机械专业毕业设计论文.pdf

毕业设计毕业设计 题题目：目：发动机曲轴加工工艺分析与设计 系系别别：机电工程系 专专业业：机电一体化 班班级级： 学生姓名学生姓名： 指导老师指导老师：常英丽 完成日期完成日期：2011 年 2 月 15 日 河南质量工程河南质量工程职业学院职业学院 1 河南质量工程职业学院河南质量工程职业学院 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 专业 班级 机电四班学生姓名学号02043080434 指导 教师 设计（论文）题目发动机曲轴加工工艺分析与设计 主要研 究内容 1. 曲轴的设计及加工工艺 2. 零件图分析 3. 金属材料性能 4. 数控技术 主要技 术指标 或研究 目标 1. 曲轴的设计 2. 轴类零件的技术要求 3. 曲轴的加工工艺设计 4.曲轴的数控加工技术 5. 曲轴材料和毛坯的选择 6. 数控加工程序的编写 基本要 求 1. 保证加工精度 2. 符合零件图的设计要求 3. 合理选择机床和刀具 4. 加工时，安全第一 主要参 考资料 及文献 1 陈明主编，机械制造工艺学M. 北京:机械工业出版社, 2005.07 2 陈宏钧主编，实用机械加工工艺手册（第 2 版）M. 北京:机械工 业出版社, 2004.08 3 王茂元主编，机械制造技术M . 北京:机械工业出版社, 2001.08 4 丁柏群、王晓娟主编，汽车制造工艺技术M. 北京:国防工业出版 社,2008.08 5 曾东建主编，汽车制造工艺学M. 北京:机械工业出版社，2005.09 6 林杰伦主编，内燃机工作过程数值计算M . 西安:西安交通大学出 版社, 1986 7 周泽华主编，金属切削原理M. 上海：上海科学技术出版社，1992 8 吴国华主编，金属切削机床M. 北京:机械工业出版社，1996 9 马幼祥主编，机械加工基础M. 北京:机械工业出版社，1984 10 孙业保主编，车用内燃机M. 北京:北京理工大学出版社,1997 2 11 谢云臣, 赵英才， 发动机曲轴工艺设备选型的可拓评价研究J. 汽 车技术, 2006，25(4)：38-40 12 田晓锋，闫红彦，常新录，100 系列发动机曲轴淬火工艺实验研 究J. 拖拉机与农用运输车，2007，34(6)：97-98 13 宋正元，康明斯 B 系列曲轴工艺的设计J. 柴油机，2000,(8)5： 47-50 14 王秋冰，马鸣，卢震鸣，来建刚，李光瑾，发动机曲轴用材料与 工艺的发展趋势，柴油机设计与制造，2007,15(1)：40-44 3 目录目录 摘要摘要5 第一章第一章绪论绪论6 第二章第二章确定曲轴的加工工艺过程确定曲轴的加工工艺过程7 2.1 曲轴的作用 7 2.2 曲轴的结构及其特点 7 2.3 曲轴的主要技术要求分析 8 2.4 曲轴的材料和毛坯的确定 8 2.5 曲轴的机械加工工艺过程 9 2.6 曲轴的机械加工工艺路线 9 第三章第三章 曲轴的机械加工工艺过程分析曲轴的机械加工工艺过程分析 10 3. 1 曲轴的机械加工工艺特点10 3. 2 曲轴的机械加工工艺特点分析10 3. 3曲轴主要加工工序分析11 3.3.1 铣曲轴两端面,钻中心孔11 3.3.2 曲轴主轴颈的车削12 3.3.3 曲轴连杆轴颈的车削12 3.3.4 键槽加工12 3.3.5 轴颈的磨削12 第四章第四章 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定机械加工余量、工序尺寸及公差的确定13 4.1 曲轴主要加工表面的工序安排13 4.2 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定13 4.2.1 主轴颈工序尺寸及公差的确定13 4.2.2 连杆轴颈工序尺寸及公差的确定14 4.2.322 -00.12 外圆工序尺寸及公差的确定14 4.2.420 0-0.021 外圆工序尺寸及公差的确定14 4.3 确定工时定额14 4.4 曲轴机械加工工艺过程卡片的制订15 第五章第五章 编制数控技术文档编制数控技术文档15 4 5.1 编制机械加工工艺过程卡15 5.2 编制数控加工工序卡16 5.3 编制道具调整卡16 5.4 数控程序编制17 谢谢 辞辞20 参考文献参考文献21 附附 录录22 设计小结设计小结24 5 摘摘要要 机电一体化概况机电一体化概况 机电一体化既机械电器一体化控制， 它是采用现在电子技术对机械设备进行半自动 化或全自动化控制，是目前世界各国现代机械行业中崭新的科技、经济增长点，更是现 在化机械行业发展的必然趋势。可以说，在机械生产行业中，谁先将应用技术融入到机 械控制系统中，谁先把握住自动化控制的科技核心，谁就可以在现在机械行业中异军突 起，在剧烈的行业竞争中处于领先水平，可以说，机械工业是二十一世纪经济发展的工 业巨人，应用电子技术是二十一世纪机械工业的灵魂，而机电一体化技术就是这一工业 巨人聪慧的电脑。 本专业围绕几点方向，开设机电一体化专业课程，面向行业管理、操作、维护和生 产第一线，培养电工电子技术、机械加工技术、机电控制系统、机床数控应用技术、数 控机床应用技术、数控加工工艺编程技术、液压与气动控制、以及机电数控设备自动化 操作与维护等技术方向具备系统理论知识和专业技能的中等专业技术人才。 学员们在学 习中，既能学到丰富的专业知识，又能在大量的试验和实习操作训练中练就过硬的技术 本领，使之真正成为二十一世纪的现代机电技术人才。 1) 本专业毕业生可以从事大，中，小型企、事业单位机电设备、电力拖动、电子应用、 自动化控制系统的开发、生产、调试、操作管理和维护等方面的专业技术工作；也可以 在中等职业学校中、初级技工学校中从事教学实验、实习指导、以及管理和维护工作。 本专业毕业生专业技术全面，工作能力强，机电一体化和数控加工技术专业人员就业渠 道宽，毕业学员的对口就业面大 100%。 机器上所安装的旋转零件， 例如带轮、 齿轮、 联轴器和离合器等都必须用轴来支承， 才能正常工作，因此轴是机械中不可缺少的重要零件。本章将讨论轴的类型、轴的材料 和轮毂联接，重点是轴的设计问题，其包括轴的结构设计和强度计算。结构设计是合理 确定轴的形状和尺寸，它除应考虑轴的强度和刚度外，还要考虑使用、加工和装配等方 面的许多因素。 关键词：关键词：数控加工工艺、数控加工、数控编程 6 第一章第一章绪论绪论 曲轴是发动机上的一个重要的旋转机件，装上连杆后，可承接活塞的上下(往复)运 动变成循环(旋转)运动。曲轴主要有两个重要加工部位：主轴颈和连杆颈。主轴颈被安 装在缸体上，连杆颈与连杆大头孔连接，连杆小头孔与汽缸活塞连接，是一个典型的曲 柄滑块机构。 发动机工作过程就是： 活塞经过混合压缩气的燃爆， 推动活塞做直线运动， 并通过连杆将力传给曲轴，由曲轴将直线运动转变为旋转运动。而曲轴加工的好坏将直 接影响着发动机整体性能的表现。 发动机机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外 安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。机体组主要由气缸体、曲轴箱、 气缸盖等零件组成。 （1）气缸体 水冷发动机的气缸体和上曲轴箱常铸成一体，气缸体一般用灰铸铁铸成，气缸体上 部的圆柱形空腔称为气缸，下半部为支承曲轴的曲轴箱，其内腔为曲轴运动的空间。在 气缸体内部铸有许多加强筋，冷却水套和润滑油道等。 （2）曲轴箱 气缸体下部用来安装曲轴的部位称为曲轴箱，曲轴箱分上曲轴箱和下曲轴箱。上曲 轴箱与气缸体铸成一体， 下曲轴箱用来贮存润滑油， 并封闭上曲轴箱， 故又称为油底壳。 油底壳受力很小，一般采用薄钢板冲压而成，其形状取决于发动机的总体布置和机油的 容量。油底壳内装有稳油挡板，以防止汽车颠动时油面波动过大。油底壳底部还装有放 油螺塞， 通常放油螺塞上装有永久磁铁， 以吸附润滑油中的金属屑， 减少发动机的磨损。 在上下曲轴箱接合面之间装有衬垫，防止润滑油泄漏。 （3）气缸盖 气缸盖安装在气缸体的上面，从上部密封气缸并构成燃烧室。它经常与高温高压燃 气相接触， 因此承受很大的热负荷和机械负荷。 水冷发动机的气缸盖内部制有冷却水套， 缸盖下端面的冷却水孔与缸体的冷却水孔相通。利用循环水来冷却燃烧室等高温部分。 缸盖上还装有进、排气门座，气门导管孔，用于安装进、排气门，还有进气通道和 排气通道等。汽油机的气缸盖上加工有安装火花塞的孔，而柴油机的气缸盖上加工有安 装喷油器的孔。顶置凸轮轴式发动机的气缸盖上还加工有凸轮轴轴承孔，用以安装凸轮 轴。 7 气缸盖一般采用灰铸铁或合金铸铁铸成，铝合金的导热性好，有利于提高压缩比， 所以近年来铝合金气缸盖被采用得越来越多。 而作为发动机上的一个重要的旋转机件曲轴， 其加工方法仍有一般轴的加工规 律，如铣两端面，钻中心孔，车、磨及抛光，但是曲轴也是有它的特点，它由主轴颈， 连杆轴颈与连杆轴颈之间的连接板组成，其结构细长、曲拐多、刚性差，因而安排曲轴 加工工艺应采取相应的工艺措施。 在曲轴的机械加工中，采用新技术和提高自动化程度都不断取得进展。目前，国内 较陈旧的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。粗加工设备一般采用多刀车床车削曲轴主轴颈及连杆轴颈，工序质量稳定性差，容 易产生较大的加工应力，难以达到合理的加工余量。精加工普遍采用 MQ8260 等普通 曲轴磨床进行粗磨、半精磨、精磨、抛光，通常靠人工操作，加工质量不稳，尺寸一致 性差。现在加工曲轴粗加工比较流行的工艺是：主轴颈采用车拉工艺和高速外铣，连杆 颈采用高速外铣，而且倾向于高速随动外铣，全部采用干式切削。在对连杆颈进行随动 磨削时，曲轴以主轴颈为轴线进行旋转，并在一次装夹下磨削所有连杆颈。在磨削过程 中，磨头实现往复摆动进给，跟踪着偏心回转的连杆颈进行磨削加工。 当然，目前国际上还有更加先进的曲轴加工工艺和机床设备，只钻一对质量中心孔，选 用日本的 Mazak 五轴联动的数控机床进行一系列的加工。类似这样的新技术，目前国 内汽车发动机曲轴的加工还处于研究阶段， 从经济效益和加工难度上考虑这是显而易见 的。但是对于新技术、新工艺的追求是不会止步的，这就需要我们当代的青年和科技工 作者的不断努力。 第二章第二章 曲轴的结构及其特点曲轴的结构及其特点 2.1 曲轴的作用 曲轴是汽车发动机中的重要零件， 它与连杆配合将作用在活塞上的气体压力变为旋 转的动力，传给底盘的传动机构，同时，驱动配气机构和其它辅助装置。 曲轴在工作时，受气体压力，惯性力及惯性力矩的作用，受力大而且受力复杂，同 时，曲轴又是高速旋转件，因此，要求曲轴具有足够的刚度和强度，具有良好的承受冲 击载荷的能力，耐磨损且润滑良好。 2.2 曲轴的结构及其特点 8 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(直列式发动机)； V 型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。 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。主轴承的数目不仅 与发动机气缸数目有关，还取决于曲轴的支承方式。 连杆轴颈是曲轴与连杆的连接部分，在连接处用圆弧过渡，以减少应力集中。 曲柄是主轴颈和连杆轴颈的连接部分，断面为椭圆形，为了平衡惯性力，曲柄处铸有(或 紧固有)平衡重块。平衡重块用来平衡发动机不平衡的离心力矩，有时还用来平衡 一部分往复惯性力，从而使曲轴旋转平稳。 曲轴前端装有齿轮，驱动风扇和水泵的皮带轮以及起动爪等。为了防止机油沿曲轴轴颈 外漏，在曲轴前端装有一个甩油盘，在齿轮室盖上装有油封。曲轴的后端用来安装 飞轮，在后轴颈与飞轮凸缘之间制成挡油凸缘与回油螺纹，以阻止机油向后窜漏。 2.3 曲轴的主要技术要求分析 1.主轴颈、 连杆轴颈本身的精度， 即尺寸公关等级 IT6， 表面粗糙度 Ra 值为 1.25 0.63m。轴颈长度公差等级为 IT9IT10。轴颈的形状公差，如圆度、圆柱度控制在尺 寸公差之半。 2.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。 3.各连杆轴颈的位置度不大于20。 2.4 曲轴的材料和毛坯的确定 曲轴工作时要承受很大的转矩及交变的弯曲应力， 容易门生扭振、 折断及轴颈磨损， 因此要求用材应有较高的强度、冲击韧度、疲劳强度和耐磨性。常用材料有：一般曲轴 为 35、40、45 钢或球墨铸铁 QT600-2；对于高速、重载曲轴，可采用 40Cr、42Mn2V 等材料。本课题采用球墨铸铁 QT600-2. 9 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， 采用模锻；单件小批的中大型曲轴，采用自由锻造；而对于球墨铸铁材料则采用铸造毛 坯。 2.5 曲轴的机械加工工艺过程 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困难，必须予以充分的重视。 曲轴需要加工的表面有：主轴颈、连杆轴颈、键槽、22 的外圆。由于使用了工艺 搭子，铣键槽安排在切除工艺搭子后，磨削外圆安排在保留工艺搭子前。 根据曲轴的结构特点及机械加工的要求，加工顺序大致可归纳为：铣两端面；车 工艺搭子和钻中心孔；粗、精车三连杆轴颈；粗、精车各处外圆；精磨连杆轴颈、主轴 颈和20、22 外圆；切除工艺搭子、车端面、铣键槽等。 2.6 曲轴机械加工工艺路线 在进行大量的工艺分析之后，制定出大批大量生产曲轴的加工工艺路线： （1） 锻造 （2） 热处理 （3） 铣两端面 （4） 车两端工艺搭子外圆 （5） 钻主轴颈中心孔 （6） 钻连杆轴颈中心孔 （7） 检验 （8） 粗车三个连杆轴颈 （9） 精车三个连杆轴颈 （10） 车工艺搭子两端面 （11） 粗车各处外圆 （12） 精车各处外圆 （13） 检验 （14） 磨削连杆轴颈外圆 （15） 磨削两主轴颈 （16） 磨削22-00.12mm 外圆 10 （17） 磨削20 0 -00.021mm 外圆 （18） 检验 （19） 车掉两端工艺搭子 （20） 车两端面 （21） 铣键槽 （22） 倒角 （23） 去毛刺 （24） 最后检验 第三章第三章 曲轴的机械加工工艺过程分析曲轴的机械加工工艺过程分析 3. 1 曲轴的机械加工工艺特点 三拐曲轴除了具有轴的一般加工规律外，也有它的工艺特点，主要包括形状复杂， 刚性差及技术要求高，针对这些特点应采取相应的措施，分析如下： 1、形状复杂 曲轴主轴颈与连杆轴颈不在同一轴上线，偏心距有一定的尺寸要求，并且两轴有较 高的位置度要求，同时主轴颈与连杆轴颈间有较大的平衡块，因此在工艺设计中应解决 以下几点问题：a.设计加工连杆轴颈的偏心夹具，即连杆轴颈与机床主轴重合，并使夹 具能回转 180 度，加工另一连杆轴颈。b.为消除加工时的不平衡力的产生，设计夹具时 应精确设计平衡重。 2、刚性差 因本曲轴长径比较大，同时具有曲拐，因此刚性较差。曲轴在切削力及自重的作用 下会产生严重的扭曲及弯曲变形，特别在单边传动的机床上加工更为严重，在工艺设计 中应解决以下问题： （1）：粗加工时由于切削余量大，切削力也较大，可用中间托架来增强刚性，减 小变形和振动，同时机床刀具及夹具都应有较高的刚度。 （2）：在加工时尽量使切削力的作用相互抵消，可用前后刀架同时横向进给。 （3）：合理安排工位次序以减少加工变形，按先粗后精的原则安排加工工序，逐 步提高精度。 （4）：在有可能产生变形的工序后面增设校直工序。 3、技术要求高 11 曲轴技术要求较高，加工面多，需要保证的尺寸、形状、位置精度较多。因而总的 工艺路线较长，精加工占有相当比例。 加工时应要解决以下问题： A：正确分配粗加工、半精加工及精加工余量。 B：粗基准选择用曲轴两端的中心孔。中心孔的加工以主轴颈外圆作为基准，这样 能保证曲轴加工径向及轴向加工余量的均匀性。 C：精加工时仍用中心孔作为基准，但要重新修磨中心孔，避免精加工时因中心孔 磨损引起加工误差。也可一端用主轴颈定位，另一端用中心孔定位以提高刚度。 D： 曲轴轴向定位以主轴颈轴肩定位， 工艺设计时定位基准应尽量与设计基准一致。 3. 2 曲轴的机械加工工艺特点分析 1)该零件是三拐小型曲轴，生产批量不大，故选用中心孔定位，它是辅助基准， 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。但轴两端的轴颈分别是 20mm 和25mm，而三处连杆轴颈中心距分布在32mm 的圆周上，故不能直接在轴端 面上钻三对中心孔。于是，在曲轴毛坯制造时，预先铸造两端45mm 的工艺搭子，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。 2）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，加工32mm、圆周 120均布的三个连杆轴颈的中心孔，这样就保证了它们之间 的位置精度。 3）该零件刚性较差，应按先粗后精的原则安排加工顺序，逐步提高加工精度。对 于主轴颈与连杆轴颈的加工顺序是，先加工三个连杆轴颈，然后再加工主轴颈及其他各 处的外圆，这样安排可以避免一开始就降低工件刚度，减少受力变形，有利于提高曲轴 加工精度。 4）由于使用了工艺搭子，铣键槽工序安排在切除中心孔后进行，故磨外圆工序必 须提前在还保留工艺搭子中心孔时进行，同时要注意防止已磨好的表面被碰伤。 3. 3 曲轴主要加工工序分析 3.3.1 铣曲轴两端面,钻中心孔 本工序在钻铣车组合车床上完成，主要保证曲轴总长及中心孔的质量，若端面不平 则中心钻上的两切削刃的受力不均，钻头可能引偏而折断，因此采用先面后孔的原则。 12 中心孔除影响曲轴质量分布外，它还是曲轴加工的重要基准贯穿整个曲轴加工始终。因 而直接影响曲轴加工精度。打中心孔在本次工艺设计中因考虑设备因素，采用找出曲轴 的几何中心代替质量中心。打中心孔以毛坯的外表面作为基准，因而毛坯外表面质量好 坏直接影响孔的位置误差。 3.3.2 曲轴主轴颈的车削 由于曲轴年产量不大，主轴颈加工采用车削，在刚度较强的普通车床上进行。曲轴 安装在前、后顶尖上线一端用大盘夹住而另一端用顶尖顶住，用硬质合金车几道工序上 完成主轴颈的车削。由于加工余大且不均匀，旋转不平衡，加工时产生冲击，因此工件 要夹牢固。车床、刀具、夹具要有足够的刚性。主轴颈车削顺序是先精车一端主轴颈及 轴肩，然后以车好的主轴颈定位。另一侧用顶尖以中心孔定位。车另一端主轴颈、肩及 各个轴颈，半精度及精车都按此顺序进行，逐渐提高主轴颈及其他轴颈的加工精度。 3.3.3 曲轴连杆轴颈的车削 主轴颈及其它外圆车好后， 以主轴颈作为加工连杆轴颈的基准， 采用专用的车夹具、 车削连杆轴颈，车削同样在普通车床上进行。车削连杆轴颈需要解决的是角度定位（两 连杆轴颈轴线需要控制在 180 度+30 度或 180 度30 度） 以及曲轴旋转的不平衡问题。 这些都由专用夹具来保证，夹具体为一对用以定位的 V 型块组成，装在接盘上。接盘与 车床过渡接盘靠中间的定位销定位并连接，接盘在过渡接盘上靠棱形定位销可转 180 度， 依次车削两个连杆轴颈。 V 型块中心与车床主轴线距离一个曲轴半径。 车削过程中， 一端与曲轴主轴颈定位并夹紧，另一端靠偏中心座夹紧，中心座上钻有中心孔，中心孔 偏心距同样为一个曲轴半径。用顶尖顶紧中心孔，这样就能保证连杆轴颈轴线与车床主 轴线一致。安装夹具体的接盘上有平衡块，消除曲轴旋转时不平衡力矩的生。曲轴加工 时由于受到离心力和两顶尖的轴向压紧偏心力的作用，容易发生弯曲变形，为了加强工 件刚度，用撑杆来撑住另一个曲拐的开移。车削连杆轴颈时为了使切削力不致于太大， 每次车削余量控制在 11.5mm 内，同时车床旋转不能太高，刀具采用高速钢。 3.3.4 键槽加工 这个键槽主要用于飞轮，加工此键槽应安排在主轴颈精车工序之后，这样能保证定 位精度及控制键槽的深度以及对称度。键槽加工是以两主轴颈定位，同样用专用夹具在 普通铣床上进行。 3.3.5 轴颈的磨削 13 由于主轴颈及连杆轴颈精度较高，尺寸精度为 IT6 级，表面粗糙度 1.60.8m，并 且具有较高的形状精度及位置精度。因此主轴颈与连杆轴颈精车后要进行磨削，以提高 精度表面粗糙度。 在工艺设计中， 首先磨主轴颈然后磨连杆轴颈。 中间主轴颈磨好后才能磨其余轴颈， 磨主轴颈和连杆轴颈的安装方法基本上与车轴颈相同，磨主轴颈是以中心孔定位，在外 圆磨床上进行，磨连杆轴颈则以经过精磨的两端主轴颈定位，以保证与主轴颈的轴线距 离及平行度要求，磨连杆轴颈是在曲轴磨床上进行的。 由于轴颈宽度不大， 采用横向进给磨削法， 生产率较高， 磨轮的外形需仔细地修整， 因为直接影响轴颈与圆角的形状，磨削余量根据车削后的精度而定，粗磨余量值每边 0.20.3mm，精磨余量控制在 0.10.15 mm 内。 在横向进给磨削中，磨轮对工件的压力很大，为避免曲轴弯曲，采用可以调节的中 心架，否则就不能去掉上道工序留下的弯曲度，最好待这个轴颈的摆差减小才开始使用 中心架。 磨削主轴颈时应把两顶尖孔倒角处抹干净，去砂粒及油泥，确保加工基准中心 孔的精度，磨削工序之前必须修研中心孔。 第四章第四章 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 4.1 曲轴主要加工表面的工序安排 曲轴的主要加工表面为主轴颈、连杆轴颈、各外圆；次要加工表面为两端面、键 槽。此外，还有还有检验、清洗、去毛刺等工序。 连杆各主要表面的工序安排如下： （1）、主轴颈：粗车、精车、磨削； （2）、连杆轴颈：粗车、精车、磨削； （3）、22-0.12mm 外圆：粗车、精车、磨削； （3）、20-0.021mm 外圆：粗车、精车、磨削; 4.2 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 4.2.1 主轴颈工序尺寸及公差的确定 表 4-1:曲轴主轴颈的工序及公差 工序名称工序余量经济精度工序尺寸及公差 铸造300.1 14 粗车3.2mmIT1126.8 0 -0.03 精车1.3mmIT825.5 0 -0.033 磨削0.5mmIT625+0.021 +0.008 4.2.2 连杆轴颈工序尺寸及公差的确定 表 4-2:曲轴连杆轴颈的工序及公差 工序名称工序余量经济精度工序尺寸及公差 铸造281 粗车2.2mmIT1025.8 0 -0.084 精车1.3mmIT824.5 0 -0.033 磨削0.5mmIT824-0.020 -0.053 4.2.322 -00.12 mm 外圆工序尺寸及公差的确定 表 4-3:曲轴22-0.12mm 外圆的工序及公差 工序名称工序余量经济精度工序尺寸及公差 铸造281281 粗车3.5mmIT1124.5 0 -0.13 精车2mmIT822.5 0 -0.033 磨削0.5mmIT1122 0 -0.12 4.2.420 -0 0.021mm 外圆工序尺寸及公差的确定 表 4-4:曲轴20-0 0.021mm 外圆的工序及公差 工序名称工序余量经济精度工序尺寸及公差 铸造261 粗车3.5mmIT1122.5 0 -0.13 精车2mmIT820.5 0 -0.033 磨削0.5mmIT720 0 0.021 4.3 确定工时定额 工序 8 ：粗车三个连杆轴颈至25.8 0 -0.084。选用机床：CA6140 卧式车床。 1) 被吃刀量 ap：取 ap=1mm， 2) 进给量 f：取 f=0.5mm/r。 3) 机床主轴转速: 取 n=600r/min 15 4) 切削速度：vc=(dwn) /1000=(3.1428.4600) /1000=53.5m/min 5) 计算切削工时：被切削层长度 l=322=66mm lm=l/nf=66/6000.5min=0.22min，因为粗车走刀两次，故 tm=0.44min 工序 9 ：精车三个连杆轴颈至24.5 0 -0.033。选用机床：CA6140 卧式车床 1) 被吃刀量 ap：取 ap=0.65mm， 2) 进给量 f：取 f=0.3mm/r 3) 机床主轴转速: 取 n=800r/min 4) 切削速度： vc=(dwn) /1000=(3.1425.8600) /1000=64.8m/min 5) 计算切削工时：被切削层长度 lm=l/nf=66/8000.5min=0.275min ， 因为粗车走刀两次，故 tm=0.55min 4.4 连杆机械加工工艺过程卡片的制订 制订机械加工工艺规程的最后一项工作就是填写工艺卡片， 它主要包括发动机曲轴 的工序顺序及内容的填写、工序简略的绘制、合理选择各工序所用机床设备的名称与型 号、工艺装备（即刀具、夹具、量具等）的名称与型号。 见附录： 第五章第五章 编制数控技术文档编制数控技术文档 5.1编制机械加工工艺过程卡 1) 编制机械加工工艺过程卡片 制机械加工工艺过程卡 制机械加工工艺 过程卡 产品名称零件名称零件编号材料毛坯规格 曲轴加工C01 球墨铸 铁 QT600-2 50200 工序 号 工序名 称 工序简要内 容 设备工艺装备工时 5下料车床 10车车削各表面CAK6136V/750 三爪卡盘、游标卡 尺、外径千分尺、外 圆车刀、切断刀 15钳钳工台 20检验 16 编制审核批准共页第页 5.2 编制数控加工工序卡 2) 编制数控加工工序卡 编制数控加工工序卡 编制数控加工工序卡 产品名称零件名称零件图号 齿轮轴加工C01 工 序 号 程序 编号 材料数量夹具名称使用设备车间 10O0001 球墨铸 铁 QT600-2 10三爪卡盘 CAK6136V/750 和 XK713 工 步 号 工步内容 切削用量刀具量具 Vnfap编号名称编号名称 1车端面1506000.25T0101 外圆 车刀 1游标卡尺 2粗车外圆1506000.22T0101 外圆 车刀 1游标卡尺 3精车外圆2208000.10.5T0202 外圆 车刀 2 外径千分 尺 7铣键槽3815001505T0303 键槽 铣刀 1游标卡尺 编 制 审核批准共页第页 5.3编制道具调整卡 3) 编制刀具调整卡 编制刀具调整卡 产品名称或代号零件名称五边形凸台零件图号C01 序号刀具号刀具名称 刀具参数刀补地址 刀尖半径刀杆规格半径形状 17 1T0101粗外圆车刀0.8mm25mm25mm01 2T0202精外圆车刀0.8mm25mm25mm01 3T0303键槽刀20mm25mm25mm02 编制审核批准共页第页 5.4数控程序编制 4) 数控程序编制 铣键槽 程序段程序说明 N01O0001 N02T0303 N03M03S600 N04G01X100Y100Z60.0 N05X-140.0Y2.0Z60.0 N06Z-50.0 N07Z60.0 N08Y38.0 N09Z-50.0 N10Z60.0 N11X-160.0Y0Z60.0 N12Y-2.0 N13Z-50.0 N14Z60.0 N15Y-38.0 N16Z-50.0 N17Z60.0 N18X100.0Y100.0Z60.0 N19M05 N20M30 18 车端面程序 程序段程序说明 N10O0001;程序名 N12T0101;粗外圆车刀 N15M03 S600; N20G00X60.0Z2.0; N30G94X-1.0Z0;车端面 N40G71U3.0R1.0; N50G71P60Q340U0.3W0.3F0.2;粗车各外圆 N60G01X18.0F0.1; N70G01X20.0Z-2.0; N80Z-30.0; N90X22.0; N100Z-45.0; N110X24.0; N120Z-53.0; N130G02X26.0Z-55.0R2.0; N140G01X30.0Z-55.0; N150Z-65.0; N160X26.0; N170G02X24.0Z-67.0R2.0; N180G01X24.0Z-83.0; N190G02X26.0Z-85.0R2.0; N200G01X30.0Z-85.0; N210X38.0Z-93.0; N220G03X40.0Z-95.0R22.0;车 22 外圆 N230G01X40.0Z-100.0; N240X39.0Z-100.0; N250G02X37.0Z-102.0R2.0 19 N260G01X37.0Z-118.0 N270G02X39.0Z-120.0R2.0 N280G01X40.0Z-120.0 N290Z-125.0 N300G03X38.0Z-127.0R20.0车 20 外圆 N310G01X38.0Z-150.0 N320Z-180.0 N330X25.0 N340Z-190.0 N350G00X60.0Z20.0 N360M05 N370T0202精车刀 N380M03S800 N390G70P60Q340精车外圆 N400G00X100.0Z20.0 N410M05 N420M30 20 谢谢 辞辞 在本设计的开题论证、课题研究、论文撰写和论文审校整个过程中，得到了导师常英丽 的亲切关怀和精心指导， 使得本设计得以顺利完成， 其中无不饱含着导师的汗水和心血。 导师敏锐的学术思想、严谨踏实的治学态度、渊博的学识、精益求精的工作作风、诲人 不倦的育人精神，将永远铭记在我的心中，使我终生受益。她对本设计的构思、框架和 理论运用给予了我许多深入的指导，使得设计得以顺利完成。在此谨向导师吴明明老师 表示衷心的感谢和崇高的敬意。 感谢所有任课老师三年来对我的培养。这个文化底蕴深厚、安详宁静的地方，塑造了我 积极、乐观、淡定的人生态度，刻画了我永远留恋的青春记忆，让我在这个即将离别的 时候，如此不舍。在此，我要向诸位老师说声感谢。 当然也要感谢我的父母，我所迈出的每一步，都凝聚着你们的心血和汗水，你们始终如 一的支持和关爱，是我一直勇敢向前的动力。 同时也要感谢我的同学和朋友们， 我将永远记得你们伴我走过的每一个有欢笑有泪水的 日子，是你们的关心和帮助，让我感受到了家的温暖。 21 参考文献参考文献 1 陈明主编，机械制造工艺学M. 北京:机械工业出版社, 2005.07 2 陈宏钧主编，实用机械加工工艺手册（第 2 版）M. 北京:机械工业出版社, 2004.08 3 王茂元主编，机械制造技术M . 北京:机械工业出版社, 2001.08 4 丁柏群、王晓娟主编，汽车制造工艺技术M. 北京:国防工业出版社,2008.08 5 曾东建主编，汽车制造工艺学M. 北京:机械工业出版社，2005.09 6 林杰伦主编，内燃机工作过程数值计算M . 西安:西安交通大学出版社, 1986 7 周泽华主编，金属切削原理M. 上海：上海科学技术出版社，1992 8 吴国华主编，金属切削机床M. 北京:机械工业出版社，1996 9 马幼祥主编，机械加工基础M. 北京:机械工业出版社，1984 10 孙业保主编，车用内燃机M