发动机曲轴加工工艺设计

河南理工大学万方科技学院本科毕业设计目 录摘 要3Abstract4绪论5第一章 汽车发动机概述71.1 汽车发动机的工作原理71.2 汽车发动机的组成81.3 汽车发动机的分类10第二章 曲轴零件的分析112.1 发动机曲轴的作用112.2 发动机曲轴的结构特点112.3 发动机曲轴的工艺分析112.3.1 与主轴颈同轴的加工表面112.3.2 与连杆颈同轴的加工表面122.3.2 交叉油孔122.4 曲轴的技术要求122.5 曲轴的生产类型14第三章 曲轴的工艺规程设计153.1 确定曲轴材料及毛坯的制造形式153.2 定位基准的选择153.3 机械加工工序余量、工序尺寸及公差的确定163.4 确定切削用量及基本工时183.4 零件表面加工方法的选择193.4.1 外圆193.4.2 孔193.4.3 端面193.4.4 键槽203.4.5 螺纹孔203.5 基本加工工艺路线203.6 本设计拟定的工艺路线213.7 本工艺路线的分析233.8 切削用量的确定243.9 零件切削用量和加工时间的计算253.9.1 工序三 铣两前端面，并从两面钻中心孔253.9.2 工序四 切曲轴第四五侧板面，并车第三主轴颈293.9.3 工序六 粗磨曲轴第三主轴颈333.9.4 工序八 车第一二四五主轴颈353.9.5 工序十 粗磨曲轴第一五主轴颈383.9.6 工序十一 粗磨曲轴第二四主轴颈403.9.7 工序十三 切曲轴第一二七八侧板面，并车第一四连杆轴颈423.9.8 工序十四 切曲轴第三四五六侧板面，并车第二三连杆轴颈473.9.9 工序十七 粗磨曲轴第一二三四连杆轴颈513.10 工艺设计的整体评估和经济性分析53第四章 专用夹具设计554.1铣曲拐端面夹具设计554.1.1定位基准的选择554.1.2定位元件的设计554.1.3铣削力与夹紧力计算574.1.4加紧原件的选择574.1.5对刀块和塞尺设计58第五章. 连杆加工工艺制定605.1 连杆加工工序605.2 其它辅助工序615.3 制定工艺路线63总结64致 谢65参考文献66发动机曲轴加工工艺设计摘 要发动机是汽车最主要的组成部分之一,它的性能好坏直接决定汽车的行驶性能,故有汽车的心脏之称。发动机零件要求精度高，结构复杂。曲轴是发动机的主要零件之一，负责将活塞往复运动转变为旋转运动，承受着复杂的交变应力，直接影响着发动机的寿命，而其形状复杂、刚性差、技术要求高，因此，如何选择材料、结构设计紧凑合理以及如何加工出合格的曲轴，显得尤为重要。设计先进性和合理的强化、加工手段是提高曲轴寿命、保证发动机正常运转的重要保证。本设计主要进行4125A曲轴的加工工艺路线的编制以及关键工序的夹具设计，通过曲轴加工工艺路线的编制以及有关工序夹具设计，对影响曲轴加工质量的因素加以研究并提出针对性的改进方案，以提高产品质量和生产率。关键词：4125A型发动机，工艺设计，工序分析，夹具设计,AbstractThe engine is the car of one of the most important part of its performance directly determine the cars driving performance, it is known as the heart of the car. Engine parts require high precision, complex structure. The crankshaft is one of the main parts of the engine, is responsible for the piston reciprocating motion into rotary motion, under the complex alternating stress, a direct impact on the life of the engine, and its complex shape, poor rigidity, high technical requirements, therefore, how to choose materials, structural design is compact and reasonable and how to process qualified crankshaft, is particularly important. The design of advanced and reasonable enhancement, processing means to improve the life of the crankshaft to ensure an important guarantee for the normal engine operation. This design has mainly carried on the establishment of the 4125Acrankshafts process and the fixture design of the critical processes. Then study the factors of affecting processing quality and bringing forward the pertinence improvement to affecting the crank shaft and raising product quality and efficacy.Key words: 4125A engines Processing line Fixture design Processing quality 绪论4125A型发动机（柴油机）广泛应用于汽车、工程机械、船舶以及发电机组中。发动机曲轴的加工质量对于发动机的功效等尤为重要。曲轴是发动机中承受冲击载荷、传递动力的重要零件，在发动机各个部件中最难以保证加工质量。由于曲轴工作条件恶劣，因此对曲轴材质以及毛坯加工技术、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。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。而在4125A型发动机曲轴的加工工艺中，曲轴连杆轴颈的加工以及钻斜油孔等关键工序很难加工，因此通过对曲轴加工工艺进行合理的编制，改进这些难保证加工质量部位的加工工艺，并着重分析影响曲轴加工质量的因素，提出改进措施。提高工件质量乃至整个发动机的功效。夹具结构设计在加深我们对课程基本理论的理解和加强对解决工程实际问题能力的培养方面发挥着极其重要的作用。选择曲轴的夹具设计能很好的综合考查我们大学四年来所学的知识。本次所选设计内容主要包括：工艺路线的确定，夹具方案的优选，各种图纸的绘制，设计说明书的编写等。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，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来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。曲轴作为发动机中最重要的零部件之一，国内外对其研究开发都很重视。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，增大收益。第一章 汽车发动机概述1.1 汽车发动机的工作原理发动机是将燃料燃烧的化学热能转换成机械能的一种装置，它由许多机构和系统组成，如图1-1所示。1) 进气过程曲轴旋转，活塞从上止点向下止点移动，此时进气门已打开。由于活塞的下行，活塞上方容积增大，产生真空吸力，燃油和空气经化油器雾化混合成可燃混合气，经进气门被吸入气缸。活塞到下止点后，进气门关闭，进气行程结束。 2） 压缩行程进气行程终了时，进排气门均关闭。活塞从下止点向上止点移动，使进入气缸的可燃混合气被压缩，活塞将到上止点时，混合气的压力可达1470kPa以上，温度可达250-300，为混合气体的燃烧作功创造了良好的条件。这一行程在活塞到上止点时结束。 3） 作功行程当压缩行程活塞接近上止点时，火花塞电极间产生电火花，将被压缩的可燃混合气点燃，燃烧的气体迅速膨胀，使气缸内的瞬时压力达2940kPa-4410kPa，温度达1800-2000，在高压气体的作用下，活塞被迫从上止点向下止点运动，通过连杆，将高压气体的推力传给曲轴使之旋转作功，实现热能转变为机械能。 4） 排气行程在作功行程末，活塞被推到接近下止点时，排气门打开，活塞由下止点向上止点运动，气缸内燃烧后的废气在活塞的推动下，经排气门排出气缸，活塞到上止点后，排气门关闭，这一行程结束。排气行程结束时，一个工作循环完成。只要曲轴连续转动，进气、压缩、作功、排气就能周而复始地循环进行。发动机的组成。排气行程结束时，一个工作循环完成。只要曲轴连续转动，进气、压缩、作功、排气就能周而复始地循环进行。图1-1 汽车发动机工作原理图1.2 汽车发动机的组成1）机体组汽车发动机机体组包括气缸盖、气缸体和机油盘。2）曲柄连杆机构曲柄连杆机构包括活塞、连杆、带飞轮的曲轴。3）配气机构配气机构包括进气门、排气门、挺杆、进气凸轮轴、排气凸轮轴以及凸轮轴正时皮带（由曲轴正时齿轮驱动）。4）电子控制汽油喷射系统电子控制汽油喷射系统包括下列三个子系统：燃油供应系统、进气系统和电子控制系统。5） 点火系统点火系统包括点火器、点火线圈、分电器、火花塞和点火电子控制器。6）排气系统排气系统包括排气歧管、净化器、前排气管、中间管和排气尾管，其中在中间管和尾管都装有消声器。7）冷却系统冷却系统主要包括水泵、散热器、电控风扇、液力耦合器、节温器、水阀和缸内的冷却水套。8）润滑系统润滑系统采用压力供油润滑系统，它由机油泵、机油压力调节器、机油滤清器、机油冷却器和油道组成。9）起动系统起动系统是一种起动器，它装有一只驱动齿轮的小型高速马达，使静止的发动机起动并转入自行运转。它包括起动器、起动继电器和防盗系统。 10）充电系统充电系统由蓄电池、交流发电机和IC调节器组成。1.3 汽车发动机的分类 1）按着火方式分：有点燃式与压燃式两种。点燃式由电火花将混合气体点燃；压燃式是依靠压缩气体产生的高温使燃料自燃。2）按冲程数分：有四冲程与二冲程两种。四冲程发动机每完成一个工作循环活塞往复四个单程。二冲程发动机每完成一个工作循环活塞往复运动两个单程。3）按燃气混合方式分：有化油器式和喷射式。化油器式发动机用化油器先将燃料与空气混合成一定比例的混合气，然后进入汽缸。这种发动机又称为外部混合气形成发动机；喷射式发动机是将燃料直接喷入汽缸，燃料与空气在汽缸内形成混合气。这种发动机又称为内部混合气形成发动机。4）按进气压力分：有自然进气式与增压式。增压式比自动进气式进气充分，故其燃烧质量较高。5）按燃料不同分：有汽油机与其他燃料发动机。此外，按汽缸数不同可分为单缸、双缸与多缸发动机；按气门位置不同可分为顶置式与侧置式；按冷却方式不同可分为水冷式与风冷式。第二章 曲轴零件的分析2.1 发动机曲轴的作用曲轴是发动机的重要零件。它的作用是把活塞的往复直线运动变成旋转运动，将作用在活塞上的气体压力变成扭矩，用来驱动工作机械和柴油发动机各辅助系统进行工作。曲轴常用材料有优质碳素结构钢和球墨铸铁等，因此曲轴毛坯也就有锻造曲轴和铸造曲轴两大类。在本设计当中，曲轴采用锻造毛坯。2.2 发动机曲轴的结构特点曲轴一般是由自由端、功率输出端和若干个曲拐组成。曲拐由主轴颈、连杆轴颈和曲柄组成。曲轴按结构型式分为整体式和组合式两大类，整体式曲轴具有较高的强度和刚度、结构紧凑和重量轻；组合式曲轴的优点是加工方便，便于系列产品通用，缺点是强度和刚度差，装配复杂。2.3 发动机曲轴的工艺分析从机械加工工艺上看，曲轴属于轴类零件，主要是外圆表面的加工。但由于曲轴呈拐状，曲柄销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，因此，曲轴零件的机械加工过程又有一定的难度。发动机曲轴共有三组彼此相关的加工表面：2.3.1 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不同的外圆表面，另外，在曲轴小端还有一个半圆键槽。2.3.2 与连杆颈同轴的加工表面主要包括曲拐外圆表面、两侧面以及过渡圆角表面。2.3.2 交叉油孔包括四个的直油孔和连接这四个油孔的的斜油孔。2.4 曲轴的技术要求曲轴是发动机的重要零件。它的作用是把活塞的往复直线运动变成旋转运动，将作用在活塞上的气体压力变成扭矩，用来驱动工作机械和柴油发动机各辅助系统进行工作。曲轴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，因此要求曲轴具有强度高、刚度大、耐磨性好，曲颈表面加工尺寸精确，且润滑可靠。曲轴一般是由自由端、功率输出端和若干个曲拐组成。曲拐由主轴颈、连杆轴颈和曲柄组成。曲轴按结构型式分为整体式和组合式两大类，整体式曲轴具有较高的强度和刚度、结构紧凑和重量轻；组合式曲轴的优点是加工方便，便于系列产品通用，缺点是强度和刚度差，装配复杂。下图是4125A型柴油发动机曲轴简图。它是整体式曲轴，有四个曲拐；主轴颈和连杆轴颈分布在同一平面内，四个连杆轴颈在主轴颈两侧呈两两分布，相互夹角180；主轴颈和连杆轴颈之间有四个斜油孔相通，以便对连杆轴颈润滑。曲轴的工艺特点是：结构复杂，加工的尺寸精度、形位精度和表面质量要求较高；刚性较差，属易弯曲变形的异形轴类零件。曲轴的主要加工表面有：主轴颈、连杆轴颈及法兰盘端面等。其机械加工的主要技术要求已在图中标注，但还应满足下列加工要求：1. 曲轴半径公差为0.05mm。2. 主轴颈、连杆轴颈与曲柄连接圆角的Ra0.4m。3. 各连杆轴颈轴线之间的角度偏差不大于30。4. 主轴颈、连杆轴颈需高频淬火，硬度为5562HRC，淬硬层深度不小于3mm。5. 曲轴的动力不平衡量不得大于120gcm。具体如下图所示：图2.1 4125A型柴油机曲轴技术要求2.5 曲轴的生产类型本次毕业设计的生产类型为大批大量生产。整体来看，曲轴加工的工艺原则：1. 曲轴具有完全互换性；2. 毛坯精度中等，加工余量中等；3. 设备采用通用机床、专用机床和数控机床等集中加工；4. 广泛采用专用夹具；5. 刀具以通用刀具为主，量具以通用量、检具为主；6. 需要一定熟练程度的工人。第三章 曲轴的工艺规程设计3.1 确定曲轴材料及毛坯的制造形式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，因此要求用材应有较高的强度、冲击韧度、疲劳强度和耐磨性。常有材料有：一般曲轴为35、40、45钢或球墨铸铁QT600-2；对于高速重载曲轴，可用40Cr、35CrMoAl、42Mn2V等材料。曲轴毛坯的制造形式，常取决于所选用的材料、生产批量和工厂的具体情况。当选用钢材时，常用锻造法制造毛坯：小型曲轴、生产批量又大时采用模锻；中、大型整体曲轴采用自由锻或墩锻；大型半组合曲轴，其曲柄用铸钢件。当选用球磨铸铁时，则以铸造方法获得曲轴毛坯。本发动机三拐曲轴采用材料为球墨铸铁，制造形式为铸造。3.2 定位基准的选择正确地选择定位基准，对保证曲轴加工精度是很重要的，尤其是主轴颈的位置精度。曲轴加工时，由于各加工表面多数是旋转表面和端平面，故通常以主轴颈中心孔和主轴颈外圆面为定位基准。对于小型模锻整体曲轴，其主轴颈、凸缘外圆和端面的加工，都是以主轴颈中心孔和主轴颈外圆作为定位基准。1）粗基准的选择为了保证主轴颈中心孔钻在主轴颈毛坯外圆面的轴线位置上，选用主轴颈和连杆轴颈的外圆面为粗基准。同时为了保证所加工的基准面的轴向尺寸，选用第三主轴颈两侧扇板面为轴向粗基准。2）辅助粗基准的选择在工艺搭子上钻三对连杆轴颈中心孔即是加工连颈时所用的辅助粗基准。3）精基准的选择加工主轴颈及与其同轴心的轴颈外表面时，以主轴颈中心孔为精基准。加工连杆轴颈时，用工艺搭子上的三对中心孔作为精基准基面，这样便于保证技术要求。3.3 机械加工工序余量、工序尺寸及公差的确定 “汽车发动机曲轴”零件材料为球墨铸铁，生产类型为单件小批量生产，采铸造形式制造毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及公差如下表3-1、表3-2、表3-3、表3-4、表3-5。1） 外圆工序余量、工序尺寸及公差：表3-1：25 mm外圆的工序余量、工序尺寸及公差工序名称工序余量经济精度工序尺寸及公差粗车3mmIT12270.05精车1.5mmIT825.50.02精磨0.5mmIT725表3-2：22mm外圆的工序余量、工序尺寸及公差工序名称工序余量经济精度工序尺寸及公差粗车3mmIT10240.05精车1.5mmIT822.50.02精磨0.5mmIT722表3-3：20mm外圆的工序余量、工序尺寸及公差工序名称工序余量经济精度工序尺寸及公差粗车3mmIT10220.05精车1.5mmIT820.50.02精磨0.5mmIT7202） 连杆轴颈工序余量、工序尺寸及公差表3-4: 24mm三个连杆轴颈的工序余量、工序尺寸及公差工序名称工序余量经济精度工序尺寸及公差粗车3mmIT10260.05精车1.5mmIT824.50.02精磨0.5mmIT7243） 主轴颈工序余量、工序尺寸及公差表3-5：工艺搭子两端面的工序余量、工序尺寸及公差工序名称工序余量经济精度工序尺寸及公差铸造/IT152751铣4mmIT132650.2车0.5mmIT102600.053.4 确定切削用量及基本工时工序3 铣两端面总长265mm（两端留工艺搭子，见图中双点划线处） 根据切削手册表3-28、表3-30可查得： = 0.15mm/齿 v = 0.45m/s采用高速钢镶齿三面刃铣刀，=65mm，齿数z = 16= = = 2.76（ r/s ）按机床选取 = 0.79 r/s所以实际切削速度 = = = 0.129m/s切削工时 L = 20mm， =52mm， =5mm， = = =41s工序16 倒角2（左右端分别倒角） 根据切削手册表3-17、表3-21分别查得： f = 0.1mm/s v = 0.4m/s则左端： = = = 5.1（ r/s ） 按机床选取= 300 r/min切削工时： L = 2.5mm = 3mm = = = 26 s右端： = = = 6.4 ( r/s ) 按机床选取= 370 r/min切削工时： L = 2 mm = 2.5 mm = = = 18 s3.4 零件表面加工方法的选择曲轴的加工表面有外圆、内孔、端面、键槽及螺纹孔等，材料为45钢。各加工表面加工方法选择如下。3.4.1 外圆曲轴两端外圆面表面粗糙度为,先经过车削加工，再经过磨削后可达到要求。各主轴颈、连杆轴颈表面粗糙度，先经过车削加工，再经过磨削和抛光后可达到要求。3.4.2 孔曲轴直油孔和斜油孔，表面粗糙度为，通过钻孔后可满足加工要求。曲轴两端中心孔采用钻削即可达到加工要求。曲轴两端孔通过钻、扩满足要求，法兰端孔还要经过铰孔以达到加工要求。3.4.3 端面曲轴零件为回转体，以两端面作为定位基准，考虑到生产效率等要求可采用铣削端面，后道工序采用车削可达到要求的精度。3.4.4 键槽 根据键槽要求达到的表面粗糙度可采用铣键槽。3.4.5 螺纹孔 先钻孔，利用丝锥攻丝。3.5 基本加工工艺路线本零件的加工面有外圆、端面、油道孔等，材料为45。1. 加工定位基准面2. 粗、精车主轴颈3. 中间检查4. 粗磨主轴颈5. 车连杆轴颈6. 钻油道孔7. 中间检查8. 中频淬火9. 半精磨主轴颈10. 精磨连杆轴颈11. 精磨主轴颈12. 中间检查13. 曲轴两端孔加工14. 动平衡及去重15. 超精加工或研磨16. 最终检查3.6 本设计拟定的工艺路线1. 锻造2. 热处理3. 锪曲轴前端面，并从两面钻中心孔4. 切曲轴第四、五侧板面，并车第三主轴颈5. 校直6. 粗磨主轴第三主轴颈7. 检验8. 车主轴一、二、四、五主轴颈和前后端9. 检验10. 粗磨曲轴第一、五主轴颈11. 粗磨主轴第二、四主轴颈12. 铣定位面“E”13. 切曲轴第一、二、七、八侧板，并粗车第一、四连杆轴颈14. 粗车第二、三连杆轴颈、切曲轴第三、四、五、六侧面15. 检验16. 校直17. 粗磨曲轴第一、二、三、四连杆轴颈18. 精车曲轴法兰外圆及端面，车油封轴颈并倒角19. 在曲轴第一、五主轴颈上和第二、三连杆轴颈上钻四个8.4斜油孔20. 在曲轴法兰上铣缺口21. 在曲轴连杆轴颈侧板上钻四个31.4孔22. 在油孔上扩孔、倒角，并在滤油孔上钻小孔23. 在四个孔中攻螺纹M331.524. 铣回油螺纹25. 校直26. 去毛刺27. 清洗并吹净28. 检验29. 电热淬火30. 校直31. 精车曲轴轴前端32. 半精磨曲轴第一、五主轴颈33. 精磨曲轴第三主轴颈34. 半精磨曲轴第二、四主轴颈35. 精磨曲轴第一、五主轴颈36. 精磨曲轴第二、四主轴颈37. 校直38. 精磨曲轴法兰外圆和油封轴顶颈39. 精磨曲轴齿轮轴颈与前端40. 精磨曲轴法兰端面41. 在曲轴后端扩、镗、铰轴承孔42. 精磨曲轴四个连杆轴颈43. 在曲轴法兰上钻、扩、铰两个定位孔和四个螺栓通孔44. 在曲轴前端铣键槽、钻孔并攻螺纹45. 装管子，去毛刺、吹净46. 检验47. 动平衡48. 去除不平衡量49. 准备交验50. 校直51. 超级精磨曲轴所有主轴颈和连杆轴颈52. 抛光曲轴所有主轴颈和连杆轴颈53. 清洗、吹净，在“E”面打字印54. 检验3.7 本工艺路线的分析工序的安排：1. 机加工工序的安排先基准后其它先粗后精先面后孔先主后次从上面可以看出，主轴颈或连杆轴的车、磨工序分开，往往中间安排一些不同的加工面或不用性质的工序。粗加工后会变形，因此要粗精分开，并且在切削力较大的工序后面安排校直，以保证加工精度。为了减少切削力所引起的变形，保证精加工的精度要求，精磨各主轴时，一般采用单磨轮依次磨削。轴颈的加工要求高，主轴颈需要经过两次车削，三次磨削及两次抛光加工。连杆轴需要经过两次车削，三次磨削及两次抛光加工。在多次加工中，加工余量越来越少，切削力逐渐降低。同时，由于粗精分开，后面的工序可以消除前次工序的误差，最终获得很高的精度和光洁度。2. 热处理工序及表面处理工序的安排为了改善工件材料切削性能，安排热处理工序。锻造加工后，安排调质处理，使工件具有良好的综合机械性能。粗加工后安排时效处理，消除零件内部的应力。粗磨之后，半精磨之前安排中频淬火，改善工件的机械性能。在加工过程中要进行校直，通常在车、热处理及粗磨后都要校直。3. 其它工序的安排为了保证零件制造质量，防止产生废品，需要在以下场合安排检验：（1）粗加工全部结束后（2）工时较长和较重要工序后（3）最终加工之后零件表层或内腔的毛刺对机器装配质量影响甚大，切削加工后，安排去毛刺。零件在进入装配前，安排清洗。3.8 切削用量的确定正确的选用切削用量对保证产品质量、提高切削效率和经济效益具有重要作用，切削用量的选择主要依据工件材料、加工精度和表面粗糙度的要求，还应考虑刀具合理的耐用度、工艺系统刚度及机床功率等条件，其基本原则是：首先选择一个尽可能大的切深,其次选择一个较大的进给量f，最后，在刀具耐用度和机床功率允许条件下选择一个合理的切削速度v。切深的选择。应根据工件的加工余量和工艺系统刚度来确定。粗加工时，除留下半精加工、精加工的余量之后的余量来确定的量，往往采用逐渐减小的方法逐步提高加工精度和表层质量。对于加工外圆，就是加工余量的一半，而对于加工端面时则余加工余量相等。进给量f的确定。在粗加工时，f的选择主要考虑工艺系统刚度和强度。工艺系统刚度和强度好时，f可大一些；反之，f就要小一点。切速v的选择。V主要根据工件材料和刀具性质来确定。在和f都确定的情况下，所选切速应有合理的刀具耐用度。尤其车端面时，切速是一个变值，其最大值应比车外圆时适当提高。3.9 零件切削用量和加工时间的计算本小节若无说明，所查表格及公式均来自切削用量简明手册。3.9.1 工序三 铣两前端面，并从两面钻中心孔工步一 为铣削前端面。已知加工材料为45钢，锻件，有外皮。选择的机床为Z8210型铣钻机床，采用专用铣夹具定位夹紧。1. 选择刀具查表1.2，选择YT15硬质合金刀片；查表3.1，铣削深度时，端铣刀直径为，铣削宽度为，符合要求。由于采用标准硬质合金端铣刀，查表得刀具齿数为。查表3.2，当时，刀具的几何尺寸为：、（假定）、。2. 切削用量的确定确定切削深度由于加工余量不大，可以一次走刀切完，因此。确定每齿进给量查表3.5，当使用YT15刀具，机床功率为5.5kW（金属切削机床手册Z8210说明书）时，加工时采用对称铣削，故取。确定铣刀磨钝标准及刀具寿命查表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.0mm；查表3.8，当铣刀直径时刀具寿命为。确定切削速度和每分钟进给量查表3.13，当、时，、。各修正系数为：、故： 根据Z8210说明书，选择，因此，实际的切削速度和每齿进给量分别为：校验机床功率查表，当，时，切削功率近似为。而Z8210机床主轴允许功率为：由于，因此所选择的切削用量可用。 3. 计算基本工时其中，查表，对称安装铣刀，入切量及超切量为。故：工步二 钻两端中心孔本工序为钻两端中心孔。已知加工材料为45钢，锻件。选择的机床为Z512型台式钻床，采用专用夹具定位夹紧。1. 切削用量的确定（1）确定进给量查表，当加工要求为精度，钢的强度，时，。查Z512钻床说明书，确定。确定钻头磨钝标准及寿命查表，当时，钻头后刀面最大磨损量取为,钻头寿命为。（2）确定切削速度查表，的加工属性为4类；查表，当加工属性为4类，采用标准中心钻，时，。查表，得切削速度修正系数为：，。故：查Z512钻床说明书，确定。故实际切削速度为：校验机床扭矩及功率查表，当，时，。扭矩修正系数均为1.0，故。查Z512钻床说明书，当时，。查表，当，时，。查Z512钻床说明书得：。由于，因此所选择的切削用量可用。2. 计算基本工时其中，查表，入切量及超切量为。故：3.9.2 工序四 切曲轴第四五侧板面，并车第三主轴颈工步一 为切第四、五侧板面。已知加工材料为45钢，锻件，有外皮。选择的机床为S1-20A型曲轴主轴颈车床，采用拨盘和顶尖进行定位夹紧。1. 选择刀具由于该工序为车外圆及台阶面，为使刀具承受较大的切削力，快速切除余量，选用车刀。查表，选择刀具材料为YT15硬质合金；查表，由于S1-20A型车床的中心高为，故选择刀杆尺寸为:，刀片厚度为。查表，选择卷屑槽带棱角前刀面，刀具几何尺寸为：，。卷屑槽尺寸为：，。2. 切削用量的确定（1）确定切削深度切第四、五侧板面，单边余量为，一次走刀可以完成，故。（2）确定进给量为使加工过程尽可能简化，在这里根据最大加工直径确定进给量。查S1-20A型曲轴连杆颈车床说明书（机械加工工艺师手册表8-22），确定。（3）确定切削速度按切削手册表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）。其中：，m=0.20。修正系数见切削手册表1.28，即，,=0.81,.所以 （4）确定机床主轴转速按机床说明书（见机械加工工艺手册表4.2-8），与254r/min相近的机床转速为230r/min和305r/min。现选取。（5）切削工时，按工艺手册表6.2-1工步二 车第三主轴颈，同时应校验机床功率及进给机构强度。1. 切削深度 单边余量Z=2.5mm，可一次切除2. 进给量 根据表切削手册1.4，选用f=0.5mm/r。3. 计算切削速度 见切削手册表1.274. 确定主轴转速按机床选取n=305r/min。所以实际切削速度5. 检验机床功率 主切削力按切削手册表1.29所示公式计算其中：，所以 切削时消耗功率为由机械加工工艺师手册表8-22中，S1-20A机床说明书可知，C43100主电机功率为30Kw，当主轴转速为305r/min时，机床功率足够，可以正常加工。6. 校验机床进给系统强度，已知主切削力，径向切削力按切削手册表1.29所示公式计算其中：，所以 而轴向切削力其中：，轴向切削力 取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为 而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为14120N（见切削手册表1.30），故机床进给系统可正常工作。7. 切削工时 按工艺手册表6.2-1其中 ，则 3.9.3 工序六 粗磨曲轴第三主轴颈本工序为磨削曲轴第三主轴颈外圆表面。为提高生产效率，减少重复更换刀具引起的误差，该工序也采用成型砂轮，采用切入法磨削。本工序选择的机床MQ1350外圆磨床，采用专用拨盘进行定位夹紧1. 选择磨具查金属机械加工工艺人员手册表，选择白刚玉磨料。查金属机械加工工艺人员手册表，选择陶瓷结合剂。查金属机械加工工艺人员手册表及表，选择磨料粒度为：。查金属机械加工工艺人员手册表，确定砂轮硬度为：中软级，代号为M。查金属机械加工工艺人员手册表，确定砂轮结构为中等结构，结构号数为6。查金属机械加工工艺人员手册表，选择切削液为乳化液。成型砂轮的尺寸由机床尺寸及工件相对位置确定为：P900*40*305A46M6V35。2. 切削用量的确定（1）工件回转速度及每分钟转数查金属机械加工工艺人员手册表，工件材料为调质钢，工件表面直径时，。初步定为，。（2）纵进给量查MQ1350外圆磨床说明书，选。(3）纵进给量查金属机械加工工艺人员手册表，当工件纵进给量，工件表面直径，时，。横进给量修正系数为：，。故：3. 计算基本工时其中：磨削厚度，本工序；切入次数，本工序仅切入一次；根据，取为；光整时间，查金属机械加工工艺人员手册表，光整时间；外圆磨系数，查金属机械加工工艺人员手册表，取。故： 3.9.4 工序八 车第一二四五主轴颈已知加工材料为45钢，锻件，有外皮。选择的机床为S1-20A型曲轴主轴颈车床，采用拨盘和顶尖进行定位夹紧。1. 选择刀具由于该工序为车外圆，为使刀具承受较大的切削力，快速切除余量，选用车刀。查表，选择刀具材料为YT15硬质合金；查表，由于S1-20A型车床的中心高为，故选择刀杆尺寸为:，刀片厚度为。2. 切削深度 单边余量Z=2.5mm，可一次切除3. 进给量 根据表切削手册1.4，选用f=0.5mm/r。4. 计算切削速度 见切削手册表1.275. 确定主轴转速按机床选取n=305r/min。所以实际切削速度6. 检验机床功率 主切削力按切削手册表1.29所示公式计算其中：，所以 切削时消耗功率为由机械加工工艺师手册表8-22中，S1-20A机床说明书可知，S1-20A主电机功率为30Kw，当主轴转速为305r/min时，机床功率足够，可以正常加工。7. 校验机床进给系统强度，已知主切削力，径向切削力按切削手册表1.29所示公式计算其中：，所以 而轴向切削力其中：，轴向切削力 取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为 而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为14120N（见切削手册表1.30），故机床进给系统可正常工作。8. 切削工时 按工艺手册表6.2-1其中 ，则 3.9.5 工序十 粗磨曲轴第一五主轴颈本工序为磨削曲轴第一、五主轴颈外圆表面。为提高生产效率，减少重复更换刀具引起的误差，该工序也采用成型砂轮，采用切入法磨削。本工序选择的机床MQ1350外圆磨床，采用专用拨盘进行定位夹紧1. 选择磨具查金属机械加工工艺人员手册表，选择白刚玉磨料。查金属机械加工工艺人员手册表，选择陶瓷结合剂。查金属机械加工工艺人员手册表及表，选择磨料粒度为：。查金属机械加工工艺人员手册表，确定砂轮硬度为：中软级，代号为M。查金属机械加工工艺人员手册表，确定砂轮结构为中等结构，结构号数为6。查金属机械加工工艺人员手册表，选择切削液为乳化液。成型砂轮的尺寸由机床尺寸及工件相对位置确定为：P900*40*305A46M6V35。2. 切削