汽车发动机曲轴终锻模的设计及仿真论文

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1、汽车发动机曲轴终锻模的设计及仿真毕业论文目录摘要IAbstractII目录I第1章绪论11.1概述11.2国内外曲轴加工技术的现状及发展11.2.1国内外曲轴加工技术的现状11.2.2国内外曲轴加工技术展望31.3本课题研究的目的意义4第2章曲轴设计52.1曲轴的工作条件和材料的选择52.1.1曲轴的工作条件和设计要求52.1.2曲轴的材料62.1.3曲轴强化的方法62.2曲轴主要尺寸的确定和结构细节设计62.2.1主要尺寸的确定71.2.2曲轴两端设计8第3章曲轴终锻模设计103.1制定锻件图103.2计算锻件

2、的主要参数113.2.1设备选定113.2.2终锻模膛设计123.3曲轴的实体建模133.3.1曲轴的锻件实体建模133.3.2曲轴模块实体建模153.4模具装配所需的其它零件的结构设计和实体建模153.4.1上模架153.4.2下模架173.4.3垫板183.4.4前压板193.4.5后挡板203.4.6导向装置203.4.7顶杆233.5实体建模装配24第4章曲轴模膛数控加工仿真254.1终锻模模膛数控加工254.2生成G代码及刀具路径后处理28结论32参考文献33致谢3436第1章绪论1.1概述曲轴，引擎的

3、主要旋转机件，装上连杆后，可承接连杆的上下(往复)运动变成循环(旋转)运动。它是发动机上的一个重要的机件，其材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的，有两个重要部位：主轴颈，连杆颈，（还有其它）。主轴颈被安装在缸体上，连杆颈与连杆大头孔连接，连杆小头孔与汽缸活塞连接，是一个典型的曲柄滑块机构。曲轴的润滑主要是指与摇臂间轴瓦的润滑和两头固定点的润滑。曲轴的旋转是发动机的动力源，也是整个机械系统的源动力。1.2国内外曲轴加工技术的现状及发展摘要：曲轴是内燃机发动机中的关键零件之一，其是内燃机中最难加工的工件之一。介绍了国内

4、外的曲轴在生产制造环节中的强化工艺和机械加工技术现状，先进的生产设备，并对未来制造技术的发展提出了展望。关键词：曲轴、加工技术、强化工艺、机械加工。引言：曲轴是内燃发动机中的关键零件之一，也是内燃机中最难加工的工件之一。曲轴在发动机中是将活塞连杆的往复运动变为旋转运动，其在工作过程中会不断承受很大的弯曲应力和扭转应力，且受力情况异常复杂。所以对曲轴的抗拉强度、刚度、耐磨性、耐疲劳性以及冲击韧性等都提出了更高的要求。曲轴的主要失效形式是轴颈磨损和疲劳断裂，因此对曲轴在生产制造环节强化工艺技术和机械加工技术同样都有着

5、更高的要求。1.2.1国内外曲轴加工技术的现状目前车用发动机曲轴材质主要有球墨铸铁和钢两类。由于球墨铸铁曲轴成本只有调质钢曲轴成本的1/3左右，且球墨铸铁的切削性能良好，可获得较理想的结构形状，并且和钢质曲轴一样可以进行各种热处理和表面强化处理来提高曲轴的抗疲劳强度、硬度和耐磨性。所以球墨铸铁曲轴在国内外得到了广泛应用。据统计数据显示，车用发动机曲轴采用球墨铸铁材质的比例在美国为90%，英国为85%，日本为60%，此外，德国、比利时等国家也已经大批量采用。国内采用球墨铸铁曲轴的趋势则更加明显36，中小型功率柴油机

6、曲轴85%以上采用球墨铸铁，而功率在160kW以上的发动机曲轴多采用锻钢曲轴。⑴曲轴的强化工艺技术目前国内外曲轴常见的强化工艺大致有如下几种：氮化处理。氮化能提高曲轴疲劳强度的20%～60%。喷丸处理。曲轴经喷丸处理后能提高疲劳强度20%～40%。圆角与轴颈同时感应淬火处理。该强化方式应用于球墨铸铁曲轴时，能提高疲劳强度20%，而应用于碳素结构钢曲轴时，则能提高l00%以上。圆角滚压处理球。墨铸铁曲轴经圆角该压后寿命可提高120%～300%，碳素结构钢曲轴经圆角液压后寿命可提高70%～150%。曲轴圆角滚压强化工

7、艺主要包括曲轴圆角滚压和曲轴滚压校正两部分。在滚压过程中，由伺服传动系统控制曲轴旋转的转速和旋转角度，同时由液压伺服控制系统控制液压过程的压力负载，使每个主轴颈和连杆颈依次完成整个滚压过程。对弯曲曲轴的校直处理首先要检测曲轴的弯曲变形数据即弯曲度的大小和相位方向，然后用摆差传感器检测各主轴颈处的摆差，继而由专家系统数据库对摆差数据进行分析处理并给出校直方案，即给出在某几个主轴颈或连杆颈上的再施压方案，从而利用此施压方案重新按压产生新的变形来消除曲轴的弯曲。国外应用的圆角滚压技术已相当先进，可一次完成对所有圆角的滚

8、压，且可做到主轴颈与连杆轴颈圆角的压力不同，同一连杆轴颈圆角在不同方向上的压力也可不同。这样可经济地达到最佳的滚压效果，最大限度地提高曲轴的抗疲劳强度。经德国赫根塞特（HEGENSCHEID）公司定，球膜铸铁曲轴经滚压后寿命可增至100%～280%。复合强化处理。它是指应用多种强化工艺对曲轴进行强化处理，球墨铸铁曲轴采用圆角该滚压工艺与离子氮化工艺结合使用，可使整个曲轴的