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曲轴
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购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 （ 二 一 六 年 七 月 机械制造技术 课程设计说明书 设计课题：曲轴机械加工工艺及夹具设计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导教师： 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 2 课 程 设 计 任 务 书 机械工程 系 农业机械化及其自动化 专业 学生姓名 班级 学号 课程名称： 机械制造技术课程设计 设计题目： 曲轴零件机械加工工艺及夹具设计 设计条件： 为曲轴设计一套铣键槽夹具，便于对工件键槽的加工。实现中批量生产。 设计要求： 1 产品零件图 （一张， 印） 2 产品毛坯图（铸造毛坯）（一张， 打印） 3 机械加工工艺过程卡片（该零件完整的工艺过程，手写或打印） 4 机械加工工序卡片（所设计夹具对应的工序，一张，手写或打印） 5 夹具设计（装配图一张，主要零件图三张，全部为 ） 6 工艺、夹具设计说明书（ 6000 字以上， 打印） 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 3 摘要 在进行了一系列的课程学习之后我们进行了本次课程设计，目的是通过这次设计加深理解前面的知识，同时为我们以后的设计课程做一个铺垫，本次设计的内容为一个曲轴，对他的设计主要有从铸造生产到 加工成型，整个过程：包括毛坯铸造，刀具选择，机床选择 加工工序设计以及加工误差的计算等一系列过程。起中有两个最主要的过程：一是机床与刀具的计算和选择，二是，工序专用夹具的设计。 在进行这两部分是要分外的耐心，查找各种手册和工具书来完成设计。最后要对整个过程进行检验。 关键词： 曲轴；工艺规格设计；定位夹紧；夹具设计。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 4 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 5 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 6 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 7 目录 摘要 . 3 第一章 曲轴的加工工艺规程设计 . 8 件的分析 . 8 件的作用 . 8 件的技术要求 . 8 件的工艺分析 . 8 定生产类型 . 9 第二章 毛坯的制 造 . 9 定毛坯种类 . 9 定铸件加工余量及形状 . 10 制铸件毛坯图 . 10 第三章 工艺规程设计 . 10 择定位基准 . 10 定工艺路线 . 11 第四章 机械加工工序的确定 . 12 序一 铸造 . 12 序二 清砂 . 12 序三 热处理 . 12 序四 铣 . 12 序五 粗车 . 14 序六 半精车 . 15 序七 粗车 . 16 序八 半精车 . 19 序九 精车 . 20 序十 铣键槽 . 22 序十一 钳 . 23 序十二 检验 . 23 序十三 入库 . 23 第五章 机械加工时间的确定 . 23 助时间 . 23 他时间的计算 . 23 件时间的计算 . 24 第六章 铣键槽专用夹具设计 . 24 题的提出 . 24 位基准的选择 . 25 定定位元件 . 25 定导向元件 . 25 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 8 定夹紧元件 . 25 紧力的计算与校核 . 25 位误差分析 . 26 具设计及操作的简要说明 . 26 参考文献 . 27 第一章 曲轴的加工工艺规程设计 件的分析 件的作用 题目给出的零件是曲轴，曲轴的作用是将连杆传来的力转变成为绕其本身轴线旋转的扭矩，并将此扭矩输出给汽车或其他，同时曲轴还驱动配器机构以及其他个辅助装置。 件的技术要求 加工表面 尺寸及偏差 /差及精度等级 /面粗糙度 Ra/端 20 圆柱面 20 a=端 20 圆柱面 20 a=端 15 圆柱面 15 a=端 12 圆柱面 12 a=槽 5 a=件的工艺分析 分析零件图得出，该壳体外圆面可进行车削加工，凹槽可以用铣刀加工，考虑到购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 9 安装的统一性，为减少误差可同时进行车削加工。曲轴表面粗糙度要求不统一，且一些尺寸要求精度等级不同根据机械制造手册制定以下方案：对于表面粗糙度为1.6 m ，进行精加工；对于表面粗糙度为 3.2 m ，进行半精车加工；对于表面粗糙度为 6.3 m ，进行粗加工。 加工表面 表面粗糙度 Ra/ 加工方案 备注 左端 20 圆柱面 车 半精车 表 1 6 右端 20 圆柱面 车 半精车 精车 表 1 6 右端 15 圆柱面 车 半精车 表 1 6 右端 12 圆柱面 车 表 1 6 键槽 铣 半精铣 表 1 8 对于键槽的加工，考虑其形位误差要求高，且不易定位，因此必须采用专用夹具，并以形位基准为基准面装夹，这样可以保证加工工艺性。 定生产类型 设此零件的生产纲领为 5000 件，查机械制造设计基础课程设计指 导书第 3页表 1确定该曲轴生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中 ;加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。 第二章 毛 坯的制造 定毛坯种类 零件材料为 45 号钢。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择金属摸机械造型铸件毛坯。查机械制造技术基础课程设计指导书第 23页表 2用铸件尺寸公差等级为 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 10 定铸件加工余量及形状 查机械制造技术基础课程设计指导书第 24 页表 2用加工 余量为 械加工余量为 4页 2 由确定下的切削类型主要为粗车、半精车和精车，由于半精车工序集中在曲轴 （左端 20端 15 12为减少切削时间，且考虑到所加工的材料为 45号钢，可以在以上处留取半精车加工余量，其它需要精车的部位不必留取加工余量，直接进行粗车和精车。通过查表可以得出粗车的加工余量可取为 5精车的加工余量可取为 1表 2 2 制铸件毛坯图 图 1 毛坯图 第三章 工艺 规程设计 择定位基准 定位基准分为精基准、粗基准及辅助基准。在最初加工工序中，只能用毛坯上未经加工的表面做为定位基准 (粗基准 )。在后续工序中，则使用购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 11 已加工表面作为定位基准 (精基准 )。为了使工件便于装夹和易于获得所需加工精度，可在工件上某部位作一辅助基准，用以定位。 选择定位基准时，既要考虑零件的整个加工工艺过程，又要考虑 零件的特征 、设计基准 及加工方法 ，根据粗、精基准的选择原则，合理选定零件加工过程中的定位基准。 通常在制定工艺规程时，总是先考虑选择怎样的精基准以保证达到精度要求并把各个表面加工出来， 即先 选择零件表面最终加工所用精基准和中间工序所用的精基准 ，然后再考虑选择合适的 最初工序的 粗基准把精基准面加工出来 (1)粗基准的选择：以零件外圆为主要的定位粗基准。 (2)精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的外圆为主要的定位精基准。 定工艺路线 机械加工工序： 粗后精”原则，先安排粗加工工序，再安排精加工工序。 基准后其他”原则，首先加工精基准。 主后次”原则。 面后孔”原则，先 加工圆柱面，在加工键槽。 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下 ,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具 ,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查机械制造技术基础课程指导书，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下： 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 1 下料 铸造 2 清砂 清 砂 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 12 3 热处理 调质 250 285 铣 用 V 型块和辅助支承调整装加工件后压紧，洗曲轴中心部分大圆弧 84 和小圆弧 30，保证大小圆弧端面间距尺寸为 57 上，下面，保证厚度尺寸为 10曲轴左右端面。 5 粗车 夹右端顶左边中心孔，车左端 24度尺寸至 20左端 22度尺寸至 16 6 半精车 夹右端顶左边中心孔，车左端 20度尺寸至 16槽 2 182。 7 粗车 夹左端顶左边中心孔，车右端 30度尺寸至 80 右端 20度尺寸至 78右端 15度尺寸至 48右端 12度尺寸至 23 8 半精车 夹左端顶左边中心孔，车右端 20度尺寸至 78右端 15度尺寸至 48 9 精车 夹左端顶左边中心孔，车右端 20度尺寸至 78槽 216槽 2 14角 10 铣键槽 铣键槽 519图样尺寸。 11 钳 去毛刺，清洗 12 检验 检查各部尺寸 13 入库 涂油入库 第四章 机械加工工序的确定 序一 铸造 序二 清砂 序三 热处理 调质 250 285火 835，保温八小时，水中冷却。取出铸件后修行处理：去除飞边毛刺。 序四 铣 用 曲轴中部的上，下面，保证厚度尺寸为 10 （ 1）加工条件的确定 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 13 工件材料：由给定材料为 45号钢： 加工要求：专用夹具，用 V 型块和辅助支承调整装加工件后压紧，洗曲轴中部分上，下平面，厚度尺寸保证为 10 机床：由被加工件为 45 号钢，考虑加工的经济性，可采用 普通铣床 行加工。 刀具：综合考虑加工的可行性，选择铣进行加工时。 (2)铣削用量的选择及有关计算： a)切削深度 因切削用量较小，故可以选择 次走刀即可完成所需尺寸。 b)每齿进给量 由切削手册表 知机床的功为 切削手册表 得f=z,由于是对称铣，选较小量 f=z c)查后刀面最大磨损及寿命 查切削手册表 刀面最大磨损为（ 切削手册表 命 T=180d)计算切削速度 按切削手册表 的公式： v o p rp v z v v ec d a x f y u a z，也可以由表 8mm/s， n=439r/490mm/s， 又根据 床参数，选 n=475r/600mm/s， 则实际的切削速度为 00001000 =际进给量为： 即600475 10=z e)校验机床功率 查切削手册表 机床所提供的功率 以 校验合格。 最终确定 75r/00mm/z f)计算基本工时m 公式中： L=l+y+ ；根据切削手册表 得 l+=12所以 L=98买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 14 故8/0s 车 1夹右端顶左边中心孔，车左端 24度尺寸至 20 （ 1）加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求：专用夹具，夹右端顶左边中心孔； 粗车左端面 24， 机床：由被加工件为铸件，考虑加工的经济性，可采 用普通车床 行加工。 刀具：综合考虑加工的可行性，选择 45刀进行加工时。 (2) 切削用量的选择及有关计算查机械制造手册表 5 1）确定背吃刀量 选取背吃刀量 2）确定进给量 取进给量 f=r； 3）确定切削速度 取切削速度 0m/ 4）主轴转速的确定：由公式 n=1000v/ n=1000 40/； 5）走刀次数的选定：由 i=取次数为 2； 6）计算基本工时切削时间为：jt=nf =320 2=夹右端顶左边中心孔，车左端 22度尺寸至 16 （ 1）加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求：专用夹具，夹右端顶左边中心孔； 粗车左端面 22， 机床：由被加工件为铸件，考虑加工的经济性，可采用普通车床 刀具：综合考虑加工的可行性，选择 45刀进行加工时。 (2) 切削用量的选择及有关计算 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 15 查机械制造手册表 5 1）确定背吃刀量 选取背吃刀量 2）确定进给量 取进给量 f=r； 3）确定切削速度 取切削速度 0m/ 4）主轴转速的确定：由公式 n=1000v/ n=1000 40/； 5）走刀次数的选定：由 i=；选取次数为 1； 6）计算基本工时切削时间为：jt=nf =316 1=序六 半精车 1夹右端顶左边中心孔，车左端 20度尺寸至 16 （ 1） 加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求：专用夹具，夹右端顶左边中心孔； 粗车左端面 22， 机床：由被加工件为铸件，考虑加工的经济性，可采用普通车床 行加工。 刀具：综合考虑加工的可行性，选择 45刀进行加工时。 (2) 切削用量的选择及有关计算 查机械制造手册表 5 1）确定背吃刀量 选取背吃刀量 2）确定进给量 取进给量 f=r； 3）确定切削速度 取切削速度 0m/ 4）主轴转速的确定：由公式 n=1000v/ n=1000 40/20=； 5）走刀次数的选定：由 i=取次数为 1； 6）计算基本工时切削时间为：jt=nf =316 =s 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 16 2车槽 2 18角 （ 1）加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求：专用夹具，夹右端顶左边中心孔；车槽 2 18角 床：由被加工件为铸件，考虑加工的经济性，可采用普通车床 行加工。 刀具：综合考虑加工的可行性，选择切断刀进行加工时。 (2) 切削用量的选择及有关计算 查机械制造手册表 5 1）确定背吃刀量 选取背吃刀量 2）确定切削速度 取切削速度 0m/ 3）主轴转速的确定：由公式 n=1000v/ n=1000 20/2=； 4）计算基本工时切削时间为：2 =序七 粗车 右端 300 （ 1）加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求：专用夹具，夹左端顶右边中心孔； 粗车右端面 30，保证总长度为80 机床：由被加工件为铸件，考虑加工的经济性，可采用普通车床 行加工。 刀具：综合考虑加工的可行性，选择 45刀进行加工时。 (2) 切削用量的选择及有关计算 查机械制造手册表 5 1）确定背吃刀量 选取背吃刀量 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 17 2）确定进给量 取进给量 f=r； 3）确定切削速度 取切削速度 0m/ 4）主轴转速的确定： 由公式 n=1000v/ n=1000 40/80=； 5）走刀次数的选定：由 i=；选取次数为 1 6）计算基本工时切削时间为：jt=nf =32 =车右端 8 （ 1）加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求：专用夹具，夹左端顶右边中心孔； 粗车右端面 证总长度为 78 机床：由被加工件为铸件，考虑加工的经济性，可采用普通车床 行加工。 刀具：综合考虑加工的可行性，选择 45刀进行加工时。 (2) 切削用量的选择及有关计算查机械制造手册表 5 1）确定背吃刀量 选取背吃刀量 2）确定进给量 取进给量 f=r； 3）确定切削速度 取切削速度 0m/ 4）主轴转速的确定：由公式 n=1000v/： n=1000 40/78=； 5）走刀次数的选定：由 i=取次数为 1； 6）计算基本工时切削时间为：jt=nf =330 =右端 8 （ 1）加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求：专用夹具，夹右端顶左边中心孔； 粗车左端面 证总长度购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 18 为 48 机床：由被加工件为铸件，考虑加工的经济性，可采用普通车床 行加工。 刀具：综合考虑加工的可行性，选择 45刀进行加工时。 (2) 切削用量的选择及有关计算查机械制造手 册表 5 1）确定背吃刀量 选取背吃刀量 2）确定进给量 取进给量 f=r； 3）确定切削速度 取切削速度 0m/ 4）主轴转速的确定： 由公式 n=1000v/： n=1000 40/48=； 5）走刀次数的选定：由 i=取次数为 1； 6）计算基本工时切削时 间为：jt=nf =325 =右端 153 （ 1）加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求：专用夹具，夹端顶左边中心孔； 粗车左端面 15，保证总长度为 23 机床：由被加工件为铸件，考虑加工的经济性，可采用普通车床 行加工。 刀具： 综合考虑加工的可行性，选择 45刀进行加工时。 (2) 切削用量的选择及有关计算 查机械制造手册表 5 1）确定背吃刀量 选取背吃刀量 2）确定进给量 取进给量 f=r； 3）确定切削速度 取切削速度 0m/ 4）主轴转速的确定：由公式 n=1000v/： n=1000 40/23=； 5）走刀次数的选定：由 i=取次数为 5； 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 19 6）计算基本工时切削时间为：jt=nf =323 =序八 半精车 右端 8 （ 1）加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求：专用夹具，夹端顶左边中心孔； 粗车左端面 证总长度为78 机床：由被加工件为铸件，考虑加工的经济性，可采用普通车床 行加工。 刀具：综合考虑加工的可行性，选择 45刀进行加工时。 (2) 切削用量的选择及有关计算 查机械制造手册表 5 1）确定背吃刀量 选取背吃刀量 2）确定进给量 取进给量 f=r； 3）确定切削速度 取切削速度 0m/ 4）主轴转速的确定：由公式 n=1000v/： n=1000 40/78=； 5）走刀次数的选定：选取次数为 1； 6）计算基本工时切削时间为：jt=nf =330 =右端 8 （ 1）加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求 ：专用夹具，夹右端顶左边中心孔； 粗车左端面 证总长度为 48 机床：由被加工件为铸件，考虑加工的经济性，可采用普通车床 行加购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 20 工。 刀具：综合考虑加工的可行性，选择 45刀进行加工时。 (2) 切削用量的选择及有关计算 查机械制造手册表 5 1）确定背吃刀量 选取背吃刀量 2）确定进给量 取进给量 f=r； 3）确定切削速度 取切削速度 0m/ 4）主轴转速的确定：由公式 n=1000v/： n=1000 40/48=； 5）走刀次数的选定：选取次数为 1； 6）计算基本工时切削时间为：jt=nf =325 =序九 精车 1. 专用夹具夹左端顶右边中心孔，车右端 8 （ 1）加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求：专用夹具，夹端顶左边中心孔； 粗车左端面 证总长度为78 机床：由被加工件为铸件，考虑加工的经济性，可采用普通车床 刀具：综合考虑加工的可行性，选择 45刀进行加工时。 (2) 切削用量的选择及有关计算查机械制造手册表 5 1）确定背吃刀量 选取背吃刀量 2）确定进给量 取进给量 f=r； 3）确定切削速度 取切削速度 0m/ 4）主轴转速的确定： 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 21 由公式 n=1000v/： n=1000 40/78=； 5）走刀次数的选定：选取次数为 1； 6）计算基本工时切削时间为：jt=nf =330 =车槽 2 16 （ 1）加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求：专用夹具，夹右端顶左边中心孔；车槽 2 16角 床：由被加工件为铸件，考虑加工的经济性，可采用普通车床 行加工。 刀具：综合考虑加工的可行性，选择切断刀进行加工时。 (2) 切削用量的选择及有关计算 查机械制造手册表 5 1）确定背吃刀量 选取背吃刀量 2）确定切削速度 取切削速度 0m/ 3）主轴转速的确定：由公式 n=1000v/： n=1000 20/16=398N/ 4）计算基本工时切削时间为：981 22=S 14角 1）加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求：专用夹具，夹右端顶左边中心孔；车 槽 2 14角 床：由被加工件为铸件，考虑加工的经济性，可采用普通车床 刀具：综合考虑加工的可行性，选择切断刀进行加工时。 (2) 切削用量的选择及有关计算查机械制造手册表 5 1）确定背吃刀量 选取背吃刀量 2）确定切削速度 取切削速度 0m/ 3）主轴转速的确定：由公式 n=1000v/： n=1000 20/14=买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 22 N/ 4）计算基本工时切削时间为：2 =序十 铣键槽 19图样尺寸。 （ 1）加工条件的确定 工件材料：由给定材料为 45钢； 加工要求：专用夹具，高速钢错齿三面刃铣刀（精密级 工余量 8 用乳化液冷却 机床： ) 选择刀具：由加工尺寸公差 所以铣刀精度为精密 级 刀参数： L=8D=63 d=22 4 5 2 Z=16 2) 选择切削量 由于槽的深度为 3故一次走完， mm 切削用量简明手册表 确定 f=r 现取 f=r 6=z 3) 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据切削用量简明手册表 最大磨损量为 表 T=100中 4) 决定切削速度 f、由切削用量 简明手册 公式 ( 5,v=0.1,.2,.5,.1,m=m=m ( n=1000 000 63=据 75r/际速度 000=选 根据 铣床说明书选选10m
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