3L-108空气压缩机曲轴零件的机械加工工艺及夹具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 二十一世纪的制造业面临着顾客需求驱动、不可预测、快速多变和来自全球不断增加的市场竞争，而且竞争不断加剧。市场的不断变化要求制造系统加工的产品品种能够快速变换以满足市场需求。近来的制造业发展表明，夹具能比较好的满足上述要求并符合我国国情。作为制造系统重要组成部分的夹具设计部分，制造系统对其提出了新的要求。夹具在机械加工起着重要的作用，它直接影响着机械加工的质量，生产效率和成本，因此夹具设计是机械工艺准备和施工中的一项重要工作。 在夹具的设计过程中，主要以 V 形块和支承板来定位，靠直压板和弹簧来 夹紧，钻拐径两孔应采用长型快换钻套，在钻拐径倾斜 30 的孔时采用平面倾斜的夹具体，在钻拐径倾斜 040 的孔时使用的是卧式钻床，铣面时 2个 此 具设计要方便、简单。 此次毕业设计任务是对 3 空气压缩机曲轴零件的机械加工工艺、夹具的设计 ,在曲轴零件的加工工艺过程中轴与轴中心线之间要有位置要求 , 以毛坯轴两端定位 先加工两中心孔 ,以两端中心孔定位再粗、精加工各轴的表面，然后 以粗、精后的两轴径定位钻螺纹、铣键槽和铣曲拐端面，采用专用夹具加工两斜油孔，最后粗、精磨各轴。 关键词 曲轴，加工工艺，夹具设计。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is of of of to of in s As of is an of to an in of is an of of In on to be to is V be be is to by by to 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 目 录 摘 要 I I 1 绪 论 2 2 零件分析 3 3 3 程设计分析 3 3 工艺规程设计 6 6 6 基准选择 6 基准的选择 6 6 序尺寸及毛坯尺寸的确定 8 定切削用量及基本工时 12 间定额计算及生产安排 32 4 专用夹具设计 41 41 41 41 42 套及夹具体设计 43 45 46 46 46 47 套及夹具体设计 48 49 50 50 50 51 52 4 结 论 54 参考文献 55 致 谢 56 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 1 绪 论 通过这次毕业设计，使我对零件制造过程、加工工艺和夹具设计都有了更进一步的认识，也加深了对大学中所学基础知识的学习和理解。毕业设计是理论联系实际的最有效方法。在具体设计过程中，必须考虑到方方面面的问题，在理论上正确无误的设计，在实际中往往存在各种问题。这样，在设计时就必须考虑所设计的机构是否合理，在实际运用中能否正常工作， 而不仅仅考虑理论上的可行性，毕业设计使我学会了从实际出发加工零件和设计夹具。 在本次设计中，考虑到零件的加工难易、材料、成本等问题，所选用的零、部件都是操作简单，通用性较强的标准件，从现时以最低的成本实现最先进的加工。但也有不足之处：特别是对于镗孔夹具，在刀具加工完退出工件孔时，有可能会划伤工件内孔表面，本可以在夹具体内部设置液压升降系统，使工件孔与定位立台可升可降，这样，在刀具退出时，使定位立台连同工件孔一起升起，从而避免划伤。但考虑到成本问题，未采用这种方法。为此，专用夹具还有待改进。无论怎样，这次的毕 业设计使我获益良多，是我在学校的最后一次答卷，也是我成功迈向社会的第一步。 夹具结构设计在加深我们对课程基本理论的理解和加强对解决工程实际问题能力的培养方面发挥着极其重要的作用。选择 曲轴 的夹具设计能很好的综合考查我们大学四年来所学的知识。本次所选设计内容主要包括：工艺路线的确定，夹具方案的优选，各种图纸的绘制，设计说明书的编写等。 机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各 种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。 利用更好的夹具可以保证加工质量，机床夹具的首要任务是保证加工精度，特别是保证被加工工件是加工面与定位面以及被加工表面相互之间的位置精度。提高生产率，降低成本，使用夹具后可以减少划线、找正等辅助时间，且易于实现多工位加工。扩大机床工艺范围，在机床上使用夹具可使加工变得方便，并可扩大机床工艺范围。减轻工人劳动强度，保证生产安全。为了让夹具有更好的发展，夹具行业应加强产、学、研协作的力度，加快用高新 技术改造和提升夹具技术水平的步伐，创建夹具专业技术网站，充分利用现代信息和网络技术，与时局进地创新和发展夹具技术 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 2 零件分析 件的作用 题目所给定的零件是 3L 10/8 空气压缩机上的曲轴，它位于空气压缩机连杆处，曲轴产生旋转运动，带动连杆使活塞产生往复运动，并将旋转转为直线运动，它在工作过程中将承受周期性的复杂的交变载荷。其主要作用是传递转矩，是连杆获得所需的动力。 件的工艺分析 由 3 空气压缩机的曲轴零件图可知，它的外表面上有多个平面需要进行加工，此外各表面上还 需加工一系列螺纹孔和键槽。因此可将其分为两组加工表面，它们相互间有一定的位置要求它们之间有一定的位置要求 拐径为 95中心的加工表面 这一组加工表面包括 : 拐径 95 工及其倒圆角 ,两个 8 的斜油孔 ,两个油孔孔口倒角，它的加工表面的位置要求是 95 轴心线两端轴为中心的加工表面 这一组加工表面： 1： 10 锥度面的键槽 24 左端倒角，端面 15 6.8 2个 4 轴的外圆表面 , 右端面 95 30 这组加工表面有一定的位置要求，主要是： (1)键槽 24 1101： 10锥度轴心线的对称度公差为 (2)1： 10锥度轴心线对 (3)90 两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要有： (1)曲轴拐径 95 以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并保证他们的位置精度要求。 件加工的主要问题和工艺过程设计分析 （ 1）曲轴在 铸造时，右端 95 造尺寸为 105样为开拐前加工出工艺键槽准备。该工艺键槽与开拐工装配合传递扭转。 （ 2）为保证加工精度，对所有加工的部位均应采用粗、精加工分开的原则。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 （ 3）曲轴加工应充分考虑在切削时平衡装置。 1）车削拐径用专用工装及配重装置。 110车削拐径 2）粗、精车轴径及粗、精磨轴径都应在曲轴拐径的对面加装 配重。 图 2车、磨轴径 （ 4） 1： 10 锥度环规与塞规要求配套使用，环规检测曲轴锥度，塞规检测与之配套的电机转子锥孔或联轴器锥孔，以保证配合精度。 （ 5）曲轴偏心距 110检验方法如图 1等高 V 形块放在工作平台上，以曲轴两轴径 95 曲轴放在 先用百分表将两轴径的最高点调整到等高（可用 纸垫 并同时用高度尺测出轴径的最高点实际尺寸 3(如两轴径均在公差范围内，这是 。用百分表将曲轴拐径调整到最高点位置上，同时用高度尺测出拐径最高点实际尺寸 用外径千分尺测出拐径 1 和轴径 2， 3 的实际尺寸。 这样经过计算可得出偏心距的实际尺寸。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 轴偏心距检测示意图 偏心距 =（ ） -（ ） 式中 曲轴拐径最高点 式 (1) 曲轴轴径最高点 式 (2) 1 曲轴拐径实际尺寸 式 (3) 2（ 3） 曲轴轴径实际尺寸 式 (4) （ 6）曲轴拐径轴线与轴径轴线平行度的检查，可参照图 1用百分表将两轴 径的最高点，调整到等高后，可用百分表再测出拐径 1最高点两处之差（距离尽可能远些），然后通过计算可得出平行度值。 （ 7）曲轴拐径、轴径圆度测量，可在机床上用百分表测出。圆柱度的检测，可以在每个轴上选取 23 个截面测量，通过计算可得出圆柱度值。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 3 工艺规程设计 定毛坯的制造形式 零件材料为球球墨铸铁，型号为 虑到空气压缩机曲轴的零件较大，零件比较复杂，应采用铸件。而且投资较少，成 本较低，生产周期短。 面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，不盲目的选择基面。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。 基准选择 在小批生产的条件下，通常都是采取划线找正。所以曲轴加工的第一道工序是钳工划线，划出主轴颈端面的十字中心线以及待加工表面的轮廓线，然后按划线找正将曲轴安装在机床上进行加工。这样兼顾了各部分的加工余量，以减少毛坯的废品率。 基准 的选择 加工曲轴的主轴颈止以及与主轴颈同旋转轴心线的其它配合部分和曲柄外圆弧面、外端面时，同轴类零件外圆表面加工一样，采用辅助精基准顶针孔。 用顶针孔作为精基准，符合基面同一的原则，从而可以保证一次安装中加工的各表面的同轴度或垂直度。对于主轴颈较大而偏心距又较小的曲轴，可以在曲轴两端面上分别各打出两个顶针孔 ， 使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求 。 定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应该是使零件的几何形状、尺寸精度等技术要求能得到合理的保证。除此 之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 工艺路线方案（一）： 1）画线，以毛坯外形找正，划主要加工线，偏心距 100 2）划轴两端中心孔线，顾各部加工余量。 3）工件平放在镗床工作台上，压轴 95 右端中心孔。 4）夹右端（ 1： 10 锥度一边）顶右端中心孔，粗车左端外圆 95 车 左端所有轴径，粗车拐径外侧左、右端面，保证拐径外侧的对称性及尺寸， 粗铣凸台 25。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 5）夹右端，左端上中心架车端面，去长短保证总长尺寸 610左端中心孔，钻左端 6的孔，深 60角，深 锪 120角，深 6）粗车拐径 95 7）精车拐径 95 8）夹左端，顶右端中心孔，精车右端轴径 95 度尺寸至 87证曲拐端面 60车右端轴径 93至图示长度 12 9）夹右端，顶左端中心孔，精车左端轴径 95 度尺寸至 85曲拐端面 60 10）以两中心孔定位，磨左端轴径 95 左端轴径 90 11）以两中心孔定位，倒头装夹，磨左端轴径 95 12）底面 60115两侧面定位并压紧，保证距中心高 70高 236 13）以两轴径定位压紧钻、攻 4 14）以两端中心孔定位，精磨拐径 95 圆角 15）以两端中心孔定位，精磨两轴径 95 圆角 磨 90 角 45。 16）夹右端，顶右端中心孔车 1： 10圆锥，留余量 17）以两端中心孔定位，磨 1： 10圆锥 86 长 124圆角 18）粉探伤各轴径，拐径。 19）划键槽线 24110键槽，以两轴径 95 位，采用专用工装装夹铣键槽 24110 20）铣右端轴径 93 21） 粗镗、精镗 右端 30 75 60角，深 锪 120角，深 2 22）重新装夹工件，采用专用工装装夹，钻拐径 95 8 27）钳工，修油孔，倒角，清污垢。 28）检查。 工艺路线方案（二）： 1）画线，以毛坯外形找正，划主要加工线，偏心距 100 2）划轴两端中心孔线，顾各 部加工余量。 3）工件平放在镗床工作台上，压轴 95 右端中心孔。 4）夹右端（ 1： 10 锥度一边）顶右端中心孔，粗车左端外圆 95 车左端所有轴径，粗车拐径外侧左、右端面，保证拐径外侧的对称性及尺寸， 粗铣凸台 25。 5）夹右端，左端上中心架车端面，去长短保证总长尺寸 610左端中心买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 孔，钻左端 6的孔，深 60角，深 锪 120角，深 6）粗车拐径 95 7）精车拐径 95 8）夹左端，顶右端中心孔，精车右端轴径 95 度尺寸至 87证曲拐端面 60车右端轴径 93至图示长度 12 9）夹右端，顶左端中心孔，精车左端轴径 95 度尺寸至 85曲拐端面 60 10）以两轴径定位压紧钻、攻 4 11）粉探伤各轴径，拐径。 12）划键槽线 24110键槽，以两轴径 95 位，采用专用工装装夹铣键槽 24110 13）铣右端轴径 93 14） 粗镗、精镗 右端 30 75 60角，深 锪 120角，深 2 15）重新装夹工件，采用专用工装装夹，钻拐径 95 8 16）以两中心孔定位，磨左端轴径 95 左端轴径 90 17）以两中心孔定位，倒头装夹，磨左端轴径 95 18）底面 60115两侧面 定位并压紧，保证距中心高 70高 236 19）以两端中心孔定位，精磨拐径 95 圆角 20）以两端中心孔定位，精磨两轴径 95 圆角 磨 90 角 45。 21）夹右端，顶右端中心孔车 1： 10圆锥，留余量 22）以两端中心孔定位，磨 1： 10圆锥 86 长 124圆角 23）钳工，修油孔，倒角，清污垢。 24）检查。 通过两种工艺方案的比较可得出第一种方案中在精磨以后再铣键槽、钻油孔，这样会影响精磨后各轴的加工精度。而第二种方案则比较好些，它在铣键槽、钻油孔后粗、精磨各轴保证了各轴的精度要求。 械加工余量 、 工序尺寸及毛 坯 尺寸的确定 “ 3 空气压缩机”曲轴零件材料为球墨铸铁，硬度 190270毛坯重量约为 产类型为大批生产，采用毛坯铸件。 工两端中心线上的外圆表面。 由于 这些表面的粗糙度要求较高，它们的表面粗糙度都是 m ，根据工买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 序要求，轴径 90 95 车，还有粗、精磨。 粗车：参照机械加工工艺手册表 余量规定为 3. 5 精车：参 照机械加工工艺手册表 余量规定为 磨：参照机械加工工艺手册表 余量规定为 ，现取 精磨：参照机械加工工艺手册表 余量规定为 0 8 0 2 现取 轴径 90 95 90+5+ 根据机械加工工艺手册表 件尺寸公差等级选用 3，再查表 得铸件尺寸公差为 9现取 7轴径 90 毛坯的名义尺寸为： 90+坯最小尺寸为： 坯最大尺寸为： 车后尺寸为： 90+5+磨后尺寸与零件图尺寸相同，即 90 轴径 95 毛坯的名义尺寸为： 95+ 毛坯最小尺寸为： 坯最大尺寸为： 车后尺寸为： 95+磨后尺寸与零件图尺寸相同 , 即 95 对于轴径 86 93a m ,精车能达到要求，此时直径粗加工余量 2Z=3加工为 满足加工要求。 粗车 86 93 圆端面，及 24孔 根据工艺要求，端面精度要求不高粗糙度为 m 。只需要粗车加工就可以了。 粗车：参照机械加工工艺手册表 余量规定为 5 现取 6铸造毛坯的基本尺寸为： 610+6+6=622 24孔，及攻 4 纹 毛坯为实心，不冲孔。参照机械加工工艺手册表 确定螺孔加工余量为： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 2螺孔 12M 钻孔： 攻丝： 12 24M 4螺孔 20M 钻孔： 18 攻丝： 轴径 86 端面钻左端 6 的锥行孔 毛坯为实心，不冲孔。参照机械加工工艺手册表 定 工序尺寸为： 钻孔： 6 锪角 : 锪 60角，深 锪角：锪 120角，深 口径 15 右端轴径 93上的槽 根据工艺要求，端面精度要求不高粗糙度为 m ，只需要粗 铣就可以了，此时的余量 2Z=3能满足加工要求。 86 处键槽 根据工艺要求，端面精度要求不高粗糙度为 m ,只需要粗 铣键槽就可以了 ， 此时的余量 2Z=3能满足加工要求。 右端轴径 95 孔（ 30 根据工序要求，后端面孔的加工分为粗镗、精镗两个工序完成，工序余量如下： 粗镗： ，参照机械加工工艺手册表 余量值为 精镗： 孔，参照机械加 工工艺手册表 余量值为 铸件毛坯的基本尺寸为： 孔毛坯基本尺寸为： 根据机械加工工艺手册表 件尺寸公差等级选用 得铸件尺寸公差为： 孔毛坯名义尺寸为 3 0 1 . 5 0 . 3 2 8 . 2 ; 毛坯最大尺寸为 +; 毛坯最小尺寸为 ; 粗镗工序尺寸为 2 8 ; 精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即 115右两侧面 由工序要求可知， 两侧面 只需进行粗铣加工。其工序余量如下： 参照机械加工工艺手册第 1 卷表 余量规定为 现取买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 其为 铸件毛坯的基本尺寸 1 1 5 2 . 5 1 1 7 . 5 。根据机械加工工艺手册表 件尺寸公差等级选用 查表 得铸件尺寸公差为 7m。 毛坯名义尺寸为： 1 1 5 2 . 5 1 1 7 . 5 ; 毛坯最小尺寸为： 14毛坯最大尺寸为： 21粗铣后尺寸与零件图尺寸相同，即 60115 面 根据工艺要求，底面精度要求不高粗糙度为 m ，只需要粗 铣就可以了，此时的余量 2Z=3能满足加工要求。 拐径 95 处的两个油孔（ 8） 根据工艺要求， 油孔 精度要求不高粗糙度为 m ，毛坯为实心，不冲出孔，参照参照机械加工工艺手册表 定工序尺寸及余量为： 钻孔： 6 扩孔： 8 2Z=21 车磨拐径为 95 于表面的粗糙度要求较高，它们的表面粗糙度都是 m ，根据工序要求， 拐径 95 工分粗、精车，还有粗、精磨。 粗车：参照机械加工工艺手册表 余量规定为 3. 5 精车：参照机械加工工艺手册表 余量规定为 粗磨：参照机械加工工艺手册表 余量规定为 ，现取 精磨：参照机械加工工艺手册表 余量规定为 0 0 0 4 ，现取 拐径 95 95+ 根据机械加工工艺手册表 件尺寸公差等级选用 3，再查表 得铸件尺寸公差为 9现取 7轴径 95 ： 毛坯的名义尺寸为： 95+ 毛坯最小尺寸为： 毛坯最大尺寸为： 精车后尺寸为： 95+ 精磨后尺寸与零件图尺寸相同，即 95 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 定切削用量及基本工时 工序 1：粗车左端外圆 95 加工条件 工件材料： 600，铸件。 加工要求： 粗车左端外圆 95 机床： 式车床 刀具： 1） 粗车左端外圆 95 1)被吃刀量单边余量 Z=2 2)进给 量 f：根据 3 表 f mm r 。 3)切削速度： 按 3 表 削速度 1 /CV m s， 1 . 3 8 6 0 8 2 . 8 / m i 4)机床主轴转速： 1000 1 0 0 0 8 2 . 8 / m i n / m i r 277.6 切 削 速 度曲 轴 直 径按机床说明书，与 / 近的转速为 300 /则： . 实际铣削速度 V ： 3 . 1 4 9 5 3 0 0 8 9 . 5 / m i 0 0 1 0 0 0 5)检验机床功率：主切削力 3表 查得 由 式车床说明书可知， 式车床主电动机功率为13主轴转速为 300 r/，主轴传递的 功率为 以机床功率足够，可以正常工作。 6)计算切削工时：按 3表 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 L=85具切入长度 1l ： L1=23) 主偏角,具切出长度 2l ：取2 0l 2 3 8 5 2 m i n 0 . 5 8 m i 0 0 . 5l l 工序 2：粗车左端轴径 90文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 加工条件 工件材料： 600，铸件。 加工要求： 粗车左端外圆 90 机床： 式车床 刀具： )被吃刀量单边余 量 Z=2 2)进给量 f：根据 3表 f mm r 。 3)切削速度： 按 3表 削速度 1 /CV m s， 1 . 2 0 6 0 7 2 / m i 4)机床主轴转速： 1000 1 0 0 0 7 2 / m i n / m i r 切 削 速 度曲 轴 直 径根据 3表 / m 近的转速为 300r/实际速度 3 . 1 4 9 0 3 0 0 8 4 . 7 8 / m i 0 0 1 0 0 0 。 5)检 验机床功率：主切削力 机械加工工艺手册表 查得 由 式车床说明书可知， 式车床主电动机功率为13主轴转速为 300 r/ ，主轴传递的功率为 以机床功率足够，可以正常工作 6)计算切削工时：按 3表 被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 L=67具切入长度 1l ： L1=23) 主偏角, 具切出长度 2l ：取2 0l 2 3 6 7 2 m i n 0 . 1 4 m i 0 0 . 8l l 工序 3：粗车左端轴径 86 工条件 工件材料： 600，铸件。 加工要求： 粗车左端外圆 86 机床： 式车床 刀具： 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 1) 被吃刀量单边余量 Z=3 2) 进给量 f：根据 3表 f mm r 。 3) 切削速度： 按 3表 切削速度： 1 /CV m s， 1 . 1 4 6 0 6 8 . 4