发动机曲轴的加工工艺及夹具设计摘要曲轴是汽车发动机的关键零件之一,其性能好坏直接影响到汽车发动机的质量和寿命.曲轴在发动机中承担最大负荷和全部功率,承受着强大的方向不断变化的弯矩及扭矩，同时经受着长时间高速运转的磨损，因此要求曲轴材质具有较高的刚性、疲劳强度和良好的耐磨性能。
发动机曲轴的作用是将活塞的往复直线运动通过连杆转化为旋转运动，从而实现发动机由化学能转变为机械能的输出。
本课题是柴油机曲轴的加工工艺的分析与设计进行探讨。
工艺路线的拟定是工艺规程制订中的关键阶段，是工艺规程制订的总体设计。
所撰写的工艺路线合理与否，不但影响加工质量和生产率，而且影响到工人、设备、工艺装备及生产场地等的合理利用，从而影响生产成本。
所以，本次设计是在仔细分析曲轴零件加工技术要求及加工精度后，合理确定毛坯类型，经过查阅相关参考书、手册、图表、标准等技术资料，确定各工序的定位基准、机械加工余量、工序尺寸及公差，最终制定出曲轴零件的加工工序卡片。
关键词：发动机曲轴工艺分析工艺设计AbstractThe car engine crankshaft is one of the key parts and its direct influence on the performance of the quality of life and the car engine crankshaft in engine. For maximum load and power, with all of the changes direction, bending and torque through long run, so the crankshaft material wear high rigidity, fatigue strength and wear resistance. Engine crankshaft role of piston is reciprocal linear motion through the link into the rotary motion, thus realize engine by chemical energy into mechanical energy output.This topic is only diesel engine crankshaft process analysis and design are discussed. The process route plan is the key stage procedure formulation of regulations, is the overall design process. Which route reasonable or not, not only influence processing quality and productivity, and affect worker, equipment, and process equipment and production sites, which affect the reasonable utilization of production cost.Therefore, the design is in the careful analysis of the crankshaft parts processing technical requirements and machining precision, reasonably determine the blank type, after consulting relevant reference, manuals, charts, standards, technical data to determine the locating datum, mechanical process and procedure limits.but dimensions and tolerances, eventually developing a crank parts processing process card.Keywords: engine crankshaft process analysis and process design目录摘要 (I)ABSTRACT (II)前言 (IV)1.6110发动机曲轴零件图的分析 (1)1.1 曲轴的功能和用途 (1)1.2 曲轴的结构和技术要求 (1)2.工艺过程设计 (2)2.1计算生产纲领，确定生产类型 (2)2.2 审查零件图样工艺性 (3)2.3 选择毛坯 (3)2.4 工艺过程设计 (3)2.5确定加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图 (8)2.6重要工序设计 (9)2.7确定切削用量及基本时间 (11)3.夹具设计 (16)3.1机床夹具的分类、基本组成和功用 (17)3.26110发动机曲轴夹具的设计思路 (17)3.36110曲轴连杆轴颈粗磨夹具设计 (19)总结 (27)参考文献 (28)致谢 (29)前言曲轴是发动机上的一个重要的旋转机件，装上连杆后，可承接活塞的上下(往复)运动变成循环运动。
曲轴主要有两个重要加工部位：主轴颈和连杆颈。
主轴颈被安装在缸体上，连杆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。
发动机工作过程就是：活塞经过混合压缩气的燃爆，推动活塞做直线运动，并通过连杆将力传给曲轴，由曲轴将直线运动转变为旋转运动。
而曲轴加工的好坏将直接影响着发动机整体性能的表现。
曲轴的材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的，有两个重要部位：主轴颈，连杆颈，（还有其他）。
主轴颈被安装在缸体上，连杆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。
曲轴的润滑主要是指与摇臂间轴瓦的润滑和两头固定点的润滑．这个一般都是压力润滑的，曲轴中间会有油道和各个轴瓦相通，发动机运转以后靠机油泵提供压力供油进行润滑、降温。
发动机工作过程就是，活塞经过混合压缩气的燃爆，推动活塞做直线运动，并通过连杆将力传给曲轴，由曲轴将直线运动转变为旋转运动。
曲轴的旋转是发动机的动力源。
曲轴的结构包括轴颈、曲轴臂、曲轴销、侧盖以及连杆大端轴承。
轴颈具有一第一油路。
曲轴臂连接于轴颈。
曲轴销设置于曲轴臂之中，并且抵接于轴颈。
曲轴销具有第一机油缓冲室、第二机油缓冲室以及第二油路。
第一机油缓冲室系连接于第二机油缓冲室，第二油路连接于第二机油缓冲室。
侧盖设置于曲轴臂中，侧盖与曲轴销之间成形有一空间，该空间连接于第一油路与第一机油缓冲室之间。
连杆大端轴承设置于曲轴臂之中，曲轴销套设于连杆大端轴承之中，第二油路连接于第二机油缓冲室与连杆大端轴承之间。
本实用新型可将机油内微小异物过滤掉，减少了连杆大端轴承遭受微小异物侵入的机会，并避免连杆大端轴承损坏，进而可延长曲轴结构的使用寿命。
在曲轴的机械加工中，采用新技术和提高自动化程度都不断取得进展。
目前，国内较陈旧的曲轴生产线多数由普通机床和专用机床组成，生产效率和自动化程度相对较低。
粗加工设备一般采用多刀车床车削曲轴主轴颈及连杆轴颈，工序质量稳定性差，容易产生较大的加工应力，难以达到合理的加工余量。
精加工普遍采用MQ8260等普通曲轴磨床进行粗磨、半精磨、精磨、抛光，通常靠人工操作，加工质量不稳，尺寸一致性差。
现在加工曲轴粗加工比较流行的工艺是：主轴颈采用车拉工艺和高速外铣，连杆颈采用高速外铣，而且倾向于高速随动外铣，全部采用干式切削。
在对连杆颈进行随动磨削时，曲轴以主轴颈为轴线进行旋转，并在一次装夹下磨削所有连杆颈。
在磨削过程中，磨头实现往复摆动进给，跟踪着偏心回转的连杆颈进行磨削加工。
1 6110发动机曲轴零件图的分析1.1 曲轴的功能和用途曲轴是发动机上极为重要的零件，它是将连杆传来的径向力转变成绕其本身轴线旋转的扭矩，并将此扭矩输出给汽车或其他装置。
同时，曲轴还驱动配气机构以及其它各辅助装置。
曲轴在工作时，受气体压力，惯性力及惯性力矩的作用，受力大而且受力复杂，曲轴又是高速旋转件，因此，要求曲轴具有足够的刚度和强度，具有良好的承受冲击载荷的能力，耐磨损且润滑良好。
1.2 曲轴的结构和技术要求曲轴绝大部分是整体式，只有极少数柴油机采用组合式。
大致结构如图所示，曲柄臂和连杆轴颈、主轴颈由圆角连接。
通常在前端设有驱动附件、凸轮轴的轴颈，在后端设有输出法兰。
曲轴内设有主轴颈通向连杆轴颈的供油孔。
图1.1曲轴结构图曲轴在低转速时主要受到燃烧压力的作用，在高转速时主要受到惯性力和弯曲振动、扭转振动合成的附加力的作用。
振动引起的附加力的精确计算非常复杂，所以常和实测并用。
曲轴的主要要求1.主轴颈：曲轴共有七个主轴颈，它们是曲轴的支点，在曲轴的运动中起支撑作用和保持一定的空间位置精度。
为了最大限度的增加曲轴的刚度，通常将主轴颈设计的粗一些，尽管这会增加质量，但是它可大大提高曲轴的刚度，增加重叠度，减轻扭振危害。
各主轴颈的尺寸：主轴颈为φ75h6Ra0.32μm,圆柱度公差为0.005mm，第一轴颈宽43.7+0.10+0.05mm,第二轴颈宽38+0.31mm，第三轴颈宽38+0.31mm，第四轴颈宽70+0.370mm，第五轴颈宽38+0.31mm，第六轴颈宽38+0.31mm，第七轴颈宽59.7±0.23mm。
2.连杆轴颈：曲轴共有六个连杆轴颈，它与连杆总成大头相连接。
轴颈为φ62h6Ra0.32μm，圆柱度公差为0.005mm，轴颈宽38+0.1mm，其与主轴颈的重叠度为11.35mm。
3.油封轴颈：油封轴颈为φ100h7mm。
4.曲柄臂：曲柄臂用于连接主轴颈和连杆轴颈，共有十二个。
它呈长圆形，是曲轴的薄弱环节，容易产生扭断和疲劳破坏。
曲柄半径为R（57.15±0.07）mm。
5.连杆轴颈轴心线的相位差在±30'之内。
6.曲轴必须经过动平衡，精度为50g·cm。
7.主轴颈，连杆轴颈要经过表面淬火，淬硬深度2~4cm，55~63HRC,油封轴颈（即安装飞轮的轴颈）也要进行表面淬火，淬硬深度不小于1mm，50~63HRC。
8.曲轴还要进行探伤检查，要求曲轴的加工表面不允许出现裂纹。
2.工艺过程设计2.1计算生产纲领，确定生产类型解放CA6110发动机的曲轴，该产品年产量Q=100000（台/年），n=1（件/台），设其备品率a%为10%，机械加工废品率β%为1%，现制定该曲轴零件的机械加工工艺规程。
年生产纲领： n (1%%)1000001(110%%)111000N Q a ββ=⨯⨯++=⨯⨯++= （2-1）曲轴的年产量为111000件，现在已知该产品为中型机械，根据《机械制造工艺设计手册》表1.1-2生产类型与生产纲领的关系，可确定其生产类型为大批量生产。