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上图为六缸汽车发动机的曲轴零件简图。主轴颈和连杆轴颈不在同一轴线上。它具有七个主轴颈;六个连杆轴颈分别位于三个互成120°角的平面内。曲轴在六个连杆轴颈处形成了六个开挡,因此曲轴是一个结构复杂、刚性差的零件。
为了保证曲轴正常工作,对曲轴规定了严格的技术要求。主要技术要求如下:
(1)主轴颈和连杆轴颈的尺寸精度为0.02mm;轴颈的圆度误差和轴颈轴线间的平行度误差均不大于0.015mm;轴颈表面粗糙度不大于Ra0.32μm。
(2)连杆轴颈与主轴颈轴线间的平行度误差在每100mm长度上不大于0.02mm。
(3)以1,7主轴颈支承时,第4主轴颈的径向圆跳动误差不大于0.03mm;装飞轮法兰盘的端面窜动误差不大于0.02mm;法兰盘的端面只允许凹入,以保证和飞轮端面可靠贴合,凹入量不大于0.1mm。
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(4)曲柄半径尺寸精度为±0.05mm。
(5)连杆轴颈之间的角度偏差不大于土30°。
(6)主轴颈、连杆轴颈与曲柄连接圆角的表面粗糙度不大于Ra0.4μm。 (7)曲轴轴颈表面热处理后硬度不低于46HRC。
(8)曲轴需径,精度小于100g·cm。 (9)曲轴需要进行磁力探伤。
在曲轴的机械加工过程中,遇到的主要问题是工件的刚性差,因此需要采取措施克服刚性差对加工过程的影响,以达到曲轴的技术要求。常采取的措施有:
(1)用两端传动和中间传动的方式驱动曲轴,改善曲轴的支承方式和缩短支承距离,减小加工中的弯曲变形和扭转变形。
(2)在加工中增加辅助支承,提高刚性。
(3)使定位支承基准靠近被加工表面,减少切削力引起的变形。 (4)增设校直工序,减小前道工序的弯曲变形对后道工序的影响。 在曲轴加工中,需要选择径向、轴向基准及圆周方向上的角向基准。
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