曲轴加工工艺及曲轴内铣技术的研究

发布时间：2017-04-14 23:19

  本文关键词：曲轴加工工艺及曲轴内铣技术的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 近年来,随汽车工业的蓬勃发展,国内对汽车用柴油机、汽油机的需求量不断上升,对其质量的要求也不断提高。曲轴是柴油、汽油发动机中的一个关键零件,起着传递动力的作用,工作中承受复杂的交变载荷,主要失效形式是圆角处的疲劳断裂,曲轴的质量直接影响发动机的动力性能,也影响整机的使用寿命。 曲轴内铣技术是一种先进的曲轴加工技术,用于主轴颈、连杆轴颈的粗加工,亦可同时用于圆角和曲柄臂侧面的加工。对于汽车发动机用锻钢曲轴,内铣加工容易断屑,加工余量大,对毛坯质量要求低,比较适应国内曲轴毛坯的生产现状,被多家发动机生产厂所采用。 有限元法随着计算机技术的发展,已经在很多工程领域中得到了广泛的运用。发动机零部件的研发、设计也大量使用有限元方法进行分析,这使零部件的可靠性得到了提高,设计周期得到了缩短,给设计者带来很大方便。 本文以ZJ25型曲轴为研究对象,对其加工工艺进行了分析,并着重对打中心孔、磨削、强化等工序进行了研究,找出了工艺中存在的一些问题,做出了工艺水平评价。 文章还对曲轴内铣技术做了重点研究,将内铣工艺与其它曲轴轴颈粗加工工艺进行了比较分析,对内铣加工原理、内铣加工设备进行了研究,还对曲轴连杆轴颈及圆角处进行了受力分析,发现了经内铣加工后轴颈圆角处存在的应力集中问题。 针对ZJ25型曲轴的连杆轴颈,设计了三种不同形状、尺寸的圆角,并建立了三种连杆轴颈的几何模型,在ANSYS软件中对其划分网格,施加约束条件及载荷,求解。对计算结果进行分析,找出了最适合内铣加工工艺,最大应力较小的一种圆角设计方案,提高了内铣加工质量,改善了圆角应力集中现象。
【关键词】：曲轴 内铣 有限元法
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TG54;U464.13
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 引言10
• 1.2 课题研究的背景和意义10-11
• 1.3 国内外曲轴加工工艺现状及发展趋势11-13
• 1.4 有限元方法在发动机零件设计中的应用13
• 1.5 论文的主要研究方法及工作内容13-14
• 本章小结14-15
• 第二章 ZJ25 型柴油机曲轴工艺分析15-26
• 2.1 ZJ25 型曲轴材料及工艺流程15
• 2.2 ZJ25 型曲轴工序内容及设备15-17
• 2.3 ZJ25 型曲轴关键工艺分析17-23
• 2.3.1 打中心孔工艺17-18
• 2.3.2 轴颈粗加工工艺18
• 2.3.3 轴颈精加工工艺18-20
• 2.3.4 曲轴的强化与光整工艺20-22
• 2.3.5 曲轴的检测22-23
• 2.4 ZJ25 型曲轴工艺水平评价23
• 2.5 ZJ25 型曲轴加工工艺改进23-25
• 本章小结25-26
• 第三章 曲轴内铣技术研究26-42
• 3.1 曲轴轴颈粗加工工艺比较26-29
• 3.1.1 车削工艺26-27
• 3.1.2 铣削工艺27-28
• 3.1.3 车拉（车车拉）工艺28-29
• 3.1.4 几种工艺的比较29
• 3.2 曲轴内铣加工原理及设备29-36
• 3.2.1 曲轴内铣加工原理及分类30
• 3.2.2 几种内铣加工机床简介30-35
• 3.2.3 不同原理内铣机床分析对比35-36
• 3.3 曲轴轴颈圆角部位应力集中问题研究36-41
• 3.3.1 曲轴连杆轴颈的受力情况分析36-39
• 3.3.2 曲轴连杆轴颈圆角的受力分析39-40
• 3.3.3 内铣工艺加工曲轴圆角的问题40-41
• 本章小结41-42
• 第四章 有限元法及应力集中理论42-51
• 4.1 有限元法简介42-45
• 4.1.1 CAE 的概念42
• 4.1.2 有限元法的概念42
• 4.1.3 有限元法分析过程42-44
• 4.1.4 有限元软件简介44-45
• 4.2 ANSYS 软件介绍45-48
• 4.2.1 ANSYS 软件的发展过程46
• 4.2.2 ANSYS 软件的结构和功能46
• 4.2.3 ANSYS 软件分析过程46-48
• 4.3 应力集中理论概述48-50
• 4.3.1 应力集中的起因48
• 4.3.2 应力集中系数与断裂系数48-49
• 4.3.3 降低应力集中的方法49-50
• 本章小结50-51
• 第五章 曲轴连杆颈圆角的有限元分析51-60
• 5.1 几何模型建立51-53
• 5.2 有限元模型设置53-56
• 5.2.1 材料属性53-54
• 5.2.2 网格的划分54
• 5.2.3 约束和加载54-56
• 5.3 计算结果分析56-59
• 5.3.1 有限元结果分析56-58
• 5.3.2 应力集中系数计算58
• 5.3.3 内铣工艺的改进方案58-59
• 本章小结59-60
• 结论60-61
• 参考文献61-63
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文63-64
• 致谢64-65

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 任小中;张坚;王质明;;曲轴内铣切削用量优化[J];河南科技大学学报(自然科学版);2012年05期

2 丁利强;张雪萍;姚振强;;汽车曲轴的磨削精度控制[J];机械设计与研究;2013年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 王云景;曲轴外圆复合车削的工艺规划研究[D];武汉理工大学;2011年

2 王博;曲轴复合车削切削功率研究与测试[D];武汉理工大学;2011年

3 王炜;基于正弦机构的曲轴复合车削刀架系统的研究[D];武汉理工大学;2012年

4 刘建;船用曲轴数控内铣机床控制系统设计[D];沈阳理工大学;2013年

  本文关键词：曲轴加工工艺及曲轴内铣技术的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：307114