机械5

目录 摘要I Abstract II 第1章绪论1 1.1选题背景1 1.2国内外曲轴制造技术的发展趋势1 1.2.1国外曲轴制造技术的发展趋势1 1.2.2国内曲轴制造技术的发展趋势2 1.3选题的目的和意义4 1.4课题研究的主要内容5 第2章曲轴加工工艺研究及钻模夹具的设计6 2.1概述6 2.1.1曲轴使用的性能与工作条件6 2.1.2曲轴的结构与技术要求6 2.1.3材料与毛坯6 2.2曲轴加工工艺分析6 2.2.1曲轴加工工艺过程7 2.2.2定位基准的选择8 2.2.3加工工序的安排9 2.3夹具的设计10 2.3.1夹具的定义和作用10 2.3.2夹具的分类10 2.3.3进行夹具设计的意义11 2.4夹具设计中需注意的问题11 2.4.1清根问题11 2.4.2让刀问题11 2.4.3更换问题11 2.4.4防松问题12 2.4.5对夹具体的要求12 2.4.6钻模夹具体毛坯的类型13 2.5钻模夹具的设计13 2.5.1部分基本件的选择13 2.5.2主要零件的选择14 2.5.3工步的制定14 2.5.4钻模夹具应注意的问题14 2.5.5钻模夹具的定位及设计原则14 2.5.6斜孔钻模夹具的改进思路18 2.6本章小结18 第3章液压系统的设计19 3.1滑板液压系统的设计19 3.2液压系统回路的设计19 3.2.1减速回路19 3.2.2锁紧回路19 3.2.3液压缸的设计计算20 3.3液压系统的组成20 3.3.1液压系统的组成20 3.3.2液压缸的组成21 3.3.3齿轮泵22 3.3.4单向阀22 3.3.5溢流阀22 3.3.6滤油器22 3.3.7节流阀23 3.3.8油箱23 3.4油缸的计算与选型23 3.4.1液压缸推力及行程的确定23 3.4.2油缸直径及行程的确定23 3.4.3滑板机构油缸直径与行程的计算24 3.4.4油缸的选型24 3.4.5油缸壳体的设计24 3.5油泵的计算与选型25 3.5.1油泵工作压力的计算25 3.5.2油泵理论流量的计算25 3.5.3油泵排量的计算26 3.5.4油泵功率的计算26 3.5.5油泵的选型26 3.6油箱与油管的计算与选型26 3.6.1油箱容积V的计算27 3.6.2油管内径d的计算27 3.7本章小结27 第4章曲轴三维图及夹具的设计图28 4.1概述28 4.1.1 PROE的主要特点及概念28 4.1.2 Pro/E在机械设计中的应用28 4.2在Pro/E环境下生成曲轴29 4.2.1画曲轴的方法及思路29 4.2.2画曲轴的步骤29 4.2.3画曲轴中使用到的几种功能29 4.2.4 Pro/E环境下的成型曲轴31 4.3主要夹具的建模31 4.3.1 V型块的建模31 4.3.2滑板的建模32 4.3.3底座的建模32 4.3.4钻模板的建模33 4.3.5 V型块夹板的建模33 4.3.6定位凹槽的建模34 4.3.7支座的建模34 4.4本章小结35 结论36 参考文献37 致谢38 附录39 1、锻造艺术 （1）计算机技术的应用 计算机将广泛应用于生产过程的自动化控制，能实现锻造温度控制，过热和欠热棒料的自动化分癣润滑油点温监控、设备公称力显示、自动喷雾冷却模具、设备操纵系统控制、故障自动诊断、报警、工艺编程、模具设计与制造。计算机的广泛应用对工艺过程的规范化管理、促进曲轴乃至内燃机锻造行业的生产技术进步,发挥着重要的作用[1]。 （2）形成柔性制造系统 以热模锻压力机、电液锤为主机的自动线是今后生产曲轴的发展方向，这些生产线将普遍采用精密剪切下料、辊锻(楔横轧)制坯、中频感应加热、精整液压机精压等先进工艺，同时配有机械手、输送带、带回转台的换模装置等辅机，形成柔性制造系统。通过FMS可自动更换工件和模具以及自动进行参数调节，在工作过程中不断测量。显示和记录锻件厚度和最大压力等资料并与定值比较，选择最佳变形量以获得优质产品。由中央控制室监控整个系统，实现无人化操作。 （3）发展电液锤锻造生产线 随着市场竞争的激烈,质量价格在市场竞争中的作用日显重要，电液对击锤也就应运而生了。出现了以行程、打击能量、速度可控与预选的电液锤为主机的曲轴现代化水平生产线。由于电液锤锻造生产线投资小，技术水准高，适应性强，所以21世纪电液锤与热模锻压力机将同时得到发展，都将为各种新型或改进型内燃机提供合格的精密锻造毛坯。 2、机械加工技术 曲轴粗加工将广泛采用数控车床、CNC(Computerized
numerical co
ntrol)数控内铣床、CNC车削、拉削机床等先进设备对主轴颈、连杆轴颈进行数控车削、内铣削、车削、拉削加工，以有效的减少曲轴加工的变形量。曲轴精加工将广泛采用CNC控制的曲轴磨床对其轴颈进行精磨加工，此种磨床将配备砂轮自动动平衡装置、中心架自动跟踪装置、自动测量、自动补偿装置,实现砂轮自动修整、恒线速度等功能要求，以保证磨削质量的稳定。 工件的输送，将广泛采用带自动编码识码的机动滚道输送，龙门式机械手上下工件，减少输送中的人为碰撞，实现曲轴的自动加工。 曲轴超精加工将广泛采用砂带抛光机抛光加工，以改善曲轴表面粗糙度和提高曲轴抗疲劳强度。 3、热处理技术和表面强化技术 （1）曲轴中频感应淬火 曲轴中频感应淬火，将采用微机监控死循环中频感应加热装置，该装置的特点主要为：能动态的显示系统工况，具有多任务、多窗口及动态数据交换等功能，操作方便；多幅画面，各画面之间以动态图像实时显示中频设备运行过程中各重要参数状态、各点温监控画面，具有显示曲轴多点温度、时间等情况及根据不同直径、材质选用加热温度的功能；记录实时及历史趋势曲线，记录打印装置运行过程中某一范围内的各项参数，主要用于档案管理及过程分析；报警功能，当某项关键参数达到相应极限值时自动报警。 该装置具有高效率，质量稳定，运行可靠等特点，今后将得到广泛应用。 （2）曲轴软氮化 为了提高产品质量，对于大批量生产的曲轴将采用微机控制的氮基气氛气体软氮化生产线是今后的发展方向。氮基气氛气体软氮化生产线由前清洗机(清洗干燥)、预热炉、软氮化炉、冷却油槽、后清洗机(清洗干燥)、控制系统及制气配气等系统组成[2]。 该工艺具有安全、节能、工艺控制可靠、气源成本低、产品质量稳定、性能重现性好、易实现自动化、计算机管理、生产率高等显著特点，具有较高的实用性和应用推广前景。 （3）曲轴表面强化技术 为了大幅度提高曲轴的抗疲劳强度，圆角滚压强化将大量应用于曲轴加工中。另外，曲轴圆角滚压强化和轴颈表面淬火等复合强化工艺也将大量应用于曲轴加工中。 1.3选题的目的和意义 了解曲轴飞轮组的功用及工作条件和受力情况，及了解相关零部件的材质及加工和使用特点。确定加工工艺方案，通过对加工工艺方案的改进及加工工艺分析，提出相应加工方案，从而达到对曲轴飞轮组在发动机运转的工况了解和原理认知，为将来设计发动机打下坚实基矗同时了解机床夹具的功用、组成和分类。以及机床夹具设计的步骤和方法，夹具总图的设计和绘制方法，及了解曲轴三维图的画法。 曲轴是发动机中承受冲击载荷，传递动力的重要零件，在发动机五大件中最难以保证加工质量。由于曲轴工作条件恶劣，因此对曲轴工艺规程的编制、夹具的选择都要有严格的要求。如果其中任何一个环节质量没有得到保证，则可严重影响曲轴的使用寿命和整机的可靠性，因此我们应不断改进曲轴加工工艺。 我国曲轴专业生产厂家不是很多，且整体规模孝专业化程度低、企业设备陈旧、产品设计和工艺落后、性能寿命和可靠性差、品种杂乱和“三化”程度低，这些都影响了整机适应国内及国际市场的能力。随着我国加入WTO，内燃机零部件行业将面临更加激烈的市场竞争，也将迎来新的发展机遇。我们只有充分了解国内外内燃机曲轴制造技术现状及发展趋势，及时改进和提高曲轴制造技术水准，才能制造出具有世界一流水平的内燃机曲轴，以实力参与市场竞争。 1.4课题研究的主要内容 本设计主要是通过了解曲轴飞轮组的功用及工作条件和受力情况，以及了解相关零部件的材质及加工和使用特点。确定加工工艺方案，通过对加工工艺方案的改进及加工工艺的分析，提出相应加工方案。通过了解机床夹具的功用，分类，组成以及在设计中应注意的问题，完成机床夹具总图与零件图的设计和绘制。另外，了解目前曲轴制造业的一些情况及其未来的发展趋势，熟悉曲轴夹具设计的相关知识。从设计方法、结构原理、材料及应用等方面分析曲轴加工技术，提出自己的设计思想、加工方法及改进方法。