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湖 南 科 技 大 學(xué)
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（ 論 文 ）
題 目
四拐曲軸機(jī)械加工工藝及 其夾具設(shè)計(jì)
作者
郭鑫
學(xué)院
機(jī)電工程學(xué)院
專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)號(hào)
1107020212
指導(dǎo)教師
朱秋玲
二〇一五年五月三十日
湖 南 科 技 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
機(jī)電工程 學(xué)院 部
教研室主任: （簽名） 2015 年 1 月 15 日
學(xué)生姓名: 郭鑫 學(xué)號(hào): 專業(yè): 1107020212
1 設(shè)計(jì)（論文）題目及專題： 四拐曲軸機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
2 學(xué)生設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間：自 2015年 3月 1 日開(kāi)始至 2015年 5月 29 日止
3 設(shè)計(jì)（論文）所用資源和參考資料：
1、被加工零件圖，年產(chǎn) 20000 件；
2、相關(guān)教材及夾具設(shè)計(jì)、工藝手冊(cè)、電機(jī)工程手冊(cè)；
4 設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的主要內(nèi)容：
1、計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型
2、零件的分析
3、選擇毛坯
4、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
5、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)
6、編寫說(shuō)明書(shū)
5 提交設(shè)計(jì)（論文）形式（設(shè)計(jì)說(shuō)明與圖紙或論文等）及要求：
1、相關(guān)圖紙（電腦繪制），不少于折合0號(hào)圖2.5張（計(jì)算機(jī)打?。?
2、編寫的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)正文不少于40頁(yè)(按《撰寫打印規(guī)范》打印)；
3、錄光盤一張（含開(kāi)題報(bào)告、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、圖紙等）
6 發(fā)題時(shí)間： 2015年 3 月 15 日
指導(dǎo)教師： （簽名）
學(xué) 生： （簽名）
湖 南 科 技 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)人評(píng)語(yǔ)
[主要對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的工作態(tài)度，研究?jī)?nèi)容與方法，工作量，文獻(xiàn)應(yīng)用，創(chuàng)新性，實(shí)用性，科學(xué)性，文本（圖紙）規(guī)范程度，存在的不足等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)]
指導(dǎo)人： （簽名）
年 月 日
指導(dǎo)人評(píng)定成績(jī)：
湖 南 科 技 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱人評(píng)語(yǔ)
[主要對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的文本格式、圖紙規(guī)范程度，工作量，研究?jī)?nèi)容與方法，實(shí)用性與科學(xué)性，結(jié)論和存在的不足等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)]
評(píng)閱人： （簽名）
年 月 日
評(píng)閱人評(píng)定成績(jī)：
湖 南 科 技 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄
日期：
學(xué)生： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)：
題目：
提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)下列材料：
1 設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 共 頁(yè)
2 設(shè)計(jì)（論文）圖 紙 共 頁(yè)
3 指導(dǎo)人、評(píng)閱人評(píng)語(yǔ) 共 頁(yè)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)：
[主要對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的研究思路，設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量，文本圖紙規(guī)范程度和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）的介紹，回答問(wèn)題情況等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)]
答辯委員會(huì)主任： （簽名）
委員： （簽名）
（簽名）
（簽名）
（簽名）
答辯成績(jī)：
總評(píng)成績(jī)：
摘 要
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是對(duì)直列四拐發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸零件的機(jī)械加工工藝、夾具的設(shè)計(jì)。在零件的加工過(guò)程中，工藝規(guī)程的合理性和夾具的使用方便性直接關(guān)系到了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。所以在進(jìn)行工藝規(guī)程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量情況下著重考慮如何減少加工時(shí)間，而在夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中，在保證定位正確的情況下保證夾具的方便性和機(jī)動(dòng)性。
曲軸的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)主要要考慮到的是各軸頸的尺寸精度和位置精度有較高要求。如各軸頸的表面粗糙度為Ra0.8、表面圓度為0.015和圓柱度為0.02/100等。這就使得加工步驟得細(xì)分為粗車、半精車、粗磨和精磨四個(gè)工序才可以加工出合格的表面。又如中間三個(gè)主軸頸有相對(duì)應(yīng)兩端軸頸為0.03mm的圓跳動(dòng)要求，這就使得加工這三個(gè)主軸頸時(shí)必須以加工兩端主軸頸的定位基準(zhǔn)進(jìn)行定位。對(duì)于軸向尺寸加工，則應(yīng)該先加工出主要定位基準(zhǔn)，再以此為基準(zhǔn)加工其他尺寸。如先加工出第五主軸頸，再以第五軸頸的左端面為基準(zhǔn)進(jìn)行加工左邊的軸向尺寸。由于曲軸的動(dòng)平衡性能直接影響了發(fā)動(dòng)機(jī)裝配運(yùn)行時(shí)的噪聲性能和整體平穩(wěn)性能，且對(duì)一個(gè)轎車的舒適性有很大的影響，所以在所有加工都完成后還得加上一步動(dòng)平衡試驗(yàn)，并標(biāo)記和去除影響不平衡的重量。只有一步步的精確合格的加工，才能產(chǎn)出最后的優(yōu)秀產(chǎn)品。
在進(jìn)行曲軸的夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中，我選擇的是半精銑鍵槽的夾具，加工時(shí)的徑向定位主要以V形塊和支承板進(jìn)行定位，而軸向則用六角圓柱銷來(lái)定位，最后通過(guò)一塊整體的壓板進(jìn)行夾緊。在確定刀具的正確位置時(shí)，是以對(duì)刀塊和塞尺進(jìn)行對(duì)刀的。整個(gè)夾具對(duì)定位元件的安排緊湊合理，夾緊裝置有效、安全、裝卸快速。
關(guān)鍵詞：定位基準(zhǔn)；工序尺寸；切削用量
ABSTRACT
This tack of the graduated design is to design the machining process and the fixture of inline four-cylinder engine crankshaft During the process of part,, the technological procedure rationality and fixtures ease of using is directly related to product quality and production efficiency. So during process planning, we have to consider how to reduce processing time when the quality is under controlling. When the fixture is in correct posit- ion, must ensure the convenience and the fiexibility of the fixture in the fixture design process.
During the process planning of Crankshaft, we take into account the requirements of a higher dimensional accuracy and positional accuracy of the journal, such as the surface roughness of each journal for Ra0.8mm, surface roundness 0.015mm and cylindricity 0.02/100, etc. For processed surface of qualified, the processing steps have to be broken down for roughing, semi-finish turning, rough grinding and fine grinding four process- es. Another example is the middle the three main journals corresponding to both ends of the journals requirements for 0.03mm of round beating. Which makes the processing of the three main journals, must be processsed at both ends of the spindles neck locating datum for positioning. For the axial dimension processed, should be processed mainly localized basis, and then as a benchmark process other dimensions. For example，we process the fifth spindle neck fist, then process the left of the axial dimension as a benchmark with the left side of the fifth journal. As the crankshaft balancing performance directly affects the noise performance of the engine assembly operation and the overall smooth performance, and has a great influence to the comfort of a sedan. So must be a balancing test after all processing is completed and remove the weight of the impact of the imbalance. Only a step-by-step processing of the exact qualified can output the final outstanding products.
During the fixture design process of the crankshaft, I chose a semi-fine milling key way fixture. The radial positioning locates with a V-shaped block and bearing plates when processing. The axial locates with a cylinderical. Finally, clamp with a whole plate. Determining the correct position of the tool is based on the knife block and feeler. The entire fixture is compact and reasonable arrangement of the positioning elements, clamping device is effective, safe, fast loading and unloading.
Keywords：The Locating Datum, Process Dimension, Cutting Amuout
湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
目 錄
第一章 緒 論 - 1 -
第二章 零件分析 - 2 -
2.1 零件的作用 - 2 -
2.2 零件的工藝分析 - 2 -
第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) - 4 -
3.1 確定毛坯的制造形式 - 4 -
3.2 基準(zhǔn)面的選擇 - 4 -
3.3 工藝路線的擬定 - 4 -
3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 - 6 -
3.5 確定主要工序的切削用量及基本工時(shí) - 9 -
3.6 確定切削用量 - 10 -
第四章 專用夾具設(shè)計(jì) - 37 -
4.1 設(shè)計(jì)主旨 - 37 -
4.2 需要解決的主要問(wèn)題 - 37 -
4.2.1 形狀復(fù)雜 - 37 -
4.2.2 剛性差 - 37 -
4.2.3 技術(shù)要求高 - 37 -
4.3 確定夾具設(shè)計(jì)方案 - 38 -
4.4夾緊力的計(jì)算 - 39 -
4.5 夾具的定位精度分析 - 40 -
第五章 結(jié)束語(yǔ) - 43 -
參 考 文 獻(xiàn) - 44 -
致 謝 - 45 -
II
湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
第一章 緒 論
夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在加深我們對(duì)課程基本理論的理解和加強(qiáng)對(duì)解決工程實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)方面發(fā)揮著及其重要的作用。選擇曲軸的夾具設(shè)計(jì)能很好的綜合考查我們大學(xué)四年來(lái)所學(xué)的知識(shí)。本次所選設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：對(duì)零件的結(jié)構(gòu)及尺寸和位置精度的分析，工藝路線的確定，定位基準(zhǔn)的選擇，切削用量的確定，夾具的設(shè)計(jì)，各種圖紙的繪制和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫等。
機(jī)械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法，是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問(wèn)題的方法和手段都要通過(guò)機(jī)械加工工藝來(lái)體現(xiàn)。因此，工藝規(guī)程編制的好壞是成產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證和重要依據(jù)。
利用更好的夾具可以保證加工質(zhì)量，機(jī)床夾具的首要任務(wù)是保證加工精度，特別是保證被加工工件是加工面與定位面以及被加工表面相互之間的位置精度，提高生產(chǎn)率，降低成本，使用夾具后可以減少劃線、找正等輔助時(shí)間，且易于實(shí)現(xiàn)多工位加工，擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安全。
為了讓夾具有更好的發(fā)展，夾具行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度。加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步法，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時(shí)俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。
第二章 零件分析
2.1 零件的作用
題目所給定的零件是直列四拐發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，它是發(fā)動(dòng)機(jī)的核心零件之一，其功用是承受連桿傳來(lái)的力，并由此造成繞其本身軸線的力矩，并對(duì)外輸出轉(zhuǎn)矩。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作中，曲軸受到旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的離心力、周期性變化的氣體壓力和往復(fù)慣性力的共同作用，使曲軸承受彎曲與扭轉(zhuǎn)載荷。
2.2 零件的工藝分析
由直列四拐發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸零件圖可知，其形狀不規(guī)則，尺寸精度、形位精度要求均較高，現(xiàn)對(duì)零件的主要技術(shù)要求分析如下：
（1）各主軸頸和連桿軸頸的表面粗糙度要求都為Ra0.8，且為滑動(dòng)的配合面，對(duì)表面精度要求較高，需經(jīng)過(guò)粗車、半精車、粗磨和精磨來(lái)達(dá)到要求。而大小頭的圓柱表面粗糙度為Ra3.2，用粗車—半精車即可達(dá)到要求。
（2）四個(gè)連桿軸頸都有圓度為0.015mm、圓柱度為0.02/100mm的要求。四個(gè)連桿軸頸對(duì)Ⅰ、Ⅴ主軸頸的公共軸線有平行度為0.02/100mm的要求。第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ連桿頸對(duì)第Ⅰ、Ⅴ主軸頸的公共軸線和第Ⅰ連桿軸頸軸線的公共平面C有位置度為1mm的要求。第Ⅱ連桿頸對(duì)第Ⅲ連桿頸有同軸度為?1mm的要求。第Ⅳ連桿頸對(duì)第Ⅰ連桿頸有同軸度為?1mm的要求。
（3）四個(gè)連桿軸頸都有圓度為0.015mm、圓柱度為0.02/100mm的要求。第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ主軸頸對(duì)Ⅰ、Ⅴ主軸頸的公共軸線B-D有圓跳動(dòng)為0.03mm的要求。
（4）大端?16.5的螺栓孔軸線對(duì)大端外圓的軸線M和?16的螺栓孔軸線N有位置度為?0.1mm的要求。直徑為?16的螺栓孔對(duì)大端外圓的軸線M有位置度為0.05mm的要求。
（5）大端大頭孔中的?36圓有徑向圓跳動(dòng)為0.015mm的要求。大端外圓?70有徑向圓跳動(dòng)為0.04mm的要求。大頭?36軸段有徑向圓跳動(dòng)為0.04mm的要求。大端面有平面度為0.05(-)/25的要求，且其對(duì)Ⅰ、Ⅴ主軸頸的公共軸線B-D有端面圓跳動(dòng)為0.04mm的要求。
（6）小頭處，鍵槽對(duì)?25的軸線基準(zhǔn)G有對(duì)稱度為0.03mm的要求。?32軸線對(duì)Ⅰ、Ⅴ主軸頸的公共軸線B-D有圓跳動(dòng)為0.003mm的要求。
（7）各軸頸和曲柄的距離不是很大，只有1.5mm的距離，在加工時(shí)應(yīng)注意。
（8）大頭各部軸向?qū)挾? 大端面需經(jīng)過(guò)粗車、半精車，由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》查得，大端面的機(jī)械加工余量為3.6，半精車加工余量為0.7或0.8，所以粗車的加工余量為2.9或2.8。
（9）小頭M12螺紋孔 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》查得，先鉆直徑為?10.5mm深56mm的孔，再攻M12螺紋孔，深度為37mm。
（10）銑小頭上定時(shí)齒輪軸段上的半圓形鍵槽 鍵槽表面粗糙度為Ra6.3μm，用半精銑就能滿足要求，半精銑加工余量為2Z=2.0mm，所以粗銑加工余量為2Z=8.0mm。
（11）大頭孔各尺寸 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》查得，先鉆為?20mm深25mm的孔，先鉆直徑為?23mm深15mm的孔，在擴(kuò)直徑為?24.8mm深15mm的孔。
第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1 確定毛坯的制造形式
四拐曲軸零件材料為球墨鑄鐵，牌號(hào)為QT700-02，硬度為225～305HB，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型機(jī)器造型的毛坯鑄件。
3.2 基準(zhǔn)面的選擇
基準(zhǔn)面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基準(zhǔn)面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高，不盲目的選擇基準(zhǔn)面。否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。
（1）粗基準(zhǔn)的選擇 按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，為保證不加工表面和加工表面的位置要求，應(yīng)選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)，所以選擇毛坯的Ⅰ、Ⅴ主軸頸為粗基準(zhǔn)，加工兩端的中心孔。
（2）精基準(zhǔn)的選擇 在兩端中心孔加工完以后，粗車和半精車的工序均以兩端中心孔做基準(zhǔn)。而加工連桿軸頸的精基準(zhǔn)則是以精磨加工后的主軸頸和定位面作為粗基準(zhǔn)。
3.3 工藝路線的擬定
為保證達(dá)到零件的幾何形狀、尺寸精度、位置精度及各項(xiàng)技術(shù)要求，必須制定合理的工藝路線。
由生產(chǎn)綱領(lǐng)為成批生產(chǎn)，所以采用通用機(jī)床和部分專用機(jī)床，并配以專用的工、夾、量具，并考慮工序集中，以提高生產(chǎn)率和減少機(jī)床數(shù)量，使生產(chǎn)成本下降。
工藝路線方案（一）：
工序00 按零件毛坯尺寸鑄造出合格毛坯。
工序05 正火處理。
工序10 粗車除軸頸之外的外圓。
工序15 粗車大小端面。
工序20 半精車除軸頸之外的外圓
工序25 半精車大小端面
工序30 粗車第三主軸頸和兩側(cè)面。
工序35 半精車第三主軸頸和兩側(cè)面。
工序40 粗車剩余主軸頸及其側(cè)面
工序45 半精車剩余主軸頸和兩側(cè)面。
工序50 銑大小端面
工序55 粗車4個(gè)連桿軸頸及其側(cè)面。
工序60 半精車4個(gè)連桿軸頸及其側(cè)面
工序65 中間檢查，檢查各軸頸尺寸是否合格。
工序70 調(diào)質(zhì)處理
工序75 鉆大頭孔并車削到合格尺寸鉆大頭中心孔。
工序80 鉆法蘭盤孔攻螺紋。
工序85 先鉆直徑為?10.5的孔，深度為60mm，再鉆中心孔，最后攻M12×1.25-6H螺紋。
工序90 粗磨各主軸頸及其側(cè)面。
工序95 粗磨各連桿軸頸及其側(cè)面。
工序100 精磨各主軸頸及其側(cè)面。
工序105 精磨各連桿軸頸及其側(cè)面。
工序110 粗磨大小頭外圓
工序115 精磨大小頭外圓以及零件的倒角
工序120 中間檢查，檢查各軸頸尺寸
工序125 粗銑鍵槽
工序130 精銑鍵槽。
工序135 鉆?5各軸頸油孔并锪孔
工序140 鉆四個(gè)直徑為 ?5的斜油孔。
工序145 進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)，標(biāo)記不平衡處
工序150 去除不平衡標(biāo)記處重量。
工序155 去除零件上的油污
工序160 進(jìn)行表面粗糙度、尺寸精度和相互位置精度的測(cè)量
工藝路線方案（二）：
工序00 按零件毛坯尺寸鑄造出合格毛坯。
工序05 正火處理。
工序10 粗車兩端面和大端外圓。
工序15 半精車大端面和大端外圓，鉆兩端中心孔。
工序20 粗車第三主軸頸和兩側(cè)面及圓角。
工序25 半精車第三主軸頸和兩側(cè)面及圓角。
工序30 粗車剩余4個(gè)主軸頸及大小頭和他們的側(cè)面和圓角。
工序35 半精車4個(gè)主軸頸及大小頭并倒角。
工序40 在曲柄上銑出定位面。
工序45 粗車4個(gè)連桿軸頸及其側(cè)面和圓角。
工序50 半精車4個(gè)連桿軸頸及其側(cè)面和圓角。
工序55 中間檢查，檢查各軸頸尺寸是否合格。
工序60 調(diào)質(zhì)處理。
工序65 精車大端面及大端外圓。
工序70 精車大頭和小頭。
工序75 粗磨各主軸頸及其側(cè)面和圓角。
工序80 粗磨各連桿軸頸及其側(cè)面和圓角。
工序85 半精磨各主軸頸及其側(cè)面和圓角。
工序90 半精磨各連桿軸頸及其側(cè)面和圓角。
工序95 中間檢查，檢查各軸頸尺寸。
工序100 粗銑鍵槽。
工序105 半精銑鍵槽。
工序110 鉆、擴(kuò)、鉸大頭孔并鉆大頭中心孔。
工序115 鉆小頭直徑?12深60的孔，鉆中心孔，攻M12×1.25-6H螺紋。
工序120 鉆?5各軸頸油孔并锪孔。
工序125 鉆四個(gè)直徑為?5的連桿軸頸的斜油孔。
工序130 鉆?16、?16.5孔，擴(kuò)?16孔。
工序135 進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)，標(biāo)記不平衡處。
工序140 去除不平衡標(biāo)記處重量。
工序145 清洗零件上的油污。
工序150 終檢，進(jìn)行表面粗糙度、尺寸精度和相互位置精度的測(cè)量。
兩個(gè)工藝方案的比較與分析
經(jīng)過(guò)對(duì)兩個(gè)工藝方案的對(duì)比，可知兩個(gè)工藝方案就是在鉆大頭孔及中心孔和鉆小頭孔、中心孔及螺紋這兩道工序的安排順序不同，方案一是將兩工序安排在了粗、精磨主軸頸的前面，而方案二是將其安排在了后面。就方案一來(lái)說(shuō)，其粗、精磨主軸頸的定位中心孔是以兩端主軸頸定位加工過(guò)的，其精度要比最初以毛坯面的兩端主軸頸定位加工的中心孔的精度更好。所以選取方案一，可以更好的保證零件的加工精度。
根據(jù)方案一的工序安排，編出機(jī)械加工工藝過(guò)程卡及工序卡片。見(jiàn)附表13：機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片；附表436：機(jī)械加工工序卡片。
3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
直列四拐曲軸零件材料為球墨鑄鐵，牌號(hào)為QT700-02，硬度為231304HB，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用砂型機(jī)器造型的毛坯鑄件。
由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》查得該種鑄件的尺寸公差等級(jí)CT為8-12級(jí)，現(xiàn)取CT為9級(jí)。鑄件尺寸公差為3.6mm，查表2-5 機(jī)械加工余量等級(jí)為E-G，取G 則鑄件的機(jī)械加工余量為4mm。 根據(jù)公式R=F+2RMA+CT/2
主軸頸（Φ48mm）
（1）確定加工方案
表2.40，對(duì)于基本尺寸48mm，公差為0.016mm,公差等級(jí)為IT6。
表2.23，確定加工方案為粗車－半精車－粗磨－精磨。
（2）用查表法確定加工余量
通過(guò)計(jì)算，毛坯總余量為=6.25mm。
查表2-11、2-12、2-13：
精磨余量=0.08mm；
粗磨余量=0.2mm；
半精車余量=1.5mm；
粗車余量=4.47mm。
精磨IT6；公差值為0.016mm；
粗磨IT7；公差值為0.025mm；
半精車IT9；公差值為0.062mm；
粗車IT11；公差值為0.16mm；
毛坯CT10；公差值為2.8mm。
工序尺寸按“入體原則”標(biāo)注：
精磨Φ48；
粗磨Φ48.08；
半精車Φ48.28；
粗車Φ49.78；
毛坯Φ54.63。
步驟基本同上，為了簡(jiǎn)明以下用表格列出：
表3.1 主軸頸（Φ48mm）
工序名稱
工序余量
工序尺寸
工序公差
工序尺寸及偏差
精磨
0.08
Φ48
0.016
Φ48
粗磨
0.2
Φ48.08
0.025
Φ48.08
半精車
1.5
Φ48.28
0.062
Φ48.28
粗車
10.72
Φ49.78
0.160
Φ49.78
毛坯
12.5
Φ60.50
2.800
Φ60.50
表3.2 連桿軸頸（Φ40mm）
工序名稱
工序余量
工序尺寸
工序公差
工序尺寸及偏差
精磨
0.08
Φ40
0.016
Φ40
粗磨
0.2
Φ40.08
0.025
Φ40.08
半精車
1.5
Φ40.28
0.062
Φ40.28
粗車
10.72
Φ41.78
0.160
Φ41.78
毛坯
12.50
Φ52.50
2.800
Φ52.50
表3.3 前端軸（Φ32mm）
工序名稱
工序余量
工序尺寸
工序公差
工序尺寸及偏差
精磨
0.08
32.00
0.016
Φ32.00
粗磨
0.20
32.08
0.025
Φ32.08
半精車
1.5
32.28
0.062
Φ32.28
粗車
10.72
33.78
0.160
Φ33.78
毛坯
12.5
44.5
2.600
Φ44.5
表3.4 前端鍵槽軸（Φ25mm）
工序名稱
工序余量
工序尺寸
工序公差
工序尺寸及偏差
精磨
0.08
25.00
0.013
Φ25.00
粗磨
0.12
25.08
0.021
Φ25.08
半精車
1.3
25.20
0.052
Φ25.20
粗車
10.72
26.50
0.130
Φ26.50
毛坯
12.5
37.5
2.600
Φ37.5
表3.5 后端軸（Φ36mm）
工序名稱
工序余量
工序尺寸
工序公差
工序尺寸及偏差
精磨
0.08
36.00
0.016
Φ36.00
粗磨
0.20
36.08
0.025
Φ36.08
半精車
1.5
36.28
0.062
Φ36.28
粗車
10.72
37.78
0.160
Φ36.78
毛坯
12.5
48.5
2.600
Φ48.5
表3.6 主軸頸軸向長(zhǎng)（mm）
工序名稱
工序余量
工序尺寸
工序公差
工序尺寸及偏差
半精車
0.7
26.0
0.033
粗車
2.9
25.3
0.084
毛坯
29
表3.7 連桿軸頸軸向長(zhǎng)（mm）
工序名稱
工序余量
工序尺寸
工序公差
工序尺寸及偏差
半精車
0.7
22.0
0.033
粗車
2.9
21.7
0.084
毛坯
29
表3.8 法蘭盤外圓（mm）
工序名稱
工序余量
工序尺寸
工序公差
工序尺寸及偏差
精磨
0.08
70.08
0.019
粗磨
0.20
70.28
0.030
半精車
1.5
71.28
0.074
粗車
10.72
72.78
0.190
毛坯
12.5
82.5
3.200
3.5 確定主要工序的切削用量及基本工時(shí)
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(jié)構(gòu)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(jī)床的性能、功率和剛度；加工方法對(duì)加工精度及表面粗糙度的要求；對(duì)生產(chǎn)率的要求等。
工時(shí)定額計(jì)算的說(shuō)明：在一個(gè)工序中，實(shí)際完成一個(gè)零件的加工所需的時(shí)間，稱為序單件時(shí)間，由以下幾部分組成。直接用于改變生產(chǎn)對(duì)象的尺寸、形狀、相對(duì)位置、表面狀態(tài)或材料性質(zhì)等工藝過(guò)程消耗的時(shí)間稱為基本時(shí)間。為實(shí)現(xiàn)上述過(guò)程所進(jìn)行的的各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間，稱為輔助時(shí)間。除了作業(yè)時(shí)間（基本時(shí)間與輔助時(shí)間之和）以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作地間、休息與生理時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于
……………………………… 式（3.1）
設(shè)計(jì)中取18%計(jì)算；
……………………………… 式（3.2）
設(shè)計(jì)中取5%計(jì)算；
……………………………… 式（3.3）
設(shè)計(jì)中取3%計(jì)算；
………………………………式（3.4）
設(shè)計(jì)中取4%計(jì)算；
………………………………式（3.5）
所以在以下計(jì)算中，僅算就可直接得到與。具體各工序的切削用量及工時(shí)定額確定如下：
3.6 確定切削用量
式（3.5）
式（3.6）
式（3.7）
工序00 按零件毛坯尺寸鑄造出合格毛坯。
工序05 正火處理。
工序10 粗車除軸頸之外的外圓。
圖3-1
工步1：粗車鍵槽軸外圓
1.刀具選擇，刀具YG8 90°硬質(zhì)合金車刀
2．背吃刀量的確定，選取5.36mm；
3．進(jìn)給量的確定，由表選取0.94。
4．切削速度的計(jì)算，由表選取=100，由公式（3.5），求出848.83。選取=900，將此轉(zhuǎn)速代入公式（3.6），求出實(shí)際切削速度106.03。
5．基本時(shí)間的計(jì)算
計(jì)算切削工時(shí)：按[2]表12-1，取
被切削層長(zhǎng)度L：由毛坯尺寸可知L=49.65mm；
刀具切入長(zhǎng)度：由主偏角=90°，所以取=5.36mm；
刀具切出長(zhǎng)度=0； 試切附加長(zhǎng)度=0；
所以切削工時(shí)：T=0.067min。
工步2：粗車前端軸外圓
1.刀具選擇，刀具YG8
2．背吃刀量的確定，選取5.36mm；
3．進(jìn)給量的確定，由表選取0.94。
4．切削速度的計(jì)算，由表選取=100，由公式（3.5），求出715.30。選取=710，將此轉(zhuǎn)速代入公式（3.6），求出實(shí)際切削速度99.26。
5．基本時(shí)間的計(jì)算
計(jì)算切削工時(shí)：按[2]表12-1，取
被切削層長(zhǎng)度L：由毛坯尺寸可知L=38mm；
刀具切入長(zhǎng)度：由主偏角=90°，所以取=5.36mm；
刀具切出長(zhǎng)度=0； 試切附加長(zhǎng)度=0；
所以切削工時(shí)：T=0.067min。
工步3：粗車大端外圓
1.刀具選擇，刀具YG8
2．背吃刀量的確定，選取5.36mm；
3．進(jìn)給量的確定，由表選取0.94。
4．切削速度的計(jì)算，由表選取=100，由公式（3.5），求出656.32。選取=610，將此轉(zhuǎn)速代入公式（3.6），求出實(shí)際切削速度92.94。
5．基本時(shí)間的計(jì)算
計(jì)算切削工時(shí)：按[2]表12-1，取
被切削層長(zhǎng)度L：由毛坯尺寸可知L=10.15mm；
刀具切入長(zhǎng)度：由主偏角=90°，所以取=5.36mm；
刀具切出長(zhǎng)度=0； 試切附加長(zhǎng)度=0；
所以切削工時(shí)：T=0.031min。
工步4：粗車法蘭盤外圓
1.刀具選擇，刀具YG8
2．背吃刀量的確定，選取5.36mm；
3．進(jìn)給量的確定，由表選取0.94。
4．切削速度的計(jì)算，由表選取=100，由公式（3.5），求出385.83。選取=400，將此轉(zhuǎn)速代入公式（3.6），求出實(shí)際切削速度103.67。
5．基本時(shí)間的計(jì)算
計(jì)算切削工時(shí)：按[2]表12-1，取
被切削層長(zhǎng)度L：由毛坯尺寸可知L=32.2mm；
刀具切入長(zhǎng)度：由主偏角=90°，所以取=5.36mm；
刀具切出長(zhǎng)度=0； 試切附加長(zhǎng)度=0；
所以切削工時(shí)：T=0.086min。
工序15 粗車大小端面。
圖3-2
工步1：粗車小端面
1.刀具選擇，刀具YG8
2．背吃刀量的確定，選取5.45mm；
3．進(jìn)給量的確定，由表選取0.94。
4．切削速度的計(jì)算，由表選取=100，由公式（3.5），求出848.83。選取=900，將此轉(zhuǎn)速代入公式（3.6），求出實(shí)際切削速度106.03。
5．基本時(shí)間的計(jì)算
計(jì)算切削工時(shí)：按[2]表12-1，取
被切削層長(zhǎng)度L：由毛坯尺寸可知L=26.5mm；
刀具切入長(zhǎng)度：由主偏角=90°，所以取=5.36mm；
刀具切出長(zhǎng)度=0； 試切附加長(zhǎng)度=0；
所以切削工時(shí)：T=0.035min。
工步2：粗車大端面
1.刀具選擇，刀具YG8
2．背吃刀量的確定，選取5.55mm；
3．進(jìn)給量的確定，由表選取0.94。
4．切削速度的計(jì)算，由表選取=100，由公式（3.5），求出656.32。選取=610，將此轉(zhuǎn)速代入公式（3.6），求出實(shí)際切削速度92.94。
5．基本時(shí)間的計(jì)算
計(jì)算切削工時(shí)：按[2]表12-1，取
被切削層長(zhǎng)度L：由毛坯尺寸可知L=36.78mm；
刀具切入長(zhǎng)度：由主偏角=90°，所以取=5.55mm；
刀具切出長(zhǎng)度=0； 試切附加長(zhǎng)度=0；
所以切削工時(shí)：T=0.069min。
工步3：粗車法蘭盤左端面
1.刀具選擇，刀具YG8
2．背吃刀量的確定，選取2.9mm；
3．進(jìn)給量的確定，由表選取0.94。
4．切削速度的計(jì)算，由表選取=100，由公式（3.5），求出385.83。選取=400，將此轉(zhuǎn)速代入公式（3.6），求出實(shí)際切削速度103.67。
5．基本時(shí)間的計(jì)算
計(jì)算切削工時(shí)：按[2]表12-1，取
被切削層長(zhǎng)度L：由毛坯尺寸可知L=22.28mm；
刀具切入長(zhǎng)度：由主偏角=90°，所以取=2.9mm；
刀具切出長(zhǎng)度=0； 試切附加長(zhǎng)度=0；
所以切削工時(shí)：T=0.0004min。
工步4：粗車法蘭盤右端面
1.刀具選擇，刀具YG8
2．背吃刀量的確定，選取2.9mm；
3．進(jìn)給量的確定，由表選取0.94。
4．切削速度的計(jì)算，由表選取=100，由公式（3.5），求出385.83。選取=400，將此轉(zhuǎn)速代入公式（3.6），求出實(shí)際切削速度103.67。
5．基本時(shí)間的計(jì)算
計(jì)算切削工時(shí)：按[2]表12-1，取
被切削層長(zhǎng)度L：由毛坯尺寸可知L=26.5mm；
刀具切入長(zhǎng)度：由主偏角=90°，所以取=2.9mm；
刀具切出長(zhǎng)度=0； 試切附加長(zhǎng)度=0；
所以切削工時(shí)：T=0.0098min。
工序20 半精車除軸頸之外的外圓
圖3-3
工步1：半精車鍵槽軸外圓
1.刀具選擇，刀具YG8
2．背吃刀量的確定，選取0.75mm；
3．進(jìn)給量的確定，由表選取0.64。
4．切削速度的計(jì)算，由表選取=125，由公式（3.5），求出1501.46。選取=1400，將此轉(zhuǎn)速代入公式（3.6），求出實(shí)際切削速度116.56。
5．基本時(shí)間的計(jì)算
計(jì)算切削工時(shí)：按[2]表12-1，取
被切削層長(zhǎng)度L：由毛坯尺寸可知L=44.2mm；
刀具切入長(zhǎng)度：由主偏角=90°，所以取=0.75mm；
刀具切出長(zhǎng)度=0； 試切附加長(zhǎng)度=0；
所以切削工時(shí)：T=0.052min。
工步2：半精車車前端軸外圓
1.刀具選擇，刀具YG8
2．背吃刀量的確定，選取0.75mm；
3．進(jìn)給量的確定，由表選取0.64。
4．切削速度的計(jì)算，由表選取=125，由公式（3.5），求出1177.88。選取=1120，將此轉(zhuǎn)速代入公式（3.6），求出實(shí)際切削速度118.86。
5．基本時(shí)間的計(jì)算
計(jì)算切削工時(shí)：按[2]表12-1，取
被切削層長(zhǎng)度L：由毛坯尺寸可知L=45.3mm；
刀具切入長(zhǎng)度：由主偏角=90°，所以取=0.75mm；
刀具切出長(zhǎng)度=0； 試切附加長(zhǎng)度=0；
所以切削工時(shí)：T=0.063min。
工步3：半精車法蘭盤外圓
1.刀具選擇，刀具YG8
2．背吃刀量的確定，選取0.75mm；
3．進(jìn)給量的確定，由表選取0.64。
4．切削速度的計(jì)算，由表選取=125，由公式（3.5），求出546.70。選取=560，將此轉(zhuǎn)速代入公式（3.6），求出實(shí)際切削速度128.04。
5．基本時(shí)間的計(jì)算
計(jì)算切削工時(shí)：按[2]表12-1，取
被切削層長(zhǎng)度L：由毛坯尺寸可知L=29.15mm；
刀具切入長(zhǎng)度：由主偏角=90°，所以取=0.75mm；
刀具切出長(zhǎng)度=0； 試切附加長(zhǎng)度=0；
所以切削工時(shí)：T=0.081min。
工步4：半精車大端端軸外圓
1.刀具選擇，刀具YG8
2．背吃刀量的確定，選取0.75mm；
3．進(jìn)給量的確定，由表選取0.64。
4．切削速度的計(jì)算，由表選取=125，由公式（3.5），求出1081.80。選取=1120，將此轉(zhuǎn)速代入公式（3.6），求出實(shí)際切削速度129.41。
5．基本時(shí)間的計(jì)算
計(jì)算切削工時(shí)：按[2]表12-1，取
被切削層長(zhǎng)度L：由毛坯尺寸可知L=10.15mm；
刀具切入長(zhǎng)度：由主偏角=90°，所以取=0.75mm；
刀具切出長(zhǎng)度=0； 試切附加長(zhǎng)度=0；
所以切削工時(shí)：T=0.014min。
工序25 半精車大小端面
圖3-4
工步1：半精車小端面
1.刀具選擇，刀具YG8
2．背吃刀量的確定，選取0.8mm；
3．進(jìn)給量的確定，由表選取0.64。
4．切削速度的計(jì)算，由表選取=125，由公式（3.5），求出1501.46。選取=1400，將此轉(zhuǎn)速代入公式（3.6），求出實(shí)際切削速度116.56。
5．基本時(shí)間的計(jì)算
計(jì)算切削工時(shí)：按[2]表12-1，取
被切削層長(zhǎng)度L：由毛坯尺寸可知L=25.2mm；
刀具切入長(zhǎng)度：由主偏角=90°，所以取=0.8mm；
刀具切出長(zhǎng)度=0； 試切附加長(zhǎng)度=0；
所以切削工時(shí)：T=0.032min。
工步2：粗車大端面
1.刀具選擇，刀具YG8
2．背吃刀量的確定，選取0.7mm；
3．進(jìn)給量的確定，由表選取0.64。
4．切削速度的計(jì)算，由表選取=125，由公式（3.5），求出1081.80。選取=1120，將此轉(zhuǎn)速代入公式（3.6），求出實(shí)際切削速度129.41。
5．基本時(shí)間的計(jì)算
計(jì)算切削工時(shí)：按[2]表12-1，取
被切削層長(zhǎng)度L：由毛坯尺寸可知L=36.28mm；
刀具切入長(zhǎng)度：由主偏角=90°，所以取=0.7mm；
刀具切出長(zhǎng)度=0； 試切附加長(zhǎng)度=0；
所以切削工時(shí)：T=0.052min。
工步3：粗車法蘭盤左端面
1.刀具選擇，刀具YG8
2．背吃刀量的確定，選取0.7mm；
3．進(jìn)給量的確定，由表選取0.64。
4．切削速度的計(jì)算，由表選取=100，由公式（3.5），求出546.70。選取=560，將此轉(zhuǎn)速代入公式（3.6），求出實(shí)際切削速度128.04。
5．基本時(shí)間的計(jì)算
計(jì)算切削工時(shí)：按[2]表12-1，取
被切削層長(zhǎng)度L：由毛坯尺寸可知L=10.08mm；
刀具切入長(zhǎng)度：由主偏角=90°，所以取=0.7mm；
刀具切出長(zhǎng)度=0； 試切附加長(zhǎng)度=0；
所以切削工時(shí)：T=0.035min。
工步4：粗車法蘭盤右端面
1.刀具選擇，刀具YG8
2．背吃刀量的確定，選取0.7mm；
3．進(jìn)給量的確定，由表選取0.64。
4．切削速度的計(jì)算，由表選取=100，由公式（3.5），求出546.70。選取=560，將此轉(zhuǎn)速代入公式（3.6），求出實(shí)際切削速度128.04。
5．基本時(shí)間的計(jì)算
計(jì)算切削工時(shí)：按[2]表12-1，取
被切削層長(zhǎng)度L：由毛坯尺寸可知L=34mm；
刀具切入長(zhǎng)度：由主偏角=90°，所以取=0.7mm；
刀具切出長(zhǎng)度=0； 試切附加長(zhǎng)度=0；
所以切削工時(shí)：T=0.097min。
工序30 粗車第三主軸頸和兩側(cè)面。
圖3-5
1.刀具選擇，刀具YG8
2．背吃刀量的確定，選取5.36mm；
3．進(jìn)給量的確定，由表選取0.94。
4．切削速度的計(jì)算，由表選取=100，由公式（3.5），求出526.13。選取=560，將此轉(zhuǎn)速代入公式（3.6），求出實(shí)際切削速度106.44。
5．基本時(shí)間的計(jì)算
計(jì)算切削工時(shí)：按[2]表12-1，取
被切削層長(zhǎng)度L：由毛坯尺寸可知L=25.3mm；
刀具切入長(zhǎng)度：由主偏角=90°，所以取=5.36mm；
刀具切出長(zhǎng)度=0； 試切附加長(zhǎng)度=0；
所以切削工時(shí)：T=0.062min。
工序35 半精車第三主軸頸和兩側(cè)面。
圖3-6
1.刀具選擇，刀具YG8
2．背吃刀量的確定，選取0.75mm；
3．進(jìn)給量的確定，由表選取0.64。
4．切削速度的計(jì)算，由表選取=125，由公式（3.5），求出797.29。選取=710，將此轉(zhuǎn)速代入公式（3.6），求出實(shí)際切削速度111.04。
5．基本時(shí)間的計(jì)算
計(jì)算切削工時(shí)：按[2]表12-1，取
被切削層長(zhǎng)度L：由毛坯尺寸可知L=26mm；
刀具切入長(zhǎng)度：由主偏角=90°，所以取=0.75mm；
刀具切出長(zhǎng)度=0； 試切附加長(zhǎng)度=0；
所以切削工時(shí)：T=0.063min。
工序40 粗車剩余主軸頸及其側(cè)面
圖3-7
1.刀具選擇，刀具YG8
2．背吃刀量的確定，選取5.36mm；
3．進(jìn)給量的確定，由表選取0.94。
4．切削速度的計(jì)算，由表選取=100，由公式（3.5），求出526.13。選取=560，將此轉(zhuǎn)速代入公式（3.6），求出實(shí)際切削速度106.44。
5．基本時(shí)間的計(jì)算
計(jì)算切削工時(shí)：按[2]表12-1，取
被切削層長(zhǎng)度L：由毛坯尺寸可知L=25.3mm；
刀具切入長(zhǎng)度：由主偏角=90°，所以取=5.36mm；
刀具切出長(zhǎng)度=0； 試切附加長(zhǎng)度=0；
所以切削工時(shí)：T=0.062min。
工序45 半精車剩余主軸頸和兩側(cè)面。
圖3-8
1.刀具選擇，刀具YG8
2．背吃刀量的確定，選取0.75mm；
3．進(jìn)給量的確定，由表選取0.64。
4．切削速度的計(jì)算，由表選取=125，由公式（3.5），求出797.29。選取=710，將此轉(zhuǎn)速代入公式（3.6），求出實(shí)際切削速度111.04。
5．基本時(shí)間的計(jì)算
計(jì)算切削工時(shí)：按[2]表12-1，取
被切削層長(zhǎng)度L：由毛坯尺寸可知L=26mm；
刀具切入長(zhǎng)度：由主偏角=90°，所以取=0.75mm；
刀具切出長(zhǎng)度=0； 試切附加長(zhǎng)度=0；
所以切削工時(shí)：T=0.063min。
工序50 銑大小端面。
圖3-9
機(jī)床：CA6140 專用夾具。
銑刀直徑=100mm，齒數(shù)Z=18
銑削深度=0003mm
每齒進(jìn)給量，根據(jù)[1]表9.4-3，取=0.25mm/Z
銑削速度，參照[1]表9.4-8，得到=35.7m/min
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：n≈114r/min
按機(jī)床說(shuō)明書(shū)，與114r/min相近的轉(zhuǎn)速為118r/min，則：
實(shí)際切削速度為：37.1m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=Z=0.25×18=4.5mm/r
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量=f=4.5×118=531mm/min
走刀兩次，機(jī)動(dòng)時(shí)間T===0.11min
工序55 粗車4個(gè)連桿軸頸及其側(cè)面。
圖3-10
1.刀具選擇，刀具YG8
2．背吃刀量的確定，選取5.36mm；
3．進(jìn)給量的確定，由表選取0.94。
4．切削速度的計(jì)算，由表選取=100，由公式（3.5），求出606.30。選取=560，將此轉(zhuǎn)速代入公式（3.6），求出實(shí)際切削速度92.36。
5．基本時(shí)間的計(jì)算
計(jì)算切削工時(shí)：按[2]表12-1，取
被切