汽车发动机的六缸曲轴的加工工艺及夹具的设计+CAD图纸(3)

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曲轴是汽车发动机的关键零件之一，其性能好坏直接影响到汽车发动机的质量和寿命。曲轴在发动机中承担最大负荷和全部功率，承受着强大的方向不断变化的弯矩及扭矩，同时经受着长时间高速运转的磨损，因此要求曲轴材质具有较高的刚性、疲劳强度和良好的耐磨性能。发动机曲轴的作用是将活塞的往复直线运动通过连杆转化为旋转运动，从而实现发动机由化学能转变为机械能的输出。

国内旧式曲轴生产线多由普通机床和专用机床组成，生产效率和自动化程度相对较低。粗加工设备一般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。精加工多采用普通曲轴磨床粗磨——半精磨——精磨——抛光，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、场地占用面积大生产效率完全是靠多台设备分解工序和余量来提高的。

近几年来，国内曲轴加工发展十分迅速。先进的加工工艺加工出的曲轴质量好、效率高且稳定，伴随着汽车工业的发展，我国的发动机曲轴生产得到较大的发展，总量已具相当的规模，无论是设计水平，还是产品品种、质量、生产规模、生产方式都有很大的发展。

从目前整体水平来看，毛坯的铸造工艺存在生产效率低，工艺装备落后，毛坯机械性能还不稳定、精度低、废品率高等问题。

夹具是工艺装备的主要组合部分，在机械制造中占有重要地位。夹具对保证产品质量，提高生产率，减轻劳动强度等都具有重要意义。目前，单件、小批量生产正逐渐成为现代机械制造业新的生产模式。在这种生产模式中，要求加工机床和夹具装备具有更好的柔性，以缩短生产准备时间，降低生产成本，所以，按单一品种设计专用夹具的方法已不能满足生产发展的要求，而组合夹具正式适应这一生产模式的柔性工装设备。它对缩短工艺装备的设计，制造周期，以及产品换型后对原有工装夹具延续使用起到至关重要的作用。

我国于80年代末开始对组合夹具元件的设计和管理进行了研究和开发，在总结和吸取我国应用和发展槽系夹具经验的基础上，根据现代机械加工特征及夹具的发展趋势，研制了新一代孔系组合夹具系统。但整体水平与国外还有相当差距，出生产规模小，管理落后外，主要差距仍是制造工艺的落后。

所以在加工汽车曲轴时，制作一套行之有效的加工工艺和合适的加工夹具是保证质量的重中之重。

1.3曲轴的材料

曲轴毛坯的制造方法有锻造和铸造两种，锻造毛坯采用钢材，铸造毛坯采用球墨铸铁为多。锻造曲轴用钢有优质碳素钢、低合金钢、合金钢等。根据发动机的负荷、种类和工作状况，选用不同的材料。曲轴常用材料有：球墨铸铁、调质钢、非调质钢。由于球墨铸铁的力学性能接近调质钢，切削性能良好，且成本只有调质钢材质成本的l/3左右，所以球墨铸铁曲轴在国内外得到了广泛应用。

曲轴

国内的汽油机曲轴，一般采用球墨铸铁制造，常用的牌号有：QT700-2、QT800-6、QT900-6、等温淬火球墨铸铁等。而柴油机曲轴一般采用调质钢或非调质钢制造，调质钢常用材料有：40Cr和42CrMo等；非调质钢常用材料有：48MnV、38MnV6等。

球墨铸件的化学成分（如C、Si、Mn、S、P、Cu、Sn、Cr、Ni、Mo 等）对曲轴的金相组织、力学性能及其他质量的作用和影响非常大。

当C、Si含量高时，曲轴强度下降、珠光体含量减少、硬度降低、伸长率提高、切削性良好，但主要在曲轴热节部位如主轴径和第一连加工表面杆处出现石墨漂浮缺陷，造成废品；当C、Si含量低时，曲轴强度较高、珠光体含量增加、硬度提高、伸长率和切削性下降，C含量过低时易出渗碳体。C 含量控制在3.6%～3.7%、Si含量控制在2.0%～2.2%时，曲轴综合性能良好。