CN108202206A - 一种基于轴承的曲轴加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于轴承的曲轴加工工艺，该工艺的分为：两端钻中心孔、粗加工阶段、精加工阶段、检查与清洗；在曲轴工作时，常常需要承受交变的弯曲应力及很大的转矩，比较容易产生折断、扭振及轴颈磨损，所以在选用的材料上需要具有较高的强度、疲劳强度和耐磨性，一般曲轴为35、40、45钢或球墨铸铁QT600‑2；该高速、重载曲轴，采用35CrMoAl、材料，以最大限度减少金属切屑量，保证高效率低消耗；通过曲轴的加工工艺的精确规范，实现了对曲轴的精确加工，提高了曲轴的加工生产效率，提高了产品的合格率。
Description
技术领域
本发明涉及曲轴加工领域，尤其涉及一种基于轴承的曲轴加工工艺。
背景技术
在发动机中，将旋转运动转换成直线运动，或将直线运动转换为旋转运动的零件是曲轴。它是往复式发动机、剪切机、压缩机与冲压机械的重要零件。
在工作时，曲轴需要承担大小和方向在不断变换的弯曲应力和很大的扭应力的作用，所以其必须具有足够的强度和支承刚性。由于其工作时极高的旋转速度，曲轴的连杆轴颈和轴颈需要足够的耐磨性，且曲轴的质量分布应当平衡，防止因不平衡而产生离心力使曲轴承受附加载荷。
多拐曲轴是多个曲柄连杆机构的组合，连杆轴颈和主轴颈不在同一条直线上，各连杆轴颈间应有一定的角度位置要求，曲轴在各个连杆轴颈处形成了多个开档，所以应根据这些特点进行曲轴的设计，正确确定其结构及尺寸、位置、形状精度，满足曲轴使用性能要求。
为了使曲轴可以正常工作，我们对其规定了很严格的技术要求。其主要技术要求如下：
主轴颈和连杆轴颈的尺寸精度通常为IT6～IT7，表面粗糙度Ra值为0.2～0.4um，同轴度允许偏差0.015mm。轴颈长度公差等级IT9～IT10。轴颈的形状公差控制在尺寸公差之内。本次设计圆柱度公差为0.005。
位置精度，包括主轴颈与连杆轴颈的平行度：一般为100mm之内不大于0.02mm；曲轴各主轴颈的同轴度：小型高速曲轴为0.025mm，中大型低速轴为0.03～0.08mm；各连杆轴颈的位置度不大于±20°。
在这次的设计中各连杆轴颈的轴心线应与主轴颈中心线在同一平面内，位置公差为0.2。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于轴承的曲轴加工工艺，能够提供一种高精度基于轴承的曲轴加工工艺。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种基于轴承的曲轴加工工艺，其创新点在于：该加工工艺具体步骤如下：
S1：钻两端中心孔
S1.1：通过铣床根据基面先行原则，对曲轴的两端面进行车铣；
S1.2：通过钻床对曲轴的两端面进行钻孔，根据基面先行的原则，钻床采用高速钢麻花钻，直径为14.2mm；钻头几何形状为：双锥修磨横刃，β＝30°，2φ＝118°，2φ1＝70°，bε＝3.5mm，α。＝12°，ψ＝55°，b＝2mm，l＝4mm；
S2：粗加工阶段
S2.1：以曲轴的侧面为基准面，对直径为40mm、50mm和60mm的轴进行粗车；
S2.11：粗车Ф40h6：
选择外圆车刀：由于车床的中心高为200mm，故选刀杆尺寸B*H＝16mm*25mm，刀片厚度为4.5mm；选择YG6牌号硬质合金；车刀几何形状可以选择平面带倒棱前刀面，κr＝60°，κr′＝10°，α。＝6°，γ。＝12°，λs＝—10°；
选择切削用量：确定切削深度αp由于粗加工余量仅为1.6mm，可在一次走刀内切完，故：αp＝(45—41.8)/2mm＝1.6mm；确定进给量f：在粗车铸铁、表面粗糙度Ra＝12.5μm时：f＝0.25～0.40mm/r；按数控车床说明书选择：f＝0.36mm/r；选择车刀磨钝标准及寿命：车刀后刀面最大磨损量取为1.0mm，车刀寿命T＝60min；确定切削速度Vc，切削速度Vc可根据公式计算Vc＝69.6m/min，n＝492r/min，根据数控车床说明书可选择n＝500r/min，这时Vc＝110m/min；最后决定的切削用量为：αp＝1.6mm，f＝0.36mm/r，n＝500r/min，Vc＝110m/min；
计算基本工时：根据tm＝L/nf；式中L＝l+y+△，l＝6mm，车削时的入切量及超切量y+△＝3.6mm，则L＝6+3.6mm＝9.6mm，故由公式得：tm＝0.05min；
S2.12：根据S2.11中粗车Ф40h6中的方式选择外圆车刀，选择切削用量和计算基本工时对Ф50k6和Ф60进行粗车；
S3.半精加工阶段
S3.1：通过数控磨床对各主轴颈和连杆轴颈进行粗磨，对键槽进行清洗，然后对曲轴进行磁力探伤已经去倒角和毛刺处理，通过油压机对曲轴进行校直，通过动平衡机对曲轴进行动平衡检测；
S4.精加工阶段
S4.1通过抛光机床对曲轴前端、主轴颈、连杆轴颈、法兰端；分别进行抛光，对曲轴两端的孔进行镗孔；
S5：检查与清洗
S5.1对加工好的曲轴进行尺寸上的检查和探伤检查，完成检查后对曲轴进行清洗。
进一步的，所述在进行S4精加工之后曲轴部分连杆轴颈根据加工精度的要求进行可以进行超精加工。
本发明的优点在于：1)在曲轴工作时，常常需要承受交变的弯曲应力及很大的转矩，比较容易产生折断、扭振及轴颈磨损，所以在选用的材料上需要具有较高的强度、疲劳强度和耐磨性，一般曲轴为35、40、45钢或球墨铸铁QT600-2；该高速、重载曲轴，采用35CrMoAl、材料，以最大限度减少金属切屑量，保证高效率低消耗。
2)通过曲轴的加工工艺的精确规范，实现了对曲轴的精确加工，提高了曲轴的加工生产效率，提高了产品的合格率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为基于轴承的曲轴加工工艺。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图1所示的一种基于轴承的曲轴加工工艺，该加工工艺具体步骤如下：
S1：钻两端中心孔
S1.1：通过铣床根据基面先行原则，对曲轴的两端面进行车铣；
S1.2：通过钻床对曲轴的两端面进行钻孔，根据基面先行的原则，钻床采用高速钢麻花钻，直径为14.2mm；钻头几何形状为：双锥修磨横刃，β＝30°，2φ＝118°，2φ1＝70°，bε＝3.5mm，α。＝12°，ψ＝55°，b＝2mm，l＝4mm；
S2：粗加工阶段
S2.1：以曲轴的侧面为基准面，对直径为40mm、50mm和60mm的轴进行粗车；
S2.11：粗车Ф40h6：
选择外圆车刀：由于车床的中心高为200mm，故选刀杆尺寸B*H＝16mm*25mm，刀片厚度为4.5mm；选择YG6牌号硬质合金；车刀几何形状可以选择平面带倒棱前刀面，κr＝60°，κr′＝10°，α。＝6°，γ。＝12°，λs＝—10°；
选择切削用量：确定切削深度αp由于粗加工余量仅为1.6mm，可在一次走刀内切完，故：αp＝(45—41.8)/2mm＝1.6mm；确定进给量f：在粗车铸铁、表面粗糙度Ra＝12.5μm时：f＝0.25～0.40mm/r；按数控车床说明书选择：f＝0.36mm/r；选择车刀磨钝标准及寿命：车刀后刀面最大磨损量取为1.0mm，车刀寿命T＝60min；确定切削速度Vc，切削速度Vc可根据公式计算Vc＝69.6m/min，n＝492r/min，根据数控车床说明书可选择n＝500r/min，这时Vc＝110m/min；最后决定的切削用量为：αp＝1.6mm，f＝0.36mm/r，n＝500r/min，Vc＝110m/min；
计算基本工时：根据tm＝L/nf；式中L＝l+y+△，l＝6mm，车削时的入切量及超切量y+△＝3.6mm，则L＝6+3.6mm＝9.6mm，故由公式得：tm＝0.05min；
S2.12：根据S2.11中粗车Ф40h6中的方式选择外圆车刀，选择切削用量和计算基本工时对Ф50k6和Ф60进行粗车；
S3.半精加工阶段
S3.1：通过数控磨床对各主轴颈2和连杆轴颈3进行粗磨，对键槽进行清洗，然后对曲轴进行磁力探伤已经去倒角和毛刺处理，通过油压机对曲轴进行校直，通过动平衡机对曲轴进行动平衡检测；
S4.精加工阶段
S4.1通过抛光机床对曲轴前端1、主轴颈2、连杆轴颈3、法兰端4；分别进行抛光，对曲轴两端的孔进行镗孔；
S5：检查与清洗
S5.1对加工好的曲轴进行尺寸上的检查和探伤检查，完成检查后对曲轴进行清洗。
进一步的，所述在进行S4精加工之后曲轴部分连杆轴颈根据加工精度的要求进行可以进行超精加工。
如下表为该基于轴承的曲轴加工工艺的参数：
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.一种基于轴承的曲轴加工工艺，其特征在于：该加工工艺具体步骤如下：
S1：钻两端中心孔
S1.1：通过铣床根据基面先行原则，对曲轴的两端面进行车铣；
S1.2：通过钻床对曲轴的两端面进行钻孔，根据基面先行的原则，钻床采用高速钢麻花钻，直径为14.2mm；钻头几何形状为：双锥修磨横刃，β＝30°，2φ＝118°，2φ1＝70°，bε＝3.5mm，α。＝12°，ψ＝55°，b＝2mm，l＝4mm；
S2：粗加工阶段
S2.1：以曲轴的侧面为基准面，对直径为40mm、50mm和60mm的轴进行粗车；
S2.11：粗车Ф40h6：
选择外圆车刀：由于车床的中心高为200mm，故选刀杆尺寸B*H＝16mm*25mm，刀片厚度为4.5mm；选择YG6牌号硬质合金；车刀几何形状可以选择平面带倒棱前刀面，κr＝60°，κr′＝10°，α。＝6°，γ。＝12°，λs＝—10°；
选择切削用量：确定切削深度αp由于粗加工余量仅为1.6mm，可在一次走刀内切完，故：αp＝(45—41.8)/2mm＝1.6mm；确定进给量f：在粗车铸铁、表面粗糙度Ra＝12.5μm时：f＝0.25～0.40mm/r；按数控车床说明书选择：f＝0.36mm/r；选择车刀磨钝标准及寿命：车刀后刀面最大磨损量取为1.0mm，车刀寿命T＝60min；确定切削速度Vc，切削速度Vc可根据公式计算Vc＝69.6m/min，n＝492r/min，根据数控车床说明书可选择n＝500r/min，这时Vc＝110m/min；最后决定的切削用量为：αp＝1.6mm，f＝0.36mm/r，n＝500r/min，Vc＝110m/min；
计算基本工时：根据tm＝L/nf；式中L＝l+y+△，l＝6mm，车削时的入切量及超切量y+△＝3.6mm，则L＝6+3.6mm＝9.6mm，故由公式得：tm＝0.05min；
S2.12：根据S2.11中粗车Ф40h6中的方式选择外圆车刀，选择切削用量和计算基本工时对Ф50k6和Ф60进行粗车；
S3.半精加工阶段
S3.1：通过数控磨床对各主轴颈和连杆轴颈进行粗磨，对键槽进行清洗，然后对曲轴进行磁力探伤已经去倒角和毛刺处理，通过油压机对曲轴进行校直，通过动平衡机对曲轴进行动平衡检测；
S4.精加工阶段
S4.1通过抛光机床对曲轴前端、主轴颈、连杆轴颈、法兰端；分别进行抛光，对曲轴两端的孔进行镗孔；
S5：检查与清洗
S5.1对加工好的曲轴进行尺寸上的检查和探伤检查，完成检查后对曲轴进行清洗。
2.根据权利要求1所述的一种基于轴承的曲轴加工工艺，其特征在于：所述在进行S4精加工之后曲轴部分连杆轴颈根据加工精度的要求进行可以进行超精加工。
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2016
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