三拐曲轴的机械加工工艺规程课程设计Word格式文档下载.docx
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b.为消除加工时的不平衡力的产生，设计夹具时应精确设计平衡重。
2）、刚性差：
因本曲轴长径比较大，同时具有曲拐，因此刚性较差。
曲轴在切削力及自重的作用下会产生严重的扭曲及弯曲变形，特别在单边传动的机床上加工更为严重，在工艺设计中应解决以下问题：
（1）：
粗加工时由于切削余量大，切削力也较大，可用中间托架来增强刚性，减小变形和振动，同时机床刀具及夹具都应有较高的刚度。
（2）：
在加工时尽量使切削力的作用相互抵消，可用前后刀架同时横向进给。
（3）：
合理安排工位次序以减少加工变形，按先粗后精的原则安排加工工序，逐步提高精度。
（4）：
在有可能产生变形的工序后面增设校直工序
3）、技术要求高：
曲轴技术要求较高，加工面多，需要保证的尺寸、形状、位置精度较多。
因而总的工艺路线较长，精加工占有相当比例。
加工时应要解决以下问题：
A：
正确分配粗加工、半精加工及精加工余量。
B：
粗基准选择用曲轴两端的中心孔。
中心孔的加工以主轴颈外圆作为基准，这样能保证曲轴加工径向及轴向加工余量的均匀性。
C：
精加工时仍用中心孔作为基准，但要重新修磨中心孔，避免精加工时因中心孔磨损引起加工误差。
也可一端用主轴颈定位，另一端用中心孔定位以提高刚度。
D：
曲轴轴向定位以主轴颈轴肩定位，工艺设计时定位基准应尽量与设计基准一致。
2.三拐曲轴的机械加工工艺过程：
该工件为三拐曲轴，其形状复杂，加工技术要求较高。
为加工三拐径，应制做专用工装，（通常工厂称为分度转夹具），其要求为，能够均分三等份（曲轴三拐径偏心距为60
mm），并要保证回转平衡。
根据曲轴的结构特点及机械加工的要求，加工顺序大致可归纳为：
铣两端面；
和钻中心孔；
粗、精车三连杆轴颈；
粗、精车各处外圆；
精磨连杆轴颈、主轴颈等。
3.三拐曲轴的机械加工工艺路线：
曲轴的尺寸精度、加工表面形状精度以及位置精度的要求都很高，但刚性比较差，容易产生变形，这就给曲轴的机械加工带来了很多困难，必须予以充分的重视。
曲轴的机械加工工艺特点分析:
1.该零件是三拐小型曲轴，生产批量不大，故选用中心孔定位，它是辅助基准，装夹方便，节省找正时间，又能保证三处连杆轴颈的位置精度。
2.该零件刚性较差，应按先粗后精的原则安排加工顺序，逐步提高加工精度。
对于主轴颈与连杆轴颈的加工顺序是，工件加工时应将粗、精车分开，先加工三个连杆轴颈，然后再加工主轴颈及其他各处的外圆，这样安排可以避免一开始就降低工件刚度，减少受力变形，有利于提高曲轴加工精度。
必要时也可以将粗、精磨分开。
在工艺设计中，首先磨主轴颈然后磨连杆轴颈。
中间主轴颈磨好后才能磨其余轴颈，磨主轴颈和连杆轴颈的安装方法基本上与车轴颈相同，磨主轴颈是以中心孔定位，在外圆磨床上进行，磨连杆轴颈则以经过精磨的两端主轴颈定位，以保证与主轴颈的轴线距离及平行度要求，磨连杆轴颈是在曲轴磨床上进行的。
由于轴颈宽度不大，采用横向进给磨削法，生产率较高，磨轮的外形需仔细地修整，因为直接影响轴颈与圆角的形状，磨削余量根据车削后的精度而定，粗磨余量值每边0.2~0.3mm，精磨余量控制在0.1~0.15mm内。
3.为了更好地使用回转分度夹具加工曲轴的三个拐径，在铸造工序上有意加大曲轴左端轴径尺寸，留出工艺键槽的加工余量。
4.所有轴径及轴径线上的各部尺寸的加工均以两中心孔为定位基准，所以同轴度均由设备来保证。
如需要检查两轴径同轴度，可以用一对标准的V形块支撑两个φ55
mm铀径，用百分表测量。
5.工件1:
20锥度的检查采用专用环规塞规检查。
6.曲轴偏距的检测方法：
如图2—17，将等高
7.三个拐径120°
均布的检查，可参看图1，用一对标准V形块（V形块安放在标准平台上），支撑工件两端轴径φ55
mm，然后调整两端便支撑处轴径的轴心线与平台平行。
图1三拐曲轴120°
等分检测示意图
用高度尺测量尺寸AA，使拐径中心和轴径中心连接在水平面夹角为30°
，通过计算算出拐径角度误差。
AA尺寸的计算方法：
AA=BB-
=BB-
+
式中AA——标准30°
位置拐径计算的理论值（各辆径、拐径尺寸均为实测值）（mm）；
BB——支承轴径外圆实际高度（mm）；
De——曲轴轴径实际尺寸（mm）；
D——曲轴拐径实际尺寸（mm）；
E——偏心距（mm）。
按计算出AA尺寸调整好一侧拐径位置之后，测量与之相对应的拐径高度值B，若B值与AA值相等，即等分合格；
若B值与AA值不相等，这时应计算出拐径中心和轴径中心连线与水平面的夹角θ：
sinθ=
（见图1）
m=
n=B-（BB-
）=B-BB+
m=
-（B-BB+
）=
-B+BB-
sinθ=（
）/E
式中θ——拐径中心和支承轴中心连线与水平面的夹角；
B——实际测量尺寸；
m、n——为计算θ值而给出的中间变量。
△θ=30°
-θ
如果△θ为负值，则此拐径与标准30°
位置拐径夹角小于120°
，反之夹角大于120°
。
9.拐径轴线对轴径的轴线平行度误差，可在图1的基础上测出拐径外圆最高点处最长距离的两点差值（距离稍远些），即为两轴线的平行度误差，三个拐径分别测量即可。
4.技术要求及其机械加工工艺过程卡：
三拐曲轴零件简图如图2所示。
锻件要符合JB/T5000.8-1998标准;
超声波探伤符合GB/T6402-5991!
级标准;
材料应符合JB/T6396-1992标准。
图2三拐曲轴零件示意图
表3三拐曲轴的机械加工工艺过程卡
工序号
工序名称
工序内容
工艺装备
1
铸
铸造（左端φ55mm处铸造尺寸为φ75mm）
2
清砂
3
热处理
人工时效处理
4
细清砂
5
涂漆
非加工表面涂红色防锈漆
6
划线
按毛坯外形找正，照顾各加工面，划外形尺寸线
7
铣
经两轴径部分定位压紧分别铣两个端面保证总长尺寸520mm，钻左端中心孔B4
X62W
（端铣）
8
粗车
夹右端外圆，找正两轴径外圆。
顶左端中心孔，车两轴径处，其中1：
20一端（右端）尺寸为φ62mm，另一端（左端）尺寸为φ70mm（工艺尺寸）
CW6163
9
倒头装夹工件左端φ70mm处，中心架夹带锥一端φ62mm轴径上，钻右端中心孔B4，粗车锥度一端各部尺寸，留加工余量5mm（其中φ70mm车至图样尺寸）
10
在左端φ70mm轴径上划键槽线深5mm、宽10mm、长35mm（工艺用键槽），注意与靠φ70mm最近的拐在同一平面内
11
以两φ70mm定位装夹工件铣键槽5mm×
10mm×
35mm
X52K
12
采用专用工装装病例工件粗车曲轴三个拐径及拐径两个侧面，（专用工装为转夹具，可进行三等分分度）留加工余量5mm
13
精车
采用专用工装装夹工件精车曲轴三个拐径及拐径两个侧面，留磨量0.8mm~1mm
14
夹工件左端，顶右端中心孔，车工件右端各部尺寸，留加工余量0.8~1mm，车1：
20锥度留加工余量1mm
15
倒头，采用两顶尖装夹工件，车左端尺寸φ55
mm至φ55
mm，倒角R5
16
检验
检查曲轴偏心距
17
磨
以两中心孔定位装夹工件（专用工装），磨拐径三处至图样尺寸φ55
mm，靠磨拐径两侧及圆角R5
M8240
18
以两中心孔定位装夹工件，磨轴径两处φ55
mm至图样尺寸磨φ50
mm至图样尺寸
M1432A
19
夹工件左端，中心架夹右端φ55
mm处，找正，磨1：
20锥度至图样尺寸
锥度环规铜皮
20
划12
mm×
6mm键槽
21
以两轴径定位装夹工件铣12
22
钳
修锉飞刺
23
磁粉探伤
24
按图样检验工件各部尺寸精度
25
入库
涂油入库
5.工艺方案
冶炼→精炼→铸坯→电渣重熔→热送→加热→锻造→锻后退火→探伤→划线→交货
1.制作特殊工具
2.制作空间立体的120
的角度尺。
3.制作半圆及三角。
4.曲轴主要加工表面的工序安排曲轴的主要加工表面为主轴颈、连杆轴颈、各外圆；
次要加工表面为两端面、键槽。
此外，还有还有检验、清洗、去毛刺等工序。
5.三拐曲轴锻造工序步骤
1）根据三拐曲轴零件图样计算出三拐曲轴的锻造重量、再选择合适的钢锭重量。
2）将钢锭加热到1200-1220°
C
3）钢锭采用两次镦粗来保证三拐曲轴的内部质量。
4）锻造需要3-4火次,最后一火锻造温度控制1160-1180°
5）将钢锭锻造至直径980mm,以第二拐为中心将坯料分成三份,再用半圆压印和三角压刻。
注意压刻深度,以免造成小尺现象。
6）用特殊工具将第二拐锻出,再旋转120°
用特殊角度尺分别将一拐和三拐锻造成型,再将两端轴径归圆锻造至工艺尺寸。
7）锻后再热处理
6.确定工时定额：
车工加工工时计算参考
准备时间（分）
1、一般：
15-40分钟（包括接受任务，领取图纸，熟悉加工方法，调整机床，装卸刀具清理工作地，擦拭润滑机床借还工具换三爪，四爪，花盘胎具校量具首件检查。
）
2、中等：
30-60分钟（除一般内容外增加装卸中心架，跟刀架，尾座调稍，刃磨复杂形状刀具。
3、复杂：
40-120分钟（除一般和中等内容外，增加装调弯板，平衡铁以及特殊复杂的准备。
切削速度V_c=πdn/1000n=（1000V_c）/πd
n-转速（r/min）d-工件毛坯直径（mm）V_c-线速度（m/min）
吃刀量a_pa_p=（D-d）/2（mm）
进给量ff=L/n（mm）
说白了，就是走刀，按照你得经历过操作工或者知道毛坯大小，应该用多少进给f,转数，知道工艺路线，操作人员水平，设备性能，简单举例，走刀时间就是加工总长度/进给/转数，等于时间，这是基本加工工时，还有辅助工时，准备结束工时，一句话两句话说不清楚，建议你多搜索一下基本的计算方法再下载工时定额手册。
看看标准的，国家出台的计算工时。
同时一定要下车间结合实际。
机加工的工时定额一般有三种方法确定：
1、经验法：
根据以往的经验确定机加工的工时，这实际上是以前经验的总结，比如某工件某道工序加工以前一直是开2小时，也基本没有异议，那么现在也确定是2小时。
2、实测法：
某工件某道工序以前没有加工过，那么让一个水平中等、效率中等的操作工做，他做的工时×
1.1就是这个工件这道工序的加工工时，这实际上是通过实测确定工时。
3、计算法：
某工件某道工序有几个工步，每个工步是多少时间，加起来就是工时。
例如：
车床车一个外圆，表面粗糙度Ra是3.2，加工余量是5毫米，那么一般要通过以下工步才能完成：
粗车、半精车、精车、车两端面、倒角。
根据不同的材料、工况确定转速、进刀量、然后通过计算得出。
另外，各工序每批次都有一个准备工时，一般30件为一个单位（具体要根据本单位的情况确定），每单位准备工时为0.5小时。
7.
粗车三个连杆轴颈
1）被吃刀量：
取=1mm，2）进给量f：
取。
3）机床主轴转速:
取n=600r/min4）切削速度：
5）计算切削工时：
精车三个连杆轴颈：
取=0.65mm，2）进给量f：
取f=0.3mm/r3）机床主轴转速:
取n=800r/min4）切削速度：
确定加工余量的确定：
参考下表
7.心得体会：
在本设计的开题论证、课题研究、说明书写作等整个过程中，得到了导师的亲切关怀和精心指导，他对本设计的构思、框架和理论运用给予了我许多深入的指导，使得设计得以顺利完成。
其中导师的汗水和心血。
导师敏锐的学术思想、严谨踏实的治学态度、渊博的学识、精益求精的工作作风、诲人不倦的育人精神，将永远铭记在我的心中，使我终生受益。
在此谨向老师表示衷心的感谢和崇高的敬意。
感谢所有任课老师几年来对我的培养。
在这个文化底蕴深厚、安详宁静的校园，塑造了我积极、乐观、淡定的人生态度，刻画了我永远留恋的青春记忆，让我在这个即将离别的时候，如此不舍。
在此，我要向诸位老师说声感谢。
同时也要感谢我的同学和朋友们，我将永远记得你们伴我走过的每一个有欢笑有泪水的日子，是你们的关心和帮助，让我感受到了团队的温暖。
参考文献
[1]陈明主编，机械制造工艺学[M].北京:
机械工业出版社,2005.07
[2]陈宏钧主编，实用机械加工工艺手册（第2版）[M].北京:
机械工业出版社,2004.08
[3]王茂元主编，机械制造技术[M].北京:
机械工业出版社,2001.08
[4]马幼祥主编，机械加工基础[M].北京:
机械工业出版社，1984
[5]孙业保主编，车用内燃机[M].北京:
北京理工大学出版社,1997
[6]谢云臣,赵英才，发动机曲轴工艺设备选型的可拓评价研究[J].汽车技术,2006，25（4）：
38-40
[7]田晓锋，闫红彦，常新录，100系列发动机曲轴淬火工艺实验研究[J].拖拉机与农用运输车，2007，34（6）：
97-98
[8]宋正元，康明斯B系列曲轴工艺的设计[J].柴油机，2000,（8）5：
47-50
[9]王秋冰，马鸣，卢震鸣，来建刚，李光瑾，发动机曲轴用材料与工艺的发展趋势，柴油机设计与制造，2007,15
（1）：
40-44
[10]兰建设，曹龙斌。
机械制造应用技术。
北京:
机械工业出版社，2006
[11]吴新佳。
机械制造工艺装备。
西安：
西安电子科技大学出版社，2006
[17]杨叔子。
机械加工工艺师手册。
北京：
机械工业出版社，2002
[18]刘杰华，住昭蓉。
金属切削与刀具使用技术。
国防工业出版社，2006
[19]陈宏鈞。
机械加工技师综合手册。
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