發揮；

④注射成型設備價格及模具制造費用較高，不適合單件及較小的塑件的生產；

四、塑料制品成型新工藝方法

塑料成型加工是將塑料原料轉變成具有使用價值的制品的過程。傳統的成型工藝有擠出、注射、吹塑、壓延、涂覆、層壓、傳遞成型 等。至今這些技術已經發展和運用的相當成熟，且應用得非常普遍。隨著塑料制品應用日益廣泛，人們對塑料制品精度、形狀、功能等提出了更高的要求。傳統的成型工藝已難以適應這些要求，這就迫使人們在不斷改進傳統的成型工藝的基礎上，采用新思想、新技術開發新的成型工藝已滿足不同應用領域的需求。目前成型工藝的發展趨勢主要是節能、節約原材料、提高成型效率、改進制品性能、提高其附加值。塑料制品目前的新工藝方法主要有：低壓注射、熔芯注射、動態保壓注射、微孔塑料擠出及潤滑擠出等塑料成型工藝。

五、擠出成型新工藝的發展及前景

5.1新型擠出混煉技術與設備的開發

目前，國際上用于高分子材料共混改性的新型混煉設備主要有三大類：同向平行雙螺桿擠出機、往復移動式螺桿混煉機和串聯式磨盤擠出機。其中小型同向平行雙螺桿擠出機國內已能生產，但萬噸級大型混煉擠壓造粒機組全部要依靠進口。同時，往復移動式螺桿混煉機和串聯式磨盤擠出機是制備高填充、高附加值高聚物合金的必要裝置，目前國內對他們的研制剛剛處于樣機階段，規格不多，品種不全，具有廣闊的發展前景。

大口徑管材擠出的異向平行雙螺桿擠出機組、鋼塑復合管擠出機組和大型雙臂波紋管擠出成型機組及特種塑料管材專用擠出機組的開發研究。復合擠出成型技術和設備的開發研究。最近，多層共擠的超寬土工模、包裝用的拉伸拉幅平模、建筑用的復合瓦楞板、芯層發泡紙板材和管材的市場需求量很大，與此相關的成型技術和裝備的開 發研究必須引起足夠的重視。5.2壓縮成型新工藝的發展及前景

（1）由單一性技術向組合性技術發展，如注射-拉伸-吹塑成型技術和擠出-模壓-熱成型技術等；

（2）由常規條件下的成型技術向特殊條件下的成型技術發展，如超高壓和高真空條件下的塑料成型加工技術；

（3）由基本上不改變原有性能的保質成型加工向賦予塑料型新性能的變質性成型加工技術發展，如發泡成型、借助電子束與化學交聯機使熱塑性塑料在成型過程中進行交聯反應的交聯擠出等；（4）為提高加工精度、縮短制造周期，在模具加工技術方面更廣泛地應用仿形加工、數控加工等；

（5）廣泛應用模具新材料。模具材料的選用直接影響到模具的加工成本、使用壽命以及塑料制品的成型質量等，因此，國內外已開發出許多具有良好使用性能、加工性能，熱處理變形小的新型塑料模具鋼，如預硬鋼、新型淬火回火鋼、馬氏體時效鋼、析出硬化鋼和耐腐蝕鋼，經過試用，均取得了較好的技術和經濟效果。

（6）CAE技術將在注塑領域發揮越來越重要的作用，其本身也隨著注塑技術的發展要求而更加完善、實用、方便。

在塑料成型生產過程中，先進的模具設計、高質量的模具制造、優質的模具材料、合理的加工工藝和現代化的成型設備都是成型優質塑件的重要條件。一副優良的注射模具可以成型上百次，一副優良的壓縮模具可以成型25萬次，這與上述因素有很大關系。考察國內外模具工業的現狀及我國國民經濟和現代工業生產中模具地位，從塑料模具的設計理論、設計實踐和制造技術出發，塑料成型技術大致有以下幾個方面的發展趨勢。

六、新工藝方法的加工適應性和可行性

在自然界對于一般的低分子化合物而言，在常溫下其聚集狀態可呈三態，即氣態、液態和固態。然而，對于非結晶線性高聚物而言，由于其分子量巨大且分子結構的連續性，所以他們的聚集狀態是在不同的件下，以獨特的三種形態存在的。

七、參考文獻

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