柴油機曲軸機械加工工藝畢業(yè)設(shè)計.doc

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1、柴油機曲軸機械加工工藝規(guī)程及斜油孔回轉(zhuǎn)鉆模設(shè)計 目 錄 摘要……………………………………………………………………………………4 第一章 緒論…………………………………………………………………………5 1.1 課題的目的及意義…………………………………………………………5 1.2 設(shè)計要求……………………………………………………………………5 第二章 工藝規(guī)程設(shè)計………………………………………………………………7 2.1計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)批量…………………………………………… 7

2、 2.2選擇毛坯…………………………………………………………………… 7 2.3工藝規(guī)程設(shè)計……………………………………………………………… 7 2.3.1定位基準(zhǔn)的選擇………………………………………………………7 2.3.2零件表面加工方法

3、的選擇……………………………………………8 2.3.3制定工藝路線…………………………………………………………8 2.4確定機械加工余量和毛坯的選擇…………………………………………16 2.4.1機械加工余量的確定……………………………………………… 16 2.4.2工序尺寸的確定………………

4、…………………………………… 16 2.4.3刀具的選擇………………………………………………………… 17 2.4.4量具的選擇………………………………………………………… 18 2.4.5毛坯尺寸的確定…………………………………………………… 19

5、 2.5確定切削用量及基本工時…………………………………………………19 2.6切削液的選擇………………………………………………………………26 第三章 夾具設(shè)計………………………………………………………………… 28 3.1 問題的提出……………………………………………………………… 28 3.2 夾具設(shè)計………………………………………………………………… 28

6、 3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇…………………………………………………… 28 3.2.2切削力及夾緊力計算……………………………………………… 28 3.2.3定位誤差分析……………………………………………………… 29 3.2.4夾具設(shè)計及操作的簡單說明……………………………………… 29

7、 第六章 總結(jié)…………………………………………………………………………32 參考文獻…………………………………………………………………………… 33 致謝………………………………………………………………………………… 34 摘要 曲軸是汽車發(fā)動機的關(guān)鍵零件之一，起質(zhì)量好壞直接影響到汽車發(fā)動機的質(zhì)量和使用壽命。曲軸在發(fā)動機中承擔(dān)最大負荷和全部功率，承受著強大的不同方向的彎矩和扭矩，同時受著長時間高速運轉(zhuǎn)的磨損，因此要求曲軸材質(zhì)有較高的剛性、疲

8、勞強度和耐磨性能。發(fā)動機的曲軸作用是將活塞的往復(fù)直線運動通過連桿轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動，從而實現(xiàn)發(fā)動機從化學(xué)能轉(zhuǎn)換為機械能的輸出。本次設(shè)計分析了曲軸的工藝性，對曲軸從毛坯到成品進行了詳細的工藝規(guī)程設(shè)計,并對其加工要求設(shè)計了曲軸夾具。該夾具和分度裝置連接，能回轉(zhuǎn)1800。其最大的特點是能在一個夾具上加工多個不同方向和位置的孔，大大地節(jié)約了加工時間，提高了對孔加工的效率，對類似的多孔加工有很好的借鑒作用。采用叉形偏心凸輪夾緊，不僅節(jié)省能源，還很靈活，而且能方便地自鎖。這種裝置具有定位精度高、夾緊可靠及操作方便等優(yōu)點。 關(guān)鍵詞：曲軸，分度裝置，回轉(zhuǎn)式鉆模，工藝規(guī)程設(shè)計，叉形偏心凸輪 Abstract

9、 Analysis of the process of the crankshaft, the crankshaft from the rough to the finished product in detail the design of a point of order, and the processing requirements of the design of the crankshaft fixture. The points of the fixture and connect to Rotary 1800. Its greatest feature is a fixture

10、 in processing a number of different directions on the location of the hole and, significantly saving processing time and increase the efficiency of the processing hole, similar to the porous processing a very good reference. Chaxing eccentric cam clamp used not only save energy, is very flexible an

11、d can easily self-locking. This device has a high positioning accuracy, reliable and easy to operate clamping advantages。 Keywords：crankshaft，round drilling fixture, Design of a point of order， Chaxing eccentric cam 第一章 緒論 1.1 課題的目的及意義 通過全面復(fù)習(xí)、鞏固機械制造工藝學(xué)、機械制造裝備設(shè)計以及相關(guān)課程的基本知識，并運用所學(xué)知識解決實際設(shè)計

12、問題，完成了畢業(yè)設(shè)計。同時提高了分析問題、解決問題的能力，進一步加強了機械制圖的能力。掌握各種手冊、文獻資料在工藝工裝設(shè)計中的運用。查閱各種國標(biāo)，提高了對標(biāo)準(zhǔn)件的認識。通過文獻檢索、英文翻譯，提高運用計算機和英語的能力，提高綜合素質(zhì)。 我國制造業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r大致可分為三大階段：第一階段為建國初到1978年的改革開放，這是我國制造業(yè)形成比較獨立完整體系的時期；第二階段是改革開放到上世紀(jì)90年代初，是我國制造業(yè)中以輕紡工業(yè)為代表的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展期，帶有比較明顯的粗放性和文革后恢復(fù)性發(fā)展的色彩，這一階段制造業(yè)的發(fā)展使我國基本上告別了工業(yè)產(chǎn)品短缺的時代；第三階段自90年代初開始，我國制造業(yè)在開放和

13、競爭的環(huán)境中進入了結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)提升的新時期，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)比重明顯上升。 機械工業(yè)作為國民經(jīng)濟的重要裝備部門，對加速我國產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級具有關(guān)鍵意義。加入世貿(mào)組織后的過渡期內(nèi)，是機械工業(yè)加緊進行體制改革和戰(zhàn)略性重組，盡快增強抗風(fēng)險能力和市場競爭力的關(guān)鍵時期。國務(wù)院發(fā)展研究中心宏觀經(jīng)濟研究部部長盧中原在論及這一問題時提出，我國機械工業(yè)應(yīng)當(dāng)以治散、治弱為重點，推進戰(zhàn)略性重組，使企業(yè)經(jīng)營機制、經(jīng)濟規(guī)模、產(chǎn)品質(zhì)量檔次、生產(chǎn)技術(shù)水平盡快適應(yīng)“入世”后市場競爭的新格局?！叭胧馈笔箼C械工業(yè)的總體競爭力面臨挑戰(zhàn) 作為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)理論專家，盧中原認為，對機械工業(yè)而言，“入世”會在優(yōu)化市場環(huán)境、促進產(chǎn)業(yè)升級、提高出口競

14、爭力等方面產(chǎn)生積極影響；但鑒于機械工業(yè)存在著突出的"散、亂、低、弱"問題，總體競爭力不強，所以面臨的沖擊會比其他工業(yè)部門更大，持續(xù)時間更長。 機械制造中廣泛采用能迅速把工件固定在準(zhǔn)確位置或同時能確定加工刀具位置的一種輔助裝置，這種裝置統(tǒng)稱夾具?？墒构に囘^程中保證工序質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率、減輕工人勞動強度及工作安全。隨著產(chǎn)品要求越來越高和產(chǎn)品更新越來越快，這樣夾具廣泛用于機械加工，夾具在制造過程中占有越來越重要的地位。對夾具的要求也會提高，專用夾具、成組夾具、組合夾具和隨行夾具都朝著柔性化、自動化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和高效化方向發(fā)展以滿足加工要求。 1.2設(shè)計要求： 1.了解零件的主要功用并根據(jù)

15、簡圖畫出詳細零件圖； 2．按照年生產(chǎn)量為5000件的要求對其進行結(jié)構(gòu)分析后擬定其加工路線及詳細工藝規(guī)程，確定各工序尺寸、工序加工余量、加工工時等； 3．確定1~2道典型工序的切削用量、時間定額，校核功率； 4. 對零件的加工進行工藝分析，設(shè)計搖臂鉆回轉(zhuǎn)式鉆模一套，繪制夾具裝配總圖和夾具零件圖； 5．撰寫設(shè)計說明書壹份，字符數(shù)不少于1.5萬個，并有中英文摘要及關(guān)鍵詞。 6．圖紙工作量不少于3張A0幅面。 7．翻譯本專業(yè)外文資料: Bernd Kopacek，Peter Kopacek。Intelligent Disassembly of Electronic Equipmen

16、t [J]. 第二章 工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 零件圖所示為曲軸零件，根據(jù)年生產(chǎn)量5000件，現(xiàn)知道該零件為中型機械，查文獻[4]表1.1-2生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系，可確定其生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。 2.2 選擇毛坯 曲軸承受著周期性不斷變化的燃氣沖擊力、往復(fù)運動的慣性力、旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的離心力等復(fù)雜的交變載荷，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)、橫向與縱向振動，承受拉、壓、彎和磨損，所以對曲軸的要求是：有足夠的強度、剛性和耐磨性。故該零件的材料可選QT700-2，采用鑄造，用金屬模造型。此外鑄造后應(yīng)安排正火處理，消除殘余

17、應(yīng)力，改善毛坯機械加工性能。 2.3 工藝過程設(shè)計 在確定零件加工的工藝規(guī)程過程中，選擇正確的粗、精基準(zhǔn)是非常重要的。因而選擇粗基準(zhǔn)的原則和精基準(zhǔn)的原則是不容忽視的。 2.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 (1) 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇原則： ①．如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面的位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。 ②．如果必須保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作為粗基準(zhǔn)。 ③．如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作為粗基準(zhǔn)。 ④．選作粗基準(zhǔn)的

18、表面應(yīng)該平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。 ⑤．粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。 根據(jù)以上原則，選主三軸及法蘭外圓為粗基準(zhǔn)。 (2) 精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇原則： ①．用設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，實現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。 ②．當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時，應(yīng)盡量可能采用此組精基準(zhǔn)定位，實現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。 ③．當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。 ④

19、．為獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，可遵循“互為基準(zhǔn)”、反復(fù)加工的原則。 ⑤．有多種方案可供選擇時應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準(zhǔn)。 加工曲軸的主軸頸以及與主軸頸同旋轉(zhuǎn)軸心線的其它配合部分，采用輔助精基準(zhǔn)－頂針孔。具體各工序基準(zhǔn)參見工序卡。 2.3.2 零件表面加工方法的選擇 本零件的加工表面有：圓外面，油孔，端面等。材料為QT700-2。零件加工表面、形位精度要求和加工方法如下： 1)．75.75mm，主軸頸，精度為IT9級，同軸度為 0.08，端面圓跳動為0.08，表面粗糙度為0.4，采用車，磨。 2)．64.2mm，連軸，精度為IT11級

20、，同軸度為 0.25，端面圓跳動為0.08，表面粗糙度0.4，采用車，磨。 3)．大小頭及其端面，表面粗糙度為12.5，采用車，磨。 4)．法蘭外圓面，表面粗糙度為0.4，采用車，磨。 5)．30外圓，表面粗糙度為0.4，采用車，磨。 6)．50外圓面，表面粗糙度為0.4，采用車，磨。 7)．法蘭端面，表面粗糙度為1.6，采用銑 8)．鉆5的斜油孔，表面粗糙度為12.5，采用鉆，鉸。 9)．各軸肩，表面粗糙度為0.8，采用車，磨。 10)．30端面，表面粗糙度為1.6，采用銑。 11)．銑鍵槽，表面粗糙度為1.6，采用銑。 2.3.3 制定工藝路線 本體的加工工藝路線一

21、般遵循先面后孔，先主要表面后次要表面，先加工基準(zhǔn)面及粗精分開的原則。由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為大量生產(chǎn)，所以盡量使用通用機床及專用夾具，量具，并考慮工序集中 1）制訂工藝路線 方案一： 表1 工藝路線 序號 工序內(nèi)容 005 鑄造毛坯 010 正火 015 銑端面 020 劃線，打中心孔 025 粗車法蘭外圓 030 粗車主三軸 035 半精車法蘭外圓 040 半精車主三軸 045 粗磨主三軸 050 車主頸及大小頭 055 粗磨主頸及小頭 060 精車大頭 065 車小頭平端面 070 鉆大頭孔 075 銑定位面 080 粗

22、車1，4連桿 085 粗車2，3連桿 090 半精車1，4連桿 095 半精車2，3連桿 100 粗磨連頸 105 半精磨小頭 110 鉆直油孔 115 鉆斜油孔 120 精磨主頸 125 精磨法蘭 130 精磨連頸 135 探傷及退磁 140 氮化前拋光 145 檢驗，校直，氮化 150 修中心孔，倒角 155 精磨小頭 160 精車軸承孔 165 鉆法蘭孔 170 銑鍵槽 175 去毛刺 180 孔口拋光 185 動平衡及去重 190 氮化后拋光 195 檢驗 方案二：

23、 表2 工藝路線 序號 工序內(nèi)容 005 鑄造毛坯 010 正火 015 銑端面 020 劃線，打中心孔 025 粗車法蘭外圓 030 粗車主三軸 035 半精車法蘭外圓 040 半精車主三軸 045 粗磨主三軸 050 車主頸及大小頭 055 粗磨主頸及小頭 060 車小頭平端面 065 精車大頭 070 鉆大頭孔 075 銑定位面 080 粗車1，4連桿 085 粗車2，3連桿 090 半精車1，4連桿 095 半精車2，3連桿 100 粗磨連頸 105 半精磨小頭 110 鉆直

24、油孔 115 鉆斜油孔 120 精磨主頸 125 精磨法蘭 130 精磨連頸 135 探傷及退磁 140 氮化前拋光 145 檢驗，校直，氮化 150 修中心孔，倒角 155 精磨小頭 160 精車軸承孔 165 鉆法蘭孔 170 銑鍵槽 175 去毛刺 180 孔口拋光 185 動平衡及去重 190 氮化后拋光 195 檢驗 上述兩個工藝方案的特點在于：方案二將工序060和065位置調(diào)換，由于055號工序是粗磨主頸及小頭，接著加工大頭便于用以加工的小頭外圓面定位，以提高加工精度，再車小頭時又可以以加工的大頭定位，故所以

25、選方案一。另外，由于曲軸屬精度要求比較高的零件，加工相對來說比較繁瑣，這是其精度要求高所決定的。 2)確定裝夾基準(zhǔn)和機床 ①銑端面 表4 工序名稱 裝夾基準(zhǔn) 定位原理 機床 銑 75.75主三軸及其軸肩、75.75法蘭外圓 75主三軸： 軸肩： 75.75法蘭外圓： X51 ②主三軸75.75h8 表5 工序名稱 裝夾基準(zhǔn) 定位原理 機床 `粗車 法蘭外圓面， 法蘭端面， 法蘭端面： 法蘭外圓面： C620—1 半精車 法蘭外圓面， 法蘭端面 法蘭端面： 法蘭外圓面： C620—1 粗磨 法蘭外圓面， 法蘭

26、端面 法蘭端面： 法蘭外圓面： M114W 精磨 法蘭外圓面， 法蘭端面 法蘭端面： 法蘭外圓面： M114W 精磨 法蘭外圓面， 法蘭端面 法蘭端面： 法蘭外圓面： M114W ③主軸頸 75.75h8 表6 工序名稱 裝夾基準(zhǔn) 定位原理 機床 粗車 主三軸， 法蘭端面及外圓面， 法蘭端面： 法蘭外圓面： 主三軸： C620—1 半精車 主三軸， 法蘭端面及外圓面 法蘭端面： 法蘭外圓面： 主三軸： C620—1 粗磨 主三軸， 法蘭端面及外圓面 法蘭端面： 法蘭外圓面： 主三軸： M1

27、14W 精磨 主三軸， 法蘭端面及外圓面 法蘭端面： 法蘭外圓面： 主三軸： M114W ④法蘭外圓75.75h11 表7 工序名稱 裝夾基準(zhǔn) 定位原理 機床 粗車 法蘭端面，主三軸 主三軸： 法蘭端面： C620—1 半精車 主三軸，法蘭端面 主三軸：， 法蘭端面： C620—1 精磨 主三軸，法蘭端面 主三軸：， 法蘭端面： M114W ⑤斜油孔5mm 表8 工序名稱 裝夾基準(zhǔn) 定位原理 機床 鉆 主5頸，主1頸及其軸肩，連頸外圓面 主5頸： 主1頸： 軸肩： 連頸外圓面： Z35 ⑥銑

28、鍵槽 表9 工序名稱 裝夾基準(zhǔn) 定位原理 機床 銑 主5頸，主1頸及其軸肩，連頸外圓面 主5頸： 主1頸： 軸肩： 連頸外圓面： X51 ⑦1，4連頸64.2H11 表10 工序名稱 裝夾基準(zhǔn) 定位原理 機床 粗車 專用夾具 主一軸： 軸肩： 主五軸： C620—1 半精車 專用夾具 法蘭外圓： 法蘭端面： C620—1 粗磨 專用夾具 主一軸： 軸肩： 主五軸： M114W 精磨 專用夾具 法蘭外圓： 法蘭端面： M114W 精磨 專用夾具 法蘭外圓：

29、法蘭端面： M114W ⑧2，3連頸64.2H11 表11 工序名稱 裝夾基準(zhǔn) 定位原理 機床 車 專用夾具 主二軸： 軸肩： 主四軸： C620—1 粗磨 專用夾具 主二軸： 軸肩： 主四軸： M114W 精磨 專用夾具 法蘭外圓： 法蘭端面： M114W 2.4確定機械加工余量和毛坯尺寸 2.4.1機械加工余量的確定 查參考文獻[4]表2.2-3，鑄造方法為金屬型的球墨鑄鐵的尺寸公差等級為7—9級，現(xiàn)取8級精度 查參考文獻[4]表2.2-5，金屬型的灰鑄鐵的加工余量等級為F 查參考文獻[4]表2.2-

30、4得如下結(jié)果： 1）加工主三軸 加工圓面到加工基準(zhǔn)的尺寸為37.87，其加工余量為1.5mm 2）加工連頸 加工圓面到加工基準(zhǔn)的尺寸為32.1，其加工余量為1.5mm 3）加工孔 其加工余量為2.5mm 4）加工端面 其加工余量為4.0mm 2.4.2工序尺寸及毛坯尺寸的確定 曲軸的材料為QT700-2，硬度為255HBS，毛坯重量約為10Kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，用金屬模鑄造毛坯。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： ①銑端面 工序名稱 加工余量（mm） 銑

31、 2.5 ②主三軸75.75h8 工序名稱 加工余量（mm） 粗車 2.6 半精車 1.1 粗磨 0.3 精磨 0.125 ③主軸頸 75.75h8 工序名稱 加工后尺寸（mm） 粗車 2.6 半精車 1.1 粗磨

32、 0.3 精磨 0.125 ④法蘭外圓99.8 工序名稱 加工后尺寸（mm） 粗車 2.9 半精車 1.1 精磨 0.1 ⑤ 5mm斜油孔 工序名稱 加工后尺寸（mm） 鉆 5 ⑥1，4連頸64.2H11 工序名稱

33、 加工后尺寸（mm） 粗車 2.4 半精車 1.1 粗磨 0.3 精磨 0.1 ⑦2，3連頸64.2H11 工序名稱 加工后尺寸（mm） 粗車 2.4 半精車 1.1 粗磨 0.3 精磨

34、 0.1 2.4.3刀具的選擇 （1）孔加工刀具的選擇 a）.鉆 查參考文獻[4]表3.1-6， GB10946-89 加工孔 刀具名稱 直徑d（mm） 5 硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆 5 8 硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆 8 b）.中心鉆 查參考文獻[4]表3.1-4， GB6078-85 加工孔 刀具名稱 直徑d

35、（mm） 6.3 A型不帶護錐的中心鉆 6.3 （2）端面加工刀具 加工端面，查參考文獻[4]表3.1-37，GB1129-85，選鑲齒套式面銑刀， 大徑d= 80mm。 （3）外圓面加工刀具選擇 加工外圓面 查參考文獻[10] 粗車時刀具采用YT5硬質(zhì)合金，刀桿尺寸為BH=16mm25mm.刀片的厚度為4.5mm. 半精車時刀具采用YT15硬質(zhì)合金, 刀桿尺寸為BH=16mm25mm.刀片的厚度為4.5mm 精車時刀具采用YT30硬質(zhì)合金，刀桿尺寸為BH=16mm25mm.刀片的

36、厚度為4.5mm. 2.4.4量具的選擇 查查參考文獻[4]表5.2-1，孔d≤50選椎柄圓柱塞規(guī)，d＞50選三牙鎖緊式塞規(guī)，平面，外圓面測量選游標(biāo)卡尺。 表12 量具的選擇 基本尺寸D L 5(鉆 5孔) 74 8(鉆 8孔) 87 2.4.5毛坯尺寸的確定及其加工余量 表13 毛坯尺寸 零件尺寸（mm） 單邊加工余量（mm） 鑄造尺寸（mm） 主軸頸75.75 2.6 84 連軸頸64.2 2.4 72 法蘭外圓99.8 2.9 108 曲軸長646 2.5 651 2.5確定切削用量及基本工時 （1）主三軸75.7

37、5，主軸頸 75.75的粗車車削用量與基本工時的確定 機床為為C620—1臥式車床，所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀，選刀桿尺寸BH=16mm25mm，刀片的厚度為4.5。查參考文獻[10]表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒菱形前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角刀尖圓弧半徑mm。 確定切削深度 確定進給量f，根據(jù)參考文獻[10]，在粗車鋼料，刀桿尺寸為16mm25mm，，工件直徑為60~100mm時， 按C620—1機床的進給量參考文獻[4]表4.2—9選擇： 確定的切削進給量尚需滿足機床進給強度的要求，故需進行校驗。根據(jù)參考文獻[10]表1.30，C620—1機床進

38、給機構(gòu)允許的進給力。根據(jù)參考文獻[10]表1.21，當(dāng)鋼料，，，，時，進給力，的修正系數(shù)為，，（參考文獻[10]表1.29—2） 故實際進給力為。由于切削時的進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選的可用。 選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度，根據(jù)參考文獻[10]表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車刀耐用度 確定切削速度v 切削速度v可根據(jù)公式計算，也可直接由表中直接查出?，F(xiàn)在采用查表法確定切削速度。 根據(jù)參考文獻[10]表1.10，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車刀加工鋼料，，，切削速度。 查參考文獻[10]表1.28，切削速度的修正系數(shù)為，，，，，故 按C620—1機

39、床的轉(zhuǎn)速參考文獻[4]表4.2—8選擇 則實際切削速度 效驗機床功率，由參考文獻[10]表1.24，當(dāng)，，，，時， 切削功率的修正系數(shù)，（參考文獻[10]表1.28）故實際切削時的功率為 根據(jù)參考文獻[10]表1.30，當(dāng)時，機床主軸允許功率。 由于，故所選的切削用量可在C620—1上進行。最后的車削用量為： ，，， 基本工時如下： 粗車75.75主三軸的基本時間，根據(jù)參考文獻[4]表6.2—1，車外圓的基本時間為： 其中：,，，， 粗車75.75主軸

40、頸的基本時間： 其中： 由以上計算過程同理可算得粗車連頸64.2，法蘭外圓99.8的加工工時如下：粗車連頸64.2的加工工時： 粗車法蘭外圓99.8的加工工時： 2）主三軸75.75，主軸頸 75.75的半精車車車削用量與基本工時的確定 半精車外圓所選機床與粗車時一樣，為C620—1，所選用的刀具為YT15硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。其余的參數(shù)與粗車時相同 切削深度 確定進給量，查參考文獻[10]表1.6及參考文獻[4]表4.2—9選擇 選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度

41、 根據(jù)參考文獻[10]表1.9，選擇車刀后刀面最大磨損量為0.6mm，耐用度 確定切削速度，根據(jù)參考文獻[10]表1.10，可知切削速度 查參考文獻[10]表1.28，切削速度的修正系數(shù)為，，，，，故 因此得： 按C620—1機床的轉(zhuǎn)速，選擇 則實際切削速度： 最后的各項數(shù)據(jù)為：， 半精車主三軸75.75的加工工時： 其中：,，，，

42、 半精車主軸頸 75.75的加工工時： 半精車連頸64.2的加工工時： 半精車法蘭外圓99.8的加工工時： 3）主三軸75.75，主軸頸 75.75，連頸64.2及法蘭外圓99.8粗磨的切削用量與基本工時的確定 查參考文獻[4]表4.2—29及表6.2—8 選擇機床為：M114W， 其余數(shù)據(jù)為：，，，，， 粗磨主三軸75.75的加工工時： 粗磨主軸頸 75.75的加工工時

43、： 粗磨連頸64.2的加工工時： 粗磨法蘭外圓99.8的加工工時： 4）主三軸75.75，主軸頸 75.75，連頸64.2及法蘭外圓99.8精磨的切削用量與基本工時的確定 查參考文獻[4]表4.2—29及表6.2—8 選擇機床還為：M114W， 其余數(shù)據(jù)為：，，，， 精磨主三軸75.75的加工工時： 精磨主軸頸 75.75的加工工時： 精磨連頸64.2的加工工時：

44、 精磨法蘭外圓99.8的加工工時： 5） 5mm斜油孔的切削用量與基本工時的確定： 查參考文獻[4]表4.2—11及表6.2—5 機床為:Z35， 所選刀具為高速鋼復(fù)合鉆頭，直徑，鉆4個通孔。使用切削液。 由于孔徑和深度均很小，宜采用手動進給。 查參考文獻[10]表2.12，取鉆頭后刀面最大磨損量為0.8mm，耐用度 查參考文獻[10]表2.14，的球墨鑄鐵加工性屬4，由表2.7，進給量。由表2.13，可查得, 6）銑31mm槽切削用量與基本工時的確定 本工序為粗銑兩槽。所選刀具為高速鋼直柄鍵槽銑

45、刀，銑刀直徑d=14mm，寬度L=70mm，根據(jù)參考文獻[10]表3.2選擇銑刀的幾何形狀，由于加工鋼料的在600~1000Mpa范圍內(nèi)，故選前角，后角（圓齒），（端齒） 已知銑削寬度，銑削深度，機床選用X51型立式銑床，銑一個槽。 確定每齒進給量 根據(jù)參考文獻[10]表3.3，X51立式銑床的功率為4.5KW，工藝系統(tǒng)剛性為中等，細齒圓柱銑刀加工鋼料，查參考文獻[4]表4.2—37，每齒進給量，現(xiàn)取。 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度。根據(jù)參考文獻[10]表3.7和3.8，用高速鋼盤銑刀粗銑加工鋼料，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.15mm，銑刀直徑d=14mm

46、，耐用度。 確定切削速度和工作臺每分鐘進給量，根據(jù)參考文獻[10]3.27中的公式計算 式中： 代入上式得： 轉(zhuǎn)速： 根據(jù)參考文獻[13]表4.2—39選X51立式銑床主軸轉(zhuǎn)速為 實際切削速度 工作臺每分鐘進給量為 根據(jù)X51型銑床工作臺進給量參考文獻[4]表4.2—40選擇 則實際的每齒進給量為 效驗機床功率，根據(jù)參考文獻[10]表3.28的計算公式，銑削時的功率為 式中

47、 代入上式得： 由得： X61銑床主電動機的功率為4.5KW。故所選的切削用量可以使用 所確定的切削用量為： 基本加工時間，根據(jù)參考文獻[4]表6.2—7，三面刃銑刀銑槽的基本時間為 式中： 各工序所用工時具體見下表。 表14 各工序工時 序號 工序內(nèi)容 切削工時（min） 025 粗車法蘭外圓 0.45 030 粗車主三軸 0.31 035 半精車法蘭外圓 0.49 040 半精車主三軸 0.41 045 粗

48、磨主三軸 1.45 050 粗車主頸 1.04 055 半精車主頸 1.4 060 粗磨主頸 3.08 085 粗車連頸 0.84 095 半精車連頸 1.56 105 粗磨連頸 4.84 120 鉆斜油孔 2.9 125 精磨主頸 1.524 130 精磨法蘭 0.73 135 精磨連頸 1.6 175 銑鍵槽 10.27 2.6切削液的選擇 查參考文獻[4]知，粗加工磨削，鉆孔，銑鍵槽、端面時，要求冷卻，也希望降低一些切削力及切削功率，一般選用冷卻作用較好的切削液，如低濃度的乳化液。乳化液具有良好的冷卻和清洗性能

49、，并具有一定的潤滑性能。精加工磨削時，主要希望提高工件的表面質(zhì)量和減少刀具的磨損，一般選用潤滑作用較好的切削液，如高濃度的乳化液或切削油。切削油主要是礦物油，其潤滑性能好，但冷卻性能差。 第三章 夾具設(shè)計 3.1 問題的提出 曲軸有四個5mm的斜油孔需加工， 每個斜油孔均與主軸保持6150′5′的角度，且兩兩反向，需分兩次加工，故可分別設(shè)計夾具加工它們。但零件屬大量生產(chǎn)，因而可設(shè)計一個專用夾具。在加工兩同向孔后，松開夾緊裝置，將曲軸繞主軸旋轉(zhuǎn)180夾緊，便可加工另兩軸，因此可采用手動夾緊裝置，這樣可降低夾具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，還可節(jié)約能源。而夾具體可裝在搖臂鉆床分度盤上。 3.2

50、夾具設(shè)計 3.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 由曲軸零件圖可知，各四個斜油孔有行位精度要求，因而要根據(jù)六點定位原理設(shè)計夾具，其定位方案是：以曲軸的主一軸和主五軸定位，限制工件的四個自由度，其最大的優(yōu)點是使工件定位穩(wěn)定，且基準(zhǔn)重合，定位元件選薄v形塊，需要兩塊，每塊v形塊限制兩個自由度；以曲軸主四軸軸肩定位，限制工件的一個自由度，定位元件為定位塊；以曲軸連軸頸定位，限制工件一個自由度，由于有形位精度的要求，宜使定位采用點接觸，故采用球形調(diào)解支撐來定位。具體形狀見零件圖。 3.2.2切削力及夾緊力的計算 該夾具用來加工孔，根據(jù)工序內(nèi)容知，鉆5mm斜油孔時夾具所承受的切削力最大，所需的夾緊力最大。

51、 鉆5mm斜油孔時刀具為高速鋼復(fù)合鉆頭，刀具直徑為5，此時，查參考文獻[10]表2.32得： 其中，，， 則 兩塊壓板夾緊 則夾緊力 3.2.3定位誤差分析 1)定位元件尺寸及公差的確定 夾具的定位元件有V形塊、球形支撐釘、定位塊。其中支撐板固定在夾具體上進行同磨，使其精度為8級，查參考文獻[11]表2-3-19和表2-3-24保證其與底面的平行度為0.06 mm 。圓柱心軸為兩個短心軸，為了消除過定位，對其進行削邊，使其只限制兩個自由度，即。圓柱心軸與套筒之間用間隙配合，圓柱心軸的直徑為φ77f6()，套筒的內(nèi)徑為φ77H7(),套筒和圓柱心軸之間的接觸屬于

52、雙邊接觸，其間隙如下： 所以用圓柱心軸定位可行。定位塊與工件接觸的一側(cè)要求磨，查參考文獻[11]表2-3-19和表2-3-24，保證與底面的垂直度為0.03mm。 3.2.4對夾具裝置的說明 1)夾緊裝置采用兩個叉形偏心輪夾緊。當(dāng)曲軸放入加工位置后，用壓板夾住定位位置主一軸和主五軸，再用叉形偏心輪夾緊。叉形偏心輪的夾緊位置，相當(dāng)于凸輪機構(gòu)的死點位置。這樣，就能利用叉形偏心輪的自鎖將工件夾緊，這樣不僅大大簡化了夾緊結(jié)構(gòu)，同時又有很好的省力效果。 2)鉆5mm斜油孔采用了回轉(zhuǎn)式鉆模，將整個鉆夾具安裝于搖臂鉆床的分度盤上，當(dāng)要加工同角度的兩個孔時，可將鉆模隨份讀盤一起轉(zhuǎn)動一定的角度，當(dāng)加

53、工完同角度的兩個孔后，先將鉆模轉(zhuǎn)平，松開工件，將工件旋轉(zhuǎn)180，再將工件夾緊，反向轉(zhuǎn)動分度盤直通一角度，即可加工另外兩個同角度的斜油孔，這樣，既節(jié)約了材料，又節(jié)約了工時。 3）為了使每個孔在夾具體上定位精確，要求保證裝配達到一定的要求。 查參考文獻[11]表2-3-19，得尺寸公差等級為IT7、8、9級，對應(yīng)的平行度公差等級為8、9級。查參考文獻[11]表2-3-24，可知夾具體φ88孔中心線和夾具體底面的平行度為0.06mm，圓柱心軸的中心線和夾具體底面的平行度為0.06mm，側(cè)面的螺釘與夾具體底面的平行度為0.1mm。參考文獻[11]表2-3-19，得尺寸公差等級為IT7、8、9級，對

54、應(yīng)的垂直度公差等級為5、6、7級。查參考文獻[11]表2-3-24，可知夾具體側(cè)面與底面的垂直度為0.025mm，鉆模板與夾具體底面的垂直度為0.03mm。參考文獻[11]表2-3-20，得尺寸公差等級為IT7、8、9級，對應(yīng)的同軸度公差等級為6、7、8級。查參考文獻[11]表2-3-24，安裝圓柱心軸要保證它們的中心線的同軸度為φ0.025mm，夾具體φ88孔的中心線的同軸度為φ0.025mm。 4）各加工方法達到的平行度、垂直度公差等級 查參考文獻[11]得 表15 各加工方法能達到的平行度和垂直度公差等級 加工方法 公差等級 車 粗 半精 13 10，11 鉆

55、13 磨 粗 精 8，9 7，8 5)夾具元件的材料及熱處理的確定 查參考文獻[12]附表10，得 表16 夾具元件的材料及熱處理 名稱 材料 熱處理 支撐板 45 淬火50～55HRC 球形支撐釘 45 淬火43～48HRC V形塊 20 滲碳深0.8～1.2，淬火58～64HRC 襯套 45 淬火33～38HRC 鉆套 內(nèi)徑≤25mm T10A 淬火60～64HRC 滲碳深0.8～1.2，淬火60～64HRC 6）夾具體元件的公差配合的確定 查參考文獻[12]附表10，得 表17 夾具元件的公差配合 元件名稱 部位及配

56、合 備注 襯套 外徑與本體/ 固定鉆套 外徑與襯套/ 內(nèi)徑G7/F8 基本尺寸是刀具的最大尺寸 球形定位釘 與工件定位基面配合/ 與夾具體配合 鉆模板鉸鏈軸 軸與孔配合 第四章 總結(jié) 經(jīng)過三個月的畢業(yè)設(shè)計，通過畢業(yè)實習(xí)和參閱機械制造工藝學(xué)、公差與配合、機械工程材料、夾具設(shè)計手冊等有關(guān)書籍。不僅加強自己設(shè)計水平，同時也擴大了知識面。系統(tǒng)了解掌握典型零件的加工工藝和一些夾具的基本常識。 在指導(dǎo)老師楊老師的帶領(lǐng)下進行畢業(yè)設(shè)計，在正確完全合理的前提下對曲軸零件進行了工藝規(guī)程設(shè)計和斜油孔回轉(zhuǎn)鉆模的設(shè)計。在設(shè)計方面有所改進，借鑒別人優(yōu)秀

57、成果和實際經(jīng)驗，加上自己合理的設(shè)計，積極完成此次設(shè)計任務(wù)。在夾具設(shè)計中，對夾具中的定位元件、夾緊元件和夾具體進行了合理的優(yōu)化設(shè)計。結(jié)合生產(chǎn)實際條件，達到夾具加工精度高、操作方便、經(jīng)濟性好。在設(shè)計期間發(fā)現(xiàn)了自己存在許多不足，尤其是對夾具零件設(shè)計其結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)性和美觀的認識不足。 因此這次設(shè)計鍛煉分析和設(shè)計綜合能力。由于實踐經(jīng)驗不足、對車間環(huán)境和實際生產(chǎn)了解不足。在工藝設(shè)計中有些環(huán)節(jié)沒有把握好。許多東西設(shè)計是通過楊老師的指導(dǎo)反復(fù)修改完成的，經(jīng)過反復(fù)修改，使我對機械加工的實際有了更深的感性認識，對許多理論有了更深的印象。機械制造這領(lǐng)域的知識廣而深，要學(xué)的東西很多，并受實際條件限制。這樣使我深深認識到想

58、要搞出好的設(shè)計，必須把腳邁到現(xiàn)場第一線去。 這次設(shè)計給我的感受是理論和實踐之間存在一定的差距，要做到理論和實踐最佳結(jié)合。必須積累一定的理論基礎(chǔ)和豐富的實踐經(jīng)驗。這方面我做得還不夠在將來的工作中進一步學(xué)習(xí)來提高。 由于本人水平有限，設(shè)計中難免有不少的錯誤和不足之處，懇請各位老師和同學(xué)批評指正。 參考文獻 [1] 倪小丹，楊繼榮 .機械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京 :清華大學(xué)出版社, 2007 [2] 楊叔子.機械加工工藝師手冊[M]. 北京 :機械工業(yè)出版社 , 2002 [3] 王先逵 .機械制造工藝學(xué)[M]. 北京 :機械工業(yè)出版社, 20

59、01 [4] 李益民.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊[M].北京: 機械工業(yè)出版社, 1999 [5] 楊繼榮，肖偉躍，車曉毅.現(xiàn)代制造工藝?yán)碚撆c方法[M] .湖南文理學(xué)院出版（湘常新出準(zhǔn)字（2006）第044號,2006 [6] 濮良貴，紀(jì)名剛.機械設(shè)計[M].北京：高等教育出版社, 2001 [7]《現(xiàn)代機械傳動手冊》編輯委員會. 現(xiàn)代機械傳動手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2002 [8] 賈沛泰，高長慶.國內(nèi)外常用金屬材料手冊[M].南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社,1999 [9] 李慶壽.機床夾具設(shè)計[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社 , 1984 [10] 艾興，肖詩剛.切削用量簡

60、明手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2002 [11] 成大先，機械設(shè)計手冊-機械制圖極限與配合[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005 [12] 王健實，機械加工常用刀具數(shù)據(jù)速查手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2005 [13] Haffman E G．Jig and Fixture Design．America，VNR CO．，1998． 致謝 本設(shè)計是在楊繼榮老師精心指導(dǎo)下完成的。楊老師以其嚴(yán)謹求實的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、孜孜以求的工作作風(fēng)對我產(chǎn)生重要影響。他淵博的知識、豐富的經(jīng)驗和敏銳的思維給了我深深的啟迪。在此我再次表示由衷地感謝。 借此機會我也要感謝曾幫助過我的老師和同學(xué)們，他們的指點使我在困惑的時候豁然開朗。 　最后感謝學(xué)校和機械工程學(xué)院給了我這次畢業(yè)設(shè)計的鍛煉機會。 34