柴油机曲柄工艺规程及专用夹具设计

欢迎下载本文档参考使用，如果有疑问或者需要CAD图纸的请联系q1484406321柴油机曲柄工艺规程及专用夹具设计说明书目 录第一章 柴油机曲柄加工工艺规程步骤和内容1.1 零件的工艺分析1.2 确定毛坯、绘制毛坯简图 1.3拟定曲柄工艺路线 1.4机床设备及工艺装备的选用第二章 加工余量和加工尺寸的确定 2.1加工余量、工序尺寸和公差的确定 2.2切削用量、时间定额的计算第一章 柴油机曲柄加工工艺规程设计 1.1 零件的工艺分析一、柴油机曲柄的用途柴油机中，曲柄通常称为曲轴，起旋转作用；活塞由燃气作功作往复运动；连杆联结活塞与曲轴。二、曲柄的技术要求加工表面公差及精度等级形位公差/mm曲柄左端面64IT123.2曲柄右端面64IT123.2面18IT93.20.03A面28IT83.212的孔12IT71.616的孔16IT81.60.02A5的孔5IT123.2M6螺纹孔M6IT123.2三、确定曲柄的生产类型 计算零件体积：公式：V=（16-8）182+（11-6）+22366 =41280.908mm m=v=41280.908107.810=0.322kg已知N=500件/年，根据书上表1-3和表1-4可判定此为轻型零件且为小批量生产。1.2确定毛坯、绘制毛坯简图一、铸件尺寸公差与机械加工余量（摘自GB/T6414-1999）1、基本概念 铸件基本尺寸 机械加工前的毛坯铸件的尺寸，包括必要的机械加工余量（图2-1）。 尺寸公差 允许尺寸的变动量。公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值；也等于上偏差与下偏差之代数差的绝对值。 错型 由于合型时的错位，逐渐的一部分与另一部分在分型面处相互错开。 要求机械加工余量（RMA） 在毛坯铸件上为了随后可用机械加工方法去除铸造对金属表面的影响，并使之达到所要求的表面特征和必要的尺寸精度而留出的金属余量。对圆柱形的铸件部分或在双侧机械加工的情况下，RMA应加倍。二、确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 项目机械加工余量尺寸公差备注宽度28mm0.43.6厚度64mm0.44.416的孔0.43.012的孔0.43.0M6螺纹孔0.42.85的孔0.42.8中心距4.01.3拟定曲柄工艺路线 工序号工序名称机床设备刀具量具00领料05清砂10退火15粗铣左右端面至66mm立式铣床X51立铣刀游标卡尺20精铣左端面至64mm立式铣床X51立铣刀游标卡尺25钻-扩-倒角-铰12的孔四面组合机床麻花钻、扩孔钻、绞刀卡尺、塞规30铣28mm两端面卧式双面铣床三面刃铣刀卡尺35钻-扩-倒角-铰16的孔四面组合机床麻花钻、扩孔钻、绞刀卡尺、塞规40铣18mm端面立式铣床X15立铣刀卡尺45钻-扩-倒角5的孔四面组合机床麻花钻、扩孔钻卡尺、塞规50钻M6俄螺纹底孔、攻丝四面组合机床麻花钻、丝锥螺纹塞规55终结、入库1.4机床设备及工艺装备的选用 一、机床设备的选用 在大批生产条件下，可以选用高效的专用设备和组合机床，也可选用通用设备。所选用的通用设备应提出机床型号，所选用的组合机床应提出机床特征，如“四面组合钻床”。二、工艺装备的选用 工艺装备主要包括刀具、夹具、和量具。在工艺卡片中应简要写出它们的名称，如“钻头”、“百分表”、“车床夹具”等。第二章 加工余量和加工尺寸的确定2.1加工余量、工序尺寸和公差的确定 一、工序15和20加工曲柄两端面至设计尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的确定 由图可知D=64mmP=P+Z=64+1=65mm 半精铣余量Z=1mmIT8公差值为0.046 所以P=650.023P=P+Z=65+2=67mm 粗铣余量Z=2mmIT12公差值为0.3mmP=670.15mm余量Z的校核：Z=65+0.023-64=1.023mm Z=65-0.023-64=0.977mm余量Z的校核: Z=67+0.15-(65-0.023)=2.173mm Z=67-0.15-(65+0.023)=1.827mm所以尺寸合理 P=67.15 P= P=64二、工序25加工曲柄钻-扩-倒角-铰12的孔至设计尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的确定 由表2-28查得精铰余量Z=0.05mm 粗铰余量Z=0.95mm 钻孔余量Z=11mm 各工序加工等级分别为：精铰IT8 粗铰IT10 钻孔IT12 再查公差表确定工步公差值分别是：精铰0.027mm 粗铰 0.07mm 钻 0.18mm 三、工序30加工曲柄28mm两端面至设计尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的确定由图可知D=64mmP=P+Z Z为精铣余量Z=1mmP=28+1=29mm IT12公差值为0.033mm P=290.0165mm余量Z的校核: Z=29+0.0165-（28-0）=1.0165mm Z=29-0.0165-(28+0.033)=0.9505mm 所以尺寸合理 P=29.0165 P=28四、工序35加工曲柄钻-扩-倒角-铰16的孔至设计尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的确定 由表2-28查得精铰余量Z=0.05mm 粗铰余量Z=0.95mm 钻孔余量Z=15mm 各工序加工等级分别为：精铰IT8 粗铰IT10 钻孔IT12 再查公差表确定工步公差值分别是：精铰0.027mm 粗铰 0.07mm 钻 0.18mm2.2切削用量、时间定额的计算一、切削用量的计算1、工序15加工曲柄两端面该工序分两个工步，工步1是以B面定位，粗铣A面；工步2是以A面定位，粗铣B面。由于两个工步是在一台机床上经一次走刀完成，因此它们所选用的切削速度v和进给量f是一样的，只有背吃刀量不同。（1） 背吃刀量的确定：工步1的背吃刀量a取Z Z等于A面毛坯总量减去工序2的余量Z 即Z=2.5-1=1.5mm 工步2的背吃刀量a=2mm（2） 进给量的确定：由表5-7 按机床功率为5-10KW，工件每齿进给率f取为0.08mm/z（3） 铣削速度计算：由表5-13 按立铣刀d/z=20/5的条件选取 铣削速度v可取为33m/min 由公式n=可求得n=164.13r/min 由表4-5所列X51主轴转速取转速n=180r/min V=36.191m/min2、工序20加工曲柄左端面 （1）背吃刀量的确定 取a= Z=1mm （2）进给量的确定 由表5-8，按表面粗糙度Ra2.5的条件选取，该工序每转进给量f为0.4mm/r。 （3）铣削速度的计算 算得n=240.72r/min 参照表4-15所列X51铣床主轴转速，选取n=250r/min。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序实际切削速度V=50.27m/min3、工序25加工曲柄钻-扩-倒角-铰12的孔 （1）钻孔工步 背吃刀量的确定 取a=11mm 进给量的确定：表5-22选取该工步每转进给量f=0.3r/min 切削速度的计算：由表5-22选取切削速度v=22m/min n=636.26r/min 参照表4-9所列的Z252型立式钻床的主轴转速n=680r/min 实际钻削速度V= =23.50m/min (2)粗铰工步 背吃刀量的确定 取a=0.95mm 进给量的确定 5-31选取该工步每转进给量f=0.8mm/r 切削速度的计算 由表5-22选取切削速度v=2m/min n=53.27r/min 参照表4-9所列的Z252型立式钻床的主轴转速n=97r/min 实际钻削速度V= =3.46m/min(3)精铰工步 背吃刀量的确定 取a=0.05mm 进给量的确定 5-31选取该工步每转进给量f=1.2mm/r 切削速度的计算 由表5-22选取切削速度v=4m/min n=106.10r/min 参照表4-9所列的Z252型立式钻床的主轴转速n=140r/min 实际钻削速度V= =5.28m/min4、工序30加工曲柄28mm两端面 确定背吃刀量 a=1mm 进给量的确定 表5-7 按机床功率5-10KW，工件-夹具系统刚度为中等条件选取该工件每齿进给率f=0.3mm/z由表5-13按立铣刀d/z=20/5的条件选取铣削速度v=39m/min 由公式n=443.36m/min由表4-5所列X51机床所述，选择n=500r/min所以V=43.98m/min5、工序35加工曲柄钻-扩-倒角-铰16的孔 （1）钻孔工步 背吃刀量的确定 取a=15mm 进给量的确定：表5-22选取该工步每转进给量f=0.3mm/r 切削速度的计算：由表5-22选取切削速度v=22m/min n=466.85r/min 参照表4-9所列的Z252型立式钻床的主轴转速n=545r/min 实际钻削速度V= =25.68m/min (2)粗铰工步 背吃刀量的确定 取a=0.95mm 进给量的确定 5-31选取该工步每转进给量f=1.2mm/r 切削速度的计算 由表5-22选取切削速度v=2m/min n=39.91r/min 参照表4-9所列的Z252型立式钻床的主轴转速n=97r/min 实际钻削速度V= =4.68m/min(3)精铰工步 背吃刀量的确定 取a=0.05mm 进给量的确定 5-31选取该工步每转进给量f=1.2mm/r 切削速度的计算 由表5-22选取切削速度v=4m/min n=79.58r/min 参照表4-9所列的Z252型立式钻床的主轴转速n=97r/min 实际钻削速度V= =4.88m/min二、时间定额的计算 1、基本时间t的计算 （1）工序15粗铣曲柄两端面 根据表5-43中面铣刀铣平面（对称铣削、主偏角k=90）的基本时间计算公式t可求出该工序的基本时间。由于该工序包括两个工步，即两工件同时加工，故式中=2(50+11+16)=154mm =1mm=0.5(d-)+(13)=11.59mmf=fn=fZn=144mm/mint=(55+11.95+1)/144=1.15min=69s (2)工序20加工曲柄左端面 根据表5-43中面铣刀铣平面（对称铣削、主偏角k=90）的基本时间计算公式t可求出该工序的基本时间。由于该工序包括两个工步，即两工件同时加工，故式中=55mm =1mm=0.5(d-)+(13)=11.59mmf=fn=100 mm/mint=(55+11.95+1)/100=0.68min=40.8s (3)工序25加工曲柄钻-扩-倒角-铰12的孔 钻孔工步t=其中 =64mm =1mm =COSkr+(12)=5mmf=0.3r/min n=680r/min 所以t=0.34min=20.4s 粗铰工步t= a=（D-d）/2=0.475mm K=15由表5-42查得=1.10mm =45mm而=64mm f=0.8mm/r n=97r/min所以t=84.6s精铰工步t= a=（D-d）/2=0.025mm K=15由表5-42查得=0.92mm =39mm而=64mm f=1.2mm/r n=140r/min所以t=37.114s（4） 工序30加工曲柄28mm两端面 根据表5-43中面铣刀铣平面（对称铣削、主偏角k=90）的基本时间计算公式t可求出该工序的基本时间。由于该工序包括两个工步，即两工件同时加工，故式中=32mm =13mm=0.5(d-)+(13)=7.254mmf=fn=150 mm/mint=(32+7.254+1)/150=0.268min=16.10s （5）工序35加工曲柄钻-扩-倒角-铰16的孔 钻孔工步t=其中 =64mm =1mm =COSkr+(12)=6.81mmf=0.3r/min n=545r/min 所以t=0.439min=26.35s 粗铰工步t= a=（D-d）/2=0.475mm K=15由表5-42查得=1.10mm =45mm而=64mm f=1.2mm/r n=97r/min所以t=56.75s精铰工步t= a=（D-d）/2=0.025mm K=15由表5-42查得=0.92mm =39mm而=64mm f=1.2mm/r n=97/min所以t=53.57s2、辅助时间计算 辅助时间t与基本时间t间的关系t=（0.150.2）t 工序10：t=0.151.15=0.1725min=10.35s 工序15：t=0.150.68=0.102min=6.12s 工序20：t=0.150.34=0.051min=3.016s t=0.151.41=0.2115min=12.69s t=0.1537.114=5.567s 工序25： t=0.1516.10=2.415s 工序30： t=0.1526.35=3.953s t=0.1556.75=8.513s t=0.1553.75=8.036s3、其它时间计算 其它时间（t+t）关系式t+t=（3%+3%）（t+t） 工序15：（t+t） =6%（69+10.35）=4.761s 工序20：（t+t）=6%（40.8+6.12）=2.815s 工序25：（t+t）=6%（20.4+3.016）=1.405s （t+t）=6%（84.6+12.69）=5.837s （t+t）=6%（37.114+5.567）=2.561s 工序30：（t+t）=6%（16.10+2.415）=1.111s 工序35：（t+t）=6%（26.35+3.953）=1.818s （t+t）=6%（56.75+8.513）3.916s （t+t）=6%（53