R180柴油機曲軸加工工藝及2套夾具設(shè)計【單拐曲軸】【鉆K面四孔+鉆14.2孔】【23張CAD圖紙、說明書】【GJ系列】

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主要參考文獻：1.謝家瀛.組合機床設(shè)計簡明手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1994.2.大連組合機床研究所.組合機床設(shè)計(第一冊).北京:機械工業(yè)出版社,1975. 3.大連組合機床研究所.組合機床設(shè)計參考圖冊.機械工業(yè)出版社,19754.沈陽工業(yè)大學.組合機床設(shè)計.上海:上?？茖W技術(shù)出版社,1985.5.王先達.機械制造工藝學.北京:機械工業(yè)出版社,1995.6.楊黎明.機床夾具設(shè)計手冊.北京:國防工業(yè)出版社,1996.7.徐仁發(fā).機床夾具設(shè)計.重慶:重慶大學出版社,1993.8.孟少庚.機械加工工藝手冊.北京:機械工業(yè)出版社,1992.9.戴曙.金屬切削機床.北京:機械工業(yè)出版社,1994.10.楊列群.形狀和位置公差,位置度公差.北京:中國標準出版社,1992.七、其他鹽城工學院機械工程系畢業(yè)設(shè)計說明書目 錄摘要 1Abstract 20 引言 11 R180柴油機曲軸工藝設(shè)計 31.1 分析零件圖 31.2 確定生產(chǎn)類型 31.3 確定毛坯 31.4 機械加工工藝過程設(shè)計 31.5 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 61.6 確定工序尺寸 71.7 確定切削用量及時間定額 91.8 填寫工藝規(guī)程卡 152 R180柴油機曲軸第一套夾具設(shè)計 162.1 明確設(shè)計任務(wù)、收集分析原始資料 162.2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 172.3 繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖 193 R180柴油機曲軸第二套夾具設(shè)計 213.1 明確設(shè)計任務(wù)、收集分析原始資料 213.2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 223.3 夾具定位誤差分析 223.4 擬訂夾具總裝圖的尺寸、公差與配合及技術(shù)要求 223.5 繪制夾具總裝圖 234 結(jié)論 24致謝 25參考文獻 26附件清單 27- 1 -0 引言本次畢業(yè)設(shè)計是關(guān)于R180柴油機曲軸的工藝設(shè)計及其中兩道工序的夾具設(shè)計。曲軸是柴油機中的關(guān)鍵零件之一，其材質(zhì)大體分為兩類：一是鋼鍛曲軸，二是球墨鑄鐵曲軸。由于采用鑄造方法可獲得較為理想的結(jié)構(gòu)形狀,從而減輕質(zhì)量，且機加工余量隨鑄造工藝水平的提高而減小。球鐵的切削性能良好，并和鋼制曲軸一樣可以進行各種熱處理和表面強化處理，來提高曲軸的抗疲勞強度和耐磨性。而且球鐵中的內(nèi)摩擦所耗功比鋼大，減小了工作時的扭轉(zhuǎn)振動的振幅和應(yīng)力，應(yīng)力集中也沒有鋼制曲軸來的敏感。所以球墨鑄鐵曲軸在國內(nèi)外得到廣泛采用。本次設(shè)計中曲軸的材質(zhì)為球鐵。從目前整體水平來看, 毛坯的鑄造工藝存在生產(chǎn)效率低，工藝裝備落后，毛坯機械性能不穩(wěn)定、精度低、廢品率高等問題。從以下幾個工藝環(huán)節(jié)采取措施對提高曲軸質(zhì)量具有普遍意義。熔煉 國內(nèi)外一致認為,高溫低硫純凈鐵水的獲得是生產(chǎn)高質(zhì)量球鐵的關(guān)鍵所在。為獲得高溫低硫磷的純凈鐵水，可用沖天爐熔化鐵水，經(jīng)爐外脫硫，然后在感應(yīng)電爐中升溫并調(diào)整成分。球化處理 孕育處理 沖天爐熔化球鐵原鐵水,對銅鉬合金球鐵采用二次孕育。這對于防止孕育衰退，改善石墨形態(tài)，細化石墨及保證高強度球鐵機械性能具有重要作用。合金化配合好銅和鉬的比例對形成珠光體組織十分有利,可提高球鐵的強度,而且銅和鉬還可大大降低球鐵件對壁厚的敏感性。 造型工藝氣流沖擊造型工藝優(yōu)于粘土砂造型工藝，可獲得高精度的曲軸鑄件，該工藝制作的砂型具有無反彈變形量的特點,這對于多拐曲軸尤為重要。澆注冷卻工藝采用立澆立冷，斜澆斜冷、斜澆反斜冷三種澆注方式較為理想,其中后一種最好。斜澆反斜冷的優(yōu)點是：型腔排氣充分，鐵水充型平穩(wěn)，澆注系統(tǒng)撇渣效果好，冒口對鑄件的補縮效果好，適應(yīng)大批量流水線生產(chǎn)。目前，國內(nèi)大部分專業(yè)廠家普遍采用普通機床和專用組合機床組成的流水線生產(chǎn)，生產(chǎn)效率、自動化程度較低。曲軸的關(guān)鍵技術(shù)項目仍與國外相差12個數(shù)量級。國外的機加工工藝大致可歸納為如下幾個特點。廣泛采用數(shù)控技術(shù)和自動線，生產(chǎn)線一般由幾段獨立的自動化生產(chǎn)單元組成，具有很高的靈活性和適應(yīng)性。采用龍門式自動上下料，集放式機動滾道傳輸，切削液分粗加工與精加工兩段集中供應(yīng)和回收處理。曲軸的主要加工工序基準中心孔，一般采用質(zhì)量定心加工方式，這樣在靜平衡時，加工量很少。軸頸的粗加工一般采用數(shù)控銑削或車拉工藝。工序質(zhì)量可達到國內(nèi)粗磨后的水平，且切削變形小、效率高。銑削和車拉是曲軸粗加工的發(fā)展方向。國外的曲軸磨床均采用CNC控制技術(shù)，具有自動進給、自動修正砂輪、自動補償和自動分度功能，使曲軸的磨削精度和效率顯著提高。油孔的加工采用鼓輪鉆床和自動線，近幾年隨著槍鉆技術(shù)的應(yīng)用，油孔的加工大多已采用槍鉆自動線鉆孔修緣拋光。曲軸的拋光采用CNC控制的砂帶拋光機，所有軸頸一次拋光只需20多秒，粗糙度可達Ra0.4以下，大大減小了發(fā)動機的磨合期。動平衡一般采用CNC控制的綜合平衡機，測量、修正一次完成。檢驗一般在生產(chǎn)線上配備MARPOSS或HOMWORK綜合檢測機，實現(xiàn)在線檢測，對曲軸的幾乎所有機加工項目均可一次完成檢測、顯示和打印。曲軸的清洗采用專用精洗機定點定位清洗，保證了曲軸清潔度要求。廣泛采用了軸頸過渡圓角滾壓技術(shù)。專用圓角滾壓機自動控制，對所有軸頸圓角進行一次滾壓，而且滾壓力和滾壓角度可自動調(diào)節(jié)，使圓角處產(chǎn)生最佳的殘余壓應(yīng)力，提高了曲軸的疲勞強度。曲軸熱處理的關(guān)鍵技術(shù)是表面強化處理。一般均正火處理，為表面處理作好組織準備。表面強化處理一般采用感應(yīng)淬火或氮化工藝，少數(shù)廠家還引進了圓角淬火技術(shù)和設(shè)備。球鐵曲軸具有諸多優(yōu)點，國內(nèi)外廣泛采用。但整體水平與國外還有相當差距，除生產(chǎn)規(guī)模小、管理落后外，主要差距仍是制造工藝的落后。借鑒國外的先進技術(shù)和工藝方法是提高我國曲軸制造水平的捷徑。制定工藝規(guī)程的思路是：收集和熟悉制定工藝規(guī)程的有關(guān)資料圖樣，進行零件的結(jié)構(gòu)工藝性；確定毛坯的類型及制造方法；選擇定位基準；擬定工藝路線；確定各工序的工序余量、工序尺寸及其公差；確定各工序的設(shè)備，刀具、夾具、量具和輔助工具；確定各工序的切削用量及時間定額；確定主要工序的技術(shù)要求及檢驗方法；進行技術(shù)經(jīng)濟分析，選擇最佳方案；編制工藝文件。機械制造技術(shù)的新發(fā)展包括計算機輔助工藝規(guī)程設(shè)計和計算機輔助制造。計算機輔助制造是指通過計算機直接或間接地與企業(yè)中的物質(zhì)資源和人力資源交換信息，實現(xiàn)計算機對制造過程各環(huán)節(jié)的管理、控制和操作。柔性制造系統(tǒng)工作內(nèi)容有：生產(chǎn)工程分析和設(shè)計；生產(chǎn)計劃調(diào)度；工作站和設(shè)備的運行控制；工程監(jiān)測和質(zhì)量保證；物資供應(yīng)與財會管理。計算機集成制造系統(tǒng)包括計算機輔助設(shè)計、計算機輔助工藝規(guī)程、計算機輔助制造、計算機輔助質(zhì)量管理和自動存取等。夾具設(shè)計的思路是：明確設(shè)計任務(wù)，收集設(shè)計資料；擬訂夾具的結(jié)構(gòu)方案、繪制結(jié)構(gòu)草圖；繪制夾具總裝圖。繪制夾具總裝圖的順序和方法：用雙點化線或紅色筆繪出工件的輪廓外形和主要表面，并用網(wǎng)紋線表示出加工余量；視工件輪廓為透明體，分別繪出定位、導向、夾緊及其他元件或裝置，最后繪制夾具體，形成一個夾具整體；標注尺寸、公差與配合和技術(shù)要求；對零件進行編號，填寫零件明細欄和標題欄；繪制夾具零件圖。計算機輔助繪制夾具裝配圖：1、通常采用“菜單”的形式，對夾具元件圖形進行編目和檢索。2、夾具裝配圖由若干夾具元件圖形拼接而成。在微機上開發(fā)的系統(tǒng)中可采用以下幾種方法進行圖形消隱：按配合形式分別存圖；利用圖形軟件的一些基本命令作消隱處理；參數(shù)化建庫的消隱處理。 1 R180柴油機曲軸工藝設(shè)計1.1 分析零件圖1.1.1 零件的作用曲軸是柴油機的一個主要零件。曲軸主要用于作往復運動的機械中。1.1.2 零件的工藝分析曲軸圖樣的視圖、尺寸、公差和技術(shù)要求齊全、正確；零件選用材料為QT800-2，該材料具有較高的強度、韌性和塑性，切削性能良好；結(jié)構(gòu)工藝性比較好。根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及一般機床所能達到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面，上述各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。1.2 確定生產(chǎn)類型已知零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)為120000件，零件質(zhì)量3.76kg，由機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導手冊表152可 確定其生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。故初步確定工藝安排的基本傾向為：加工設(shè)備以自動化和專用設(shè)備為主，通用設(shè)備為輔；機床按流水線或自動線排列；采用高效專用夾具；廣泛采用專用夾具；廣泛采用專用量具、量儀和自動檢驗裝置。這樣生產(chǎn)效率高。1.3 確定毛坯1.3.1 確定毛坯種類根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。并依其結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小和生產(chǎn)類型，毛坯的鑄造方法選用金屬模機械砂型鑄造。根據(jù)機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導手冊表155鑄件尺寸公差等級采用CT9級。1.3.2 確定鑄件余量及形狀根據(jù)機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導手冊表157，取加工余量為MA-G級。查機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導手冊表158確定各表面的鑄件機械加工余量。對于金屬模機械砂型鑄造，根據(jù)機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導手冊表159鑄件最小孔的直徑，故本零件上的孔不鑄出。1.3.3 畫鑄件零件綜合圖（見曲軸零件毛坯圖）1.4 機械加工工藝過程設(shè)計1.4.1 選擇表面加工方法根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，查機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導手冊表1532表1534選擇零件主要表面（依次為從長頭到短頭）的加工方法與方案如下：M36X2螺紋：粗車（IT12）精車（IT6）割槽33X4.8（IT11）車螺紋M36X2。1：8圓錐面：粗車（IT12）半精車（IT10）銑鍵槽12N9（IT8）磨削（IT6）。45圓柱面：粗車（IT12）半精車（IT10）磨削（IT6）拋光（IT5）。50圓柱面：粗車（IT12）半精車（IT10）割槽47X2.2粗磨（IT7）精磨（IT6）。60圓柱面：粗車（IT12）半精車（IT10）。K面：銑（IT9）鉆孔48（IT12）鉸孔48（IT9）鉆孔2M10（IT12）攻絲2-M10。45連桿頸圓柱面：粗車（IT12）半精車（IT10）粗磨（IT7）精磨（IT6）拋光（IT5）。14.2斜孔：鉆（IT12）。5斜油孔：鉆（IT12）拋光（IT8）。60圓柱面：粗車（IT12）半精車（IT10）。50圓柱面：粗車（IT12）半精車（IT10）粗磨（IT7）精磨（IT6）。40圓柱面：粗車（IT12）半精車（IT10）割槽38.5X3（IT10）銑鍵槽5N9（IT8）粗磨（IT7）精磨（IT6）。19孔：鉆孔18.5（IT12）鉸孔19（IT8）。M6螺紋：鉆孔25（IT12）攻絲2-M6。1.4.2 確定工藝過程方案（1）擬定方案 由于各表面加工方法已基本確定，現(xiàn)按照“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”、“基準先行”的原則，初步擬定兩種工藝過程方案，見表1。表1 工藝過程方案方案方案工序號工序內(nèi)容工序號工序內(nèi)容毛坯毛坯010按鑄件要求檢驗010批量毛坯抽檢020熱處理020銑兩端面030批量毛坯抽檢030鉆中心孔B5040銑兩端面040檢測曲軸硬度方案方案工序號工序內(nèi)容工序號工序內(nèi)容050鉆中心孔B5050粗車短頭，依次為40h6，50k6，60060檢測曲軸硬度060粗車長頭，依次為M36X2，1：8圓錐面，45h9，50m6, 60070粗車短頭，依次為40h6，50k6，60070精車短頭，依次為40h6，50k6，60080粗車長頭，依次為M36X2，1：8圓錐面，45h9，50m6, 60080精車長頭，依次為M36X2，1：8圓錐面，45h9，50m6, 60090車開檔，粗車連桿頸45090割槽38.5X3,割槽33X4.8,割槽47X2.2100精車短頭，依次為40h6，50k6，60,割槽38.5X3100車開檔110精車長頭，依次為M36X2，1：8圓錐面，45h9，50m6, 60, 割槽33X4.8, 割槽47X2.2110粗、精車連桿頸45120精車連桿頸45120鉆孔14.2130鉆孔14.2130鉆斜油孔5140鉆斜油孔5140鉆孔18.5，鉸孔19150鉆孔18.5，鉸孔19150修正中心孔160修正中心孔160粗磨兩端主軸頸50170按工藝要求進行中間檢驗170粗磨連桿頸45180粗磨兩端主軸頸50180銑鍵槽5N9190粗磨連桿頸45190銑鍵槽12N9200銑鍵槽5N9200銑K面210銑鍵槽12N9210鉆鉸48220銑K面220鉆攻2M10230鉆鉸48230鉆攻2M6240鉆攻2M10240精磨主軸頸50k6，50m6，磨45h9250鉆攻2M6250精磨連桿頸45260精磨主軸頸50k6，50m6，磨45h9260磨1：8圓錐面270精磨連桿頸45270車螺紋M36X2280磨40h6280油孔5拋光290磨1：8圓錐面290在N處打廠標及檢驗標記300車螺紋M36X2300探傷方案方案工序號工序內(nèi)容工序號工序內(nèi)容310油孔5拋光310清洗320探傷320氮化330檢驗各相關(guān)尺寸330拋光連桿頸、油封檔340在N處打廠標及檢驗標記340清洗、檢驗、包裝350清洗360氮化370按氮化工藝要求檢驗380拋光連桿頸、油封檔390清洗、檢驗、包裝（2）方案論證 方案的優(yōu)點在于基本遵循粗精加工劃分階段的原則。方案的不足之處是加工過程中的檢驗太少，不利于控制曲軸的加工質(zhì)量。根據(jù)以上分析，確定方案為曲軸零件加工的工藝路線。1.5 選擇加工設(shè)備與工藝裝備1.5.1 選擇機床考慮到大量生產(chǎn)，盡量選用高效機床。 工序070、080、090、100均為圓柱面的車削加工，用CJK6140數(shù)控車床加工方便且效率高。 工序180、190、260、270、280、290均為圓柱面的磨削加工，用JK101數(shù)顯曲軸磨床加工方便且效率高。 其余表面加工均采用通用機床。如：C6140臥式車床、X62W萬能銑床、Z5125立式鉆床等。1.5.2 選擇夾具考慮到大量生產(chǎn)，均采用專用夾具。1.5.3 選擇刀具 在車床上加工的工序，均采用YG6硬質(zhì)合金外圓車刀，并盡量采用成形車刀。 在銑床上加工的工序，銑平面選用YG6A硬質(zhì)合金圓盤銑刀，銑鍵槽選用鍵槽銑刀。 在磨床上加工的工序，磨主軸頸選用砂輪P600X63X305，C46K2B35，其外徑為600mm，厚度為63mm，內(nèi)徑為305mm；磨連桿頸選用砂輪P600X25X305，C46K2B35，其外徑為600mm，厚度為25mm，內(nèi)徑為305mm。 在鉆床上加工的工序，均選用麻花鉆和機用絲錐。1.5.4 選擇量具工序070粗加工可選通用量具?，F(xiàn)按計量器具的不確定度選擇量具。粗車40h6mm至mm。查互換性技術(shù)測量應(yīng)用手冊表5.1-1知計量器具不確定度允許值=0.029mm。查互換性技術(shù)測量應(yīng)用手冊表5.1-2，選擇分度值0.02mm的游標卡尺，其不確定度U=0.02mm，U3，故應(yīng)乘孔深修正系數(shù)k1f=0.915，則f=（0.370.45）X0.915mm/r=0.340.41mm/r 按鉆頭強度決定進給量：根據(jù)切削用量簡明手冊表2.8，當灰鑄鐵硬度大于213HBS，d。=14.2mm，鉆頭強度允許的進給量f=1.0mm/r。 按機床進給機構(gòu)強度決定進給量：根據(jù)切削用量簡明手冊表2.9，當灰鑄鐵硬度大于210HBS，d。14.5mm，機床進給機構(gòu)允許的軸向力為8830N時，進給量為0.81mm/r。從以上三個進給量比較可以看出，受限制的進給量是工藝要求，其值為f=0.340.41mm/r。根據(jù)Z5125鉆床說明書，選擇f=0.36mm/r。2）決定鉆頭磨鈍標準及壽命 由切削用量簡明手冊表2.12，當d。=14.2mm時，鉆頭后刀面最大磨損量取為0.8mm，壽命T=60min。3）決定切削速度 由切削用量簡明手冊表2.15，當f=0.36mm/r時，Vt=13m/min。切削速度的修正系數(shù)為：kTv=1.0，kcv=1.0，klv=0.85，ktv=1.0，故v=vtkv=13X1.0X1.0X0.85X1.0m/min=11.1m/minn=1000v/(d。)=248.8r/min根據(jù)Z5125鉆床說明書，可考慮選擇n=272r/min,但因所選轉(zhuǎn)數(shù)較計算轉(zhuǎn)數(shù)為高，會使刀具壽命下降，故可將進給量降低一級，即取f=0.28mm/r；也可選擇較低一級轉(zhuǎn)數(shù)n=195r/min,仍用f=0.36mm/r，比較這兩種方案：第一方案 f=0.28mm/r,n=272r/min nf=2720.28mm/min=76.16mm/min第二方案 f=0.36mm/r,n=195r/min nf=1950.28mm/min=70.2mm/min因為第一方案nf的乘積較大，基本工時較少，故第一方案較好。這時Vc=12m/min;f=0.28mm/r。（3）計算基本工時 （12）式中L=l+y+，l=47mm，根據(jù)切削用量簡明手冊表2.29，入切量及超切量y+=6mm，則L=47+6mm=53mm，故tm=0.70min1.7.3 工序240（銑K面）切削用量及時間定額（1）選擇刀具1）根據(jù)切削用量簡明手冊表1.2，選擇YG6A硬質(zhì)合金刀片。根據(jù)切削用量簡明手冊表3.1，銑削深度p4mm時，圓盤銑刀直徑d。為80mm，a為60mm。但已知銑削寬度ae為70mm，故應(yīng)根據(jù)銑削寬度ae49mm，選擇d。=80mm。由于采用標準硬質(zhì)合金圓盤銑刀，故齒數(shù)z=12（表3.12）。2）銑刀幾何形狀（表3.2）；由于鑄鐵硬度大于200HBS，故選擇r=60，r=30，r=5，。=8（假定cmax0.08mm）, 。=10, s= 10，。1=5。（2）選擇切削用量1）決定銑削深p 由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則p=h=3mm2)決定每齒進給量fz 根據(jù)切削用量簡明手冊表3.3，當使用YG6A，銑床功率為4.5KW時，fz=0.200.30mm/z取fz=0.30mm/z3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命 根據(jù)切削用量簡明手冊表3.8，由于銑刀直徑d。=80mm，故刀具壽命T=180min（表3.8）。4）決定切削速度Vc和每分鐘進給量Vf 切削速度Vc可根據(jù)切削用量簡明手冊表3.27中的公式計算，也可直接由表中查出。根據(jù)切削用量簡明手冊表3.27的公式進行計算。各修正系數(shù)為：kMv=0.72，ksv=0.8 (見表1.28) kv= kMv ksv=0.576故 Vc=14.5m/min n=58r/min根據(jù)X62W型銑床說明書選擇n=60r/min,Vfc=235mm/min因此實際切削速度和每齒進給量為vc=d。n/1000=3.14*80*60/1000m/min=15m/minfzc=Vfc/n z=235/(60*12)mm/z=0.33mm/z（3）計算基本工時 （13）式中L=l+y+，l=40mm，根據(jù)切削用量簡明手冊表3.25，入切量及超切量y+=17mm，則L=40+17mm=57mm，故tm=0.32min其余工序切削用量及基本時間見工序卡片。1.8 填寫工藝規(guī)程卡1.8.1 機械加工工藝過程卡片（見附件1）1.8.2 機械加工工序卡片（見附件2）2 R180柴油機曲軸第一套夾具設(shè)計2.1 明確設(shè)計任務(wù)、收集分析原始資料2.1.1 加工工件的零件圖（見曲軸零件毛坯圖）2.1.2 設(shè)計任務(wù)書（見表3）表3 設(shè)計任務(wù)書一工件名稱曲軸夾具類型鉆床夾具材 料QT800-2生產(chǎn)類型大量生產(chǎn)機床型號Z5125同時裝夾工件數(shù)12.1.3 工序簡圖（見圖1）圖1 工序卡片230本夾具設(shè)計的是第230道工序鉆、鉸8孔的鉆床夾具。本工序加工要求如下： 保證工序圖所示尺寸32、520.20、18； 相對K面的垂直度為0.03mm； 相對三軸頸共面的位置度為0.05。2.1.4 分析原始資料 主要從以下幾方面分析： 工件的輪廓尺寸小，剛性好，結(jié)構(gòu)簡單。工件在夾具上裝夾方便，且定位夾緊元件較好布置。 本工序所使用的機床為Z5125立鉆，刀具為通用標準刀具。 本工序是在工件其他表面半精加工后進行加工的，所以工件獲得比較精確的定位基面。 生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。所以應(yīng)在保證工件加工精度要求和適當提高生產(chǎn)率的前提下，盡可能地簡化夾具結(jié)構(gòu)，以縮短夾具設(shè)計與制造周期，降低設(shè)計與制造成本，獲得良好的經(jīng)濟效益。2.2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案2.2.1 根據(jù)六點定位規(guī)則確定工件的定位方式由工序簡圖可知，該工序限制了工件六個自由度。現(xiàn)根據(jù)加工要求來分析其必須限制的自由度數(shù)目及其基準選擇的合理性。為保證工序尺寸32mm、520.20mm、18mm，應(yīng)限制工件6個自由度。定位基準為兩主軸頸、45連桿頸外圓和主軸頸軸肩。為了保證相對K面的垂直度，需限制工件Y方向旋轉(zhuǎn)自由度，其定位基準為連桿頸。由以上分析可知，根據(jù)工件加工要求分析工件應(yīng)限制的自由度、采用的定位基準與工序簡圖所限制的自由度、使用的定位基準相同。2.2.2 選擇定位元件，設(shè)計定位裝置根據(jù)已確定的定位基面結(jié)構(gòu)形式，確定定位元件的類型和結(jié)構(gòu)尺寸。(1) 選擇定位元件根據(jù)以上分析，本工序限制了工件6個自由度，定位基準為兩主軸頸、連桿頸和主軸頸軸肩。相應(yīng)夾具上的定位元件為在兩主軸頸處選V型塊定位，連桿頸處選支承釘定位。(2) 確定定位元件尺寸及配合偏差V型塊的設(shè)計參照工件尺寸設(shè)計，具體尺寸詳見夾具零件圖R180A1102支承釘根據(jù)GB/T222691設(shè)計。2.2.3 分析計算定位誤差通過定位誤差分析，判斷所設(shè)計的定位裝置是否合理。造成定位誤差的原因是定位基準與工序基準不重合以及定位基準的位移誤差兩個方面。(1) 基準不重合誤差 由于定位基準與工序基準不重合而造成的定位誤差，稱為基準不重合誤差。尺寸520.20mm的定位誤差B=icos （2-1）式中，I定位基準與工序基準間尺寸鏈組成環(huán)的公差。i方向與加工尺寸方向間的夾角。由于用V型塊定位加工孔，即=900所以 B=0即基準不重合誤差為0。(2) 基準位移誤差由于定位基準的誤差或定位支承的誤差而造成的定位基準位移，即工件實際位置對確定位置的理想要素的誤差，這種誤差稱為基準位移誤差。在本道工序中，若不計V形塊的誤差而僅有工件基準面的圓度誤差時，其工件的定位中心會發(fā)生偏移，產(chǎn)生基準位移誤差Y。Y= （2-2）式中，工件定位基準的直徑公差。/2V形塊的半角V形塊的對中性好，即其沿x向的位移誤差為零。本次設(shè)計的V形塊的=1050所以：Y=0.630左端：=0.03mm代入上式，Y=0.019mm右端：=0.07mm代入上式，Y=0.044mm(3) 誤差的合成由于B=0左端D=Y=0.019mm右端D=Y =0.044mm而Tc=0.5mmD左1/3TcD右1/3Tc因此該方案能滿足位置尺寸520.20mm的要求。相對K面垂直度的定位誤差計算同上。B=0, Y=0即D=0所以，此方案能滿足加工要求。2.2.4 確定工件的夾緊裝置(1) 確定夾具類型 由工序簡圖可知，本工序所加工的四孔，位于同一平面內(nèi)，孔徑不大，輪廓尺寸小及生產(chǎn)批量大等原因，采用鉆模。(2) 計算切削力與夾緊力工件在加工時受到軸向力的作用。根據(jù)金屬切削用量手冊查知Fx=9.81CFx d0ZF fyFkF （2-3）已知d。=7.8mm，取f=0.1mm/r，其余各參數(shù)值可由金屬切削用量手冊查出，代入上式得Fx=809.2N(3) 設(shè)計夾緊裝置本設(shè)計所設(shè)計的夾緊機構(gòu)如圖圖示的夾緊機構(gòu),能產(chǎn)生的夾緊力F可由下圖壓板受力分析圖求得。F= （2-4）式中，夾緊機構(gòu)效率,取=0.9 ; F螺栓的許用夾緊力(N)選取L1=L2，由機床夾具設(shè)計表3-8查得：當螺桿螺紋公稱直徑d=10mm時，F(xiàn)=3570N所以，F(xiàn)=2F=235700.9=6426KN2.3 繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖上述得到的夾具結(jié)構(gòu)總體設(shè)計，按照相關(guān)資料繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖。2.3.1 擬訂夾具總裝圖的尺寸、公差與配合以及技術(shù)要求這里包括夾具總圖的主要尺寸和技術(shù)要求。主要尺寸指決定夾具精度和使用的那些尺寸,主要技術(shù)條件通常是指夾具上某些表面的形位公差要求和其他一些特殊技術(shù)說明。(1) 尺寸、公差與配合 夾具輪廓尺寸長寬高=195mm140mm220mm 工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸兩V形塊要保證一定的同軸度要求。 夾具內(nèi)部的配合尺寸這部分的主要配合尺寸有10H7/r6 (2) 制訂技術(shù)條件 主要包括以下幾個方面： 兩V形塊V形表面待裝配時進行調(diào)整加工； 配打V形塊與夾具體、鉆模板與夾具體定位用銷釘； 加工前調(diào)整墊圈，使支承釘5對工件定位； 鉆套與襯套配合16F7/m6，襯套與鉆模板配合24H7/r6。2.3.2 繪制夾具總裝圖步驟如下 根據(jù)工件在幾個視圖上的投影關(guān)系,分別畫出其輪廓線； 布置定位元件； 布置夾緊機構(gòu)； 安排聯(lián)接元件、設(shè)計夾具體、并完成夾具總裝圖； 標注總圖尺寸、公差與配合、技術(shù)要求。3 R180柴油機曲軸第二套夾具設(shè)計3.1 明確設(shè)計任務(wù)、收集分析原始資料3.1.1 加工工件的零件圖（見曲軸零件毛坯圖）3.1.2 設(shè)計任務(wù)書（見表4）表4 設(shè)計任務(wù)書工件名稱曲軸夾具類型鉆床夾具材 料QT800-2生產(chǎn)類型大量生產(chǎn)機床型號Z5125同時裝夾工件數(shù)13.1.3 工序簡圖（見圖2）圖2 工序卡片130本夾具設(shè)計的是第130道工序鉆14.2孔的鉆床夾具。本工序加工要求如下： 保證工序圖所示尺寸45； 斜角3。3.1.4 分析原始資料 主要從以下幾方面分析： 工件的輪廓尺寸小，剛性好，結(jié)構(gòu)簡單。工件在夾具上裝夾方便，且定位夾緊元件較好布置。 本工序所使用的機床為Z5125立鉆，刀具為通用標準刀具。 本工序是在工件其他表面半精加工后進行加工的，所以工件獲得比較精確的定位基面。 生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。所以應(yīng)在保證工件加工精度要求和適當提高生產(chǎn)率的前提下，盡可能地簡化夾具結(jié)構(gòu)，以縮短夾具設(shè)計與制造周期，降低設(shè)計與制造成本，獲得良好的經(jīng)濟效益。3.2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案此道工序的定位、夾緊方式和上面設(shè)計的夾具基本相同，由于設(shè)計說明書篇幅所限，這里就不再重述。這里主要確定引導元件的結(jié)構(gòu)類型和主要尺寸。鉆套結(jié)構(gòu)，由夾具零部件國家標準GB/T226391、GB/T26591來選取。主要尺寸如下：鉆套內(nèi)徑為14.2F8mm鉆套外徑為20m6mm3.3 夾具定位誤差分析由于定位方式、夾緊方式和上面所設(shè)計夾具的定位方式、夾緊方式基本相同，經(jīng)計算該夾具定位方案是可行的。3.4 擬訂夾具總裝圖的尺寸、公差與配合及技術(shù)要求這里包括夾具總圖的主要尺寸和技術(shù)要求。主要尺寸指決定夾具精度和使用的那些尺寸,主要技術(shù)條件通常是指夾具上某些表面的形位公差要求和其他一些特殊技術(shù)說明。3.4.1 尺寸、公差與配合 夾具輪廓尺寸長寬高=240mm100mm255mm 工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸兩定位塊要保證一定的同軸度要求。 夾具內(nèi)部的配合尺寸這部分的主要配合尺寸有20m6。3.4.2 制訂技術(shù)條件 主要包括以下幾個方面： 兩定位塊定位表面待裝配時進行調(diào)整加工； 配打定位塊與夾具體、鉆模板與夾具體定位用銷釘； 加工前調(diào)整墊圈，使支承釘5對工件定位。3.5 繪制夾具總裝圖步驟如下 根據(jù)工件在幾個視圖上的投影關(guān)系,分別畫出其輪廓線； 布置定位元件； 布置夾緊機構(gòu)； 安排聯(lián)接元件、設(shè)計夾具體、并完成夾具總裝圖； 標注總圖尺寸、公差與配合、技術(shù)要求。 4 結(jié)論為期兩個半月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，回顧整個過程，我覺得受益匪淺。畢業(yè)設(shè)計是應(yīng)用所學基礎(chǔ)理論，專業(yè)知識與技能去分析和解決生產(chǎn)實際問題的一次綜合訓練。通過這次畢業(yè)設(shè)計鞏固、擴大和強化了自己所學到的理論知識與技能，提高自己設(shè)計計算、制圖、編寫技術(shù)文件的能力，學會正確使用技術(shù)資料、標準、手冊等工具書，并在設(shè)計中培養(yǎng)自己理論聯(lián)系實際，嚴肅認真的工作作風和獨立工作能力，為畢業(yè)后從事技術(shù)工作打下了良好的基礎(chǔ)。我是在保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低成本、并充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件保證工人具有良好而安全的勞動條件的前提下，進行工藝設(shè)計和夾具設(shè)計的。由于自己能力所限，設(shè)計中還有許多不足之處，懇請各位老師、同學們批評指正。致 謝為期兩個半月的畢業(yè)設(shè)計結(jié)束了,這是畢業(yè)之前最后一次、也是最為復雜的一次綜合設(shè)計。這次畢業(yè)設(shè)計能順利完成，首先，感謝母校多年來的辛勤培育。其次，要衷心地感謝我的指導老師劉必榮老師！從畢業(yè)設(shè)計開始直到結(jié)束，無論是在學習、工作還是生活中，都得到了劉老師無微不至的關(guān)懷和精心的指導！也正是劉老師以其深厚專業(yè)的知識、豐富的實踐經(jīng)驗為本課題的設(shè)計提供了有效的指導和理論依據(jù)，才能是本課題得以圓滿結(jié)束和論文順利完成。本課題從選題、設(shè)計到編寫完稿，都得到老師的熱情指導，在此向我的老師表示我深切的謝意！。另外，還要感謝江懷動力集團、悅達集團、中環(huán)集團等單位為我提供了很好的實習機會,使我學到了許多課本上學不到的知識。對于在畢業(yè)設(shè)計期間給予過我?guī)椭耐瑢W和朋友在此也深表感謝。參考文獻1 李云.機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導手冊.機械工業(yè)出版社，19962 薛源順.機床夾具設(shè)計.機械工業(yè)出版社，20003 李益民.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊.機械工藝出版社，19934 上海標準化協(xié)會.機械精度設(shè)計手冊.中國標準出版社，19905 袁長良.機械制造工藝裝備設(shè)計手冊.中國計量出版社，19896 王之煦.簡明機械設(shè)計手冊.機械工業(yè)出版社，19977 朱龍根.簡明機械零件設(shè)計手冊. 機械工業(yè)出版社，19978 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會.金屬切削手冊.上?？茖W技術(shù)出版社，19829 孔德淳.化學熱處理.航空工業(yè)出版社，199210 艾興.金屬切削用量手冊.機械工業(yè)出版社，199611 李益民.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊.機械工藝出版社，1994附件清單序號圖名圖號圖幅1曲軸零件毛坯圖R180-5-4A22K面四孔鉆鉸夾具裝配圖R180-A11-00A13夾具體R180-A11-01A14V形快R180-A11-02A35支承釘R180-A11-03A46墊圈R180-A11-04A47鉆模板R180-A11-05A48鉆鉸套R180-A11-06A49襯套R180-A11-07A410壓板R180-A11-08A311帶肩六角螺母R180-A11-09A412螺栓R180-A11-10A413鉸鏈叉座R180-A11-11A41414.2孔鉆夾具裝配圖R180-A08-00A115支承桿R180-A08-01A416支承釘R180-A08-02A417鉆模板R180-A08-03A418鉆套R180-A08-04A419定位塊R180-A08-05A420壓緊螺栓R180-A08-06A421壓板R180-A08-07A422定位塊2R180-A08-08A423夾具體R180-A08-09A1- 27 -附錄1：機床設(shè)備編號設(shè)備型號設(shè)備名稱01C6140臥式車床02CJK6140數(shù)控機床03X62W萬能銑床04 組合機床05JK101數(shù)顯曲軸磨床06 手提砂輪床07 手提式風動磨具08 拋光機09Z5125立式鉆床10Z8210B/500平端面中心孔鉆床11CJW-2000E磁粉探傷機12 退磁機13 清洗機14 空壓機15 井式氮化爐16HB-3000臺式布氏硬度機17 維氏硬度機附錄2：夾具夾具編號夾具名稱A01撥盤，頂尖A02連桿頸車夾具A03兩面銑夾具A04K面銑夾具A05銑夾具A06磨用撥盤，頂尖A07磨夾具A0814.2孔鉆夾具A09斜油孔鉆夾具A1018.5孔鉆鉸夾具A11K面四孔鉆夾具A12K面兩孔鉆夾具A13K面攻絲夾具A14M6兩孔夾具附錄3：刀具刀具編號刀具名稱刀具編號刀具編號B01YG6A硬質(zhì)合金外圓車刀B16硬質(zhì)合金刀B0233開檔車刀B17B5中心鉆B032-R3成形車刀B185麻花鉆B04R3車刀B197.8麻花鉆B05R8車刀B208.8麻花鉆B06螺紋車刀B2110麻花鉆B07YG6A硬質(zhì)合金圓盤銑刀B2214.2麻花鉆B0812N9鍵槽銑刀B2315麻花鉆B095N9鍵槽銑刀B2418.5麻花鉆B102.2割槽刀B258+0.138/+0.080絞刀B113割槽刀B2619F9*60組合絞锪刀B124.8*R2.5割槽刀B27M67h機用絲錐B13砂輪B28M10*1.256h機用絲錐B14P600*63*305，C46K2B35B29手錐B15P600*25*305，C46K2B35附錄4:量具量具編號量具名稱量具編號量具名稱C01R30.2樣板C1619孔規(guī)C02R30樣板C17M67h螺紋通止規(guī)C03R3規(guī)C18M10*1.256h螺紋通止規(guī)C04R8規(guī)C19M36*25h6h螺紋通止環(huán)規(guī)C05套規(guī)C20平行度檢具C061：8錐度量規(guī)C21垂直度檢具C07塞規(guī)C22對稱度檢具C0831h11通止規(guī)C23同軸度檢具C09塞片C24圓挑動檢具C105N9通止規(guī)C25位置度檢具C1112N9通止規(guī)C26錐度位置量規(guī)C12SR40.0025測量鋼球C27形位公差專用檢具C13孔規(guī)C28杠桿百分表C148.8螺紋底孔塞規(guī)C15光滑面孔規(guī)