机械制造加工工艺课程设计-拔秧曲轴加工工艺说明书.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除机电及自动化学院机械制造加工工艺课程设计设计题目：拔秧曲轴专 业：08机电2班学 号： 姓 名： 指导老师： 2011年7月目 录一、前言3二、设计任务3三、拔秧曲轴分析3四、工艺规程的设计5五、机械加工余量、工序尺寸及公差的确定9六、机床型号的选择12七、工时计算13八、设计小结28九、参考文献29一、 前言机械加工工艺过程是机械加工车间生产过程中的主要过程，它由一系列的工序组成，直接改变毛坯的形状和尺寸，使之变为成品的一部分生产过程。制造技术基础课程设计综合利用了制造技术基础、机械设计、现代制造装备及自动化、机械制图、CAD/CAM、互换性等专业基础课，完成对加工工艺过程的设计。因此这是对之前所学各课程的一次深入的综合性的复习,同时提高了我们对相关课外知识的查阅和学习，也是一次我们实际运用知识解决问题的练习。对于机械制造方向的学生，为了更好的接触真正的生产加工，步入社会，这次设计是个很好的锻炼机会。本说明书主要是水稻钵苗等距行抛机中的拔秧曲轴的有关工艺规程的设计说明,由于自身能力水平有限，设计存在许多错误和不足之处，恳请老师给予指正，谢谢！二、设计任务分析拔秧曲轴的技术要求，并绘制零件图。设计零件技术机械加工工艺规程，填写工艺文件。设计零件机械加工工艺装备。三、拔秧曲轴分析1、零件的功用曲轴是发动机中用于传递功率的关键零件。曲轴和连杆、活塞等一起组成曲柄连杆机构。发动机工作室，活塞向下的推力，经连杆传到曲轴，由曲轴将活塞的往复运动变为曲轴绕其本身轴线的旋转运动，并向外输出功率，经汽车的传动系驱动汽车。2、结构特点及其工艺性（1）曲轴形状复杂。多曲柄，连杆轴颈和主轴颈不在同一轴线上。因此加工连杆轴颈时，往往存在不平衡回转，所以必须采取平衡措施，这样一来便造成了工艺过程的复杂化。（2）曲轴刚度差。曲轴类似细长轴，其长度与直径比值很大，所以刚度很差。在自重和切削力作用下会产生比较严重的弯曲和扭曲变形，因此在工艺中必须采取相应的工艺措施。（3）技术要求高。曲轴的尺寸精度、形状和位置精度及表面粗糙度都有较高的要求，必须采取一系列措施才能达到加工要求。3、零件的技术要求对曲轴毛坯的技术要求是毛坯不应有表面疏松、气孔、砂眼、粘砂、裂纹、冷隔等缺陷。由于工作时曲轴承受着很大的扭转力矩和大小及方向都在不断变化的弯曲力，有时还承受着扭转振动，并且整个发动机的可靠性在很大程度上取决于曲轴的强度，因此在制造时应使曲轴达到以下的尺寸、形状和位置精度以及表面粗糙度。其零件图如下 由此可知（1） 尺寸精度和形状精度及要求(a) 主轴颈各部分要求公差等级均不相同，其中主轴颈左端要按300.01加工，主轴颈右端C-C截面所在部分主轴颈和B-B截面所在部分主轴颈要按IT7公差等级加工。连杆轴颈也按IT7公差等级进行加工(b) 各轴颈长度和曲柄厚度均按IT13公差等级加工。(c) 其余自由尺寸按IT12和IT13公差等级加工，详细加工见上图。(d) 轴颈的圆柱度公差为0.015mm.（2） 位置精度要求 (a)连杆轴颈轴线与主轴颈轴线的平行度公差为0.02。四、工艺规程的设计 （一） 确定毛坯的制造形成 拔秧曲轴要求批量较大，故可以45#圆钢通过模锻制造，它具有较强的刚度，和耐磨性。（二） 加工方法分析确定 拔秧曲轴是有两个曲拐，小批量生产。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连杆轴颈的位置精度。连杆轴颈与主轴颈的中心距为25，不能直接在轴端面上钻中心孔，加工连杆时，可利用已加工过的主轴颈定位，安装到专用的偏心卡盘分度夹具上中使连杆轴颈的轴线与转动轴线重合。（三）工序的集中与分散基于曲轴零件生产批量、材料和现场设备（四川宜宾普什集团汽车零部件制造公司）等的考虑，选用工序集中原则安排曲轴的加工顺序。例如，选用曲轴钻铣专机同时加工曲轴两端面、钻中心孔。这样可以大大减少工件的装夹次数，缩短辅助时间，同时有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。（四）加工顺序的安排本零件加工采用中心孔定位，它是辅助基准，装夹方便节省找正时间又能保证连杆轴颈的位置精度。 先用三爪卡盘夹住一端主轴颈，车另一端面打中心孔，再夹住另一主轴颈端外圆，车该端面并钻中心孔。并按先粗后精的原则安排加工顺序，逐步提高加工精度；先粗加工主轴颈再半精加工主轴颈，然后粗加工连杆轴颈，半精加工连杆轴颈，再磨主轴颈，再磨连杆轴颈，最后铣键槽，轴颈抛光。（五） 基准的选择先以主轴颈外圆为基准，车两端面，并钻中心孔。再以两顶尖定位方式粗加工主轴颈，再半精加工主轴颈，再以偏心卡盘分度夹具夹住主轴颈，加工连杆轴颈，再磨主轴颈，最后磨连杆轴颈，并铣键槽。（六）工艺路线的确定在综合考虑上述工序顺序安排的原则和实际情况的基础上，制定了以下工艺路线。工艺路线一工序号工序名称设备名称设备型号1锻造毛坯锻造水压机2500t2车两端面，钻中心孔车床CA61403粗车主轴颈并倒角车床CA61404 半精车主轴颈车床CA61405切槽车床CA61406粗试动平衡曲轴动平衡机HM2BK7粗车连杆轴颈并倒角车床CA61408半精车连杆轴颈车床CA61409去毛刺10中检11高温时效回火炉RUW612清洗曲轴中间清洗机DAM-QXZ0702513感应淬火及低温回火全自动曲轴感应淬火机床传送带式回火炉TQK-2/9RGW6-85100045-N814圆角滚压及校直Hegenscheidt曲轴圆角滚压及校直机7893r-03S/515粗磨公差要求为IT6的主轴颈外圆磨床M1432A16精磨公差要求为IT6的主轴颈外圆磨床M1432A17精车连杆轴颈车床CA614019粗精铣键槽铣床X501220试动平衡自动曲轴动平衡机SCHENCK 320BRK-C21精去毛刺22外观尺寸检查23荧光粉探伤磁粉探伤机CDG-4000D24清洗曲轴最终清洗机DAM-QXZ07025工艺路线二工序号工序名称设备名称设备型号1锻造毛坯锻造水压机2500t2车两端面，钻中心孔车床3切槽，粗车主轴颈并倒角车床CA61404粗车连杆轴颈并倒角车床CA61405粗试动平衡曲轴动平衡机HM2BK6半精车车床CA61407半精车连杆轴颈车床CA61408去毛刺9中检10高温时效回火炉RUW611清洗曲轴中间清洗机DAM-QXZ0702512感应淬火及低温回火全自动曲轴感应淬火机床传送带式回火炉TQK-2/9RGW6-85100045-N813圆角滚压及校直Hegenscheidt曲轴圆角滚压及校直机7893r-03S/514粗磨公差要求为IT6的主轴颈JUNKER随动磨床JUCRANK 6S 10-1016精磨公差要求为IT6的主轴颈外圆磨床M1432A17精车连杆轴颈车床CA614018粗精铣键槽铣床X501219试动平衡，去重自动曲轴动平衡机SCHENCK 320BRK-C20精去毛刺21外观尺寸检查22荧光粉探伤磁粉探伤机CDG-4000D23清洗曲轴最终清洗机DAM-QXZ07025两工艺方案之比较：方案一和方案二的不同之处，在于方案二把主轴颈和连杆轴颈的粗加工放在一起，精加工放在一起。而方案一是先加粗精工主轴颈，再对连杆轴颈进行加工。方案一优于方案二之处，就在于方案一更能保证主轴颈和连杆轴颈的同轴度，并且粗精加工接连一起，就减少了使用偏心分度盘夹具的时间，提高了工作效率。五、 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定表5-1:曲轴主轴颈左右30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表面粗糙度锻造33.61.9-0.9粗车2mmIT1131.60-0.13半精车1.3mmIT10 30.30-0.084粗磨0.2mmIT930.10-0.052精磨0.1mmIT7300.01或300，0230.002Ra1.6表5-2:曲轴主轴颈中端30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表面粗糙度锻造32.21.9-0.9粗车2.2mm无30Ra25表5-3曲轴主轴颈右端25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表面粗糙度锻造28.61.9-0.9粗车2mmIT1126.60-0.13半精车1.3mmIT10 25.30-0.084粗磨0.2mmIT925.10-0.52精磨0.1mmIT7250.0230.002Ra1.6表5-4曲轴曲柄60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表面粗糙度锻造62.31.9-0.9粗车2.3mmIT11600-0.13Ra25工序名称工序余量经济精度工序尺寸及公差表面粗糙度锻造28.61.9-0.9粗车2mmIT1126.60-0.13半精车1.3mmIT10 25.30-0.033精车0.3mmIT725-0.02-0.04表5-5曲轴连杆轴颈25的工序及公差表5-6曲轴曲柄60两外侧面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表面粗糙度锻造粗车1.2mm无12Ra25表5-7曲轴曲柄60两内侧面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表面粗糙度锻造粗车2mm无12Ra25表5-8曲轴曲柄60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表面粗糙度锻造62.3.1.9-0.9粗车2.3mm无60-0.02-0.041Ra25表5-9曲轴主轴颈左端面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表面粗糙度锻造粗车1.2mm无Ra25工序名称工序余量经济精度工序尺寸及公差表面粗糙度锻造粗车1.2mm无Ra25表5-10曲轴主轴颈右端面的工序及公差5.2毛坯图的绘制六、机床型号的选择1、卧式车床型号的选择因为曲轴中间段的加工长度为625mm，所以，根据零件的尺寸参数，选择CA6140卧式车床。2、外圆磨床型号的选择选择M1432A型，最大磨削直径为320mm。3、铣床型号的选择根据零件加工的尺寸，选择X5012型，其工作台台面尺寸/mm(宽长)为3201320。七、工时计算1、工序2 （1）粗车主轴颈右端面1） 轴向的加工余量为1.2mm，取切削深度为ap=1.2mm2） 根据机械制造工艺设计手册表3-13，进给量取f=0.4mm/r3） 根据机械制造工艺设计手册表3-21，高速钢刀具W18Cr4V的切削速度为15-30m/min，且4） 确定主轴转速，根据公式n=1000vdw，取dw=28mm，v=20m/min代入： 根据机械制造工艺设计手册附表4-3-1，CA6140车床的主轴转速可以取n=250r/min则实际的切削速度5） 切削工时的计算被车削的长度为l=28.6mm刀具的切入长度l1=3mm刀具的切出长度l2=3mm则机动时间为（2）粗车主轴颈左端面1） 轴向的加工余量为1.2mm，取切削深度为ap=1.2mm2） 根据机械制造工艺设计手册表3-13，进给量取f=0.4mm/r3） 根据机械制造工艺设计手册表3-21，高速钢刀具W18Cr4V的切削速度为15-30m/min，且4） 确定主轴转速，根据公式n=1000vdw，取dw=34mm，v=20m/min代入：根据机械制造工艺设计手册附表4-3-1，CA6140车床的主轴转速可以取n=200r/min则实际的切削速度5） 切削工时的计算被车削的长度为l=33.6mm刀具的切入长度l1=5mm刀具的切出长度l2=3mm刀具的试切长度则机动时间为 2.、工序3（3）粗车长为25mm的主轴颈段1） 径向的双边余量为2mm，故取切削深度为ap=1mm2） 根据机械制造工艺设计手册表3-13，进给量取f=0.4mm/r3） 根据机械制造工艺设计手册表3-21，高速钢刀具W18Cr4V的切削速度为15-30m/min，且4） 确定主轴转速，根据公式n=1000vdw，取dw=28mm，v=20m/min代入： 根据机械制造工艺设计手册附表4-3-1，CA6140车床的主轴转速可以取n=250r/min则实际的切削速度5） 切削工时的计算被车削的长度为l=25mm刀具的切入长度l1=5mm刀具的切出长度l2=3mm刀具的试切长度 则机动时间为（4）粗车右端直径为30且表面精度要求为Ra25的轴段1） 径向的双边余量为3.6mm，故取切削深度为ap=1.8mm2） 根据机械制造工艺设计手册表3-13，进给量取f=0.4mm/r3） 根据机械制造工艺设计手册表3-21，高速钢刀具W18Cr4V的切削速度为15-30m/min，且确定主轴转速，根据公式n=1000vdw，取dw=33mm，v=20m/min代入： 4）根据机械制造工艺设计手册附表4-3-1，CA6140车床的主轴转速可以取n=200r/min则实际的切削速度5） 切削工时的计算被车削的长度为l=81.8mm刀具的切入长度l1=5mm刀具的切出长度l2=3mm刀具的试切长度 则机动时间为（5）粗车直径为30且表面精度要求为Ra1.6的轴段5） 径向的双边余量为2mm，故取切削深度为ap=1mm5） 根据机械制造工艺设计手册表3-13，进给量取f=0.4mm/r5） 根据机械制造工艺设计手册表3-21，高速钢刀具W18Cr4V的切削速度为15-30m/min4）确定主轴转速，根据公式n=1000vdw，取dw=33mm，v=20m/min代入： 根据机械制造工艺设计手册附表4-3-1，CA6140车床的主轴转速可以取n=100r/min则实际的切削速度5） 切削工时的计算被车削的长度为l=38mm刀具的切入长度l1=5mm刀具的切出长度l2=3mm刀具的试切长度 则机动时间为（6）粗车两曲柄的外侧面1） 轴向的加工余量为1.2mm，取切削深度为ap=1.2mm2） 根据机械制造工艺设计手册表3-13，进给量取f=0.6mm/r3） 根据机械制造工艺设计手册表3-23，高速钢刀具W18Cr4V的切削速度为15-30m/min4） 确定主轴转速，根据公式n=1000vdw，取dw=62mm，v=20m/min代入： 根据机械制造工艺设计手册附表4-3-1，CA6140车床的主轴转速可以取n=100r/min则实际的切削速度5） 切削工时的计算被车削的长度为l=28.7mm刀具的切入长度l1=5mm刀具的切出长度l2=3mm刀具的试切长度l3=5mm则机动时间为则总的机动时间为284=112s（7）粗车直径为30的主轴颈中段1） 径向的双边余量为2.2mm，故取切削深度为ap=1.1mm2） 根据机械制造工艺设计手册表3-13，进给量取f=0.4mm/r3） 根据机械制造工艺设计手册表3-21，高速钢刀具W18Cr4V的切削速度为15-30m/min4）确定主轴转速，根据公式，取dw=32mm，v=20m/min代入： 根据机械制造工艺设计手册附表4-3-1，CA6140车床的主轴转速可以取n=200r/min则实际的切削速度5） 切削工时的计算被车削的长度为l=627mm刀具的切入长度l1=5mm刀具的切出长度l2=0mm刀具的试切长度 则机动时间为3、工序4（1）半精车直径为30且表面精度要求为Ra1.6的轴段1） 径向的双边余量为1.3mm，故取切削深度为ap=0.65mm2） 根据机械制造工艺设计手册表3-13，进给量取f=0.4mm/r3） 根据机械制造工艺设计手册表3-21，高速钢刀具W18Cr4V的切削速度为15-30m/min4）确定主轴转速，根据公式n=1000vdw，取dw=31mm，v=20m/min代入： 根据机械制造工艺设计手册附表4-3-1，CA6140车床的主轴转速可以取n=200r/min则实际的切削速度5） 切削工时的计算被车削的长度为l=38mm刀具的切入长度l1=5mm刀具的切出长度l2=3mm刀具的试切长度l3=5mm则机动时间为（2）半精车直径为25且表面精度要求为Ra1.6的轴段1） 径向的双边余量为1.3mm，故取切削深度为ap=0.65mm2） 根据机械制造工艺设计手册表3-13，进给量取f=0.4mm/r3） 根据机械制造工艺设计手册表3-21，高速钢刀具W18Cr4V的切削速度为15-30m/min确定主轴转速，根据公式n=1000vdw，取dw=25mm，v=20m/min代入： 4）根据机械制造工艺设计手册附表4-3-1，CA6140车床的主轴转速可以取n=250r/min则实际的切削速度5） 切削工时的计算被车削的长度为l=25mm刀具的切入长度l1=5mm刀具的切出长度l2=0mm刀具的试切长度l3=5mm则机动时间为工序5（1）切槽（在28.6的主轴颈上）1） 径向的加工余量为4.6mm，则切削深度为ap=2.3mm2） 根据机械制造工艺设计手册表3-16，进给量取f=0.2mm/r3） 根据机械制造工艺设计手册表3-23，高速钢刀具W18Cr4V的切削速度为15-30m/min，且4） 确定主轴转速，根据公式n=1000vdw，取dw=28mm，v=20m/min代入： 根据机械制造工艺设计手册附表4-3-1，CA6140车床的主轴转速可以取n=250r/min则实际的切削速度5） 切削工时的计算被车削的长度为l=4.6mm刀具的切入长度l1=3mm刀具的切出长度l2=0mm刀具的试切长度l3=0mm则机动时间为则总的机动时间为（2）切槽（在33.6的主轴颈上）1） 径向直径的加工余量为9mm，则切削深度为ap=4.5mm2） 根据机械制造工艺设计手册表3-16，进给量取f=0.2mm/r3） 根据机械制造工艺设计手册表3-23，高速钢刀具W18Cr4V的切削速度为15-30m/min，且4） 确定主轴转速，根据公式n=1000vdw，取dw=33mm，v=20m/min代入： 根据机械制造工艺设计手册附表4-3-1，CA6140车床的主轴转速可以取n=200r/min则实际的切削速度5） 切削工时的计算被车削的长度为l=9mm刀具的切入长度l1=5mm刀具的切出长度l2=0mm刀具的试切长度l3=0mm则机动时间为则总的机动时间为4、工序6（1）粗车外圆F60的毛坯面1） 径向的双边余量为2.3mm，取切削深度为ap=1.15mm2） 根据机械制造工艺设计手册表3-13，进给量取f=0.6mm/r3） 根据机械制造工艺设计手册表3-23，高速钢刀具W18Cr4V的切削速度为15-30m/min4） 确定主轴转速，根据公式n=1000vdw，取dw=62mm，v=20m/min代入： 根据机械制造工艺设计手册附表4-3-1，CA6140车床的主轴转速可以取n=100r/min则实际的切削速度5） 切削工时的计算被车削的长度为l=12mm刀具的切入长度l1=5mm刀具的切出长度l2=3mm刀具的试切长度l3=5mm则机动时间为则总的机动时间为254=100s(2)粗车F60的曲柄内侧面1） 轴向的加工余量为2mm，取切削深度为ap=2mm2） 根据机械制造工艺设计手册表3-13，进给量取f=0.6mm/r3） 根据机械制造工艺设计手册表3-23，高速钢刀具W18Cr4V的切削速度为15-30m/min4） 确定主轴转速，根据公式n=1000vdw，取dw=60mm，v=20m/min代入： 根据机械制造工艺设计手册附表4-3-1，CA6140车床的主轴转速可以取n=100r/min则实际的切削速度5） 切削工时的计算被车削的长度为l=25mm刀具的切入长度l1=5mm刀具的切出长度l2=3mm刀具的试切长度l3=5mm则机动时间为则总的机动时间为264=104s(3)粗车F25的连杆轴颈1）径向的双边余量为2mm，故取切削深度为ap=1m2）根据机械制造工艺设计手册表3-13，进给量取f=0.4mm/r3） 根据机械制造工艺设计手册表3-21，高速钢刀具W18Cr4V的切削速度为15-30m/min，且4） 确定主轴转速，根据公式n=1000vdw，取dw=28mm，v=20m/min代入： 根据机械制造工艺设计手册附表4-3-1，CA6140车床的主轴转速可以取n=250r/min则实际的切削速度5） 切削工时的计算被车削的长度为l=20mm刀具的切入长度l1=5mm刀具的切出长度l2=3mm刀具的试切长度 则机动时间为则总的机动时间为502=100s5、工序7半精车直径为25的连杆轴颈1） 径向的双边余量为1.3mm，故取切削深度为ap=0.65mm2） 根据机械制造工艺设计手册表3-13，进给量取f=0.4mm/r3） 根据机械制造工艺设计手册表3-21，高速钢刀具W18Cr4V的切削速度为15-30m/min确定主轴转速，根据公式n=1000vdw，取dw=25mm，v=20m/min代入： 4）根据机械制造工艺设计手册附表4-3-1，CA6140车床的主轴转速可以取n=250r/min则实际的切削速度5） 切削工时的计算被车削的长度为l=20mm刀具的切入长度l1=5mm刀具的切出长度l2=0mm刀具的试切长度l3=5mm则机动时间为，则总的机动时间为182=36s6、工序14（1）粗磨直径要求为30且表面粗糙度要求为Ra1.6的主轴颈1） 径向双边磨削余量为Z=0.2mm，取磨削深度为ap=0.1mm2） 根据机械制造工艺设计手册表3-96，工件速度和工件转速分别为v=0.167-0.443m/s,n=2.08-3.50r/s。3） 根据砂轮的尺寸130040127，轴向进给量fB=20-32mm4） 根据机械制造工艺设计手册表3-106，径向进给量取fT=0.010-0.025mm5) 磨削的基本时间计算 （2）粗磨直径要求为25且表面粗糙度要求为Ra1.6的主轴颈1） 径向双边磨削余量为Z=0.2mm，取磨削深度为ap=0.1mm2） 根据机械制造工艺设计手册表3-96，工件速度和工件转速分别为v=0.167-0.40m/s,n=3.167-6.333r/s。3） 根据砂轮的尺寸130040127，轴向进给量fB=20-32mm4） 根据机械制造工艺设计手册表3-106，径向进给量取fT=0.010-0.025mm5) 磨削的基本时间计算7、工序15（1）精磨直径要求为30且表面粗糙度要求为Ra1.6的主轴颈1） 径向双边磨削余量为Z=0.1mm，取磨削深度为ap=0.05mm2） 根据机械制造工艺设计手册表3-96，工件速度和工件转速分别为v=0.433-0.65m/s,n=4.33-6.5r/s。3） 根据砂轮的尺寸130040127，轴向进给量fB=20-32mm4） 根据机械制造工艺设计手册表3-106，径向进给量取fT=0.010-0.025mm5) 磨削的基本时间计算（2）精磨直径要求为25且表面粗糙度要求为Ra1.6的主轴颈1） 径向双边磨削余量为Z=0.1mm，取磨削深度为ap=0.05mm2） 根据机械制造工艺设计手册表3-96，工件速度和工件转速分别为v=0.4-0.533m/s,n=6.33-8.5r/s。3） 根据砂轮的尺寸130040127，轴向进给量fB=20-32mm4） 根据机械制造工艺设计手册表3-106，径向进给量取fT=0.010-0.025mm5) 磨削的基本时间计算8、工序16（1）精车连杆轴颈 用离子型切削液1） 径向的双面余量为0.3mm，取切削深度为ap=0.15mm2） 根据机械制造工艺设计手册表3-13，进给量取f=0.4mm/r3） 根据机械制造工艺设计手册表3-23，立方氮化硼刀具的切削速度为15-30m/min4） 确定主轴转速，根据公式n=1000vdw，取dw=25mm，v=20m/min代入： 根据机械制造工艺设计手册附表4-3-1，CA6140车床的主轴转速可以取n=250r/min则实际的切削速度5） 切削工时的计算被车削的长度为l=20mm刀具的切入长度l1=5mm刀具的切出长度l2=3mm刀具的试切长度l3=5mm则机动时间为9、工序1710、工序18（1）铣F25轴及F30轴段上的键槽1） 切屑深度为ap1=4mm2） 铣槽采用专用刀具