四缸曲轴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 在这次毕业设计中，进行了曲轴的测绘及根据实物模型了解曲轴的外型和曲轴斜油孔的位置结构。 本设计为四缸柴油机曲轴工艺工装设计：绘制曲轴零件图、确定加工方法、制定加工工艺、编制加工工序卡、曲轴斜油孔加工的工装设计。 曲轴由轴颈和轴柄构成。 曲轴是受冲击载荷、传递动力的重要零件，在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。 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。 关键词： 曲轴 斜油孔 工装设计 可靠 疲劳强度 球墨铸铁 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 n on is by is in in is to as as so on is is on of of to , in 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 中文摘要 . 英文摘要 . . 第 1 章 设计的相关知识 .业设计的目的、要求和内容 . 1 业设计的目的 . 1 业设计的基本要求及主要内容 . 1 业设计的步骤 . 2 械加工工艺规程设计 . 2 第二章 零件的分析 . 3 件的作用及分析 . 3 轴的制造技术及工艺进 展 . . 曲轴的毛坯制造技术 . 机械加工技术 . 热处理和表面强化处理技术 .三章 零件的工艺路线及加工工艺 .件的工艺路线 . 基准的选择 . 曲轴工艺路线内容 . 零件加工工序内容 .四章 专用夹具设计及撰写说明 .用夹具设计 . 设计说明 . 夹具设计分析 .写说明书应注意的事项 .五章 结 论 .考文献 . 谢 .文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第一章 设计的相关知识 毕业设计的目的、 要求 和内容 了解毕业设计的目的和要求能知道设计的重要性 。按照要求做好设计，使自己有一个做设计的好计划，从而把设计 做得更加的成功完美。 毕业设计的目的。 机械制造工艺与机床夹具 毕业 设计是机械制造工艺与机床夹具课程教学的一个不可或缺的辅助环节。它是学生全面地综合运用本课程及其有关先修课程的理论和实践知识进行加工工艺及夹具结构设计的一次 重要实践。它对于培养学生编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力，为以后搞好毕业设计和去工厂从事工艺与夹具设计具有十分重要的意义。本课程设计的目的在于： 1. 培养学生综合运用机械制造工艺学及相关专业课程（工程材料与热处 理、机械设计、互换性与测量技术、金属切削加工及装备等）的理论知识， 结合金工实习、生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决机械加 工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。 2. 能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟订夹具设计方案，完成夹 具结构设计，初步具备设计保证加工质量的高效、省力、经济合理的专用夹具的能力。 3. 培养学生熟悉和应用有关手册、标准、图表等技术资料的能力，指导学生分析零件加工的技术要求和本企业具备的加工条件，掌握从事工艺设计的方法和步骤。 4. 进一步培养学生机械制图、设计计算、结构设计和编写技术文件等的基本技能。 5. 培养学生耐心细致、科学分析、周密思考、吃苦耐劳的良好习惯。 6. 培养学生解决工艺问题的能力，为学生今后进工厂从事工艺与夹具设计打下良好的基础。 毕业设计的基本要求及主要 内容。 本 毕业 设计要求就 一个中等复杂程度的零件编制一套机械加工工艺规程，按教师指定的某 加工工序设计一副专用夹具，并撰写设计说明书。学生应在教师的指导下，认真买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 地、有计划地、独立按时完成设计任务。学生对待自己的设计任务必须如同在工厂接受设计任务一样，对于自己所作的技术方案、数据选择和计算结果必须高度负责，注意理论与实践相结合，以期使整个设计在技术上是先进的、在经济上是合理的、在生产中是可行的。 490型柴油机。 生产方式：批量生产 测绘柴油机曲轴的总成图和零件图。 确定加工方法，制定加工工艺，编制加工工序卡。 进行曲轴斜油孔加工的工装设计。 编写设计说明书。 机械制造工艺手册 机械制造技术基础 机械制造装备 夹具设计 毕业 设计的步骤 机械加工工艺规程设计 （ 1）分析、研究零件图（或实物），进行结构工艺性审查。 （ 2）根据生产纲领和生产类型，确定 工艺的基本特征。 生产纲领和生产类型不同，产品零件的制造工艺、所用设备及工艺装备、对工人的技术要求、采取的技术措施和要求达到的技术经济效果也会不同。 （ 3）确定毛坯的类型和制造方法，绘制毛坯图。 （ 4）拟定工艺路线。 （ 5）机械加工工序设计。 （ 6）技术经济分析。 （ 7）校核 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 第 二 章 零件的分析 零件的作用 及分析 曲轴一般由主轴颈，连杆轴颈、曲柄、平衡块、前端和后端等组成 。 一个主轴颈、一个连杆轴颈和一个曲柄组成了一个曲拐，曲轴的曲拐数目等于气缸数 。 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 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。 把连杆传来的推力变为旋转的力量（扭矩），经过曲轴、飞轮传给传动装置 。 将活塞的直线往复运动的动能转化为旋转动能的部件。 曲轴的制造技术及工艺进展 轴的毛坯铸造技术 球墨铸铁曲轴的生产继 几种牌号后，广西玉柴等经过攻关已能稳定生产 曲轴“以铁代钢”奠定了基础。 高温低硫纯净铁水的获得是生产高质量球墨铸铁的关键。国内主要是以冲天炉为主的生产设备，铁水未进行预脱硫处理；其次是高纯生铁少、焦炭质量差。目前已采用 双联外加预脱硫的熔炼方法，采用冲天炉熔化铁水，经炉外脱硫，然后在感应电炉中升温并调整成分。目前，在国内铁水成分的检测已普遍采用真空直读光谱仪来进行。 气流冲击造型工艺明显优于粘土砂型工艺，可获得高精度的曲轴铸件，该工艺制作的砂型具有无反弹变形量等特点，这对于多拐曲轴尤为重要。目前，国内已有一些曲轴买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 生产厂家从德国、意大利、西班牙等国引进气流冲击造型工艺，不过，引进整条生产线的只有极少数厂家，如文登天润曲轴有限公司引进了德国 机械加工技术 目前国内曲轴生产线多数由普通 机床和专用机床组成，生产效率和自动化程度相对较低。粗加工设备多采用多刀车床车削曲轴主轴颈及拐颈，工序的质量稳定性差，容易产生较大的内应力，难以达到合理的加工余量。一般精加工采用 曲轴磨床粗磨 精磨 常靠手工操作，加工质量不稳定。 粗加工生产线由德国的专机自动线（ 数控车 控高速随动外铣（ 圆角滚压机（ 止推面车滚专机、淬火机（ 组成；精加工生产线由日本的数控高速 床（ 动平衡机、抛光机（ 检测机、清洗机等组成。连杆轴颈加工则采用了数控高速随动加工技术，全线采用高速 轮磨削技术，磨削线速度达到 120m/s。 粗加工有曲轴质量定心机、数控内铣床等设备，精加工设备由英国 本 控曲轴磨床等进口先进设备组成。可以看出，发动机曲轴制造技术进展最为迅速的是机械加工装备，比较典型的加工工艺是铣削和磨削。 热处理和表面强化处理技术 曲轴的热处理关键技术是表面强化处理。球墨铸铁曲轴一般均采用正火处理，为表面处理做好组织准 备，表面强化处理一般采用感应淬火或氮化工艺。锻钢曲轴则采用轴颈与圆角淬火工艺。引进的设备有 据国外资料介绍，球墨铸铁曲轴采用圆角滚压工艺与离子氮化结合使用进行复合强化，可使整条曲轴的抗疲劳强度提高 130%以上。国内部分厂家近几年也进行了这方面的实践，取得了良好的效果。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 第 三 章 零件的 工艺路线及 加工工艺 拟定工艺路线应注意的事项 在撰写工艺路线，尤其是在选择加工方法、安排加工顺序时，要考虑和注意以下事项： 1. 表面成形。 应首先加工出精基 准面，再尽量以统 的精基准定位加工其余表面，并要考虑到各种工艺手段最适合加工什么表面。 2. 保证质量。 应注意到在各种加工方案中保证尺寸精度、形状精度和表面相互位置精度的能力；是否要粗精分开，加工阶段应如何划分；怎样保证工件无夹压变形；怎样减少热变形；采用怎样的热处理手段以改善加工条件、消除应力和稳定尺寸；如何减小误差复映；对某些相互位置精度要求极高的表面，可考虑采用互为基准反复加工的办法等。 3. 减小消耗，降低成本。 要注意发挥工厂原有的优势和潜力，充分利用现有的生产条件和设备；尽量缩短工艺准备时 间并迅速投产，避免贵重稀缺材料的使用和消耗。 4. 提高生产率。 在现有通用设备的基础上考虑成批生产的工艺时，工序宜分散，并配备足够的专用工艺装备；当采用高效机床、专用机床或数控机床时，工序宜集中，以提高生产效率，保证质量。应尽可能减少工件在车间内和车间之间的流动，必要时考虑引进先进、高效的工艺技术。 5. 确定机床和工艺装备。 选择机床和工艺装备，其型号、规格、精度应零件尺寸大小、精度、生产纲领和工厂的具体条件相适应。 在 毕业 设汁中，专用夹具、专用刀具和专用量具，统一采用以下代号编号方法： D 刀具 J 夹具 L 量具 C 车床 X 铣床 Z 钻床 M 磨床 专用工艺装备编号示例如下： 01 车床专用夹具 02钻床专用刀具 2号 6. 工艺方案的对比取舍。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 为保证质量的可靠性，应对各方案进行技术经济分析，对生产率和经济性（注意在什么情况下主要对比不同方案的工艺成本，在什么情况下主要对比不同方案的投资回收期）进行对比，最后综合对比结果，选择最优方案 。 零件的工艺 路线 基准的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一 。基准选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。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。 （ 1）粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取顶面作为粗基准。因为这个零件是长方体类的零件 ,可以用通用夹具来定位，实现了完全定位，然后进行铣削。 （ 2）精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该 进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。 曲轴工艺路线内容 曲轴材料为球墨铸铁 ， 曲轴的主要 加工 表面多数为外圆表面。 所有的加工表面的表面粗糙度的质量要求都比较高，主要加工部位的尺寸有： 64、 56）、 52)； 24 22 149 207 2);24 34 30 105 230 制定工艺路线 纹加工； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 库。 零件加工工序内容 工序一 粗、精车左 端面 加工材料 工件尺寸 坯件 D=71 削长度 l=35.5 加工要求 车削后表面粗糙度为 m, 车床 件采用 三爪卡盘 装夹。 由于工件毛坯为铸件， 因两端面都要加工， 加工余量 为 以粗加工余量为 加工余量为 0.5 粗车左端 面： 选择 硬质合金 钢端面车刀。 根据切削用量简明手册 表 1选用刀具 16 25 片厚度为 4.5 1） 度 车端面，可一次走刀完成，故 65 3 ） f 根据表 1粗车铸铁时刀杆尺寸为16 25，3 件直径在 60 100 f=1.2 据 床说明书选择 f=0.6 ） v 根据机械制造工艺设计手册表 3 v =m/s 故选择 , v =1 m/s=60 m/n 根据公式 1000故 n= 1000 6 0 1 0 0 0 27071 r/文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 式中 L=l+y+ ,l=35.5 根据切削用量简明手册 表 1得y+ =1.0 L=6.5 故 3 6 . 5 0 . 2 22 7 0 0 . 6车左端面： 选择硬质合金钢端面车刀。根据切削用量简明手册 表 1选用刀具 16 25 片厚度为 4.5 1） 度 加工余量为 0.5 车端面，可一次走刀完成，故 6 6 0 6 0 0 ） f 在 精 车铸铁时刀杆尺寸为 16 25， 由于表面粗糙度要求高， 工件直径在 60 100 故取 f=0.3 ） v 根据机械制造工艺设计手册表 3 v =m/s 故选择 , v =1.5 m/s=90 m/n 根据公式 1000故 n= 1000 9 0 1 0 0 0 4 0 3 . 5 8 771 r/取 n=410 r/ 式中 L=l+y+ ,l=35.5 根据切削用量简明手册 表 1得y+ =1.0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 L=6.5 故 3 6 . 5 0 . 3 04 1 0 0 . 3序二 粗、精车右端面 加工材料 工件尺寸 坯件 D=82 削长度 l=41 加工要求 车削后表面粗糙度为 m, 车床 件采用 三爪卡盘 装夹。 由于工件毛坯为铸件，因两端面都要加工，加工余量 为 以粗加工余量为 3加工余量为 0.5 粗车左端面： 选择硬质合金钢端面车刀。根据切削用量简明手册 表 1选用刀具 16 25 片厚度为 4.5 1） 度 车端面，可一次走刀完成，故 65 3 ） f 根据表 1粗车铸铁时刀杆尺寸为16 25，3 件直径在 60 100 ， f=1.2 据 床说明书选择 f=0.6 ） v 根据机械制造工艺设计手册表 3 v =m/s 故选择 , v =1 m/s=60 m/n 根据公式 1000故 n= 1000 6 0 1 0 0 0 2 3 3 . 0 482 r/取 n=240 r/文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 式中 L=l+y+ ,l=41 根据切削用量简明手册 表 1得 y+ =1.0 L=41+2 故 42 0 . 2 92 4 0 0 . 6车左端面： 选择硬质合金钢端面车刀。根据切削用量简明手册 表 1选用刀具 16 25 片厚度为 4.5 1） 度 加工余量为 0.5 车端面，可一次走刀完成，故 6 6 0 6 0 0 ） f 在精车铸铁时刀杆尺寸为 16 25， 由于表面粗糙度要求高， 工件直径在 60 100 故取 f=） v 根据机械制造工艺设计手册表 3 v =m/s 故选择 , v =1.5 m/s=90 m/n 根据公式 1000故 n= 1000 9 0 1 0 0 0 35082 r/ 式中 L=l+y+ ,l=41 根据切削用量简明手册 表 1得 y+ =1.0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 L=41+2 故 42 0 . 23 5 0 0 . 6序三 粗、精车主轴颈 加工材料 工件尺寸 坯件 D=71 削长度 l=120 加工要求 车削后表面粗糙度为 m, 车床 件采用 两顶尖 装夹。 由于工件毛坯为铸件 ，加工余量 为 7， 加工要求交高（ m）， 所以粗加工余量为 4半精加工为 2， 精加工余量为 1 粗车 ： 选择直头式外圆车刀，根据切削 用量简明手册 表 1选用刀具 16 25 片厚度为 4.5 1） 度车削余量不大，可一次走刀完成，故 1 67 22 ） f 在精车铸铁时刀杆尺寸为 16 25， 由于表面粗糙度要求高， 工件直径在 60 100 故取 f=） v 根据机械制造工艺设计手册表 3 v =m/s 故选择 , v =1 m/s=60 m/n 根据公式 1000故 n= 1000 6 0 1 0 0 0 27071 r/ 式中 L=l+y+ ,l=120 根据切削用量简明手册 表 1y+ =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 L=120+21 故 121 0 . 7 52 7 0 0 . 6 精车： 选择硬质合金钢端面车刀。根据切削用量简明手册 表 1选用刀具 16 25 片厚度为 4.5 1） 度精 加工余量为 2 车端面，可一次走刀完成，故 7 65 12 ） f 在精车铸铁时刀杆尺寸为 16 25， 由于表面粗糙度要求高，工件直径在 60 100 取 f=） v 根据机械制造工艺设计手册表 3 v =m/s 故选择 , v =1.5 m/s=90 m/n 根据公式 1000故 n= 1000 9 0 1 0 0 0 4 2 7 r/取 n=430 r/ 式中 L=l+y+ ,l=120 根据切削用量简明手册 表 1y+ =1.0 L=120+21 故 121 0 . 9 44 3 0 0 . 3车： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 选择硬质合金钢端面车刀。根据切削用量简明手册 表 1选 用刀具 16 25 片厚度为 4.5 1） .5 车端面，可一次走刀完成，故 65 64 ） f 在精车铸铁时刀杆尺寸为 16 25， 由于表面粗糙度要求高，工件直径在 60 100 取 f=） v 根据机械制造工艺设计手册表 3 v =m/s 故选择 , v =1.5 m/s=90 m/n 根据公式 1000故 n= 1000 9 0 1 0 0 0 4 4 0 . 9 665 r/取 n=440 r/ 式中 L=l+y+ ,l=40 根据切削用量简明手册 表 1得 y+ =1.0 L=40+1 故 41 0 . 3 24 4 0 0 . 3序四 粗 、 精车主轴 颈 加工材料 工件 尺寸 坯件 D=71 削长度 l=40 加工要求 车削后表面粗糙度为 m, 车床 件采用 两顶尖 装夹。 由于工件毛坯为铸件，加工余量为 7，加工要求很高（ m），所以粗买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 加工余量为 4 精加工余量为 2 加工余量为 1 粗车： 选择直头式外圆车刀 (最好选择可转位车刀 )，根据切削用量简明手册 表1选用刀具 16 25 片厚度为 4.5 1） 车削余量不大，可一次走刀完成，故 1 67 22 ） f 在精车铸铁时刀杆尺寸为 16 25， 由于表面粗糙度要求高，工件直径在 60 100 取 f=） v 根据机械制造工艺设计手册表 3 v =m/s 故选择 , v =1 m/s=60 m/n 根据公式 1000故 n= 1000 6 0 1 0 0 0 27071 r/ 式中 L=l+y+ ,l=40 根据切削用量简明手册 表 1得 y+ =1.0 L=40+1 故 41 0 . 2 62 7 0 0 . 6 精车： 选择硬质合金钢端面车刀。根据切削用量简明手册 表 1选用刀具 16 25 片厚度为 4.5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 1） 度精 加工余量为 1 车端面，可一次走刀完成，故 7 65 12 ） f 在精车铸铁时刀杆尺寸为 16 25， 由于表面粗糙度要求高，工件直径在 60 100 取 f=） v 根据机械制造工艺设计手册表 3 v =m/s 故选择 , v =1.5 m/s=90 m/n 根据公式 1000故 n= 1000 9 0 1 0 0 0 4 2 7 r/取 n=430 r/ 式中 L=l+y+ ,l=40 根据切削用量 简明手册 表 1得 y+ =1.0 L=40+1 故 41 0 . 3 24 3 0 0 . 3车： 选择硬质合金钢端面车刀。根据切削用量简明手册 表 1选用刀具 16 25 片厚度为 4.5 1） 加工余量为 0.5 车端面，可一次走刀完成，故 65 64 ） f 在精车铸铁时刀杆尺寸为 16 25， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 由于表面粗糙度要求高，工件直径在 60 100 取 f=） v 根据机械制造工艺设计手册表 3 v =m/s 故选择 , v =1.5 m/s=90 m/n 根据公式 1000故 n= 1000 9 0 1 0 0 0 4 4 0 . 9 665 r/取 n=440 r/ 式中 L=l+y+ ,l=40 根据切削用量简明手册 表 1得 y+ =1.0 L=40+1 故 41 0 . 3 24 4 0 0 . 3序 五 粗 、 精车主轴 颈 工序 六 粗 、 精车主轴 颈 工序 七 粗 、 精车主轴 颈 工序五、工序六、工序七与工序三、工序四类同 计算现在省略。 工序 八 粗、精车主轴颈 两边 壁面 加工材料 加工要求 车削长度 l=32 削后 的 表面粗糙度为 m, 车床 件采用 两顶尖 装夹。 选择硬质合金刀端面车刀， 主轴颈 两壁 保证所以长度尺寸。 工序 九 主轴颈端 壁面 倒角 证粗糙度 序 十