十堰东风汽车实习主题分析报告-WYU(共5页)

1、主题分析报告文档副标题姓名： *学号： *班级： * 专业：*2015年11月Eq-4H发动机曲轴加工(ji gng)工艺分析Eq-4H发动机是由东风(dngfng)商用车发动机厂生产的EQH145-30、EQH160-30、EQH180-30、EQH200-30发动机的总称，这4款发动机均为四冲程、水冷、直列四缸、增压中冷、电控共轨柴油(chiyu)发动机，额定功率分别为107/2400、118/2400、132/2400、147/2400kW/r/min，排放达国3标准，适用于7-14吨卡车，6-8米豪华客车和8-12米普通客车。一、曲轴简介曲轴是活塞式发动机中最重要的、承受负载最大的零件

2、之一。它的主要功能是将活塞的往复运动通过连杆变成回转运动，即把燃料燃烧的爆发力通过活塞、连杆转变成扭矩输送出去做功，同时还带动发动机本身的配气机构和相关的系统（润滑系统、冷却系统等）工作。曲轴一般采用的材料为45钢、45Mn2和40Cr等锻造而成或采用球墨铸铁、球墨铸铁曲轴铸造而成，曲轴一般都具有主轴颈、连杆轴颈、曲柄臂、带轮轴颈、正时轴颈、油封轴颈、法兰和油孔等。曲轴的润滑主要是指与连杆大头轴瓦与曲轴连杆颈的润滑和两头固定点的润滑。曲轴的旋转是发动机的动力源。也是整个机械系统的源动力。一般曲轴前端（自由端）装有正时齿轮，皮带轮及起动爪等；而后端（输出端）的法兰盘用于安装飞轮；曲轴中部分通过曲

3、臂将若干主轴颈和连杆轴颈联接起来构成曲轴，主轴颈被安装在缸体的主轴承孔中，连杆轴颈与连杆大头孔连接，连杆小头孔与汽缸活塞连接，是一个典型的曲柄滑块机构。二、曲轴的结构特点及工艺要求曲轴的形状复杂，结构细长，多曲拐，刚性极差。而技术要求又高，使得曲轴的加工难度比较大。为了保证发动机长期可靠地工作，曲轴必须有足够的刚度和强度以及良好的润滑、良好的平衡、高的耐磨性。所以曲轴的主要技术要求如下：1、主轴颈与连杆轴颈的尺寸精度一般为IT6-IT7，轴颈的长度公差为IT9-IT10。圆柱度为0.005mm，表面粗糙度为Ra0.4-0.2m。2、连杆轴颈轴线对主轴颈的平行度，通常为每100mm之内0.02m

4、m。3、中间主轴颈对两端支承轴颈的径向圆跳动为0.05mm，装飞轮的法兰盘的端面跳动为每100mm之内0.02mm。4、曲柄的半径偏差为0.05mm，表面粗糙度为Ra0.8m。5、各连杆轴颈轴线之间的角度偏差不大于30。6、曲轴必须经过动平衡处理，动平衡精度为100gcm。7、曲轴的主轴颈和连杆轴颈，要经过表面淬火处理。淬火硬度深度为2-4mm。其硬度为HRC45-HRC60。8、曲轴需经磁力探伤检测，探伤后应进行退磁处理。三、曲轴的工艺特点曲轴的毛坯的制造方法可以分为锻造和铸造两种。曲轴的制造方法主要是与它的材料有关，当曲轴材料为45钢、45Mn2和40Cr等则采用锻造，当曲轴材料为球墨铸铁

5、、球墨铸铁等则是采用铸造。锻造的钢件毛坯具有好的耐磨性，可得到有利的纤维组织，可获得最佳的的截面模具和紧密的细晶粒金相组织。但锻造完成后需要进行一次热处理（退火或正火）以消除金属中的内应力和降低硬度，以便于机械加工。而在铸造中可以获得较合理的结构形式，在大批量生产时可采用紧密铸造，各部分的尺寸可以做得较为精确，使机械加工余量小，降低生产成本，铸造毛胚也有较好的减震性和减磨性，球墨铸铁曲轴铸造完成后，一般需要进行热处理，目前广泛应用高温完全奥氏体化正火和退火；部分奥氏体化正火及等温淬火等，以提高球墨铸铁的强度。球墨铸铁曲轴的机械性能接近一般的中碳钢，但延伸率、冲击韧性以及材料本身的疲劳强度较低，

6、综合机械性能仍低于中碳钢，而球墨铸铁曲轴的校直比较困难。 曲轴是带有曲拐的轴，具有(jyu)一般轴系的加工规律，但也存在着特有的特点：1、刚性差：曲轴的长径大，具有曲拐，因此刚性很差。加工中，曲轴在其自重和切削力作用下，会产生严重的扭转变形和弯曲变形，特别是在单边传动的机床上，加工时扭转变形更为严重。另外，精加工之前的热处理，加工后的内应力重新分布都会造成曲轴的变形。所以在加工过程中应当注意采取一些(yxi)有效措施：（1）整个加工过程中，特别是在粗加工工序中，由于切除的余量大，所用的机床(jchung)、刀具及夹具等都要具有较高的刚度，并在用中心孔定位时控制机床顶尖对曲轴的压力，必要时应用中

7、间托架来增强刚性，以减少变形和振动；（2）为了尽量减少曲轴加工中的扭转变形和振动，在粗加工中一般需采用两边传动（主要消除扭转变形）的高刚度机床来加工，并设法使加工中径向切削力的作用相互抵消；（3）合理划分加工阶段及备工序的先后顺序，合理安排每个工序中工位的加工顺序及每个表面的加工次数，以减少加工变形；（4）在有可能产生变形的工序后面，合理增设校直工序，以免前工序的变形影响以后诸工序的正常进行。2、形状复杂：曲轴的连杆轴颈和主轴颈不在同一轴线上，使得工艺过程变得复杂。为此加工中必须考虑:（1）在连杆轴颈的加工过程中配备能迅速找正加工连杆轴颈位置的偏心夹具。使连杆轴颈的轴心线与机床的轴心线重合。此

8、时在夹具中要设有平衡偏心质量的配重；（2）加工连杆轴颈时应确定曲轴的角向位置。因此常在曲柄臂上铣出两个工艺平面作为辅助基准。除了工艺面角向定位外，也有用法兰盘的销孔进行角向定位的；（3）曲轴加工时的切削热会引起曲轴受热膨胀而弯曲，因此应在各加工工序中考虑加强冷却，这对钢曲轴尤为重要；（4）曲轴不转，而刀具绕曲轴旋转的工艺方法可以避免加工中的不平衡。这种方法更适合于不平衡现象明显的场合（如大型曲轴的加工）。3、技术要求高：曲轴的技术要求是比较高的，而且形状复杂，加工表面多。这就决定了曲轴的工序数目多，加工量大。在各种生产规模中，与内燃机的其他零件比较，曲轴的工艺路线是比较长的，而且磨削工序占相当

9、大的比例。四、曲轴工艺路线的拟定1、加工阶段的划分：曲轴的机械加工工艺过程分为以下几个阶段：粗加工阶段：加工定位基面(j min)粗、精车主轴颈；半精加工阶段：粗磨主轴颈车连杆轴颈加工定位销孔、油孔等次要表面；精加工阶段：精磨主轴颈，精磨连杆轴颈；光整加工：超精加工主轴颈及连杆轴颈。在加工过程中还要安排(npi)中间检查、淬火、清洗和磁力探伤等工序。2）加工(ji gng)顺序的安排：典型的曲轴加工顺序大致为：加工定位基准面粗车精车铣削热处理磨削光整加工。考虑工序顺序时首先安排基准面的加工，对于轴颈表面需高频淬火的曲轴，轴颈上的油孔必须在淬火之前钻出，轴颈精加工和光整加工均安排在淬火处理之后进

10、行。铣键槽和其他孔加工、动平衡一般安排在加工过程的最后阶段。校直工序安排在可能产生变形的工序之后。四、Eq-4H发动机曲轴分析Eq-4H发动机为四冲程、水冷、直列四缸、增压中冷、电控共轨柴油发动机，该发动机曲轴毛坯材料是48MnV非调质钢，外形尺寸长540mm，重量达12.7kg，采用48MnV材料，其特点为：可铸性好，有较高的强度和较小的缺口敏感性，有较好的减振性及耐磨。曲轴的毛坯件经过模锻形成的。Eq-4H发动机为直列四缸发动机，所以4H曲轴上有5个主轴轴颈和4个连杆轴轴颈，主轴轴颈与缸体主轴轴承座配合，作支撑定位作用；连杆轴轴颈1，4和2，3分成两对，互成180，连杆轴轴颈与连杆大端相连

11、，曲轴上有4个扇形面，分布在相应的位置上，主要是作为平衡块，用于配重使用，如动平衡不及格，则需要在平衡块上钻孔，减轻平衡块上的重量，为此所钻的孔也叫动平衡孔。曲轴前端面联接减震器（皮带轮），带动发动机辅具；后端面连着飞轮离合器，连接飞轮传递动力，前后端面各有油封轴颈和齿轮轴颈，齿轮轴颈处安装齿轮都是采用过盈配合安装，采用加热压装，前端连接的为斜齿轮，斜齿轮连接润滑油泵，运动时带动油泵润滑发动机，而后端连接的是直齿轮（正时齿轮）连接凸轮轴，带动凸轮轴控制气门的开闭。主轴轴颈上钻有贯穿主轴的通孔，而连杆轴轴颈上则是钻与主轴轴颈的通孔相连的斜孔，这些孔是作为油润滑时使用，润滑油从主轴轴颈上的通孔进入

12、，双向进油，通过斜孔流到连杆轴轴颈上，润滑连杆轴与连杆之间，所以在主轴轴颈上的通孔为进油孔，而连杆轴轴颈上的斜孔则是出油孔。五、Eq-4H发动机曲轴的基准选择在粗加工时，一般采用粗基准进行加工，所以曲轴加工第一工序铣端面、钻中心孔。通常以两端主轴颈的外圆表面和中间主轴颈的轴肩为粗基准，这样钻出的孔可保证曲轴加工时径向和轴向余量均匀。而角度的粗基准则是在锻造时在1连杆锻造一个小凸台，在粗加工时作角度的粗基准，角向定位链。曲轴加工的精基准包括径向、轴向和角度定位基准。径向定位主要以中心线为精基准，还可以两端主轴外圆等为精基准。轴向定位用曲轴一端的端面或轴肩。角度定位一般用法兰端面上的定位销孔或曲柄

13、臂上铣出的定位平台。而Eq-4H发动机的曲轴在加工时主要靠曲轴后端的的光孔作为角度的精基准。采用不同的加工工艺方法和设备，定位基准的选用亦有不同。六、Eq-4H发动机曲轴主要加工工序Eq-4H发动机曲轴(qzhu)加工(ji gng)可以(ky)划分为两个阶段：在曲轴毛坯出厂时，锻造厂已经对毛坯进行铣端面和转中心孔，毛坯检测的工作，保证毛胚出厂时的质量，也为粗加工加工出了粗基准。粗加工阶段：粗车两端轴颈和1，4，5主轴轴颈；铣削连杆轴轴颈和2，3主轴轴颈；钻润滑油道孔；简单去毛刺，清洗；进行表面热处：进行表面淬火，改变表面3-5mm深的硬度；进行回火热校直；精加工阶段：以1，5主轴轴颈为基准对

14、两端的中心孔进行校正；半精磨1，5主轴轴颈；精磨后端轴颈（使用阶梯形斜砂轮加工）；在后端齿轮轴颈上钻角定位销孔6；打定位销，热压装；冷却后，精车止推面和后端面；加工两端的螺纹孔系；精磨主轴轴颈和连杆轴轴颈（使用中心架进行加工，保证加工时的尺寸精度）；对所有油道孔口进行倒角和抛光；精磨前端轴颈；精磨飞轮连接盘外圆；进行表面磁粉探伤；进行零件动平衡处理；表面砂带精抛光；最终清洗；热压装机油泵齿轮；最终检测；防锈包装。在粗加工时，以两端的中心孔为基准，加工曲轴可以保证曲轴上各主轴轴颈的同轴度，在粗加工完成后，由于淬火可能使到曲轴发生弯曲变型，所以在淬火后需要对曲轴进行进行回火热校直，然后再以1，5主

15、轴轴颈为基准对曲轴两端的中心孔进行修正，然后已修正的中心孔为基准对曲轴进行精加工，保证曲轴径向的精度，用阶梯形斜砂轮对曲轴进行半精磨是由于半精磨时，所需要磨削的加工余量较多，加工销孔，可以用于连接，也可以用于曲轴加工的角向定位基准，精加工使用中心架辅助对曲轴进行精磨是由于曲轴长度较长，而刚性较差，利用中心架辅助加工可以提高曲轴的刚性，保证曲轴加工时的尺寸精度，在精加工的精磨曲轴表面加工时，曲轴的表面粗糙度在Ra0.6m以上了，在磁粉探伤中，主要是检验曲轴表面的裂纹或沙眼等缺陷，而不能检测到曲轴内部存在的缺陷，在最后的精抛光中，曲轴表面粗糙度可以达到Ra0.16m以上，完全符合曲轴的工作要求，最终清洗后要保证曲轴上的残留颗粒要达到一定的