【毕业论文】微型车曲轴成形工艺及模具毕业设计说明书

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黑龙江工程学院本科生毕业设计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，受锻造过程中的全部负荷。

模架的种类很多，可按不同的工艺要求设计。

目前常用的模架结构形式有压板式模架和定位键式模架，根据实际情况，选用定位键式模架。

这种模架的特点是镶块垫板和模座之间均用十字形布置的键实现前后左右方向定位，用螺栓将三者紧固成体。

定位键式模架的优点是具有较好的互换性和通用性，镶块尺寸可在较大范围内调节，适用于各种类型锻件的生产。

模块热模锻压机上大都采用组合式模具，而模块则是模具的主体。

模块上开设各种成形模膛，模膛的尺寸由热锻件图确定。

通常个模块上只设置个模膛，但有时也可能把二个或几个模膛同时设置在个模块上，在本套曲轴的模具设计中，个模块只设置个模膛。

模块的形式应与模架结构形式相适应并同时确定，其主要形式有两种长方形和圆柱形。

因为长方形模块调整加工比圆柱形模块容易，近年来长方形模块采用较多。

本套模具中，采用长方形模块，模块尺寸为。

导锁锻压机上模锻虽然有良好的导向装置，但当锻件的分模面为斜面曲面或锻模中心与模膛中心的偏移量较大时，在模锻过程中将产生水平分力，引起锻模和锻件错移，并加速压机导轨和模具导柱导套的磨损。

因此，在这些情况下，锻模模膛的模块上常常采用锁扣来平衡错移力。

由于此曲轴模锻变形阻力不均匀，因而模膛中心不可能与锻模块中心重合，又考虑到锻件的精度要求较高和设备经长期使用导向精度难以达到要求，为了避免模锻时产生错移，所以在模具设计时考虑采用导锁进行锻造时的导向和定位。

根据模块的形状和型腔的布局，设计为对角导锁，其尺寸可通过查设计手册得到。

本套模具导锁大小设计为，高度为，拔模斜度为，导锁间隙为。

④排气孔终锻模膛如有较深的型腔，金属在滑块的次行程中成形时，聚积在深腔内的空气受到压缩，无法溢出而产生很大的压力，阻止金属充满型腔的深处，故应在型腔中金属最后充满处开设排气孔。

排气孔的直径为，孔深为，后端可用的通孔与通道相连。

根据上述分析，所设计的曲轴终锻模具结构如图及，所示。

采用建立的终锻三维模型分别如图所示。

黑龙江工程学院本科生毕业设计图曲轴终锻模具结构图曲轴终锻模具上模结构黑龙江工程学院本科生毕业设计图曲轴终锻模具下模结构图终锻三维模型下模黑龙江工程学院本科生毕业设计图终锻三维模型上模锻模材料和热处理规范对于长期在以上温度条件下工作的锻模，规定用耐热模具钢作为锻模材料。

这类模具钢的主要合金元素是，含碳量为。

合理选用锻模材料所要考虑的因素较多，如锻造的设备类型型槽的深度及复杂程度锻件材料锻造温度锻件的公差生产的批量等。

锤锻模承受冲击载荷，压力机锻模承受较高热载荷。

因此，压力机锻模要选用较高强度的材料。

深模槽和大模块要求用韧性和淬透性都好的模具钢，模块越大型槽越深，模块的强度就应选得低些。

综合考虑以上因素，曲轴模具材料选用热锻模最常用的钢，其化学成分如表所示。

表的化学成分元素含量模具的热处理采用油淬的方式，淬火温度为，回火，保证材料硬度为。

采用二次回火使第次回火后残留的奥氏体充分转变。

材料热处理后在不同温度下的机械性能如表所示。

黑龙江工程学院本科生毕业设计表不同温度下的机械性能温度常温曲轴模具加工工艺曲轴锻模的加工工艺如下模块锻坯毛坯退火铣削六个平面粗铣型面半精铣型面模块淬火电火花精加工型面切边模用线切割机床加工型腔抛光检验。

曲轴锻件的成形精度在很大程度上取决于锻模型腔的加工精度，因此型腔精度是该锻模加工的关键。

由于曲轴锻模型腔精度要求高，形状复杂，深而窄，因而加工难度很大。

在型腔深处参加切削的刀具直径较小，强度低，加之精加工都安排在模具淬火之后，刀尖切削刃崩裂以及整个刀具断裂时有发生。

所以，对曲轴锻模型腔的精加工中采用电火花进行型腔的加工。

本章小结本章对微车曲轴的模具进行了结构设计，并绘制出终锻的模具结构图和对模具进行了三维实体造型，为数控加工提供了三维模型介绍了模具的材料和热处理规范设计了合理的模具加工工艺。

本章采用先进的技术高质量高精度地完成了模具的设计与加工制造。

黑龙江工程学院本科生毕业设计结论通过曲轴锻造成形方法锻造的非调制钢曲轴是目前中小型曲轴锻造成形发展的主要趋势。

本文针对微型车曲轴典型的平面四拐曲轴进行了精密锻造成形的工艺分析和模具设计，运用了等软件对曲轴及曲轴成形模具的结构进行绘制，研究了曲轴成形的方法及曲轴在设计过程中材料结构等存在的技术要求，最终完成了曲轴锻造模具的设计。

并对曲轴锻造成形工艺进行了透彻的分析。

在做了大量的研究工作基础上，取得了如下的研究成果对预锻件结构模具结构和坯料进行设计，最后消除缺陷，从而大大缩短试模周期，提高效率，降低成本。

设计曲轴，正确选择曲轴的尺寸参数结构型式材料与工艺，从而获得经济最合理的效果。

曲轴平衡块属于薄板高筋形状，成形困难，可通过两个主要途径进行改善是在预锻件平衡块内侧设计厚度本次设计适当的工艺连皮。

曲轴锻造成形的工艺要点应为精备料少无氧化加热快成形减少温降热切边热校正可控冷却。

黑龙江工程学院本科生毕业设计参考文献王治介绍几种曲轴制造先进技术机械制造王治国内外曲轴制造工艺综述山东农机李海国国内外内燃机曲轴制造技术现状及发展趋势制造技术与机床李海国内燃机曲轴制造技术现状及发展方向机械工人李海国曲轴圆角滚压强化工艺综述山东农机罗晴岚曲轴锻件的生产与模锻线设计锻压机械罗晴岚曲红亮汽车内燃机锻造生产论述锻压装备与制造技术李井会许维军刘洪波曲轴制造工艺综述船舶工业技术