单拐曲轴加工工艺分析
一、零件分析
1．零件的作用和结构
单拐曲轴的作用是将输入的直线运动转变成旋转运动并输出 由主轴颈、连杆轴颈、连接板组成
其L/D=818/110=7.44<12,刚性差，易变性，形状复杂
2．零件材料
连杆轴颈承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用。要求材料应有较高的强度、冲击韧性、抗疲劳强度和耐磨性，球墨铸铁能很好满足要求。
采用QT600-3牌号球墨铸铁，并调质处理获得良好的综合性能。
3、零件工艺分析
（1）、主轴颈:两处φ
110+0.003，尺寸公差等级为IT6，表面粗糙度Ra为1.6um,
-0.036
-0.071
+0.025
圆柱度误差为0.015，其轴线与A、B公共基准轴线的同轴度为0.02 （2）、连杆轴颈：φ
110 ，尺寸公差等级为IT7，表面粗糙度Ra为0.8um，
圆柱度误差为0.015，其轴线与A、B公共基准轴线的平行度误差为0.02 （3）、输出轴：其外圆锥面锥度为1:10，表面粗糙度为1.6um，圆锥面对A、B
公共基准轴线的径向跳动公差为0.03。
（4）、输出轴键槽：28 -0.074，尺寸公差等级为IT9，其中心平面与C基准平面的对称度误差为0.05。
有上面的数据，分析可知该单拐曲轴的主轴颈和连杆轴颈精度要求高，加工难度大。
-0.022
二、毛坯选择
1、毛坯类型选择
此零件材料为QT600-3号球墨铸铁，小批量生产，拟采用铸造毛坯。
2、毛坯制造方法选择
铸造分为普通铸造和特种铸造，该零件结构较简单且为小批量生产，故采用普通铸造，。
3、毛坯形状及尺寸的确定
根据铸件毛坯公差等级GB 14-86CT11。
长度方向：铸造毛坯尺寸为818+4=822mm。分配公差至各部分，则左端主轴颈长度尺寸为94-1=93mm,两连接板及轴颈毛坯长度为：314+2=316,右端轴颈及输出部分毛坯长度有尺寸链决定即：822-93-316=413mm
直径方向：两主轴颈、连杆轴颈毛坯直径为：110+3=113mm,φ105轴颈及输出部分毛坯直径：105+3=108mm，两连接板毛坯高度尺寸：270+4=274mm,宽度尺寸：140+4=144mm。
具体形状如下图所示：
三、机加工工艺路线的确定
1．定位基准的选择
定位基准分为粗基准和精基准。如果用做定位的零件表面是未被机械加工过的毛坯表面，则称为粗基准。如果用作定位基准的零件表面是经过机械加工的表
面，则定位表面为精基准。
选用中心孔定位，作为辅助基准，它有装夹方便，节省找正时间，重复精度高等优点。
各加工表面定位基准、装卡位置及选择原则具体见下表： 加工表面 定位基准 装卡位置 基准选择原则 主轴颈两端面及主轴颈中心线 主轴外径 定位可靠，装卡方便，面积较中心孔 大的表面为粗基准 两主轴外径 主轴颈中心线 主轴两侧顶尖 基准重合原则 两主轴两端倒圆主轴颈中心线 主轴两侧顶尖 装卡方便，重复定位精度高 及凸台 φ105轴颈 主轴颈中心线 主轴两侧顶尖 装卡方便，重复定位精度高 输出轴1:10锥面 主轴颈中心线 主轴两侧顶尖 装卡方便，重复定位精度高 锥面键槽 右主轴颈中心线 右主轴颈中心线 装卡方便，重复定位精度高 两连接板内侧 主轴颈中心线 两主轴颈外径 基准重合原则 连杆轴颈 主轴颈中心线 两主轴颈外径 基准重合原则 连杆轴两端倒圆主轴颈中心线 两主轴颈外径 基准重合原则 及凸台 连接板下螺纹孔 两连接板前、后面 两连接板前、后面 装卡方便，重复定位精度高 左侧连接板左螺主轴颈中心线 两主轴颈外径 基准重合原则 纹孔 左侧主轴左光孔 主轴颈中心线 右侧主轴颈外径 基准重合原则 连杆轴光孔 主轴颈中心线 两主轴颈外径 基准重合原则 2、主要机加工工序
遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；遵循“先主后次”原则，先加工主要表面——各处轴颈圆柱面，后加工次要平面——连接板各端面。遵循“先面后孔”原则，先主轴颈端面、加工连接板各端面，再加工螺纹孔、油孔。具体拟定工序如下表所示： 工序号 工序名称 工序内容 1 铸造 铸造毛坯并清理 2 热处理 正火 3 刨 半粗刨两φ140mm圆，连接板左右侧面上下面及斜角 4 车 粗车左侧主轴颈左端面 5 检验 超声波检测 6 划线 划左端顶尖孔线 7 钻 钻左端顶尖孔 8 车 粗车两端主轴颈及φ105轴颈 9 车 半精车φ110mm连杆轴颈，留加工余量0.6mm 10 车 粗车，半精车连杆轴颈内侧面 11 车 半精车两主轴颈及φ105轴颈，留加工余量0.6mm 12 车 半精车左侧主轴颈左端面，倒角 13 钻 钻—扩φ20mm、φ32mm孔，锪60°棱边 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 27 28 29 30 车 车 钻 刨 车 检验 划线 钻 车 磨 磨 铣 钳 钳 检验 入库 粗车、半精车1:10锥颈 粗车，半精车车锥颈右端面 钻右端顶尖孔 精刨270mm连接板上下面及斜角 +0.008 粗车、半精车φ140-0.022mm圆 检验以上尺寸 划键槽、螺孔、油孔各处线 钻各处油孔及螺纹孔内径 +0.025 精车两φ110+0.003mm主轴颈并倒角和φ105-0.24-0.40mm轴颈至图纸要求 -0.036 半精磨、精磨φ110-0.071mm连杆轴颈并倒角至图纸要求 半精磨1:10锥颈并倒角至图纸要求 粗铣、精铣键槽 攻M12、M24螺纹，修油孔口 抛光棱边，取各处毛刺，吹净油孔口中切削和油污 按图纸要求检验 上油包装 3、工序尺寸及公差确定
1)主轴颈φ110+0.003mm外圆表面的加工
本道工序尺寸为左右轴颈的加工尺寸，以左右端面为基准，粗车和半精车选用CA6140车床进行加工，最后以主轴颈中心线为基准，使用万能外圆磨床加工。
右轴颈工序尺寸及公差
工艺路线 铸 粗车 半精车 磨
基本尺寸 113 111.4 110.4 110
-0.036
+0.025
工序余量
1 0.6 0.4
工序精度 1.4 0.140 0.054 0.022
工序尺寸
φ113±1.4 φ111.4-0.140 φ110.4-0.054 φ110+0.003
+0.025 0 0
2)连杆轴颈φ110-0.071mm外圆表面的加工
本道工序为连杆轴颈的基本工序尺寸，以左右两端面为基准，粗车和半精车选用CA6140车床进行加工，最后以主轴颈中心线为基准，使用万能外圆磨床加工。
左轴颈工序尺寸及公差 (mm)
工艺路线
基本尺寸
工序余量
工序精度
工序尺寸
铸 半精车 磨
113 110.4 110
0.6 0.4
1.4
0.087 0.035
φ113±1.4
φ110.4-0.087 φ110-0.071
-0.036
0
3)φ105-0.24-0.40mm外圆表面的加工
本道工序为1：10锥度左端的基本工序尺寸，以左右两端面为基准，粗车和半精车选用CA6140车床进行加工，最后以主轴颈中心线为基准，使用万能外圆磨床加工。
锥度左端工序尺寸及公差
工艺路线 铸 粗车 半精车 磨 4)φ
+0.022
基本尺寸 108 106 105.4 105
工序余量
1 0.6 0.4
工序精度 工序尺寸 φ108±1.4
1.4
0.087 0.035 0.016
φ106-0.87 φ105.4-0.35 φ105-0.24-0.40
0
0
140+0.008mm外圆表面的加工
本道工序为曲轴最大外圆的基本工序尺寸，以左右两端面为基准，粗车和精车选用CA6140车床进行加工。
外圆表面工序尺寸及公差 工艺路线 铸 粗刨 粗车 半精车
基本尺寸 145 144.5 141 140
工序余量
4.5 1 0.4
工序精度
工序尺寸
1.4
0.2 0.063 0.016
φ144.5-0.2 φ141-0.063 φ140+0.008
+0.022 0
0
5) 轴向长度94mm的端面加工
本道工序为曲轴左端的基本工序尺寸，以左右两端面为基准，粗车和半精车选用CA6140车床进行加工。
曲轴左端工序尺寸及公差
工艺路线 铸
工序余量
工序尺寸 93
粗车 半精车
6) 轴向长度为10
+0.53
1 0.6
95 94
mm的跨距的加工
本道工序为曲轴内槽长度的基本工序尺寸，以主轴颈中心线为基准，粗车和半精车选用CA6140车床进行加工。
主轴颈间跨距工序尺寸及公差
工艺路线 铸 粗车 半精车
基本尺寸 162 163 1
工序余量
1 0.6
工序精度
工序尺寸 162±1.4
1.4
0.63 0.53
163010
-0.63
+0.53
8) 径向270mm轴宽的加工
本道工序为曲轴最大外圆端面的基本工序尺寸，以主轴颈中心线为基准，半粗刨、精刨。
轴宽工序尺寸及公差
工艺路线 铸 半精刨 精刨
0.0229) 280.074mm键槽的加工
工序余量
1.5 0.5
工序尺寸 275 271.5 270
本道工序为曲轴右端键槽的基本工序尺寸，以主轴颈中心线为基准，选用X6132铣床进行加工，最后使用万能外圆磨床加工。
键槽工序尺寸及公差
工艺路线 粗铣 精铣
基本尺寸 27.7 28
工序余量
0.3
工序精度 0.13 0.052
工序尺寸
0.13 27.700.022280.074mm
