本设计主要围绕发动机曲轴的工艺规程和专用夹具设计进行研究，其内容包括了解曲轴结构，确定曲轴的生产类型及相关的技术要求。在此基础上，选择毛坯，确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量，绘制毛坯图。并在认真详细分析零件图后，进行基准的选择，制定了表面加工方法，划分加工阶段，根据生产类型确定工序的集中和分散，合理地安排工序，编排合适的工艺路线；进行详细计算，包括：加工余量、工序尺寸和公差的确定、切削用量的计算及时间定额的计算。从而制定出一套合理的机械加工工艺卡片和机械加工工序卡片。

第二部分主要围绕专用钻床类夹具进行设计。首先明确夹具设计的主要任务，通过确定定位元件，导向装置，夹紧机构得出夹具的结构方案，查阅相关国家标准，绘画夹具装配图。

总之，曲轴加工工艺的安排以及专用夹具的设计是一项非常复杂的高难度工作，它是一种需大批量生产的零件，且技术要求比较高，为了确保产品的质量和水平，设计工作按照科学的程序进行，分清主次。

关键词：曲轴；加工工艺；定位；夹紧；钻孔；夹具设计

ABSTRACT

In this paper the technological procedure and proprietary drilling fixture design of the engine crankshaft were studied, whose contents included that the use of crankshaft, the production type of crankshaft of and the relevant technical requirements. On this basis, the rough was chosen, and the size of the rough was determined, and the mechanical allowances were determined. A rough map was drawn. After carefully detailed analysis of the parts, the reference was chosen, the development of surface processing methods was determined, and the demarcation of the processing stages was divided. According to the production process the type of centralization and decentralization was determined, the process was reasonably arranged, and the order and orchestrates a suitable process line were set up. Then some detail was calculated, such as allowance, processes size and the determination of tolerance. The amount of calculation and the calculation of the fixed time was cut. Thus a set of reasonable card processing machinery and mechanical processes cards were drawn up.

The second part of the design was the focus of this issue which was difficult, who was mainly centered on proprietary drilling fixture design, Z525-use vertical drilling, drilling middle-hole design process by which a drilling fixture. Firstly fixture was designed to clear the major tasks identified by positioning components, guidance devices, clamping body fixture structure, access to the relevant national standards, painting fixture assembly.

In short, the processing arrangements of crankshaft and the design of special fixture are a very complex difficult work. It is required in mass production. The technical requirements are relatively high. In order to ensure the quality and level of design the design work was carried out in accordance with the procedures of science, the relation between primary and secondary was distinguished.

Keywords: Bent axle； Processing technical； Cutting parameters； FixtureDesign

摘要Ⅰ

AbstractⅡ

第1章绪论1

1.1 设计的意义和目的1

1.2 研究方向及发展趋势2

1.3 设计的主要内容3

第2章曲轴毛坯的选择5

2.1 分析曲轴零件图5

2.1.1 曲轴使用的性能与工作条件5

2.1.2 曲轴的结构与技术要求6

2.2 曲轴毛坯的选择6

2.2.1 选择毛坯6

2.2.2 确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差7

2.3 本章小结8

第3章曲轴加工工艺设计9

3.1 工艺基准的选择9

3.2 加工阶段的划分9

3.3 工序的集中与分散10

3.4 工序顺序的安排10

3.5 确定工艺路线11

3.6 加工余量、工序尺寸和公差的确定12

3.7确定切削用量及时间定额15

3.8 本章小结20

第4章钻床夹具的设计22

4.1 夹具的概念22

4.2 钻斜油孔专用夹具设计25

4.2.1 部分基本件的选择25

4.2.2 主要零件的选择25

4.2.3 工步的制定25

4.2.4 钻模夹具应注意的问题26

4.2.5钻模夹具的定位及设计原则26

4.2.6 斜孔钻模夹具的改进思路30

4.2.7液压系统的设计30

4.3 钻中心孔专用夹具设计35

4.3.1 明确设计任务、收集分析原始资料35

4.3.2 确定夹具的结构方案35

4.3.3 绘制夹具结构简图38

4.4 本章小结39

结论40

参考文献41

致谢42

附录43

第1章绪论

1.1设计的意义和目的

随着科学技术的迅猛发展和市场需求的变化及竞争加剧，传统的制造技术发展到了一个崭新的阶段；随着我国经济的持续高速发展，人们生活水平不断提高，汽车已经走进了我们的日常生活，渐渐成为一种普通消费品；随着市场对汽车需要量的增加和制造技术的发展，到了本世纪初，小作坊的生产方式已经不能满足需要，而各种新的制造工艺和新式高效机床的出现，使汽车和发动机的制造技术出现了飞跃。因此，人们对汽车的性能要求也在不断提高，不论是经济性、动力性，还是稳定性、安全性，甚至是排放性等各方面都要逐一考虑。这就需要传统制造技术和汽车专业技术相互结合，在满足汽车动力性的同时满足其经济性与生产效率，也就是工艺性。而要想使整车的工艺性完美，对各零件的加工也是最为重要的。

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，因此对曲轴工艺规程的编制、夹具的选择都要有严格的要求。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，因此我们应不断改进曲轴加工工艺。

我国曲轴专业生产厂家不是很多，且整体规模小、专业化程度低、企业设备陈旧、产品设计和工艺落后、性能寿命和可靠性差、品种杂乱和“三化”程度低，这些都影响了整机适应国内及国际市场的能力。随着我国加入WTO，内燃机零部件行业将面临更加激烈的市场竞争，也将迎来新的发展机遇。我们只有充分了解国内外内燃机曲轴制造技术现状及发展趋势，及时改进和提高曲轴制造技术水准，才能制造出具有世界一流水平的内燃机曲轴，以实力参与市场竞争。

本次设计题目为“发动机曲轴加工工艺及夹具设计”，它运用了机械加工设计的基础内容，囊括了几年来所学的理论知识，使我了解曲轴飞轮组的功用及工作条件和受力情况，及了解相关零部件的材质及加工和使用特点。并确定加工工艺方案，通过对加工工艺方案的改进及加工工艺分析，提出相应加工方案，从而达到对曲轴飞轮组在发动机运转的工况了解和原理认知，为将来设计发动机打下坚实基础。同时了解机床夹具的功用、组成和分类。以及机床夹具设计的步骤和方法，夹具总图的设计和绘制方法。

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曲轴零件图.jpg

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钻模夹具装配图.jpg

钻中心孔夹具.jpg

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内容简介：: 毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目: DA468发动机曲轴加工工艺与专用机床夹具设计院系名称: 汽车与交通工程学院专业班级: 学生姓名: 导师姓名: 开题时间: 2011年3月11日指导委员会审查意见：签字：年月日SY-025-BY-3毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆07-5班指导教师姓名职称教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称DA468型发动机曲轴加工工艺与专用机床夹具设计一、课题研究现状、选题目的和意义1. 课题研究现状随着科学技术的迅猛发展和市场需求的变化及竞争加剧，传统的制造技术发展到了一个崭新的阶段；随着我国经济的持续高速发展，人们生活水平不断提高，汽车已经走进了我们的日常生活，渐渐成为一种普通消费品；随着市场对汽车需要量的增加和制造技术的发展，到了本世纪初，小作坊的生产方式已经不能满足需要，而各种新的制造工艺和新式高效机床的出现，使汽车和发动机的制造技术出现了飞跃。因此，人们对汽车的性能要求也在不断提高，不论是经济性、动力性，还是稳定性、安全性，甚至是排放性等各方面都要逐一考虑。这就需要传统制造技术和汽车专业技术相互结合，在满足汽车动力性的同时满足其经济性与生产效率，也就是工艺性。而要想使整车的工艺性完美，对各零件的加工也是最为重要的。福特汽车公司在1908年建立第一条流水线生产单一品种廉价的A型车始，汽车和发动机生产进入第二发展阶段。这时主要用各种高效专用及组合机床组织机械化流水生产。并出现了两种不同的生产组织形式:一是以福特公司为代表，建立大型综合厂，另一种是以通用公司为代表，采用高效专用机床组织多品种专业化生产。在这个阶段，制造技术发展迅速，各种先进的工艺和高效生产机床如多轴立车，曲轴多刀车床，加工缸体和缸盖等壳体零件的多轴钻，憧，攻丝组合机床等相继在生产中采用。发动机产量急剧增加，生产效率迅速提高，现代大量生产的雏形已初步形成。由于多品种专业化生产具有生产管理灵活，更换品种容易，能及时提供市场所需的产品等优点，使得通用公司超过福特公司而成为世界上最大的汽车公司。发动机作为汽车的心脏，其质量的优劣是衡量汽车性能的重要标准。我国各汽车制造商也十分重视发动机的研发和制造，各汽油机、柴油机制造厂已掌握了较先进的技术，具备一定的生产能力。发动机零件精度高，结构复杂，但比较典型，制造工艺比较成熟，工艺水平普遍高于其它总成，生产工艺过程和组织形式具有一系列的特点，这表现在生产的专业化、系列化、多品种，产过程的自动化，包括自动线的广泛采用和加工过程综合自动化的发展等方面。产品的系列化是提高发动机制造技术水平的前提和条件，而自动化的流水生产又对生产专业化提出了迫切的要求。而曲轴是发动机中最重要的零件之一，是承受冲击载荷传递动力的关键零件，是在柴油机的机体、缸盖、曲轴、连杆、凸轮轴5大件中最难以保证加工质量的零件。它的作用是把活塞的往复直线运动变成旋转运动，将作用在活塞的气体压力变成扭矩，用来驱动工作机械和发动机各辅助系统进行工作。由于曲轴工况条件恶劣，在工作时承受着不断变化的压力、惯性力和它们的力矩作用，因此对曲轴的材质、毛坯加工技术、精度、表面粗糙度、热处理和表面强化及动平衡等要求都十分严格。在大批量生产的前提下，传统生产工艺已不能满足当前设计和生产的要求，在长时间、高速度运转下，曲轴很容易过早地出现失效或断裂现象，严重影响了曲轴的寿命和整机的可靠性。目前，世界各国的发动机生产企业对曲轴加工都十分重视，都在不断更新曲轴加工设备改进加工工艺，以提高曲轴加工质量，延长使用寿命。我国的各大发动机生产厂经过多年的学习和探索，已经掌握了很多较为先进的血轴加工技术，生产效率较高，生产线中的大部分设各也已国产化。发动机曲轴生产得到较大的发展，总量已具相当的规模，无论是设计水平，还是产品品种、质量、生产规模、生产方式都有很大的发展。曲轴在发动机中是承受载荷传递动力的重要零部件，也是发动机五大零部件中最难以保证加工质量的零部件，其性能、水平直接影响整机的性能水平及可靠性。因此，各工业发达国家十分重视曲轴生产，不断改进其材质及加工手段，以提高其性能水平，满足发动机行业的需要。近几年来，国内曲轴加工发展十分迅速。尤其是发动机曲轴。先进的加工工艺加工出的曲轴质量好、效率高且稳定。而欧美等汽车工业发达的国家，经过多年的积累，通过计算机三维设计，利用有限元分析方法对曲轴的各项强度指标进行分析，使曲轴在初期达到完美的设计。在加工工艺方面，由于国外大多采用了先进的数控设备，而国内大多以手动设备为主，精度差，这就要求我们在实际设计加工工艺的过程中充分考虑各方面的因素，在借鉴国外先进的工艺方案的同时充分考虑现有设备资源的利用和改造，达到少投入，大收益。2. 选题目的和意义发达国家的发展经验告诉我们，工业化是迈向现代化的必经之路。而制造业，特别是装备制造业是实现工业化的主力军，是实现现代化的原动力，发展制造业始终是振兴经济、实现现代化的最佳路径。曲轴是发动机中用于传递动力的核心零件，由于工况条件恶劣，且承受复杂的冲击载荷，因此对曲轴的材质、NI精度、表面质量、动平衡等的要求都十分严格。又由于曲轴的材料为高强度合金钢，难于加工和断屑，而且曲轴主轴颈和连杆轴颈几何形状复杂，因此作为发动机五大零件之一的曲轴，其加工难度、加工工艺复杂程度在发动机各零部件中都首屈一指，它的结构参数和加工工艺水平直接影响着整机的尺寸和重量，以及发动机的可靠性和寿命。世界各国的发动机生产企业对曲轴。加工都十分重视，都在不断更新曲轴加工设备改进加工工艺，以提高曲轴加工质量，延长使用寿命。我国的各大发动机生产厂经过多年的学习和探索已经掌握了很多较为先进的血轴加工技术，生产效率较高，生产线中的大部分设各也已国产化。但是，在一些关键工序所采用的关键工艺上，我们还是非常依赖国外的技术，需要使用国外的设备和刀具。因此，我们还需进一步研究曲轴加工工艺，尤其是要深入研究关键工艺和关键设备，这对提升曲轴乃至发动机的生产水平都是相当重要的。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题1.基本内容1).选题的背景、目的及意义；2).分析曲轴零件图和绘制毛坯图；3).制定零件加工工艺路线；4).进行工序设计；5).制定二套夹具设计方案；6).绘制夹具图纸；7).编写设计说明书。2. 拟解决的主要问题1).分析零件图，运用工艺知识选择加工基准据实际生产条件确定工艺方案及相应加工方法；2).夹紧与定位对比分析，受力分析与夹紧方案和工作原理及组成；3).使用AUTOCAD软件，绘制专用车床夹具，提高用软件制图本领；三、技术路线（研究方法）调研和查阅资料选定样本并用CAD绘制发动机曲轴零件图掌握曲轴加工方法、所用工装夹具工艺卡片填写专用夹具设计工艺过程设计利用CAD绘图完成设计说明书四、进度安排1.第12周（2.283.11）知识准备、调研、收集资料、完成开题报告。2.第35周（3.144.1）整理资料、提出问题、撰写设计说明书草稿、绘制图纸草图。3.第68周（4.44.22）理论联系实际、分析问题、解决问题，完成分析零件图和绘制毛坯图、制定曲轴加工工艺路线、进行工序设计、制定夹具设计方案、CAD绘制夹具装配图等部分设计内容，中期检查。4.第912周(4.255.20) 改进完成设计，改进完成设计说明书，指导教师审核，学生修改。5.第13周（5.235.27）评阅教师评阅、学生修改。6.第14周（5.306.34）毕业设计预答辩。7.第1516周（6.66.17）毕业设计修改。8.第17周（6.206.24）毕业设计答辩。五、参考文献1.王先奎.机械加工工艺手册, 北京:机械工业出版社,2008.062.王宝玺，贾庆祥.汽车制造工艺学, 北京:机械工业出版社,2007.033.王先逵.机械制造工艺学,第二版.北京：机械工业出版社，2006.4.崇凯.机械制造技术基础课程设计指导书,北京:化学工业出版社,2006.125.李昌年.机床夹具设计与制造,北京：机械工业出版社，2006.6.孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导,北京：冶金工业出版，20027.李益民.机械制造工艺学简明设计手册,北京:机械工业出版社,2000.048.夏长高,潘茂辉,束永平. 基于CAD /CAE的曲轴设计研究,2010.129.赵佩凤,周来宏.曲轴粗加工的工艺方法.组合机床与自动化加工技术，2009.0110.曲轴连杆颈车床的设计与应用，200811.盛小兵.曲轴圆角滚压强化工艺中曲轴变形的研究，200812.祝小军，黄晓峰.小型柴油机曲轴生产线新工艺的应用研究.小型内燃机，2006.0413.罗仁芝.6108曲轴机械加工工艺浅析.高等职业教育(天津职业大学学报)，2006.0114.高广阔，刘景峰，辜祖勋. 轿车发动机曲轴材料及工艺的研究,2005.0615.杨宝田.4D型柴油机曲轴加工工艺设计硕士论文，200416.曲轴粗加工关键工艺及设备的比较，2003.0117.车削曲轴连杆颈的可调整夹具，2002.1218.严桃平，赵迎生. 车用发动机典型零部件的加工新工艺,200219.刘光华,张永秀,李瑞. 发动机曲轴的强度、材料与工艺,2001.0920.Zienkiewicz OC，Taylor R LThe Finite Element MethodButterworth-Heinemann，2000六、备注指导教师意见：签字：年月日黑龙江工程学院本科生毕业设计目录摘要Abstract第1章绪论11.1 设计的意义和目的11.2 研究方向及发展趋势21.3 设计的主要内容3第2章曲轴毛坯的选择52.1 分析曲轴零件图52.1.1 曲轴使用的性能与工作条件52.1.2 曲轴的结构与技术要求62.2 曲轴毛坯的选择62.2.1 选择毛坯62.2.2 确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差72.3 本章小结8第3章曲轴加工工艺设计93.1 工艺基准的选择93.2 加工阶段的划分93.3 工序的集中与分散103.4 工序顺序的安排103.5 确定工艺路线113.6 加工余量、工序尺寸和公差的确定123.7确定切削用量及时间定额153.8 本章小结20第4章钻床夹具的设计224.1 夹具的概念224.2 钻斜油孔专用夹具设计254.2.1 部分基本件的选择254.2.2 主要零件的选择254.2.3 工步的制定254.2.4 钻模夹具应注意的问题264.2.5钻模夹具的定位及设计原则264.2.6 斜孔钻模夹具的改进思路304.2.7液压系统的设计304.3 钻中心孔专用夹具设计354.3.1 明确设计任务、收集分析原始资料354.3.2 确定夹具的结构方案354.3.3 绘制夹具结构简图384.4 本章小结39结论40参考文献41致谢42附录43摘要本设计主要围绕发动机曲轴的工艺规程和专用夹具设计进行研究，其内容包括了解曲轴结构，确定曲轴的生产类型及相关的技术要求。在此基础上，选择毛坯，确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量，绘制毛坯图。并在认真详细分析零件图后，进行基准的选择，制定了表面加工方法，划分加工阶段，根据生产类型确定工序的集中和分散，合理地安排工序，编排合适的工艺路线；进行详细计算，包括：加工余量、工序尺寸和公差的确定、切削用量的计算及时间定额的计算。从而制定出一套合理的机械加工工艺卡片和机械加工工序卡片。第二部分主要围绕专用钻床类夹具进行设计。首先明确夹具设计的主要任务，通过确定定位元件，导向装置，夹紧机构得出夹具的结构方案，查阅相关国家标准，绘画夹具装配图。总之，曲轴加工工艺的安排以及专用夹具的设计是一项非常复杂的高难度工作，它是一种需大批量生产的零件，且技术要求比较高，为了确保产品的质量和水平，设计工作按照科学的程序进行，分清主次。关键词：曲轴；加工工艺；定位；夹紧；钻孔；夹具设计ABSTRACTIn this paper the technological procedure and proprietary drilling fixture design of the engine crankshaft were studied, whose contents included that the use of crankshaft, the production type of crankshaft of and the relevant technical requirements. On this basis, the rough was chosen, and the size of the rough was determined, and the mechanical allowances were determined. A rough map was drawn. After carefully detailed analysis of the parts, the reference was chosen, the development of surface processing methods was determined, and the demarcation of the processing stages was divided. According to the production process the type of centralization and decentralization was determined, the process was reasonably arranged, and the order and orchestrates a suitable process line were set up. Then some detail was calculated, such as allowance, processes size and the determination of tolerance. The amount of calculation and the calculation of the fixed time was cut. Thus a set of reasonable card processing machinery and mechanical processes cards were drawn up.The second part of the design was the focus of this issue which was difficult, who was mainly centered on proprietary drilling fixture design, Z525-use vertical drilling, drilling middle-hole design process by which a drilling fixture. Firstly fixture was designed to clear the major tasks identified by positioning components, guidance devices, clamping body fixture structure, access to the relevant national standards, painting fixture assembly. In short, the processing arrangements of crankshaft and the design of special fixture are a very complex difficult work. It is required in mass production. The technical requirements are relatively high. In order to ensure the quality and level of design the design work was carried out in accordance with the procedures of science, the relation between primary and secondary was distinguished.Keywords: Bent axle； Processing technical； Cutting parameters； FixtureDesign第1章绪论1.1设计的意义和目的随着科学技术的迅猛发展和市场需求的变化及竞争加剧，传统的制造技术发展到了一个崭新的阶段；随着我国经济的持续高速发展，人们生活水平不断提高，汽车已经走进了我们的日常生活，渐渐成为一种普通消费品；随着市场对汽车需要量的增加和制造技术的发展，到了本世纪初，小作坊的生产方式已经不能满足需要，而各种新的制造工艺和新式高效机床的出现，使汽车和发动机的制造技术出现了飞跃。因此，人们对汽车的性能要求也在不断提高，不论是经济性、动力性，还是稳定性、安全性，甚至是排放性等各方面都要逐一考虑。这就需要传统制造技术和汽车专业技术相互结合，在满足汽车动力性的同时满足其经济性与生产效率，也就是工艺性。而要想使整车的工艺性完美，对各零件的加工也是最为重要的。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，因此对曲轴工艺规程的编制、夹具的选择都要有严格的要求。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，因此我们应不断改进曲轴加工工艺。我国曲轴专业生产厂家不是很多，且整体规模小、专业化程度低、企业设备陈旧、产品设计和工艺落后、性能寿命和可靠性差、品种杂乱和“三化”程度低，这些都影响了整机适应国内及国际市场的能力。随着我国加入WTO，内燃机零部件行业将面临更加激烈的市场竞争，也将迎来新的发展机遇。我们只有充分了解国内外内燃机曲轴制造技术现状及发展趋势，及时改进和提高曲轴制造技术水准，才能制造出具有世界一流水平的内燃机曲轴，以实力参与市场竞争。本次设计题目为“发动机曲轴加工工艺及夹具设计”，它运用了机械加工设计的基础内容，囊括了几年来所学的理论知识，使我了解曲轴飞轮组的功用及工作条件和受力情况，及了解相关零部件的材质及加工和使用特点。并确定加工工艺方案，通过对加工工艺方案的改进及加工工艺分析，提出相应加工方案，从而达到对曲轴飞轮组在发动机运转的工况了解和原理认知，为将来设计发动机打下坚实基础。同时了解机床夹具的功用、组成和分类。以及机床夹具设计的步骤和方法，夹具总图的设计和绘制方法。1.2研究方向及发展现状曲轴是内燃机中承受冲击载荷传递动力的关键零件，也是在内燃机5大件(机体、缸盖、曲轴、连杆、凸轮轴)中最难以保证加工质量的零件。由于曲轴工况条件恶劣，因此对曲轴的材质、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。其中任何一个环节的质量对曲轴的寿命和整机的可靠性都具有很大的影响。因此世界各国对曲轴的加工都十分重视，都在不断地改进曲轴加工工艺，最大可能地提高曲轴寿命。曲轴质量约占内燃机质量的10%，成本约占整机的10%12%，其材质大体可分2类：一类是锻钢，一类是球墨铸铁。由于球墨铸铁的切削性能良好，并可通过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。球墨铸铁中的内摩擦所耗功比钢大，减小了工作时的扭转振动的振幅和应力，应力集中也没有钢质曲轴敏感，所以球墨铸铁曲轴在国内外得到了广泛的应用。近年来，我国内燃机曲轴专业生产厂家通过引进技术消化吸收和自行开发，总体水平有了较大的提高。但是我国距世界先进水平仍相差很远，甚至于还满足不了我国内燃机工业技术发展的要求。我们只有充分了解国内外内燃机曲轴制造技术现状及发展趋势，及时改进和提高曲轴制造技术水准，才能制造出具有世界一流水平的内燃机曲轴，以实力参与市场竞争。目前，世界各国的发动机生产企业对曲轴加工都十分重视，都在不断更新曲轴加工设备改进加工工艺，以提高曲轴加工质量，延长使用寿命。我国的各大发动机生产厂经过多年的学习和探索，已经掌握了很多较为先进的血轴加工技术，生产效率较高，生产线中的大部分设各也已国产化。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MQ8260等曲轴磨床粗磨-半精磨-精磨-抛光，通常靠手工操作，加工质量不稳定。而发动机曲轴生产得到较大的发展，总量已具相当的规模，无论是设计水平，还是产品品种、质量、生产规模、生产方式都有很大的发展。曲轴在发动机中是承受载荷传递动力的重要零部件，也是发动机五大零部件中最难以保证加工质量的零部件，其性能、水平直接影响整机的性能水平及可靠性。因此，各工业发达国家十分重视曲轴生产，不断改进其材质及加工手段，以提高其性能水平，满足发动机行业的需要。近几年来，国内曲轴加工发展十分迅速。尤其是发动机曲轴。先进的加工工艺加工出的曲轴质量好、效率高且稳定。而欧美等汽车工业发达的国家，经过多年的积累，。在加工工艺方面，由于国外大多采用了先进的数控设备，而国内大多以手动设备为主，精度差，这就要求我们在实际设计加工工艺的过程中充分考虑各方面的因素，在借鉴国外先进的工艺方案的同时充分考虑现有设备资源的利用和改造，达到少投入，大收益。发达国家的发展经验告诉我们，工业化是迈向现代化的必经之路。而制造业，特别是装备制造业是实现工业化的主力军，是实现现代化的原动力，发展制造业始终是振兴经济、实现现代化的最佳路径。曲轴是发动机中用于传递动力的核心零件，由于工况条件恶劣，且承受复杂的冲击载荷，因此对曲轴的材质、NI精度、表面质量、动平衡等的要求都十分严格。又由于曲轴的材料为高强度合金钢，难于加工和断屑，而且曲轴主轴颈和连杆轴颈几何形状复杂，因此作为发动机五大零件之一的曲轴，其加工难度、加工工艺复杂程度在发动机各零部件中都首屈一指，它的结构参数和加工工艺水平直接影响着整机的尺寸和重量，以及发动机的可靠性和寿命。世界各国的发动机生产企业对曲轴。加工都十分重视，都在不断更新曲轴加工设备改进加工工艺，以提高曲轴加工质量，延长使用寿命。我国的各大发动机生产厂经过多年的学习和探索已经掌握了很多较为先进的血轴加工技术，生产效率较高，生产线中的大部分设各也已国产化。但是，在一些关键工序所采用的关键工艺上，我们还是非常依赖国外的技术，需要使用国外的设备和刀具。因此，我们还需进一步研究曲轴加工工艺，尤其是要深入研究关键工艺和关键设备，这对提升曲轴乃至发动机的生产水平都是相当重要的。1.3设计的主要内容曲轴的材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的，有两个重要部位：主轴颈，连杆颈，（还有其他）。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。曲轴的润滑主要是指与摇臂间轴瓦的润滑和两头固定点的润滑这个一般都是压力润滑的，曲轴中间会有油道和各个轴瓦相通，发动机运转以后靠机油泵提供压力供油进行润滑、降温。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。曲轴的旋转是发动机的动力源。曲轴的结构包括轴颈、曲轴臂、曲轴销、侧盖以及连杆大端轴承。轴颈具有一第一油路。曲轴臂连接于轴颈。曲轴销设置于曲轴臂之中，并且抵接于轴颈。曲轴销具有第一机油缓冲室、第二机油缓冲室以及第二油路。第一机油缓冲室系连接于第二机油缓冲室，第二油路连接于第二机油缓冲室。侧盖设置于曲轴臂中，侧盖与曲轴销之间成形有一空间，该空间连接于第一油路与第一机油缓冲室之间。连杆大端轴承设置于曲轴臂之中，曲轴销套设于连杆大端轴承之中，第二油路连接于第二机油缓冲室与连杆大端轴承之间。本实用新型可将机油内微小异物过滤掉，减少了连杆大端轴承遭受微小异物侵入的机会，并避免连杆大端轴承损坏，进而可延长曲轴结构的使用寿命。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。第2章曲轴毛坯的选择2.1分析曲轴零件图2.1.1曲轴使用的性能与工作条件曲轴是将直线运动变成旋转运动，或将旋转运动变成直线运动的零件。它是往复式发动机、压缩机、剪切机与冲压机械的重要零件。曲轴工作时要承受很大的扭应力及大小和方向都在不断变化的弯曲应力的作用，因此曲轴应具有足够的强度和支承刚性。曲轴工作时的旋转速度很高，曲轴的轴颈和连杆轴颈需要足够的耐磨性，且曲轴的质量分布应当平衡，以防因不平衡而产生离心力使曲轴承受附加载荷。图2.1曲轴锻件的三维模型图2.2曲轴零件图多拐曲轴是多个曲柄连杆机构的组合，主轴颈和连杆轴颈不在同一条在线，各连杆轴颈间应有一定的角度位置要求，曲轴在各个连杆轴颈处形成了多个开檔，因此曲轴设计时应根据这些特点，正确确定其结构及尺寸、位置、形状精度，满足曲轴使用性能要求。2.1.2曲轴的结构与技术要求1、曲轴的结构根据上述的使用要求及结构特点，可以看出曲轴是一个形状复杂、结构细长、多曲拐、刚性极差、技术要求高的异形轴类零件。2、曲轴的主要技术要求为了保证曲轴的正常工作，对曲轴规定了严格的技术要求。其主要技术要求如下：主轴颈和连杆轴颈的尺寸精度通常为IT6IT7，同轴度允许偏差0.015mm，表面粗糙度值为0.20.4um。轴颈长度公差等级IT9IT10。轴颈的形状公差，如圆度、圆柱度控制在尺寸公差之内。本次设计圆柱度公差为0.005。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，中大型低速轴为0.030.08mm；各连杆轴颈的位置度不大于20。本设计中各连杆轴颈的轴心线应与主轴颈中心线在同一平面内，位置公差为0.2。2.2曲轴毛坯的选择2.2.1选择毛坯曲轴工作时要承受很大的转矩及交变的弯曲应力，容易产生扭振、折断及轴颈磨损，因此要求所用材料应有较高的强度、疲劳强度和耐磨性。对于材料的选择有一定的要求：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35CrMoAl、42Mn2V等材料。该零件材料为QT800-2，考虑该工件形状比较复杂，因此应该选用铸件，以最大限度减少金属切屑量，保证高效率低消耗。图2.3曲轴铸件图2.2.2确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差由零件图可知，该曲轴为球墨铸铁，牌号为QT800-2，铸造，查机械加工简明手册表1.3-1知，CT9级，MA-G级，采用壳模铸造。又由CT9级，MA-G级和曲轴基本尺寸查机械加工简明手册表2.2-4知其加工余量如下表2-1表2-1曲轴铸件毛坯各段尺寸公差以及加工余量项目曲轴前端主轴颈连杆轴颈全部曲柄法兰端公差等级CT99999加工面尺寸40705784105铸件尺寸公差3.63.63.63.63.6机械加工余量等级GGGGG加工余量2.52.5332.5毛坯基本尺寸457563901102.3本章小结本章通过分析曲轴零件图，了解了曲轴的使用性能与工作条件，知道了曲轴的结构与技术要求，确定了零件的生产类型和加工余量，审查了零件的加工工艺性，选择了适当的毛坯。第3章曲轴机械加工工艺设计3.1工艺基准的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择得正确，合理，可以保证加工质量，提高生产效率，否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，再确定粗基准。精基准的选择选择精基准时应遵循下列原则：基准重合原则；基准统一原则；自为基准原则；互为基准原则；便于装夹原则。加工齿轮轴，主轴和曲柄侧面时，以第8侧板右侧面为精基准，符合基准统一原则。加工各轴面均一轴心为精基准。加工右端法兰盘以以经精加工后的轴肩为基准。法兰铣缺口以法兰上对应两孔为精基准，遵循互为基准原则。钻斜油孔以曲柄侧面和轴心夹角为基准、前端铣键槽。钻孔和攻螺纹以已加工曲柄侧面为基准。法兰上钻，扩定位孔，螺栓孔以法兰圆盘中心为基准。粗基准的选择选择粗基准时应遵循下列原则：余量均匀原则；保证加工表面位置正确的原则；粗基准只能有效使用一次的原则；粗基准平整光洁定位可靠的原则。该曲轴粗选择左端面和第8曲柄右侧面为粗基准进行加工。3.2加工阶段的划分曲轴为异形轴类零件，且加工精度要求比较高。粗加工阶段；钻两端中心孔,为方便后续工作定位安装。将精基准准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求。铣外形,铣各主轴颈曲柄和连杆轴颈.达到半精加工前要求。半精加工阶段：粗磨铣各主轴颈曲柄和连杆轴颈,精铣加工和铣螺纹，钻，扩定位，斜油孔，法兰定位孔，安装孔孔。精加工阶段；精磨各主轴颈曲柄和连杆轴颈，镗孔。超精加工阶段；抛光加工。3.3工序的集中与分散该曲轴的生产类型为大批生产，且工序较多。因此选用工序集中原则安排曲轴的加工工序。采用高效专用设备及工艺装备，以提高生产率，工序装夹的次数少，易于保证表面间位置精度，还能减少工序间运输量，缩短生产周期。3.4工序顺序的安排1.机械加工工序的安排遵循“基面先行”原则，先加工精基准-铣第8曲柄外侧面。遵循“先粗后精”原则，先进行粗加工工序，后安排精加工工序。遵循“先主后次”原则，先加工主要表面。各段主轴和曲柄断面，直径，后加工次要表面-法兰面等。遵循“先面后孔”原则，先加工各平面，最后进行螺纹孔的加工。2.热处理工序的安排由于毛坯为铸件，壁厚不均匀，在加热冷却及相变过中。会产生效应力和组织应力，应采用回火消除这种应力，毛坯在出厂前已经过相应热处理，在此工艺路线中将省略。在精磨加工前，为提高球墨铸铁的表面机械性能和磨削精度，应安排淬火工艺，本加工采用电热淬火。淬火后，为消除淬火带来的残余应力。应安排回火处理。3.辅助工序的安排校直工序：由于结构复杂，工序较多，为严格控制加工质量，保证直线度精度，减少废品率，应在加工阶段安排多次校直工序，本加工工艺规程安排在第03，14，23，28，35，47工序，采用液压压床设备。检验工序：同样由于工序较多，结构复杂的原因，为控制废品率，安排多处检验，本规程竟检验安排在第5，7，13，26，44，51工序。清洗和去毛刺：为便于后续工序的准确定位，消除切屑对后工序表面质量的影响，在重要加工工序和检验前都应该清洗和去毛刺。综上所述，该换工件工序的安排顺序为：基准加工主要表面粗加工及一些余量大的表面加工主要表面半精加工及次要表面加工热处理主要表面精加工，超精加工。3.5确定工艺路线曲轴的工艺路线，机床设备及工艺装备见表3-1。表3.1 工序目录表工序号工序名称设备名称001检查002热处理003批量毛坯检验004铣两端面数控铣床005钻中心孔专用钻中心孔机床006铣工艺定位面双柱铣床007粗车第三主轴颈数控车床008粗车第一、二、四、五主轴颈数控车床009半精车第三主轴颈数控车床010半精车第一、二、四、五主轴颈数控车床011铣定位基准面铣床012粗车一、二连杆轴颈数控车床013粗车三、五连杆轴颈数控车床014半精车一、四连杆轴颈数控车床015半精车三、五连杆轴颈数控车床016钻、铰工艺孔专用钻床017钻油孔深孔组合钻床018粗磨第三主轴颈数控磨床019粗磨第一、二、四、五主轴颈数控磨床020粗磨第一、四连杆轴颈数控磨床021粗磨第二、三连杆轴颈数控磨床022精磨第三主轴颈数控磨床023精磨第一、二、四、五主轴颈数控磨床024精磨第一、四连杆轴颈数控磨床025精磨第二、三连杆轴颈数控磨床026铣键槽键槽铣床027动平衡检查动平衡机028粗抛光各轴颈抛光机床029精抛光各轴颈抛光机床030清洗清洗机031 最终检查3.6 加工余量、工序尺寸和公差的确定工序尺寸及公差的确定有两种情况；一种是工序尺寸及其公差与零件上某设计尺寸或其他工序尺寸相关，需要通过解算尺寸链的方法来确定。另一种是工序尺寸及其公差仅与工序余量有关，如加工过程中不存在基准转换的情况。此时，可按如下方法确定个工序尺寸和公差：确定该加工表面的总余量，再根据加工路线确定各工序的基本余量，并核对第一道工序的加工余量是否合理。自终加工工序起，即从设计尺寸开始，至第一道工序，逐次加上（对被包容面）或减去（对包容面）个工序的基本余量，便可得到各工序的基本工序尺寸。除终加工工序外，根据各工序的加工方法及其经济加工精度，确定其工序公差和表面粗糙度。按“入体原则”以单向偏差方式标注工序尺寸，并可作适当调整。加工余量、工序尺寸和公差的计算：圆柱面加工余量、工序尺寸以及公差、和粗糙度，由机械设计简明手册得出：曲轴上各圆柱面加工余量，工序尺寸以及公差和粗糙度如表3.2(a)、(b)、(c)。表 3.2 加工余量、工序尺寸以及公差、和粗糙度（a）加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度Ra()M36X2螺纹铸件车螺纹精车半精铣粗铣50.41.03.6CT9IT6IT10IT12411.00.86.312.51：8圆锥面铸件磨削半精铣粗铣50.41.03.6CT9IT6IT10IT120.86.312.545油封档铸件研磨磨削半精车50.41.0CT9IT6IT10501.00.80.86.3表 3.2 加工余量、工序尺寸以及公差、和粗糙度（b）加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度Ra()45油封档粗铣3.6IT1212.540主轴颈铸件精磨粗磨半精铣粗铣50.20.61.13.1CT9IT6IT7IT10IT12551.00.80.86.312.560铸件半精铣粗铣51.13.9CT9IT10IT12651.16.312.560铸件半精车粗车51.13.9CT9IT10IT12651.16.312.550主轴颈铸件精磨粗磨半精铣粗铣50.20.61.13.1CT9IT6IT7IT10IT12551.00.80.86.312.540圆柱面铸件精磨粗磨半精铣粗铣50.20.61.03.2CT9IT6IT7IT10IT12451.00.80.86.312.5表 3.2 加工余量、工序尺寸以及公差、和粗糙度（c）加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度Ra()45连杆颈铸件研磨精磨粗磨半精铣粗铣50.20.61.03.2CT9IT5IT6IT7IT10IT12501.00.40.80.86.312.548孔铰孔钻孔0.27.8IT8IT127.81.612.52M10X1.25攻丝钻孔8.8IT128.812.519孔铰孔钻孔0.518.5IT8IT1218.51.612.52M6攻丝钻孔5IT12512.514.2斜孔钻孔14.2IT1214.212.55斜油孔抛光钻孔5IT8IT1250.812.53.7确定切削用量及时间定额1.铣各轴颈切削用量及时间本工序选用数控铣床，拨盘、顶尖装夹，分三个工步：工步1为铣40h6，工步2为铣50k6主轴颈，工步3为铣60。加工后表面粗糙度为Ra12.5。(1) 工步1粗铣40h61）选择刀具选择外圆车刀。根据切削用量简明手册表1.1，由于铣床的中心高为200mm（表1.30），故选刀杆尺寸BXH=16mmX25mm，刀片厚度为4.5mm。根据切削用量简明手册表1.2，可选择YG6牌号硬质合金。车刀几何形状（见表1.3），选择平面带倒棱前刀面，r=60，r=10，。=6，。=12，s= 10，=0.8mm， =10，=0.4mm。2）选择切削用量确定切削深度p 由于粗加工余量仅为1.6mm，可在一次走刀内切完，故：p=（4541.8）/2mm=1.6mm 确定进给量f 根据切削用量简明手册表1.6，在粗铣铸铁、表面粗糙度Ra=12.5m时：f=0.250.40mm/r按数控铣床说明书选择：f=0.36mm/r 选择铣刀磨钝标准及寿命根据切削用量简明手册表1.9，铣刀后刀面最大磨损量取为1.0mm，车刀寿命T=60min。确定切削速度Vc 切削速度Vc可根据公式计算，也可直接由表中查出。根据切削用量简明手册表1.27 (11)式中：=故由公式(1-1)得：Vc=69.6m/minn=492r/min按数控铣床说明书，选择n=500r/min，这时Vc=110m/min。最后决定的铣削用量为：p=1.6mm，f=0.36mm/r，n=500r/min，Vc=110m/min。3）计算基本工时：（12）式中L=l+y+，l=12mm，根据切削用量简明手册表1.26，铣削时的入切量及超切量y+=2.1mm，则L=12+2.1mm=14.1mm，故由公式(1-2)得：tm=0.08min(2) 工步2粗铣50k6主轴颈1）选择刀具选择外圆铣刀。根据切削用量简明手册表1.1，由于铣床的中心高为200mm（表1.30），故选刀杆尺寸BXH=16mmX25mm，刀片厚度为4.5mm。根据切削用量简明手册表1.2，可选择YG6牌号硬质合金。铣刀几何形状（见表1.3），选择平面带倒棱前刀面，r=60，r=10，。=6，。=12，s= 10，r=0.8mm，=10，=0.4mm。2）选择切削用量确定切削深度p 由于粗加工余量仅为1.55mm，可在一次走刀内切完，故：p=（5551.9）/2mm=1.55mm 确定进给量f 根据切削用量简明手册表1.6，在粗铣铸铁、表面粗糙度Ra=12.5m时：f=0.250.40mm/r 选择铣刀磨钝标准及寿命根据切削用量简明手册表1.9，铣刀后刀面最大磨损量取为1.0mm，车刀寿命T=60min。确定切削速度Vc 切削速度Vc可根据公式计算，也可直接由表中查出。根据切削用量简明手册表1.27 （11）式中：=故由公式(1-1)得：Vc=69.9m/minn=405r/min按数控铣床说明书，选择n=500r/min，这时Vc=86m/min。最后决定的车削用量为：p=1.55mm，f=0.36mm/r，n=500r/min，Vc=86m/min。3）计算基本工时 (12)式中L=l+y+，l=21mm，根据切削用量简明手册表1.26，铣削时的入切量及超切量y+=2.1mm，则L=21+2.1mm=23.1mm，故由公式(1-2)得：tm=0.13min(3) 工步3粗车601）选择刀具选择R3成形车刀。2）选择切削用量确定切削深度p 由于粗加工余量仅为1.95mm，可在一次走刀内切完，故：p=（6561.1）/2mm=1.95mm 确定进给量f 根据切削用量简明手册表1.6，在粗铣铸铁、表面粗糙度Ra=12.5m时：f=0.250.40mm/r 选择铣刀磨钝标准及寿命根据切削用量简明手册表1.9，铣刀后刀面最大磨损量取为1.0mm，车刀寿命T=60min。确定切削速度Vc 切削速度Vc可根据公式计算，也可直接由表中查出。根据切削用量简明手册表1.27 （11）式中：=故由公式(1-1)得Vc=59.7m/minn=271r/min按数控铣床说明书，选择n=500r/min，这时Vc=110m/min。最后决定的铣削用量为：p=1.95mm，f=0.36mm/r，n=500r/min，Vc=110m/min。3）计算基本工时（12）式中L=l+y+，l=6mm，根据切削用量简明手册表1.26，铣削时的入切量及超切量y+=3.6mm，则L=6+3.6mm=9.6mm，故由公式(1-2)得：tm=0.05min2. 钻孔切削用量及时间（1）选择刀具选择高速钢麻花钻头，其直径d。=14.2mm。钻头几何形状为：双锥修磨横刃，=30，2=118，21=70，b=3.5mm，。=12，=55，b=2mm，l=4mm。（2）选择切削用量1）决定进给量f 按加工要求决定进给量：根据切削用量简明手册表2.7，当加工要求为H12H13精度，铸铁的硬度大于200HBS，d。=14.2mm时，f=0.370.45mm/r。由于l/d=47/14.2=3.33，故应乘孔深修正系数k1f=0.915，则：f=（0.370.45）X0.915mm/r=0.340.41mm/r 按钻头强度决定进给量：根据切削用量简明手册表2.8，当灰铸铁硬度大于213HBS，d。=14.2mm，钻头强度允许的进给量f=1.0mm/r。按机床进给机构强度决定进给量：根据切削用量简明手册表2.9，当灰铸铁硬度大于210HBS，d。14.5mm，机床进给机构允许的轴向力为8830N时，进给量为0.81mm/r。从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=0.340.41mm/r。根据Z5125钻床说明书，选择f=0.36mm/r。2）决定钻头磨钝标准及寿命由切削用量简明手册表2.12，当d。=14.2mm时，钻头后刀面最大磨损量取为0.8mm，寿命T=60min。3）决定切削速度由切削用量简明手册表2.15，当f=0.36mm/r时，Vt=13m/min。切削速度的修正系数为：kTv=1.0，kcv=1.0，klv=0.85，ktv=1.0，故：v=vtkv=13X1.0X1.0X0.85X1.0m/min=11.1m/minn=1000v/(d。)=248.8r/min根据Z5125钻床说明书，可考虑选择n=272r/min,但因所选转数较计算转数为高，会使刀具寿命下降，故可将进给量降低一级，即取f=0.28mm/r；也可选择较低一级转数n=195r/min,仍用f=0.36mm/r，比较这两种方案：第一方案 f=0.28mm/r,n=272r/min nf=2720.28mm/min=76.16mm/min第二方案 f=0.36mm/r,n=195r/min nf=1950.28mm/min=70.2mm/min因为第一方案nf的乘积较大，基本工时较少，故第一方案较好。这时Vc=12m/min;f=0.28mm/r。（3）计算基本工时（12）式中L=l+y+，l=47mm，根据切削用量简明手册表2.29，入切量及超切量y+=6mm，则L=47+6mm=53mm，故由公式(1-2)得：tm=0.70min3.工序铣端面切削用量及时间（1）选择刀具1）根据切削用量简明手册表1.2，选择YG6A硬质合金刀片。根据切削用量简明手册表3.1，铣削深度p4mm时，圆盘铣刀直径d。为80mm，a为60mm。但已知铣削宽度ae为70mm，故应根据铣削宽度ae49mm，选择d。=80mm。由于采用标准硬质合金圆盘铣刀，故齿数z=12。2）铣刀几何形状（表3.2）；由于铸铁硬度大于200HBS，故选择r=60，r=30，r=5，。=8（假定cmax0.08mm）, 。=10, s= 10，。1=5。（2）选择切削用量1）决定铣削深p 由于加工余量不大，故可在一次走刀内切完，则：p=h=3mm2)决定每齿进给量fz 根据切削用量简明手册表3.3，当使用YG6A，铣床功率为4.5KW时：fz=0.200.30mm/z取：fz=0.30mm/z3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命根据切削用量简明手册表3.8，由于铣刀直径d。=80mm，故刀具寿命T=180min。4）决定切削速度Vc和每分钟进给量Vf 切削速度Vc可根据切削用量简明手册表3.27中的公式计算，也可直接由表中查出。根据切削用量简明手册表3.27的公式进行计算。各修正系数为：kMv=0.72，ksv=0.8 (见表1.28) kv= kMv ksv=0.576故：Vc=14.5m/minn=58r/min根据X62W型铣床说明书选择：n=60r/min,Vfc=235mm/min因此实际切削速度和每齿进给量为：vc=d。n/1000=3.14*80*60/1000m/min=15m/minfzc=Vfc/n z=235/(60*12)mm/z=0.33mm/z（3）计算基本工时（13）式中L=l+y+，l=40mm，根据切削用量简明手册表3.25，入切量及超切量y+=17mm，则L=40+17mm=57mm，故由公式(1-3)得：tm=0.32min其余工序切削用量及基本时间见工序卡片。3.8本章小结本章对曲轴加工工艺进行分析与设计，在工艺路线确定之后，确定各工序的的具体内容，并通过手册确定加工余量及工序尺寸、设备与工艺设备、切削用量与时间定额。第4章钻床夹具的设计4.1夹具的概念1、夹具的定义夹具是用以装夹工件的装置。机械制造过程中广泛地使用各种夹具，包括机床夹具、装配夹具、焊接夹具、热处理夹具、检验夹具等。机床夹具用于切削加工。在切削加工中，用以固定加工对象，使之定位。机床、夹具、刀具、工件在加工时组成加工系统，工件实现定位和夹紧。2、夹具的作用保证加工精度；减少安装工件的辅助时间，提高劳动生产率；改善劳动条件，减少劳动量和劳动强度；降低加工成本，扩大机床的使用范围；保证安全生产等。 3、夹具的分类机床夹具一般按适用对象、使用特点、使用机床和动力源分类。具体说来，有：1）通用夹具：用以加工两种或两种以上工件的同一夹具。特点：能较好地适应加工工序和加工对象的变换，一般结构均已定型，尺寸、规格系列化。2）专用夹具：专为某一工件的某一工序而设计的夹具。我们设计的钻模夹具就是专用夹具的一种。3）可调夹具：通过调整或更换个别零、部件，能适用多种工件加工的夹具。特点：夹具的使用对象在设计前并不非常确定，通用性范围大。4）成组夹具：根据成组技术原理设计的用于成组加工的夹具。设计成组夹具的前提是成组工艺。特点：只需对个别定位和夹紧组件进行调整或更换，即可用于加工成组内的所有零件。5）组合夹具：由可循环使用的标准夹具零、部件组装成易于联接和拆卸的夹具。6）随行夹具：用以装夹工件，并由工件输送带送至自动线各工位的装置。 4、进行夹具设计的意义夹具是机械制造厂里使用的一种工艺装备。对工件进行机械加工时，为了保证加工要求，首先要使工件相对于刀具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。为此，在进行机械加工之前，先要对其进行夹具设计。 5.夹具设计中需注意的问题在夹具设计过程中，对于被加工零件的定位、夹紧等主要问题，设计人员一般都会考虑的比较周全，但是，夹具设计还经常会遇到一些小问题，这些小问题如果处理不好，也会给夹具的使用造成许多不便，甚至会影响到工件的加工精度。在此归纳一下在夹具设计中经常遇到的一些小问题，具体如下： 1）清根问题在设计端面和内孔定位的夹具时，会遇到夹具体定位端面和定位外圆交界处清根问题。端面和定位外圆如不连接就无此问题。夹具要不要清根，应根据工件的结构而定。如果零件定位内孔孔口倒角较小或无倒角，则必须清根；如果零件定位孔孔口倒角较大或孔口是空位，则不需要清根，而且交界处可以倒为圆角。端面与外圆定位时，也采取一样的规则。 2）让刀问题在设计圆盘类刀具（如铣刀、砂轮等）加工的夹具时，会存在让刀问题。设计这类夹具时，应考虑铣刀或砂轮完成切削或磨削后，铣刀或砂轮的退刀位置，其位置大小应根据所使用的铣刀或砂轮的直径大小，留出超过刀具半径的尺寸位置即可。3）更换问题在设计加工结构相同或相似，尺寸不同的系列产品零件夹具时，为了降低生产成本，提高夹具的利用率，往往会把夹具设计为只更换某一个或几个零件的通用型夹具。定位件外圆与夹具体孔之间的配合不能有间隙，若有了间隙就会影响夹具的定位精度；但是，两者之间也不能有太大的过盈量，如果过盈量太大，就使得零件更换困难。所以，设计时一般采用较紧的过渡配合。为了使定位件能够顺利拆下来，可以在定位件中心设计一螺孔，用一螺杆拧入螺孔内，定位件就能顺利地被顶出。当然，此螺孔直径应小于夹具体孔。.4）防松问题在夹具设计中，经常会使用双头螺柱，双头螺柱一端固定于夹具上，另一端用螺母压紧于加工的零件。双头螺柱与夹具的固定端一般采用六角薄螺母锁紧，然而用螺母锁紧后，在使用中常常会出现松动。如果把螺柱的固定端与夹具体背面基本拧平（螺柱头略低于夹具体），在背面（即左端面）螺纹旋合处，沿圆周均匀铆三点，就能够起到防松作用。而且省去锁紧螺母，需要时还可以进行更换。6.对夹具体的要求 1）有适当的精度和尺寸稳定性夹具体上的重要表面，如安装定位工件的表面、导向组件的表面以及夹具体的安装基面等，应有适当的尺寸和形状精度，他们之间应有适当的位置精度。为使夹具体尺寸稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具要进行退火处理。 2）有足够的强度和刚度加工过程中，夹具体要承受较大的切削力和夹紧力。为保证夹具体不产生不允许的变形和振动，夹具体应该有足够的强度和刚度。因此夹具体须有一定的壁厚，铸造和焊接夹具体常设置加强肋，或在不影响工件装卸的情况下采用框架式夹具体。3）结构工艺性好夹具体应便于制造、装配和检验。铸造夹具体上安装各种组件的表面应铸出凸台，以减少加工面积。夹具体毛面与工件之间应留有足够的间隙。夹具体结构型式应便于工件的装卸，分为开式、半开式和框架式结构等。 4）排屑方便切屑多时，夹具体上应考虑排屑结构。可以在夹具体上开排屑槽或在夹具体下部设置排屑斜面。5）在机床上安装稳定可靠夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上相应表面的接触或配合实现的。当夹具在机床工作台上安装时，夹具的重心应尽量低，重心越高则支承面应越大；夹具底面四边应凸出，使夹具体的安装基面与机床的工作台面接触良好。7.钻模夹具体毛坯的类型1）铸造夹具体铸造夹具体的优点是工艺性好，可铸出各种复杂形状，具有较好的抗压强度、刚度和抗振性，但生产周期长，需进行时效处理，以消除内应力。常用材料为灰铸铁，要求强度高时用铸钢，要求重量轻时用铸铝。在底座毛坯类型选择时，考虑到铸造。2）焊接夹具体它由钢板、型材焊接而成，这种夹具体制造方便、生产周期短、成本低、重量轻。但焊接夹具体的热应力较大，易变形，需经退火处理，以保证夹具体尺寸的稳定性。对于一些工型或者凹槽类的夹具，可以考虑到使用焊接，这样可以节省所用的材料，降低成本。3）锻造夹具体它适用于形状简单、尺寸不大、要求强度和刚度大的场合。锻造后也需要经退火处理。此类夹具体应用较少。在设计滑板时考虑要首先考虑到这种类型。4）型材夹具体这类夹具体取材方便、生产周期短、成本低、重量轻。5）装配夹具体此类夹具体具有制造成本低、周期短、精度稳定等优点，有利于夹具标准化、系列化，也便于夹具的计算机辅助设计。4.2钻斜油孔专用夹具设计4.2.1部分基本件的选择钻模类型的选择：钻模的类型有很多种，在设计钻模时，需要根据工件的形状尺寸、重量、加工要求和批量来选择钻模的结构类型。本文选择固定式钻模。钻套类型的选择：钻套和钻模板是钻床夹具的特殊原件。钻套装配在钻模板上，其作用是确定被加工孔的位置和引导刀具加工。在本文选择可换钻套。当钻套磨损后，可卸下螺钉，更换新的钻套。其中螺钉能防止加工时钻套转动和退刀时随刀具拔出。钻套的尺寸、公差及材料的选择：钻套导向孔的基本尺寸取刀具的最大极限尺寸，采用基轴制间隙配合。座套的导向高度取的要大一点，这样导向性能可增强，刀具强度高，则加工精度高，但钻套和刀具的磨损加剧。一般取(为钻套孔直径)。对于加工精度要求高的孔或者是被加工孔中心较小且其钻头刚度较差时，则应取较大值，反之取较小值。钻套底面应与工件表面留一定空间，方便排屑5。钻模板的选择：应具有足够的刚度来保证钻套位置的准确性。4.2.2 主要零件的选择在进行钻斜油孔时，由于要完成钻2个油孔，因此在设计时就要完成零件的钻第1油孔-放松曲轴-旋转-加紧-移动-停止-钻第2油孔的步骤，利用底座作为滑板的与支架的支撑，滑板完成移动的功能，V型块和V型块夹板保证曲轴的定位与加紧，因此主要零件包括V型块、V型块夹板、滑板、支架、底座等。4.2.3 工步的制定在进行钻斜油孔时，主要由2个工步组成，第一个工步为钻第一个斜油孔，首先将曲轴安放在V型块上，利用活节螺栓和螺母将V型块和V型块夹板进行手动机械加紧，钻第一个油孔，第2工步步骤为，放松螺母，旋转V型块夹板，将曲轴旋转180，利活节螺栓和螺母手动机械加紧，利用液压机构推动滑板带动曲轴运动到第2个油孔位置，利用液压缸的自动锁至机构保证滑板上的曲轴在底座上的位置保持不动，钻第2个斜油孔。4.2.4 钻模夹具应注意的问题1、钻削过程中切削力不大且主切削力向下，所以钻床夹具不一定要固定在机床上。2、钻床夹具应具有确定刀具位置和方向的导向组件钻套和导套以及安装钻套的钻范本。钻套和导套孔就以刀具导向部分尺寸为依据确定其尺寸。钻套高度一般为加工孔径的1.52倍。钻套下端面与所加工孔端面的距离不宜过小或过大，过小了不宜排屑；过大了影响刀具导向精度，一般为1/31倍加工孔径。3、钻模与多轴头配合使用时，钻床夹具应设计导柱或导孔为多轴头导向用。两面导柱和导孔距离应一致，并验算多轴头与夹具在钻床上的封闭尺寸6。4.2.5 钻模夹具的定位及设计原则本文设计的钻模夹具，主要有两个作用。首先它是曲轴在钻油路孔时的钻模夹具。另外可以用作油路孔检验夹具。当然这两个部分，它的定位是有区别的。主要体现在夹紧和量具方面。1、钻模夹具的定位在钻斜油路孔时，采用底座支撑，由于曲轴斜油孔与水平面具有25的夹角，为了保证在钻孔时钻头能够竖直钻入曲轴中，因此在设计底座时，把底座设计成斜面，并与水平面成25的夹角。左右采用两个V形块在下面起支撑作用，他们上面采用V型块夹板机械夹紧，这样的设计的底座和V型块可以使曲轴在自身重力的作用下对于V型块有个压力，使曲轴实现定位。使V型块完成加紧、定位、支撑这3个作用。由于在进行斜油孔钻模时要完全限制住曲轴的6个自由度，左右2个V型块及V型块夹板互相配合可以限制曲轴除在X方向转动以外的5个自由度，因此我们在设计时还要限制曲轴X方向转动的自由度，根据曲轴自身加工基准选择在第2个曲柄处设计一个定位装置，用来限制曲轴X方向转动，可以设计一个类似于凹形槽的装置即可，这样便完全限制住了曲轴的6个自由度，保证加工时的准确性。在底座上、曲轴旁安装一个支座。它的作用主要是支撑钻模板，为它和钻头提供一个较好的角度和高度。它的位置在之前根据所要钻的油路孔的位置来进行调节。另外是钻模板的固定以及钻套的定位。主要是为刀具提供导向作用。而用于检验夹具时，只需要选择量具。对于量具的选择，主要体现在直径和角度方面。直径的检验，可以用心轴。而角度的检验，则需用一个角度量具。如图4.1所示为钻模夹具布置方案。钻孔时加一个夹紧装置，检验油路孔时加一个量具。在检验孔时，用心轴插入油路孔即可。这里的心轴的直径是根据孔的直径及上下偏差来设计的。检验两个孔之间的角度时，采用滑块连杆机构，在两个心轴都插入孔时，用量具来测量之间的角度，即可知道油路孔之间的角度是否合规范以及偏差的多少。图4.1 钻模夹具布置方案1.液压缸 2.底座 3.左V型块夹板 4. 左V型块 5. 定位凹槽 6. 钻模板 7. 支座 8.滑板 9. 右V型块夹板 10. 右V型块2、V形块的设计设计一个V形块，结构如图4.2所示。V型块的设计主要为了完成曲轴定位、支撑的作用，以及配合V型块夹板对曲轴进行加紧，在设计时要考虑到这3方面进行设计。V型块要与滑板进行连接这样左右2个V型块与夹板都连接在一起并且配合V型块夹板就能完成对曲轴的定位和支撑，因此在V型块上要设计2个定位销进行定位同时设计4个孔利用螺栓将V型块与滑板连接在一起。V形块两斜面的夹角选用90。图中可知，V形块的基本尺寸为：V形块的标准心轴直径；V形块高度；检验时，V形块放标准心轴的标准定位高度。根据曲轴零件图，可知工件直径=50mm，尺寸mm，取=59mm。当=90时， (4-1) (4-2)式中：a=(0.140.16)=(0.140.16)50mm=(78)mm此处取：a=7.5mm则由公式(4-2)得：mm由公式(4-1)得：=60+0.70750-0.555.5=71mm基本尺寸确定。用定位块对曲轴主轴颈进行定位，上面采用V型块夹板配合采用机械夹紧。图4.2 V形块3、滑板的设计设计一个滑板如图2.3所示，滑板选用燕尾式结构，滑板的设计主要是为了完成曲轴在底座上平稳的移动，在设计上选用燕尾式，这样的结构能够更好的与支座的燕尾式凹槽配合固定住滑板，限制滑板在底座上的自由度，保证滑板能够沿着导轨稳定的移动。此外由于V型块以及定位凹槽都要固定在滑板上，因此在滑板上要钻出6个定位孔及12个螺栓孔，用来与V型块和定位凹槽进行配合固定。图4.3 燕尾滑板 4、支座的设计设计一个支座如图2.4所示，设计支座主要是为了支撑钻模板，因此支座上下面采用2面支撑，为了节省材料，因此上下2个面与中间钢板采用焊接连接在一起。此外为了保证钻模板的稳定，支座要固定在底座上，这样在支座的下底面上要钻2个定位孔进行定位此外还要钻4个孔利用螺栓和底座进行固定。而在支座上端面由于要与钻模板进行连接，因此在上端面要钻2个定位孔以及4个螺栓孔与钻模板配合进行固定。图4.4 支座5、底座的设计设计底座如图4.5所示，设计底座主要是为了支撑支座、液压缸等具有稳定的位置，此外还要保证滑板在底座燕尾凹槽上能够稳定的移动，底座采用铸造完成，使用HT150作为材料。根据曲轴油孔角度的设定，设计要求底座具有一定的角度，根据曲轴斜油孔角度选择底座角度为25，以保证钻头能够在竖直方向上准确的钻入要求的斜油孔位置。为了保证支座以及液压缸能够固定在底座上，在底座上要钻出4个定位孔分别定位支座以及液压缸，还要钻出8个螺栓孔用来和液压缸和支座配合进行固定。图4.5 底座6、设计的原则首先要保证夹具设计的合理性；第二，要保证曲轴的全方位定位，以避免在加工过程中所产生的误差来提高油路孔的精度。第三，要保证生产效率。4.2.6 斜孔钻模夹具的改进思路设计选用可换钻套。当钻套磨损后，随时可以更换。为了保证钻套在使用过程中不破坏钻模板，故在钻套外配装衬套。钻模板与衬套之间采用H7/g6过盈配合，衬套与钻套之间采用H7/r7间隙配合。钻套材料的选择主要从钻套耐磨性考虑，为此可选择9SiCr，淬火硬度为HRC62-64。将钻模板上限位元部分镶上硬质合金，增强耐磨性，可延长夹具使用寿命。钻套内孔基本尺寸应是所用刀具的最大极限尺寸；钻套与刀具是间隙配合，一般应根据被加工孔的尺寸精度和选用刀具确定钻套内孔的公差。4.2.7液压系统的设计1.滑板液压系统的设计滑板设备液压系统，要求滑板能够在底座上能够左右滑动，并且能在特定的位置保持稳定。2.液压系统回路的设计滑板液压回路如图4.6所示，共由2部分组成：减速回路、锁紧回路。1）减速回路减速回路是使执行元件由泵供给全流量的速度平缓地降低，以达到实际运行速度要求的回路，减速回路由液压缸、溢流阀、换向阀、行程阀，单向调速阀组成。其中起到减速作用的主要是通过行程阀和单向调速阀完成的，如图在液压缸回路接入行程阀和单向调速阀，活塞右行时，快速运行，当档块碰到行程阀凸轮后，压下行程阀，液压缸回油只能通过调速阀回油箱，此时为慢速进行。回程时，液压油通过单向阀进入右腔，快速退回。图4.6 滑板液压控制回路1.液压缸 2.液控单向阀 3.行程阀 4.调速阀 5.电磁换向阀 6. 液压泵 7滤油器8. 油箱9. 溢流阀 2）锁紧回路该回路采用两个液控单向阀组成的锁紧回路，可以实现活塞在任意位置的锁紧。只有在换向阀切换时，压力油向液压缸供给，液控单向阀被反向打开，液压缸活塞才能运动。3）液压缸的设计计算要保证滑板以及上面夹具和曲轴能够沿着滑轨向上移动，由于滑板与底座之间存在摩擦，并且滑板与夹具及曲轴有自身的重力，与水平面存在着25的夹角，滑板要克服这个摩擦力与重力沿滑板方向的分力才能向上运动。设缸01流出的流量为Q1，油缸的截面积为S1，油缸的内径为D1，活塞杆的直径为d1，活塞运行的速度为V1。则Q1=V1S1=V1(D21-d21)/4。3.液压系统的组成1）液压系统的组成液压系统主要由液压发生机构、液压执行机构、液压控制调节机构和辅助装置等四大部分组成。A.液压发生机构油泵它是由液压系统中供给有压力油的装置和压力传动的机械动力。它的作用是将原动机输入的机械能转换为流动液体的压力能。液压发生机构在液压系统中的位置和作用如图4.2所示。B.液压执行机构油缸它是液压传动的执行机构又称液压机，其作用是将液能变为机械能的转换装置，这种装置有两种。此滑板液压系统所采用的是液体压力能转变为直线往复运动机械能的单作用推力油缸。它既能节省动力、又能频繁地进行换向8。液压发生装置泵液压执行机构缸活塞液压控制装置方向阀图4.7 液压系统方框图像C.液压控制调节装置各种液压控制阀它是由来控制和调解液压系统中液油流动，方向、压力、流量和满足工况要求的装置。根据用途和特点控制可分为三类。方向控制阀用来控制液压系统中的油流方向和经由路径；根据实际情况利用单向阀或换向阀的作用来改变执行机构的运动方向和工作顺序；压力控制阀（包括溢流阀、减压阀和顺序阀等）用来控制液压系统的压力以满足执行机构所需要的动力或对液压系统起安全保护作用；流量控制阀（包括节流阀、调速阀、分流和集流阀），用来控制和调节液压系统中的流量，以满足执行机构工作时运动速度的要求。由于液压系统控制阀种类很多，为使用方便和结构紧凑，在设计时合理的将各种阀类元件组合在一起构成组合阀。D.辅助装置管道、油箱、过滤器及控制仪表液压管道是连接液压泵和液压动力机的通道，它们对液压机械的使用性能有很大的影响，在工艺安装过程上，除了进行细致的检查外，对管道布局必须平行垂直正齐。对液压系统中的任何一段管道或管件要求都能自由拆装，也必须按照其工艺过程和技术要求进行。关于压力控制回路和速度控制回路，是由液压元件所组成，可起到完成运动速度调节压力等特定作用。任何一种液压机械，不论其结构怎样复杂，它都是由基本回路构成的液压系统，只要熟悉和掌握这些基本回路，才能正确的使用和分析事故及故障发生的原因。关于液压油的选择，一般液压传动系统都是选用普通液压油。常用的是20#机油，当气温低于-15oC时，应采用25#变压油或有条件的可选用14#稠化液压油。2)液压缸的组成A.缸筒和缸盖一般地说，缸筒和缸盖的结构形式和其使用的材料有关。工作压力p100105Pa时使用铸铁，在p200105Pa时使用无缝钢管，在p200105Pa时使用铸钢或锻钢。B.活塞和活塞杆活塞和活塞杆的结构很多，常见的除一体式、锥销式连接外，还有螺纹式连接和半环式连接等多种形式。螺纹式连接结构简单，装拆方便，但在高压大负载下需备有螺母放松装置。半环式连接结构较复杂，拆装不便，但工作较可靠。此外，活塞和活塞杆也有制成整体式结构的，但它只适用于尺寸较小的场合。活塞一般用耐磨铸铁制造，活塞杆则不论是空心的还是实心的，大多用钢料制造。C.密封装置对于活塞杆外伸部分来说，由于它很容易把赃物带入液压缸，使油液受污染，使密封件磨损，因此常需要在活塞杆密封处增添防尘圈，并放在向着活塞杆外伸的一段。D.缓冲装置液压缸中缓冲装置的工作原理，是利用活塞或缸筒在其走向行程终端时在活塞和缸筒之间封住一部分油液，强迫它从小孔或细缝中挤出，产生很大的阻力，使工作部件受到制动，逐渐减慢运动速度，达到避免活塞和缸盖相互撞击的目的。3)齿轮泵齿轮泵是液压系统中常用的液压泵，在结构上可分为外啮合式和内啮合式两类。外啮合齿轮泵的优点是结构简单，尺寸小，质量轻，制造方便，价格低廉，工作可靠，自吸能力强（容许的吸油真空度大），对油液污染不敏感，维护容易。它的缺点是一些机件承受不平衡径向力，磨损严重，泄露大，工作压力的提高受到限制。此外，它的流量脉动大，因而压力脉动和噪声都较大。内啮合摆线齿轮泵的优点是结构紧凑，零件少，工作容积大，转速高，运动平稳，噪声低。由于齿数较少（一般为47个），其流量脉动比较大，啮合处间隙泄漏大，所以此泵工作压力一般为2.57MPa，通常作为润滑、补油等辅助泵使用。4)单向阀单向阀是用以防止液流倒流的元件。按控制方式不同，单向阀可分为普通单向阀和液控单向阀两类。普通单向阀又称止回阀，其作用是使液体只能向一个方向流动，反向截止。液控单向阀又称单向闭锁阀，其作用是使液流有控制的单向流动。液控单向阀分为普通型和卸荷型两类。液控单向阀的主要以下两种作用。A.保压作用当活塞向下运动完成工件的压制任务后，液压缸上腔仍需保持一定的高压，此时，液控单向阀靠其良好的单向密封性短时保持缸上腔的压力。B.支撑作用当活塞以及所驱动的部件向上抬起并停留时，由于重力作用，液压缸下腔承受了因重力形成的油压，使活塞有下降的趋势。此时，在油路串一液控单向阀，以防止液压缸下腔回流，使液压缸保持在停留位置，支撑重物不致于落下。5)溢流阀溢流阀是节流阀与溢流阀并联而成的组合阀，它能补偿因负载变化而引起的流量变化。使用溢流阀的系统效率较高。因为采用溢流阀的系统，泵的供油压力随负载的增大而增加，能量损失小，系统发热少。6)滤油器在液压系统中，由于系统内的形成或系统外的侵入，液压油中难免会存在这样或那样的污染物，这些污染物的颗粒不仅会加速液压元件的磨损，而且会堵塞阀件的小孔，卡住阀芯，划伤密封件，使液压阀失灵，系统产生故障。因此，必须对液压油中的杂质和污染物的颗粒进行清理。目前，控制液压油清洁程度的最有效方法就是采用过滤器。过滤器的主要功用就是对液压油进行过滤，控制油的洁净程度。7)节流阀流量控制阀是通过改变节流口面积的大小，改变通过阀流量的阀。在液压系统中，流量阀的作用是对执行元件的运动速度进行控制。常见的流量控制阀有节流阀、调速阀、溢流阀等。溢流阀是结构最为简单的流量阀，常与其它形式的阀相结合，形成单向节流阀或行程节流阀。8)油箱油箱的主要功用是储存油液，同时箱体还具有散热、沉淀污物、析出油液中渗入的空气以及作为安装平台等作用。油箱属于非标准件，在实际情况下常根据需要自行设计。油箱设计时主要考虑油箱的容积、结构、散热等问题。因此在本设计中只需要进行液压元件计算选型。其主要内容包括油缸的直径与行程、油泵工作压力、流量、功率以及各种相关控制阀的选型等。4.油缸的选型油缸是液压系统执行元件，也是举升机构的直接动力来源。通常油缸分为活塞式和浮拄式两类。活塞式均为单向作用，其缸体长度大而伸缩长度小、使用油压低（一般不超过14MPa）。浮拄式为多级伸缩式油缸，一般有25个伸缩节，其结构紧凑，并具有短而粗、伸缩长度大、使用油压高（可达35MPa），易于安装布置等优点。浮拄式油缸又分为单向作用式与双向作用式。双向作用式用油压辅助车厢降落，因此工作平稳，降落速度快。直推式倾卸机构多采用单作用多级油缸；而杆系组合式倾卸机构多采用单作用单级油缸。5.油泵的选型为了保证系统正常运转和泵的使用寿命，一般在固定设备系统中，正常工作压力为泵的额定压力的80%左右；要求工作可靠性较高的系统或运动的设备，系统工作压力为泵额定压力的60%左右。泵的流量要大于系统工作的最大流量。为了延长泵的寿命，泵的最高压力与最高转速不宜同时使用。根据设计的特点，选用外齿合齿轮泵。6.油箱与油管的选型1)油箱容积V的选择一般要求油箱容积不得小于全部工作油缸工作容积的三倍，选择 AB40-01-/0060BN23ES/V 油箱。2)油管内径d的选择根据管路计算结果选用软管内径（HG4-406-66）钢丝增强液压橡胶软管。液压油冬季选用HJ-20号机械油，夏季HJ-30号机械油。4.3钻中心孔专用夹具设计4.3.1明确设计任务、收集分析原始资料1.工件的轮廓尺寸小，刚性好，结构简单。工件在夹具上装夹方便，且定位夹紧元件较好布置。2.本工序所使用的机床为Z5125立钻，刀具为通用标准刀具。3.本工序是在工件其他表面半精加工后进行加工的，所以工件获得比较精确的定位基面。4.生产类型为大量生产。所以应在保证工件加工精度要求和适当提高生产率的前提下，尽可能地简化夹具结构，以缩短夹具设计与制造周期，降低设计与制造成本，获得良好的经济效益。4.3.2确定夹具的结构方案1.根据六点定位规则确定工件的定位方式由工序简图可知，该工序限制了工件六个自由度。现根据加工要求来分析其必须限制的自由度数目及其基准选择的合理性。为保证工序尺寸32mm、520.20mm、18mm，应限制工件6个自由度。定位基准为两主轴颈、45连杆颈外圆和主轴颈轴肩。为了保证相对K面的垂直度，需限制工件Y方向旋转自由度，其定位基准为连杆颈。由以上分析可知，根据工件加工要求分析工件应限制的自由度、采用的定位基准与工序简图所限制的自由度、使用的定位基准相同。2.选择定位元件，设计定位装置根据已确定的定位基面结构形式，确定定位元件的类型和结构尺寸。(1)选择定位元件根据以上分析，本工序限制了工件6个自由度，定位基准为两主轴颈、连杆颈和主轴颈轴肩。相应夹具上的定位元件为在两主轴颈处选V型块定位，连杆颈处选支承钉定位。(2)确定定位元件尺寸及配合偏差V型块的设计参照工件尺寸设计，具体尺寸详见夹具零件图R180A1102支承钉根据GB/T222691设计。3.分析计算定位误差通过定位误差分析，判断所设计的定

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