沈阳理工大学学士学位论文
曲柄是主轴颈和连杆轴颈的连接部分，断面为椭圆形，为了平衡惯性力，曲柄处铸有(或紧固有)平衡重块。平衡重块用来平衡发动机不平衡的离心力矩，有时还用来平衡一部分往复惯性力，从而使曲轴旋转平稳。
曲轴前端装有齿轮，驱动风扇和水泵的皮带轮以及起动爪等。为了防止机油沿曲轴轴颈外漏，在曲轴前端装有一个甩油盘，在齿轮上盖上装有油封。曲轴的后端用来安装飞轮，在后轴颈与飞轮凸缘之间制成挡油凸缘与回油螺纹，以阻止机油向后窜漏。
曲轴在低转速时主要受到燃烧压力的作用，在高转速时主要受到惯性力和弯曲振动、扭转振动合成的附加力的作用。振动引起的附加力的精确计算非常复杂，所以常和实测并用。
2.3 曲轴的主要技术要求分析
图 2.2 曲轴零件图
1.主轴颈、连杆轴颈本身的精度，即尺寸公关等级IT6，表面粗糙度Ra值为1.25～0.63μm。轴颈长度公差等级为IT9~IT10。轴颈的形状公差，如圆度、圆柱度控制在尺寸公差之半。
2.位置精度，包括主轴颈与连杆轴颈的平行度：一般为100mm之内不大于0.02mm；曲轴各主轴颈的同轴度：小型高速曲轴为0.025mm，中大型低速曲轴为0.03～0.08mm。
7
沈阳理工大学学士学位论文
3.各连杆轴颈的位置度不大于±20′。
2.4 曲轴的材料和毛坯的确定
曲轴工作时要承受很大的转矩及交变的弯曲应力，容易产生扭振、折断及轴颈磨损，因此要求用材应有较高的强度、冲击韧度、疲劳强度和耐磨性。常用材料有：一般曲轴为35、40、45钢或球墨铸铁QT600-2；对于高速、重载曲轴，可采用40Cr、42Mn2V等材料。
本文研究的高压空气压缩机采用锻钢曲轴，材料为42CrMo。这种材料是一种性能比较优良的亚共析中碳低合金钢，常常应用于比较重要的较大截面的零件，如齿轮、轴类零件等，其淬透性好，淬火变形较小，还可采用渗氮工艺提高表面强度。但42CrMo韧性较高，加工时比较粘刀，不易断屑，毛刺较多。
曲轴的毛坯根据批量大小、尺寸、结构及材料品种来决定。批量较大的小型曲轴，采用模锻；单件小批的中大型曲轴，采用自由锻造；而对于球墨铸铁材料则采用铸造毛坯。
曲轴采用锻造毛坯，生产纲领为2000件／年
图2.4曲轴毛坯
2.5 曲轴的机械加工工艺流程及主要工序介绍
其工艺流程为：
8
沈阳理工大学学士学位论文
锻造毛坯（外协） 铣两端面 打质量中心孔 车大、小端外圆及1、4主轴颈 铣定位面 内铣2、3主轴颈和全部连杆轴颈 时效处理 粗磨主轴颈 半精车小端 钻大端定位销孔 粗磨连杆轴颈 钻斜油孔 半精车大端 半精磨1—4主轴颈 精磨大、小端 精磨连杆轴颈 精磨1—4主轴颈 精车两端面 抛光 氮化 探伤 钻两面螺纹孔 油孔抛光 动平衡、去重 清理去毛刺 轴颈抛光 入库
2.6 曲轴的工序内容及设备
空压机曲轴的的工序内容及使用的设备见表2.1
表2.1 空压机曲轴加工工序内容及设备 序 工号 序号 1 2 3 10 20 30 工序名称 工序内容 设 备 型 号 粗铣两端面 精铣两端面 打质量中心孔 粗铣两端面 精铣两端面 钻两端质量中心孔 ZBT8261 S3X-5021 SM-002 名 称 卧式双面铣床 卧式双面铣床 质量定心机 9
沈阳理工大学学士学位论文
4 40 粗车大端轴颈 粗车大端外圆、侧面、?120台阶外圆及倒角 5 6 7 8 9 50 60 70 80 90 粗车四主轴颈 粗车一主轴和小端外圆 数控车大端外圆 数控车一、四轴和小端外圆 铣定位面 粗车小端外圆及侧面 粗车一主轴侧面、外圆和小端轴颈外圆 数控车大端油封轴颈和齿轮轴颈 数控车一、四轴轴颈、圆角和小端外圆 铣第一曲柄定位面 CW6163 CW6163 V36 V36 X1532 GPM240F2-3 普通车床 普通车床 数控车床 数控车床 数控车床 内铣机床 CW6163 普通车床 10 100 内铣2、3主轴颈铣轴颈、圆角及侧面 和全部连杆轴颈 11 110 时效 12 120 粗磨主轴颈 13 130 钻大端中心孔 14 140 半精车小端外圆 15 150 钻大端定位销孔 16 160 粗磨连杆轴颈 17 170 钻油孔 热时效处理 粗磨各轴颈、圆角及侧面 钻大端中心孔、半精车大端油封轴颈外圆 半精车小端外圆 钻、扩、铰大端飞轮定位销孔 粗磨各连杆轴颈、圆角及侧面 钻?7直油孔和?6斜油孔 — M1350 CA6140 C630 JS274 MQ8260 MS-U028、DKX005、Z3050 YB-PS-001 C620 — 外圆磨床 普通车床 普通车床 定位销孔专机 外圆磨床 油孔专机、摇臂钻床 油孔喷砂机 普通车床 数控外圆磨床 外圆磨床 数控外圆磨床 数控外圆磨床 18 175 油孔喷砂 19 180 车大端台阶 直油孔和斜油孔喷砂去除油孔内腔毛刺 半精车大端齿轮轴颈和止推面台阶 20 190 半精磨2、3主轴 半精磨2-4主轴颈、圆角及侧面 H173 21 200 半精磨一、四主轴 22 210 精磨小端轴颈 半精磨一、四轴颈、圆角及侧面 精磨小端皮带轮轴颈 M1350 H176 H177 23 220 精磨大端轴颈 精磨大端齿轮、油封轴颈 24 230 精磨连杆轴颈 精磨各连杆轴颈、圆角及侧面 5SE、GV100C 数控外圆磨床 TOYODA、GL100MT TOYODA、数控外圆磨床 数控外圆磨25 240 精磨一、四轴颈 精磨一、四主轴颈、圆角及侧面 26 250 精磨2、3主轴颈 精磨2-4主轴颈、圆角及侧面 10
沈阳理工大学学士学位论文
GL7P 27 260 精车两端面 28 265 油孔倒角 29 270 氮化前抛光 30 280 中间清洗 31 290 氮化 32 300 探伤 精车两端面及倒角 油孔倒角 全部轴颈、圆角抛光 — — 轴颈表面探伤 C620 Z13Q005 TF9300A — — SMT-CEW- 4000A YNC-027 DU2983 DCQR-1C QB2A、FRKOO41、SCHENCK — TF9300A TF2300AⅡ — 床 普通车床 风动砂轮机 砂带精研机 — — 曲轴磁粉探伤机 33 310 钻双面螺纹孔 34 315 钻大端面定位销孔 35 320 油孔抛光 36 330 动平衡 钻、铰、攻丝两端面螺纹孔 钻大端齿轮?5定位销孔 全部油孔抛光 不平衡量检测及去重平衡 双端面加工中心 专机 电阻圈加热器 曲轴专用动平衡机床 — 砂带精研机 砂带精研机 — 37 335 清理去毛刺 38 340 轴颈抛光 39 350 止推轴颈抛光 40 360 入库 清理表面和去重孔内毛刺 主轴和连杆轴颈、圆角、侧面抛光及油封轴颈抛光 止推轴侧面和小端皮带轮外圆抛光 防锈和防护处理后入库
11