CA-10型汽油機曲軸加工工藝規(guī)程及夾具設計【含開題 文獻】【2副夾具】【含7張CAD圖紙+PDF圖】

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Jigs and Fixture .America,SMEJ,2006指導教師簽名： 年 月 日寧波大紅鷹學院畢業(yè)論文（設計）文獻綜述論文題目 CA-10型汽油機曲軸加工工藝規(guī)程及夾具設計學 院 專 業(yè) 姓 名 學 號 指導教師 2015年1月5日文獻綜述1、 前言機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產品或零部件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件，是一切有關工生產人員都應嚴格執(zhí)行、認真貫徹的紀律性文件。生產規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝規(guī)程來體現(xiàn)。而機床夾具是在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義。機械的加工工藝及夾具設計是在完成了大學的全部課程之后，進行的一次理論聯(lián)系實際的綜合運用，使我對專業(yè)知識、技能有了進一步的提高，為以后從事專業(yè)技術的工作打下基礎。機械加工工藝是實現(xiàn)產品設計，保證產品質量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進行生產準備，計劃調度、加工操作、生產安全、技術檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質量、上水平，加速產品更新，提高經濟效益的技術保證。然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。因此，好的夾具設計可以提高產品勞動生產率，保證和提高加工精度，降低生產成本等，還可以擴大機床的使用范圍，從而使產品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。當今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對夾具的設計及制造提出了更高的要求。2、 發(fā)展歷史從1949年以來，我國機械工業(yè)有了很大的發(fā)展，已經成為工業(yè)中產品門類比較齊全、具有相當規(guī)模和一定技術基礎的產業(yè)部門之一，其機械加工和夾具也有很大的發(fā)展，但是與工業(yè)發(fā)達國家相比，我們這方面的水平還存在著階段性的差距，主要表現(xiàn)在機械產品質量和水平不夠高，加工工藝過程不合理，夾具應用也比較少，使其加工工人勞動強度大，加工出來的產品也不理想。夾具從產生到現(xiàn)在，大約可以分為三個階段：第一個階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過程加速和趨于完善；第二階段，夾具成為人與機床之間的橋梁，夾具的機能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾，夾具與操作人員改進工作及機床性能的提高有著密切的關系，所以對夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機床的結合，夾具作為機床的一部分，成為機械加工緊。人們越來越認識到中不可缺少的工藝裝備。3、 發(fā)展現(xiàn)狀長期以來，加工工藝編制是由工藝人員憑經驗進行的。如果由幾位工藝員各自編制同一個零件的工藝規(guī)程，其方案一般各不相同，而且很可能都不是最佳方案。這是因為工藝設計涉及的因素多，因果關系錯綜復雜。CAPP將是機械加工工藝的發(fā)展趨勢，它不僅提高了工藝設計的質量，而且使工藝人員從繁瑣重復的工作中擺脫出來，集中精力去考慮提高工藝水平和產品質量問題。制造業(yè)是國民經濟的基礎，隨著以計算機技術為主導的現(xiàn)代科學技術的迅速發(fā)展，以“時間驅動”為特征的市場競爭、產品更新?lián)Q代的加快、商品需求的多樣化、用戶素質的提高等使制造業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，特別像后鋼板彈簧吊耳類不規(guī)則零件的加工就出現(xiàn)了一些問題，在現(xiàn)階段像后鋼板彈簧吊耳類的加工還沒達到現(xiàn)代自動化的水平。在現(xiàn)代的中小批量生產中，它的加工工藝還需人工畫線的方法來保證其精度，而對工件的裝夾也是通過人工的方法進行的。因此我國對后鋼板彈簧吊耳類不規(guī)則零件的加工還處于效率低、成本高的階段。機床夾具最早出現(xiàn)在18世紀后期。隨著科學技術的不斷進步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。國際生產研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產的工件品種已占工件種類總數(shù)的85左右。現(xiàn)代生產要求企業(yè)所制造的產品品種經常更新?lián)Q代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，每隔34年就要更新5080左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為1020左右。特別是近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本；2）能裝夾一組具有相似性特征的工件；3）能適用于精密加工的高精度機床夾具；4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具；5）采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產率；6）提高機床夾具的標準化程度。4、發(fā)展趨勢隨著機械工業(yè)的迅速發(fā)展，對產品的品種和生產率提出了愈來愈高的要求，使多品種，中小批生產作為機械生產的主流，為了適應機械生產的這種發(fā)展趨勢，必然對機床夾具提出更高的要求。特別像后鋼板彈簧吊耳類不規(guī)則零件的加工還處于落后階段。在今后的發(fā)展過程中，應大力推廣使用組合夾具、半組合夾具、可調夾具，尤其是成組夾具。在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精高效模塊組合通用經濟方向發(fā)展。（1）特種加工 它是指一些物理的、化學的加工方法，如電火花加工、電解加工、超聲波加工、激光加工、離子束加工等。特種加工方法的主要對象是難加工材料的加工，如金剛石、陶瓷等超硬材料的加工，其加工精度可達分子級加工單位或原子級加工單位，所以它又常常是精密加工和超精密加工的重要手段。特種加工與傳統(tǒng)加工相結合的復合加工有較大的發(fā)展前途。（2）快速成形 利用離散、堆積成形概念，可將一個三維實體分解為若干二維實體制造出來，再經堆積而構成三維實體。（3）精密工程 它包括精密加工的超精密加工技術、微細加工和超微細加工技術、微型機械和納米技術等方面。當前，以納米技術為代表的超精密加工技術和以微細加工為手段的微型機械技術有重要意義，它們代表了這一時期精密工程的方向。（4）傳統(tǒng)加工工藝的改造和革新 這一方面的技術潛力很大，如高速切削、超高速切削、強力磨削、超硬材料磨具的出現(xiàn)都對加工理論的發(fā)展、加工質量和效率的提高有重要意義。另一方面，舊設備的改造和挖潛，如普通機床改造成數(shù)控機床等，對機械工業(yè)的發(fā)展和提高是不容忽視的。5、設計面臨的問題在設計中，需要對零件加工工藝方案和夾具進行設計，在確定加工工藝方案時，可能會出現(xiàn)工藝路線的不合理，甚至出現(xiàn)不能保證加工所要求達到的精度。在進行夾具設計時，可能因定位基準選擇不合理，出現(xiàn)過定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保證。在選擇夾緊機構時由于機構的大小，尺寸等不合理，而達不到夾緊的目的，也可能因夾緊力作用點或作用面的位置不合理而使工件產生翻轉。所以在設計過程中應制訂多套方案，以供比較選擇最優(yōu)，同時還要多請教指導老師和同學，并多查閱相關的書籍來盡可能好的完成設計。6、總結在機械制造中，為完成需要的加工工序、裝配工序及檢驗工序等，使用著大量的夾具。利用夾具，可以提高勞動生產率，提高加工精度，減少廢品，可以擴大機床的工藝范圍，改善操作的勞動條件。因此，夾具是機械制造中的一項重要的工藝裝備。夾具設計的基礎理論一個好的機床夾具，首先要保證能加工出合格的產品。為此，所設計的夾具首先應滿足以下兩項要求：第一，在未受外力作用時，加工件對刀具和機床應保持正確的位置，即加工件應有正確的定位。第二，在加工過程中，作用于加工件上的各種外力，不應當破壞加工件原有的正確定位，即對加工件應有正確的夾緊。綜上，機械加工藝及夾具隨著科技的發(fā)展都使計算機技術、數(shù)控技術、控制論及系統(tǒng)工程與制造技術的結合為制造系統(tǒng)，形成現(xiàn)代制造工程學。而物料流、能量流、信息流是組成制造系統(tǒng)的三個基本要素?，F(xiàn)代加工都為集成化的系統(tǒng)加工，這雖減輕了工人的勞動強度，但同時對工人的知識水平要求較高。這需要我們全方位的認知現(xiàn)代科技知識。因此，在以后的學習中需要我們全方位的學習其各個相關領域的知識，不能只注重一點，為將來的人才戰(zhàn)略提出了新的要求。參考文獻1孫麗媛，機械制造工藝及專用夾具設計指導，北京：冶金工業(yè)出版社，2002。2 東北重型機械學院等，機床夾具設計手冊，上海：上海科學技術出版社，1979。3劉守勇等，機械制造工藝與機床夾具.北京:機械工業(yè)出版社，1994.74王啟平，機床夾具設計M.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社，1988.5林文煥.陳本通，機床夾具設計M.北京:國防工業(yè)出版社，1987.6徐發(fā)仁，機床夾具設計M.重慶:重慶大學出版社，1996.77王昆等，機械設計課程設計M.武漢:高等教育出版社，19958邱宣懷，機械設計M.第四版.北京:高等教育出版社，19979柯明揚，機械制造工藝學M.北京:北京航天航空大學出版社，199510 孟少龍，機械加工工藝手冊第1卷，北京：機械工業(yè)出版社，1991。11金屬機械加工工藝人員手冊修訂組，金屬機械加工工藝人員手冊，上海：上海科學技術出版社，1979。12 Haffman E G. Jig and Fixture Design.America, VNR Co.,1980.13 Boyes W E. Jigs and Fixture .America,SME,1982.大紅鷹學院本科畢業(yè)設計CA-10型汽油機曲軸加工工藝規(guī)程及夾具設計學生姓名： 學生學號： 院 系： 年級專業(yè)： 指導教師： 摘 要此次畢業(yè)設計任務是對三拐曲軸零件的機械加工工藝夾具的設計，主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設計合理的加工工藝過程。此外還對三拐曲軸零件的工序的加工設計了專用夾具.本文主要對三拐曲軸零件主要以V形塊和支承板來定位，靠直壓板和彈簧來夾緊，銑鍵槽時2個V形塊與銑刀不能干涉，因此要降低V形塊高度，夾具設計要方便、簡單。關鍵詞：加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具IIIABSTRACTThe graduation design task is to design the fixture machining process of crank shaft parts, including the parts of the analysis, the choice of blank, the clamping, the formulation process route, tool selection, cutting dosage, process documents. Choose the correct methods for processing, manufacturing process design. In addition, processing of loom crank parts design process special fixture.This paper focuses on the loom crankshaft parts mainly in the V block and the support plate to locate, near the straight plate and spring clamp, keyway milling for 2 V block interference and the cutter can not, so to reduce the V block height, fixture design to be convenient, simple.Keywords: processing technology, processing methods, process, fixture目 錄摘 要IIABSTRACTI1 緒論11.1機械加工工藝概述11.2機械加工工藝流程11.3夾具概述21.4機床夾具的功能21.5機床夾具的發(fā)展趨勢31.5.1機床夾具的現(xiàn)狀31.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向32 零件分析52.1零件的作用52.2零件的工藝分析52.2.1以拐徑為55mm為中心的加工表面62.2.2以軸心線兩端軸為中心的加工表面62.2.3零件圖樣分析分析63 工藝規(guī)程設計63.1確定毛坯的制造形式63.2基面的選擇63.2.1 粗基準選擇73.2.2 精基準的選擇73.3制定工藝路線73.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定93.4.1加工兩端中心線上的外圓表面93.4.3 銑1：10圓錐處鍵槽103.4.4 車磨拐徑為55 mm103.5 確定切削用量104 銑曲拐端面夾具設計264.1設計要求264.1.1定位基準的選擇264.1.2定位元件的設計264.1.3銑削力與夾緊力計算274.1.4加緊原件的選擇314.1.5對刀塊和塞尺設計314.2 確定夾具體結構和總體結構324.3 夾具設計及操作的簡要說明335 銑曲軸鍵槽專用夾具設計345.1定位基準的選擇345.2定位元件的設計345.3銑削力與夾緊力計算355.4對刀塊和塞尺設計366 數(shù)控加工程序38總 結39參 考 文 獻40致 謝411 緒論1.1機械加工工藝概述機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù)。一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。 比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳 細的數(shù)據(jù)了，機械加工工藝就是在流程的基礎上，改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明。比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少?？偟膩碚f，加工工藝是每個步驟的詳細參數(shù)工藝流程是綱領，工藝規(guī)程是某個廠根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝。1.2機械加工工藝流程機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內容及所用的設備和工藝裝備、工件的檢驗項目及 檢驗方法、切削用量、時間定額等。 制訂工藝規(guī)程的步驟 1) 計算年生產綱領，確定生產類型。 2) 分析零件圖及產品裝配圖，對零件進行工藝分析。3) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。 4) 確定各工序所用的設備及刀具、夾具、量具和輔助工具。5) 填寫工藝文件。 6) 選擇毛坯。 7) 擬訂工藝路線。 8) 確定切削用量及工時定額。 8) 確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。 在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內容進行調整，以提高經濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產條件的變化，新技術、新工藝的引進，新材料、先進設備的應用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。1.3夾具概述現(xiàn)代生產中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產率和產品的制造成本等，在企業(yè)的產品設計和制造以及生產技術準備中占有極其重要的地位。夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在機床夾具設計是一項重要的技術工作。1.4機床夾具的功能在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。1機床夾具的主要功能機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。定位 定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。確定工件在夾具中占有正確位置的過程。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。（2）夾緊 由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。2機床夾具的特殊功能機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向。（1）對刀 如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。調整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。（2）導向 導向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置并引導其進行鉆削。鏜床夾具（鏜模）也具有導向功能。1.5機床夾具的發(fā)展趨勢隨著科學技術的巨大進步及社會生產力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀數(shù)控機床（NC）、加工中心（MC）、成組技術（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術的應用現(xiàn)代生產要求企業(yè)所制造的產品品種經常更新?lián)Q代，以適應市場激烈的競爭。特別是近年來，對機床夾具提出了如下新的要求：1）適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具。2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。3）提高機床夾具的標準化程度。4）能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本。5）適用于精密加工的高精度機床夾具。6）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產率。1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標準化、精密化、高效化、柔性化四個方面。標準化機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產，有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148T225991以及各類通用夾具、組合夾具標準等。夾具的標準化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。精密化精密化夾具的結構類型很多，隨著機械產品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5m；精密心軸的同軸度公差可控制在1m內；又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達0.20.5m。高效化高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力裝置的夾具等。柔性化機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調整、拼裝、組合等方式，以適應可變因素的能力。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機床夾具等。可變因素主要有：工序特征、生產批量、工件的形狀和尺寸等。在較長時間內，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。2 零件分析2.1零件的作用題目所給定的零件是單杠內燃機上的曲軸，它位于內燃機連桿處，曲軸產生旋轉運動，帶動連桿使活塞產生往復運動，并將旋轉轉為直線運動，它在工作過程中將承受周期性的復雜的交變載荷。其主要作用是傳遞轉矩，是連桿獲得所需的動力。2.2零件的工藝分析由內燃機的曲軸零件圖可知，它的外表面上有多個平面需要進行加工，此外各表面上還需加工一系列螺紋、孔和鍵槽。因此可將其分為兩組加工表面，它們相互間有一定的位置要求.現(xiàn)分析如下:2.2.1以拐徑為55mm為中心的加工表面這一組加工表面包括: 拐徑55mm加工及其倒圓角,它的加工表面的位置要求是55 mm平行度公差為0.04 mm。2.2.2以軸心線兩端軸為中心的加工表面這一組加工表面：1：10錐度面上75x12mm的鍵槽，各軸的外圓表面, 右。這組加工表面有一定的圓柱度要求，主要是：這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要有：(1)曲軸拐徑55 mm軸心線與A基準軸心線的平行度公差0.04mm又以上分析可知，對于這兩組加工表面而言，可在仿型車床上一起加工。2.2.3零件圖樣分析分析1、零件圖樣分析l）55mm兩軸徑同軸度公差為0.03mm。2）1:20錐度部分對A-B軸心線同軸度公差為0.03mm。3）三個拐徑分別對A-B軸心線平行度公差為0.03mm。4）熱處理，人工時效處理227270HBS。5）曲軸材料為QT600-3。3 工藝規(guī)程設計3.1確定毛坯的制造形式零件材料QT600-3。考慮到內燃機曲軸的零件較大，零件比較復雜，且大批量生產應采用模鍛。而且投資較少，成本較低，生產周期短。3.2基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。不盲目的選擇基面，否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產無法正常進行。3.2.1 粗基準選擇在大批生產的條件下，通常都是采取夾具中裝夾。3.2.2 精基準的選擇加工曲軸的主軸頸止以及與主軸頸同旋轉軸心線的其它配合部分和曲柄外圓弧面、外端面時，同軸類零件外圓表面加工一樣，采用輔助精基準頂針孔。用頂針孔作為精基準，符合基面同一的原則，從而可以保證一次安裝中加工的各表面的同軸度或垂直度。對于主軸頸較大而偏心距又較小的曲軸，可以在曲軸兩端面上分別各打出兩個頂針孔A及B，使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。3.3制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應該是使零件的幾何形狀、尺寸精度等技術要求能得到合理的保證。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。工藝路線方案：表2-10三拐曲軸機械加工工藝過程卡工序號工序名稱工序內容工藝裝備1鑄鑄造（左端55mm處鑄造尺寸為75mm）2清砂清砂3熱處理人工時效處理4清砂細清砂5涂漆非加工表面涂紅色防銹漆6劃線按毛坯外形找正，照顧各加工面，劃外形尺寸線7銑經兩軸徑部分定位壓緊分別銑兩個端面保證總長尺寸520mm，鉆左端中心孔B4X55W（端銑）8粗車夾右端外圓，找正兩軸徑外圓。頂左端中心孔，車兩軸徑處，其中1：20一端（右端）尺寸為55mm，另一端（左端）尺寸為70mm（工藝尺寸）CW61639粗車倒頭裝夾工件左端70mm處，中心架夾帶錐一端55mm軸徑上，鉆右端中心孔B4，粗車錐度一端各部尺寸，留加工余量5mm（其中70mm車至圖樣尺寸）CW616310劃線在左端70mm軸徑上劃鍵槽線深5mm、寬12mm、長75mm（工藝用鍵槽），注意與靠70mm最近的拐在同一平面內11銑以兩55mm定位裝夾工件銑鍵槽寬12mm、長75mmX52K12粗車采用專用工裝裝病例工件粗車曲軸三個拐徑及拐徑兩個側面，（專用工裝為轉夾具，可進行三等分分度）留加工余量5mm專用工裝CW616313精車采用專用工裝裝夾工件精車曲軸三個拐徑及拐徑兩個側面，留磨量0.8mm1mmCW616314精車夾工件左端，頂右端中心孔，車工件右端各部尺寸，留加工余量0.81mm，車1：20錐度留加工余量1mmCW616315精車倒頭，采用兩頂尖裝夾工件，車左端尺寸55mm至55mm，倒角R5CW616316檢驗檢查曲軸偏心距17磨以兩中心孔定位裝夾工件（專用工裝），磨拐徑三處至圖樣尺寸55mm，靠磨拐徑兩側及圓角R5M824018磨以兩中心孔定位裝夾工件，磨軸徑兩處55mm至圖樣尺寸磨50mm至圖樣尺寸M1432A19磨夾工件左端，中心架夾右端55mm處，找正，磨1：20錐度至圖樣尺寸M1432A錐度環(huán)規(guī)銅皮20劃線劃12mm6mm鍵槽21銑以兩軸徑定位裝夾工件銑12mm6mm鍵槽X52K22鉗修銼飛刺23檢驗磁粉探傷24檢驗按圖樣檢驗工件各部尺寸精度25入庫涂油入庫3.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定內燃機曲軸零件材料為QT600-3，硬度190270HBS，毛坯重量約為40.3kg，生產類型為大批生產，采用毛坯鍛件。3.4.1加工兩端中心線上的外圓表面 由于這些表面的粗糙度要求較高，它們的表面粗糙度有Ra1.6和Ra3.2，根據(jù)工序要求，軸徑55mm還要研磨。粗車：參照機械加工工藝手冊表2.3-22，其余量規(guī)定為 ，現(xiàn)取。精車：參照機械加工工藝手冊表2.3-39，其余量規(guī)定為 1mm粗磨：參照機械加工工藝手冊表2.3-42，其余量規(guī)定為 ，現(xiàn)取。研磨：參照機械加工工藝手冊表2.3-44，其余量規(guī)定為 現(xiàn)取。軸徑55mm，鍛造毛坯的基本尺寸分別為：55+（2.5+1+0.5）*2=76mm,65+（2.5+1+0.5+0.01）*2=73.02mm。根據(jù)機械加工工藝手冊表2.3-18,鍛件尺寸公差為，現(xiàn)取1mm。對軸徑55mm有：毛坯的名義尺寸為：55+（2.5+1.1+0.5）*2=76mm毛坯最小尺寸為：76-1=75 mm毛坯最大尺寸為：76+1=77mm精車后尺寸為：55+0.5*2=69mm粗磨后尺寸與零件圖尺寸相同，即55mm而對于錐度為1：10的軸徑粗糙度要求為Ra 3.2,精車能達到要求，此時直徑粗加工余量2Z=5mm精加工為0.5mm能滿足加工要求。而對于飛輪外螺紋表面粗糙度要求為Rm故粗車就能達到要求。3.4.3 銑1：10圓錐處鍵槽根據(jù)工藝要求，端面精度要求不高粗糙度為Ra3.2,需要粗精銑鍵槽，此時的余量2Z=3mm已能滿足加工要求。3.4.4 車磨拐徑為55 mm由于表面的粗糙度要求較高，它們的表面粗糙度都是Ra，根據(jù)工序要求，拐徑55 mm加工分粗、精車，還有粗、研磨。粗車：參照機械加工工藝手冊表2.3-5，其余量規(guī)定為 ，現(xiàn)取。 精車：參照機械加工工藝手冊表2.3-39，其余量規(guī)定為 。粗磨：參照機械加工工藝手冊表2.3-42，其余量規(guī)定為 ，現(xiàn)取。研磨：參照機械加工工藝手冊表2.3-44，其余量規(guī)定為 ，現(xiàn)取。拐徑55 mm鍛造毛坯的基本尺寸為：55+（2.5+1+0.5+0.01）*2=58.02mm。根據(jù)機械加工工藝手冊表2.3-18,鑄件尺寸公差等級選用-12，取鍛件尺寸公差為，對軸徑95 mm有： 毛坯的名義尺寸為：55+（2.5+1+0.5+0.01）*2=58.02mm；毛坯最小尺寸為：58.02mm-1mm=57.02mm;毛坯最大尺寸為：58.02mm+1mm=59.02mm;精車后尺寸為：55+0.5+0.01=55.51mm；研磨后尺寸與零件圖尺寸相同，即55 mm。3.5 確定切削用量工序1：經兩軸徑部分定位壓緊分別銑兩個端面保證總長尺寸520mm，鉆左端中心孔B4加工材料：QT600-3在專用夾具中。刀具：YG8硬質合金端銑刀。根據(jù)機械加工工藝師手冊第2版，表3.4-63，可選銑刀直徑=220mm,齒數(shù)Z=6。1）確定背吃刀量ap： 2）確定進給量f：根據(jù)機械加工工藝師手冊第2版，表3.4-15，可查得=0.200.29mm/z。選擇=0.20mm/z，故 3）確定切削速度v：根據(jù)機械加工工藝師手冊第2版，表3.4-25，可選擇=50m/min。 按X52K機床的轉速，選擇，所以實際切削速度v： 工作臺每分鐘進給量為： 按X52k機床工作臺進給量表，選擇=130mm/min。則實際每齒進給量為： 工額定時的計算： 式中：=485mm，取l1=86mm， 取，。工序2：夾右端外圓，找正兩軸徑外圓。頂左端中心孔，車兩軸徑處，其中1：20一端（右端）尺寸為55mm，另一端（左端）尺寸為70mm（工藝尺寸）加工條件 工件材料：QT600-3, 鍛件。 加工要求：粗車左端外圓55 mm。 機床：仿型車床 刀具：YG61)被吃刀量：取單邊余量Z=2mm， 2)進給量f：根據(jù)3 表2.4-3，取。3)切削速度： 按3 表2.4-20，切削速度，4)機床主軸轉速： 按機床說明書，與相近的轉速為400 ，則：.實際銑削速度：5)檢驗機床功率：主切削力Fc按3表2.4-9，可查得 由仿型車床說明書可知，車床主電動機功率為13KW，當主軸轉速為400 r/min時，主軸傳遞的功率為7.5kW，所以機床功率足夠，可以正常工作。6)計算切削工時：按3表2.5-3，取被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=52.5mm 刀具切入長度：L1=/tg+(23)主偏角=0,L1=2mm刀具切出長度：取工序3：倒頭裝夾工件左端70mm處，中心架夾帶錐一端55mm軸徑上，鉆右端中心孔B4，粗車錐度一端各部尺寸，留加工余量5mm（其中70mm車至圖樣尺寸）加工條件 工件材料：QT600-3, ，鍛件。 機床：仿型車床 刀具：YG61) 被吃刀量：取單邊余量Z=4mm， 2) 進給量f：根據(jù)3表2.4-3，取。3) 切削速度： 按3表2.4-20，切削速度：，4) 機床主軸轉速： 按3表3.1-22可得，與相近的轉速為400r/min，則實際速度： 。5)檢驗機床功率：主切削力Fc按3表2.4-20，可查得 由車床說明書可知，車床主電動機功率為75KW，當主軸轉速為400r/min時，主軸傳遞的功率為4.5kW，所以機床功率足夠，可以正常工作。6) 計算切削工時：按工藝手冊表2.5-3，取被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=44mm 刀具切入長度：L1=/tg+(23)主偏角=0, L1=2mm刀具切出長度：取工序4：采用專用工裝裝病例工件粗車曲軸三個拐徑及拐徑兩個側面，（專用工裝為轉夾具，可進行三等分分度）留加工余量5mm機床：仿型車床 刀具：YG6（1）粗車拐徑55 mm 1)被吃刀量：參照3表2.3-5，其余量規(guī)定為 ， 現(xiàn)也取。分兩次加工，=2.5mm。2)進給量f：根據(jù)3表2.4-3，取。 3)切削速度： 按2表1.27，切削速度計算公式（壽命選T=60min）。 式中： 所以： 4)機床主軸轉速： 按3表3.1-22可得，與相近的轉速為590r/min，則實際速度。5)檢驗機床功率：主切削力Fc按2表1.29所示公式計算 式中：所以： 切削時消耗功率PC為: 由機床說明書可知，主電動機功率為75KW，當主軸轉速為590r/min時，主軸傳遞的功率為45kW，所以機床功率足夠，可以正常工作。6) 計算切削工時：按3表2.5-3，取被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=123mm刀具切入長度：L1=/tg+(23)主偏角=0, L1=2mm刀具切出長度：取本工序機動時間：工序5： 精車拐徑55 mm尺寸機床：仿型車床 刀具：YG6 1 )被吃刀量：=0.6mm。2) 進給量f：根據(jù)3表2.4-4，預估切削速度1.33，取。 3) 切削速度： 按2表1.27，切削速度計算公式（壽命選T=60min）。 式中： 所以： 4) 機床主軸轉速： 按3表3.1-22可得，與相近的轉速為1000r/min，則實際速度。5) 計算切削工時：按3表2.5-3，取被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=89mm 刀具切入長度：L1=/tg+(23)主偏角=0, L1=2mm刀具切出長度：取本工序機動時間：工序6：精車軸徑55 mm機床：仿型車床 刀具：YG6 1) 被吃刀量：=0.6mm。2) 進給量f：根據(jù)3表2.4-4，預估切削速度1.33，取。 3) 切削速度： 按2表1.27，切削速度計算公式（壽命選T=60min）。 式中： 所以： 4) 機床主軸轉速： 按機床說明書，與相近的轉速為700r/min，則實際速度。5) 計算切削工時：按3表2.5-3，取被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=52.5mm 刀具切入長度：L1=/tg+(23)主偏角=0, L1=2mm刀具切出長度：取本工序機動時間： 工序7： 精車軸徑65 mm 機床：CW6180B臥式車床 刀具：YG6 1 )被吃刀量：=0.6mm。2)進給量f：根據(jù)3表2.4-4，預估切削速度1.33，取。3) 切削速度： 按2表1.27，切削速度計算公式（壽命選T=60min）。 式中： 所以： 4) 機床主軸轉速： 按3表3.1-22可得，與相近的轉速為740r/min，則實際速度。5) 計算切削工時：按3表2.5-3，取被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=74mm刀具切入長度：L1=/tg+(23)主偏角=0, L1=2mm刀具切出長度：取本工序機動時間： 工序8：粗車錐度1：10軸機床：仿型車床 刀具：YG6 1)被吃刀量：=0.6mm。2)進給量f：根據(jù)3表2.4-4，預估切削速度1.33，取。 3)切削速度： 按2表1.27，切削速度計算公式（壽命選T=60min）。 式中： 所以： 4) 機床主軸轉速： 按3表3.1-22可得，與相近的轉速為540r/min，則實際速度。5) 計算切削工時：按3表2.5-3，取被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=145mm 刀具切入長度：L1=/tg+(23)主偏角=0, L1=2mm刀具切出長度：取本工序機動時間：工序9：精車錐度1：10軸機床：仿型車床 刀具：YG6 1)被吃刀量：=0.6mm。2)進給量f：根據(jù)3表2.4-4，預估切削速度1.33，取。 3)切削速度： 按2表1.27，切削速度計算公式（壽命選T=60min）。 式中： 所以： 4) 機床主軸轉速： 按3表3.1-22可得，與相近的轉速為740r/min，則實際速度。5) 計算切削工時：按3表2.5-3，取被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=145mm 刀具切入長度：L1=/tg+(23)主偏角=0, L1=2mm刀具切出長度：取本工序機動時間：工序10：銑鍵槽12mm6mm鍵槽 機床：X52k 刀具：高速鋼鑲齒三面刃槽銑刀 ，齒數(shù) L=201) 銑削深度：2) 每齒進給量：根據(jù)3表2.4-76，取3) 銑削速度：參照3表2.4-86，?。?) 機床主軸轉速：，取實際銑削速度：5) 給量：工作臺每分進給量：6) 刀具切入長度：精銑時 被切削層長度： 刀具切出長度： 走刀次數(shù)為1機動時間：工序11：粗磨軸徑55 mm機床：M1455A磨床 1）砂輪的直徑與寬度：砂輪的直徑與寬度：根據(jù)3表3.1-45，砂輪的直徑D=550mm，砂輪的寬度取B=75 mm2)工件回轉速度與轉數(shù)：根據(jù)3表2.4-148，查得=0.2330.476,取=0.355， 3)軸向進給量:根據(jù)3表2.4-148，查得=(0.50.8)B，取=45 4）徑向切入進給量：根據(jù)3表2.4-1480，預估=0.355mm可查得=0.01760.0110，取=0.155 5）每分種金屬磨除量Z可用公式計算： Z=1000 mm 6) 機動時間：被磨削層長度：單面余量：局部修磨的系數(shù)k：根據(jù)3表2.5-11，機動時間 工序12：粗磨軸徑70m機床：M1455A磨床 1）砂輪的直徑與寬度：砂輪的直徑與寬度：根據(jù)3表3.1-45，砂輪的直徑D=550mm，砂輪的寬度取B=75 mm 2) 工件回轉速度與轉數(shù)：根據(jù)3表2.4-148，查得=0.2330.476,取=0.355， 3) 軸向進給量:根據(jù)3表2.4-148，查得=(0.50.8)B，取=45 4）徑向切入進給量：根據(jù)3表2.4-1480，預估=0.355mm可查得=0.01760.0110，取=0.155 5）每分種金屬磨除量Z可用公式計算： Z=1000 mm 6) 機動時間：被磨削層長度：單面余量：局部修磨的系數(shù)k：根據(jù)3表2.5-11，機動時間 工序13：粗磨拐徑55 mm 機床：M1455A磨床 1) 砂輪的直徑與寬度：根據(jù)3表3.1-45，砂輪的直徑D=550mm，砂輪的寬度取B=75 mm 2) 工件回轉速度與轉數(shù)：根據(jù)3表2.4-148，查得=0.2330.476,取=0.355， 3) 軸向進給量:根據(jù)3表2.4-148，查得=(0.50.8)B，取=45 4) 徑向切入進給量：根據(jù)3表2.4-1480，預估=0.355mm可查得=0.01760.0110，取=0.155 5) 每分種金屬磨除量Z可用公式計算： Z=1000 mm 6) 機動時間：被磨削層長度：單面余量：局部修磨的系數(shù)k：根據(jù)3表2.5-11，機動時間 工序14：研磨拐徑55 mm機床：M1432A磨床 1) 砂輪的直徑與寬度：根據(jù)3表3.1-45，砂輪的直徑D=400mm，砂輪的寬度取B=55 mm2) 工件回轉速度與轉數(shù)：根據(jù)3表2.4-149，取=0.6 ， 3) 軸向進給量:根據(jù)3表2.4-149，查得=(0.50.8)B， 4) 徑向切入進給量：根據(jù)3表2.4-149，預估=0.6mm可查得=0.0028 5) 每分種金屬磨除量Z可用公式計算： Z=1000 mm 6) 機動時間：被磨削層長度：單面余量：局部修磨的系數(shù)k：根據(jù)3表2.5-11，機動時間 工序15：精磨軸徑55 mm 機床：M1432A磨床 1) 砂輪的直徑與寬度：根據(jù)3表3.1-45，砂輪的直徑D=400mm，砂輪的寬度取B=55 mm2) 工件回轉速度與轉數(shù)：根據(jù)3表2.4-149，取=0.6 ，3) 軸向進給量:根據(jù)3表2.4-149，查得=(0.50.8)B，4) 徑向切入進給量：根據(jù)3表2.4-149，預估=0.6mm可查得=0.00285) 每分種金屬磨除量Z可用公式計算： Z=1000 mm 6) 機動時間：被磨削層長度：，單面余量：局部修磨的系數(shù)k：根據(jù)3表2.5-11，機動時間 本工序的機動時間：=+=0.34工序16：磨1：10圓錐 （1）粗磨1：10圓錐 機床：M1455A磨床 1) 砂輪的直徑與寬度：砂輪的直徑與寬度：根據(jù)3表3.1-45，砂輪的直徑D=550mm，砂輪的寬度取B=75 mm2) 工件回轉速度與轉數(shù)：根據(jù)3表2.4-148，查得=0.2330.476,取=0.355， 3） 軸向進給量:根據(jù)3表2.4-148，查得=(0.50.8)B，取=454）徑向切入進給量：根據(jù)3表2.4-1480，預估=0.355mm可查得=0.01760.0110，取=0.155 5）每分種金屬磨除量Z可用公式計算： Z=1000 mm 6) 機動時間：被磨削層長度：單面余量：局部修磨的系數(shù)k：根據(jù)3表2.5-11，機動時間工序18：磁粉探傷各軸徑，拐徑工序19：鉗工，修油孔，倒角，清污垢。工序20：檢查。4 銑曲拐端面夾具設計4.1設計要求本夾具主要用來銑三拐曲軸端面。由加工本道工序的工序簡圖可知。銑端面時，左右端面有尺寸要求520，以及端面均有表面粗糙度要求Rz12.5。本道工序僅是對端面進行加工。因此在本道工序加工時，主要應考慮提高勞動生產率，降低勞動強度。同時應保證加工尺寸精度和表面質量。4.1.1定位基準的選擇在進行端面銑加工工序時，左右兩端的軸沒加工，用兩個V型塊定位。因此工件選用兩端軸中心線作為定位基準。選擇兩個V型塊作為定位基面限制了工件的四個自由度，還要一個擋板，限制一個自由度。夾具上的定位元件是：其中定位元件為擋板和兩個V型塊。4.1.2定位元件的設計本工序選用的定位基準為兩個V形塊和定位銷作定位，所以相應的夾具上的定位元件應主要是兩個V形塊。因此進行定位元件的設計主要是對V形塊進行設計。由機床夾具設計手冊查的可知:根據(jù)工件的直徑 D=55mm可知V形塊的結構尺寸如下：表4.6 V形塊的結構尺寸HD 5555121812301525125V形塊設計如圖：圖4.6 V形塊圖4.1.3銑削力與夾緊力計算根據(jù)機械加工工藝手冊可查得：根據(jù)機械加工工藝手冊可查得：銑削力計算公式為圓周分力 查表可得： 代入得 查表可得銑削水平分力、垂直分力、軸向分力與圓周分力的比值為： 夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。1液動夾緊裝置液動夾緊裝置以壓縮空氣作為動力源推動夾緊機構夾緊工件。常用的氣缸結構有活塞式和薄膜式兩種。活塞式氣缸按照氣缸裝夾方式分類有固定式、擺動式和回轉式三種，按工作方式分類有單向作用和雙向作用兩種，應用最廣泛的是雙作用固定式氣缸。2液壓夾緊裝置液壓夾緊裝置的結構和工作原理基本與液動夾緊裝置相同，所不同的是它所用的工作介質是壓力油。與氣壓夾緊裝置相比，液壓夾緊具有以下優(yōu)點：傳動力大，夾具結構相對比較??；油液不可壓縮，夾緊可靠，工作平穩(wěn)Z噪聲小。它的不足之處是須設置專門的液壓系統(tǒng)，應用范圍受限制。根據(jù)切削力，夾緊力的影響因素，在夾緊不利狀態(tài)過程，該夾緊力的計算應該根據(jù)機械平衡原理來設計。最后，為了確?？煽繆A緊，數(shù)值乘以安全系數(shù)實際所需夾緊力。初步確定液壓缸參數(shù)表5-1 按負載選擇工作壓力1負載/ KN50工作壓力/MPa 0.811.522.5334455表5-2 各種機械常用的系統(tǒng)工作壓力1機械類型機 床農業(yè)機械小型工程機械建筑機械液壓鑿巖機液壓機大中型挖掘機重型機械起重運輸機械磨床組合機床龍門刨床拉床工作壓力/MPa0.82352881010182032由于鉆削力為4239N，往往要取大一些，在這取負載約為10000N，初選液壓缸的設計壓力P1=3MPa，為了滿足工作這里的液壓缸課選用單桿式的，并在快進時差動連接，則液壓缸無桿腔與有桿腔的等效面積A1與A2應滿足A1=2A2（即液壓缸內徑D和活塞桿直徑d應滿足：d=0.707D。為防止切削后工件突然前沖，液壓缸需保持一定的背壓，暫取背壓為0.5MPa，并取液壓缸機械效率。則液壓缸上的平衡方程故液壓缸無桿腔的有效面積：液壓缸直徑液壓缸內徑： 按GB/T2348-1980，取標準值D=80mm；因A1=2A，故活塞桿直徑d=0.707D=56mm（標準直徑）則液壓缸有效面積為：2.缸體壁厚的校核查機械設計手冊，取壁厚為10mm。則根據(jù)時； （4-2）可算出缸體壁厚為：1.25，滿足最低速度的要求。2.活塞桿強度計算： 50-10050121812301525140V形塊設計如圖：圖4-6 V形塊圖5.3銑削力與夾緊力計算根據(jù)機械加工工藝手冊可查得：根據(jù)機械加工工藝手冊可查得：銑削力計算公式為高速鋼鑲齒三面刃槽銑刀 圓周分力 查表可得： 代入得 =查表可得銑削水平分力、垂直分力、軸向分力與圓周分力的比值為： 當用兩把銑刀同時加工時銑削水平分力 銑削加工產生的水平分力應由夾緊力產生的摩擦力平衡。即： （） 計算出的理論夾緊力F再乘以安全系數(shù)k既為實際所需夾緊力 即： 取k=2 5.4對刀塊和塞尺設計由于本道工序是完成曲軸曲拐端面的銑加工，所以選用直角對刀塊。根據(jù)GB224380直角對刀塊的結構和尺寸如圖所示：圖3-7 直角對刀塊圖塞尺選用平塞尺，其結構如圖所示： 圖4-8 平塞尺圖塞尺尺寸為：表4-8 塞尺尺寸公稱尺寸H允差dC3-0.0060.25夾具體的設計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這些主要元件設計好后即可畫出夾具的設計裝配草圖。整個夾具的結構夾具裝配圖所示。 6數(shù)控加工程序O0010N05 % /起始N10 T07M0