1、曲軸零件的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)摘 要:曲軸是機(jī)器的關(guān)鍵部件之一,主要用于往復(fù)式機(jī)械,在柴油機(jī)中與活塞連接，通過(guò)其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成活塞的直線運(yùn)動(dòng)。其材質(zhì)大體分為兩類(lèi)：一是鋼鍛曲軸，二是球墨鑄鐵曲軸。曲軸關(guān)鍵技術(shù)是整個(gè)產(chǎn)業(yè)中占有非常重要的地位。曲軸在發(fā)動(dòng)機(jī)中是非常難以加工的零件之一。在發(fā)動(dòng)機(jī)中，曲軸工作需要承載巨大載荷，工作條件極其惡劣，對(duì)曲軸材質(zhì)以及毛坯加工技術(shù)、精度、表面粗糙度、熱處理和表面強(qiáng)化、動(dòng)平衡等要求都十分嚴(yán)格。本設(shè)計(jì)結(jié)合實(shí)際進(jìn)行理論分析，在保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本的的前提下，對(duì)曲軸零件的工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 從目前的總體水平看,低下的生產(chǎn)率,落后的技術(shù)和設(shè)備,粗糙的機(jī)械

2、性能導(dǎo)致毛坯鑄造工藝存在不穩(wěn)定,精度低、廢品率高等等問(wèn)題。球墨鑄鐵具有良好的切削性能，也能進(jìn)行熱處理和表面硬化來(lái)提高曲軸疲勞強(qiáng)度和耐磨性。在本次設(shè)計(jì)中曲軸的材質(zhì)為球墨鑄鐵。本設(shè)計(jì)利用所學(xué)知識(shí)，查找資料設(shè)計(jì)可取的工藝路線，選取了加工工藝完善也比較精密和經(jīng)濟(jì)的作為方案，并設(shè)計(jì)其中一到二個(gè)工序的加工夾具。夾具設(shè)計(jì)的思路如下：（1）根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)收集設(shè)計(jì)資料；（2）初步擬訂夾具的結(jié)構(gòu)方案、繪制零件圖；（3）繪制夾具總裝圖。關(guān)鍵詞：曲軸 球墨鑄鐵 工藝路線 夾具R180 diesel engine crankshaft process design and fixture designABSTRACT:

3、The graduation design is about R180 diesel engine crankshaft process design and its two process to fixture design.Crankshaft is one of the key parts of diesel engine, the material can be divided into two categories: one is forged steel crankshaft, 2 it is ductile iron crankshaft. The crankshaft key

4、technology is one of the most concern of the whole industry. Is engine crankshaft under impact load, the power of the important parts of the engine five big one of the most difficult to guarantee machining quality. Because crankshaft working conditions, material for crankshaft blank and processing t

5、echnology, precision, surface roughness, heat treatment and surface strengthening is very strict, dynamic balance, etc.This design based on Auto CAD, draw the corresponding part drawing and design desirable process route finding out information, and select the processing craft is more precise and th

6、e economy as a solution.Fixture design train of thought is: (1) clear design task, design information collection; 2) to formulate the fixture structure scheme, the structure of the drawing sketch; (3) map clamp assembly. Key words：The crankshaft Ductile iron Process route fixture目 錄1前言11.1緒論61.2曲軸的概

7、念61.3曲軸的制造技術(shù)6 1.3.1曲軸材料81.3.2曲軸加工81.4論文結(jié)構(gòu)92 曲軸零件工藝設(shè)計(jì)102.1 分析零件102.1.1 零件的作用10 2.1.2 零件的工藝分析102.2確定生產(chǎn)類(lèi)型102.3確定毛坯10 2.3.1 確定毛坯種類(lèi)10 2.3.2 確定鑄件加工余量11 2.3.3 繪制曲軸零件毛坯圖112.4 機(jī)械加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)11 2.4.1 選擇定位基準(zhǔn)11 2.4.2 選擇表面加工方法11 2.4.3 確定工藝過(guò)程方案122.5 選擇加工設(shè)備與工藝裝備14 2.5.1 選擇機(jī)床15 2.5.2 選擇夾具15 2.5.3 選擇刀具16 2.5.4 選擇量具162.6

8、 確定工序尺寸162.7 確定切削用量及時(shí)間定額19 2.7.1 工序070（粗車(chē)長(zhǎng)頭）切削用量及時(shí)間定額19 2.7.2 工序130（鉆孔14.2）切削用量及時(shí)間定額22 2.7.3 工序240（銑K面）切削用量及時(shí)間定額232.8 填寫(xiě)工藝規(guī)程卡25 2.8.1 機(jī)械加工工序卡片25 2.8.2 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片253 曲軸零件第一套夾具設(shè)計(jì)263.1 明確設(shè)計(jì)任務(wù)、收集分析原始資料26 3.1.1 加工工件的零件圖26 3.1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)26 3.1.3 工序簡(jiǎn)圖26 3.1.4 分析原始資料263.2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案27 3.2.1 根據(jù)六點(diǎn)定位規(guī)則確定工件的定位方式27

9、3.2.2 選擇定位元件，設(shè)計(jì)定位裝置27 3.2.3 分析計(jì)算定位誤差28 3.2.4 確定工件的夾緊裝置293.3 繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖30 3.3.1 擬訂夾具總裝圖的尺寸、公差與配合以及技術(shù)要求30 3.3.2 繪制夾具總裝圖314 曲軸零件第二套夾具設(shè)計(jì)324.1 明確設(shè)計(jì)任務(wù)、收集分析原始資料32 4.1.1 加工工件的零件圖32 4.1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)32 4.1.3 工序簡(jiǎn)圖32 4.1.4 分析原始資料32 4.2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案33 4.3 夾具定位誤差分析33 4.4 擬訂夾具總裝圖的尺寸、公差與配合及技術(shù)要求33 4.4.1 尺寸、公差與配合33 4.4.2 制訂技術(shù)條

10、件344.5 繪制夾具總裝圖34總 結(jié)35致 謝36參考文獻(xiàn)37附錄A 機(jī)床38附錄B 夾具39附錄C 刀具40附錄D 量具401前言1.1緒論(一)、研究的目的及意義隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和市場(chǎng)需求的變化及競(jìng)爭(zhēng)加劇，傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展到了一個(gè)嶄新的階段；隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，人們生活水平不斷提高，汽車(chē)已經(jīng)走進(jìn)了我們的日常生活，漸漸成為一種普通消費(fèi)品；隨著市場(chǎng)對(duì)汽車(chē)需要量的增加和制造技術(shù)的發(fā)展，到了本世紀(jì)初，小作坊的生產(chǎn)方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足需要，而各種新的制造工藝和新式高效機(jī)床的出現(xiàn)，使汽車(chē)和發(fā)動(dòng)機(jī)的制造技術(shù)出現(xiàn)了飛躍。因此，人們對(duì)汽車(chē)的性能要求也在不斷提高，不論是經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性，還是穩(wěn)定性

11、、安全性，甚至是排放性等各方面都要逐一考慮。這就需要傳統(tǒng)制造技術(shù)和汽車(chē)專(zhuān)業(yè)技術(shù)相互結(jié)合，在滿(mǎn)足汽車(chē)動(dòng)力性的同時(shí)滿(mǎn)足其經(jīng)濟(jì)性與生產(chǎn)效率，也就是工藝性。而要想使整車(chē)的工藝性完美，對(duì)各零件的加工也是最為重要的。曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)中承受沖擊載荷，傳遞動(dòng)力的重要零件，在發(fā)動(dòng)機(jī)五大件中最難以保證加工質(zhì)量。由于曲軸工作條件惡劣，因此對(duì)曲軸工藝規(guī)程的編制、夾具的選擇都要有嚴(yán)格的要求。如果其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)質(zhì)量沒(méi)有得到保證，則可嚴(yán)重影響曲軸的使用壽命和整機(jī)的可靠性，因此我們應(yīng)不斷改進(jìn)曲軸加工工藝。我國(guó)曲軸專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠家不是很多，且整體規(guī)模小、專(zhuān)業(yè)化程度低、企業(yè)設(shè)備陳舊、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝落后、性能壽命和可靠性差、品種雜亂和“

12、三化”程度低，這些都影響了整機(jī)適應(yīng)國(guó)內(nèi)及國(guó)際市場(chǎng)的能力。隨著我國(guó)加入WTO，內(nèi)燃機(jī)零部件行業(yè)將面臨更加激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，也將迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。我們只有充分了解國(guó)內(nèi)外內(nèi)燃機(jī)曲軸制造技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，及時(shí)改進(jìn)和提高曲軸制造技術(shù)水準(zhǔn)，才能制造出具有世界一流水平的內(nèi)燃機(jī)曲軸，以實(shí)力參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。本次設(shè)計(jì)題目為“曲軸零件的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)”，它運(yùn)用了機(jī)械加工設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)內(nèi)容，囊括了幾年來(lái)所學(xué)的理論知識(shí)，使我了解曲軸飛輪組的功用及工作條件和受力情況，及了解相關(guān)零部件的材質(zhì)及加工和使用特點(diǎn)。并確定加工工藝方案，通過(guò)對(duì)加工工藝方案的改進(jìn)及加工工藝分析，提出相應(yīng)加工方案，從而達(dá)到對(duì)曲軸飛輪組在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的工

13、況了解和原理認(rèn)知，為將來(lái)設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)了解機(jī)床夾具的功用、組成和分類(lèi)。以及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的步驟和方法，夾具總圖的設(shè)計(jì)和繪制方法。曲軸是內(nèi)燃機(jī)中承受沖擊載荷傳遞動(dòng)力的關(guān)鍵零件，也是在內(nèi)燃機(jī)5大件(機(jī)體、缸蓋、曲軸、連桿、凸輪軸)中最難以保證加工質(zhì)量的零件。由于曲軸工況條件惡劣，因此對(duì)曲軸的材質(zhì)、毛坯加工技術(shù)、精度、表面粗糙度、熱處理和表面強(qiáng)化、動(dòng)平衡等要求都十分嚴(yán)格。其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量對(duì)曲軸的壽命和整機(jī)的可靠性都具有很大的影響。因此世界各國(guó)對(duì)曲軸的加工都十分重視，都在不斷地改進(jìn)曲軸加工工藝，最大可能地提高曲軸壽命。曲軸質(zhì)量約占內(nèi)燃機(jī)質(zhì)量的10%，成本約占整機(jī)的10%12%，其材質(zhì)

14、大體可分2類(lèi)：一類(lèi)是鍛鋼，一類(lèi)是球墨鑄鐵。由于球墨鑄鐵的切削性能良好，并可通過(guò)各種熱處理和表面強(qiáng)化處理來(lái)提高曲軸的抗疲勞強(qiáng)度、硬度和耐磨性。球墨鑄鐵中的內(nèi)摩擦所耗功比鋼大，減小了工作時(shí)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的振幅和應(yīng)力，應(yīng)力集中也沒(méi)有鋼質(zhì)曲軸敏感，所以球墨鑄鐵曲軸在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，我國(guó)內(nèi)燃機(jī)曲軸專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠家通過(guò)引進(jìn)技術(shù)消化吸收和自行開(kāi)發(fā)，總體水平有了較大的提高。但是我國(guó)距世界先進(jìn)水平仍相差很遠(yuǎn)，甚至于還滿(mǎn)足不了我國(guó)內(nèi)燃機(jī)工業(yè)技術(shù)發(fā)展的要求。我們只有充分了解國(guó)內(nèi)外內(nèi)燃機(jī)曲軸制造技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，及時(shí)改進(jìn)和提高曲軸制造技術(shù)水準(zhǔn)，才能制造出具有世界一流水平的內(nèi)燃機(jī)曲軸，以實(shí)力參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。目前

15、，世界各國(guó)的發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)對(duì)曲軸加工都十分重視，都在不斷更新曲軸加工設(shè)備改進(jìn)加工工藝，以提高曲軸加工質(zhì)量，延長(zhǎng)使用壽命。我國(guó)的各大發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠經(jīng)過(guò)多年的學(xué)習(xí)和探索，已經(jīng)掌握了很多較為先進(jìn)的血軸加工技術(shù)，生產(chǎn)效率較高，生產(chǎn)線中的大部分設(shè)各也已國(guó)產(chǎn)化。國(guó)內(nèi)曲軸生產(chǎn)線多數(shù)由普通機(jī)床和專(zhuān)用機(jī)床組成，生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度相對(duì)較低。粗加工設(shè)備多采用多刀車(chē)床車(chē)削曲軸主軸頸及拐頸，工序的質(zhì)量穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，難以達(dá)到合理的加工余量。一般精加工采用MQ8260等曲軸磨床粗磨-半精磨-精磨-拋光，通常靠手工操作，加工質(zhì)量不穩(wěn)定。而發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸生產(chǎn)得到較大的發(fā)展，總量已具相當(dāng)?shù)囊?guī)模，無(wú)論是設(shè)計(jì)水平，還是

16、產(chǎn)品品種、質(zhì)量、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)方式都有很大的發(fā)展。曲軸在發(fā)動(dòng)機(jī)中是承受載荷傳遞動(dòng)力的重要零部件，也是發(fā)動(dòng)機(jī)五大零部件中最難以保證加工質(zhì)量的零部件，其性能、水平直接影響整機(jī)的性能水平及可靠性。因此，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家十分重視曲軸生產(chǎn)，不斷改進(jìn)其材質(zhì)及加工手段，以提高其性能水平，滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)的需要。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)曲軸加工發(fā)展十分迅速。尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸。先進(jìn)的加工工藝加工出的曲軸質(zhì)量好、效率高且穩(wěn)定。而歐美等汽車(chē)工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，經(jīng)過(guò)多年的積累，。在加工工藝方面，由于國(guó)外大多采用了先進(jìn)的數(shù)控設(shè)備，而國(guó)內(nèi)大多以手動(dòng)設(shè)備為主，精度差，這就要求我們?cè)趯?shí)際設(shè)計(jì)加工工藝的過(guò)程中充分考慮各方面的因素，在借鑒國(guó)外先進(jìn)

17、的工藝方案的同時(shí)充分考慮現(xiàn)有設(shè)備資源的利用和改造，達(dá)到少投入，大收益。發(fā)達(dá)國(guó)家的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)告訴我們，工業(yè)化是邁向現(xiàn)代化的必經(jīng)之路。而制造業(yè)，特別是裝備制造業(yè)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的主力軍，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的原動(dòng)力，發(fā)展制造業(yè)始終是振興經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的最佳路徑。曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)中用于傳遞動(dòng)力的核心零件，由于工況條件惡劣，且承受復(fù)雜的沖擊載荷，因此對(duì)曲軸的材質(zhì)、NI精度、表面質(zhì)量、動(dòng)平衡等的要求都十分嚴(yán)格。又由于曲軸的材料為高強(qiáng)度合金鋼，難于加工和斷屑，而且曲軸主軸頸和連桿軸頸幾何形狀復(fù)雜，因此作為發(fā)動(dòng)機(jī)五大零件之一的曲軸，其加工難度、加工工藝復(fù)雜程度在發(fā)動(dòng)機(jī)各零部件中都首屈一指，它的結(jié)構(gòu)參數(shù)和加工工藝水平直接影響

18、著整機(jī)的尺寸和重量，以及發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性和壽命。世界各國(guó)的發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)對(duì)曲軸。加工都十分重視，都在不斷更新曲軸加工設(shè)備改進(jìn)加工工藝，以提高曲軸加工質(zhì)量，延長(zhǎng)使用壽命。我國(guó)的各大發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠經(jīng)過(guò)多年的學(xué)習(xí)和探索已經(jīng)掌握了很多較為先進(jìn)的血軸加工技術(shù)，生產(chǎn)效率較高，生產(chǎn)線中的大部分設(shè)各也已國(guó)產(chǎn)化。但是，在一些關(guān)鍵工序所采用的關(guān)鍵工藝上，我們還是非常依賴(lài)國(guó)外的技術(shù)，需要使用國(guó)外的設(shè)備和刀具。因此，我們還需進(jìn)一步研究曲軸加工工藝，尤其是要深入研究關(guān)鍵工藝和關(guān)鍵設(shè)備，這對(duì)提升曲軸乃至發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)水平都是相當(dāng)重要的。曲軸的材料是由碳素結(jié)構(gòu)鋼或球墨鑄鐵制成的，有兩個(gè)重要部位：主軸頸，連桿頸，（還有其他）。主軸

19、頸被安裝在缸體上，連桿頸與連桿大頭孔連接，連桿小頭孔與汽缸活塞連接，是一個(gè)典型的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。曲軸的潤(rùn)滑主要是指與搖臂間軸瓦的潤(rùn)滑和兩頭固定點(diǎn)的潤(rùn)滑 這個(gè)一般都是壓力潤(rùn)滑的，曲軸中間會(huì)有油道和各個(gè)軸瓦相通，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)以后靠機(jī)油泵提供壓力供油進(jìn)行潤(rùn)滑、降溫。發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程就是，活塞經(jīng)過(guò)混合壓縮氣的燃爆，推動(dòng)活塞做直線運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)連桿將力傳給曲軸，由曲軸將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸的旋轉(zhuǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源。曲軸的結(jié)構(gòu)包括軸頸、曲軸臂、曲軸銷(xiāo)、側(cè)蓋以及連桿大端軸承。軸頸具有一第一油路。曲軸臂連接于軸頸。曲軸銷(xiāo)設(shè)置于曲軸臂之中，并且抵接于軸頸。曲軸銷(xiāo)具有第一機(jī)油緩沖室、第二機(jī)油緩沖室以及第二油路。第一

20、機(jī)油緩沖室系連接于第二機(jī)油緩沖室，第二油路連接于第二機(jī)油緩沖室。側(cè)蓋設(shè)置于曲軸臂中，側(cè)蓋與曲軸銷(xiāo)之間成形有一空間，該空間連接于第一油路與第一機(jī)油緩沖室之間。連桿大端軸承設(shè)置于曲軸臂之中，曲軸銷(xiāo)套設(shè)于連桿大端軸承之中，第二油路連接于第二機(jī)油緩沖室與連桿大端軸承之間。本實(shí)用新型可將機(jī)油內(nèi)微小異物過(guò)濾掉，減少了連桿大端軸承遭受微小異物侵入的機(jī)會(huì)，并避免連桿大端軸承損壞，進(jìn)而可延長(zhǎng)曲軸結(jié)構(gòu)的使用壽命。在曲軸的機(jī)械加工中，采用新技術(shù)和提高自動(dòng)化程度都不斷取得進(jìn)展。目前，國(guó)內(nèi)較陳舊的曲軸生產(chǎn)線多數(shù)由普通機(jī)床和專(zhuān)用機(jī)床組成，生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度相對(duì)較低。粗加工設(shè)備一般采用多刀車(chē)床車(chē)削曲軸主軸頸及連桿軸頸，工

21、序質(zhì)量穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生較大的加工應(yīng)力，難以達(dá)到合理的加工余量。精加工普遍采用MQ8260等普通曲軸磨床進(jìn)行粗磨、半精磨、精磨、拋光，通?？咳斯げ僮鳎庸べ|(zhì)量不穩(wěn)，尺寸一致性差?，F(xiàn)在加工曲軸粗加工比較流行的工藝是：主軸頸采用車(chē)?yán)に嚭透咚偻忏?，連桿頸采用高速外銑，而且傾向于高速隨動(dòng)外銑，全部采用干式切削。在對(duì)連桿頸進(jìn)行隨動(dòng)磨削時(shí)，曲軸以主軸頸為軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并在一次裝夾下磨削所有連桿頸。在磨削過(guò)程中，磨頭實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)進(jìn)給，跟蹤著偏心回轉(zhuǎn)的連桿頸進(jìn)行磨削加工。曲軸是各類(lèi)發(fā)動(dòng)機(jī)上的一個(gè)非常重要的旋轉(zhuǎn)零件，裝上連桿后，可通過(guò)旋轉(zhuǎn)將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變成循環(huán)運(yùn)動(dòng)。其材質(zhì)大體分為兩類(lèi)：一是鋼鍛曲軸，二是球墨

22、鑄鐵曲軸。有兩個(gè)重要的曲軸加工部分:主軸頸和連桿頸。主軸頸與缸體配合安裝，連桿頸和連桿大頭孔連接,連桿小頭和活塞連接,形成一個(gè)典型的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。柴油機(jī)的工作過(guò)程是:活塞壓縮空氣混合燃爆后,推動(dòng)活塞直線運(yùn)動(dòng)并通過(guò)連桿將推動(dòng)力傳給曲軸,曲軸將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸的旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源,故曲軸加工的優(yōu)良程度將直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能。由于曲軸工作需要承載巨大載荷，工作條件惡劣，而隨著機(jī)械化生產(chǎn)逐漸成為當(dāng)今主流，傳統(tǒng)的制造工藝已經(jīng)不能滿(mǎn)足人們的需求。曲軸材質(zhì)以及毛坯加工技術(shù)、精度、表面粗糙度、熱處理和表面強(qiáng)化、動(dòng)平衡等要求都十分嚴(yán)格。（二）、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀從目前的整體水平來(lái)看，曲軸基本都是兩種材質(zhì)

23、：一是鋼鍛曲軸；二是球墨鑄鐵曲軸。根據(jù)材質(zhì)選擇的不同，其生產(chǎn)方式也不同。為了保證生產(chǎn)精度，鑄造方式生產(chǎn)的曲軸已經(jīng)廣泛運(yùn)用于各大型機(jī)器的運(yùn)行。球墨鑄鐵具有良好的切削性能，并且可以進(jìn)行各種熱處理以及表面強(qiáng)化處理，故球墨鑄鐵被廣泛運(yùn)用于曲軸的生產(chǎn)。但是，曲軸毛坯的鑄造工藝生產(chǎn)效率低下，工藝裝備參差不齊，性能不夠穩(wěn)定、精度低、報(bào)廢率高居不下，這一系列的問(wèn)題都需要優(yōu)化。目前，國(guó)內(nèi)大部分專(zhuān)業(yè)廠家普遍采用普通機(jī)床和專(zhuān)用組合機(jī)床組成的流水線生產(chǎn)，生產(chǎn)效率、自動(dòng)化程度較低。曲軸的關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目仍與國(guó)外相差12個(gè)數(shù)量級(jí)。國(guó)外的機(jī)加工工藝大致可歸納為如下幾個(gè)特點(diǎn)。廣泛采用數(shù)控技術(shù)和自動(dòng)線，生產(chǎn)線一般由幾段獨(dú)立的自動(dòng)化

24、生產(chǎn)單元組成，具有很高的靈活性和適應(yīng)性。采用龍門(mén)式自動(dòng)上下料，集放式機(jī)動(dòng)滾道傳輸，切削液分粗加工與精加工兩段集中供應(yīng)和回收處理。曲軸的主要加工工序基準(zhǔn)中心孔，一般采用質(zhì)量定心加工方式，這樣在靜平衡時(shí)，加工量很少。軸頸的粗加工一般采用數(shù)控銑削或車(chē)?yán)に?。工序質(zhì)量可達(dá)到國(guó)內(nèi)粗磨后的水平，且切削變形小、效率高。銑削和車(chē)?yán)乔S粗加工的發(fā)展方向。國(guó)外的曲軸磨床均采用CNC控制技術(shù)，具有自動(dòng)進(jìn)給、自動(dòng)修正砂輪、自動(dòng)補(bǔ)償和自動(dòng)分度功能，使曲軸的磨削精度和效率顯著提高。油孔的加工采用鼓輪鉆床和自動(dòng)線，近幾年隨著槍鉆技術(shù)的應(yīng)用，油孔的加工大多已采用槍鉆自動(dòng)線鉆孔修緣拋光。曲軸的拋光采用CNC控制的砂帶拋光機(jī)，

25、所有軸頸一次拋光只需20多秒，粗糙度可達(dá)Ra0.4以下，大大減小了發(fā)動(dòng)機(jī)的磨合期。動(dòng)平衡一般采用CNC控制的綜合平衡機(jī)，測(cè)量、修正一次完成。檢驗(yàn)一般在生產(chǎn)線上配備MARPOSS或HOMWORK綜合檢測(cè)機(jī)，實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)，對(duì)曲軸的幾乎所有機(jī)加工項(xiàng)目均可一次完成檢測(cè)、顯示和打印。曲軸的清洗采用專(zhuān)用精洗機(jī)定點(diǎn)定位清洗，保證了曲軸清潔度要求。廣泛采用了軸頸過(guò)渡圓角滾壓技術(shù)。專(zhuān)用圓角滾壓機(jī)自動(dòng)控制，對(duì)所有軸頸圓角進(jìn)行一次滾壓，而且滾壓力和滾壓角度可自動(dòng)調(diào)節(jié)，使圓角處產(chǎn)生最佳的殘余壓應(yīng)力，提高了曲軸的疲勞強(qiáng)度。（三）、小結(jié) 從目前的總體水平看,低下的生產(chǎn)率,落后的技術(shù)和設(shè)備,粗糙的機(jī)械性能導(dǎo)致毛坯鑄造工藝存

26、在不穩(wěn)定,精度低、廢品率高等等問(wèn)題。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究，力求得出一套更加完善的加工工藝工程。相比鍛鋼曲軸，球墨鑄鐵曲軸具有良好的切削性能，也能進(jìn)行熱處理和表面硬化來(lái)提高曲軸疲勞強(qiáng)度和耐磨性。并且球墨鑄鐵內(nèi)部的摩擦功耗比鋼的大、降低了扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的振幅和應(yīng)力,集中應(yīng)力也不像鋼制曲軸那么敏感。從而球墨鑄鐵曲軸在國(guó)內(nèi)外得到廣泛采用。在本次設(shè)計(jì)中曲軸的材質(zhì)為球墨鑄鐵。為了提高曲軸質(zhì)量，我們采取了以下幾個(gè)環(huán)節(jié)的措施：（1）熔煉；（2）球化處理；（3）孕育處理；（4）合金化；（5）造型工藝；（6）澆注冷卻工藝。1.2曲軸的概念曲軸是各類(lèi)發(fā)動(dòng)機(jī)上的一個(gè)非常重要的旋轉(zhuǎn)零件，裝上連桿后，可通過(guò)旋轉(zhuǎn)將活塞的往復(fù)運(yùn)

27、動(dòng)變成循環(huán)運(yùn)動(dòng)。其材質(zhì)大體分為兩類(lèi)：一是鋼鍛曲軸，二是球墨鑄鐵曲軸。有兩個(gè)重要的曲軸加工部分:主軸頸和連桿頸。主軸頸與缸體配合安裝，連桿頸和連桿大頭孔連接,連桿小頭和活塞連接,形成一個(gè)典型的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。柴油機(jī)的工作過(guò)程是:活塞壓縮空氣混合燃爆后,推動(dòng)活塞直線運(yùn)動(dòng)并通過(guò)連桿將推動(dòng)力傳給曲軸,曲軸將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸的旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源,故曲軸加工的優(yōu)良程度將直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能。曲軸的結(jié)構(gòu)包括軸頸、曲軸臂、曲軸銷(xiāo)、側(cè)蓋以及連桿大端軸承。軸頸具有一第一油路。曲軸臂與軸頸相連接。曲軸銷(xiāo)嵌于曲軸臂之中，并與軸頸直接連接。曲軸銷(xiāo)具有第一、第二機(jī)油緩沖室以及第二油路。第一、第二機(jī)油緩沖室相

28、連接，第二油路連接于第二機(jī)油緩沖室。側(cè)蓋設(shè)置于曲軸臂中，側(cè)蓋與曲軸銷(xiāo)之間成形有一空間，該空間連接于第一油路與第一機(jī)油緩沖室之間。連桿大端軸承設(shè)置于曲軸臂之中，曲軸銷(xiāo)套設(shè)于連桿大端軸承之中，第二油路連接于第二機(jī)油緩沖室與連桿大端軸承之間。1.3曲軸零件的制造技術(shù)隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,柴油機(jī)曲軸生產(chǎn)也得到了相當(dāng)大的發(fā)展,目前已經(jīng)有相當(dāng)數(shù)量的規(guī)模,無(wú)論是從設(shè)計(jì)層面,或產(chǎn)品品種、質(zhì)量、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)方法有快速的發(fā)展。曲軸在柴油機(jī)中承受負(fù)載和動(dòng)力傳遞，是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要零部件之一，也是是最困難的五個(gè)部件之一，加工質(zhì)量的好壞,直接影響整體性能水平的性能水平和可靠性。因此，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家十分重視曲軸的生產(chǎn)，不斷改

29、進(jìn)其材質(zhì)及加工手段，以提高其性能水平，滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)的需要。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)曲軸加工得到了迅速發(fā)展。尤其是大功率柴油機(jī)曲軸。曲軸是將直線運(yùn)動(dòng)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，或?qū)⑿D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)的零件。它是往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)、剪切機(jī)與沖壓機(jī)械的重要零件。曲軸工作時(shí)要承受很大的扭應(yīng)力及大小和方向都在不斷變化的彎曲應(yīng)力的作用，因此曲軸應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和支承剛性。曲軸工作時(shí)的旋轉(zhuǎn)速度很高，曲軸的軸頸和連桿軸頸需要足夠的耐磨性，且曲軸的質(zhì)量分布應(yīng)當(dāng)平衡，以防因不平衡而產(chǎn)生離心力使曲軸承受附加載荷。為了保證曲軸的正常工作，對(duì)曲軸規(guī)定了嚴(yán)格的技術(shù)要求。其主要技術(shù)要求如下：主軸頸和連桿軸頸的尺寸精度通常為IT6IT7，同軸

30、度允許偏差0.015mm，表面粗糙度值為0.20.4um。軸頸長(zhǎng)度公差等級(jí)IT9IT10。軸頸的形狀公差，如圓度、圓柱度控制在尺寸公差之內(nèi)。本次設(shè)計(jì)圓柱度公差為0.005。位置精度，包括主軸頸與連桿軸頸的平行度：一般為100mm之內(nèi)不大于0.02mm；曲軸各主軸頸的同軸度：小型高速曲軸為0.025mm，中大型低速軸為0.030.08mm；各連桿軸頸的位置度不大于±20°。本設(shè)計(jì)中各連桿軸頸的軸心線應(yīng)與主軸頸中心線在同一平面內(nèi)，位置公差為0.2。曲軸工作時(shí)要承受很大的轉(zhuǎn)矩及交變的彎曲應(yīng)力，容易產(chǎn)生扭振、折斷及軸頸磨損，因此要求所用材料應(yīng)有較高的強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和耐磨性。對(duì)于材料

31、的選擇有一定的要求：一般曲軸為35、40、45鋼或球墨鑄鐵QT600-2；對(duì)于高速、重載曲軸，可采用35CrMoAl、42Mn2V等材料。該零件材料為QT800-2，考慮該工件形狀比較復(fù)雜，因此應(yīng)該選用鑄件，以最大限度減少金屬切屑量，保證高效率低消耗。由零件圖可知，該曲軸為球墨鑄鐵，牌號(hào)為QT800-2，鑄造，查機(jī)械加工簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.3-1知，CT9級(jí)，MA-G級(jí)，采用殼模鑄造。又由CT9級(jí)，MA-G級(jí)和曲軸基本尺寸查機(jī)械加工簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.2-4知其加工余量如下表2-1表2-1曲軸鑄件毛坯各段尺寸公差以及加工余量項(xiàng)目曲軸前端主軸頸連桿軸頸全部曲柄法蘭端公差等級(jí)CT99999加工面尺寸40705

32、784105鑄件尺寸公差3.63.63.63.63.6機(jī)械加工余量等級(jí)GGGGG加工余量2.52.5332.5毛坯基本尺寸457563901101.3.1曲軸材料曲軸一般分為球墨鑄鐵曲軸,曲軸鍛鋼曲軸。球墨鑄鐵曲軸一般使用QT700-2，QT800-2，QT900-2等等。鍛鋼曲軸材料常用的45、35CrMo、40Cr、40MnB、42CrMo和非調(diào)質(zhì)鋼如C38+N2、48MnV等。其中非調(diào)質(zhì)鋼以其卓越的性能、低廉的成本廣受贊譽(yù)。在曲軸上的應(yīng)用已被正式納入標(biāo)準(zhǔn),成為鍛鋼曲軸的發(fā)展趨勢(shì)。非調(diào)質(zhì)鋼是在碳鋼的基礎(chǔ)上添加一些微量合金元素，基體顯微組織和析出相的強(qiáng)化決定其力學(xué)性能的好壞。這種鋼在熱軋、鍛

33、造、正火狀態(tài)時(shí)的力學(xué)性能能夠達(dá)到一般調(diào)質(zhì)狀態(tài)的力學(xué)性能水平。因此,可節(jié)省了鋼的調(diào)質(zhì)處理過(guò)程,不僅縮短生產(chǎn)周期,還節(jié)約能源。1.3.2曲軸加工曲軸鍛造工藝過(guò)程：下料加熱輥鍛（如需要）預(yù)成型終鍛切邊扭拐（部分曲軸）校正。選擇在中頻電感應(yīng)連續(xù)加熱爐內(nèi)不斷進(jìn)行加熱，直到坯料溫度在1150±50,與傳統(tǒng)加熱油相比,不僅簡(jiǎn)化了操作,也解決了加熱溫度不穩(wěn)定,鋼坯加熱不均勻,導(dǎo)致過(guò)熱,過(guò)燒的、材料散熱高消耗和不利于環(huán)境保護(hù)的問(wèn)題。扭拐是將連桿軸頸不在一個(gè)平面內(nèi)的曲軸終鍛在一個(gè)平面上，切邊后在扭拐機(jī)上根據(jù)需要將連桿頸繞主軸頸中心線扭轉(zhuǎn)到要求的角度，通常是90°或120°。增加扭拐工

34、序解決了終鍛模具分模復(fù)雜、型腔深、鍛造工藝性差、毛坯缺肉等問(wèn)題，并提高生產(chǎn)效率。曲軸毛坯熱處理是決定曲軸機(jī)械性能的關(guān)鍵工序，正火、淬火、回火機(jī)組在熱處理工序逐漸取代箱式爐，得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，使熱處理加熱溫度穩(wěn)定，保證材料的機(jī)械性能和金相指標(biāo)，并大大地提高生產(chǎn)效率。    曲軸屬于細(xì)長(zhǎng)類(lèi)零件，加工過(guò)程中以?xún)啥酥行目鬃鰹橹饕ㄎ换鶞?zhǔn)。質(zhì)量定心機(jī)是使用平衡原理，采用計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng),確定曲軸中心軸,并在這個(gè)軸的軸線加工中心孔的設(shè)備。質(zhì)量定心機(jī)可有效的減小曲軸加工后的初始不平衡量，從而提高最后平衡精度和生產(chǎn)效率。不平衡量小，平衡校正時(shí)在平衡配重塊上只需要去掉少量質(zhì)量，從

35、而保證曲軸在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的質(zhì)量補(bǔ)償。幾何中心孔會(huì)存在由于鍛造毛坯外輪廓偏差和熱處理，軸頸彎曲造成的質(zhì)量中心線與幾何中心線不重合而產(chǎn)生平衡量偏差的問(wèn)題，用質(zhì)量定心機(jī)鉆中心孔替代幾何中心孔能有效解決這些問(wèn)題。加工過(guò)程,因?yàn)橘|(zhì)量中心與幾何中心線不重合,在旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下會(huì)引起振動(dòng)，造成損壞設(shè)備降低了加工精度的問(wèn)題。精磨軸頸加工方法是數(shù)控磨床加工，有利于主軸、連桿軸頸尺寸精度、表面粗糙度、圓角尺寸精度以及相應(yīng)的形位公差得到保證。數(shù)控磨床加工曲軸能達(dá)到精度見(jiàn)表4。加工過(guò)程中，需要消除粗加工工序中產(chǎn)生的應(yīng)力，來(lái)保證曲軸成品的形位公差。通常是采取的方法是在精加工前進(jìn)行去應(yīng)力回火處理?；鼗疬^(guò)程的加熱溫度應(yīng)

36、低于毛坯熱處理溫度3060。主軸頸、連桿軸頸的拋光采用砂帶拋光機(jī)拋光，使軸頸表面粗糙度達(dá)到Ra=0.25，提高了曲軸主軸頸、連桿軸頸表面精度。先進(jìn)加工工藝制成質(zhì)量好、效率高、穩(wěn)定的曲軸，隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展,我國(guó)的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸生產(chǎn)取得很大的進(jìn)步，已經(jīng)有相當(dāng)數(shù)量的規(guī)模，不論設(shè)計(jì)水平，或產(chǎn)品品種、質(zhì)量、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)方法大大發(fā)展。1.4論文結(jié)構(gòu)第一部分：分析、繪制零件圖確定加工工藝和方案計(jì)算切削用量及時(shí)間填寫(xiě)工藝規(guī)程卡片。第二部分：確定第一套夾具結(jié)構(gòu)確定結(jié)構(gòu)方案繪制夾具裝配圖第二套夾具。2 曲軸零件的機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)2.1 分析零件2.1.1 零件的作用 曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)上的一個(gè)重要的旋轉(zhuǎn)機(jī)件，裝上連桿后

37、，承接活塞的上下(往復(fù))運(yùn)動(dòng)變成循環(huán)運(yùn)動(dòng)。2.1.2 零件的工藝分析零件選用材料為QT800-2，因?yàn)樵摬牧暇哂休^高的強(qiáng)度、韌性和塑性以及切削性能良好的優(yōu)點(diǎn)；且結(jié)構(gòu)工藝性比較好。從各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及一般機(jī)床所能達(dá)到的位置精度角度考慮，由于該零件沒(méi)有很難加工的表面，各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。2.2確定生產(chǎn)類(lèi)型已知零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件，零件質(zhì)量3.35kg。由機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具表13可確定其生產(chǎn)類(lèi)型為大量生產(chǎn)。初步確定工藝安排的基本確定為：采用高生產(chǎn)率專(zhuān)用機(jī)床及自動(dòng)機(jī)床，按流水線形式排列；采用高生產(chǎn)率夾具、高生產(chǎn)率刀具和量具、還有自動(dòng)檢驗(yàn)裝置。這樣可以保證高效率生

38、產(chǎn)。2.3確定毛坯2.3.1 確定毛坯種類(lèi)根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。因?yàn)槊骶纫蟾撸a(chǎn)批量很大，所以毛坯的鑄造方法選用金屬模機(jī)械砂型鑄造。2.3.2 確定鑄件加工余量根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.2-3，球墨鑄鐵用砂型機(jī)器造型成批鑄造，公差等級(jí)是8-10,故鑄件尺寸公差等級(jí)采用CT9級(jí)。根據(jù)機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.2-5，取加工余量為MA-G級(jí)；再對(duì)應(yīng)確定各加工余量。2.3.3 繪制曲軸零件毛坯圖圖2-1 曲軸零件毛坯圖2.4 機(jī)械加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)2.4.1 選擇定位基準(zhǔn)在曲軸加工工藝中，曲軸基準(zhǔn)中心孔加工的是否精確合理直接影響曲軸后續(xù)其它工序的加工。本設(shè)計(jì)中，首先以?xún)芍鬏S頸

39、及短頭扇形外側(cè)定位鉆中心孔，再以中心孔定位分別粗精車(chē)長(zhǎng)短頭。2.4.2 選擇表面加工方法根據(jù)各表面加工要求以及各種加工方法的經(jīng)濟(jì)精度，由機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具表19表114選擇零件（依次為從長(zhǎng)頭到短頭）的加工方案與進(jìn)度如下：（1）M33X2螺紋：粗車(chē)（IT12）精車(chē)（IT7）割槽31X3（IT11）車(chē)螺紋M33X2。（2）1：8圓錐面：粗車(chē)（IT12）半精車(chē)（IT10）銑鍵槽12N9（IT8）磨削（IT6）。（3）40圓柱面：粗車(chē)（IT12）半精車(chē)（IT10）磨削（IT6）拋光（IT5）。（4）45圓柱面：粗車(chē)（IT12）半精車(chē)（IT10）割槽43X2粗磨（IT7）精磨（IT6）。（5）55圓

40、柱面：粗車(chē)（IT12）半精車(chē)（IT10）。（6）K面：銑（IT9）鉆孔48（IT12）鉸孔48（IT9）鉆孔2M10（IT12）攻絲2-M10。（7）45連桿頸圓柱面：粗車(chē)（IT12）半精車(chē)（IT10）粗磨（IT7）精磨（IT6）拋光（IT5）。（8）14.2斜孔：鉆（IT12）。（9）55圓柱面：粗車(chē)（IT12）半精車(chē)（IT10）。（10）46圓柱面：粗車(chē)（IT12）半精車(chē)（IT10）粗磨（IT7）精磨（IT6）。（11）36圓柱面：粗車(chē)（IT12）半精車(chē)（IT10）割槽34X3（IT10）銑鍵槽5N9（IT8）粗磨（IT7）精磨（IT6）。（12）16孔：鉆孔14（IT12）鉸孔16（IT

41、8）。（13）M6螺紋：鉆孔25（IT12）攻絲2-M6。2.4.3 確定工藝過(guò)程方案工序的集中與分散該曲軸的生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，且工序較多。因此選用工序集中原則安排曲軸的加工工序。采用高效專(zhuān)用設(shè)備及工藝裝備，以提高生產(chǎn)率，工序裝夾的次數(shù)少，易于保證表面間位置精度，還能減少工序間運(yùn)輸量，縮短生產(chǎn)周期。一、工序順序的安排1.機(jī)械加工工序的安排 遵循“基面先行”原則，先加工精基準(zhǔn)-銑第8曲柄外側(cè)面。 遵循“先粗后精”原則，先進(jìn)行粗加工工序，后安排精加工工序。 遵循“先主后次”原則，先加工主要表面。各段主軸和曲柄斷面，直徑，后加工次要表面-法蘭面等。 遵循“先面后孔”原則，先加工各平面，最后進(jìn)行螺紋

42、孔的加工。2.熱處理工序的安排由于毛坯為鑄件，壁厚不均勻，在加熱冷卻及相變過(guò)中。會(huì)產(chǎn)生效應(yīng)力和組織應(yīng)力，應(yīng)采用回火消除這種應(yīng)力，毛坯在出廠前已經(jīng)過(guò)相應(yīng)熱處理，在此工藝路線中將省略。在精磨加工前，為提高球墨鑄鐵的表面機(jī)械性能和磨削精度，應(yīng)安排淬火工藝，本加工采用電熱淬火。淬火后，為消除淬火帶來(lái)的殘余應(yīng)力。應(yīng)安排回火處理。1、擬定方案 由于各表面加工方法已基本確定，現(xiàn)按照工藝順序安排原則：先粗后精、先主后次、先面后孔、基準(zhǔn)先行，初步擬定兩種工藝過(guò)程方案，見(jiàn)表1。表1 工藝過(guò)程方案方案方案工序號(hào)工序內(nèi)容工序號(hào)工序內(nèi)容毛坯毛坯010按鑄件要求檢驗(yàn)010批量毛坯抽檢020熱處理020銑端面（兩個(gè)）030

43、批量毛坯抽檢030鉆中心孔B5040銑端面（兩個(gè)）040檢測(cè)曲軸硬度050鉆中心孔B5050粗車(chē)短頭，依次為36h6，46k6，55060檢測(cè)曲軸硬度060粗車(chē)長(zhǎng)頭，依次為M33X2，1：8圓錐面，40h9，45m6, 55070粗車(chē)短頭，依次為36h6，46k6，55070精車(chē)短頭，依次為36h6，46k6，55080粗車(chē)長(zhǎng)頭，依次為M33X2，1：8圓錐面，40h9，45m6, 55080精車(chē)長(zhǎng)頭，依次為M33X2，1：8圓錐面，40h9，45m6, 55續(xù)表1：090車(chē)開(kāi)檔，粗車(chē)連桿頸45090割槽34X2,割槽31X3,割槽43X2100精車(chē)短頭，依次為36h6，46k6，55,割槽3

44、4X2100車(chē)開(kāi)檔110精車(chē)長(zhǎng)頭，依次為M33X2，1：8圓錐面，40h9，45m6,55, 割槽31X3, 割槽43X2110粗、精車(chē)連桿頸45120精車(chē)連桿頸45120鉆孔14.2130鉆孔14.2130鉆斜油孔5140鉆斜油孔5140鉆孔14，鉸孔16150鉆孔14，鉸孔16150修正中心孔160修正中心孔160粗磨兩端主軸頸45170按工藝要求進(jìn)行中間檢驗(yàn)170粗磨連桿頸45180粗磨兩端主軸頸45180銑鍵槽5N9190粗磨連桿頸45190銑鍵槽12N9200銑鍵槽5N9200銑K面210銑鍵槽12N9210鉆鉸48220銑K面220鉆攻2M10230鉆鉸48230鉆攻2M6240鉆

45、攻2M10240精磨主軸頸45k6，45m6，磨45h9250鉆攻2M6250精磨連桿頸45260精磨主軸頸45k6，45m6，磨40h9260磨1：8圓錐面270精磨連桿頸45270車(chē)螺紋M33X2280磨36h6280油孔5拋光290磨1：8圓錐面290在N處打廠標(biāo)及檢驗(yàn)標(biāo)記300車(chē)螺紋M33X2300探傷310油孔5拋光310清洗320探傷320氮化330檢驗(yàn)各相關(guān)尺寸330拋光連桿頸、油封檔340在N處打廠標(biāo)及檢驗(yàn)標(biāo)記340清洗、檢驗(yàn)、包裝350清洗360氮化370按氮化工藝要求檢驗(yàn)380拋光連桿頸、油封檔390清洗、檢驗(yàn)、包裝2.方案論證相比方案檢驗(yàn)過(guò)程太少，不利于曲軸質(zhì)量的控制的不

46、足之處，方案的優(yōu)點(diǎn)在于基本遵循粗精加工劃分階段的原則。根據(jù)以上分析，確定方案為曲軸零件加工的工藝路線。2.5 選擇加工設(shè)備與工藝裝備2.5.1 選擇機(jī)床考慮到大量生產(chǎn)，盡量選用高效機(jī)床。（1）工序070、080、090、100均為圓柱面的車(chē)削加工，用CJK6140數(shù)控車(chē)床加工方便且效率高。（2） 工序180、190、260、270、280、290均為圓柱面的磨削加工，用JK101數(shù)顯曲軸磨床加工方便且效率高。（3） 其余表面加工均采用通用機(jī)床。如：C6140臥式車(chē)床、X62W萬(wàn)能銑床、Z5125立式鉆床等。2.5.2 選擇夾具1、 夾具的定義夾具是用以裝夾工件的裝置。機(jī)械制造過(guò)程中廣泛地使用各

47、種夾具，包括機(jī)床夾具、裝配夾具、焊接夾具、熱處理夾具、檢驗(yàn)夾具等。機(jī)床夾具用于切削加工。在切削加工中，用以固定加工對(duì)象，使之定位。機(jī)床、夾具、刀具、工件在加工時(shí)組成加工系統(tǒng)，工件實(shí)現(xiàn)定位和夾緊。2、 夾具的作用保證加工精度；減少安裝工件的輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；改善勞動(dòng)條件，減少勞動(dòng)量和勞動(dòng)強(qiáng)度；降低加工成本，擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍；保證安全生產(chǎn)等。 3、夾具的分類(lèi)機(jī)床夾具一般按適用對(duì)象、使用特點(diǎn)、使用機(jī)床和動(dòng)力源分類(lèi)。具體說(shuō)來(lái)，有：1）通用夾具：用以加工兩種或兩種以上工件的同一夾具。特點(diǎn)：能較好地適應(yīng)加工工序和加工對(duì)象的變換，一般結(jié)構(gòu)均已定型，尺寸、規(guī)格系列化。2）專(zhuān)用夾具：專(zhuān)為某一工件的某一

48、工序而設(shè)計(jì)的夾具。 我們?cè)O(shè)計(jì)的鉆模夾具就是專(zhuān)用夾具的一種。3）可調(diào)夾具：通過(guò)調(diào)整或更換個(gè)別零、部件，能適用多種工件加工的夾具。特點(diǎn)：夾具的使用對(duì)象在設(shè)計(jì)前并不非常確定，通用性范圍大。4）成組夾具：根據(jù)成組技術(shù)原理設(shè)計(jì)的用于成組加工的夾具。設(shè)計(jì)成組夾具的前提是成組工藝。特點(diǎn)：只需對(duì)個(gè)別定位和夾緊組件進(jìn)行調(diào)整或更換，即可用于加工成組內(nèi)的所有零件。5）組合夾具：由可循環(huán)使用的標(biāo)準(zhǔn)夾具零、部件組裝成易于聯(lián)接和拆卸的夾具。6）隨行夾具：用以裝夾工件，并由工件輸送帶送至自動(dòng)線各工位的裝置。 4、進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)的意義夾具是機(jī)械制造廠里使用的一種工藝裝備。對(duì)工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，為了保證加工要求，首先要使工件相對(duì)

49、于刀具及機(jī)床有正確的位置，并使這個(gè)位置在加工過(guò)程中不因外力的影響而變動(dòng)。為此，在進(jìn)行機(jī)械加工之前，先要對(duì)其進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)?？紤]到大量生產(chǎn)，均采用專(zhuān)用夾具。2.5.3 選擇刀具（1）在車(chē)床上加工的工序，均采用YG6硬質(zhì)合金外圓車(chē)刀，并盡量采用成形車(chē)刀。（2）在銑床上加工的工序，銑平面選用YG6A硬質(zhì)合金圓盤(pán)銑刀，銑鍵槽選用鍵槽銑刀。（3）在磨床上加工的工序，磨主軸頸選用砂輪P600×63×305，C46K2B35，其外徑為600mm，厚度為63mm，內(nèi)徑為305mm；磨連桿頸選用砂輪P600×25×305，C46K2B35，其外徑為600mm，厚度為25mm

50、，內(nèi)徑為305mm。（4）在鉆床上加工的工序，均選用麻花鉆和機(jī)用絲錐。2.5.4 選擇量具工序070粗加工可選通用量具?，F(xiàn)按計(jì)量器具的不確定度選擇量具。粗車(chē)36h6mm至mm。查互換性技術(shù)測(cè)量應(yīng)用手冊(cè)表5.1-1知計(jì)量器具不確定度允許值=0.029mm。查互換性技術(shù)測(cè)量應(yīng)用手冊(cè)表5.1-2，選擇分度值0.02mm的游標(biāo)卡尺，其不確定度U=0.02mm，U<，可以選用。其他工序所用量具詳見(jiàn)工序卡片。2.6 確定工序尺寸徑向各圓柱表面加工時(shí)的工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)依據(jù)機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具第二章有關(guān)資料確定各表面精加工、半精加工余量，由后向前推

51、算工序尺寸，并確定其公差，見(jiàn)表2。表2 各表面工序尺寸及公差加工表面加工內(nèi)容加工余量精度等級(jí)工序尺寸表面粗糙度Ra(µ)M33X2螺紋鑄件粗車(chē)半精車(chē)精車(chē)53.61.00.4CT9IT12IT10IT638±1.012.56.30.81：8圓錐面鑄件粗車(chē)半精車(chē)磨削53.61.00.4CT9IT12IT10IT612.56.30.845油封檔鑄件粗車(chē)半精車(chē)磨削研磨53.61.00.4CT9IT12IT10IT650±1.012.56.30.80.8續(xù)表1：45主軸頸（長(zhǎng)頭）鑄件粗車(chē)半精車(chē)粗磨精磨53.11.10.60.2CT9IT12IT10IT7IT650±

52、;1.012.56.30.80.855（長(zhǎng)頭）鑄件粗車(chē)半精車(chē)53.91.1CT9IT12IT1060±1.112.56.355（短頭）鑄件粗車(chē)半精車(chē)53.91.1CT9IT12IT1060±1.112.56.336圓柱面鑄件粗車(chē)半精車(chē)粗磨精磨53.21.00.60.2CT9IT12IT10IT7IT641±1.012.56.30.80.848孔鉆孔鉸孔7.80.2IT12IT87.812.51.62M10X1.25攻絲鉆孔8IT12812.516孔鉆孔鉸孔142IT12IT81412.51.6續(xù)表2：2M6攻絲鉆孔5IT12512.514.2斜孔鉆孔14.2IT1

53、214.212.55斜油孔鉆孔拋光5IT12IT8512.50.82.7 確定切削用量及時(shí)間定額2.7.1 工序070（粗車(chē)長(zhǎng)頭）切削用量及時(shí)間定額本工序分三個(gè)工步：工步1為車(chē)40h6，工步2為車(chē)45k6主軸頸，工步3為車(chē)55。加工后表面粗糙度為Ra12.5µ，選用CJK6140數(shù)控車(chē)床，撥盤(pán)、頂尖裝夾。1. 工步1粗車(chē)40h6 （1）選擇刀具 選擇外圓車(chē)刀。 根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.1，由于車(chē)床的中心高為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。 根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.2，可選擇YG6牌號(hào)硬質(zhì)合金。 車(chē)刀幾何形狀（見(jiàn)表1.3），選擇平面帶倒棱前刀面，r=60°，r=10°，。=6°，。=12°，s= 10°，=0.8mm， =10°，=0.4mm （2）選擇切削用量 確定切削深度p由于粗加工余量?jī)H為1.6mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故p=（4541.8）/2m