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毕业设计（论文）开题报告题目某车用曲轴加工工艺设计专业机械设计制造及其自动化班级学生指导教师重庆交通大学2016年一、选题目的与意义曲轴是发动机对外输出动力的核心部件，是驱动车、船等运输工具的重要动力来源。曲轴的功用是把活塞、连杆传来的气体力转变为转矩，用以驱动汽车的传动系统和发动机的配气机构以及其它用以辅助的装置。曲轴的工作情况是极其复杂的，它是在周期变化的燃气作用力、往复运动和旋转运动惯性力及它们的力矩作用下工作的，因此承受着扭矩和弯曲的复杂应力。曲轴是内燃机中承受冲击载荷传递动力的关键零件，也是内燃机五大件中最难以保证加工质量的零件，发动机曲轴作为重要运动部件，同时因曲轴工况及其恶劣，因而对曲轴材料、曲轴尺寸精度、表面粗糙度、热处理和表面强化、动平衡等要求十分严格。其中任何一个环节的质量对曲轴的寿命和整机的可靠性都有很大的影响。因此世界各国对曲轴的加工都十分重视，不断改进曲轴加工工艺，最大可能的提高曲轴工作寿命，特别是在大批量生产的条件下，传统工艺已不能满足当前设计和生产需求，在长时间、高速运转下曲轴极易过早的出现裂痕或断裂，严重影响曲轴的寿命和整机可靠性。二、国内外研究现状1、在采用的材料方面，目前车用发动机曲轴材质主要有球墨铸铁和钢两类。由于球墨铸铁曲轴成本只有调制钢曲轴成本的1/3左右，且球墨铸铁的切削性能良好，可获得较为理想的结构形状，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的应用。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160KW以上的发动机曲轴多采用锻钢曲轴。2、在曲轴的机械加工工艺方面，国内大部份专业厂家普遍采用普通机床和专用组合机床组成的流水线生产，生产效率、自动化程度低。国外的加工工艺一般可以归纳为一下几个特点：（1）广泛采用数控技术和自动线，生产线一般由几段独立的自动化生产单元组成，具有很高的灵活性和适应性；(2)曲轴的主要加工工序基准中心孔，一般采用质量定心加工方式，这样在静平衡是，加工量很少，整个去终于的动平衡量可达到很低的水平；（3）轴颈的粗加工一般采用数控铣削或车拉工艺。/工艺质量可以达到国内粗磨后的水平，且切削变形小、效率高；（4）动平衡一般采CNC控制的综合平衡机，测量、修正一次完成；（5）广泛采用了轴颈过渡圆角滚压技术，专用圆角滚压自动控制，对所有轴颈圆角进行一次滚压，而且滚压力和滚压角度可自动调节。3、在热处理和表面强化处理工艺方面，国内在正火工艺方面也进行了大量低的实验和革新，表面强化处理一般采用感应淬火或氮化工艺，少数厂家还引进了圆角淬火技术和设备。三、主要研究内容针对本次课题关于对某车用曲轴的加工工艺设计，主要内容如下：曲轴作为发动机曲柄连杆机构的主要组成部分，其性能的优劣直接影响了车辆的可靠性、动力性和寿命。根据某车用发动机曲轴相关参数，设计合理的曲轴加工工艺方案，可以有效提高生产加工效率、降低生产成本，还可使高精度、高质量的曲轴加工得以可行。首先确定曲轴的加工方法，对比选择零件的加工方案，制定曲轴的加工工艺路线；其次，依照加工方案确定加工用主轴转速、进给速度、切削用量以及切削速度；最后，设计装夹工具，并编制加工工序卡片。四、研究方法与实施方案方案一：曲轴内铣加工法：以曲轴大端、小端外圆为基准径向定位，以前道工序加工的曲柄臂侧面为基准轴向定位，用三抓卡盘夹紧，用电机驱动内铣刀盘形成主运动，利用系统控制进给机构使刀盘产生复合进给运动，对曲轴形成包络加工，切削点在曲轴颈上旋转一周，利用安装在刀盘上不同形状、不同方向的刀片，加工主轴轴颈、连杆颈、圆角及曲柄侧面。方案二：车拉工艺法：它是将车与车拉工艺结合在一起，先将曲柄臂侧面、轴颈、沉割槽圆角进行车削加工，然后再对轴颈进行车拉精加工，这样使加工的柔性更大，对大余量适应性好。经过对两种工艺方法的分析，我将采用方案一。因为这种加工工艺技术较为成熟，加工效率高，加工范围广，而且，内铣对零件毛坯精度要求不高，适合我过目前毛坯生产现状。五、主要参考文献[1]徐圣群.简明机械加工工艺手册[M].上海科学技术出版社,1997.5.[2]赵如福.金属机械加工工艺人员手册[M].上海科学技术出版社,1997.2.[3]陈锡渠.现代机械制造工艺[M].清华大学出版社,2006.2.[4]王小华.机床夹具结构图册[M].机械工业出版社,1992.5.[5]上海市金属切削技术协会.金属切削手册[M].上海科学技术出版社,2002.[6]刘守勇.机械制造工艺与机床夹具[M].机械工业出版社,1994.7.[7]杨好学.互换性与技术测量[M].西安电子科技大学出版社,2008.10.六、指导教师意见指导教师：时间：七、学院毕业设计（论文）指导小组意见负责人：时间：