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单拐空压机曲轴加工工艺及上端面侧油孔专用夹具设计【含CAD图纸、说明书】
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空气压缩机曲轴加工工艺及夹具设计
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单拐空压机曲轴加工工艺及上端面侧油孔专用夹具设计【含CAD图纸、说明书】,含CAD图纸、说明书,图纸,说明书,空气压缩机曲轴加工工艺及夹具设计
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安徽三联学院毕业论文 本科毕业论文（设计、创作） 题 目：空压机曲轴加工工艺及上端面侧油孔专用夹具设计 学生姓名： 学号： XXXXXXXXX 所在系院： XX学院 专业： XXX专业 入学时间： XXXX 年 9 月导师姓名：XXXXX职称/学位：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 导师所在单位： 安徽三联学院 完成时间： 2016 年 3 月安徽三联学院教务处 制空压机曲轴加工工艺及上端面侧油孔专用夹具设计摘要：曲轴是汽车发动机的关键零件之一,其性能好坏直接影响到汽车发动机的质量和寿命.曲轴在发动机中承担最大负荷和全部功率,承受着强大的方向不断变化的弯矩及扭矩，同时经受着长时间高速运转的磨损，因此要求曲轴材质具有较高的刚性、疲劳强度和良好的耐磨性能。发动机曲轴的作用是将活塞的往复直线运动通过连杆转化为旋转运动，从而实现发动机由化学能转变为机械能的输出。所以，本次设计是在仔细分析曲轴零件加工技术要求及加工精度后，合理确定毛坯类型，经过查阅相关参考书、手册、图表、标准等技术资料，确定各工序的定位基准、机械加工余量、工序尺寸及公差，最终制定出曲轴零件的加工工序卡片。关键词：发动机;曲轴;工艺分析;工艺设计44Air Compressor Crankshaft Machining Process Upper End Side of the Hole and Special Fixture DesignAbstract: The crankshaft is one of the key parts of automobile engine, its performance directly affects the quality and life of an automobile engine crankshaft and bear the greatest burden of all power in the engine, under strong direction changing moment and torque. simultaneously subjected to a high-speed operation of the long wear, thus requiring the crankshaft material has high rigidity, good fatigue strength and wear resistance. Role of the crankshaft of the engine is a reciprocating linear motion of the piston into rotational motion through the link, in order to achieve the engine by the chemical energy into mechanical energy output.Therefore, this design is, after careful analysis of crank parts processing technology and precision requirements, reasonably determine the rough type, through access to relevant reference books, manuals, diagrams, standards and other technical information to determine the positioning reference of each step, machining allowance , step size and tolerance, and ultimately develop a card processing step crankshaft parts.Keyword: engine; crankshaft; process analysis;process design目 录1 绪论11.1 课题研究背景11.2 曲轴零件分析12 曲轴工艺规程设计42.1 生产纲领与生产类型确定 生产纲领与生产类型确定42.2 曲轴材料和毛坯确定42.3 曲轴机械加工工艺特点分析42.4 曲轴机械加工工艺过程及路线53 确定切削用量94 钻40度油孔专用夹具设计254.1 定位基准的选择254.2 定位元件的设计254.3切削力及夹紧力的计算264.4 钻孔与工件之间的切屑间隙294.5 钻模板304.6定位误差的分析304.7 钻套、衬套、钻模板设计与选用314.8 确定夹具体结构和总体结构334.9夹具设计及操作的简要说明35结论36致谢37参考文献38 安徽三联学院毕业论文1 绪论曲轴是汽车、拖拉机、摩托车等发动机中最重要而且是承受负荷最复杂的零件，被称为发动机的心脏。曲轴的尺寸参数在很大程度上决定并影响着发动机的整体尺寸和重量，发动机的可靠性和寿命也在很大程度取决于曲轴的强度。随着发动机强化指标的不断提高，曲轴的工作条件更加苛刻。在周期性变化的气体压力、运动质量惯性力及其力矩的作用下，在其内部产生迅速变化的拉、压、弯、扭交变应力。因此要求曲轴应该具有足够的疲劳强度和刚度及良好的动静态特性。发动机工作时，燃气的压力、曲轴组各零部件运动所产生的惯性力或惯性力矩使曲轴处于弯曲、扭转交变负荷状态；在周期变化的载荷作用下，曲轴系统可能在发动机转速范围内发生共振，产生附加的动应力，致使曲轴过早地出现弯曲疲劳破坏和扭转疲劳破坏。由于曲轴结构复杂、刚性较差，在制造过程中又受到冷热加工等各种因素的影响，因此，处于工作状态的曲轴各部分应力分布是不均匀与交变的，尤其是在曲柄臂和过渡圆角部位会产生严重的应力集中。同时，曲轴的主轴颈、连杆轴颈及其轴承副高速地旋转运动也会造成磨损和发热烧损。所以，曲轴的主要失效形式是疲劳断裂和轴颈严重磨损，为了保证发动机正常可靠地工作，要求曲轴有足够的强度、刚度、耐磨性和平衡精度。1.1 课题研究背景 曲轴在发动机中承担最大负荷和功率，承受着强大的方向不断变化的弯矩，同时经受着长时间高速运转的磨损，因此要求曲轴材质具有较高的刚性、疲劳强度和良好的耐磨性能。曲轴作用是将往复直线运动通过连杆转化为旋转运动，从而实现发动机有化学能转化为械能输出。本课题就小型曲轴的加工工艺的分析与设计进行探讨。工艺路线的拟定是工艺规程制订中的关键阶段，是规程制订的总体设计。所撰写的工艺路线合理与否，不但影响加工质量和生产率，而且影响到工人、设备、工艺装备及生产场地 等的合理利用，从而影响生产成本。1.2 曲轴零件分析图1-1 零件图 技术要求：1、正火处理HRC2026；2、连杆轴颈尺寸公差与表面粗糙度相同；3、未注圆角为R1。1、曲轴的结构及其特点此曲轴零件用于汽车发动机，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，曲轴是一个较难加工的零件，但由于曲轴与主轴颈偏离了一定的距离，不在同一轴心线上，形状较复杂，而加工技术要求又较高。生产纲领属成批生产，故应尽量采用专用机床，工序应适当分散，以提高生产效率。主轴颈是曲轴的支承部分，通过主轴承支承在曲轴箱的主轴承座中。主轴承的数量不仅与发动机气缸数目有关，还与曲轴的支承方式有关。此外，为了保证连杆大头孔与曲轴之间通油润滑，在曲轴上要求钻出细长的交叉油孔。2、与主轴颈同轴的加工表面包括：倒角、过渡圆角以及各段轴径的外圆表面，另外，在曲轴小端还有一个半圆键槽。3、与曲轴同轴的加工表面主要包括曲轴外圆表面、两侧面以及过渡圆角表面。4、曲轴的主要技术要求分析 主轴颈、连杆轴颈本身的精度，即尺寸公关等级IT7，表面粗糙度Ra值为1.6m。轴颈长度公差等级为IT12。轴颈的形状公差，如圆度、圆柱度控制在尺寸公差之半。 位置精度，包括主轴颈与连杆轴颈的平行度：一般为100mm之内不大于0.02mm；曲轴各主轴颈的同轴度：小型高速曲轴为0.025mm，中大型低速曲轴为0.030.08mm。 各连杆轴颈的位置度不大于0.06mm。2 曲轴工艺规程设计2.1 生产纲领与生产类型确定 生产纲领与生产类型确定 此课题中的小型曲轴的生产类型成批生产。经过估算该零件质量小于4kg，所以此零件属轻型零件；此零件的生产纲领为5005000件,生产类型属于成批生产，所以。不同的生产类型形成不同的工艺特点，由此需要采用不同的加工工艺、不同的工艺装备、不同的生产组织方式，以满足优质高产低消耗的要求。成批生产的工艺特点是：零件具有互换性，保留某些试配；要求部分金属模或模铸，毛坯制造精度和加工余量中等；通用设备及部分专用机床，按零件的类别分工段排列；夹具要求用专用夹具，部分靠划线保证尺寸；较多采用专用刀具及量具。2.2 曲轴材料和毛坯确定曲轴的毛坯根据批量大小、尺寸、结构及材料品种来决定。批量较大的小型曲轴，采用模铸。钢制曲轴毛坯在大批量生产中常采用模铸法压制。零件经过铸打，金属内部结构组织排列紧密，可提高零件的综合力学性能。铸造可分为自由铸和模铸。自由铸是材料在铸打时由手工操作控制其所需形状的。这种铸件，精度较低，余量较大，生产率较低，不需要专用模具，故成本较低，适用于单件小批生产及大型铸件的生产。模铸采用专用模具，利用铸锤或压力机产生的力使毛坯在模具内成形的铸件。这种铸件的精度与表面质量均比自由铸好，而且余量小、生产率高，但需要一套专用模具，增加了成本，适用于批量较大的中小型铸件。结合本课题中曲轴的特点、生产类型及在实际生产中的经济性，本课题用毛坯材料为QT600-3,采取整体铸造。2.3 曲轴机械加工工艺特点分析该工件为曲轴，其形状复杂，加工要求高，为加工径。应该做专用工装（工厂里面通常叫做分度转夹具），其要求为能够均分三等份，并且保证回转平衡。因为成批生产，故选用中心孔定位，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。，这样就可以在工艺搭子上钻出四对中心孔，达到用中心孔定位的目的。在工艺搭子端面上钻四对中心孔，先以两主轴颈为粗基准，钻好主轴颈的一对中心孔；然后以这一对中心孔定位，以连杆轴颈为粗基准划线，再将曲轴放到回转工作台上，2.3.1以拐径为95mm为中心的加工表面这一组加工表面包括: 拐径95 mm加工及其倒圆角,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 mm圆跳动公差为0.01 mm。2.3.2以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 mm并左端倒角，端面15 mm深16.8 mm的中心孔,2个M12深24 mm的螺纹孔，各轴的外圆表面, 右端面95 mm的孔30 mm。这组加工表面有一定的位置要求，主要是：(1)键槽24mm110mm与 1：10锥度轴心线的对称度公差为0.10mm。(2)1：10锥度轴心线对A-B轴心线的的圆跳动公差0.025mm；(3)90 mm轴表面的圆柱度公差为0.01 mm这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要有：(4)曲轴拐径95 mm轴心线与A-B轴心线的平行度公差0.03mm又以上分析可知，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。在此课题中，曲轴的各个部分有着不同的精度、表面粗糙度、形状要求。为了满足各个部分的要求，需要划分出不同的加工阶段。主轴轴颈先用粗车切削掉大部分的加工余量，再用精车来保证主轴的尺寸精度、形状精度、位置精度，最后采用磨削来保证主轴的表面粗糙度。在加工曲轴连杆部分时，为了满足曲轴的形状、位置精度要求，先粗车切削掉大部分的余量，再采用半精车、精车来保证连杆轴颈的尺寸、形状精度及位置精度，最后用磨削来保证曲轴连杆轴表面的表面粗糙度。结合课题中的零件属成批生产，采用划分加工阶段的方式，既有利于中间检测时，及时发现工件的缺陷、加工余量的情况，选择有利的补救措施，加工出满足要求的零件；再就是划分加工阶段，可以分工、安排生产线，提高零件的生产效率，有利于加工零件工序的分散安排。2.4 曲轴机械加工工艺过程及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的困难，必须予以充分的重视。为了加工方便及较容易保证曲轴的精度要求，在毛坯生产时要加工一个工艺搭子，使得在曲轴加工容易定位及其装卸。曲轴需要加工的表面：主轴颈、连杆轴颈、键槽、外圆、及其各个侧面和两端面。由于使用了工艺搭子，铣键槽安排在切除工艺搭子后。由于是铸造毛坯，所以为了保证外圆表面质量必须安排磨削工艺，磨削外圆安排在保留工艺搭子前。小型曲轴成批生产曲轴的加工工艺路线：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100mm及外形加工。 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 mm两处，钻右端中心孔。4）夹右端（1：10锥度一边）顶右端中心孔，粗车左端外圆95 mm，粗车左端所有轴径，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610mm，钻左端中心孔，钻左端6的孔，深16.8mm，锪60角，深7.8mm，再锪120角，深1.8mm。6）粗车拐径95 mm尺寸。7）精车拐径95 mm尺寸。8）夹左端，顶右端中心孔，精车右端轴径95 mm，长度尺寸至87mm，保证曲拐端面60mm尺寸，精车右端轴径93至图示长度12mm。9）夹右端，顶左端中心孔，精车左端轴径95 mm，长度尺寸至85mm，保曲拐端面60mm尺寸。10）以两轴径定位压紧钻、攻4M20螺纹。 11）粉探伤各轴径，拐径。 12）划键槽线24mm110mm，铣键槽，以两轴径95 mm定位，采用专用工装装夹铣键槽24mm110mm至图样尺寸。 13）铣右端轴径93mm的槽44mm至图样尺寸。14）粗镗、精镗右端30mm孔至图样尺寸，深75mm。锪60角，深5.5mm，再锪120角，深2mm。15）重新装夹工件，采用专用工装装夹，钻拐径95 mm两斜油孔8mm。16）以两中心孔定位，磨左端轴径95 mm，磨左端轴径90mm。17）以两中心孔定位，倒头装夹，磨左端轴径95 mm。18）底面60mm115mm，以两侧面定位并压紧，保证距中心高70mm，总高236mm。19）以两端中心孔定位，精磨拐径95 mm至图样尺寸，磨圆角R6。20）以两端中心孔定位，精磨两轴径95 mm至图样尺寸，磨圆角R6，精磨90mm至图样尺寸，倒角2.545。21）夹右端，顶右端中心孔车1：10圆锥，留余量1.5mm 。22）以两端中心孔定位，磨1：10圆锥86长124mm，磨圆角R6。23）钳工，修油孔，倒角，清污垢。 24）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100mm及外形加工。 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 mm两处，钻右端中心孔。4）夹右端（1：10锥度一边）顶右端中心孔，粗车左端外圆95 mm，粗车左端所有轴径，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610mm，钻左端中心孔，钻左端6的孔，深16.8mm，锪60角，深7.8mm，再锪120角，深1.8mm。6）粗车拐径95 mm尺寸。7）精车拐径95 mm尺寸。8）夹左端，顶右端中心孔，精车右端轴径95 mm，长度尺寸至87mm，保证曲拐端面60mm尺寸，精车右端轴径93至图示长度12mm。9）夹右端，顶左端中心孔，精车左端轴径95 mm，长度尺寸至85mm，保曲拐端面60mm尺寸。10）以两中心孔定位，磨左端轴径95 mm，磨左端轴径90mm。11）以两中心孔定位，倒头装夹，磨左端轴径95 mm。12）底面60mm115mm，以两侧面定位并压紧，保证距中心高70mm，总高236mm。13）以两轴径定位压紧钻、攻4M20螺纹。14）以两端中心孔定位，精磨拐径95 mm至图样尺寸，磨圆角R6。15）以两端中心孔定位，精磨两轴径95 mm至图样尺寸，磨圆角R6，精磨90mm至图样尺寸，倒角2.545。16）夹右端，顶右端中心孔车1：10圆锥，留余量1.5mm 。17）以两端中心孔定位，磨1：10圆锥86长124mm，磨圆角R6。 18）粉探伤各轴径，拐径。 19）划键槽线24mm110mm，铣键槽，以两轴径95 mm定位，采用专用工装装夹铣键槽24mm110mm至图样尺寸。 20）铣右端轴径93mm的槽44mm至图样尺寸。21）粗镗、精镗右端30mm孔至图样尺寸，深75mm。锪60角，深5.5mm，再锪120角，深2mm。22）重新装夹工件，采用专用工装装夹，钻拐径95 mm两斜油孔8mm。27）钳工，修油孔，倒角，清污垢。28）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。 1）画线，以毛坯外形找正，划主要加工线，偏心距100mm及外形加工。 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 mm两处，钻右端中心孔。4）夹右端（1：10锥度一边）顶右端中心孔，粗车左端外圆95 mm，粗车左端所有轴径，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610mm，钻左端中心孔，钻左端6的孔，深16.8mm，锪60角，深7.8mm，再锪120角，深1.8mm。6）粗车拐径95 mm尺寸。7）精车拐径95 mm尺寸。8）夹左端，顶右端中心孔，精车右端轴径95 mm，长度尺寸至87mm，保证曲拐端面60mm尺寸，精车右端轴径93至图示长度12mm。9）夹右端，顶左端中心孔，精车左端轴径95 mm，长度尺寸至85mm，保曲拐端面60mm尺寸。10）以两轴径定位压紧钻、攻4M20螺纹。11）粉探伤各轴径，拐径。12）划键槽线24mm110mm，铣键槽，以两轴径95 mm定位，采用专用工装装夹铣键槽24mm110mm至图样尺寸。13）铣右端轴径93mm的槽44mm至图样尺寸。14）粗镗、精镗右端30mm孔至图样尺寸，深75mm。锪60角，深5.5mm，再锪120角，深2mm。15）重新装夹工件，采用专用工装装夹，钻拐径95 mm两斜油孔8mm。16）以两中心孔定位，磨左端轴径95 mm，磨左端轴径90mm。17）以两中心孔定位，倒头装夹，磨左端轴径95 mm。18）底面60mm115mm，以两侧面定位并压紧，保证距中心高70mm，总高236mm。19）以两端中心孔定位，精磨拐径95 mm至图样尺寸，磨圆角R6。20）以两端中心孔定位，精磨两轴径95 mm至图样尺寸，磨圆角R6，精磨90mm至图样尺寸，倒角2.545。21）夹右端，顶右端中心孔车1：10圆锥，留余量1.5mm 。22）以两端中心孔定位，磨1：10圆锥86长124mm，磨圆角R6。23）钳工，修油孔，倒角，清污垢。 24）检查。3 确定切削用量工序1：粗车左端外圆95 mm。加工条件 工件材料：QT60-2, ，铸件。 加工要求：粗车左端外圆95 mm。 机床：CW6180B卧式车床 刀具：YG6（1）粗车左端外圆95 mm1)被吃刀量：取单边余量Z=2mm， 2)进给量f：根据3 表2.4-3，取。3)切削速度： 按3 表2.4-20，切削速度，4)机床主轴转速： 按机床说明书，与相近的转速为300 ，则：.实际铣削速度：5)检验机床功率：主切削力Fc按3表2.4-9，可查得 由CW6180B卧式车床说明书可知，CW6180B卧式车床主电动机功率为13KW，当主轴转速为300 r/min时，主轴传递的功率为7.5kW，所以机床功率足够，可以正常工作。6)计算切削工时：按3表2.5-3，取被切削层长度：由毛坯尺寸可知L=85mm 刀具切入长度：L1=/tg+(23)主偏角=0,L1=2mm刀具切出长度：取工序2：粗车左端轴径90mm加工条件 工件材料：QT60-2, ，铸件。 加工要求：粗车左端外圆90 mm。 机床：CW6180B卧式车床 刀具：YG61)被吃刀量：取单边余量Z=2mm， 2)进给量f：根据3表2.4-3，取。3)切削速度： 按3表2.4-20，切削速度， 4)机床主轴转速： 根据3表3.1-22可得，与相近的转速为300r/min，则实际速度。 5)检验机床功率：主切削力Fc按机械加工工艺手册表2.4-20，可查得 由CW6180B卧式车床说明书可知，CW6180B卧式车床主电动机功率为13KW，当主轴转速为300 r/min时，主轴传递的功率为7.5kW，所以机床功率足够，可以正常工作6)计算切削工时：按3表2.5-3，取被切削层长度：由毛坯尺寸可知L=67mm刀具切入长度：L1=/tg+(23)主偏角=0, L1=2mm刀具切出长度：取工序3：粗车左端轴径86 mm加工条件 工件材料：QT60-2, ，铸件。 加工要求：粗车左端外圆86mm。 机床：CW6180B卧式车床 刀具：YG61) 被吃刀量：取单边余量Z=3mm， 2) 进给量f：根据3表2.4-3，取。3) 切削速度： 按3表2.4-20，切削速度：，4) 机床主轴转速： 按3表3.1-22可得，与相近的转速为300r/min，则实际速度：。5)检验机床功率：主切削力Fc按3表2.4-20，可查得 由CW6180B卧式车床说明书可知，CW6180B卧式车床主电动机功率为75KW，当主轴转速为300r/min时，主轴传递的功率为4.5kW，所以机床功率足够，可以正常工作。6) 计算切削工时：按工艺手册表2.5-3，取被切削层长度：由毛坯尺寸可知L=124mm 刀具切入长度：L1=/tg+(23)主偏角=0, L1=2mm刀具切出长度：取工序4：粗车拐径外侧左、右端面并粗车台肩（1）粗车拐径外侧左、右端 机床：CA6140卧式车床 刀具：YG61）已知毛坯长度，拐径外侧左、右端面参照3表2.3-5，其余量规定为 ，现也取。分两次加工，=3mm。2) 进给量f：根据3表2.4-3，当刀杠尺寸为25mm25mm, 3mm以及工件直径60mm时取 3）计算切削速度：按2表1.27，切削速度计算公式（寿命选T=60min）。 式中： 所以： 4)机床主轴转速：按3表3.1-22可得，与相近的转速为320r/min。则实际切削速度：。5）计算切削工时：按3表2.5-3，取被切削层长度：由毛坯尺寸可知L=112mm刀具切入长度：L1=/tg+(23)主偏角=0, L1=2mm刀具切出长度：取本工序机动时间：（2）粗铣凸台25机床：组合铣床刀具：硬质合金端铣刀YG8，铣刀直径，齿数铣削深度：每齿进给量：根据3表2.4-77，取铣削速度：参照3表2.4-88，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：走刀次数为1机动时间：（其中）本工序机动时间：工序5：粗车拐径95 mm机床：CW6180B卧式车床 刀具：YG6（1）粗车拐径95 mm 1)被吃刀量：参照3表2.3-5，其余量规定为 ， 现也取。分两次加工，=3mm。2)进给量f：根据3表2.4-3，取。 3)切削速度： 按2表1.27，切削速度计算公式（寿命选T=60min）。 式中： 所以： 4)机床主轴转速： 按3表3.1-22可得，与相近的转速为405r/min，则实际速度。5)检验机床功率：主切削力Fc按2表1.29所示公式计算 式中：所以： 切削时消耗功率PC为: 由CW6180B机床说明书可知，CW6180B主电动机功率为75KW，当主轴转速为405r/min时，主轴传递的功率为45kW，所以机床功率足够，可以正常工作。6) 计算切削工时：按3表2.5-3，取被切削层长度：由毛坯尺寸可知L=123mm刀具切入长度：L1=/tg+(23)主偏角=0, L1=2mm刀具切出长度：取本工序机动时间：工序6： 精车拐径95 mm尺寸机床：CW6180B卧式车床 刀具：YG6 1 )被吃刀量：=0.6mm。2) 进给量f：根据3表2.4-4，预估切削速度1.33，取。 3) 切削速度： 按2表1.27，切削速度计算公式（寿命选T=60min）。 式中： 所以： 4) 机床主轴转速： 按3表3.1-22可得，与相近的转速为540r/min，则实际速度。5) 计算切削工时：按3表2.5-3，取被切削层长度：由毛坯尺寸可知L=123mm 刀具切入长度：L1=/tg+(23)主偏角=0, L1=2mm刀具切出长度：取本工序机动时间：工序7：精车右端轴径95 mm机床：CW6180B卧式车床 刀具：YG6 1) 被吃刀量：=0.6mm。2) 进给量f：根据3表2.4-4，预估切削速度1.33，取。 3) 切削速度： 按2表1.27，切削速度计算公式（寿命选T=60min）。 式中： 所以： 4) 机床主轴转速： 按机床说明书，与相近的转速为540r/min，则实际速度。5) 计算切削工时：按3表2.5-3，取被切削层长度：由毛坯尺寸可知L=74mm 刀具切入长度：L1=/tg+(23)主偏角=0, L1=2mm刀具切出长度：取本工序机动时间： 工序8： 精车右端轴径93 mm 机床：CW6180B卧式车床 刀具：YG6 1 )被吃刀量：=0.6mm。2)进给量f：根据3表2.4-4，预估切削速度1.33，取。3) 切削速度： 按2表1.27，切削速度计算公式（寿命选T=60min）。 式中： 所以： 4) 机床主轴转速： 按3表3.1-22可得，与相近的转速为540r/min，则实际速度。5) 计算切削工时：按3表2.5-3，取被切削层长度：由毛坯尺寸可知L=12mm刀具切入长度：L1=/tg+(23)主偏角=0, L1=2mm刀具切出长度：取本工序机动时间： 工序9：精车左端轴径95 mm机床：CW6180B卧式车床 刀具：YG6 1)被吃刀量：=0.6mm。2)进给量f：根据3表2.4-4，预估切削速度1.33，取。 3)切削速度： 按2表1.27，切削速度计算公式（寿命选T=60min）。 式中： 所以： 4) 机床主轴转速： 按3表3.1-22可得，与相近的转速为540r/min，则实际速度。5) 计算切削工时：按3表2.5-3，取被切削层长度：由毛坯尺寸可知L=85mm 刀具切入长度：L1=/tg+(23)主偏角=0, L1=2mm刀具切出长度：取本工序机动时间：工序10：精铣底面60mm115mm机床：X62W铣床刀具：硬质合金端铣刀YG6 ，齿数1) 铣削深度：2) 每齿进给量：根据3表2.4-73，取3) 铣削速度：参照3表2.4-81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：4) 给量：工作台每分进给量：5) 刀具切入长度：精铣时 由工序3可知： 走刀次数为1机动时间：工序11：钻、攻4M20螺纹（1）钻孔机床：组合钻床刀具：麻花钻 1) 进给量：根据3表2.4-39，其取值范围为，取2) 切削速度：参照3表2.4-41，取3) 机床主轴转速：，取 实际切削速度： 4) 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：（2）攻4M20螺纹丝机床：组合攻丝机刀具：钒钢机动丝锥1) 进给量：由于其螺距,因此进给量2) 切削速度：参照3表2.4-105，取3) 机床主轴转速：，取 丝锥回转转速：取实际切削速度： 4) 机动时间被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 走刀次数为1机动时间：本工序机动时间：工序12：铣键槽24mm110mm 机床：X52k 刀具：高速钢镶齿三面刃槽铣刀 ，齿数 L=201) 铣削深度：2) 每齿进给量：根据3表2.4-76，取3) 铣削速度：参照3表2.4-86，取：4) 机床主轴转速：，取实际铣削速度：5) 给量：工作台每分进给量：6) 刀具切入长度：精铣时 被切削层长度： 刀具切出长度： 走刀次数为1机动时间：工序13：铣右端轴径93mm的槽44mm 机床：X52k 刀具：高速钢镶齿三面刃槽铣刀 ，齿数 L=201) 铣削深度：2) 每齿进给量：根据3表2.4-76，取3) 铣削速度：参照3表2.4-86，取：4) 机床主轴转速：，取实际铣削速度：5) 给量：工作台每分进给量：6) 刀具切入长度：精铣时 被切削层长度： 刀具切出长度： 走刀次数为1机动时间：工序14：粗镗、精镗右端30mm孔机床：组合镗床刀具：高速钢刀具（1）粗镗孔切削深度：进给量：根据3表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量切削速度：参照3表2.4-66，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间： （2） 粗镗孔机床：组合镗床刀具：高速钢刀具切削深度：进给量：根据切削深度，再参照3表2.4-66,因此确定进给量切削速度：参照3表2.4-66，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：本工序的机动时间： 工序15：钻拐径95 mm两斜油孔8mm 机床：组合钻床刀具：麻花钻、扩孔钻（1） 钻拐径上端孔机床：组合钻床 刀具：麻花钻、扩孔钻切削深度：进给量：根据3表2.4-39，取切削速度：参照3表2.4-41，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间：（2） 扩拐径上端孔机床：卧式钻床 刀具：麻花钻、扩孔钻切削深度：进给量：根据3表2.4-52，取切削速度：参照3表2.4-53，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间：加工加油孔机动时间：工序16：钻曲拐左侧孔（1） 钻曲拐左侧下偏30的孔切削深度：进给量：根据3表2.4-39，取切削速度：参照3表2.4-41，取机床主轴转速：，取，实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间：（2）扩曲拐左侧下偏30的孔切削深度：进给量：根据3表2.4-52，取切削速度：参照3表2.4-53，取机床主轴转速：，取，实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间：加工加油孔机动时间：工序17：粗磨左端轴径95 mm机床：M1450A磨床 1）砂轮的直径与宽度：砂轮的直径与宽度：根据3表3.1-45，砂轮的直径D=500mm，砂轮的宽度取B=75 mm2)工件回转速度与转数：根据3表2.4-148，查得=0.2330.476,取=0.350， 3)轴向进给量:根据3表2.4-148，查得=(0.50.8)B，取=45 4）径向切入进给量：根据3表2.4-1480，预估=0.350mm可查得=0.01760.0110，取=0.150 5）每分种金属磨除量Z可用公式计算： Z=1000 mm 6) 机动时间：被磨削层长度：单面余量：局部修磨的系数k：根据3表2.5-11，机动时间 工序18：磨左端轴径90mm机床：M1450A磨床 1）砂轮的直径与宽度：砂轮的直径与宽度：根据3表3.1-45，砂轮的直径D=500mm，砂轮的宽度取B=75 mm 2) 工件回转速度与转数：根据3表2.4-148，查得=0.2330.476,取=0.350， 3) 轴向进给量:根据3表2.4-148，查得=(0.50.8)B，取=45 4）径向切入进给量：根据3表2.4-1480，预估=0.350mm可查得=0.01760.0110，取=0.150 5）每分种金属磨除量Z可用公式计算： Z=1000 mm 6) 机动时间：被磨削层长度：单面余量：局部修磨的系数k：根据3表2.5-11，机动时间 工序19：磨右端轴径95 mm 机床：M1450A磨床 1) 砂轮的直径与宽度：根据3表3.1-45，砂轮的直径D=500mm，砂轮的宽度取B=75 mm 2) 工件回转速度与转数：根据3表2.4-148，查得=0.2330.476,取=0.350， 3) 轴向进给量:根据3表2.4-148，查得=(0.50.8)B，取=45 4) 径向切入进给量：根据3表2.4-1480，预估=0.350mm可查得=0.01760.0110，取=0.150 5) 每分种金属磨除量Z可用公式计算： Z=1000 mm 6) 机动时间：被磨削层长度：单面余量：局部修磨的系数k：根据3表2.5-11，机动时间 工序20：精磨拐径95 mm机床：M1432A磨床 1) 砂轮的直径与宽度：根据3表3.1-45，砂轮的直径D=400mm，砂轮的宽度取B=50 mm2) 工件回转速度与转数：根据3表2.4-149，取=0.6 ， 3) 轴向进给量:根据3表2.4-149，查得=(0.50.8)B， 4) 径向切入进给量：根据3表2.4-149，预估=0.6mm可查得=0.0028 5) 每分种金属磨除量Z可用公式计算： Z=1000 mm 6) 机动时间：被磨削层长度：单面余量：局部修磨的系数k：根据3表2.5-11，机动时间 工序21：精磨左右两轴径95 mm 机床：M1432A磨床 1) 砂轮的直径与宽度：根据3表3.1-45，砂轮的直径D=400mm，砂轮的宽度取B=50 mm2) 工件回转速度与转数：根据3表2.4-149，取=0.6 ，3) 轴向进给量:根据3表2.4-149，查得=(0.50.8)B，4) 径向切入进给量：根据3表2.4-149，预估=0.6mm可查得=0.00285) 每分种金属磨除量Z可用公式计算： Z=1000 mm 6) 机动时间：被磨削层长度：，单面余量：局部修磨的系数k：根据3表2.5-11，机动时间 本工序的机动时间：=+=0.9工序22：精磨90mm机床：M1432A磨床 1) 砂轮的直径与宽度：根据3表3.1-45，砂轮的直径D=400mm，砂轮的宽度取B=50 mm 2) 工件回转速度与转数：根据3表2.4-149，取=0.6 ， 3) 轴向进给量:根据3表2.4-149，查得=(0.50.8)B， 4) 径向切入进给量：根据3表2.4-149，预估=0.6mm可查得=0.0028 5) 每分种金属磨除量Z可用公式计算： Z=1000 mm 6) 被磨削层长度：单面余量：局部修磨的系数k：根据3表2.5-11，机动时间 工序23：车1：10圆锥机床：CW6180B卧式车床 刀具：YG81) 被吃刀量：参照3表2.3-5，其余量规定为 ，现也取。分两次加工，=3mm。2) 进给量f：根据3表2.4-3，取。3) 切削速度： 按3表2.4-20，切削速度，4)机床主轴转速： 按3表3.1-22可得，与相近的转速为300r/min，则实际速度。5) 检验机床功率：主切削力Fc按3表2.4-20，可查得 由CW6180B机床说明书可知，CW6180B主电动机功率为75KW，当主轴转速为300r/min时，主轴传递的功率为45kW，所以机床功率足够，可以正常工作。6) 计算切削工时：按3表2.5-3，取被切削层长度：由毛坯尺寸可知L=124mm 刀具切入长度：L1=/tg+(23)主偏角=0, L1=2mm刀具切出长度：取机动时间：工序24：磨1：10圆锥86长124mm （1）粗磨1：10圆锥86 机床：M1450A磨床 1) 砂轮的直径与宽度：砂轮的直径与宽度：根据3表3.1-45，砂轮的直径D=500mm，砂轮的宽度取B=75 mm2) 工件回转速度与转数：根据3表2.4-148，查得=0.2330.476,取=0.350， 3） 轴向进给量:根据3表2.4-148，查得=(0.50.8)B，取=454）径向切入进给量：根据3表2.4-1480，预估=0.350mm可查得=0.01760.0110，取=0.150 5）每分种金属磨除量Z可用公式计算： Z=1000 mm 6) 机动时间：被磨削层长度：单面余量：局部修磨的系数k：根据3表2.5-11，机动时间 工序25：磁粉探伤各轴径，拐径工序26：钳工，修油孔，倒角，清污垢。工序27：检查。4 钻40度油孔专用夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工零件时，需要设计专用夹具。本夹具主要用来钻40度油孔。由加工本道工序的工序简图可知。因此在本道工序加工时，主要应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。4.1 定位基准的选择在进行加工工序时，左右两端的轴已加工，用两个V型块定位。因此工件选用两端轴中心线作为定位基准。选择两个V型块作为定位基面限制了工件的四个自由度，而支承板作为定位基面，限制了工件的一个自由度。夹具上的定位元件是：其中定位元件为支承板和两个V型块 .4.2 定位元件的设计本工序选用的定位基准为两个V形块和支承板作定位，所以相应的夹具上的定位元件应主要是两个V形块。因此进行定位元件的设计主要是对V形块进行设计。由机床夹具设计手册查的可知:表4-1 V形块的各参数HD 80-10050121812301525140V形块设计如图图4-1 V形块图4.3切削力及夹紧力的计算刀具：钻头8。则轴向力：见工艺师手册表28.4F=Cdfk3.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=(F=420转矩T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=0.206功率 P=在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数 K=KKKK式中 K基本安全系数，1.5; K加工性质系数，1.1;K刀具钝化系数, 1.1;K断续切削系数, 1.1则 F=KF=1.5钻削时 T=17.34 N切向方向所受力: F=取F=4416F F所以,时工件不会转动,故本夹具可安全工作。根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：安全系数K可按下式计算有：式中：为各种因素的安全系数，查参考文献5表可得： 所以有： 该孔的设计基准为中心轴，故以回转面做定位基准，实现“基准重合”原则；参考文献，因夹具的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力F夹与切削力之间的关系F夹KF轴向力：F夹KF （N）扭距：Nm在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数由资料机床夹具设计手册查表可得：切削力公式： 式（2.17）式中 查表得： 即：实际所需夹紧力：由参考文献16机床夹具设计手册表得： 安全系数K可按下式计算，由式（2.5）有：式中：为各种因素的安全系数，见参考文献16机床夹具设计手册表 可得： 所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用螺旋夹紧机构。4.4 钻孔与工件之间的切屑间隙钻套的类型和特点:1、固定钻套：钻套直接压入钻模板或夹具体的孔中，钻模板或夹具体的孔与钻套外圆一般采用H7/n6配合，主要用于加工量不大，磨损教小的中小批生产或加工孔径甚小，孔距离精度要求较高的小孔。2、可换钻套：主要用在大批量生产中，由于钻套磨损大，因此在可换钻套和钻模板之间加一个衬套，衬套直接压入钻模板的孔内，钻套以F7/m6或F7/k6配合装入衬套中。3、快换钻套：当对孔进行钻铰等加工时，由于刀径不断增大，需要不同的导套引导刀具，为便于快速更换采用快换钻套。4、特殊钻套：尺寸或形状与标准钻套不同的钻套统称特殊钻套。钻套下端面与工件表面之间应留一定的空隙C，使开始钻孔时，钻头切屑刃不位于钻套的孔中，以免刮伤钻套内孔，如图4.3。图4.3 特殊钻套切屑间隙 C=(0.31.2)d。在本次夹具钻模设计中考虑了多方面的因素，确定了设计方案后，选择了C=8。因为此钻的材料是铸件，所以C可以取较小的值。4.5 钻模板在导向装置中，导套通常是安装在钻模板上，因此钻模板必须具有足够的刚度和强度，以防变形而影响钻孔精度。钻模板按其与夹具体连接的方式，可分为固定式钻模板、铰链式钻模板、可卸式钻模板、滑柱式钻模板和活动钻模板等。在此套钻模夹具中选用的是可卸式钻模板，在装卸工件时需从夹具体上装上或卸下，钻螺栓紧固，钻模精度较高。44.6定位误差的分析3) 夹具安装误差因夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差。图5-2中夹具的安装基面为平面，因而没有安装误差，=0.4) 夹具误差因夹具上定位元件、对刀或导向元件、分度装置及安装基准之间的位置不精确而造成的加工误差，称为夹具误差。夹具误差主要包括定位元件相对于安装基准的尺寸或位置误差；定位元件相对于对刀或导向元件（包含导向元件之间）的尺寸或位置误差；导向元件相对于安装基准的尺寸或位置误差；若有分度装置时，还存在分度误差。以上几项共同组成夹具误差。5) 加工方法误差因机床精度、刀具精度、刀具与机床的位置精度、工艺系统的受力变形和受热变形等因素造成的加工误差，统称为加工方法误差。因该项误差影响因素多，又不便于计算，所以常根据经验为它留出工件公差的1/3.计算时可设。2. 保证加工精度的条件工件在夹具中加工时，总加工误差为上述各项误差之和。由于上述误差均为独立随机变量，应用概率法叠加。因此保证工件加工精度的条件是即工件的总加工误差应不大于工件的加工尺寸。为保证夹具有一定的使用寿命，防止夹具因磨损而过早报废，在分析计算工件加工精度时，需留出一定的精度储备量。因此将上式改写为或 当时，夹具能满足工件的加工要求。值的大小还表示了夹具使用寿命的长短和夹具总图上各项公差值确定得是否合理。知此方案可行。4.7 钻套、衬套、钻模板设计与选用工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。为了减少辅助时间采用可换钻套，以来满足达到孔的加工的要求。表dDD1Ht基本极限偏差F7基本极限偏差D601+0.016+0.0063+0.010+0.004669-0.00811.84+0.016+0.00871.82.6582.63698121633.3+0.022+0.0103.347+0.019+0.010104581156101110162068+0.028+0.01112+0.023+0.0121581015181220251012+0.034+0.0161822121522+0.028+0.01526162836151826300.0121822+0.041+0.02030342036HT200222635+0.033+0.017392630424625HT200563035+0.050+0.0254852354255+0.039+0.02059305667424811066485070740.040钻模板选用固定钻模板，用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。4.8 确定夹具体结构和总体结构对夹具体的设计的基本要求（1）应该保持精度和稳定性在夹具体
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