曲轴是发动机对外输出动力的核心部件，是车辆的重要动力来源。曲轴的作用是将活塞和连杆传递的气体压力转换成扭转力矩，通过飞轮将扭矩传递给车辆传动系统，同时还驱动发动机配气机构等其他相关配置。曲轴不仅受到高速运转产生的离心力，燃气压力的循环作用，还受到弯矩扭矩的变化影响，以及长期高速旋转造成的磨损，所以曲轴的受力条件十分复杂，工况极其恶劣。因而必须对曲轴的加工工艺问题予以重视。本设计的主要任务是利用所学知识，查阅相关技术资料书籍，根据被加工曲轴的结构特点及技术要求，进行结构分析及工艺分析，拟定一条比较合理经济的加工工艺方案；确定各工序的加工余量，计算切削用量与工时定额；运用夹具设计的原理和方法，实现某一道工序夹具的设计。最后得到相应的加工工艺工序卡片，并绘制曲轴和夹具的CAD图。关键词 四缸曲轴，工艺方案，工序夹具，CAD绘图
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 曲轴加工工艺的国内外现状 1
2 零件的分析 1
2.1 零件的作用 1
2.2 零件的工艺分析 1
3 曲轴工艺规程的设计 2
3.1 选择毛坯的材料与成型方式 2
3.2 定位基准面的选择 3
3.3 工艺路线的拟定 3
3.4 加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 5
3.5 确定主要工序的切削用量及工时 9
4 夹具的设计 30
4.1 工件的定位 30
4.2 钻中心孔夹具的设计 31
结论 34
致谢 35
参考文献 361 绪论
1.1 课题研究背景
伴随着我国汽车发动机生产技术的日趋进步。曲轴的生产加工效率、产品种类、生产规模、生产方式都有很大发展。然而，不同企业生产的产品质量上有较大差距，最重要的原因就是不同的工艺。当前，全球各大汽车公司都非常重视曲轴的加工，积极完善加工工艺，努力提高曲轴品质，满足汽车性能的要求。
用于规定加工零部件的工艺并引导生产操作的关键技术型文件被称为机械加工工艺。产品的质量、 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072* 
生产效益均受它影响。加工工艺的优劣主要由生产规模、工艺水准等决定。
曲轴是发动机最重要的驱动装置之一，承受最大载荷。它的作用是将活塞所受燃气压力而进行的往复运动转换为自身的回转运动，产生动能。同时承受冲击载荷合和向外部输出功率，因此，曲轴需要具有良好的疲劳强度、耐磨性、冲击韧性和良好的综合力学性能。经过对曲轴加工工艺的设计及某一夹具的设计，会使我们对机械加工工艺方面有更深刻的认识。
机床夹具的主要任务是确保零件的加工精度与质量，实现多工位加工，扩大工艺范围，节约辅助时间，提高生产率，从而降低成本，减轻劳动强度。
1.2 曲轴加工工艺的国内外现状
国外的曲轴加工技术已经相当成熟，生产线自动化水平高、灵活性和适应性强，加工设备先进是其主要特点。采用数控铣削加工轴颈，精度可达到国内粗磨后的水平，工艺特点是变形小，从而能够很好的保证曲轴的质量、精度。
我国的曲轴产业多年来通过与国际合作，不断改进工艺，在曲轴种类和质量，加工精度等方面都有了很大的进步。然而，国内许多大型OEM厂家普遍采用进口设备，形成了高水平曲轴加工线，能够满足他们的需求。国内的生产效率和自动化水平偏低是由于生产线设备不够先进。
2 零件的分析
2.1 零件的作用
本设计的是四缸内燃机曲轴的部分，它的功能是承受燃气压力，从而围绕轴本身自转并向外输出扭矩给传动系统，从而驱动汽车前进。
2.2 零件的工艺分析


图2.1 直列四缸发动机曲轴零件
根据直列四缸发动机曲轴零件图，曲轴主要技术要求如下：
（1）各主轴颈和连杆轴颈的表面粗糙度要求都为Ra0.8，查《机械加工工艺员手册》，应采用粗车、半精车、粗磨和精磨来达到要求。大小头轴段的圆柱表面粗糙度为Ra1.6，应采用粗车、半精车、精车来达到要求。
（2）所有连杆轴颈圆度要求为0.015mm、圆柱度要求为0.02/100mm。所有连杆轴颈对Ⅰ、Ⅴ主轴颈的公共轴线BD的平行度要求为0.02/100mm。第Ⅱ连杆颈对第Ⅲ连杆颈，第Ⅳ连杆颈对第Ⅰ连杆颈都有同轴度为
1mm的要求。第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ主轴颈对Ⅰ、Ⅴ主轴颈的公共轴线BD有0.03mm的圆跳动要求。
（3）大端
16.5mm的螺栓孔轴线对大端外圆的轴线M有位置度为
0.1mm的要求。
16mm的螺栓孔对大端外圆的轴线M有位置度为0.05mm的要求。
（4）大端Ø62的孔有径向圆跳动为0.05mm的要求。大端
160的外圆和
85的轴段都有0.04mm的径向圆跳动要求。大端面对Ⅰ、Ⅴ主轴颈的公共轴线BD有0.04mm的端面圆跳动要求。
（5）小头处，键槽对
45的轴线基准G的对称度要求为0.1mm。小头
38的轴线和
45的轴线分别对Ⅰ、Ⅴ主轴颈的公共轴线BD有0.08mm和0.03mm的径向圆跳动要求。
3 曲轴工艺规程的设计
3.1 选择毛坯的材料与成型方式
发动机曲轴必须具有强度高、刚度高、耐磨性好、润滑可靠等优点，因此应采用毛坯铸造的成型方法防止切断金属纤维，保证机床零部件的可靠性。材料选用QT70002球墨铸铁，硬度为230～303HB，大批量生产类型。由于球墨铸铁价格低廉，不用锻造工艺，降低了成本，提高了生产率。曲轴零件不仅尺寸大，而且形状复杂。坯料的形状应接近零件的形状，坯料尺寸应由加工余量确定。考虑到毛坯精度要求高，生产量非常大，采用金属模机械砂型铸造法比较合适。
3.2 定位基准面的选择
工艺规程设计中工艺路线是否正确合适的前提是定位基准面的选取。合理的选择定位基准，可以保证加工质量、缩短加工进程、简化装备、提高生产率。用未加工毛坯表面作定位基准面的叫粗基准。用加工后的工件表面作定位基准面的叫精基准。
轴类零件各外圆表面、螺纹孔的同轴度，端面对旋转轴线的垂直度是影响相互位置精度的主要因素，而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，因此轴类零件一般以两顶尖孔作加工定位基准。曲轴也属于轴类零件。粗加工时，为了提高零件的刚度，轴的外表面（主轴颈和轴颈外表面）可以作为定位基准，或两者作为定位基准。
3.2.1 粗基准的选择
粗基准的选择原则主要有：1）选择不加工面作粗基准；2）保证加工余量均匀，选该工件上重要面为粗基准；3）应尽量避免重复使用粗基准；4）尽可能选光整的大表面作粗基准。

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