单拐曲轴的机械加工工艺规程及夹具设计.docx

1、单拐曲轴的机械加工工艺规程及夹具设计毕业设计设计题目：单拐曲轴的机械加工工艺规程及夹具设计毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解*学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复

2、制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。 作者签名： 指导教师签名： 日期： 日期： 注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文

3、译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它目录第一部分工艺设计说明书1. 零件图工艺性分析1.1零件结构功用分析曲轴是将

4、直线运动转变成旋转运动，或将旋转运动转变为直线运动的零件。它是往复式发动机、压缩机、剪切机与冲压机械的重要零件。曲轴的结构与一般轴不同，它有主轴颈、连杆轴颈、主轴颈和连杆轴颈之间的连接板组成。1.2零件技术条件分析 1）主轴颈、连杆轴颈本身精度：主轴颈110尺寸公差等级IT6，表面粗糙度Ra为1.25m，连杆轴颈110尺寸公差等级为IT7，表面粗糙度Ra为0.63m，轴颈长度公差等级为IT13，圆柱度误差0.015，连杆轴竟的圆柱度误差0.015。 2）位置精度，主轴颈与连杆轴颈的平行度0.02，主轴颈的同轴度误差为0.02。1. 3零件结构工艺性分析 曲轴的结构与一般轴不同，它有主轴颈、连杆

5、轴颈、主轴颈和连杆轴颈之间的连接板组成，其L/D=818/110=7.4412，钢性差，易变形，形状复杂，它的工作特点是在变动和冲击载荷下工作，对曲轴的基本要求是高强度、高韧性、高耐磨性和回转平稳性，因而安排曲轴加工过程应考虑到这些特点。2. 毛坯选择2.1毛坯类型 曲轴工作时要承受很大的转矩及变形的弯曲硬力，容易产生扭振、折断及轴颈磨损，要求材料应有较高的强度、冲击韧度、疲劳强度和耐磨性，所以要求用球墨铸铁QT600-2曲轴的毛坯：此零件属中批生产，固采用铸造毛坯。2.2毛坯余量确定由书机械加工工艺设计资料表1.2-10查得毛坯加工余量为5，毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得为1.4.2.3毛坯

6、零件合图草图 3机加工工艺路线确定3.1加工方法分析确定该零件是单拐曲轴。中批量生产。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连杆轴颈的位置精度，连杆轴颈与主轴颈的中心距为120不能直接在轴端面上钻中心孔，加工连杆时，可利用以加工过的主轴颈定位，安装到专用的偏心卡盘分度夹具中使连杆轴颈的轴线与转动轴线重合。3.2加工顺序的安排此零件是单拐曲轴，刚性差、易变形，中批量生产。故选用中心孔定位，它是辅助基准，装夹方便节省找正时间，又能保证连杆轴颈的位置精度。先以主轴颈为粗基准连杆轴颈作支撑铣两端面，粗打中心孔。该零件的刚性差，应按先粗后精的原则安排加工顺序，逐步提高加工精度，主轴

7、颈与连杆轴颈的加工顺序：先粗加工主轴颈再半精加工主轴颈，然后粗加工连杆轴颈，再磨主轴颈，再磨连杆轴颈。 3.3定位基准选择先以主轴颈为基准铣曲轴两端面并打中心孔，再以两顶尖定位方式粗加工主轴颈，再半精加工主轴颈，再以偏心卡盘分度夹具夹住主轴颈加工连杆轴颈，再磨主轴颈，最后磨连杆轴颈。3.4加工阶段的划分说明加工阶段分为：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。3.5主要机加工工序简图1、铸 铸造、清理2、热处理 正火3、锯式样4、铣曲轴两端面并从两面钻中心孔5、粗车主轴颈右端6、粗车主轴颈左端7、半精车主轴颈右端8、半精车主轴颈左端9、粗车连杆轴颈，切第一、二侧板10、粗铣连杆上、下及前、后端1

8、1、在第一侧板上钻油孔，在主轴颈左端钻油孔12、扩孔3213、在油孔中攻螺纹4-M24、M12，并倒角14、在主轴颈右端粗铣键槽15、校直16、热处理：淬火17、去毛刺（在所有侧面去除机械加工所留下的毛刺）18、清洗吹净在乳化液中清洗曲轴，重点清洗顶尖孔和油孔，保证没有铁削、油污和其他赃物，清洗时间不少于3min，清洗的同时通入压缩空气以提高清洗效果，清洗后用压缩空气吹净零件，并用擦布擦净中心孔表面。19、检验20、修正中心孔21、磨主轴颈右端并倒角22、磨主轴颈左端并倒角23、磨连杆轴颈，第一、二侧板，并倒角 24、磨连杆上、下端及前、后端并倒角25、去毛刺吹净在所有油道孔口处抛光棱边，在键

9、槽、主轴颈及连杆轴颈上去毛刺，仔细吹净曲轴油孔中的切削和油污。26、检验27、动平衡曲轴的动平衡量每端不大于120g.cm n=600r/min28、去除不平衡量29、校直30、终检4.工序尺寸及其公差确定110工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 铸1151.41151.4 粗车 112.4 2.6 0.140112.4 半精车 110.4 2 0.054110.4 磨 110 0.4 0.022110110工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 铸1151.41151.4 粗车 110.4 4.6 0.087110.4 磨 110 0.4 0.035110105工艺路线基本尺寸工序余

10、量工序精度工序尺寸 铸1101.41101.4 粗车 107.4 2.6 0.87107.4 半精车 105.4 2 0.35105.4 磨 105 0.4 0.16105140工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 铸1451.41451.4 粗车 142.5 4.5 0.1140.5 磨 140 0.5 0.01614094工艺路线工序余量工序尺寸 铸 89 粗车 2.691.6 半精车 293.6 磨 0.494 103工艺路线工序余量工序尺寸 铸 98 粗车 2.6100.4 半精车 2102.4 磨 0.4103164工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 铸1591.41591

11、.4 粗车 163.5 4.5 0.63163.5 磨 164 0.5 0.53164270工艺路线工序余量工序尺寸 铸 275 粗铣 4.5270.5 磨 0.527028工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 粗铣 27.7 0.1327.7 磨 28 0.3 0.0522810工艺路线工序余量工序尺寸 粗铣 9.7 磨 0.310180工艺路线工序余量工序尺寸 粗铣 179.7 磨 0.318018工艺路线工序余量工序尺寸 粗铣 18.3 磨 0.318410工艺路线工序余量工序尺寸 铸 415 粗车 2.2412.8 半精车 2410.8 磨 0.84105.设备及其工艺装备确定所用

12、的设备有：卧式双面中心钻床、CA6140、特种多刀车床、立式铣床、摇臂钻床、攻螺纹机床、液压床、辊道、清洗机、检验台、外圆磨床、动平衡机。夹具有：顶尖、V形块、偏心卡盘分度夹具。钻直孔专用夹具、钻斜孔专用夹具。刀具有：90度车刀、R3圆弧车刀、铣刀、10、20钻头、砂轮、切断刀。量具有：千分尺、游标卡尺、专用卡规。6切削用量及工时定额确定（1） 铣曲轴两端面并从两面钻中心孔时：（T1=T辅 T2=T机 T3=T工 T4=T休）切削用量：ap=5 由表7.3-5得：f=0.5mm/r 由表7.3-11得 v=16m/min 则n=318x16/22=231.3=232r/mm工时定额：由表7.4

13、-1得钻中心孔时机动时间为：lf=2/dxcotkr=2/22xcot120=18.7T2=lw+lf/fxn=26.66+18.7/0.5x232=0.4min由表3.3-1得：装夹工件时间为1.1min由表3.3-2得：松开卸下工件时间为0.76min，由表3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.04+0.03+0.09+0.08+0.02+0.01+0.02+0.03+0.06+0.04+0.04+0.03=0.51min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.1+0.14=0.24minT1=0.76+1.1+0.51+0.24=2.61min由表3.3-33得布置工作地、休息和生理

14、时间分别为：T3=53min、T4=15minT基=lz/nfap=26.66x5/232x0.5x5=0.3min则T总=T1+T2+T3+T4+T基=69.31min（2）粗车主轴颈右端时：切削用量：（车刀刀杆尺寸BXH取25X25）ap=2.6 ，由表5.3-1得f=1.3，由表5.3-20查得v=59m/min，则n=318v/d=318x59/112.4=166.9=167r/min工时定额：由表3.3-1得：装夹工件时间为1.1min由表3.3-2得：松开卸下工件时间为0.76min，由表3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.04+0.03+0.09+0.08+0.02+0.

15、01+0.02+0.03+0.06+0.04+0.04+0.03=0.51min由表3.3-4得：测量工件时间为：0.1+0.14=0.24minT1=0.76+1.1+0.51+0.24=2.61min由表5.4-1得机动时间为：T2=0.07+0.06+0.04+0.03=0.2min由表3.3-33得布置工作地、休息和生理时间分别为：T3=53min、T4=15minT基=lz/nfap=412.8x5/167x1.3x2.6=3.7min则T总=T1+T2+T基+53+15=77.51（3）粗车主轴颈左端时：切削用量：ap=2.6 由表5.3-1得：f=1.3mm/r 由表5.3-20

16、得：v=59m/min 则n=318v/d=318x59/112.4=166.9=167r/min工时定额：（同上）T1=2.61min T2=0.2min T3=53min T4=15minT基=91.6x5/167x1.3x2.6=0.81minT总=T1+T2+T3+T3+T基=74.62min(4)半精车主轴颈右端时：切削用量：（刀尖圆弧半径取0.5）ap=2 由表5.3-2得f=0.1mm/r 由表5.3-20得v=120m/min 则n=318v/d=318x120/110.4=346r/min工时定额：（同上）T1=2.61min T2=0.2min T3=56min T4=15

17、min T基=lz/nfap=410.8x5/346x0.1x2=29.7minT总=T1+T2+T3+T4+T基=103.5min(5)半精车主轴颈左端时：切削用量：ap=2 由表5.3-2得f=0.1mm/r 由表5.3-20得v=120m/min 则n=318v/d=318x120/110.4=346r/min工时定额：（同上）T1=2.61min T2=0.2min T3=56min T4=15minT基=93.6x5/346x0.1x2=6.8minT总=80.61min(6)粗车连杆轴颈，切第一、二侧板切削用量：ap=4.6 由表5.3-1得f=1.2mm/r由表5.3-20得v=

18、48m/min 则n=318v/d=318x48/110.4=139r/min工时定额：由表3.3-21得装夹工件时间为0.6min由表3.3-23得操作时间为0.02+0.02+0.05+0.05+0.01=0.15min由表3.3-24得测量工件时间为0.14minT1=0.6+0.4+0.15+0.14=1.29min T2=0.2min T3=56min T4=15minT基=lz/nfap=163.5x5/139x1.2x4.6=1.1minT总=73.6min(7)粗铣连杆上、下端及前、后端：切削用量：ap=4.5 由表6.3-2得f=0.25mm/r 由表6.3-21的硬质合金铣

19、刀铣削灰铸铁时v=120m/min 则n=318v/d=318x120/270.5=142r/min工时定额：由表6.4-1得T2=lw+l1+l2/vf=313+10+10/0.25x142=9.4min由表3.3-7得操作时间为：0.83min由表3.3-8得测量工件时间为：0.14minT1=2.27min T3=51min T4=15minT基=lz/nfap=313x5/142x0.25x4.5=9.8minT总=87.5min(8)在第一侧板钻油孔，在主轴颈左淀钻油孔：切削用量：ap=230 由表7.3-1得f=0.5mm/r 由表7.3-11得v=16m/min则n=318v/d

20、=318x16/20=254.4r/min工时定额：当钻20深230油孔时：T2=lw+lf+lt/fn=230+17+0/0.5x254.4=1.9min(lf=dm/2cotkr=20/2cot120=17) T基=230x20/254.4x0.5x230=0.16min当钻20 深160油孔时：由表7.4-1得T2=lw+lf+lt/fn=160+17+0/0.5x254.4=1.4min(lf=dm/2cotkr=20/2cot120=17) T基=160x20/254.4x0.5x0.6=0.16min当钻10 深200油孔时:T2=lw+lf+lt/fn=200+8.5+0/0.5

21、X254.4=1.7min(lf=dm/2cotkr=10/2cot120=8.5) T基=200x10/254.4x0.5x200=0.08min由表3.3-9得装夹工件时间为0.17min由表3.3-10得松卸工件时间为0.15min由表3.3-11得操作时间为0.4min由表3.3-12得测量工件时间为0.04minT1=0.76min T3=47min T4=15minT总=68.07min(9)在主轴颈右端粗铣键槽：切削用量：ap=9.7 由表6.3-2得f=0.3mm/r 由表6.3-11得v=49m/min 则n=318v/d=318x49/105=149r/min工时定额：由表

22、6.4-1得T2=(t+lw)/vf2+(lw-d0)/vf=(10+179.7)/49x9.7+(179.7-105)/(49x0.3)5.5min由表3.3-5得装夹工件时间为0.11min 由表3.3-6得松卸工件时间为0.1min由表3.3-7得操作时间为0.68 min 由表3.3-8得测量工件时间为0.18minT1=1.07min T3=51min T4=15minT基=lz/nfap=179.7x10/149x0.3x9.7=4.2minT总=76.8min(10)磨削主轴颈右端并倒角：切削用量：ap=0.4 由表10.2-2得f=0.4mm/r v=22m/min n=318

23、v/d=318x22/110=64r/min工时定额：由表3.3-13得装夹和松卸工件时间为：0.19min 0.10min由表3.3-15得操作时间为0.37min 由表3.3-16得测量工件时间为0.08minT1=0.74min T基=403x0.4/64x0.5x0.4=13min T3=60min T4=15minT总=88.74min(11)磨削主轴颈左端并倒角：切削用量：ap=0.4 由表10.2-2得f=0.4mm/r v=22m/min则n =318v/d=64r/min工时定额：由表3.3-13得装夹和松卸时间为0.19 min 0.10 min由表3.3-15得操作时间为

24、0.37min 由表3.3-16得测量工件时间为0.08minT1=0.74min T3=60min T4=15min T基=94x0.4/64x0.5x0.4=3minT总=78.74min（12）磨削连杆轴颈第一、二侧板并倒角切削用量：ap=0.4 由表10.2-2得f=0.4mm/r v=22m/min则n =318v/d=64r/min工时定额：由表3.3-13得装夹和松卸时间为0.09 min 0.08 min由表3.3-15得操作时间为0.39min 由表3.3-16得测量工件时间为0.08minT1=0.64min T3=60min T4=15min T基=164x0.4/64x

25、0.5x0.4=5.2minT总=82.9min（13）磨削连杆上、下端并倒角：切削用量：ap=0.5 由表10.2-2得f=0.5mm/r v=22m/min则n =318v/d=318X22/270=26r/min工时定额：由表3.3-13得装夹和松卸时间为0.19 min 0.10 min由表3.3-15得操作时间为0.41min 由表3.3-16得测量工件时间为0.08minT1=0.78min T3=60min T4=15min T基=270x0.5/26x0.6x0.5=17.3minT总=93.1min（14）扩孔32切削用量：ap=45 由表7.3-2得f=1mm/r 由表7.

26、3-12得v=20.9m/min则n =318v/d=318X20.9/32=208r/min工时定额：由表7.4-1得T2=iw+lf+lt/fn=(45+10.2)/(1x208)=0.3min【lf=(dm-dw)/2cotkr=(32-20/2cot120=10.2)】由表3.3-9得装夹工件时间为0.17min 由表3.3-10的松卸工件时间为0.15min由表3.3-11得操作机床时间为0.42 min 由表3.3-12得测量工件时间为0.05minT1=0.79min T3=47min T4=15min T基=45x32/208x1x45=0.16minT总=63.25min第二

27、部分第12号工序夹具设计说明书1. 工序尺寸精度分析由工序图可知此工序的加工精度要求不高，具体加工要求如下：钻4-22孔，深度为7，无其它技术要求，该工序在摇臂钻床上加工，零件属中批量生产。2. 定位方案确定根据该工件的加工要求可知该工序必须限制工件四个自由度，即x移动、z移动、x转动、y转动，但为了方便的控制刀具的走刀位置，还应限制y移动、z转动两个自由度，因而工件的六个自由度都被限制，由分析可知要使定位基准与设计基准重合。选主轴颈中心线和侧板平面为定位基准。（见工序图）3. 定位元件确定1、选择定位元件：由于本工序的定位面是主轴颈中心线和侧板平面，所以夹具上相应的定位元件选为两个V形块和一

28、个平面。（注：定位基准选择及受力分析见工序图）2、确定定位元件尺寸、极限偏差和定位元件间位置尺寸及其极限偏差、定位元件尺寸：由图可知此工序的加工精度要求不高，所以两固定V形块的尺寸由机床夹具设计手册P284图2-1-26得：(如图)T=H+0.707D-0.5N=170+0.707X110-0.5X85=170+77.77-42.5=205.3mmV形块的宽度根据工件的实际情况可选为60mm。根据工件的实际情况，底版的长度选为454mm，宽度为188mm，高度为50mm。4. 定位误差分析计算(1)分析计算孔的深度尺寸7的定位误差：用外圆表面定位，工件定位面是外圆表面，定位元件的定位工作面是V形块对称面，定位基准是外圆中心线，当工件外圆直径发生变化时其中心线在V形块对称面上上下移动。定位误差计算如下：jb=1/2T(d)=1/2x0.022=0.011db=0.707(Td)=0.707x0.022=0.016dw=db-jb=0.005（2） 分析计算孔中心线与侧板中心线的重合度误差：jb=0db=0dw=05. 夹紧方案及元件确定（1）计算切削力及所需加紧力：工件在加工时所受的力有加紧力J、切削力F和工件重力G，三者作用方向一至，由机床夹具设计手册表1-2-7得切削力