曲轴加工工艺及卡具设计Word下载.docx

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中国·

大庆

2009年6月

摘要

本设计主要围绕发动机曲轴的工艺规程和专用夹具设计进行研究，其内容包括了解曲轴结构，确定曲轴的生产类型，相关的技术要求。

在此基础上，进行基准的选择，制定了表面加工方法，划分加工阶段，根据生产类型确定工序的集中和分散，合理地安排工序，编排合适的工艺路线；

进行详细的大量计算，包括：

加工余量、工序尺寸和公差的确定、切削用量的计算及时间定额的计算。

从而制定出一套合理的机械加工工艺卡片和机械加工工序卡片。

总之，曲轴加工工艺的安排以及专用夹具的设计是一项非常复杂的高难度工作。

它是一种需大批量生产的零件。

且技术要求比较高，为了确保产品的质量和水平，设计工作按照科学的程序进行，分清主次，合理取舍。

关键词：

夹具；

曲轴；

工艺

Abstract

Thedesignwasstudiedthatwasfocusedontransmissionwiththeshiftforkoftheprotocolsandproprietarydrillingfixturedesign,whosecontentswereincludedthattheuseofblades,thebladestypeofproductionandtherelevanttechnicalrequirements.Onthisbasis,theroughwaschosen,andthesizeoftheroughwasdetermined,andthemechanicalallowancesweredetermined.Aroughmapwasdrawn.Aftercarefullydetailedanalysisofthepartsmap,thebenchmarkwaschosen,thedevelopmentofsurfaceprocessingmethodswasdetermined,andthedemarcationoftheprocessingstageswasdivided.Accordingtotheproductionprocessthetypeofcentralizationanddecentralizationwasdetermined,theprocesswasreasonablyarranged,andtheorderandorchestratesasuitableprocesslineweresetup.Thensomedetailwascalculated,suchasallowance,processessizeandthedeterminationoftolerance.Theamountofcalculationandthecalculationofthefixedtimewascut.Thusasetofreasonablecardprocessingmachineryandmechanicalprocessescardsweredrawnup.

Thesecondpartofthedesignwasthefocusofthisissuewhichwasdifficult,whowasmainlycenteredonproprietarydrillingfixturedesign,Z525-useverticaldrilling,drillingscrewholedesignprocessbywhichadrillingfixture.Firstlyfixturewasdesignedtoclearthemajortasksidentifiedbypositioningcomponents,guidancedevices,clampingbodyfixturestructure,accesstotherelevantnationalstandards,paintingfixtureassembly.

Thestudyofthesubjecttransmissionbladeswasusedinthetransmissiongearboxshiftagencies.Throughthedesignofthetransmissionplectrumshiftgearboxbodieschangedstalls,thusitchangedthespeedofautomobile.

Thispapertransmissionplectrumdesignoftechnicalrules,transmissiontrulyachievedthechangestallsandshiftfunction,againstdrillingfixturedesign,realizationofthedrillingscrewholeofthisprocedure.

Inshort,thedesignoftransmissionplectrumwasacomplextask.Itwasthetypicalproductsinmassproduction.Toensurethequalityofproductsandthelevelofdesigntheworkmustbeproducedinaccordancewiththescientificprocedure,prioritize,reasonablechoice

Keywords:

Plectrum;

machining;

technicalrules;

manufacturingtechnology;

fixture

前言

本次设计题目为“发动机曲轴加工工艺及夹具设计”，它运用了机械加工设计的基础内容，囊括了几年来所学的理论知识，使我进一步加深了解机械加工的工艺方法，以及如何合理安排工艺流程，选用合理的夹具，初步做到了学以致用，并在设计中学到了更多的机械设计的优化方法，使我对机械设计以及加工工艺有了更深层次的理解和认识，培养了严谨的工作态度。

曲轴是发动机中承受冲击载荷、传递动力的重要零件，在发动机五大件中最难以保证加工质量。

由于曲轴工作条件恶劣，因此对曲轴材质以及毛坯加工技术、精度、表面粗糙度、热处理和表面强化、动平衡等要求都十分严格。

如果其中任何一个环节质量没有得到保证，则可严重影响曲轴的使用寿命和整机的可靠性。

世界汽车工业发达国家对曲轴的加工十分重视，并不断改进曲轴加工工艺。

随着WTO的加入，国内曲轴生产厂家已经意识到形势的紧迫性，引进了为数不少的先进设备和技术，以期提高产品的整体竞争力，使得曲轴的制造技术水平有了大幅提高，特别是近5年来发展更为迅猛。

目前车用发动机曲轴材质有球墨铸铁和钢两类。

由于球墨铸铁的切削性能良好，可获得较理想的结构形状，并且和钢质曲轴一样可以进行各种热处理和表面强化处理来提高曲轴的抗疲劳强度、硬度和耐磨性。

球墨铸铁曲轴成本只有调质钢曲轴成本的1/3左右，所以球墨铸铁曲轴在国内外得到了广泛应用。

统计资料表明，车用发动机曲轴采用球墨铸铁材质的比例在美国为90%，英国为85%，日本为60%，此外，德国、比利时等国家也已经大批量采用。

国内采用球墨铸铁曲轴的趋势则更加明显，中小型功率柴油机曲轴85%以上采用球墨铸铁，功率在160kW以上的发动机曲轴多采用锻钢曲轴。

1.零件的工艺分析

Ф25mm的圆柱内表面，加工时要保证Ф25+00.023的0.023公差要求，以及表面粗糙度Ra1.6，表面要求较高。

1.2.零件的工艺要求

连杆的支撑底板底面，粗糙度要求Ra3.2,同时保证连杆的高度30mm。

上端面40×

30mm,粗糙度要求Ra3.2,同时保证与Ф25mm的圆柱轴线的距离90mm；

下端侧面保证尺寸17mm，粗糙度要求Ra6.3；

离Ф25mm的圆柱轴线45mm的侧面粗糙度要求Ra12.5。

上端面2×

M6，保证尺寸10mm、20mm,沉头锥角120°

，粗糙度要求Ra6.3；

M8的螺纹孔，锪Ф14×

3mm的圆柱孔，粗糙度Ra3.2；

钻下端Ф12.7+00.1的锥孔，保证公差要求，以及中心线与Ф25mm的圆柱轴线的距离60mm粗糙度要求Ra6.3。

根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。

依设计题目知：

Ｑ＝5０００台／年，n=1件／台，结合生产实际，备产率α和废品率β分别取为１０％和１％。

带入公式得该零件的生产纲领N＝＝5555件／年零件是机床的杠杆，质量为０.８５kg,查表２-１可知其属轻型零件，生产类型为大批生产。

2．选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图

该零件材料为QT450，考虑到零件的结构以及材料，选择毛坯为铸件，由于零件年产量为5555件，属于批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故采用砂型机器铸造。

这从提高生产率，保证加工精度以及节省材料上考虑，是合理的。

球墨铸铁，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。

（１）铸件机械加工余量等级，该值由铸件的成型方法和材料确定，成型方法为砂型机器铸造，材料为球墨铸铁，确定加工余量等级为G。

（２）铸件尺寸公差，毛坯铸件的基本尺寸处于１００～１６０之间，而铸件的尺寸公差等级为8～10，取为８级，根据表2.2-1取铸件的尺寸公差为１.８mm。

查表得的毛坯的加工余量等级为G，以及铸件的尺寸，定铸件的机械加工余量为2.5mm。

根据成型零件的基本尺寸，以及确定的机械加工余量和铸件的尺寸公差确定毛坯的尺寸为基本尺寸加上机械加工余量，即基本尺寸加上2.5mm。

查表得毛坯的尺寸公差等级为８级，确定尺寸公差为１.８mm。

3．选择加工方法，制定工艺路线

本零件是带孔的杆状零件，孔是其设计基准，在铣削零件的三个平面以及钻孔的时侯，都应以孔为定位基准，避免基准不重合误差的产生，在铣削底面时应该以不需要加工的面为粗定位基准。

零件的加工面有端面，内孔，螺纹孔，其中端面有一个大底面和二个小端面，内孔有φ25mm和φ12.7mm各一个孔，螺纹孔有M6和M8各一个。

材料为灰铸铁。

以公差等级和表面粗糙度要求，参考本指南有关资料，其加工方法选择如下。

（1）大底面据表面粗糙度3.2，考虑加工余量的安排，选用先粗铣后半精铣的方法加工。

（2）25mm的孔根据表面粗糙度，选公差等级为IT8，选用先钻后扩再粗铰再精铰的加工方法。

（3）端面一据表面粗糙度6.3，采用铣削的加工方法，铣一刀。

（4）12.7mm的孔根据表5-15选用钻削的加工方法。

（5）端面二根据表面粗糙度3.2，选用先粗铣后半精铣的加工方法。

（6）M6螺纹孔根据螺纹的加工方法，选用先钻后倒角再攻丝的加工方法。

（7）M8螺纹孔根据螺纹的加工方法，选用先钻后倒角再攻丝的加工方法。

3.1制定工艺路线

拟订工艺路线是制订工艺规程中最为关键性的一步，它于定位基准面的选择有着密切的关系。

工艺路线不