1、 曲轴制造工艺曲轴制造工艺(Crankshaft manufacturing process)(Crankshaft manufacturing process)l 1.曲轴的技术要求l 1）尺寸精度与形状精度l 主轴颈和曲柄销尺寸IT:低速机IT7，中IT6，高IT6，l 轴颈形状精度低速机为尺寸精度IT9的1/4，中、高速为IT7的1/4。1第1页/共20页 2 2）位置精度）位置精度（1 1）主轴轴线）主轴轴线径向圆跳径向圆跳动，动，高速机高速机0.020.020.040.04；大中型；大中型0.040.040.080.08。（2 2）曲柄销与主轴颈）曲柄销与主轴颈平行度平行度。（3 3
2、）曲柄交角曲柄交角。（4 4）法兰端面与曲轴轴线）法兰端面与曲轴轴线垂垂直直。（5 5）法兰外圆对曲轴轴线的）法兰外圆对曲轴轴线的径向圆跳动。径向圆跳动。（6 6）臂距差臂距差。2第2页/共20页 3 3）表面粗糙度）表面粗糙度 主轴颈与曲柄销主轴颈与曲柄销。低速机1.6m，中0.8m，高速1.60.8m，过渡圆弧、油孔1.6m。4 4）其他要求）其他要求 不允许有裂纹、麻点(hard spots)。高速机曲轴动平衡精度为0.005Nm。3第3页/共20页上止点下止点左舷右舷4第4页/共20页 2.曲轴的材料与毛坯曲轴的材料与毛坯 小型QT600-3，35、40、45钢。大型低速半组合，主轴颈
3、常用35、40，曲柄用铸钢ZG270-500，ZG310-570。中高整体式曲轴采用35、40、45、40Cr、45Cr，也有采用球铁。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。5第5页/共20页 1）缸径缸径200600mm，采用，采用整体锻造整体锻造，包括自，包括自由锻和特殊的由锻和特殊的TR、RR锻。锻。2）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。3）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。表面可淬火，表面可淬火，HRC50以上，淬硬深度
4、以上，淬硬深度23 mm，铸钢曲轴铸钢曲轴+两次正火、回火或高温扩散处两次正火、回火或高温扩散处理。理。6第6页/共20页 7-2 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 1.1.曲轴加工工艺特点曲轴加工工艺特点 1）曲轴形状复杂）曲轴形状复杂 多曲柄、曲柄销和主轴颈不在同一轴线上；多曲柄在多曲柄、曲柄销和主轴颈不在同一轴线上；多曲柄在空间互成空间互成120，不平衡。，不平衡。2）曲轴刚性差）曲轴刚性差 细长轴，长径比（细长轴，长径比（L/D）=1020，采用中心架，双，采用中心架，双边同时转递扭矩机床。边同时转递扭矩机床。1201207第7页/共20页 3 3）技术要求
5、高）技术要求高 平行度要求平行度要求：以主轴颈以主轴颈(main journal)为基准，加工曲柄为基准，加工曲柄销销(crank pin)。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，采用到曲柄夹角和曲柄半径尺寸的要求，采用专用专用夹具夹具。8第8页/共20页 2.2.加工阶段和定位基准的选择加工阶段和定位基准的选择 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。曲轴加工定位基准选择曲轴加工定位基准选择：通常用：顶针孔通常用：顶针孔+主轴颈主轴颈
6、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journalfinial9第9页/共20页 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。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顶针孔为定位基准定位基准；法兰外圆；法兰外圆+小端顶小端顶针孔。针孔。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
7、的轴线为定位基准。为定位基准。chuckfinial顶尖顶尖机床主轴轴线偏心夹具中心支架平衡重偏心夹具10第10页/共20页 7-3 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 划线。划线。打顶针孔。打顶针孔。粗车各粗车各主轴颈主轴颈、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。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。11第11页/共20页 钻法兰螺栓孔。钻法兰螺栓孔。粗加工曲柄销及曲柄粗加工曲柄销及曲柄内侧面。内侧面。钻、镗轴颈减轻孔。钻、镗轴颈减轻孔。热处理热处理。修
8、正顶针孔（两端及修正顶针孔（两端及中间主轴承、法兰外中间主轴承、法兰外圆）。圆）。半精车曲轴销及内侧半精车曲轴销及内侧面。面。半精车主轴颈。半精车主轴颈。12第12页/共20页 精镗减轻孔精镗减轻孔(finish boring lightening hole)。修正定位基准。修正定位基准。精车曲柄销及其内侧。精车曲柄销及其内侧。精车主轴颈。精车主轴颈。精镗法兰螺孔。精镗法兰螺孔。铣键槽铣键槽(key groove)。钻斜油孔。钻斜油孔。主轴颈光整。主轴颈光整。13第13页/共20页 2.2.曲轴加工主要工序分析曲轴加工主要工序分析 1 1）主轴颈加工）主轴颈加工 主轴颈精加工，对于主轴颈精加工
9、，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。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。2 2）曲柄销加工）曲柄销加工 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。14第14页/共20页 小批量：曲轴曲柄销一般在车床上小批量：曲轴曲柄销一般在车床上加工，应使加工，应使曲柄销轴线与车床回转曲柄销轴线与车床回转轴线同轴轴线同轴，通过，通过偏心夹具偏心夹具来实现。来实现。加工中应加加工中应加平衡块平衡块(balancing weight)：可采用可采用旋转刀架旋转刀架的曲轴车床（工的曲轴车床（工件固定不动）。件固定不动）。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。机床主轴轴线偏心夹具中心支架平衡重偏心夹具曲轴在车床上加工15第15页/共20页臂距差=l1-l2l1l2曲轴成品检验臂距差是指曲轴某一曲柄位于两个相对位置时，其两曲柄臂间距离的差值。16第16页/共20页LLdcabH=(a-b)+(c-d)/2L曲轴成品检验曲柄销与主轴颈平行误差的检验17第17页/共20页 曲柄夹角的测量曲柄夹角的测量h18第18页/共20页 组合式曲轴组合式曲轴半组合式全组合式19第19页/共20页谢谢您的观看！第20页/共20页
