曲轴制造工艺

1、曲轴制造工艺曲轴制造工艺1 曲轴制造工艺曲轴制造工艺(Crankshaft manufacturing process)(Crankshaft manufacturing process)l1.1.曲轴的技术要求曲轴的技术要求l1 1）尺寸精度与形状精度）尺寸精度与形状精度l 主轴颈和曲柄销尺寸主轴颈和曲柄销尺寸IT: IT: 低速机低速机IT7IT7，中，中IT6IT6，高，高IT6IT6，l轴颈形状精度轴颈形状精度低速机低速机为尺为尺寸精度寸精度IT9IT9的的1/41/4，中、高，中、高速为速为IT7IT7的的1/41/4。 2l2 2）位置精度）位置精度l（1 1）主轴轴线）主轴轴线径

2、向圆跳径向圆跳动，高动，高速机速机0.020.020.040.04；大中型；大中型0.040.040.080.08。l（2 2）曲柄销与主轴颈）曲柄销与主轴颈平行度平行度。l（3 3）曲柄交角曲柄交角。l（4 4）法兰端面与曲轴轴线）法兰端面与曲轴轴线垂直垂直。l（5 5）法兰外圆对曲轴轴线的径）法兰外圆对曲轴轴线的径向圆跳动。向圆跳动。l（6 6）臂距差臂距差。 3l3 3）表面粗糙度）表面粗糙度l 主轴颈与曲柄销主轴颈与曲柄销。l 低速机低速机1.6m，中，中0.8m，高，高速速1.60.8m，过渡圆弧、油孔，过渡圆弧、油孔1.6m。l4 4）其他要求）其他要求l 不允许有不允许有裂纹裂纹

3、、麻点麻点(hard spots)。l 高速机曲轴动平衡精度为高速机曲轴动平衡精度为0.005Nm。4上止点上止点下止点下止点左舷左舷右舷右舷5l2.曲轴的材料与毛坯曲轴的材料与毛坯l小型小型QT600-3，35、40、45钢。钢。l大型低速半组合，主轴颈常用大型低速半组合，主轴颈常用35、40，曲柄用铸，曲柄用铸钢钢ZG270-500，ZG310-570。l中高整体式曲轴采用中高整体式曲轴采用35、40、45、40Cr、45Cr，也有采用球铁。也有采用球铁。l缸径小于缸径小于200mm，采用整体模锻曲轴，采用整体模锻曲轴。6l1）缸径缸径200600mm，采用，采用整体锻造整体锻造，包括自由

4、，包括自由锻和特殊的锻和特殊的TR、RR锻。锻。l2）碳素钢曲轴锻件碳素钢曲轴锻件+正火处理，粗加工正火处理，粗加工+退火，退火，Carbon Steel。HBS180-240。l3）合金钢曲轴合金钢曲轴+正火，粗加工后正火，粗加工后+调质，调质，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，铸钢曲轴铸钢曲轴+两次正火、回火或高温扩散处理。两次正火、回火或高温扩散处理。7l7-2 7-2 曲轴加工特点与定位基准选择曲轴加工特点与定位基准选择l1.1.曲轴加工工艺特点曲轴加工工艺特点l1）曲轴形状复杂）曲轴形状复杂l 多曲柄、曲柄销和主轴颈不在

5、同一轴线上；多曲柄在空多曲柄、曲柄销和主轴颈不在同一轴线上；多曲柄在空间互成间互成120，不平衡。，不平衡。l2）曲轴刚性差）曲轴刚性差l 细长轴，长径比（细长轴，长径比（L/D）=1020，采用中心架，双边同，采用中心架，双边同时转递扭矩机床。时转递扭矩机床。1201208l3 3）技术要求高）技术要求高l 平行度要求平行度要求： 以主轴颈以主轴颈(main journal)为基准，加工曲柄销为基准，加工曲柄销(crank pin)。l 主轴颈径向圆跳动主轴颈径向圆跳动 主轴颈应在同一安装中进行加工；为了达到主轴颈应在同一安装中进行加工；为了达到曲柄夹角和曲柄半径尺寸的要求，采用曲柄夹角和曲

6、柄半径尺寸的要求，采用专用夹具专用夹具。9l2.2.加工阶段和定位基准的选择加工阶段和定位基准的选择l 曲轴加工分为：曲轴加工分为：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曲轴加工定位基准选择曲轴加工定位基准选择：l通常用：顶针孔通常用：顶针孔+ +主轴颈主轴颈l小型模锻曲轴：小型模锻曲轴：主轴颈、主轴颈、法兰法兰外圆和端面外圆和端面加工加工顶针孔顶针孔；曲曲柄销加工，柄销加工，以主轴颈与角度定以主轴颈与角度定位销位销。顶尖顶尖顶尖顶尖journalfinial10l中大型自由锻曲轴中大型自由锻曲轴 主轴颈、法兰主轴颈、法兰(flange)外圆、外圆、端面的粗加

7、工以顶尖孔粗定位端面的粗加工以顶尖孔粗定位为定位基准。为定位基准。l铸造整体式铸造整体式 主轴颈粗加工以主轴颈粗加工以顶针孔为定位顶针孔为定位基准基准；法兰外圆；法兰外圆+ +小端顶针孔。小端顶针孔。l曲柄销粗加工曲柄销粗加工 主轴颈、法兰外圆和端面主轴颈、法兰外圆和端面以及以及曲柄销的轴线曲柄销的轴线为定位基准。为定位基准。chuckfinial顶尖顶尖顶尖顶尖机床主轴轴线机床主轴轴线偏心偏心夹具夹具中心中心支架支架平衡重平衡重偏心偏心夹具夹具11l7-3 7-3 整体式曲轴制造整体式曲轴制造1.1.整体曲轴加工工艺过程整体曲轴加工工艺过程l划线。划线。l打顶针孔。打顶针孔。l粗车各粗车各主

8、轴颈主轴颈、曲柄外侧面曲柄外侧面及及法兰外圆法兰外圆和和端面端面。l划划法兰螺栓孔法兰螺栓孔，各轴颈，各轴颈减轻孔减轻孔，安装曲柄销加工夹具的找正线。，安装曲柄销加工夹具的找正线。12l钻法兰螺栓孔。钻法兰螺栓孔。l粗加工曲柄销及曲柄内粗加工曲柄销及曲柄内侧面。侧面。l钻、镗轴颈减轻孔。钻、镗轴颈减轻孔。l热处理热处理。l修正顶针孔（两端及中修正顶针孔（两端及中间主轴承、法兰外圆）。间主轴承、法兰外圆）。l半精车曲轴销及内侧面。半精车曲轴销及内侧面。l半精车主轴颈。半精车主轴颈。13l精镗减轻孔精镗减轻孔(finish boring lightening hole)。l修正定位基准。修正定位基

9、准。l精车曲柄销及其内侧。精车曲柄销及其内侧。l精车主轴颈。精车主轴颈。l精镗法兰螺孔。精镗法兰螺孔。l铣键槽铣键槽(key groove)。l钻斜油孔。钻斜油孔。l主轴颈光整。主轴颈光整。14l2.2.曲轴加工主要工序分析曲轴加工主要工序分析l1 1）主轴颈加工）主轴颈加工l 主轴颈精加工，对于主轴颈精加工，对于6 6拐，可装拐，可装3 34 4个中心架，个中心架，臂距差的成品尺寸臂距差的成品尺寸。l 主轴颈外圆跳动量的成品尺寸主轴颈外圆跳动量的成品尺寸。l2 2）曲柄销加工）曲柄销加工l 难度在于角度及旋转时不平衡难度在于角度及旋转时不平衡。15l小批量：曲轴曲柄销一般在车床上加小批量：曲轴曲柄销一般在车床上加工，应使工，应使曲柄销轴线与车床回转轴线曲柄销轴线与车床回转轴线同轴同轴，通过，通过偏心夹具偏心夹具来实现。来实现。l加工中应加加工中应加平衡块平衡块(balancing weight)：l可采用可采用旋转刀架旋转刀架的曲轴车床（工件的曲轴车床（工件固定不动）。固定不动）。l曲柄臂间宽度可采取铣削方法。曲柄臂间宽度可采取铣削方法。 机床主轴轴线机床主轴轴线偏心偏心夹具夹具中心中心支架支架平衡重平衡重偏心偏心夹具夹具曲轴在车床上加工曲轴在车床上加工16臂距差臂距差=l1-l2l1l2曲轴成品检验曲轴成品检验臂距差臂距差是指曲是指曲轴某一曲柄位轴某一曲