單曲軸加工工藝及夾具設(shè)計畢業(yè)論文

1、<p><b>　　課程設(shè)計任務書</b></p><p>　　設(shè)計題目：單曲軸加工工藝及夾具設(shè)計</p><p><b>　　作者名稱： </b></p><p>　　專業(yè)班級：。。。。。。。。</p><p>　　學 號：。。。。。。。。</p><p>

2、<b>　　指導教師： </b></p><p><b>　　2012年5月</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　曲軸是發(fā)動機中承受沖擊載荷、傳遞動力的重要零件，由于曲軸服役條件惡劣，因此對曲軸材質(zhì)的選擇，毛坯的加工技術(shù)、精度、表面粗糙度、熱處理和表面強化、動平衡等

3、要求都十分嚴格，因此要制定合理的加工工藝。首先要根據(jù)要求選擇合適的毛坯，在加工過程中要選擇合理的加工設(shè)備及刀具、通用夾具、量具及測量方法，在加工工藝中要進行加工工序設(shè)計，加工尺寸計算，零件加工要設(shè)計合理的專用夾具。伴隨著曲軸加工工藝的發(fā)展，加工方法不斷改進，加工方法越來越先進，所以設(shè)計合理的曲軸加工工藝和裝夾的夾具，不但可以提高加工精度，還可以提高生產(chǎn)效率，從而降低生產(chǎn)的成本，以期提高產(chǎn)品的競爭力。</p><p&g

4、t;　　關(guān)鍵詞：曲軸，工藝，夾具</p><p>　　CRANK SHAFT PROCESSING TECHNOLOGY</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The crank shaft is to launch to bear pound at to carry a lotus and deliver

5、in the machine motive of importance spare parts, because of the crank shaft undergo military service a condition bad, so to crank shaft material, semi-finished product processing technology, accuracy, surface rough degre

6、e, hot processing and the surface enhance, move balance etc. request all very strict. Therefore want to draw up reasonable of process a craft, want first according to request choice reasonable of semi-fini</p><

7、;p>　　KEY WORDS: Crank shaft, Technology, Jig </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘要…………………………………………………………… 1</p><p>　　前言…………………………………………………………… 5</p><p>　　一

8、 確定曲軸的加工工藝過程</p><p>　　1 曲軸的作用……………………………………………… 6 </p><p>　　2 曲軸零件及工藝特點…………………………………… 6</p><p>　　3 曲軸的材料和毛坯……………………………………… 6</p><p>　　4 曲軸加工工藝特點分析…………………………………

9、 6</p><p>　　5 單曲軸結(jié)構(gòu)及特點……………………………………… 7</p><p>　　6 曲軸主要技術(shù)要求分析………………………………… 7</p><p>　　7 曲軸機械加工工藝過程………………………………… 8</p><p>　　二 單曲軸的機械加工工藝過程分析及說明</p><p>　　

10、1 單曲軸的機械加工工藝特點…………………………… 9 </p><p>　　2 單曲軸的機械加工工藝特點分析……………………… 10</p><p>　　3 單曲軸主要加工工序分析……………………………… 10</p><p><b>　　三 工藝過程設(shè)計</b></p><p>　　1 定位基準的選擇…………

11、…………………………… 12</p><p>　　2 加工階段的劃分與工序順序的安排…………………… 12</p><p>　　3 制定工藝路線………………………………………… 13</p><p>　　四 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定</p><p>　　1 曲軸主要加工表面的工序安排……………………………… 14</p

12、><p>　　2 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定…………………… 14</p><p>　　3 確定工時定額………………………………………………… 15</p><p><b>　　五 夾具設(shè)計</b></p><p>　　1 夾具設(shè)計應該具備的基本要求……………………………… 16</p><p&g

13、t;　　2 連桿頸加工專用夾具計算方法……………………………… 16</p><p>　　3 專用夾具設(shè)計………………………………………………… 18</p><p>　　總結(jié)………………………………………………………………… 20</p><p>　　參考文獻………………………………………………………………21</p><p>　　致謝

14、………………………………………………………………… 22</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　單曲軸是發(fā)動機上的一個重要的旋轉(zhuǎn)機件，裝上連桿后，可承接活塞的上下(往復)運動變成循環(huán)運動。曲軸主要有兩個重要加工部位：主軸頸和連桿頸。主軸頸被安裝在缸體上，連桿頸與連桿大頭孔連接，連桿小頭孔與汽缸活塞連接，是一個典型的曲柄滑塊機構(gòu)。發(fā)動機工作過

15、程就是：活塞經(jīng)過混合壓縮氣的燃爆，推動活塞做直線運動，并通過連桿將力傳給曲軸，由曲軸將直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運動。而曲軸加工的好壞將直接影響著發(fā)動機整體性能的表現(xiàn)。</p><p>　　曲軸的材料是由碳素結(jié)構(gòu)鋼或球墨鑄鐵制成的，有兩個重要部位：主軸頸，連桿頸，（還有其他）。主軸頸被安裝在缸體上，連桿頸與連桿大頭孔連接，連桿小頭孔與汽缸活塞連接，是一個典型的曲柄滑塊機構(gòu)。曲軸的潤滑主要是指與搖臂間軸瓦的潤滑和兩頭固定點

16、的潤滑． 這個一般都是壓力潤滑的，曲軸中間會有油道和各個軸瓦相通，發(fā)動機運轉(zhuǎn)以后靠機油泵提供壓力供油進行潤滑、降溫。發(fā)動機工作過程就是，活塞經(jīng)過混合壓縮氣的燃爆，推動活塞做直線運動，并通過連桿將力傳給曲軸，由曲軸將直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運動。曲軸的旋轉(zhuǎn)是發(fā)動機的動力源。</p><p>　　本實用新型可將機油內(nèi)微小異物過濾掉，減少了連桿大端軸承遭受微小異物侵入的機會，并避免連桿大端軸承損壞，進而可延長曲軸結(jié)構(gòu)的使用壽

17、命。</p><p>　　一 確定曲軸的加工工藝過程</p><p><b>　　1曲軸的作用</b></p><p>　　曲軸是汽車發(fā)動機中的重要零件，它與連桿配合將作用在活塞上的氣體壓力變?yōu)樾D(zhuǎn)的動力，傳給底盤的傳動機構(gòu)，同時，驅(qū)動配氣機構(gòu)和其它輔助裝置。</p><p>　　曲軸在工作時，受氣體壓力，慣性力及慣性

18、力矩的作用，受力大而且受力復雜，同時，曲軸又是高速旋轉(zhuǎn)件，因此，要求曲軸具有足夠的剛度和強度，具有良好的承受沖擊載荷的能力，耐磨損且潤滑良好。</p><p>　　2曲軸零件及其工藝特點</p><p>　　單曲軸是將直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運動，或?qū)⑿D(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變成直線運動的零件。曲軸工作時的受力情況非常復雜。它不但受到很大的扭轉(zhuǎn)應力和大小、方向都在周期性變化的彎曲應力的作用，而且還受到振動所產(chǎn)

19、生的附加應力的作用。因此曲軸應具有足夠的強度、剛度、抗疲勞強度及抗沖擊韌性。同時，由于曲軸工作時的旋轉(zhuǎn)速度高，所以在設(shè)計曲軸時，應使曲軸的主軸頸和連桿軸頸有足夠的耐磨性，且曲軸的質(zhì)量應當平衡分布，以減少不平衡帶給曲軸的附加載荷。</p><p>　　曲軸的工藝特點主要取決于結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求。作為曲軸加工，其主要問題就是工件本身剛性差、零件技術(shù)要求高。這就需要在加工過程中采用一系列相應的措施，以使加工后的零件符合

20、圖紙的設(shè)計要求。應采用的措施大致有：</p><p>　　盡量減小或抵消切削力；</p><p>　　提高曲軸的支承剛性，以減小受力變形；</p><p>　　加工工藝要分階段，以減小粗加工對精加工的影響。</p><p><b>　　3曲軸的材料和毛坯</b></p><p>　　曲軸的材料一般

21、采用45鋼、45Mn2、50Mn、40Cr、35CrMo、QT60-2球墨鑄鐵等。</p><p>　　根據(jù)不同的生產(chǎn)類型和工廠的具體條件，該曲軸為球墨鑄鐵QT60-2材料所以采用鑄造毛坯。</p><p>　　4曲軸加工的工藝特點分析</p><p>　　1）該零件的生產(chǎn)批量不大，因此選用中心孔定位，它是輔助基準，裝夾方便，節(jié)省找正時間，又能保證位置精度。<

22、/p><p>　　2）該零件剛度較差，故粗車、精車和磨均以工序分開。</p><p>　　5單曲軸的結(jié)構(gòu)及其特點</p><p>　　圖1-1 單曲軸的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　曲軸一般由主軸頸，連桿軸頸、曲柄、平衡塊、前端和后端等組成。一個主軸頸、一個連桿軸頸和一個曲柄組成了一個曲拐，曲軸的曲拐數(shù)目等于氣缸數(shù)(直列式發(fā)動機)。</p&g

23、t;<p>　　主軸頸是曲軸的支承部分，通過主軸承支承在曲軸箱的主軸承座中。主軸承的數(shù)目不僅與發(fā)動機氣缸數(shù)目有關(guān)，還取決于曲軸的支承方式。</p><p>　　連桿軸頸是曲軸與連桿的連接部分，在連接處用圓弧過渡，以減少應力集中。</p><p>　　曲柄是主軸頸和連桿軸頸的連接部分，斷面為橢圓形，為了平衡慣性力，曲柄處鑄有(或緊固有)平衡重塊。平衡重塊用來平衡發(fā)動機不平衡的離

24、心力矩，有時還用來平衡一部分往復慣性力，從而使曲軸旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)。</p><p>　　6曲軸的主要技術(shù)要求分析</p><p>　　1）端面|、中心孔</p><p>　　端面和中心孔的加工一般采用車削加工或?qū)Ｓ勉娿@床上進行銑端面鉆中心孔即可，若有熱處理變形，精加工前往往要進行修研中心孔。由于批量大，這里采用專用夾具洗端面鉆中心孔。</p><p&

25、gt;<b>　　2）支承軸頸φ32</b></p><p>　　該單曲軸的零件支承面尺寸大小達到φ32，表面粗糙度要求達到RaO3.2，精度要求高，且要淬火，所以車削之后還要采用磨削進行精加工。</p><p>　　3）偏心圓柱面φ40</p><p>　　偏心部位的外圓柱面尺寸要求達到φ40，表面粗糙度精度達到RaO3.2，精度要求高，且要

26、淬火，所以要先車削，然后磨削進行精加工。由于偏心距離大，需采用專用機床進行車削和磨削，也可用軸承套進行裝夾，對夾具的六個自由度進行限制，從而達到裝夾的目的。</p><p><b>　　4）鍵槽</b></p><p>　　外圓柱上的鍵槽，一般采用銑削的加工即可。</p><p>　　7曲軸的機械加工工藝過程</p><p&

27、gt;<b>　　1）鍛</b></p><p>　　模鍛至毛坯要求，加工處余量單邊2.5mm。</p><p><b>　　2）銑鉆</b></p><p>　　洗端面鉆中心孔，總長及兩端軸頭長及尺寸。</p><p><b>　　3）熱處理</b></p>&

28、lt;p>　　調(diào)質(zhì)至230—250HBS。</p><p><b>　　4)車</b></p><p>　　半精車支撐軸勁φ32及偏心圓柱面φ40處，留余量0.3mm，車圓錐面精度至要求。</p><p><b>　　5）熱處理</b></p><p>　　局部高頻淬火至45—52HRC。&l

29、t;/p><p><b>　　6）研磨</b></p><p><b>　　修研中心孔。</b></p><p><b>　　7）銑</b></p><p>　　銑鍵槽寬度至精度要求，鍵槽尺深為支撐圓柱面4.5mm，偏心圓柱面4.5mm。然后去毛刺。</p><

30、p><b>　　8）磨</b></p><p>　　磨支承軸頸φ32和偏心圓柱面φ40至精度要求。</p><p><b>　　9）檢驗</b></p><p><b>　　按圖樣要求檢驗。</b></p><p>　　二 單曲軸的機械加工工藝過程分析及說明</p

31、><p>　　1 單曲軸的機械加工工藝特點</p><p>　　單曲軸具有軸的一般加工規(guī)律外，，形狀較簡單，而對于剛性差及技術(shù)要求高的這些特點，應采取相應的措施，分析如下：</p><p><b>　　1）剛性差</b></p><p>　　由于本曲軸長徑比較大，同時具有曲拐，因此剛性較差。曲軸在切削力及自重的作用下會產(chǎn)生嚴

32、重的扭曲及彎曲變形，特別在單邊傳動的機床上加工更為嚴重，在工藝設(shè)計中應解決以下問題：</p><p>　　A：粗加工時由于切削余量大，切削力也較大，可用中間托架來增強剛性，減小變形和振動，同時機床刀具及夾具都應有較高的剛度。</p><p>　　B：在加工時盡量使切削力的作用相互抵消，可用前后刀架同時橫向進給。</p><p>　　C：合理安排工位次序以減少加工變形

33、，按先粗后精的原則安排加工工序，逐步提高精度。</p><p>　　D：在有可能產(chǎn)生變形的工序后面增設(shè)校直工序。</p><p><b>　　2）技術(shù)要求高</b></p><p>　　曲軸技術(shù)要求較高，加工面多，需要保證的尺寸、形狀、位置精度較多。因而總的工藝路線較長，精加工占有相當比例。</p><p>　　加工時應

34、要解決以下問題：</p><p>　　A：正確分配粗加工、半精加工及精加工余量。</p><p>　　B：粗基準選擇用曲軸兩端的中心孔。中心孔的加工以主軸頸外圓作為基準，這樣能保證曲軸加工徑向及軸向加工余量的均勻性。</p><p>　　C：精加工時仍用中心孔作為基準，但要重新修磨中心孔，避免精加工時因中心孔磨損引起加工誤差。也可一端用主軸頸定位，另一端用中心孔定位

35、以提高剛度。</p><p>　　D：曲軸軸向定位以主軸頸軸肩定位，工藝設(shè)計時定位基準應盡量與設(shè)計基準一致。</p><p>　　2 單曲軸的機械加工工藝特點分析</p><p>　　1)該零件是單曲軸，生產(chǎn)批量不大，故選用中心孔定位，它是輔助基準，裝夾方便，節(jié)省找正時間，又能保證位置精度。在曲軸毛坯制造時，選擇長400mm，φ90mm的棒料作為材料開始加工。<

36、;/p><p>　　2）在工藝工藝加工中，先以主軸頸為粗基準，鉆好主軸頸的一對中心孔；然后以這一對中心孔定位，以連桿軸頸為粗基準劃線，再將曲軸放到回轉(zhuǎn)工作臺上，加工φ32mm，這樣就保證了它們之間的位置精度。</p><p>　　3）該零件剛性較差，應按先粗后精的原則安排加工順序，逐步提高加工精度。加工主軸頸及其他各處的外圓，這樣安排可以避免一開始就降低工件剛度，減少受力變形，有利于提高曲軸加

37、工精度。</p><p>　　4）磨外圓工序必須提前在還保留工藝搭子中心孔時進行，同時要注意防止已磨好的表面被碰傷。</p><p>　　3 單曲軸主要加工工序分析</p><p>　　1）銑曲軸兩端面,鉆中心孔</p><p>　　本工序在鉆銑車組合車床上完成，主要保證曲軸總長及中心孔的質(zhì)量，若端面不平則中心鉆上的兩切削刃的受力不均，鉆頭可

38、能引偏而折斷，因此采用先面后孔的原則。中心孔除影響曲軸質(zhì)量分布外，它還是曲軸加工的重要基準貫穿整個曲軸加工始終。因而直接影響曲軸加工精度。打中心孔在本次工藝設(shè)計中因考慮設(shè)備因素，采用找出曲軸的幾何中心代替質(zhì)量中心。打中心孔以毛坯的外表面作為基準，因而毛坯外表面質(zhì)量好壞直接影響孔的位置誤差。</p><p>　　2）曲軸主軸頸的車削</p><p>　　由于曲軸年產(chǎn)量不大，主軸頸加工采用車削

39、，在剛度較強的普通車床上進行。曲軸安裝在前、后頂尖上線一端用大盤夾住而另一端用頂尖頂住，用硬質(zhì)合金車幾道工序上完成主軸頸的車削。由于加工余大且不均勻，旋轉(zhuǎn)不平衡，加工時產(chǎn)生沖擊，因此工件要夾牢固。車床、刀具、夾具要有足夠的剛性。主軸頸車削順序是先精車一端主軸頸及軸肩，然后以車好的主軸頸定位。另一側(cè)用頂尖以中心孔定位。車另一端主軸頸、肩及各個軸頸，半精度及精車都按此順序進行，逐漸提高主軸頸及其他軸頸的加工精度。</p>&l

40、t;p>　　3）曲軸偏心圓柱的車削</p><p>　　主軸頸及其它外圓車好后，以主軸頸作為加工偏心圓柱的基準，采用專用的車夾具、偏心套，車削同樣在普通車床上進行。車削偏心軸頸需要解決的是角度定位（兩連桿軸頸軸線需要控制在180度+30度或180度—30度）以及曲軸旋轉(zhuǎn)的不平衡問題。這些都由專用夾具來保證，夾具體為一對用以定位的V型塊組成，裝在接盤上。接盤與車床過渡接盤靠中間的定位銷定位并連接，接盤在過渡接

41、盤上靠棱形定位銷可轉(zhuǎn)180度，車削軸頸。V型塊中心與車床主軸線距離一個曲軸半徑。車削過程中，一端與曲軸主軸頸定位并夾緊，另一端靠偏中心座夾緊，中心座上鉆有中心孔，中心孔偏心距同樣為一個曲軸半徑。用頂尖頂緊中心孔，這樣就能保證連桿軸頸軸線與車床主軸線一致。安裝夾具體的接盤上有平衡塊，消除曲軸旋轉(zhuǎn)時不平衡力矩的生。曲軸加工時由于受到離心力和兩頂尖的軸向壓緊偏心力的作用，容易發(fā)生彎曲變形，為了加強工件剛度，用撐桿來撐住另一個曲拐的開移。車削連

42、桿軸頸時為了使切削力不致于太大，每次車削余量控制在1~1.5mm內(nèi)，同時車床旋轉(zhuǎn)不能太高，刀具采用高速鋼。</p><p><b>　　三 工藝過程設(shè)計</b></p><p><b>　　1 定位基準的選擇</b></p><p><b>　　1）粗基準的選擇</b></p><

43、p>　　曲軸的毛坯一般都呈彎曲狀態(tài)，為保證兩端中心孔都能在兩端面的幾何中心</p><p>　　上，粗基準應選靠近曲軸兩端的軸頸。為保證其他軸頸外圓余量均勻，在鉆中心孔后，應對曲軸進行校直。</p><p>　　由于大批量生產(chǎn)的曲柄毛坯的精度高，曲柄不加工，所以軸向的定位基準一般選取中間主軸頸兩邊的曲柄。因為中間主軸頸兩邊的曲柄處于曲軸的中間部位，用作粗基準可以減少其它曲柄的位置誤差

44、。</p><p><b>　　2）精基準的選擇</b></p><p>　　曲軸和一般的軸類零件相同，最重要的精基準三中心孔。</p><p>　　曲軸軸向上的精基準，一般選取曲軸一端的端面或軸頸的止推面。但在曲軸加工的過程中，定位基準要經(jīng)過多次轉(zhuǎn)換。曲軸圓周方向上的精基準一般選取曲軸上的定位平臺或法蘭上的定位孔。</p>&l

45、t;p>　　2加工階段的劃分與工序順序的安排</p><p>　　曲軸的主要加工部位是主軸頸和偏心圓柱，次要加工部位是法蘭盤、曲柄、斜油孔、螺孔和鍵槽等。除機械加工外還有軸頸淬火、磁探傷、動平衡等。在加工過程中還要安排校直、檢驗、清洗等工序。</p><p><b>　　1）加工階段的劃分</b></p><p>　　曲軸的機械加工工藝過

46、程大致可分為：加工基準面——粗加工主軸頸和偏心圓柱——加工斜油孔等次要表面——主軸頸和連桿軸頸的熱處理——精加工主軸頸和偏心圓柱——加工鍵槽和兩端孔等——動平衡——光整加工主軸頸和偏心圓柱。</p><p>　　曲軸的主軸頸和偏心圓柱的技術(shù)要求都很嚴格，所以各軸頸表面加工一般安排為：粗車——精車——粗磨——精磨——超精加工。</p><p>　　對于單曲軸進行粗加工時，以中間主軸頸為輔助定

47、位基準，所以先粗加工和半精加工中間主軸頸，然后再加工其他主軸頸。而連桿軸頸的粗、精加工，一般都要以曲軸兩端主軸頸定位，所以連桿的粗精加工都安排在主軸頸加工之后進行的。</p><p><b>　　2）工序安排</b></p><p>　　斜油孔的進出口都安排在曲軸的軸頸上，所以在軸頸淬火之前加工。鉆</p><p>　　斜油孔時，用加工過的軸頸

48、定位，可以保證其位置精度。</p><p>　　主軸頸是偏心圓柱的設(shè)計基準，所以，主軸頸與偏心圓柱的車削（銑削）和磨削，一般都是先加工主軸頸再加工偏心圓柱。</p><p>　　在精磨主軸頸的過程中，先精磨主軸頸，再精磨其他軸頸。</p><p>　　在最后檢查后，以曲軸兩端的主軸頸為測量基準，測量其他軸頸的徑向跳動。鋼曲軸在加工的過程中，軸頸產(chǎn)生跳動的原因之一是，

49、曲軸經(jīng)加工后應力重新分布，從而造成變形，所以在曲軸的第一主軸頸精磨之后，應緊接著安排齒輪軸、皮帶輪軸頸的精磨工序，在主軸頸精磨工序之后，應緊接著安排油封軸頸的精磨工序，以免內(nèi)應力重新分布，造成過大的影響。同時為了避免曲軸剛度降低造成這些軸頸磨削后徑向跳動增大，其他主軸頸的精磨應該放在這些軸頸的精磨之后。校直對曲軸的疲勞強度有著不利的影響，在制定曲軸的加工工藝過程中，應盡量減少曲軸的校直的次數(shù)。為了保證余量均勻、減少變形的影響，在關(guān)鍵工序

50、上，如第四主軸頸加工前、淬火后、動平衡去重后仍需安排校直。</p><p>　　曲軸各軸頸的表面粗糙度要求較高，所以把各軸頸的超精密加工放在最后。如果在超精密加工后再安排其他工序，則有可能破壞已加工好的軸頸表面。</p><p><b>　　3制定工藝路線</b></p><p>　　制定曲軸工藝路線的出發(fā)點，應當使曲軸的幾何形狀、尺寸精度及位

51、置精度等技術(shù)要求得到合理保證，在大批量的生產(chǎn)情況下，可以考慮采用專用機床和專用夾具等，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除此之外，還應當考慮經(jīng)濟因素，以降低生產(chǎn)成本。</p><p>　　由于曲軸在加工過程中塑性變形大，因此為了保證余量均勻、減少變形的影響，應該在關(guān)鍵工序上安排一些校直工序，而方案一中只有一次校直。斜油孔口在淬火時由于受熱不均勻很容易發(fā)裂，因此必須在熱處理前對其進行壓堵處理，而方案一也忽略了這一點。方

52、案二對方案一中的問題作了一些較大改進，但如果仔細分析其在工序安排上仍然存在問題，如連桿軸頸的粗、精銑最好安排在相鄰兩道工序中以減少工件的搬運，在一臺機器上進行加工完畢，提高生產(chǎn)效率。</p><p>　　四 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定</p><p>　　1曲軸主要加工表面的工序安排</p><p>　　曲軸的主要加工表面為主軸頸、連桿軸頸、各外圓；次要加

53、工表面為兩端面、鍵槽。此外，還有還有檢驗、清洗、去毛刺等工序。</p><p>　　連桿各主要表面的工序安排如下：</p><p>　　1）主軸頸：粗車、精車、磨削；</p><p>　　2）偏心圓柱：粗車、精車、磨削；</p><p>　　3）φ32mm外圓：粗車、精車、磨削；</p><p>　　4）φ40mm外圓

54、：粗車、精車、磨削;</p><p>　　2機械加工余量、工序尺寸及公差的確定</p><p>　　1）主軸頸工序尺寸及公差的確定</p><p>　　表4-1:曲軸主軸頸的工序及公差</p><p>　　2）偏心圓柱工序尺寸及公差的確定</p><p>　　表4-2:曲軸偏心圓柱的工序及公差</p>&

55、lt;p><b>　　3確定工時定額</b></p><p>　　工序 1 ：粗車偏心圓柱至φ40.80-0.084。選用機床：CA6140臥式車床。</p><p>　　1) 被吃刀量：取=1mm，</p><p>　　2) 進給量f：取 =0.1mm r 。</p><p>　　3) 機床主軸轉(zhuǎn)速

56、: 取n=600r/min</p><p>　　4) 切削速度：取n=81.6/min</p><p>　　5) 計算切削工時：被切削層長度=3×22=66mm</p><p>　　工序 2 ：精車偏心圓柱至φ400-0.033。選用機床：CA6140臥式車床</p><p>　　1) 被吃刀量：取=0.65mm，</p>

57、;<p>　　2) 進給量f：取f=0.3mm/r</p><p>　　3) 機床主軸轉(zhuǎn)速: 取n=800r/min</p><p>　　4) 切削速度：102.5m /min</p><p>　　5) 計算切削工時：被切削層長度=3×32=96mm</p><p><b>　　五 夾具設(shè)計</b>

58、;</p><p>　　1夾具設(shè)計應該具備的基本要求</p><p><b>　　1） 足夠的精度</b></p><p>　　由于工件的定位是通過定位副的接觸（或配合）實現(xiàn)的。定位元件工作表面的精度直接影響工件的定位精度，因此定位元件工作表面應有足夠的精度，以保證加工精度要求。 如4-M12X1.25-5H有位置度要求，必須保證各鉆套的位置精

59、度要求。</p><p>　　2） 足夠的強度和剛度</p><p>　　底面定位不僅限制工件的自由度，還有支承工件、承受夾緊力和切削力的作用。因此還應有足夠的強度和剛度，以免使用中變形和損壞。 </p><p><b>　　3）有較高的耐磨性</b></p><p>　　工件的裝卸會磨損定位元件工件表面，導致定位元件工

60、件表面精度下降，引起定位精度的下降。當定位精度下降至不能保證加工精度時則應更換定位元件。為延長定位元件更換周期，提高夾具使用壽命，定位元件工作表面應有較高的耐磨性。</p><p><b>　　4） 良好的工藝性</b></p><p>　　定位元件的結(jié)構(gòu)應力求簡單、合理、便于加工、裝配和更換。</p><p>　　2 連桿頸加工專用夾具計算方

61、法</p><p>　　車削時，先把工件車到需要的直徑和長度，并把兩個端面車平。然后在三爪卡盤的一個或兩個卡爪上墊上適當形狀和厚度的墊片，就可以車削偏心部分了。 墊片的形狀和厚度，可以根據(jù)偏心距的大小不同來選擇。由于墊片的形狀不同，所以墊片厚度尺寸的計算方法也有所不同。</p><p>　　1）方形墊片厚度的計算</p><p>　　車削偏心距較小（e ≤5～6mm

62、）的偏心工件，可以用方形墊片如圖3-1。</p><p>　　圖5-1 方形墊片示圖</p><p>　　其墊片厚度可用下面近似公式計算：</p><p>　　式中：X—墊片厚度（mm） </p><p>　　e—偏心工件的偏心距（mm） </p><p>　　d—偏心工件卡爪夾住部分的直徑（mm）。 </p&g

63、t;<p>　　2） 扇形墊片厚度的計算</p><p>　　在車削偏心距較大（e>6mm）的工件時，可以應用扇形墊片如圖3-2。 </p><p>　　圖5-2 扇形墊片示圖</p><p>　　扇形墊片的厚度可用下面的近似的公式計算：</p><p><b>　　X墊片的厚度</b></p&

64、gt;<p><b>　　d偏心工件的偏心距</b></p><p><b>　　e爪夾部分的直徑</b></p><p>　　零件圖中可知 d＝32、e＝26</p><p><b>　　X＝42.86</b></p><p><b>　　3）墊片厚度

65、的修正</b></p><p>　　由于通過計算得出的墊片厚度只是個近似值，而三爪卡盤卡爪精度、墊片材料的硬度和強度等因素也影響著偏心距；而且在實際操作中，使用按計算厚度的墊片加工偏心零件，往往大于所需要的偏心距，這就需要用試驗的方法修正墊片厚度。一般是根據(jù)計算的墊片厚度先車削一個偏心工件，接著檢驗這個工件的偏心距，測出偏心誤差值并適當修正墊片厚度，直到加工出偏心距合格的零件為止。 </p>

66、;<p><b>　　3專用夾具設(shè)計</b></p><p><b>　　1）問題的提出</b></p><p>　　利用本夾具主要是鉆曲下底面，在后道工序中需在曲柄下底面上鉆孔，因此，對曲柄下底面有平行度要求，在本夾具設(shè)計中，其定位基面是曲軸兩端Φ70m6主軸頸圓柱面，即定位基準為主軸線，故足以滿足其對主軸的平行度要求，因此本道工

67、序的加工，主要是應考慮如何提高勞動的生產(chǎn)率，降低勞動強度，而精度則不是主要問題。</p><p><b>　　2）確定設(shè)計方案</b></p><p>　　本道工序為鉆曲柄下底面四配通孔，參考文獻[13]曲柄下底面對曲軸的主軸線有位置精度的要求，按照基準重合原則，并考慮目前曲軸兩端Φ70m6(mm)主軸頸已經(jīng)精加工，則定位基面選擇為曲軸兩端Φ70m6(mm)主軸頸圓柱

68、面，本道工序夾具選用普通通用夾具結(jié)構(gòu)即可。經(jīng)過與指導老師協(xié)商，采用V型塊結(jié)構(gòu)。</p><p>　　通過查閱資料，并與指導老師協(xié)商，確定以下兩種設(shè)計方案：</p><p>　　方案一：工件用兩個V型塊，一個中間浮動型塊及左型塊的端面定位，采用型塊與螺釘連接夾緊工件。</p><p>　　方案二：工件用兩個V型塊、兩個中間定位螺栓及及左V型塊后端面定位。采用兩個鉸鏈壓

69、板（半圓弧形）夾緊工件，在兩個壓板中間部位固定一個鉆模板，考慮到產(chǎn)品為大批量生產(chǎn)，選用可換式鉆套可以克服固定式鉆套磨損后無法更換的特點。</p><p>　　方案比較：方案一用一個中間浮動型塊，來限制曲軸的一個轉(zhuǎn)動自由度，其定位精度高 ，但使得夾具的總體高度增加，降低了夾具的剛度和穩(wěn)定性。方案二用兩個中間定位螺柱限制其一個轉(zhuǎn)動自由度。由于此道工序加工精度要求不是很高，因此定位方案足可以滿足其加工要求，并以總體上降

70、低了夾具的高度，增加了剛度。另外方案一用螺釘和V型塊聯(lián)結(jié)夾緊工件，看起來比較繁雜又剛度不夠。而方案二，采用兩個鉸鏈壓板夾緊工件看起來結(jié)構(gòu)簡單又緊湊。</p><p>　　結(jié)合以上分析，并與指導老師協(xié)商，決定采用方案二的夾具結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　3）計算夾緊力</b></p><p>　　由于主切削力是向下，加緊力也是向下的，主切削

71、力起著幫助夾緊工件的作用，所以當其它的切削力均較小時，通常不必計算，僅需較小的夾緊力來防止工件在加工時產(chǎn)生的振動和轉(zhuǎn)動即可。</p><p>　　由于采用了鉸鏈壓板，用M20的螺栓完全能夠滿足要求。但從夾具的剛度和整體結(jié)構(gòu)的對稱性考慮，這里選用M22的螺栓。</p><p><b>　　4） 定位精度分析</b></p><p>　　基面10m

72、m的尺寸，是在一次裝夾下完成，其尺寸為自由尺寸，加工要求不是很高。根據(jù)零件圖上的要求，及對端面的垂直度又要求，定位精度與浮動的偏移量為±0.056mm ，故能夠滿足加工要求。</p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　本次課題單曲軸的加工工藝及夾具設(shè)計，作為一名機械設(shè)計與制造專業(yè)的學生，本次課題是對大學所學專業(yè)知識的最好檢驗。又對任何制

73、造業(yè)來說，制造工藝的基本要求主要是兩個方面：一是質(zhì)量要達到產(chǎn)品的設(shè)計要求；二是生產(chǎn)時消耗的物質(zhì)和勞動量最少。在達到這兩項要求的情況下，才能使產(chǎn)品的質(zhì)量可靠，企業(yè)的經(jīng)濟效益好。對大量生產(chǎn)的生產(chǎn)制造業(yè)來說，這兩個基本要求尤為重要。在好的產(chǎn)品設(shè)計的前提下，零部件的質(zhì)量和可靠性就取決于工藝工作的好壞。當然，目前國際上還有更加先進的曲軸加工工藝和機床設(shè)備，只鉆一對質(zhì)量中心孔，類似這樣的新技術(shù)，目前國內(nèi)汽車發(fā)動機曲軸的加工還處于研究階段，從經(jīng)濟效益

74、和加工難度上考慮這是顯而易見的。但是對于新技術(shù)、新工藝的追求是不會止步的，這就需要我們當代的青年和科技工作者的不斷努力。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]楊可楨 程光蘊.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2007</p><p>　　[2]周光萬.機械制造工藝學[M].成都：西南交通大學出版社，2

75、007</p><p>　　[3]張伯奮 鄭飛.理論力學[M].成都：重慶大學出版社，2002 </p><p>　　[4]白云 周蓓蓓.計算機輔助設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，2002</p><p>　　[5]吳宗澤.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊[M].北京：高等教育出版社,1999. </p><p>　　[6]鄧文英.金屬工藝學 下冊[M

76、].北京：高等教育出版社，2002.</p><p>　　[7]鄧文英.金屬工藝學 上冊[M].北京：高等教育出版社，2002. </p><p>　　[8]龔桂義.機械設(shè)計課程設(shè)計指導書[M].北京：高等教育出版社，2000.</p><p>　　[9]吳宗澤.機械設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[10]

77、吳克堅 于曉紅 錢瑞明.機械設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，2003 </p><p>　　[11]張普禮 楊琳.機械加工設(shè)備[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007</p><p>　　[12]程耀東.機械制造學[M].北京：中央廣播電視大學出版社，1994</p><p>　　[13]李哲.機械精度設(shè)計與檢測基礎(chǔ)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2009 &

78、lt;/p><p>　　[14]單輝祖.材料力學[M].北京：高等教育出版社，2002 </p><p>　　[15]朱派龍.機械制造工藝裝備[M].西安：西安電子科技大學出版社，2006</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　我本次的畢業(yè)設(shè)計，得到了zz老師的親切關(guān)懷和精心指導，使得本設(shè)計得以順

79、利完成，飽含著老師的汗水和心血。感謝我的指導老師張老師，在整個過程中他給了我很大的幫助。他嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。老師淵博的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，精益求精的工作作風，誨人不倦的高尚師德，嚴以律己、寬以待人的崇高風范，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠。不僅使我掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。同時感謝所有任課老師三年來對