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CA-10型汽油机曲轴加工工艺规程及2套夹具设计【三拐曲轴】【全套CAD图纸+毕业论文】【原创资料】

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关键词：: ca 10 汽油机曲轴加工工艺规程夹具设计开题文献全套 cad 图纸毕业论文原创资料

资源描述：

摘要

此次毕业设计任务是对三拐曲轴零件的机械加工工艺夹具的设计，主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程。此外还对三拐曲轴零件的工序的加工设计了专用夹具.

本文主要对三拐曲轴零件主要以V形块和支承板来定位，靠直压板和弹簧来夹紧，铣键槽时2个V形块与铣刀不能干涉，因此要降低V形块高度，夹具设计要方便、简单。

关键词：加工工艺，加工方法，工艺文件，夹具

ABSTRACT

The graduation design task is to design the fixture machining process of crank shaft parts, including the parts of the analysis, the choice of blank, the clamping, the formulation process route, tool selection, cutting dosage, process documents. Choose the correct methods for processing, manufacturing process design. In addition, processing of loom crank parts design process special fixture.

This paper focuses on the loom crankshaft parts mainly in the V block and the support plate to locate, near the straight plate and spring clamp, keyway milling for 2 V block interference and the cutter can not, so to reduce the V block height, fixture design to be convenient, simple.

Keywords: processing technology, processing methods, process, fixture

摘要II

ABSTRACTI

1 绪论1

1.1机械加工工艺概述1

1.2机械加工工艺流程1

1.3夹具概述2

1.4机床夹具的功能2

1.5机床夹具的发展趋势3

1.5.1机床夹具的现状3

1.5.2现代机床夹具的发展方向3

2 零件分析5

2.1零件的作用5

2.2零件的工艺分析5

2.2.1以拐径为Ø55mm为中心的加工表面6

2.2.2以轴心线两端轴为中心的加工表面6

2.2.3零件图样分析分析6

3 工艺规程设计6

3.1确定毛坯的制造形式6

3.2基面的选择6

3.2.1 粗基准选择7

3.2.2 精基准的选择7

3.3制定工艺路线7

3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定9

3.4.1加工两端中心线上的外圆表面9

3.4.3 铣1：10圆锥处键槽10

3.4.4 车磨拐径为Φ55 mm10

3.5 确定切削用量10

4 铣曲拐端面夹具设计26

4.1设计要求26

4.1.1定位基准的选择26

4.1.2定位元件的设计26

4.1.3铣削力与夹紧力计算27

4.1.4加紧原件的选择31

4.1.5对刀块和塞尺设计31

4.2 确定夹具体结构和总体结构32

4.3 夹具设计及操作的简要说明33

5 铣曲轴键槽专用夹具设计34

5.1定位基准的选择34

5.2定位元件的设计34

5.3铣削力与夹紧力计算35

5.4对刀块和塞尺设计36

6 数控加工程序38

总结39

参考文献40

致谢41

1 绪论

1.1机械加工工艺概述

机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。

一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程。

机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。

比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详细的数据了，机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明。比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。

总的来说，加工工艺是每个步骤的详细参数工艺流程是纲领，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。

1.2机械加工工艺流程

机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。

制订工艺规程的步骤

1) 计算年生产纲领，确定生产类型。

2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。

3) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。

4) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。

5) 填写工艺文件。

6) 选择毛坯。

7) 拟订工艺路线。

8) 确定切削用量及工时定额。

8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。

在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。

1.3夹具概述

现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。

夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。

在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在机床夹具设计是一项重要的技术工作。

1.4机床夹具的功能

在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。

1．机床夹具的主要功能

机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。

定位

定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。

确定工件在夹具中占有正确位置的过程。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。

三拐曲轴.png

三拐曲轴毛坯.png

铣端面夹具图.png

铣端面夹具体.png

铣键槽夹具装配图.png

铣键槽对刀块零件图.png

铣键槽夹具体零件.png

工序卡.png

工艺卡.png

6数控加工程序

O0010

N05 % //起始

N10 T07M06 //换7号刀

N30 M03 M08 S375 //主轴正转，转速375r/min

N35 G43Z30H07 //建立刀补

N40 G0 X-17Y0

N50 G1 Z17.5 F200 //粗铣

N70 X-73

N80 G49G0 Z200

N85 T08M06

N90 G43Z30H08

N95 G0 X-17Y0S475

N100 G01Z17F200 //精铣，转速475r/min

N105 X-73

N110 G49G00Z200 //返回程序起点

N120 M05 M09 //停主轴

N130 % //程序结束

总结

通过毕业设计，我对课本理论知识有了更深刻了理解，同时，绘图能力也有了较大的提高。这对我以后的工作打下了良好的基础

本文是加工工艺和夹具设计，并对工艺方案进行比较选择合理的工艺路线，然后计算分析尺寸，并制定出工艺卡片。最后是夹具的设计。

设计的总体过程可以概括为，首先对零件的结构、形状及材料作整体分析，然后初选加工工艺方案。

本次毕业设计综合了大学里所学的知识，是理论与实际相结合的一个成果。由于专业知识有限，在设计过程中遇到的问题主要通过老师的讲解，同学们的讨论以及查阅资料来解决。

参考文献

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[2] 陈宏钧．实用金属切削手册[M] ．机械工业出版社，2005．1．

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[4] 杨叔子．机械加工工艺师手册[M]．机械工业出版社，2000．

[5] 徐鸿本．机床夹具设计手册[M] ．辽宁科学技术出版社，2003．10．

[6] 都克勤．机床夹具结构图册[M] ．贵州人民出版社，2003．4

[7] 胡建新．机床夹具[M] ．中国劳动社会保障出版社，2001．5．

[8] 冯道．机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册[M] ．安徽文化音像出版社，2003．

[9] 王先逵．机械制造工艺学[M]．机械工业出版社，2000．

[10] 马贤智．机械加工余量与公差手册[M]．中国标准出版社，1994．12．

[11] 刘文剑．夹具工程师手册[M]．黑龙江科学技术出版社，2007

[12] 王光斗．机床夹具设计手册[M]．上海科学技术出版社，2002．8．

内容简介：: 大红鹰学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称三拐曲轴零件名称三拐曲轴共 10 页第 1 页车间工序号工序名称材料牌号金工 70 铣 QT600-3 毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸造 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数端铣铣床 X55W 1 1 夹具编号夹具名称切削液 1 专用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分 ) 准终单件 2 2 工步号工步内容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时 /s r/min m/s mm/r mm 机动辅助 1 经两轴径部分定位压紧分别铣两个端面保证总长尺寸 520mm，钻左端中心孔 B4 铣刀，游标卡尺，专用夹具 500 1.27 0.8 3 1 15 10 设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期 nts 大红鹰学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称三拐曲轴零件名称三拐曲轴共 10 页第 2 页车间工序号工序名称材料牌号金工 80 粗车 QT600-3 毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸造 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床 CW6163 1 1 夹具编号夹具名称切削液 1 专用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分 ) 准终单件 2 2 工步号工步内容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时 /s r/min m/s mm/r mm 机动辅助 1 夹右端外圆，找正两轴径外圆。顶左端中心孔，车两轴径处，其中 1： 20一端（右端）尺寸为 55mm，另一端（左端）尺寸为 70mm（工艺尺寸）车刀，游标卡尺，专用夹具 800 23 1.5 2 1 18 12 设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期 nts大红鹰学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称三拐曲轴零件名称三拐曲轴共 10 页第 3 页车间工序号工序名称材料牌号金工 90 粗车 QT600-3 毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸造 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床 CW6163 1 1 夹具编号夹具名称切削液 1 专用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分 ) 准终单件 2 2 工步号工步内容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时 /s r/min m/s mm/r mm 机动辅助 1 倒头装夹工件左端 70mm 处，中心架夹带锥一端55mm 轴径上，钻右端中心孔 B4，粗车锥度一端各部尺寸，留加工余量 5mm（其中 70mm车至图样尺寸）车刀，游标卡尺，专用夹具 800 23 1.5 2 1 18 12 设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期 nts大红鹰学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称三拐曲轴零件名称三拐曲轴共 10 页第 4 页车间工序号工序名称材料牌号金工 100、 110 铣 QT600-3 毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸造 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床 X52K 1 1 夹具编号夹具名称切削液 1 专用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分 ) 准终单件 2 2 工步号工步内容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时 /s r/min m/s mm/r mm 机动辅助 1 在左端 70mm 轴径上划键槽线深 5mm、宽 12mm、长 75mm（工艺用键槽），注意与靠 70mm 最近的拐在同一平面内 2 以两 55mm定位装夹工件铣键槽宽 12mm、长 75mm 铣刀，游标卡尺，专用夹具 500 1.27 0.8 3 1 15 10 设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期 nts大红鹰学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称三拐曲轴零件名称三拐曲轴共 10 页第 5 页车间工序号工序名称材料牌号金工 120、 130 粗精车 QT600-3 毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸造 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床 CW6163 1 1 夹具编号夹具名称切削液 1 专用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分 ) 准终单件 2 2 工步号工步内容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时 /s r/min m/s mm/r mm 机动辅助 1 采用专用工装装病例工件粗车曲轴三个拐径及拐径两个侧面，（专用工装为转夹具，可进行三等分分度）留加工余量 5mm 车刀，游标卡尺，专用夹具 800 23 1.5 2 1 18 12 2 采用专用工装装夹工件精车曲轴三个拐径及拐径两个侧面，留磨量 0.8mm1mm 车刀，游标卡尺，专用夹具 1200 30.5 1 1 1 18 12 设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期 nts大红鹰学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称三拐曲轴零件名称三拐曲轴共 10 页第 6 页车间工序号工序名称材料牌号金工 140、 150 粗精车 QT600-3 毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸造 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式车床 CW6163 1 1 夹具编号夹具名称切削液 1 专用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分 ) 准终单件 2 2 工步号工步内容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时 /s r/min m/s mm/r mm 机动辅助 1 夹工件左端，顶右端中心孔，车工件右端各部尺寸，留加工余量 0.81mm，车 1： 20锥度留加工余量 1mm 车刀，游标卡尺，专用夹具 800 23 1.5 2 1 18 12 2 倒头，采用两顶尖装夹工件，车左端尺寸 55 025.0005.0mm至 55 18.0mm，倒角 R5 车刀，游标卡尺，专用夹具 1200 30.5 1 1 1 18 12 设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期 nts大红鹰学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称三拐曲轴零件名称三拐曲轴共 10 页第 7 页车间工序号工序名称材料牌号金工 170 磨 QT600-3 毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸造 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数磨床 M8240 1 1 夹具编号夹具名称切削液 1 专用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分 ) 准终单件 2 2 工步号工步内容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时 /s r/min m/s mm/r mm 机动辅助 1 以两中心孔定位装夹工件（专用工装），磨拐径三处至图样尺寸 55025.0005.0 mm，靠磨拐径两侧及圆角 R5 磨刀，游标卡尺，专用夹具 800 34.7 0.5 1 1 20 15 设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期 nts大红鹰学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称三拐曲轴零件名称三拐曲轴共 10 页第 8 页车间工序号工序名称材料牌号金工 180 磨 QT600-3 毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸造 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数磨床磨床 M1432A 1 1 夹具编号夹具名称切削液 1 专用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分 ) 准终单件 2 2 工步号工步内容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时 /s r/min m/s mm/r mm 机动辅助 1 以两中心孔定位装夹工件，磨轴径两处 55 025.0005.0 mm至图样尺寸磨 50 02.0 mm至图样尺寸磨刀，游标卡尺，专用夹具 800 34.7 0.5 1 1 20 15 设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期 nts大红鹰学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称三拐曲轴零件名称三拐曲轴共 10 页第 9 页车间工序号工序名称材料牌号金工 190 磨 QT600-3 毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸造 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数磨床磨床 M1432A 1 1 夹具编号夹具名称切削液 1 专用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分 ) 准终单件 2 2 工步号工步内容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时 /s r/min m/s mm/r mm 机动辅助 1 夹工件左端，中心架夹右端 55 025.0005.0 mm处，找正，磨 1： 20锥度至图样尺寸磨刀，游标卡尺，专用夹具 800 34.7 0.5 1 1 20 15 设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期 nts大红鹰学院机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称三拐曲轴零件名称三拐曲轴共 10 页第 10 页车间工序号工序名称材料牌号金工 200、 210 铣 QT600-3 毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸造 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床 X52K 1 1 夹具编号夹具名称切削液 1 专用夹具普通乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分 ) 准终单件 2 2 工步号工步内容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时 /s r/min m/s mm/r mm 机动辅助 1 划 12004.0 mm 6mm键槽 2 以两轴径定位装夹工件铣 12004.0 mm 6mm键槽铣刀，游标卡尺，专用夹具 500 1.27 0.8 3 1 15 10 设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期 nts 大红鹰学院机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称三拐曲轴零件名称三拐曲轴共 3 页第 1 页材料牌号 QT600-3 毛坯种类铸造毛坯外形尺寸毛坯件数 1 每台件数 1 备注大批生产工序号工名序称工序内容车间工段设备工艺装备工时（ min）准终单件 10 铸铸造（左端 55mm处铸造尺寸为 75mm）铸造一 20 清砂清砂铸造一 30 热处理人工时效处理铸造一 40 清砂细清砂铸造一 50 涂漆非加工表面涂红色防锈漆铸造一 60 划线按毛坯外形找正，照顾各加工面，划外形尺寸线铸造一 70 铣经两轴径部分定位压紧分别铣两个端面保证总长尺寸 520mm，钻左端中心孔 B4 金工二铣床 X55W （端铣）铣刀，游标卡尺，专用夹具 15 10 80 粗车夹右端外圆，找正两轴径外圆。顶左端中心孔，车两轴径处，其中 1： 20 一端（右端）尺寸为 55mm，另一端（左端）尺寸为 70mm（工艺尺寸）金工二卧式车床CW6163 车刀，游标卡尺，专用夹具 18 12 90 粗车倒头装夹工件左端 70mm 处，中心架夹带锥一端 55mm 轴径上，钻右端中心孔 B4，粗车锥度一端各部尺寸，留加工余量 5mm（其中 70mm车至图样尺寸）金工二卧式车床CW6163 车刀，游标卡尺，专用夹具 18 12 100 划线在左端 70mm轴径上划键槽线深 5mm、宽 12mm、长 75mm（工艺用键槽），注意与靠 70mm最近的拐在同一平面内金工二 10 5 设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期 nts 大红鹰学院机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称三拐曲轴零件名称三拐曲轴共 3 页第 2 页材料牌号 QT600-3 毛坯种类铸造毛坯外形尺寸毛坯件数 1 每台件数 1 备注大批生产工序号工名序称工序内容车间工段设备工艺装备工时（ min）准终单件 110 铣以两 55mm定位装夹工件铣键槽宽 12mm、长 75mm 金工二铣床 X52K 铣刀，游标卡尺，专用夹具 15 10 120 粗车采用专用工装装病例工件粗车曲轴三个拐径及拐径两个侧面，（专用工装为转夹具，可进行三等分分度）留加工余量 5mm 金工二卧式车床CW6163 车刀，游标卡尺，专用夹具 18 12 130 精车采用专用工装装夹工件精车曲轴三个拐径及拐径两个侧面，留磨量 0.8mm1mm 金工二卧式车床CW6163 车刀，游标卡尺，专用夹具 18 12 140 精车夹工件左端，顶右端中心孔，车工件右端各部尺寸，留加工余量0.81mm，车 1： 20锥度留加工余量 1mm 金工二卧式车床CW6163 车刀，游标卡尺，专用夹具 18 12 150 精车倒头，采用两顶尖装夹工件，车左端尺寸 55025.0005.0 mm 至55 18.0mm，倒角 R5 金工二卧式车床CW6163 车刀，游标卡尺，专用夹具 18 12 160 检验检查曲轴偏心距 170 磨以两中心孔定位装夹工件（专用工装），磨拐径三处至图样尺寸 55 025.0005.0mm，靠磨拐径两侧及圆角 R5 金工二磨床 M8240 磨刀，游标卡尺，专用夹具 20 15 180 磨以两中心孔定位装夹工件，磨轴径两处 55025.0005.0 mm至图样尺寸磨 50 02.0 mm至图样尺寸金工二磨床 M1432A 磨刀，游标卡尺，专用夹具 20 15 设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期 nts 大红鹰学院机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称三拐曲轴零件名称三拐曲轴共 3 页第 3 页材料牌号 QT600-3 毛坯种类铸造毛坯外形尺寸毛坯件数 1 每台件数 1 备注大批生产工序号工名序称工序内容车间工段设备工艺装备工时（ min）准终单件 190 磨夹工件左端，中心架夹右端 55025.0005.0 mm 处，找正，磨 1： 20锥度至图样尺寸金工二磨床 M1432A 锥度环规铜皮磨刀，游标卡尺，专用夹具 20 15 200 划线划 12004.0 mm 6mm键槽金工二 210 铣以两轴径定位装夹工件铣 12004.0 mm 6mm键槽金工二铣床 X52K 铣刀，游标卡尺，专用夹具 15 10 220 钳修锉飞刺 230 检验磁粉探伤 240 检验按图样检验工件各部尺寸精度 250 入库涂油入库设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期 nts宁波大红鹰学院毕业设计（论文）开题报告课题名称 CA-10 型汽油机曲轴加工工艺规程及夹具设计课题来源教师拟定课题类型工程设计指导教师学生姓名专业机械设计制造及其自动化学号一、选题的目的及意义 CA-10 型汽油机曲轴加工工艺规程及夹具设计是本人在基本完成大学的学习任务后完成的一次由理论转化为实际生产的一个过程，将我在大学期间学习到的东西全部整合到一起运用到实践当中去，使本人对自己所学的专业知识，专业技能，和专业所从事的方向有了更深层次的学习与了解，为我以后的工作打下基础。机械加工工艺主要是实现产品的设计，保证产品质量，节约能源，降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，生产安全，技术检测和健全劳动组织的重要依据。然而夹具在制造系统中也是一个非常重要的组成部分，好的夹具可以提高劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本，还可以扩大机床的使用范围，而这个 CA-10 型汽油机曲轴的精度，材料的好坏，加工的工艺将直接影响到发动机的使用效率和寿命，所以本次设计要实现产品的设计，保证产品质量还要在保证产品加工精度的同时提高生产率，节约成本。二、国内外研究现状从英国莫里斯的 “ 工艺美术运动 ” ，到德国的包豪斯设计革命以及美国的广泛传播改革开放以来，随着中国与世界的接轨，中国不断的引进了西方先进的加工技术，而且随着世界科技的飞速发展，数控机床，加工中心，柔性制造单元，柔性制造系统等一系列高端设备得以广泛的运用，使得我国的加工精度和加工方法也发生了革命性的改变。 13产品更新换代的加快，产品需求的多样化，是制造业面临巨大挑战，特别像 CA-10 型汽油机曲轴这种不规则零件就出现了重大问题，现阶段 CA-10 型汽油机曲轴零件加工还打不到自动化加工，它的工艺好需要人工画线的方法来保证，而零件的装夹也是通过人工来完成的，所以现阶段我国对 CA-10 型汽油机曲轴这种不规则零件的加工的效率还是比较低的阶段。夹具方面人们也从过去传统的夹具的装夹，定位，刀具的引导定位为夹具的装夹和定位，随着数字化加工设备的扩大化，已经将夹具的引导刀具功能完全替代，给今后的夹具的快速装夹与定位提出了更高的要求。 2 三、本课题的研究手段和预期结果 1、研究内容 (1)查阅文献资料，详细研究零件图，了解零件的结构。 (2)根据零件的结构选取毛坯的种类和制造方法毛坯余量的选择。 (3)制定工艺规程和可行性分析。 (4)选择粗精基准，计算和选择金属切削机床的技术参数。 (5)根据 CA-10 型汽油机曲轴的结构设计工序过程中的专用夹具。 nts2、本课题可能遇到的问题及其研究方法（ 1）在刚开始的时候工序的划分以及定位基准会比较难选择，所以就在过程中腰认真分析零件图，了解 CA-10 型汽油机曲轴的结构特点及相关的技术要求而加工工序要根据生产类型，零件的结构来认真分析。（ 2）在夹具设计的时候也可能遇到问题，比如工件的定位是否正确，定位精度是否满足要求等等，所以要调查现阶段国内外比较先进的 CA-10 型汽油机曲轴结构，从整体上把握设计的方向，了解 CA-10 型汽油机曲轴的加工工艺规程及夹具的设计原理。（ 3）通过大量的资料，研究零件的结构，选择合适的加工方法，及选择合理的基准和工序安排。（ 4）熟悉夹具的结构选择合理的机床及装夹设备，确定加工余量和工序，进行精细的准确的尺寸计算，和时间的估算。 3、课题预期结果（ 1）了解了 CA-10 型汽油机曲轴的作用，完成对零件的结构分析，并制作出合理的夹具及装夹方案（ 2）在保证经济和尺寸精度的要求下制定出合理的加工方法及加工工序。（ 3）在老师的要求下及自己的计划内完成各项任务。 4、完成课题所需的工作条件在前期得做好各项准备，要查阅大量的文献了解 CA-10 型汽油机曲轴的结构，并在CAD， PRO/E 上画出这个零件，认真去了解他的结构，这当中就需要一些工具书比如机械加工工艺手册，夹具设计图册，刀具设计手册以及有关教材及参考资料，最后如果有需要还可以选择去工厂调研，以上条件具备完成本课题所需的工作条件。四、研究进度第 1 第 2 周完成收集资料，开题报告，文献综述及外文翻译等第 3-第 5 周根据零件结构和尺寸要求，完成工艺规程设计第 6 第 9 周工艺装备设计第 10 第 12 周编写设计说明书第 13 周毕业设计答辩五、主要参考文献资料 1 于勇 . 我国机械制造技术的现状及发展方向 J. 山西焦煤科技 ,2010,(S1) :75-76 2 应雷 . 浅谈我国机械制造业的困境和发展战略对策 J. 科技资讯 , 2010,(27) :112 3 侯志楠 . 浅析机械制造技术的发展历程、现状及趋势 J. 2010/20 4 濮良贵，纪名刚 . 机械设计 M .高等教育出版社， 2006 5 黎震，朱江峰 . 先进制造技术 M . 北京理工大学出版， 2009 6 郑修本 . 机械制造工艺学 M . 北京：机械工业出版社， 2007 7 徐鸿本 . 机床夹具设计手册 M.辽宁：辽宁科学技术出版社， 2004 nts8 闻邦椿 . 机械设计手册（第 5 版）第 1 卷机械工业出版社， 2010 9 张捷 . 机械制造技术基础 M . 西南交通大学出版社， 2006 10卢秉桓 . 机械制造基础 M .北京：机械工业出版社， 2008 11 王先逵 . 机械制造工艺学 M .北京：机械工业出版社， 2004 12 Handbook of Machine Tools Manfred weckJ ,2005 13Boyes W E. Jigs and Fixture .America,SMEJ,2006 指导教师签名：年月日 nts 宁波大红鹰学院毕业论文（设计）文献综述论文题目 CA-10 型汽油机曲轴加工工艺规程及夹具设计学院专业姓名学号指导教师 2015 年 1 月 5 日 nts 文献综述 1、前言机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件，是一切有关工生产人员都应严格执行、认真贯彻的纪律性文件。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺规程来体现。而机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义。机械的加工工艺及夹具设计是在完成了大学的全部课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后从事专业技术的工作打下基础。机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求 ,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。 2、发展历史从 1949 年以来，我国机械工业有了很大的发展，已经成为工业中产品门类比较齐全、具有相当规模和一定技术基础的产业部门之一，其机械加工和夹具也有很大的发展，但是与工业发达国家相比，我们这方面的水平还存在着阶段性的差距，主要表现在机械产品质量和水平不够高，加工工艺过程不合理，夹具应用也比较少，使其加工工人劳动强度大，加工出来的产品也不理想。夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关nts系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工紧。人们越来越认识到中不可缺少的工艺装备。 3、发展现状长期以来，加工工艺编制是由工艺人员凭经验进行的。如果由几位工艺员各自编制同一个零件的工艺规程，其方案一般各不相同，而且很可能都不是最佳方案。这是因为工艺设计涉及的因素多，因果关系错综复杂。 CAPP 将是机械加工工艺的发展趋势，它不仅提高了工艺设计的质量，而且使工艺人员从繁琐重复的工作中摆脱出来，集中精力去考虑提高工艺水平和产品质量问题。制造业是国民经济的基础，随着以计算机技术为主导的现代科学技术的迅速发展，以 “ 时间驱动 ” 为特征的市场竞争、产品更新换代的加快、商品需求的多样化、用户素质的提高等使制造业面临着巨大的挑战，特别像后钢板弹簧吊耳类不规则零件的加工就出现了一些问题，在现阶段像后钢板弹簧吊耳类的加工还没达到现代自动化的水平。在现代的中小批量生产中，它的加工工艺还需人工画线的方法来保证其精度，而对工件的装夹也是通过人工的方法进行的。因此我国对后钢板弹簧吊耳类不规则零件的加工还处于效率低、成本高的阶段。机床夹具最早出现在 18 世纪后期。随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的 85左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔 3 4 年就要更新 50 80左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为 10 20左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（ FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本； 2）能装夹一组具有相似性特征的工件； 3）能适用于精密加工的高精度机床夹具； 4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具； nts5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率； 6）提高机床夹具的标准化程度。 4、发展趋势随着机械工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。特别像后钢板弹簧吊耳类不规则零件的加工还处于落后阶段。在今后的发展过程中，应大力推广使用组合夹具、半组合夹具、可调夹具，尤其是成组夹具。在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精高效模块组合通用经济方向发展。（ 1）特种加工它是指一些物理的、化学的加工方法，如电火花加工、电解加工、超声波加工、激光加工、离子束加工等。特种加工方法的主要对象是难加工材料的加工，如金刚石、陶瓷等超硬材料的加工，其加工精度可达分子级加工单位或原子级加工单位，所以它又常常是精密加工和超精密加工的重要手段。特种加工与传统加工相结合的复合加工有较大的发展前途。（ 2）快速成形利用离散、堆积成形概念，可将一个三维实体分解为若干二维实体制造出来，再经堆积而构成三维实体。（ 3）精密工程它包括精密加工的超精密加工技术、微细加工和超微细加工技术、微型机械和纳米技术等方面。当前，以纳米技术为代表的超精密加工技术和以微细加工为手段的微型机械技术有重要意义，它们代表了这一时期精密工程的方向。（ 4）传统加工工艺的改造和革新这一方面的技术潜力很大，如高速切削、超高速切削、强力磨削、超硬材料磨具的出现都对加工理论的发展、加工质量和效率的提高有重要意义。另一方面，旧设备的改造和挖潜，如普通机床改造成数控机床等，对机械工业的发展和提高是不容忽视的。 5、设计面临的问题在设计中，需要对零件加工工艺方案和夹具进行设计，在确定加工工艺方案时，可能会出现工艺路线的不合理，甚至出现不能保证加工所要求达到的精度。nts在进行夹具设计时，可能因定位基准选择不合理，出现过定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保证。在选择夹紧机构时由于机构的大小，尺寸等不合理，而达不到夹紧的目的，也可能因夹紧力作用点或作用面的位置不合理而使工件产生翻转。所以在设计过程中应制订多套方案，以供比较选择最优，同时还要多请教指导老师和同学，并多查阅相关的书籍来尽可能好的完成设计。 6、总结在机械制造中，为完成需要的加工工序、装配工序及检验工序等，使用着大量的夹具。利用夹具，可以提高劳动生产率，提高加工精度，减少废品，可以扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件。因此，夹具是机械制造中的一项重要的工艺装备。夹具设计的基础理论一个好的机床夹具，首先要保证能加工出合格的产品。为此，所设计的夹具首先应满足以下两项要求：第一，在未受外力作用时，加工件对刀具和机床应保持正确的位置，即加工件应有正确的定位。第二，在加工过程中，作用于加工件上的各种外力，不应当破坏加工件原有的正确定位，即对加工件应有正确的夹紧。综上，机械加工艺及夹具随着科技的发展都使计算机技术、数控技术、控制论及系统工程与制造技术的结合为制造系统，形成现代制造工程学。而物料流、能量流、信息流是组成制造系统的三个基本要素。现代加工都为集成化的系统加工，这虽减轻了工人的劳动强度，但同时对工人的知识水平要求较高。这需要我们全方位的认知现代科技知识。因此，在以后的学习中需要我们全方位的学习其各个相关领域的知识，不能只注重一点，为将来的人才战略提出了新的要求。参考文献 1 孙丽媛，机械制造工艺及专用夹具设计指导，北京：冶金工业出版社， 2002。 2 东北重型机械学院等，机床夹具设计手册，上海：上海科学技术出版社， 1979。 3 刘守勇等，机械制造工艺与机床夹具 . 北京 :机械工业出版社， 1994.7 4 王启平，机床夹具设计 M.哈尔滨 :哈尔滨工业大学出版社， 1988. 5 林文焕 .陈本通，机床夹具设计 M.北京 :国防工业出版社， 1987. 6 徐发仁，机床夹具设计 M.重庆 :重庆大学出版社， 1996.7 7 王昆等，机械设计课程设计 M.武汉 : 高等教育出版社， 1995 nts8 邱宣怀，机械设计 M.第四版 .北京 :高等教育出版社， 1997 9 柯明扬，机械制造工艺学 M. 北京 :北京航天航空大学出版社， 1995 10 孟少龙，机械加工工艺手册第 1 卷，北京：机械工业出版社， 1991。 11金属机械加工工艺人员手册修订组，金属机械加工工艺人员手册，上海：上海科学技术出版社， 1979。 12 Haffman E G. Jig and Fixture Design.America, VNR Co.,1980. 13 Boyes W E. Jigs and Fixture .America,SME,1982. nts 大红鹰学院本科毕业设计 CA-10 型汽油机曲轴加工工艺规程及夹具设计学生姓名：学生学号：院系：年级专业：指导教师： nts II 摘要此次毕业设计任务是对三拐曲轴零件的机械加工工艺夹具的设计，主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程。此外还对三拐曲轴零件的工序的加工设计了专用夹具 . 本文主要对三拐曲轴零件主要以 V形块和支承板来定位，靠直压板和弹簧来夹紧，铣键槽时 2个 V形块与铣刀不能干涉，因此要降低 V形块高度，夹具设计要方便、简单。关键词：加工工艺，加工方法，工艺文件，夹具 nts I ABSTRACT The graduation design task is to design the fixture machining process of crank shaft parts, including the parts of the analysis, the choice of blank, the clamping, the formulation process route, tool selection, cutting dosage, process documents. Choose the correct methods for processing, manufacturing process design. In addition, processing of loom crank parts design process special fixture. This paper focuses on the loom crankshaft parts mainly in the V block and the support plate to locate, near the straight plate and spring clamp, keyway milling for 2 V block interference and the cutter can not, so to reduce the V block height, fixture design to be convenient, simple. Keywords: processing technology, processing methods, process, fixture nts II 目录摘要 . II ABSTRACT . I 1 绪论 . 1 1.1 机械加工工艺概述 . 1 1.2 机械加工工艺流程 . 1 1.3 夹具概述 . 2 1.4 机床夹具的功能 . 2 1.5 机床夹具的发展趋势 . 3 1.5.1 机床夹具的现状 . 3 1.5.2 现代机床夹具的发展方向 . 3 2 零件分析 . 5 2.1 零件的作用 . 5 2.2 零件的工艺分析 . 5 2.2.1 以拐径为 55mm 为中心的加工表面 . 6 2.2.2 以轴心线两端轴为中心的加工表面 . 6 2.2.3 零件图样分析分析 . 6 3 工艺规程设计 . 6 3.1 确定毛坯的制造形式 . 6 3.2 基面的选择 . 6 3.2.1 粗基准选择 . 7 3.2.2 精基准的选择 . 7 3.3 制定工艺路线 . 7 3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 9 3.4.1 加工两端中心线上的外圆表面 . 9 3.4.3 铣 1： 10 圆锥处键槽 . 10 3.4.4 车磨拐径为 55 mm . 10 3.5 确定切削用量 . 10 4 铣曲拐端面夹具设计 . 26 4.1 设计要求 . 26 4.1.1 定位基准的选择 . 26 4.1.2 定位元件的设计 . 26 4.1.3 铣削力与夹紧力计算 . 27 4.1.4 加紧原件的选择 . 31 4.1.5 对刀块和塞尺设计 . 31 4.2 确定夹具体结构和总体结构 . 32 4.3 夹具设计及操作的简要说明 . 33 5 铣曲轴键槽专用夹具设计 . 34 5.1 定位基准的选择 . 34 5.2 定位元件的设计 . 34 5.3 铣削力与夹紧力计算 . 35 nts III 5.4 对刀块和塞尺设计 . 36 6 数控加工程序 . 38 总结 . 39 参考文献 . 40 致谢 . 41 nts 1 1 绪论 1.1 机械加工工艺概述机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。一个普通零件的加工工艺流程是粗加工 -精加工 -装配 -检验 -包装，就是个加工的笼统的流程。机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详细的数据了，机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明。比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。总的来说，加工工艺是每个步骤的详细参数工艺流程是纲领，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。 1.2 机械加工工艺流程机械加工工艺规程一般包括以下内容：工件加工的工艺路线、各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备、工件的检验项目及检验方法、切削用量、时间定额等。制订工艺规程的步骤 1) 计算年生产纲领，确定生产类型。 2) 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。 3) 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 4) 确定各工序所用的设备及刀具、夹具、量具和辅助工具。 5) 填写工艺文件。 nts 2 6) 选择毛坯。 7) 拟订工艺路线。 8) 确定切削用量及工时定额。 8) 确定各主要工序的技术要求及检验方法。在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。 1.3 夹具概述现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本等，在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有极其重要的地位。夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在机床夹具设计是一项重要的技术工作。 1.4 机床夹具的功能在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。 1机床夹具的主要功能机床夹具的主要功能是装工件，使工件在夹具中定位和夹紧。定位定位是通过工件定位基准面与夹具定位元件面接触或配合实现的。确定工件在夹具中占有正确位置的过程。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求。（ 2）夹紧由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。因此，nts 3 夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。 2机床夹具的特殊功能机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。（ 1）对刀如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。（ 2）导向导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置并引导其进行钻削。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。 1.5 机床夹具的发展趋势随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。 1.5.1 机床夹具的现状数控机床（ NC）、加工中心（ MC）、成组技术（ GT）、柔性制造系统（ FMS）等新技术的应用现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈的竞争。特别是近年来，对机床夹具提出了如下新的要求： 1）适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。 2）能装夹一组具有相似性特征的工件。 3）提高机床夹具的标准化程度。 4）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。 5）适用于精密加工的高精度机床夹具。 6）采用液压或气压夹紧的高效夹紧装置，以进一步提高劳动生产率。 1.5.2 现代机床夹具的发展方向现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化、柔性化四个方面。标准化机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。 nts 4 目前我国已有夹具零件及部件的国家标准： GB/T2148T2259 91 以及各类通用夹具、组合夹具标准等。夹具的标准化阶段是通用化的深入，主要是确立夹具零件或部件的尺寸系列，为夹具工作图的审查创造良好的条件。通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。精密化精密化夹具的结构类型很多，随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达 0.1；用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为 5 m；精密心轴的同轴度公差可控制在 1 m 内；又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度公差可达 0.20.5 m。高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。柔性化机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式，以适应可变因素的能力。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、拼装夹具、数控机床夹具等。可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。在较长时间内，夹具的柔性化将是夹具发展的主要方向。 nts 5 2 零件分析 2.1 零件的作用题目所给定的零件是单杠内燃机上的曲轴，它位于内燃机连杆处，曲轴产生旋转运动，带动连杆使活塞产生往复运动，并将旋转转为直线运动，它在工作过程中将承受周期性的复杂的交变载荷。其主要作用是传递转矩，是连杆获得所需的动力。2.2 零件的工艺分析由内燃机的曲轴零件图可知，它的外表面上有多个平面需要进行加工，此外各表面上还需加工一系列螺纹、孔和键槽。因此可将其分为两组加工表面，它们相互间有一定的位置要求 .现分析如下 : nts 6 2.2.1 以拐径为 55mm 为中心的加工表面这一组加工表面包括 : 拐径 55mm 加工及其倒圆角 ,它的加工表面的位置要求是 55 mm平行度公差为 0.04 mm。 2.2.2 以轴心线两端轴为中心的加工表面这一组加工表面： 1： 10锥度面上 75x12mm的键槽，各轴的外圆表面 , 右。这组加工表面有一定的圆柱度要求，主要是：这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要有： (1)曲轴拐径 55 mm轴心线与 A基准轴心线的平行度公差 0.04mm 又以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可在仿型车床上一起加工。 2.2.3 零件图样分析分析 1、零件图样分析 l） 55 025.0005.0mm 两轴径同轴度公差为 0.03mm。 2） 1:20 锥度部分对 A-B 轴心线同轴度公差为 0.03mm。 3）三个拐径分别对 A-B 轴心线平行度公差为 0.03mm。 4）热处理，人工时效处理 227270HBS。 5）曲轴材料为 QT600-3。 3 工艺规程设计 3.1 确定毛坯的制造形式零件材料 QT600-3。考虑到内燃机曲轴的零件较大，零件比较复杂，且大批量生产应采用模锻。而且投资较少，成本较低，生产周期短。 3.2 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以nts 7 使加工质量得到保证，生产率得以提高。不盲目的选择基面，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。 3.2.1 粗基准选择在大批生产的条件下，通常都是采取夹具中装夹。 3.2.2 精基准的选择加工曲轴的主轴颈止以及与主轴颈同旋转轴心线的其它配合部分和曲柄外圆弧面、外端面时，同轴类零件外圆表面加工一样，采用辅助精基准顶针孔。用顶针孔作为精基准，符合基面同一的原则，从而可以保证一次安装中加工的各表面的同轴度或垂直度。对于主轴颈较大而偏心距又较小的曲轴，可以在曲轴两端面上分别各打出两个顶针孔 A及 B，使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。 3.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应该是使零件的几何形状、尺寸精度等技术要求能得到合理的保证。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线方案：表 2-10 三拐曲轴机械加工工艺过程卡工序号工序名称工序内容工艺装备 1 铸铸造（左端 55mm 处铸造尺寸为 75mm） 2 清砂清砂 3 热处理人工时效处理 4 清砂细清砂 5 涂漆非加工表面涂红色防锈漆 6 划线按毛坯外形找正，照顾各加工面，划外形尺寸线 7 铣经两轴径部分定位压紧分别铣两个端面保证总长尺寸 520mm，钻左端中心孔 B4 X55W （端铣） 8 粗车夹右端外圆，找正两轴径外圆。顶左端中心孔，车两轴径处，其中 CW6163 nts 8 1： 20 一端（右端）尺寸为 55mm，另一端（左端）尺寸为 70mm（工艺尺寸） 9 粗车倒头装夹工件左端 70mm 处，中心架夹带锥一端 55mm 轴径上，钻右端中心孔 B4，粗车锥度一端各部尺寸，留加工余量 5mm（其中 70mm 车至图样尺寸） CW6163 10 划线在左端 70mm 轴径上划键槽线深 5mm、宽 12mm、长 75mm（工艺用键槽），注意与靠 70mm 最近的拐在同一平面内 11 铣以两 55mm 定位装夹工件铣键槽宽 12mm、长 75mm X52K 12 粗车采用专用工装装病例工件粗车曲轴三个拐径及拐径两个侧面，（专用工装为转夹具，可进行三等分分度）留加工余量 5mm 专用工装 CW6163 13 精车采用专用工装装夹工件精车曲轴三个拐径及拐径两个侧面，留磨量0.8mm1mm CW6163 14 精车夹工件左端，顶右端中心孔，车工件右端各部尺寸，留加工余量0.81mm，车 1： 20 锥度留加工余量 1mm CW6163 15 精车倒头，采用两顶尖装夹工件，车左端尺寸 55025.0005.0 mm 至55 18.0mm，倒角 R5 CW6163 16 检验检查曲轴偏心距 17 磨以两中心孔定位装夹工件（专用工装），磨拐径三处至图样尺寸55 025.0005.0mm，靠磨拐径两侧及圆角 R5 M8240 18 磨以两中心孔定位装夹工件，磨轴径两处 55025.0005.0 mm 至图样尺寸磨 50 02.0 mm 至图样尺寸 M1432A 19 磨夹工件左端，中心架夹右端 55025.0005.0 mm 处，找正，磨 1： 20 锥度至图样尺寸 M1432A 锥度环规铜皮 20 划线划 12004.0 mm 6mm 键槽 21 铣以两轴径定位装夹工件铣 12004.0 mm 6mm 键槽 X52K 22 钳修锉飞刺 nts 9 23 检验磁粉探伤 24 检验按图样检验工件各部尺寸精度 25 入库涂油入库 3.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定内燃机曲轴零件材料为 QT600-3，硬度 190270HBS，毛坯重量约为 40.3kg，生产类型为大批生产，采用毛坯锻件。 3.4.1 加工两端中心线上的外圆表面由于这些表面的粗糙度要求较高，它们的表面粗糙度有 Ra1.6 m 和Ra3.2 m ，根据工序要求，轴径 55mm 00.03+-还要研磨。粗车：参照机械加工工艺手册表 2.3-22，其余量规定为 2.5 5mm ，现取 2.5mm 。精车：参照机械加工工艺手册表 2.3-39，其余量规定为 1mm 粗磨：参照机械加工工艺手册表 2.3-42，其余量规定为 0.5 0.6mm- ，现取 0.5mm 。研磨：参照机械加工工艺手册表 2.3-44，其余量规定为 0 .0 0 8 0 .0 1 5 mm- 现取 0.01mm 。轴径 55mm，锻造毛坯的基本尺寸分别为： 55+（ 2.5+1+0.5） *2=76mm,65+（ 2.5+1+0.5+0.01） *2=73.02mm。根据机械加工工艺手册表 2.3-18,锻件尺寸公差为 1 2mm- ，现取 1mm。对轴径 55mm有：毛坯的名义尺寸为： 55+（ 2.5+1.1+0.5） *2=76mm 毛坯最小尺寸为： 76-1=75 mm 毛坯最大尺寸为： 76+1=77mm 精车后尺寸为： 55+0.5*2=69mm 粗磨后尺寸与零件图尺寸相同，即 55mm 而对于锥度为 1： 10 的轴径粗糙度要求为 Ra 3.2 m ,精车能达到要求，此时直径粗加工余量 2Z=5mm 精加工为 0.5mm 能满足加工要求。而对于飞轮外螺纹表面粗糙度要求为 R 3.6a m 故粗车就能达到要求。 nts 10 3.4.3 铣 1： 10 圆锥处键槽根据工艺要求，端面精度要求不高粗糙度为 Ra3.2 m ,需要粗精铣键槽，此时的余量 2Z=3mm已能满足加工要求。 3.4.4 车磨拐径为 55 mm 由于表面的粗糙度要求较高，它们的表面粗糙度都是 Ra 6.1 m ，根据工序要求，拐径 55 00.039+-mm加工分粗、精车，还有粗、研磨。粗车：参照机械加工工艺手册表 2.3-5，其余量规定为 2.5 5mm ，现取2.5mm 。精车：参照机械加工工艺手册表 2.3-39，其余量规定为 1mm 。粗磨：参照机械加工工艺手册表 2.3-42，其余量规定为 0.5 0.6mm- ，现取 0.5mm 。研磨：参照机械加工工艺手册表 2.3-44，其余量规定为 0 .0 0 8 0 .0 1 5 mm- ，现取 0.01mm 。拐径 55 00.039+-mm锻造毛坯的基本尺寸为： 55+（ 2.5+1+0.5+0.01） *2=58.02mm。根据机械加工工艺手册表 2.3-18,铸件尺寸公差等级选用 -12，取锻件尺寸公差为 1mm ，对轴径 95 00.039+-mm有：毛坯的名义尺寸为： 55+（ 2.5+1+0.5+0.01） *2=58.02mm；毛坯最小尺寸为： 58.02mm-1mm=57.02mm; 毛坯最大尺寸为： 58.02mm+1mm=59.02mm; 精车后尺寸为： 55+0.5+0.01=55.51mm；研磨后尺寸与零件图尺寸相同，即 55 00.039+-mm。 3.5 确定切削用量工序 1：经两轴径部分定位压紧分别铣两个端面保证总长尺寸 520mm，钻左端中心孔 B4 加工材料： QT600-3 在专用夹具中。刀具： YG8 硬质合金端铣刀。根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.4-63，可选铣刀直径wd=220mm,齿数 Z=6。 nts 11 1）确定背吃刀量 ap： mma p 5.5 2）确定进给量 f：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.4-15，可查得 zf =0.200.29mm/z。选择 zf =0.20mm/z，故 rmmZff z /2.1620.0 3）确定切削速度 v：根据机械加工工艺师手册第 2 版，表 3.4-25，可选择 cv =50m/min。 m i n/41.852205910001000 rdvnwcs 按 X52K 机床的转速，选择 min/100 rnw ，所以实际切削速度 v： m i n/08.691000 1002201000 mndv ww 工作台每分钟进给量为： m i n/120100620.0Mz mmznff wz 按 X52k 机床工作台进给量表，选择 Mzf =130mm/min。则实际每齿进给量为： zmmznffwMzz /22.01006 130 工额定时的计算jT： m i n85.821 3 0 4864 8 521 if lllT Mzj式中： l =485mm，取 l1=86mm， mml 532 取 mml 42 ， min/130 mmfmz ， 2i 。 1 0 0 00 . 5 1 3 , 0 . 0 3 0 . 0 5l d c d c c d nts 12 工序 2：夹右端外圆，找正两轴径外圆。顶左端中心孔，车两轴径处，其中 1： 20 一端（右端）尺寸为 55mm，另一端（左端）尺寸为 70mm（工艺尺寸）加工条件工件材料： QT600-3, 锻件。加工要求：粗车左端外圆 55 mm。机床：仿型车床刀具： YG6 1)被吃刀量 pa ：取单边余量 Z=2mm， 2)进给量 f：根据 3 表 2.4-3，取 0 .5 /f mm r= 。 3)切削速度：按 3 表 2.4-20，切削速度 1 .3 8 /CV m s= ， 1 . 3 8 6 0 8 2 . 8 / m i nCVm=? 4)机床主轴转速： 1000 1 0 0 0 8 2 . 8 / m i n / m i n68cs wvn r rdpp = 387.7cv - 切削速度 wd - 曲轴直径按机床说明书，与 / minr387.7 相近的转速为 400 /minr ，则： . 实际铣削速度： m in/16.81000 400*65*3141000 mpdV vc 5)检验机床功率：主切削力 Fc 按 3表 2.4-9，可查得 Fc=1.5kw 由仿型车床说明书可知，车床主电动机功率为 13KW，当主轴转速为 400 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 l ：由毛坯尺寸可知 L=52.5mm 刀具切入长度 1l ： L1= pa / tg rk +(23) nts 13 主偏角 rk =0,L1=2mm 刀具切出长度 2l ：取 2 0l mm= 1 2 3 1 0 5 2 m i n 0 . 5 4 m i n4 0 0 0 . 5msl l l ltinf+ + + += = =工序 3：倒头装夹工件左端 70mm 处，中心架夹带锥一端 55mm 轴径上，钻右端中心孔 B4，粗车锥度一端各部尺寸，留加工余量 5mm（其中 70mm 车至图样尺寸）加工条件工件材料： QT600-3, 600baMPs = ，锻件。机床：仿型车床刀具： YG6 1) 被吃刀量 pa ：取单边余量 Z=4mm， 2) 进给量 f：根据 3表 2.4-3，取 0 .8 /f mm r= 。 3) 切削速度：按 3表 2.4-20，切削速度： 1 .1 4 /CV m s= ， 1 . 1 4 6 0 6 8 . 4 / m i nCVm=? 4) 机床主轴转速： 1000 1 0 0 0 6 8 . 4 /65cs wvn r s r sdpp = 335.1cv - 切削速度 wd - 曲轴直径按 3表 3.1-22 可得，与 / minr335.1 相近的转速为 400r/min，则实际速度： m i n/16.81000 400*65*3141000 mpdV vc 。 5)检验机床功率：主切削力 Fc 按 3表 2.4-20，可查得 Fc=2.3kw 由车床说明书可知，车床主电动机功率为 75KW，当主轴转速为 400r/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。 nts 14 6) 计算切削工时：按工艺手册表 2.5-3，取被切削层长度 l ：由毛坯尺寸可知 L=44mm 刀具切入长度 1l ： L1= pa / tg rk +(23) 主偏角 rk =0, L1=2mm 刀具切出长度 2l ：取 2 0l mm= 1 2 3 1 4 8 2 m i n 0 . 4 7 m i n4 0 0 0 . 8mwl l l ltinf+ + + += = =工序 4：采用专用工装装病例工件粗车曲轴三个拐径及拐径两个侧面，（专用工装为转夹具，可进行三等分分度）留加工余量 5mm 机床：仿型车床刀具： YG6 （ 1）粗车拐径 55 mm 1)被吃刀量 pa ：参照 3表 2.3-5，其余量规定为 4 5.5mm ，现也取 4.01mm 。分两次加工， pa =2.5mm。 2)进给量 f：根据 3表 2.4-3，取 0 .8 /f mm r= 。 3)切削速度：按 2表 1.27，切削速度计算公式（寿命选 T=60min）。 vvvcvxympcvkT a f= 式中： 2 4 2 , 0 . 1 5 , 0 . 3 5 , 0 . 2v v vc x y m= = = = 2 vk见表1.28 ，即 1 . 4 4 , 0 . 8 , 1 . 0 4 , 0 . 8 1 , 0 . 9 7vm s v k v k r v b vk k k k k= = = = = 所以： m i n/97.081.0*04.1*8.0*44.18.0*3*60 242 35.015.02.0 mV c 4)机床主轴转速： 1000 1 0 0 0 9 2 . 1 0 / m i n / m i n50cs wvn r rdpp = 586.6cv - 切削速度 nts 15 wd - 曲轴直径按 3表 3.1-22 可得，与 / minr586.6 相近的转速为 590r/min，则实际速度 m in/98.8261000 590*50*3141000 mpdV vc 。 5)检验机床功率：主切削力 Fc 按 2表 1.29 所示公式计算 FFCCCCxnC F p c FF C a v k= 式中： 2 7 9 5 , 1 . 0 , 0 . 7 5 , 0 . 1 5C C C CF F F FC x y n= = = = - 所以： NF c 89.094.0*81.1 2 0*8.0*3*2 7 9 5 15.035.0 切削时消耗功率 PC 为 : KWKWVFP ccc 81.510*6 81.120*31.134410*6 44 由机床说明书可知，主电动机功率为 75KW，当主轴转速为 590r/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

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