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六缸柴油机曲轴机械制造工艺研究及应用

李玉森  
【摘要】:曲轴是柴油机最重要的零件之一。根据柴油机型式和性能的不同,曲轴的毛坯型式、结构、材料、外形尺寸、重量是不同的,从而决定了加工方式的不同。加之生产类型的不同,工艺流程的长短及工序细化的程度、自动化程度差别更大,但基本的工艺流程大致相同。 本文主要对六缸柴油机曲轴的制造工艺加以概述和研究,重点介绍160系列曲轴的机械加工工艺尺寸链的设计,对存在的曲轴的轴向尺寸超差问题及其解决措施进行探讨,介绍一种可以使得复杂工艺尺寸链进行快速简化运算、并用直观的简图方式顺序展开工艺尺寸链的解算方法---“展开图法”,该方法核心是选择合适的中心尺寸(一般为设计基准尺寸),建立中心工艺尺寸链单元,然后各个相关尺寸的工艺尺寸链由近及远、由密及疏依次向两侧图示展开设计。本方法适应于所有传统机械加工工艺过程中的工艺尺寸链设计,尤其适应于多组成环的工艺尺寸链设计;具有一定的推广和应用价值。160系列曲轴在工艺尺寸链改进设计和应用前,其机械加工的相关工序能力指数CpK均低于0.6,属于工序能力过低,并且在整个生产过程中经常出现超差现象;作者应用创新的“展开图法”进行新的工艺尺寸链方案设计并实施之后,通过工艺验证和定期的关键工序的工序能力审核,相关工序能力指数CpK始终稳定保持在1.1~1.33之间,达到工序能力尚可的水平。160系列曲轴的轴向尺寸超差问题工艺攻关取得了明显的经济效益和社会效益。 本文还涉及170系列曲轴的加工工艺方案设计及应用,突出了曲轴加工工艺中的重点、难点所在:属于典型的柔性件,细长轴类,工艺系统刚性差,必须采取加强加工工艺系统刚性的措施;同时须合理安排热处理工序以消除热处理变形对机械加工精度的影响等。


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