（图纸+论文）微型车曲轴成形工艺及模具设计（全套完整）㊣精品文档值得下载

（图纸+论文）微型车曲轴成形工艺及模具设计（全套完整）

进行。曲轴长度方向的尺寸基本上取决于缸心距。并列连杆式型发动机的主要决定于轴承负荷。所以，曲轴的基本尺寸大多根据发动机的总体布置来考虑。根据轴选择适当的螺纹，如表.。.连杆轴颈的直径和长度根据微型车结构，选取气缸直径。在考虑曲轴颈的粗细时，首先是确定连杆轴颈的直径。由内燃机设计可知型发动机的连杆轴颈直径气缸直径比值在范围。即。由于位于同连杆轴颈上的每对气缸的级往复惯性力的合成变为个旋转的离心力，再加上原有的离心力，使总的离心负荷显得特别大。因此，为减轻离心负荷希望型发动机的较小。此外，型发动机般在连杆轴颈上并列两个连杆，每个连杆很窄，为保证最佳的轴颈长度和直径的比例，也必须较小。综合上述情况，在本次设计中取连杆轴颈直径。从增加曲轴的刚性和保证轴承的工作出发，应使连杆轴颈的长度控制在定范围内，同时注意曲拐各部分尺寸协调。由内燃机设计表可知。型发动机连杆轴颈长度按取值，即时，轴承的承载能力最大。若过长，则流经轴承的机油量就减少，冷却度差，油温升高而使油粘度下降，轴承的承载能力反而降低。此外，轴承过长对曲轴变形的顺应性差，容易造成棱缘过负荷。轴承负荷越大，油膜厚度就越小，用相对较窄的轴承较好。为了保证曲柄强度，曲柄臂厚度应适当加厚，这也要求减小。所以本次设计中取，其宽度与滚针轴承相配合。着发动机的整体尺寸和重量，而且也在很大程度上影响着发动机的可靠性与寿命。曲轴的破坏事故可能引起发动机其它零件的严重损坏，在发动机的结构改进中，曲轴的改进也占有重要地位。随着内燃机的发展与强化，曲轴的工作条件越来越恶劣了。因此，曲轴的强度和刚度问题就变得更加严重了。在设计曲轴时，必须正确选择曲轴的尺寸参数结构型式材料与工艺，以求获得经济最合理的效果。.曲轴的工作条件和设计要求曲轴是在不断周期性变化的气体压力往复和旋转运动质量的惯性力以及它们的力矩共同作用下工作的，从而使曲轴既扭转又弯曲，产生疲劳应力状态对内不平衡的发动机曲轴还承受内弯矩和剪力未采取扭转振动减振措施使曲轴还可能作用着幅值较大的扭转振动弹性力矩。这些载荷都是交变性的，可能引起曲轴疲劳失效。实践表明，弯曲载荷具有决定性作用，弯曲疲劳失效是主要破坏形式。因此曲轴结构强度的研究重点是弯曲疲劳强度，曲轴设计上要致力于提高曲轴的疲劳强度。曲轴形状复杂，应力集中现象相当严重，特别在连杆轴颈与曲柄臂的过渡圆角处和润滑油孔出口附近的应力集中尤为突出。通常的曲轴断裂疲劳裂纹都始于过渡圆角和油孔处。曲轴弯曲疲劳破坏和扭转疲劳破坏严重。弯曲疲劳裂缝从轴颈根部表面的圆角处发展到曲柄上，基本上成折断曲柄扭转疲劳破坏通常是从机械加工不良的油孔边缘开始，约成剪断曲柄销，如图.。所以，在设计曲轴时，要特别注意设法缓和应力集中现象，强化应力集中部位。曲轴各轴颈在很高的比压下，以很大的相对速度在轴承中发生滑动摩擦。这些轴承在实际变工况运转条件下并不总能保证为液体摩擦，尤其当润滑油不洁净时，轴颈表面遭到强烈的磨料磨损，使得曲轴的实际使用寿命大大降低。所以，设计时，要使其各摩擦表面耐磨，并匹配好适当材料的轴瓦。曲轴是曲柄连杆机构中的中心环节，其刚度亦很重要。如果曲轴弯曲刚度不足，则可能发生较剧烈的弯曲振动，使活塞连杆和轴承的工作条件大为恶化，影响这些零件的工作可靠性和耐久性，甚至使曲轴箱局部应力过大而开裂。曲轴的扭转刚度差，则可能在工作转速范围内产生强烈的扭转振动。轻则引起噪音，加速曲柄上齿轮等传动件的磨损重则使曲轴断裂。所以，设计时，应保证它有尽可能高的弯曲刚度和扭转刚度。由于曲轴受力复杂，几何断面形状比较特殊，在设计时，至今还没有个能反映客观实际的理论公式可供通用。因此，目前曲轴的设计主要是依靠经验来设计。.曲轴结构设计的主要内容曲轴的材料及结构型式的选择在结构设计和加工工艺正确合理的条件下，主要是材料强度决定着曲轴的体积重量和寿命。因此，必须根据内燃机的用途及强化强度，正确的选用曲轴材料，在保证曲轴有足够强度的前提下，尽可能采用般材料。以铸代锻，以铁代钢。收性好,可反复使用模具更改容易,通用性好铁丸冷却容易。该工艺适于大批量生产,是种很有发展前途的工艺方法。.浇注系统的设计球铁曲轴容易产生夹杂和皮下气孔缺陷,同时由于球化和孕育也要产生渣,因此,浇注系统应能保证铁水平稳地流入铸型,并要求有良好的挡渣作用。同时,由于球墨铸铁的浇注温度般较灰铸铁低,为了防止冷隔和浇不足,必须采取较快的浇注速度,故浇道尺寸就应相应地加大。般采用直∶横∶内∶∶的截面比例,它可保证铁水进入横浇口后流速显著减小,在略有压力作用下平稳进入型腔,不会出现喷射飞溅。锻压成形.模锻成形模锻是目前最常见的生产小型曲轴的方式,它是在大吨位锻压设备上用大型专用模具来生产曲轴毛坯。对于模锻而言,曲轴属于形状复杂的锻件,不能单靠个模膛来完成成形,需要在副锻模中开几个模膛,使毛坯在几个模膛中逐步变形,最后在终锻模膛中得到曲轴毛坯。模锻件的形状应使锻件能从模膛中顺利地取出和容易充满模膛。为此,在设计模锻件时,应考虑分模面出模斜度及圆角等问题。通常是用锻件最大轮廓的纵向剖面作为分模平面。对曲轴而言,如果曲拐不是呈对称分布,为了锻件易于从模膛中取出,就得在些地方加敷料。敷料加得越多,材料浪费越多,且机加工切削量越大。模锻时,模膛的周围沿分模面还须开有毛边槽,因而模锻件的四周就形成圈毛边,需在切边压力机上切除。虽然有上述二种浪费,但由于模锻生产的曲轴精度大大高于自由锻,且敷料又大大少于自由锻,所以材料利用率仍然大大高于自由锻。模锻生产的曲轴明显的呈现金属纤维组织,性能提高,使得曲轴的性能和可靠性优于自由锻。由于模具的作用,生产率大大高于自由锻用模锻方式生产曲轴是目前大批量生产曲轴的主要方式。随着生产批量的增大,模锻效率高,节省材料和切削加工工时等带来的经济利益就会大大超出模具费损失,使得模锻件的成本低于自由锻很多。这就是目前汽车拖拉机等行业用模锻法生产曲轴的原因。模锻法生产曲轴的缺点在于模具成本相当高,生产批量小时无经济效益模具生产周期长,不利于快速组织生产所需设备吨位较大,在定程度上限制了它的使用.自由锻成形曲轴自由锻成形,可分为块锻和弯锻,块锻曲轴由于曲拐处无法锻出,于是只好用加敷料的方式将其填平,机加工予以切除,再加上自由锻时其它地方的余量也很大,这就难免造成了自由锻曲轴毛坯的肥头大耳。由于毛坯加工成零件的过程中,机加工切削量极大,材料的利用率极低。这方法生产的曲轴由于大量的切削加工使曲轴的纤维流线切断,使抗弯曲和抗疲劳能力受到影响。弯锻曲轴采用胎模锻出曲拐,因此较之块锻余量少,机加工切削量较少,材料的利用率较高,抗弯曲和抗疲劳能力较好。块锻和弯锻对工人的技术水平要求较高,仅适宜于单件小批量生产。我国船舶工业中许多厂家现在仍用这方法生产曲轴毛坯。.微型车,曲轴,成形,工艺,模具设计,毕业设计,全套,图纸曲轴是最重要的锻件之。曲轴锻造技术是微车曲轴锻造成形工艺的重要发展趋势。对于精密锻造的微车曲轴，非调制钢将逐渐替代其它原材料。曲轴锻后只进行可控冷却，而不需要进行热处理，避免了热处理变形，节约了能源消耗。精锻后的曲轴只需少量加工就可直接使用，提高了生产效率及材料利用率，降低了生产成本，因此大大提高了曲轴的市场竞争能力。从年代发展至今，许多发达国家在曲轴生产过程中，广泛运用，技术，采用生产管理信息系统和集成制造系统，实现了锻造生产对原材料工艺和工艺装备最佳方案的选择和整个过程的控制，其锻造生产的合理化自动化程度很高。微型车曲轴成形工艺及模具的设计这课题研究的主要内容有曲轴的国内外现状，曲轴毛坯成形方法及特点的比较，曲轴结构的设计，曲轴锻造工艺及工艺方案的确定，曲轴模具的设计。因此，通过课题的研究过程掌握汽车发动机曲轴模具的设计过程，了解锻造的基本工艺，熟练应用等绘图软件，并具有定的实验技能和生产实践知识。关键词曲轴成形工艺模具设计模锻章绪论.曲轴成形国内外研究现状汽车曲轴是汽车发动机的主要运动部件，工作情况极其复杂，他的性能优劣直接影响着发动机的可靠性和寿命。曲轴作为内燃机中承受冲击载荷传递动力的关键零件，是内燃机大件机体缸盖曲轴连杆凸轮轴中最难以保证加工质量的零部件。曲轴恶劣的工况条件，对其材质毛坯加工技术精度表面粗糙度热处理和表面强化动平衡等要求都十分严格。其中任何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。因此世界各国十分重视技术研究，不断改进曲轴加工工艺，最大可能地提高曲轴寿命。由于曲轴的锻造工艺复杂，如何降低载荷提高模具的使用寿命都是制定曲轴成形工艺所必须重点考虑的，因此，优化曲轴模具结构消除成形缺陷提高材料利用率改善曲轴精密模锻工艺不但可以提高生产效率，也可以为同类曲轴相关模具设计提供理论和实践依据。国内研究现状近年来，我国汽车生产企业以及曲轴专业生产厂家通过对引进技术的消化吸收和自行开发，总体水平有了较大的提高。例如东风汽车公司载重汽车曲轴是在条由德国奥姆科公司生产的自动线上，运用纤维墩锻法实现锻造的。锻件重量。自动线由台主机和相配套的机械手组成。毛坯经中频感应加热后送入的辊锻机，经辊锻备坯后由机械手送入．万楔式热模锻压力机模锻，模锻成型切边后送入机械式切边压力机切边，液压曲轴扭转机扭出曲拐转角，最后将曲轴送入液压校正机对锻件进行精压。整条线的工作完全自动化，单件生产节拍。中国第汽车集团公司于年装备了条大体上相同的锻造自动线，用于锻造载重汽车曲轴。这条自动线是由德阳第二重型机器厂按照德国的生产许可证生产的。在引进技术走跨越式发展道路的同时，我们也看到，国内曲轴制造技术的发展受到诸多方面的限制，距世界先进水平仍相差很远，甚至于还满足不了我国汽车制造业发展速度的需要。我国曲轴专业生产厂家不是很多。且整体规模小专业化程度低企业设备陈旧产品设计和工艺落后性能寿命和可靠性差品种杂乱和“三化”程度低，这些都影响了汽车整车的技术需要和运行稳定性要求。目前，国内虽已有批先进的锻造设备，但由于数量少，加之模具制造技术和其他些设施跟不上，使部分先进设备来充分发挥应有的作用。从总体上讲，改造和更新陈旧的普通锻造设各改进落后的曲轴制造工艺推广应用曲轴设计先进技术，在我国锻造业尤其是汽车制造领域，显得尤为急迫。从大环境看，我国锻造业具有悠久的历史，对我国国民经济和社会主义现代化建设做出了巨大贡献，但是，整个锻造行业的发展与我国乃至世界信息化进程的速度相比，还很不适应。就锻造技术而言，还有不少落后的工艺能耗高科学化及现代化水平低，与国外先进水平相比尚有较大差距就锻造设备而言，既有微机控制的自动锻造生产线，也有使用了近百年的夹杆锤。因此，我国的锻件总量可谓世界前列，但锻造业的发展并非世界强国，主要表现有自动化水平低，设备重复建设，利用率偏低，特别是大型锻造设备，布局不合理人均劳动生产率低大锻件模锻件的产量大，但锻件精度低，能耗高，材料利用率低研究方法比较落后，新工艺推广慢，信息化与科技武装尚处于起步阶段。二十世纪九十年代中后期，锻造技术在中国大陆得到了快速发展，研究前沿主要在以下方面突出发展精密净形成型，发展少无切削技术。国内部分企业热精锻的齿轮精度己达．级，冷精锻的尺寸精度可达。塑性加工的智能化。在国内塑性加工业界，现代信息技术受到普遍重视，技术的应用日益广泛，计算机模拟成为国内塑性加工中个最为活跃的领域。部分科研单位采用这技术来进行塑性加工工艺过程的模拟，达到预知金属的流动应变应力温度分布模具受力可能的缺陷及失效形式的目的。有科研人员开发的应用软件或者对已有软件进行的二次开发，甚至可以预知产品的显微结构性能以及残余应力，这对于优化工艺参数和模具结构缩短产品研制周期降低研制