機械設計制造及其自動化畢業(yè)設計-汽車曲軸的工藝編制及夾具設計

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　汽車曲軸的工藝編制及夾具設計</p><p><b>　　誠信聲明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導教師的指導下獨

2、立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻中列出。</p><p>　　學位論文作者簽名： </p><p>　　日期： 年 月 日</p><p><b>　　畢業(yè)設計任務書</b></p><p>　　設計題目： 曲軸的工藝編制及夾具設計</p><p>　　1．

3、設計的主要任務及目標</p><p>　　主要工作有：擬定零件機械加工工藝過程；填寫機械加工工藝過程卡片、機械加工工序卡片等工藝卡片；設計指定的專用夾具，繪制裝配總圖和主要零件圖。</p><p>　　2．設計的基本要求和內容</p><p>　　加工工藝規(guī)程的制定，制作機械加工工藝過程卡片，機械加工工序卡片。根據(jù)某道工序要求，繪制夾具總圖和主要零件圖，編寫設計使用

4、說明書。</p><p><b>　　3．主要參考文獻</b></p><p>　　【1】徐嘉元，曾家駒主編《機械制造工藝學》機械工業(yè)出版社　97.8</p><p>　　【2】趙家齊：《機械制造工藝學課程設計指導書》，機工版</p><p>　　【3】李益民主編：《機械制造工藝設計簡明手冊》，機工版，2005年7月第一

5、版</p><p>　　【4】肖繼德主編《機床夾具設計》機工版 江南學院</p><p>　　【5】東北重型機械學院主編《機床夾具設計手冊》上海科學技術出版社　80.1</p><p>　　【6】《機械制造技術基礎》、《機床夾具設計》</p><p><b>　　4．進度安排</b></p><p&g

6、t;　　汽車曲軸的工藝編制及夾具設計</p><p><b>　　摘要：</b></p><p>　　本設計是根據(jù)被加工曲軸的技術要求，進行機械工藝規(guī)程的設計，然后運用夾具設計基本原理和方法，擬定夾具設計方案，完成夾具結構設計。主要工作有：對零件進行結構分析及工藝分析；確定毛坯種類及制造方法；擬定零件機械加工工藝過程，確定各工序的加工余量與工序尺寸，切削用量與工時定額

7、；填寫機械加工工藝過程卡片、機械加工工序卡片等工藝卡片；設計專用夾具，繪制裝配總圖和主要零件圖。</p><p>　　本次設計主要是為了提高曲軸零件的生產效率，以及加工精度。因此，制定工藝路線時嚴格按照基準先行，先主后次，先粗后精，先面后孔的工藝設計準則。先加工出基準，再用精基準定位加工其它工序。</p><p>　　通過本次設計我查閱了許多書籍和行業(yè)資料，了解到行業(yè)的發(fā)展進程和部分先進技

8、術，擴展了我的專業(yè)視野，為將來的學習生活都有著重要的影響。</p><p>　　關鍵詞：加工工藝，曲軸，夾具</p><p>　　Automobile crankshaft machining process and fixture design</p><p>　　Abstract:</p><p&

9、gt;　　This design is on the basis of technical requirement of the crankshaft to design the technological procedure. And then use the fundamental and method of the fixture design to fix the fixture design program，and compl

10、ete the structural of the fixture. The main work is: Understand the characteristic of structure and technical requirement; We will analyze the structure and craft of the crankshaft; Fix the type and manufacturing method

11、of the roughcast; Fix the processing technic of the crank shift, </p><p>　　This design is in order to improve the crankshaft parts production efficiency, and the machining accuracy. Therefore, when drawing u

12、p the process we strict accordance with the design criteria that benchmark first, main first then secondary, rough first then essence, surface first ，hole after . First, work out benchmark, again with pure reference posi

13、tioning processing other processes.</p><p>　　According to this design I looked through many books and industry information, understand some of the industry development process and advanced technologies, and

14、also expanded my professional field. It has important influence on my future study and life.</p><p>　　KEYWORDS: Processing craft，Crankshaft ，F(xiàn)ixture</p><p><b>　　目 錄</b></p>

15、<p><b>　　1 前言1</b></p><p>　　1.1設計的主要內容1</p><p>　　1.2國內外的研究現(xiàn)狀1</p><p><b>　　2零件分析4</b></p><p>　　2.1零件的作用4</p><p>　　2.2曲軸工藝分

16、析4</p><p><b>　　3工藝規(guī)程設計5</b></p><p>　　3.1計算生產綱領，確定生產類型5</p><p>　　3.2審查零件圖樣工藝性5</p><p>　　3.3確定毛坯的材料和制造形式5</p><p>　　3.4基準面的選擇6</p>&l

17、t;p>　　3.4.1粗基準的選擇6</p><p>　　3.4.2精基準的選擇6</p><p>　　3.5加工階段的劃分與工序順序的安排6</p><p>　　3.5.1.加工階段的劃分6</p><p>　　3.5.2.工序安排7</p><p>　　3.6制定工藝路線7</p>

18、<p>　　3.6.1工藝路線方案一8</p><p>　　3.6.2.工藝路線方案二9</p><p>　　3.6.3工藝方案的比較與分析10</p><p>　　3.7機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定10</p><p>　　3.7.1確定加工余量11</p><p>　　3.7.2確定工

19、序尺寸及其公差11</p><p>　　3.7.3加工余量計算11</p><p>　　3.8確定主要工序的切削用量及基本工時15</p><p>　　3.9重要工序的工時確定16</p><p>　　4專用夾具設計26</p><p>　　4.1夾具設計分析26</p><p>　

20、　4.2斜油孔定位誤差的計算26</p><p><b>　　5結論27</b></p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　制造業(yè)生產的是具有直接使用價值的產品，而這些產品與社會的生產活動和人民生活息息相關。當今制造業(yè)不僅是科學發(fā)展和技術發(fā)明轉換為現(xiàn)實規(guī)模生產力的關鍵環(huán)節(jié)，并已成為為人類提供生活

21、所需物質財富和精神財富的重要基礎。良好的居住環(huán)境，充分的能源供給，便捷的交通和通信設施，豐富多彩的應刷出版、廣播影視和網(wǎng)絡媒體，優(yōu)良的醫(yī)療保健手段，可靠的國家和社會安全以及抵抗自然災害的能力等，均需要制造業(yè)的支持。</p><p>　　1.1設計的主要內容</p><p>　　汽車曲軸的工藝編制及夾具設計（生產綱領：大批量生產）。</p><p>　　掌握工業(yè)規(guī)程設

22、計的基本要求，設計工藝規(guī)程內容及步驟，制作機械加工工藝過程卡片，機械加工工序卡片。掌握專用機床夾具設計的基本要求，設計專用機床夾具，掌握夾具設計的程序與內容，繪制夾具總圖和主要零件圖，編寫夾具設計使用說明書。</p><p>　　1.2國內外的研究現(xiàn)狀</p><p>　　伴隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，我國的發(fā)動機曲軸生產得到較大的發(fā)展，總量已具相當?shù)囊?guī)模，無論是設計水平，還是產品品種、質量、生產

23、規(guī)模、生產方式都有很大的發(fā)展。曲軸在發(fā)動機中是承受載荷傳遞動力的重要零部件，也是發(fā)動機五大零部件中最難以保證加工質量的零部件，其性能、水平直接影響整機的性能水平及可靠性。因此，各工業(yè)發(fā)達國家十分重視曲軸的生產，不斷改進其材質及加工手段， 以提高其性能水平，滿足發(fā)動機行業(yè)的需要。近幾年來， 國內曲軸加工發(fā)展十分迅速。尤其是大功率汽車曲軸。先進的加工工藝加工出的曲軸質量好、效率高且穩(wěn)定，伴隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，我國的發(fā)動機曲軸生產得到較大的發(fā)

24、展，總量已具相當?shù)囊?guī)模，無論是設計水平，還是產品品種、質量、生產規(guī)模、生產方式都有很大的發(fā)展。</p><p>　　曲軸是柴油機中關鍵零件之一，其材質大體分為兩類：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構形狀，從而減輕質量，而且機加工余量隨鑄造工藝水平的提高而減小。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。而且球鐵中的內摩擦所耗功比剛大，減小了工作時

25、的扭轉振動的振幅和應力，應力集中也沒有鋼制曲軸的敏感。所以球墨鑄鐵曲軸在國內外得到廣泛采用。</p><p>　　從目前整體水平來看，毛坯的鑄造工藝存在生產效率低，工藝裝備落后，毛坯機械性能還不穩(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量具有普遍意義。①熔煉 國內外一致認為高溫低硫純凈鐵水的獲得是生產高質量產品的關鍵所在。為獲得高溫低硫磷的純凈鐵水，可用沖天爐溶化鐵水，經(jīng)爐外脫硫，然后在

26、感應電爐中升溫并調整成分。②球化處理 ③孕育處理 沖天爐熔化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)，細化石墨具有重要作用。④合金化 適當比例對形成珠光體組織十分有利，質量也能提高，而且銅和鉬還可大大降低球鐵件對壁厚的敏感性。⑤造型工藝 氣流沖擊造型工藝由于粘土造型工藝課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。⑥澆注冷卻工藝采用立澆、立冷，斜澆、斜冷，斜澆、反斜

27、冷三種澆注方式較為理想，其中后一種最好。</p><p>　　目前，國內大部分專業(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，生產效率、自動化程序較低。曲軸的關鍵技術項目仍與國外相差1-2個數(shù)量級。國外的加工工藝大致可歸納為如下幾個特點：①廣泛的采用數(shù)控技術和自動線，生產線一般由幾段獨立的自動化生產單元組成，具有很高的靈活性和適應性。采用龍門式自動上下料，機動滾道傳輸，切削液分粗加工與精加工兩段集中供應和

28、回收處理。②曲軸的主要加工工序基準中心孔，一般采用質量定心加工方式，這樣在靜平衡時，加工量很少。③軸頸的粗加工一般采用數(shù)控銑削或車拉工藝。工序質量科達到國內粗磨后的水平，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。④國外的曲軸軸磨床均采用CNC控制技術，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。⑤油孔的加工采用鼓輪鉆床和自動線，近幾年油孔的加工大已采用鉆孔-修緣-拋光。⑥曲軸拋光采用

29、CNC控制的砂帶拋光機，所有軸頸一次拋光只需20秒，粗糙度可達Ra0.4以下，大大減小了發(fā)動機的磨合期。⑦動平衡一般采用CNC控制的綜合平衡機，測量，修正一次完成。⑧檢驗一般生產線上配備M ARPOSS或H</p><p>　　曲軸熱處理的關鍵技術是表面強化處理，一般均為正火處理，為表面處理做好準備。表面強化處理一般采用感應淬火或氮化工藝，少數(shù)廠家還引用了圓角淬火技術和設備。</p><p&g

30、t;　　球墨鑄鐵曲軸具有諸多優(yōu)點，國內外廣泛采用。但整體水平與國外還有相當差距，出生產規(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和工藝方法是提高我國曲軸制造水平的捷徑。</p><p>　　夾具是工藝裝備的主要組合部分，在機械制造中占有重要地位。夾具對保證產品質量，提高生產率，減輕勞動強度，擴大機床使用范圍，縮短產品試制周期等都具有重要意義。目前，單件、小批量生產正逐漸成為現(xiàn)代機械制造業(yè)新

31、的生產模式。在這種生產模式中，要求加工機床和夾具裝備具有更好的柔性，以縮短生產準備時間，降低生產成本，所以，按單一品種設計專用夾具的方法已不能滿足生產發(fā)展的要求，而組合夾具正式適應這一生產模式的柔性工裝設備。它對縮短工藝裝備的設計，制造周期，以及產品換型后對原有工裝夾具延續(xù)使用起到至關重要的作用。國外為了適應這種生產模式，也把柔性制造系統(tǒng)作為開發(fā)新產品的有效手段，并將其作為機械制造業(yè)的主要發(fā)展。</p><p>

32、　　我國于80年代末開始對組合夾具元件的設計和管理進行了研究和開發(fā)，在總結和吸取我國應用和發(fā)展槽式夾具經(jīng)驗的基礎上，根據(jù)現(xiàn)代機械加工特征及夾具的發(fā)展趨勢，研制了新一代組合夾具系統(tǒng)。此系統(tǒng)發(fā)揮了槽式平移可調性和孔的旋轉可調性的優(yōu)勢，可直接組裝獲得任何直線尺寸和角度尺寸。此系統(tǒng)把大中小三個系列的原件郵寄融為一體，可在一塊多夾具基礎板上，既能組裝單個大工件，又能組裝多個中小零件夾具，有利于裝夾具能夠長期固定在機床工作臺上，山東工業(yè)大學的徐志剛

33、在“廣義隱射原理”的指導下，開發(fā)了支持“top-down”風范的夾具設計軟件自動化系統(tǒng)。吳玉光博士在這個機構領域取得了較大的突破。提出孔氏基礎板組合夾具設計的系統(tǒng)方法。該方法利用連桿機構原理自動確定由直線和圓弧組成定位邊界的零件全部候選定位方案，并提出定位銷轉動支點的概念，進行定位方案的卸裝方便性分析。進一步提出瞬心三角形和同向邊的概念，對工件進行可夾緊分析、確定工件邊界的可夾緊范圍。其理論水平在國內外相關領域開拓了新的局面。</

34、p><p><b>　　2零件分析</b></p><p><b>　　2.1零件的作用</b></p><p>　　曲軸是汽車發(fā)動機的重要零件。它的作用是把活塞的往復直線運動變成旋轉運動，將作用在活塞上的氣體壓力變成扭矩，用來驅動工作機械和汽車發(fā)動機各輔助系統(tǒng)進行工作。</p><p>　　曲軸在工作

35、時承受著不斷變化的壓力、慣性力和它們的力矩作用，因此要求曲軸具有強度高、剛度大、耐磨性好且潤滑性能好，軸頸表面加工尺寸精確。</p><p><b>　　2.2曲軸工藝分析</b></p><p>　　曲軸一般是由自由端、功率輸出端和若干個曲拐組成。曲拐由主軸頸、連桿軸頸和曲柄組成。如所示，該曲軸是整體式曲軸，有四個曲拐；主軸頸和連桿軸頸分布在同一平面內，四個連桿軸頸

36、在主軸頸兩側呈兩兩分布，相互夾角180°。</p><p>　　曲軸的工藝特點是：結構復雜，加工的尺寸精度、形位精度和表面質量要求較高；剛性差，屬于易彎曲變形的異性軸類零件。</p><p>　　曲軸的主要加工表面有：主軸頸、連桿軸頸及法蘭盤端等。除了在零件圖上的技術要求之外還應滿足以下要求：</p><p>　　主軸頸、連桿軸頸本身的精度，即尺寸公關等級

37、IT6，連桿軸頸本身的精度，即尺寸公關等級IT6，表面粗糙度Ra值為1.25～0.63μm。軸頸長度公差等級為IT9～IT10。軸頸的形狀公差，如圓度、圓柱度控制在尺寸公差之半。</p><p>　　位置精度，包括主軸頸與連桿軸頸的平行度：一般為100mm之內不大于0.02mm；曲軸各主軸頸的同軸度：小型高速曲軸為0.025mm，中大型低速曲軸為0.03～0.08mm。</p><p>　

38、　各連桿軸頸的位置度不大于±20′。</p><p><b>　　3工藝規(guī)程設計</b></p><p>　　3.1計算生產綱領，確定生產類型</p><p>　　發(fā)動機的曲軸，該產品年產量Q=100000（臺/年），n=1（件/臺），設其備品率a%為10%，機械加工廢品率β%為1%，現(xiàn)制定該曲軸零件的機械加工工藝規(guī)程。</p&

39、gt;<p>　　年生產綱領： N=Q×N×(1＋α﹪＋β﹪)=111000</p><p>　　曲軸的年產量為111000件，現(xiàn)在已知該產品為中型機械，根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表1.1-2生產類型與生產綱領的關系，可確定其生產類型為大批量生產。</p><p>　　3.2審查零件圖樣工藝性</p><p>　　曲軸零件

40、圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術基本要求齊全。但油封軸頸端軸承孔的內表面粗糙度未給出，一般7級孔的表面粗糙度為即可。第四主軸頸，齒輪軸頸和皮帶輪軸頸的表面粗糙度也未給，一般7級基準要求即可。本零件的各表面加工并不困難。斜油孔傾斜較深，但由于只做儲油孔用，位置精度不需要太高的要求，只要鉆到軸頸的中間靠外就可以了，所以斜油孔的加工也不成問題。</p><p>　　3.3確定毛坯的材料和制造形式</p>

41、;<p>　　曲軸要求較高的剛性和沖擊韌性，其形狀尺寸以軸為主，毛坯形狀較復雜，采用QT800-3。硬度要求HB240-300</p><p>　　大批量生產曲軸可用鍛造，由于生產綱領是大批量生產，是大批量生產故采用鑄鍛。</p><p><b>　　3.4基準面的選擇</b></p><p>　　3.4.1粗基準的選擇</

42、p><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。</p>

43、<p>　　3.4.2精基準的選擇</p><p>　　曲軸和一般的軸類零件相同，最重要的精基準--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><p>　　3.5加工階段的劃分與工序順序的安排

44、</p><p>　　曲軸的主要加工部位是主軸頸和連桿軸頸，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>　　3.5.1.加工階段的劃分</p><p>　　曲軸的機械加工工藝過程大致可分為：加工基準面——粗加工主軸頸和連桿軸頸——加工斜油孔等次要表面——主

45、軸頸和連桿軸頸的熱處理——精加工主軸頸和連桿軸頸——加工鍵槽和兩端孔等——動平衡——光整加工主軸頸和連桿軸頸。</p><p>　　曲軸的主軸頸和連桿軸頸的技術要求都很嚴格，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>　　對于夏利CA4GA1發(fā)動機曲軸進行粗加工時，以中間主軸頸為輔助定位基準，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

46、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>　　3.5.2.工序安排</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。</p><p>　　鉆斜油孔時，用加工過的軸頸定位，可以保證其位置精度。</p><p>　　主軸頸是連桿軸頸的

47、設計基準，所以，主軸頸與連桿軸頸的車削（銑削）和磨削，一般都是先加工主軸頸再加工連桿軸頸。</p><p>　　在精磨主軸頸的過程中，先精磨第三主軸頸，這樣在精磨其他主軸頸、油封軸頸時就可以以第三主軸頸為輔助支撐面，因而可以大大降低曲軸精磨后的彎曲變形。</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，軸頸產生跳動的原因之一是，

48、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，在第五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。</p><p>　　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

49、次數(shù)。為了保證余量均勻、減少變形的影響，在關鍵工序上，如第三主軸頸加工前、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>　　3.6制定工藝路線</b></p><p>　　制定曲

50、軸工藝路線的出發(fā)點，應當使曲軸的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求得到合理保證，在大批量的生產情況下，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率，除此之外，還應當考慮經(jīng)濟因素，以降低生產成本。</p><p>　　3.6.1工藝路線方案一</p><p>　　（1） 車端面中心孔</p><p>　?。?） 粗車第一、五主軸頸</p&g

51、t;<p>　?。?） 半精車第一、五主軸頸</p><p>　　（4） 粗磨第一、五主軸頸</p><p>　?。?） 粗車第二、三、四主軸頸</p><p>　?。?） 半精車第二、三、四主軸頸</p><p>　?。?） 粗磨曲軸第二、三、四主軸頸</p><p>　?。?） 在第一、八曲柄銑定位面

52、</p><p>　?。?） 粗車第一、四連桿軸頸</p><p>　?。?0）半精車第一、四連桿軸頸</p><p>　?。?1）粗車第二、三連桿軸頸</p><p>　?。?2）半精車第二、三連桿軸頸</p><p>　?。?3）粗磨曲軸第一、四連桿軸頸</p><p>　?。?4）粗磨曲軸

53、第二、三連桿軸頸</p><p>　　（15）粗車曲軸法蘭外圓及端面</p><p>　?。?6）半精車曲軸法蘭外圓及端面并倒角</p><p>　?。?7）粗車前端軸及前端鍵槽軸及端面</p><p>　　（18）半精車前端軸及前端鍵槽軸及端面</p><p>　?。?9）粗磨法蘭盤外圓、前端軸及前端鍵槽軸</

54、p><p>　　（20）在曲軸法蘭上鉆、鉸八個螺栓孔</p><p>　?。?1）擴、鉸孔Φ34</p><p>　　（22）在曲軸第一、五主軸頸上和第二三連桿軸頸上鉆四個Φ6斜油孔</p><p><b>　?。?3）電熱淬火</b></p><p>　　（24）精磨曲軸第一、五主軸頸</p&

55、gt;<p>　?。?5）精磨曲軸第二、三、四主軸頸</p><p>　　（26）精磨曲軸法蘭外圓和端面</p><p>　?。?7）精磨曲軸前端軸</p><p>　　（28）精磨四個連桿軸頸</p><p>　?。?9）在曲軸前端銑鍵槽</p><p>　　（30）鉆孔¢10并攻螺紋<

56、/p><p><b>　?。?1）動平衡檢測</b></p><p>　?。?2）去毛刺，吹凈</p><p><b>　?。?3）終檢、入庫</b></p><p>　　3.6.2.工藝路線方案二</p><p><b>　?。?）鍛造毛坯</b><

57、;/p><p><b>　?。?）熱處理</b></p><p>　?。?）粗車兩端面和大端外圓</p><p>　?。?）精車大端面和大端外圓，鉆兩端中心孔</p><p><b>　　（5）粗車三主軸頸</b></p><p>　?。?）校直第三主軸頸</p>

58、<p>　　（7）精車第三主軸頸</p><p>　?。?）粗磨第三主軸頸</p><p>　?。?）粗車第三主軸頸以外的主軸頸、前端鍵槽軸頸、油封軸頸和皮帶輪軸頸</p><p>　?。?0）半精車第三主軸頸以外的主軸頸、前端鍵槽軸頸、油封軸頸和皮帶輪軸頸</p><p>　　（11）校直主軸頸擺差</p><

59、p>　?。?2）粗磨第一主軸頸和前端鍵槽軸</p><p>　?。?3）半精車油封軸頸和皮帶輪軸頸</p><p>　　（14）精車第二、四、五主軸頸、油封軸頸和法蘭</p><p>　?。?5）粗磨第二、四、五主軸頸</p><p>　?。?6）在第一、八曲柄上銑定位面</p><p>　　（17）粗車四個連桿

60、軸頸及過度圓角</p><p>　　（18）半精車四個連桿軸頸過度圓角</p><p><b>　?。?9）清洗</b></p><p>　　（20）中間檢查，檢查各軸頸尺寸是否合格</p><p><b>　　（21）調制處理</b></p><p><b>　　

61、（22）精車大端面</b></p><p>　　（23）鉆孔并車削到合格尺寸</p><p>　?。?4）鏜中心孔Φ14的60度錐面</p><p>　?。?5）鉆一、二和七、八軸頸上兩道斜油孔</p><p>　?。?6）鉆三、四和五、六軸頸上兩道斜油孔</p><p>　?。?7）各油孔口倒角</

62、p><p>　?。?8）去各油孔毛刺、清洗、壓堵、校直</p><p>　?。?9）精磨第三、五主軸頸及其過度圓角</p><p>　　（30）精磨第一主軸頸與前端鍵槽軸頸及其圓角</p><p>　?。?1）精磨油封軸頸和法蘭</p><p>　　（32）精磨二、四主軸頸及其過度圓角</p><p&g

63、t;　?。?3）粗磨四個連桿軸頸</p><p>　?。?4）精磨四個連桿軸頸</p><p>　?。?5）研磨前端鍵槽軸頸</p><p>　?。?6）在皮帶輪軸頸、齒輪軸頸上銑鍵槽</p><p>　?。?7）曲軸動平衡實驗。</p><p><b>　?。?8）去不平衡重</b></p

64、><p><b>　　（39）清洗</b></p><p><b>　?。?0）終驗</b></p><p>　　3.6.3工藝方案的比較與分析</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

65、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，提高生產效率。</p><p>　　因此，經(jīng)過綜合考慮，最終確定曲軸加工工過程采用方案二。</p><p>　　3.7機械加工余量

66、、工序尺寸及毛坯尺寸的確定</p><p>　　選零件材料為QT800-3鋼生產類型為大批量生產，以此為依據(jù)確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。</p><p>　　3.7.1確定加工余量</p><p>　　合理選擇加工余量對零件的加工質量和整個工藝過程的經(jīng)濟性都有很大影響，余量過大，則浪費材料及工時、增加機床和刀具的消耗；余量過小，則不能去掉加工前

67、存在的誤差和缺陷層，影響加工質量，造成廢品。故應在保證加工質量的前提下盡量減少加工余量。確定加工余量有以下三種方法：</p><p>　　（1）分析計算法 通過分析影響加工余量的諸因素并應用理論公式進行計算來確定工序余量；</p><p>　?。?）查表修正法 實際生產中，加工余量常常是按有關工藝手冊和資料結合具有具體情況加以修正確定的；</p><p>　　（3）

68、經(jīng)驗估算法 由一些有經(jīng)驗的工程技術人員或工人根據(jù)經(jīng)驗，采用類比估算法確定加工余量。</p><p>　　3.7.2確定工序尺寸及其公差</p><p>　　零件每一道工序加工規(guī)定達到的尺寸稱為工序尺寸。工序尺寸及其公差的大小不僅受到工序余量的影響，而且與工藝基準的選擇有密切的關系。工序基準或定位基準與設計基準重合時，使用往前推算的方法就能得到其工序尺寸及公差，先確定各工序余量的基本尺寸再由

69、后往前逐個工序推算，即由零件上的設計尺寸開始，由最后一道工序向前工序推算，直到毛坯尺寸，中間各工序尺寸公差等級都按經(jīng)濟精度，按入體原則確定極限偏差，毛坯尺寸公差及偏差按相應的標準確定。在復雜的零件加工中，常常是工藝基準不能直接選作設計基準，而必須經(jīng)過基準換算，將設計尺寸換算成加工工藝所需要的尺寸即工藝尺寸。</p><p>　　3.7.3加工余量計算</p><p>　　主軸頸（Φ60mm

70、）</p><p><b>　?。?）確定加工方案</b></p><p>　　對于基本尺寸60mm，公差為0.019mm,公差等級為IT6，確定加工方案為粗車－半精車－粗磨－精磨。</p><p>　　（2）用查表法確定加工余量</p><p><b>　　查工藝手冊得：</b></p>

71、;<p>　　精磨余量=0.1mm；</p><p>　　粗磨余量=0.30mm；</p><p>　　半精車余量=1.50mm；</p><p>　　粗車余量=2.3mm。</p><p>　　工序總余量為4.2mm。</p><p>　?。?）計算工序尺寸的基本尺寸。精磨以后工序基本尺寸為Φ60mm（

72、設計尺寸），各工序基本尺寸依次為：</p><p>　　粗磨(60＋0.1)mm=60.10mm；</p><p>　　半精車(60.10＋0.3)mm=60.40mm；</p><p>　　粗車(60.40＋1.1)mm=61.50mm；</p><p>　　毛坯(61.50＋2.3)mm=63.80mm。</p><p

73、>　?。?）確定各工序尺寸的公差及基本偏差。查表2.40：</p><p>　　精磨IT6；公差值為0.019mm；</p><p>　　粗磨IT7；公差值為0.030mm；</p><p>　　半精車IT10；公差值為0.20mm；</p><p>　　粗車IT11；公差值為0.74mm；</p><p>　　

74、毛坯CT10；公差值為4mm。</p><p>　　工序尺寸按“入體原則”標注：</p><p><b>　　精磨Φ60mm；</b></p><p>　　粗磨Φ60.1mm；</p><p>　　半精車Φ60.4mm；</p><p>　　粗車Φ61.5mm；</p><p&

75、gt;　　毛坯Φ63.8mm。</p><p>　　步驟基本同上，為了簡明以下用表格列出：</p><p>　　表3.1 主軸頸（Φmm）</p><p>　　表3.2 連桿軸頸（Φ50mm）</p><p>　　表3.3 前端鍵槽軸（Φ32mm）</p><p>　　表3.4 法蘭盤外圓（Φmm）</p>

76、<p>　　表3.5 油封軸頸（Φ48mm）</p><p>　　表3.6 法蘭盤上孔（Φ40mm）</p><p>　　表3.7 法蘭上的六個螺栓孔（Φ12mm）</p><p>　　表3.8 曲軸主軸與連桿軸頸間的四個孔以及皮帶輪中心孔（Φ6mm）</p><p>　　表3.9 斜油孔（Φ8mm）</p>&l

77、t;p>　　表3.10曲軸主軸軸向長（560mm）</p><p>　　3.8確定主要工序的切削用量及基本工時</p><p>　　切削用量主要是指切削速度、經(jīng)給量和切削深度。影響切削用量的因素有：刀具材料、結構形狀以及剛度；被加工零件的材料及其切削性能、零件的形狀和剛度；機床的性能、功率和剛度；加工方法對加工精度及表面粗糙度的要求；對生產率的要求等。</p><

78、p>　　工時定額計算的說明：在一個工序中，實際完成一個零件的加工所需的時間，稱為序單件時間，由以下幾部分組成。直接用于改變生產對象的尺寸、形狀、相對位置、表面狀態(tài)或材料性質等工藝過程消耗的時間稱為基本時間。為實現(xiàn)上述過程所進行的的各種輔助動作所消耗的時間，稱為輔助時間。除了作業(yè)時間（基本時間與輔助時間之和）以外，每道工序的單件時間還包括布置工作地間、休息與生理時間和準備與終結時間。由于</p><p>&l

79、t;b>　　式（3.1）</b></p><p>　　設計中取18%計算；</p><p><b>　　式（3.2）</b></p><p><b>　　設計中取5%計算；</b></p><p><b>　　式（3.3）</b></p><

80、;p><b>　　設計中取3%計算；</b></p><p><b>　　設計中取4%計算；</b></p><p><b>　　式（3.4）</b></p><p>　　所以在以下計算中，僅算就可直接得到與。具體各工序的切削用量及工時定額確定如下：</p><p>　　

81、3.9重要工序的工時確定</p><p>　　工序3：粗車兩端面和大端外圓</p><p>　　工步1：粗車大端面外圓，保證Φ</p><p>　　加工材料—QT800-3，工件尺寸—坯件D=89.4 mm，車削長度l=25.5 mm；加工要求—車削后表面粗糙度為Ra=6.3 μm,車床—CA6140,工件采用三爪卡盤裝夾。</p><p>

82、<b>　　1.刀具的選擇</b></p><p>　　選擇硬質合金鋼端面車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》 表1-2 得選用刀具YG3。表1-1選得刀桿尺寸16 mm × 25 mm,刀片厚度為4.5 mm.</p><p><b>　　2.選擇切削用量</b></p><p>　　1）確定切削深度 由于粗加

83、工余量為2.5mm，可一次走刀完成，故</p><p><b>　　=2.5mm</b></p><p>　　2）確定進給量f 根據(jù)表1-4，在粗車鑄鐵時刀桿尺寸為16×25，3 mm,工件直徑在60～100 mm時</p><p>　　f=0.6～1.2 mm</p><p>　　根據(jù)CA6140車

84、床說明書選擇</p><p><b>　　f=0.6 mm</b></p><p>　　3）確定切削速度 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表3-19查得，</p><p>　　=0.833～1.167 m/s</p><p><b>　　故選擇,</b></p><p&g

85、t;　　=1 m/s=60 m/min</p><p><b>　　3.確定主軸轉速n</b></p><p><b>　　根據(jù)公式</b></p><p><b>　　v=</b></p><p><b>　　故n==213.6</b></p>

86、;<p><b>　　4.計算基本工時</b></p><p>　　L=25.5 mm 故</p><p>　　t=0.16min=9.4s</p><p><b>　　工步2：粗車大端面</b></p><p>　　加工材料—QT800-3，</p>

87、<p>　　工件尺寸—坯件D=89.4mm，車削長度l=3 mm；</p><p>　　加工要求—車削后表面粗糙度為Ra=6.3 μm,</p><p>　　車床—CA6140,工件采用三爪卡盤裝夾。</p><p>　　由于工件毛坯為鍛件，因兩端面都要加工，加工余量為3.5，所以粗加工余量為3mm，精加工余量為0.5 mm。</p><

88、;p><b>　　1.刀具的選擇</b></p><p>　　選擇硬質合金鋼端面車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》 表1-2 得選用刀具YG3。表1-1選得刀桿尺寸16 mm × 25 mm,刀片厚度為4.5 mm.</p><p><b>　　2.選擇切削用量</b></p><p>　　1）.確定切削深度

89、 由于粗加工余量為3 mm，且車端面，可一次走刀完成，故</p><p><b>　　=3mm</b></p><p>　　2）.確定進給量f 根據(jù)表1-4，在粗車鑄鐵時刀桿尺寸為16×25，3 mm,工件直徑在60～100 mm時</p><p>　　f=0.6～1.2 mm</p><p>　

90、　根據(jù)CA6140車床說明書選擇</p><p><b>　　f=0.6 mm</b></p><p>　　3）.確定切削速度 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表3-19查得，</p><p>　　=0.833～1.167 m/s</p><p><b>　　故選擇,</b></p&g

91、t;<p>　　=1 m/s=60 m/min</p><p><b>　　3.確定主軸轉速n</b></p><p><b>　　根據(jù)公式 </b></p><p><b>　　v=</b></p><p><b>　　故n==213.6</b

92、></p><p><b>　　4.計算基本工時</b></p><p>　　D=89.4mm 故 t=0.28min=16.6s</p><p>　　工步 3：粗車小端面</p><p>　　加工材料—QT800-3，</p><p>　　工件尺寸—坯件D=67mm

93、，車削長度l=3mm；</p><p>　　加工要求—車削后表面粗糙度為Ra=6.3 μm,</p><p>　　車床—CA6140,工件采用三爪卡盤裝夾。</p><p>　　由于工件毛坯為鍛件，因兩端面都要加工，加工余量為3.5，所以粗加工余量為3mm，精加工余量為0.5 mm。</p><p><b>　　1.刀具的選擇<

94、;/b></p><p>　　選擇硬質合金鋼端面車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》 表1-2 得選用刀具YG3。表1-1選得刀桿尺寸16 mm × 25 mm,刀片厚度為4.5 mm.</p><p><b>　　2.選擇切削用量</b></p><p>　　1）.確定切削深度 由于粗加工余量為3 mm，且車端面，可一次走刀完

95、成，故</p><p><b>　　=3mm</b></p><p>　　2）.確定進給量f 根據(jù)表1-4，在粗車鑄鐵時刀桿尺寸為16×25，3 mm,工件直徑在60～100 mm時</p><p>　　f=0.6～1.2 mm</p><p>　　根據(jù)CA6140車床說明書選擇</p>

96、<p><b>　　f=0.6 mm</b></p><p>　　3）.確定切削速度 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表3-19查得，</p><p>　　=0.833～1.167 m/s</p><p><b>　　故選擇,</b></p><p>　　=1 m/s=60 m/

97、min</p><p><b>　　3.確定主軸轉速n</b></p><p><b>　　根據(jù)公式</b></p><p><b>　　v=</b></p><p><b>　　故n==285</b></p><p><b&

98、gt;　　4.計算基本工時</b></p><p>　　D=67mm 故t=0.2min=12s</p><p><b>　　工步4：鉆中心孔</b></p><p>　　1.進給量的確定，由表選取=0.2mm/r</p><p>　　2.切削速度的計算，由表選取=12m/min，由公式&l

99、t;/p><p>　　求出318.47r/min。選取n=320r/min，將此轉速帶入公式</p><p>　　求出實際切削速度v=12.057m/min。</p><p><b>　　3.基本時間的計算</b></p><p>　　l=34mm,查表得將上述結果帶入公式</p><p><b

100、>　　式（3.7）</b></p><p>　　求出0.53min=31.8s。輔助時間：=0.18t=5.7s。</p><p>　　由于要鉆兩個端面的中心孔，所以兩端面鉆中心孔的時間相同。</p><p>　　工序4：半精車大端面大端外圓</p><p>　　工步1：半精車大端面</p><p>

101、　　加工材料—QT800-3，</p><p>　　工件尺寸—坯件D=86.9mm，車削長度l=0.5mm；</p><p>　　加工要求—車削后表面粗糙度為Ra=6.3 μm,</p><p>　　車床—CA6140,工件采用三爪卡盤裝夾。</p><p>　　由于工件毛坯為鍛件，因兩端面都要加工，加工余量為3.5，所以粗加工余量為3mm，

102、半精加工余量為0.5 mm。</p><p><b>　　1.刀具的選擇</b></p><p>　　選擇硬質合金鋼端面車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》 表1-2 得選用刀具YG3。表1-1選得刀桿尺寸16 mm × 25 mm,刀片厚度為4.5 mm.</p><p><b>　　2.選擇切削用量</b><

103、/p><p>　　1）.確定切削深度 由于粗加工余量為3 mm，且車端面，可一次走刀完成，故</p><p><b>　　=0.5</b></p><p><b>　　mm</b></p><p>　　2）.確定進給量f 根據(jù)表1-4，在粗車鑄鐵時刀桿尺寸為16×25，3 mm

104、,工件直徑在60～100 mm時</p><p>　　f=0.6～1.2 mm</p><p>　　根據(jù)CA6140車床說明書選擇</p><p><b>　　f=0.6 mm</b></p><p>　　3）.確定切削速度 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表3-19查得，</p><p>

105、;　　=0.833～1.167 m/s</p><p><b>　　故選擇,</b></p><p>　　=1 m/s=60 m/min</p><p>　　3.確定主軸轉速n 根據(jù)公式</p><p><b>　　故</b></p><p>　　n== =21

106、9.8r/min</p><p><b>　　4.計算基本工時</b></p><p><b>　　D=86.9mm</b></p><p><b>　　故 t=0.2s</b></p><p>　　工步2：半精車大端面外圓，保證Φ</p><p>　

107、　加工材料—QT800-3，</p><p>　　工件尺寸—坯件D=86.9 mm，車削長度l=25.5 mm；</p><p>　　加工要求—車削后表面粗糙度為Ra=6.3 μm,</p><p>　　車床—CA6140,工件采用三爪卡盤裝夾。</p><p><b>　　1.刀具的選擇</b></p>

108、<p>　　選擇硬質合金鋼端面車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》 表1-2 得選用刀具YG3。表1-1選得刀桿尺寸16 mm × 25 mm,刀片厚度為4.5 mm.</p><p><b>　　2.選擇切削用量</b></p><p>　　1）.確定切削深度 由于半精加工余量為1.5mm，可一次走刀完成，故</p><p&g

109、t;<b>　　=1.5mm</b></p><p>　　2）.確定進給量f 根據(jù)表1-4，在粗車鑄鐵時刀桿尺寸為16×25，3 mm,工件直徑在60～100 mm時</p><p>　　f=0.6～1.2 mm</p><p>　　根據(jù)CA6140車床說明書選擇</p><p><b>　

110、　f=0.6 mm</b></p><p>　　3）.確定切削速度 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表3-19查得，</p><p>　　=0.833～1.167 m/s</p><p><b>　　故選擇,</b></p><p>　　=1 m/s=60 m/min</p><p

111、>　　3.確定主軸轉速n 根據(jù)公式</p><p>　　故 n== =219.8r/min</p><p><b>　　4.計算基本工時</b></p><p>　　L=25.5 mm 故</p><p>　　t=0.19min=11.6s</p><p>

112、　　工序5：粗車第三主軸，保證Φ</p><p>　　加工材料—QT800-3，</p><p>　　工件尺寸—坯件D=63.8 mm，車削長度l=30 mm；</p><p>　　加工要求—車削后表面粗糙度為Ra=6.3 μm,</p><p>　　車床—CA6140,工件采用三爪卡盤裝夾。</p><p><

113、b>　　1.刀具的選擇</b></p><p>　　選擇硬質合金鋼端面車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》 表1-2 得選用刀具YG3。表1-1選得刀桿尺寸16 mm × 25 mm,刀片厚度為4.5 mm.</p><p><b>　　2.選擇切削用量</b></p><p>　　1）.確定切削深度 由于粗車加工余

114、量為2.3mm，可一次走刀完成，故</p><p><b>　　=2.3mm</b></p><p>　　2）.確定進給量f 根據(jù)表1-4，在粗車鑄鐵時刀桿尺寸為16×25，3 mm,工件直徑在60～100 mm時</p><p>　　f=0.6～1.2 mm</p><p>　　根據(jù)CA6140車床

115、說明書選擇</p><p><b>　　f=0.6 mm</b></p><p>　　3）.確定切削速度 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表3-19查得，</p><p>　　=0.833～1.167 m/s</p><p><b>　　故選擇,</b></p><p&g

116、t;　　=1 m/s=60 m/min</p><p>　　3.確定主軸轉速n 根據(jù)公式</p><p><b>　　故</b></p><p>　　n== =299.3r/min</p><p><b>　　4.計算基本工時</b></p><p>　　L=

117、30mm 故 t=0.16min=10s</p><p>　　工序7：半精車第三主軸，保證Φ</p><p>　　加工材料—QT800-3，</p><p>　　工件尺寸—坯件D=61.5 mm，車削長度l=30 mm；</p><p>　　加工要求—車削后表面粗糙度為Ra=6.3 μm,</p><p&

118、gt;　　車床—CA6140,工件采用三爪卡盤裝夾。</p><p><b>　　1.刀具的選擇</b></p><p>　　選擇硬質合金鋼端面車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》 表1-2 得選用刀具YG3。表1-1選得刀桿尺寸16 mm × 25 mm,刀片厚度為4.5 mm.</p><p><b>　　2.選擇切削用量&l

119、t;/b></p><p>　　1）.確定切削深度 由于粗車加工余量為1.5mm，可一次走刀完成，故</p><p><b>　　=1.5mm</b></p><p>　　2）.確定進給量f 根據(jù)表1-4，在粗車鑄鐵時刀桿尺寸為16×25，3 mm,工件直徑在60～100 mm時</p><p

120、>　　f=0.6～1.2 mm</p><p>　　根據(jù)CA6140車床說明書選擇</p><p><b>　　f=0.6 mm</b></p><p>　　3）.確定切削速度 根據(jù)《機械制造工藝設計手冊》表3-19查得，</p><p>　　=0.833～1.167 m/s</p>&l

121、t;p><b>　　故選擇,</b></p><p>　　=1 m/s=60 m/min</p><p>　　3.確定主軸轉速n 根據(jù)公式</p><p><b>　　故</b></p><p>　　n== =310.5r/min</p><p><

122、b>　　4.計算基本工時</b></p><p>　　L=30mm 故</p><p>　　t=0.16min=9.6s</p><p>　　工序8：粗磨第三主軸頸</p><p>　?。?）確定磨削深度：</p><p>　　由于磨削余量僅為0.3mm，參照《金屬機械加工人員手冊》

123、表14-128，工作臺一次往復行程橫向進給量mm,取為mm,故可在六次行程內完成 = 0.3mm （2-7）</p><p>　?。?）確定進給量 ：</p><p>　　參照《金屬機械加工人員手冊》表14-128，可算得縱向進給量=（0.5~0.8）=（0.5~0.8）16mm=8~12.8mm/r,取=10mm/r。