发动机曲轴加工工艺及夹具设计开题报告.doc

西南科技大学毕业设计（论文）开题报告 学 院 制造科学与工程学院 专业班级 机械0604 姓 名 雷 巡 学 号 题 目 汽车发动机曲轴加工工艺及夹具设计 题目类型 设计开发 一、选题背景及依据（简述国内外研究现状、生产需求状况，说明选题目的、意义，列出主要参考文献） 选题背景： 机械制造业加工水平是一国经济发展水平的标志。机械制造业为国民经济各部门提供装备，它的发展水平直接影响到国民经济各部门技术水平和经济效益的提高。没有现代化的机械制造就不可能有现代化的工业、农业、国防和科学技术。1/3左右,且球墨铸铁的切削性能良好,可获得较理想的结构形状,并且和钢质曲轴一样可以进行各种热处理和表面强化处理来提高曲轴的抗疲劳强度、硬度和耐磨性。所以球墨铸铁曲轴在国内外得到了广泛应用。据统计资料显示车用发动机曲轴采用球墨铸铁材质的比例在美国为90%,英国为85% ,日本为60% ,此外,德国、比利时等国家也已经大批量采用。国内采用球墨铸铁曲轴的趋势则更加明显,中小型功率柴油机曲轴85%以上采用球墨铸铁,而功率在160kW以上的发动机曲轴多采用锻钢曲轴。 曲轴的强化工艺技术。目前国内外曲轴常见的强化工艺大致有如下几种: 氮化处理。氮化能提高曲轴疲劳强度的20%~60% 喷丸处理。曲轴经喷丸处理后能提高疲劳强度20%~40%。 圆角与轴颈同时感应淬火处理。该强化方式应用于球铁曲轴时,能提高疲劳强度20% ,而应用于钢轴时,则能提高l00%以上。 圆角滚压处理。球铁曲轴经圆角该压后寿命可提高120%~300%,钢轴经圆角液压后寿命可提高70%~150%。曲轴圆角滚压强化工艺主要包括曲轴圆角滚压和曲轴滚压校正两部分。在滚压过程中,由伺服传动系统控制曲轴旋转的转速和旋转角度,同时由液压伺服控制系统控制液压过程的压力负载,使每个主轴颈和连杆颈依次完成整个滚压过程。对弯曲曲轴的校直处理首先要检测曲轴的弯曲变形数据即弯曲度的大小和相位方向,然后用摆差传感器检测各主轴颈处的摆差,继而由专家系统数据库对摆差数据进行分析处理并给出校直方案,即给出在某几个主轴颈或连杆颈上的再施压方案,从而利用此施压方案重新按压产生新的变形来消除曲轴的弯曲。国外应用的圆角滚压技术已相当先进,可一次完成对所有圆角的滚压,且可做到主轴颈与连杆轴颈圆角的压力不同,同一连杆轴颈圆角在不同方向上的压力也 可不同。这样可经济地达到最佳的滚压效果,最大限度地提高曲轴的抗疲劳强度。经德国赫根塞特(HEGENSCHEID)公司定,球铁曲轴经滚压后寿命可增至 100%～280%。 复合强化处理。它是指应用多种强化工艺对曲轴进行强化处理,球墨铸铁曲轴采用圆角该滚压工艺与离子氮化工艺结合使用,可使整个曲轴的抗疲劳强度提高130%以上。 曲轴的机械加工技术。曲轴主轴颈和连杆轴颈的粗加工、半精加工工艺和精加工工艺,大体分为以下几种： 传统的曲轴主轴颈及连杆轴颈的多刀车削工艺。生产效率和自动化程度相对较低。粗加工设备,多采用多刀车床车削曲轴主轴颈及连杆轴颈，工序的质量稳定性差,容易产生较大的内应力,难以达到合理的加工余量。一般精加工采用曲轴磨床，通常靠手工操作,加工质量不稳定,尺寸的一致性差,导致产品生产周期长、场地占用面积大。老式生产线的主要特点是普通设备多,且完全是靠多台设备分解工序和余量来提高生产效率。, 数控车削工艺。数控车削设备价格相对便宜，不需要复杂的刀具,但只适合小批量生产。 数控内铣铣削工艺。内铣设备价格较高，刀具费用也很高,但适合大批量生产。 数控车—拉、数控车—车拉工艺。其突出优点是可对宽轴径进行分层加工,切削效率高,加工质量好,但车拉刀具结构复杂,技术含量高,并且长期依靠进口,好处是可集车—车拉工艺加工连杆轴颈要两道工序于一起。 CNC高速外铣工艺。数控高速外铣是20世纪90年代新兴起来的一种新型加工工艺,其适用范围广,特别双刀盘数控高速外铣以其加工效率高、加工质量稳定、自动化水平高,已成为当前是曲轴主轴颈和连杆轴颈粗加工的发展方向。就比较而言CNC车—车拉工艺加工连杆轴颈要二道工序, CNC高速外铣只要一道工序就能完成,切削速度高(目前最高可达350m/min)、切削时间较短、工序循环时间较短、切削力较小、工件温升较低、刀具寿命高、换刀次数少、加工精度更高、柔性更好。如德国BOEHRINGER公司专为汽车发动机曲轴设计制造的柔性的高速随动数控外铣床VDF315 OM-4型,该设备应用工件回转和铣刀进给伺服连动控制技术,可以一次装夹不改变曲轴回转中心随动跟踪铣削曲轴的连杆轴颈。其采用一体化复合材料结构床身,工件两端电子同步旋转驱动,具有干式切削、加工精度高、切削效率高等特点;使用SIEMENS840DCNC控制系统,设备操作说明书在人机界面上,通过输入