摘要：針對鋼質曲軸圓角強化工藝研究及強化效果進行了分析。

關鍵詞：曲軸；圓角；試驗

1概述

曲軸是發動機的重要零部件，曲軸的安全系數是整機安全系數提高的可靠保證。曲軸常用的強化方式主要是表面淬火技術，對連桿頸、主軸頸、法蘭及止推面進行表面處理提高耐磨性能，這種工藝在我們加工線應用已有二十余年的歷史；隨著工藝技術的進步和發動機升功率的提升，人們對曲軸熱處理的要求發生了改變，除了耐磨性能要求外增加了強度提升的要求，提升強度需要對曲軸的圓角進行強化處理，這樣才能提高曲軸的強度滿足柴油機整機使用要求。國外技術資料通常有兩種方法可以提高曲軸的疲勞強度。一是采用圓角感應淬火，二是采用圓角滾壓，主要是對圓角進行強化處理來實現曲軸整體強度的提升。

2強化方案選擇

首先根據研究資料顯示，如表1。結合我們生產線實際情況，我們曲軸的材質45鋼、42GrMoA以兩種鋼質曲軸為主，因此優先選用軸徑和圓角同時淬火的強化處理路線。

摘要：近年來，曲柄式飛剪曲軸及其相關核心部件裝配和間隙管控問題在業內受到廣泛關注，研究其相關課題，意義重大。本文首先對相關設備進行綜述。并結合現場實踐經驗，分別從曲軸、鋼套、銅套、軸承等多個角度，就飛剪曲軸存在的問題及解決方案展開了研究，得出了幾點看法與認識，希望能對此類設備的維護有所幫助。

關鍵詞：曲柄式飛剪；曲軸；改進；管控

1概述

曲柄飛剪是熱軋機組的主要設備，用來對軋件定長剪切。曲柄式飛剪曲軸裝配間隙的管控是一項對現場實際要求較高的實踐性工作，有著其自身的特殊性。通過對該項課題的研究，將會對曲柄飛剪的結構、設計特點、使用中遇到的問題，以及針對故障點做出的改進方案進行詳細解讀，最終達到延長曲柄飛剪的使用壽命，提升對曲柄式飛剪曲軸裝配間隙變化問題的分析與掌控能力。從而通過合理化的措施，保證曲柄飛剪在動作時剪刃間隙的控制，進一步優化曲柄飛剪的工作狀態。飛剪安裝在進口側和高壓除鱗設備之間，它采用旋轉式曲柄、盒式設計，作用是將軋件的頭部和尾部在行進中切割掉，以保證軋件穩定進入軋機。曲柄飛剪屬于較大設備，并且結構復雜，要求精度高，提高飛剪使用年限和運行中設備精度，是設備管理者所要研究和解決的重要問題，本次以提高飛剪使用年限作為重點，要管控和提高使用年限飛剪曲軸、鋼瓦、銅瓦、軸承等重要部件的管控就是重中之重，針對飛剪使用中遇到的故障，提出解決方案，并且改進后運行較好，飛剪的穩定運行，對鋼坯進入軋機穩定、設備檢維修費、備件預修費控制起到重要作用。

2啟停式飛剪的設計特點

2.1啟停式飛剪的發展及控制原理

摘要：目前，傳統材料以及汽車發動機制造技術和現階段的汽車行業市場發展趨勢和要求之間還存在一定差異，汽車發動機機械加工技術也存在一些難以攻克的技術難點。在汽車生產制造中，對發動機曲軸機械生產的標準也越來越高。曲軸機械加工環境相對比較惡劣，很容易對曲軸機械加工質量產生不利的影響，所以，需要嚴格控制曲軸材料材質，保證曲軸加工工藝的精準度。對此，本文以汽車發動機中的曲軸機械為例，分析曲軸機械加工工藝。

關鍵詞：汽車發動機；曲軸機械；加工工藝

隨著汽車制造業生產加工水平的不斷提升，汽車發動機中的曲軸部件加工質量也在不斷優化。這里的曲軸部件對于汽車發動機的整體結構合理性和使用性能都會產生很大影響，是汽車制造業系統中的技術研究重點和難點之一。在汽車發動機零部件生產制造中，曲軸是旋轉部件，工藝難度比較大，對于發動機的使用壽命和效率會有很大影響，也嚴重影響汽車駕駛安全性，所以在曲軸制造中，必須要保證質量可靠，提升曲軸的加工精度，降低因為誤差和加工工藝等導致的廢品率，提升生產效益和效率，這對于汽車生產制造業來說至關重要。

1汽車發動機的工作原理

汽車結構是由很多元件組成，如馬達、輪胎、底板等元件。其中底板結構的重要作用是承載汽車的整體荷載，保證汽車運行時的穩定性，是汽車裝置中最為基本的結構構架。馬達是汽車的核心動力，其動力的正常發揮受到其他元件功能的影響。馬達品匯的優劣直接決定汽車運行的安全性和動力，一般在發動機中馬達會設定有四個沖程：①進氣環節，曲軸連帶活塞進行活動，進氣后，活塞移動增加汽缸空間容積量，內外壓強不斷增加，產生氣體流入汽缸；當活塞下移至最底部，結束進氣。這個過程中，氣體介質溫度不斷升高。②壓縮環節，活塞從下向上移動，關閉進氣口和排氣口，此時汽缸的容積量逐漸下降，其中的氣體介質不斷壓縮。③發動機作業環節，活化塞部件將壓縮后的氣體混合，即變成可燃氣體，將其引燃，活塞元件高壓下移動，從上至下作業。④排氣環節，將打開的所有排氣口關閉，隨后曲軸帶動連桿，活塞由下向上活動至頂端，整個排氣環節完成，氣缸空間中的燃燒廢氣向外排放。

2汽車發動機曲軸裝置及加工特點

曲軸是保證機器運轉的關鍵部件，曲軸加工質量的好壞直接影響到整個機器的使用壽命和機器的工作效率及生產成本，曲軸的加工和設計要求都很高，因此曲軸加工是機械加工中一個比較典型而又復雜的工作。一般曲軸加工需要十多道工序，幾十個加工工步才能完成，過程分為粗加工、半精加工、精加工。通常情況下在加工曲軸時需要借助偏心夾板來確保偏心距，按常規工藝加工偏心時需要在曲軸兩端配做專用模板，曲軸分粗車、半精車、精車，模板也要分粗車、半精車、精車三套方案，所以加工曲軸的費用較高。

1曲軸加工工藝改進思路

以9906型壓縮機曲軸為例，壓縮機曲軸毛坯在加工前，首先要對鍛件毛坯進行了檢查，毛坯鍛件一般余量都很大，有余量就為改進工藝創造了條件，因此加工時在曲軸原來長度上留有工藝搭子，作為曲拐加工時打中心孔時用，這樣就代替了常規工藝用的偏心夾板或用偏心卡盤裝夾找正。曲軸成品參見圖1，加上工藝搭子后參見圖2。工件經過主軸頸粗加工及扇板面鏜銑后，將工件上鏜床平面置于水平位置；在曲軸二端以主軸頸為中心線利用鏜床數顯分別打出工藝圖2中表示的6個中心孔。6個中心孔分上、中、下三組，每一組中心孔要同一次裝夾找正完成，才能保證了6個中心孔在同一水平面上，確保曲拐偏心中心距140±0.05。若曲柄頸之間的夾角為90°或120°時，在工藝搭子上鉆中心孔時，還要注意偏心夾角的校正。曲柄加工余量通常較大，屬于斷續切削，在加工過程中容易引起振動或變形，除了采用一些增加曲柄剛性的方法外，工件在半精加工、精加工時為消除加工時的應力變形應采用以上同樣的方法修正中心孔，確保曲軸加工質量。

2曲軸加工工藝改進前后的比較

2.1加工工藝改進前。按常規加工工藝加工曲軸，首先要在曲軸兩端設計制作粗加工、半精加工、精加工三套模板，而對模板的設計制作精度要比曲軸的精度提高1~2級，這個方案無論在材料、加工等方面均增加了很多的成本費用。在曲軸兩端加裝模板時需要鉆工藝孔來固定，導致在加工曲軸法蘭時會帶來很大的困難，易打刀、影響表面粗糙度。在安裝模板時，由于模板安裝在曲軸的兩端，要做到模板安裝結束后6個中心孔在同一平面內，因此需要上劃線平臺安裝，而且很難保證在同一平面，稍有誤差就會直接影響加工質量，使曲軸失去平衡從而影響其使用壽命及工作效率，另外在平臺上安裝既費時又費力而且達不到設計要求。在加工時由于安裝模板直接影響到工件加工時的強度和剛性，還會影響零件加工質量及表面粗糙度。2.2加工工藝改進后。整個工藝在改進過程中，關鍵技術在于工藝搭子上的中心孔如何加工。工藝改進后在鏜床上利用數顯微調裝置一次性加工6個中心孔，保證6個中心孔在同一平面上且滿足曲拐偏心距140±0.05，并能保證曲柄頸偏心夾角的精度，這就對加工質量提供了可靠的保證。有了一體的工藝搭子省去了偏心夾板的制作或偏心卡盤的裝夾調整，從而對加工平面的表面粗糙度創造了良好條件。在曲軸加工時，由于工藝搭子與工件為一體，因此比用模板加工大大增強了工件的強度和剛性，從而提高了加工精度和表面質量。在精加工結束后，只需用中心架置于曲軸主軸頸部位，將兩端工藝搭子車去。利用毛坯余量作為輔助工藝搭子，既節約了材料又降低了制作成本，減少了輔助生產時間，縮短了生產時間，減輕了工人的勞動強度，提高了工作效率。

3曲軸加工質量要求分析

工藝設計

一.零件圖工藝性分析

1.零件結構及工藝特點

曲軸是將直線運動轉變成旋轉運動，或將旋轉運動轉變為直線運動的零件。它是往復式發動機、壓縮機、剪切機與沖壓機械的重要零件。曲軸的結構與一般軸不同，它有主軸頸、連桿軸頸、主軸頸和連桿軸頸之間的連接板組成。其長徑比L/D=818/110

=7.44<12.該曲軸形狀復雜，剛性較差，易變形.曲軸在交變和沖擊載荷下工作，所以

要求該軸應具有高強度，高韌性，高耐磨性等特點。

摘要：本文針對船用柴油機大型曲軸機械加工工藝研究，分析了整個研究中的工藝運行控制要點，并且詳細的分析了整個工藝加工中的控制流程，同時還進行了對應的機械加工工藝運行處理，對于提升船用柴油機曲軸機械加工運行能力具有重要性幫助。

關鍵詞：船用柴油機；大型曲軸；機械加工工藝

0引言

隨著我國現代化經濟建設發展水平逐漸提升，對于船用航行工藝的應用研究越來越重視，并且在整個工藝運行控制中對于船用柴油機研究越來越重視，通過對船用柴油機研究中的曲軸分析能夠實現整個曲軸機械加工工藝運行控制能力提升，對于保障船用柴油機運行控制能力具有重要性保障意義。同時在本文的研究中針對船用柴油機大型曲軸機械加工工藝研究能夠具體的工藝研究控制，將整體的工藝實施要點控制好，對于保障整個船用柴油機曲軸機械加工工藝運行控制具有重要性研究意義。

1船用柴油機大型曲軸機械加工工藝分析

1.1曲軸特點及加工工藝措施處理

柴油主機是船舶動力系統的關鍵零部件，柴油主機利用柴油等化石燃料資源燃燒產生的熱能，將其轉化為曲軸的動能，進而推動船舶螺旋槳轉動，使船舶產生前進的動力。柴油主機是一個非常復雜的動力學系統，包含了上千個零部件，在這些零部件中，曲軸作為柴油主機往復運動的關鍵結構件，將主機活塞產生的壓力轉化為力矩，傳遞柴油主機的全部功率。在船舶的正常運行過程中，柴油主機產生源源不斷的動力，柴油主機的動力通過曲軸傳遞給螺旋槳，因此，曲軸的受力狀態非常復雜，曲軸結構的強度和剛度也直接決定了柴油主機的使用壽命。由于船舶柴油主機曲軸的加工難度較大，加工精度要求高，在世界范圍內，具備高精度、高強度曲軸加工的企業為數不多，研究曲軸的數控加工有非常重要的意義。傳統曲軸的加工方法是在普通機床上進行，不僅加工效率低，而且加工精度較差。比如采用車床進行船舶柴油主機的曲軸加工，受到車床剛性的影響，可加工的柴油機曲軸直徑和寬度受到限制。此外，普通機床進行柴油主機曲軸加工時，還會由于機床的振動導致加工誤差增大，甚至導致曲軸產生變形。本文研究的重點是一種基于數控系統的船用柴油機曲軸加工機床，通過分析柴油主機的加工工藝，建立曲軸加工的坐標系，設計了一種船用柴油機曲軸數控加工系統。

1船舶柴油機曲軸的結構與加工工藝研究現狀

船用柴油機主軸包含多個零部件，如齒輪，飛輪等，其示意圖如圖1所示。目前，針對柴油主機曲軸的加工設備，主要以銑削和磨削設備為主，比如車床、車銑加工中心等加工設備。這些加工設備主要作用于曲軸的粗加工。曲軸要想滿足質量要求，還需要進行多次的精加工，這些精加工設備包括磨床、曲柄銷磨床等。由于曲軸結構復雜，加工難度和加工精度高，目前，國內外相關研究領域針對曲軸加工的研究非常廣泛。本文為了提高對船用柴油主機曲軸加工的質量，對曲軸加工的工藝進行了系統的研究。船用柴油機曲軸加工的工藝難點如下：1）曲軸的直徑以及表面粗糙度對于曲軸的強度有非常重要的影響，同時，曲軸的圓柱度要求也較高，普通機床難以滿足。2）曲軸的傳動比與曲軸加工過程的圓跳度息息相關，因此，在加工過程中，必須通過提高機床的穩定性來提高曲軸加工的圓跳度。3）曲軸不同模塊相對于統一基準的平行度要求較高，需要精確到0.01mm級別。4）法蘭是曲軸進行力矩傳輸的主要裝置，連接曲軸主體和齒輪，因此，法蘭的加工精度有重要意義。通常，法蘭的加工需要兼具位置度和平面度的要求，平面度在0.02mm以上，才能保證柴油主機曲軸的裝配精度。5）曲軸安裝孔的加工精度必須要滿足±0.1的偏差以及形位公差要求。

2基于數控系統的船用柴油機曲軸加工技術研究

2.1曲軸數控加工刀具的運動分析。在進行船用柴油主機曲軸的數控加工機床設計之前，必須要對加工過程的刀具軌跡進行研究。所謂刀具軌跡，是數控機床在加工過程中刀具的運行軌跡，刀具軌跡直接決定了加工過程的材料去除量，以及加工的精度。在數控機床設計時，刀具軌跡以文件的形式存儲在處理器中，形成機床代碼，并規劃后續的刀具位置和進給量。數控機床中的工件加工過程，實際上就是一個軸系的綜合運動變換過程。針對船用柴油主機曲軸的特點，本文建立曲軸數控加工過程的坐標系如圖2所示。−XwWwZwo−XtWtZto−XmWmZm在曲軸數控加工過程的坐標系中，動坐標系定位于工具上，刀具坐標系定位于刀具上，靜坐標系為。o−XwWwZwo−XtWtZtFiFi+1Qi,i+1動坐標系和刀具坐標系任意相鄰的點和坐標轉換矩陣為，記為：Qi,i+1=P(ri+1,i)•M(ni,si)，(1)式中：P(ri+1,i)為平移變換矩陣，P(ri+1,i)=1Xi+1,j1Yi+1,j1Zi+1,j1。(2)nini=(li,lm,ln)siM(ni,si)為坐標轉換過程的方向矢量；為運動副的位移；為沿矢量方向的變化矩陣，M(ni,si)=11sili1simisini1。(3)2.2船用柴油機主軸的數控加工系統設計。結合曲軸加工的工藝要求，本文設計1種基于五軸機床的曲軸數控加工機床，該機床包括軸系加工系統、控制系統、切削液循環系統、工作臺驅動系統等，具體原理圖如圖3所示。1）控制系統曲軸數控加工機床的控制系統是整個數控機床的核心，主要包括中央處理器、內存以及數據采集板卡等。控制系統可以進行曲軸加工過程的刀具軌跡插值運算，同時控制工作臺驅動系統進行運動，進行誤差的補償。2）軸系加工系統軸系加工系統是柴油機主軸材料去除的關鍵，本文我們采用的五軸數控加工機床，可以實現加工刀具6個自由度的運轉，完成曲軸加工的一次成型。需要注意的是，軸系加工系統的刀具有多種分類，分別進行曲軸加工過程的材料去除、粗加工、半精加工、精加工等步驟。3）工作臺驅動系統工作臺驅動系統決定了加工過程的工件進給量，需要注意材料進給的速度和穩定性。工作臺驅動系統接收控制系統的指令，并將這些指令轉化為脈沖信號，進而控制步進電機的運轉。4）切削液循環系統船舶柴油機曲軸為了滿足較高的強度和剛度要求，選用的材料多為鈦合金等高強度材料。這些材料在進行切削加工時會產生大量的熱量，為了防止曲軸產生熱變形，必須要配備切削液循環系統。本文對該船用柴油機主機的數控機床加工精度進行了誤差統計，得到不同進給速度下的精度誤差曲線如圖4所示。

船舶柴油主機的曲軸加工決定了柴油主機的使用壽命，研究柴油機曲軸的高效、高質量加工有重要的意義。本文研究的重點是基于曲軸的加工工藝與加工坐標系，設計了一種曲軸的數控加工機床，并對該機床的原理組成進行了詳細的介紹。

摘要：此次畢業設計任務是對3L-10/8空氣壓縮機曲軸零件的機械加工工藝、夾具的設計,在曲軸零件的加工工藝過程中軸與軸中心線之間要有位置要求,以毛坯軸兩端定位先加工兩中心孔,以兩端中心孔定位再粗、精加工各軸的表面，然后以粗、精后的兩軸徑定位鉆螺紋、銑鍵槽和銑曲拐端面，采用專用夾具加工兩斜油孔，最后粗、精磨各軸。

在夾具的設計過程中，主要以V形塊和支承板來定位，靠直壓板和彈簧來夾緊，鉆拐徑兩孔應采用長型快換鉆套，在鉆拐徑傾斜的孔時采用平面傾斜的夾具體，在鉆拐徑傾斜的孔時使用的是臥式鉆床，銑面時2個V形塊與銑刀不能干涉，因此V形塊高度要降低，夾具設計要方便、簡單。

關鍵詞曲軸，加工工藝，夾具設計。

ABSTRACT

Thisgraduationprojectdutyistothe3L-10/8aircompressorcrankcomponentsmachine-finishingcraft,thejigdesign,betweenthecrankcomponentsprocessingtechnologicalprocessmiddleaxleandtheaxlemusthavethepositionrequest,processestwocenterboresfirstbythesemifinishedmaterialsaxisbothsideslocalization,bybothsidescenterborelocalizationagainthick,precisionworkvariousaxessurface.Thenafterthick,theessencetwoaxlediameterlocalizationdrillsthethread,thekeyseatandthemillcrankendsurface.,usestheunitclamptoprocesstwoslantingoilholes,finallythick,correctgrindingvariousaxes.

Inthejigdesignprocess,mainlylocatesbyVshapeblockandthesupportplate,dependsonthestraightclampandthespringclamps,drillsturnsdiametertwotobesupposedtouselongtradesquicklydrillsthewrap,whendrillsturnsthediameterinclineholeusestheplaneinclinethejigbody,whendrillsturnsthediameterinclineholeusesisthehorizontal-typedrillingmachine,whenfacemilling2Vshapeblocksandthemillingcuttercannotinterfere,thereforeVshapeblockaltitudemustreduce,thejigdesignmustbeconvenient,besimple.

摘要

此次畢業設計任務是對3L-10/8空氣壓縮機曲軸零件的機械加工工藝、夾具的設計,在曲軸零件的加工工藝過程中軸與軸中心線之間要有位置要求,以毛坯軸兩端定位先加工兩中心孔,以兩端中心孔定位再粗、精加工各軸的表面，然后以粗、精后的兩軸徑定位鉆螺紋、銑鍵槽和銑曲拐端面，采用專用夾具加工兩斜油孔，最后粗、精磨各軸。

在夾具的設計過程中，主要以V形塊和支承板來定位，靠直壓板和彈簧來夾緊，鉆拐徑兩孔應采用長型快換鉆套，在鉆拐徑傾斜的孔時采用平面傾斜的夾具體，在鉆拐徑傾斜的孔時使用的是臥式鉆床，銑面時2個V形塊與銑刀不能干涉，因此V形塊高度要降低，夾具設計要方便、簡單。

關鍵詞曲軸，加工工藝，夾具設計。

ABSTRACT

Thisgraduationprojectdutyistothe3L-10/8aircompressorcrankcomponentsmachine-finishingcraft,thejigdesign,betweenthecrankcomponentsprocessingtechnologicalprocessmiddleaxleandtheaxlemusthavethepositionrequest,processestwocenterboresfirstbythesemifinishedmaterialsaxisbothsideslocalization,bybothsidescenterborelocalizationagainthick,precisionworkvariousaxessurface.Thenafterthick,theessencetwoaxlediameterlocalizationdrillsthethread,thekeyseatandthemillcrankendsurface.,usestheunitclamptoprocesstwoslantingoilholes,finallythick,correctgrindingvariousaxes.

一、汽車潤滑系統常見故障及其成因分析

1.造成機油壓力過低的成因

(1)機油泵機件磨損。(2)機油泵吸油不飽滿。油底殼機油不足、機油集濾器堵塞，油泵進油管或接頭漏氣等均會使機油泵吸油不飽滿，從而使油泵供油壓力降低。(3)潤滑系統機油壓力不能有效建立。限壓閥調定壓力偏低或密封不良、機油泵密封不嚴產生外泄漏、機油黏度過小、曲軸或凸輪軸承間隙過大等，均會造成潤滑系統機油油壓不能有效建立，最終導致機油壓力過低。(4)機油壓力顯示裝置失準。

2.造成機油壓力過高的成因

(l)機油正常循環受阻。機油黏度過大而致機油流速減慢、曲軸軸頸和凸輪軸軸頸與軸承的配合間隙過小、機油回油油道因臟物而堵塞等，均會造成機油循環流動不暢而導致系統中循環的機油不斷積聚，使得機油壓力不正常升高。(2)限壓閥調整不當。因限壓閥壓力調整彈簧的預緊力過大，使限壓閥的開啟壓力提高，從而造成潤滑系統油壓過高。(3)機油壓力顯示裝置失準。

3.造成機油消耗過多的成因