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毕业设计论文
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柴油机曲轴的工艺设计毕业设计说明书,毕业设计论文
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0 引言 本次毕业设计是关于 R180 柴油机曲轴的工艺设计及其中两道工序的夹具设计。 曲轴是柴油机中的关键零件之一，其材质大体分为两类：一是钢锻曲轴，二是球墨铸铁曲轴。由于采用铸造方法可获得较为理想的结构形状 ,从而减轻质量，且机加工余量随铸造工艺水平的提高而减小。球铁的切削性能良好，并和钢制曲轴一样可以进行各种热处理和表面强化处理，来提高曲轴的抗疲劳强度和耐磨性。而且球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，应力集中也没有钢制曲轴来的敏感。所以球墨铸铁曲轴在国内外得到广泛采用。本次设计中 曲轴的材质为球铁。 从目前整体水平来看 , 毛坯的铸造工艺存在生产效率低，工艺装备落后，毛坯机械性能不稳定、精度低、废品率高等问题。从以下几个工艺环节采取措施对提高曲轴质量具有普遍意义。熔炼 国内外一致认为 ,高温低硫纯净铁水的获得是生产高质量球铁的关键所在。为获得高温低硫磷的纯净铁水，可用冲天炉熔化铁水，经炉外脱硫，然后在感应电炉中升温并调整成分。球化处理 孕育处理 冲天炉熔化球铁原铁水 ,对铜钼合金球铁采用二次孕育。这对于防止孕育衰退，改善石墨形态，细化石墨及保证高强度球铁机械性能具有重要作用。 合金化 配合好铜和钼的比例对形成珠光体组织十分有利 ,可提高球铁的强度 ,而且铜和钼还可大大降低球铁件对壁厚的敏感性。 造型工艺 气流冲击造型工艺优于粘土砂造型工艺，可获得高精度的曲轴铸件，该工艺制作的砂型具有无反弹变形量的特点 ,这对于多拐曲轴尤为重要。浇注冷却工艺 采用立浇 立冷，斜浇 斜冷、斜浇 反斜冷三种浇注方式较为理想 ,其中后一种最好。斜浇 反斜冷的优点是：型腔排气充分，铁水充型平稳，浇注系统撇渣效果好，冒口对铸件的补缩效果好，适应大批量流水线生产。 目前，国内大部分专业厂家普遍采用普通机床和专用组 合机床组成的流水线生产，生产效率、自动化程度较低。曲轴的关键技术项目仍与国外相差 1 2 个数量级。国外的机加工工艺大致可归纳为如下几个特点。广泛采用数控技术和自动线，生产线一般由几段独立的自动化生产单元组成，具有很高的灵活性和适应性。采用龙门式自动上下料，集放式机动滚道传输，切削液分粗加工与精加工两段集中供应和回收处理。曲轴的主要加工工序基准中心孔，一般采用质量定心加工方式，这样在静平衡时，加工量很少。轴颈的粗加工一般采用数控铣削或车拉工艺。工序质量可达到国内粗磨后的水平，且切削变形小、效率高。铣削和车 拉是曲轴粗加工的发展方向。国外的曲轴磨床均采用 CNC 控制技术，具有自动进给、自动修正砂轮、自动补偿和自动分度功能，使曲轴的磨削精度和效率显著提高。油孔的加工采用鼓轮钻床和自动线，近几年随着枪钻技术的应用，油孔的加工大多已采用枪钻自动线钻孔 修缘 抛nts柴油机曲轴工艺设计及夹具设计 - 2 - 光。曲轴的抛光采用 CNC 控制的砂带抛光机，所有轴颈一次抛光只需 20 多秒，粗糙度可达 Ra0.4 以下，大大减小了发动机的磨合期。动平衡一般采用 CNC 控制的综合平衡机，测量、修正一次完成。检验一般在生产线上配备 MARPOSS 或 HOMWORK综合检测机，实现在线 检测，对曲轴的几乎所有机加工项目均可一次完成检测、显示和打印。曲轴的清洗采用专用精洗机定点定位清洗，保证了曲轴清洁度要求。广泛采用了轴颈过渡圆角滚压技术。专用圆角滚压机自动控制，对所有轴颈圆角进行一次滚压，而且滚压力和滚压角度可自动调节，使圆角处产生最佳的残余压应力，提高了曲轴的疲劳强度。 曲轴热处理的关键技术是表面强化处理。一般均正火处理，为表面处理作好组织准备。表面强化处理一般采用感应淬火或氮化工艺，少数厂家还引进了圆角淬火技术和设备。 球铁曲轴具有诸多优点，国内外广泛采用。但整体水平与国外还有相当 差距，除生产规模小、管理落后外，主要差距仍是制造工艺的落后。借鉴国外的先进技术和工艺方法是提高我国曲轴制造水平的捷径。 制定工艺规程的思路是：收集和熟悉制定工艺规程的有关资料图样，进行零件的结构工艺性；确定毛坯的类型及制造方法；选择定位基准；拟定工艺路线；确定各工序的工序余量、工序尺寸及其公差；确定各工序的设备，刀具、夹具、量具和辅助工具；确定各工序的切削用量及时间定额；确定主要工序的技术要求及检验方法；进行技术经济分析，选择最佳方案；编制工艺文件。 机械制造技术的新发展包括计算机辅助工 艺规程设计和计算机辅助制造。计算机辅助制造是指通过计算机直接或间接地与企业中的物质资源和人力资源交换信息，实现计算机对制造过程各环节的管理、控制和操作。柔性制造系统工作内容有：生产工程分析和设计；生产计划调度；工作站和设备的运行控制；工程监测和质量保证；物资供应与财会管理。计算机集成制造系统包括计算机辅助设计、计算机辅助工艺规程、计算机辅助制造、计算机辅助质量管理和自动存取等。 夹具设计的思路是：明确设计任务，收集设计资料；拟订夹具的结构方案、绘制结构草图；绘制夹具总装图。绘制夹具总装图的顺 序和方法：用双点化线或红色笔绘出工件的轮廓外形和主要表面，并用网纹线表示出加工余量；视工件轮廓为透明体，分别绘出定位、导向、夹紧及其他元件或装置，最后绘制夹具体，形成一个夹具整体；标注尺寸、公差与配合和技术要求；对零件进行编号，填写零件明细栏和标题栏；绘制夹具零件图。计算机辅助绘制夹具装配图： 1、通常采用“菜单”的形式，对夹具元件图形进行编目和检索。 2、夹具装配图由若干夹具元件图形拼接而成。在微机上开发的系统中可采用以下几种方法进行图形消隐：按配合形式分别存图；利用图形软件的一些基本命令作消隐 处理；参数化建库的消隐处理。 nts 1 R180 柴油机曲轴工艺设计 1.1 分析零件图 1.1.1 零件的作用 曲轴是柴油机的一个主要零件。曲轴主要用于作往复运动的机械中。 1.1.2 零件的工艺分析 曲轴图样的视图、尺寸、公差和技术要求齐全、正确；零件选用材料为 QT800-2，该材料具有较高的强度、韧性和塑性，切削性能良好；结构工艺性比较好。 根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。 1.2 确定生产类型 已知零件的年生产 纲领为 120000 件，零件质量 3.76kg，由机械制造工艺及设备设计指导手册表 15 2 可确定其生产类型为大量生产。故初步确定工艺安排的基本倾向为：加工设备以自动化和专用设备为主，通用设备为辅；机床按流水线或自动线排列；采用高效专用夹具；广泛采用专用夹具；广泛采用专用量具、量仪和自动检验装置。这样生产效率高。 1.3 确定毛坯 1.3.1 确定毛坯种类 根据零件材料确定毛坯为铸件。并依其结构形状、尺寸大小和生产类型，毛坯的铸造方法选用金属模机械砂型铸造。根据机械制造工艺及设备设计指导手册表15 5铸件尺寸公差 等级采用 CT9 级。 1.3.2 确定铸件余量及形状 根据机械制造工艺及设备设计指导手册表 15 7，取加工余量为 MA-G 级。查机械制造工艺及设备设计指导手册表 15 8 确定各表面的铸件机械加工余量。 对于金属模机械砂型铸造，根据机械制造工艺及设备设计指导手册表 15 9铸件最小孔的直径，故本零件上的孔不铸出。 1.3.3 画铸件 零件综合图（见曲轴零件毛坯图） 1.4 机械加工工艺过程设计 nts柴油机曲轴工艺设计及夹具设计 - 4 - 1.4.1 选择表面加工方法 根据各表面加工要求和各种加工方法所能达到的经济精度，查机械制造工艺及设备设计 指导手册表 15 32表 15 34 选择零件主要表面（依次为从长头到短头）的加工方法与方案如下： M36X2 螺纹：粗车（ IT12） 精车（ IT6） 割槽 33X4.8（ IT11） 车螺纹 M36X2。 1： 8 圆锥面：粗车（ IT12） 半精车（ IT10） 铣键槽 12N9（ IT8） 磨削（ IT6）。 45 圆柱面：粗车（ IT12） 半精车（ IT10） 磨削（ IT6） 抛光（ IT5）。 50 圆柱面：粗车（ IT12） 半精车（ IT10） 割槽 47X2.2 粗磨（ IT7） 精磨（ IT6）。 60 圆柱面：粗车（ IT12） 半精车（ IT10）。 K 面：铣（ IT9） 钻孔 4 8（ IT12） 铰孔 4 8（ IT9） 钻孔 2 M10（ IT12） 攻丝 2-M10。 45 连杆颈圆柱面：粗车（ IT12） 半精车（ IT10） 粗磨（ IT7） 精磨（ IT6） 抛光（ IT5）。 14.2 斜孔：钻（ IT12）。 5斜油孔：钻（ IT12） 抛光（ IT8）。 60 圆柱面：粗车（ IT12） 半精车（ IT10）。 50 圆柱面：粗车（ IT12） 半精车（ IT10） 粗磨（ IT7） 精磨（ IT6）。 40 圆柱面：粗车（ IT12） 半精车 （ IT10） 割槽 38.5X3（ IT10） 铣键槽5N9（ IT8） 粗磨（ IT7） 精磨（ IT6）。 19 孔：钻孔 18.5（ IT12） 铰孔 19（ IT8）。 M6 螺纹：钻孔 2 5（ IT12） 攻丝 2-M6。 1.4.2 确定工艺过程方案 （ 1）拟定方案 由于各表面加工方法已基本确定，现按照“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”、“基准先行”的原则，初步拟定两种工艺过程方案，见表 1。 表 1 工艺过程方案 方案 方案 工序号 工序内容 工序号 工序内容 毛坯 毛坯 010 按 铸件要求检验 010 批量毛坯抽检 020 热处理 020 铣两端面 030 批量毛坯抽检 030 钻中心孔 B5 040 铣两端面 040 检测曲轴硬度 nts 方案 方案 工序号 工序内容 工序号 工序内容 050 钻中心孔 B5 050 粗车短头，依次为 40h6， 50k6， 60 060 检测曲轴硬度 060 粗车长头，依次为 M36X2， 1：8 圆锥面， 45h9， 50m6, 60 070 粗车短头，依次为 40h6， 50k6， 60 070 精车短头，依次为 40h6， 50k6， 60 080 粗车长头，依次为 M36X2，1： 8 圆锥面， 45h9，50m6, 60 080 精车长头，依次为 M36X2， 1：8 圆锥面， 45h9， 50m6, 60 090 车开档，粗车连杆颈 45 090 割槽 38.5X3, 割 槽 33X4.8,割槽 47X2.2 100 精车短头，依次为 40h6， 50k6 ， 60, 割 槽 38.5X3 100 车开档 110 精车长头，依次为 M36X2，1： 8 圆锥面， 45h9，50m6, 60, 割 槽 33X4.8, 割槽 47X2.2 110 粗、精车连杆颈 45 120 精车连杆颈 45 120 钻孔 14.2 130 钻孔 14.2 130 钻斜油孔 5 140 钻斜油孔 5 140 钻孔 18.5，铰孔 19 150 钻孔 18.5，铰孔 19 150 修正中心孔 160 修正中心孔 160 粗磨两端主轴颈 50 170 按工艺要求进行中间检验 170 粗磨连杆颈 45 180 粗磨两端主轴颈 50 180 铣键槽 5N9 190 粗磨连杆颈 45 190 铣键槽 12N9 200 铣键槽 5N9 200 铣 K 面 210 铣键 槽 12N9 210 钻铰 4 8 220 铣 K 面 220 钻攻 2 M10 230 钻铰 4 8 230 钻攻 2 M6 240 钻攻 2 M10 240 精磨主轴颈 50k6 ，50m6，磨 45h9 250 钻攻 2 M6 250 精磨连杆颈 45 260 精磨主轴颈 50k6，50m6，磨 45h9 260 磨 1： 8 圆锥面 270 精磨连杆颈 45 270 车螺纹 M36X2 280 磨 40h6 280 油孔 5 抛光 290 磨 1： 8 圆锥面 290 在 N 处打厂标及检验标记 300 车螺纹 M36X2 300 探伤 nts柴油机曲轴工艺设计及夹具设计 - 6 - 方案 方案 工序号 工序内容 工序号 工序内容 310 油孔 5 抛光 310 清洗 320 探伤 320 氮化 330 检验各相关尺寸 330 抛光连杆颈、油封档 340 在 N 处打厂标及检验标记 340 清洗、检验、包装 350 清洗 360 氮化 370 按氮化工艺要求检验 380 抛光连杆颈、油封档 390 清洗、检验、包装 （ 2）方案论证 方案的优点在于基本遵循粗精加工划分阶段的原则。方案的不足之处是加工过程中的检验太 少，不利于控制曲轴的加工质量。 根据以上分析，确定方案为曲轴零件加工的工艺路线。 1.5 选择加工设备与工艺装备 1.5.1 选择机床 考虑到大量生产，尽量选用高效机床。 工序 070、 080、 090、 100 均为圆柱面的车削加工，用 CJK6140 数控车床加工方便且效率高。 工序 180、 190、 260、 270、 280、 290 均为圆柱面的磨削加工，用 JK101 数显曲轴磨床加工方便且效率高。 其余表面加工均采用通用机床。如： C6140 卧式车床、 X62W 万能铣床、 Z5125立式钻床等 。 1.5.2 选择 夹具 考虑到大量生产，均采用专用夹具。 1.5.3 选择刀具 在车床上加工的工序，均采用 YG6 硬质合金外圆车刀，并尽量采用成形车刀。 在铣床上加工的工序，铣平面选用 YG6A 硬质合金圆盘铣刀，铣键槽选用键槽铣刀。 在磨床上加工的工序，磨主轴颈选用砂轮 P600X63X305， C46K2B35，其外径为600mm，厚度为 63mm，内径为 305mm；磨连杆颈选用砂轮 P600X25X305， C46K2B35，其外径为 600mm，厚度为 25mm，内径为 305mm。 在钻床上加工的工序，均选用麻花钻和机用 丝锥。 nts 1.5.4 选择量具 工序 070 粗加工可选通用量具。现按计量器具的不确定度选择量具。 粗车 40h6mm 至 025.08.41 mm。查互换性技术测量应用手册表 5.1-1 知计量器具不确定度允许值1U=0.029mm。查互换性技术测量应用手册表 5.1-2，选择分度值 0.02mm的游标卡尺，其不确定度 U=0.02mm， U3，故应乘孔深修正系数 k1f=0.915，则 f=（ 0.37 0.45） X0.915mm/r=0.34 0.41mm/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=vt kv=13X1.0X1.0X0.85X1.0m/min=11.1m/min n=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=272 0.28mm/min=76.16mm/min 第二方案 f=0.36mm/r,n=195r/min nf=195 0.28mm/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 nfLtm （ 1 2） 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 tm=0.70min 1.7.3 工序 240（铣 K面）切削用量及时间定额 （ 1）选择刀具 nts柴油机曲轴工艺设计及夹具设计 - 14 - 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 p 4mm 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 ae 49mm，选择 d。=80mm。由于采用标准硬质合金圆盘铣刀，故齿数 z=12（表 3.12）。 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=3mm 2)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=0.20 0.30mm/z 取 fz=0.30mm/z 3）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（表 3.8）。 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/min n=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/min fzc=Vfc/n z=235/(60*12)mm/z=0.33mm/z （ 3）计算基本工时 fm vLt （ 1 3） 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 nts tm=0.32min 其余工序切削用量及基本时间见工序卡片。 1.8 填写工艺规程卡 1.8.1 机械加工工艺过程卡片（见附件 1） 1.8.2 机械加工工序卡片（见附件 2） nts柴油机曲轴工艺设计及夹具设计 - 16 - 2 R180 柴油机曲轴第一套夹具设计 2.1 明确设计任务、收集分析原始资料 2.1.1 加工工件的零件图（见曲 轴零件毛坯图） 2.1.2 设计任务书（见表 3） 表 3 设计任务书一 工件名称 曲轴 夹具类型 钻床夹具 材 料 QT800-2 生产类型 大量生产 机床型号 Z5125 同时装夹工件数 1 2.1.3 工序简图（见图 1） 图 1 工序卡片 230 本夹具设计的是第 230 道工序钻、铰 8孔的钻床夹具。本工序加工要求如下： 保证工序图所示尺寸 32、 52 0.20、 18； 相对 K面的垂直度为 0.03mm； 相对三轴颈共面的位置度为 0.05。 2.1.4 分析原始资料 主要从以下几 方面分析： 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。 nts 本工序所使用的机床为 Z5125 立钻，刀具为通用标准刀具。 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。 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。 2.2 确定夹具的结构方案 2.2.1 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、 52 0.20mm、 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。 2.2.2 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 R180 A11 02 支承钉根据 GB/T2226 91 设计。 2.2.3 分析计算定位误差 通过定位误差分析，判断所设计的定位装置是否合理。 造成定位误差的原因是定位基准与工序基准不重合以及定位基准的位移误差两个 方面。 (1) 基准不重合误差 由于定位基准与工序基准不重合而造成的定位误差，称为基准不重合误差。 尺寸 52 0.20mm 的定位误差 nts柴油机曲轴工艺设计及夹具设计 - 18 - B=ni 1 icos （ 2-1） 式中， I 定位基准与工序基准间尺寸链组成环的公差。 i方向与加工尺寸方向间的夹角。 由于用 V型块定位加工孔，即 =900 所以 B=0 即基准不重合误差为 0。 (2) 基准位移误差 由于定位基准的误差或定位支承的误差而造成的定位基准位移，即工件实际位置对确定位置的理想要素的误差，这种误差称为基准位移误差。 在本道工序中，若不计 V形块的误差而仅有工件基准面的圆度误差时，其工件的定位中心 会发生偏移，产生基准位移误差 Y。 Y=)2/sin(2 ad（ 2-2） 式中， d 工件定位基准的直径公差。 /2 V形块的半角 V形块的对中性好，即其沿 x向的位移误差为零。 本次设计的 V形块的 =1050 所以： Y=0.630 d 左端： d =0.03mm 代入上式， Y=0.019mm 右端： d =0.07mm 代入上式， Y=0.044mm (3) 误差的合成 由于 B=0 左端 D= Y=0.019mm 右端 D= Y =0.044mm 而 Tc=0.5mm nts D 左 1/3Tc D 右 1/3Tc 因此该方案能满足位置尺寸 52 0.20mm 的要求。 相对 K面垂直度的定位误差计算同上。 B=0, Y=0 即 D=0 所以，此方案能 满足加工要求。 2.2.4 确定工件的夹紧装置 (1) 确定夹具类型 由工序简图可知，本工序所加工的四孔，位于同一平面内，孔径不大，轮廓尺寸小及生产批量大等原因，采用钻模。 (2) 计算切削力与夹紧力 工件在加工时受到轴向力的作用。 根据金属切削用量手册查知 Fx=9.81CFx d0ZF fyFkF （ 2-3） 已知 d。 =7.8mm，取 f=0.1mm/r，其余各参数值可由金属切削用量手册查出，代入上式得 Fx=809.2N (3) 设计夹紧装置 本设计所设计的夹紧机构 如图 图示的夹紧机构 ,能产生的夹紧力 F可由下图压板受力分析图求得。 F =2 )21( L LLF （ 2-4） 式中， 夹紧机构效率 ,取 =0.9 ; F 螺栓的许用夹紧力 (N) 选取 L1=L2，由机床夹具设计表 3-8查得：当螺杆螺纹公称直径 d=10mm 时，F =3570N 所以， F =2F =2 3570 0.9=6426KN 2.3 绘制夹具结构草图 上述得到的夹具结构总体设计，按照相关资料绘制夹具结构草图。 nts柴油机曲轴工艺设计及夹具设计 - 20 - 2.3.1 拟订夹具总装图的尺寸、公差与配合以及技术要求 这里包括夹具总图的主要尺寸和技术要求。主要尺寸指决定夹具精度和使用的那些尺寸 ,主要技术条件通常是指夹具上某些表面的形位公差要求和其他一些特殊技术说明。 (1) 尺寸、公差与配合 夹具轮廓尺寸 长 宽 高 =195mm 140mm 220mm 工件与定位元件间的联系尺寸 两 V 形块要保证一定的同轴度要求。 夹具内部的配合尺寸 这部分的主要配合尺寸有 10H7/r6 (2) 制订技术条件 主要包括以下几个方面： 两 V 形块 V形表面待装配时进行调整加工； 配打 V形块与夹具体、钻模板与夹具体定位用销钉； 加工前调整垫圈，使支承钉 5对工件定位； 钻套与衬套配合 16F7/m6，衬套与钻模板配合 24H7/r6。 2.3.2 绘制夹具总装图 步骤如下 根据工件在几个视图上的投影关系 ,分别画出其轮廓线； 布置定位元件； 布置夹紧机构； 安排联接元件、设计夹具体、并完成夹具总装图； 标注总图尺寸、公差与配合、技术要求。 nts 3 R180 柴油机曲轴第二套夹具设计 3.1 明确设计任务、收集分析原始资料 3.1.1 加工工件的零件图（见曲轴零件毛坯图） 3.1.2 设计任务书（见表 4） 表 4 设计任务书 工件名称 曲轴 夹具类型 钻床夹具 材 料 QT800-2 生产类型 大 量生产 机床型号 Z5125 同时装夹工件数 1 3.1.3 工序简图（见图 2） 图 2 工序卡片 130 本夹具设计的是第 130 道工序钻 14.2 孔的钻床夹具。本工序加工要求如下： 保证工序图所示尺寸 45； 斜角 3。 3.1.4 分析原始资料 主要从以下几方面分析： 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。 本工序所使用的机床为 Z5125 立钻，刀具为通用标准刀具。 nts柴油机曲轴工艺设计及夹具设计 - 22 - 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。 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。 3.2 确定夹具的结构方案 此道工序的定位、夹紧方式和上面设计的夹具基本相同，由于设计说明书篇幅所限，这里就不再重述。这里主要确定引导元件的结构类型和主要尺寸。 钻套结构，由夹具零部件国家标准 GB/T2263 91、 GB/T265 91 来选取。主要尺寸如下： 钻套内径为 14.2F8mm 钻套外径为 20m6mm 3.3 夹 具定位误差分析 由于定位方式、夹紧方式和上面所设计夹具的定位方式、夹紧方式基本相同，经计算该夹具定位方案是可行的。 3.4 拟订夹具总装图的尺寸、公差与配合及技术要求 这里包括夹具总图的主要尺寸和技术要求。主要尺寸指决定夹具精度和使用的那些尺寸 ,主要技术条件通常是指夹具上某些表面的形位公差要求和其他一些特殊技术说明。 3.4.1 尺寸、公差与配合 夹具轮廓尺寸 长 宽 高 =240mm 100mm 255mm 工件与定位元件间的联系尺寸 两定位块要保证一定的同轴度要求。 夹具内部的配合尺寸 这部分的主要配合尺寸有 20m6。 3.4.2 制订技术条件 主要包括以下几个方面： 两定位块定位表面待装配时进行调整加工； 配打定位块与夹具体、钻模板与夹具体定位用销钉； 加工前调整垫圈，使支承钉 5对工件定位。 nts 3.5 绘制夹具总装图 步骤如下 根据工件在几个视图上的投影关系 ,分别画出其轮廓线； 布置定位元件； 布置夹紧机构； 安排联接元件、设计夹具体、并完成夹具总装图； 标注总图尺寸、公差与配合、技术要求。 nts柴油机曲轴工艺设计及夹具设计 - 24 - 4 结论 为期两个半月的毕业设计即将结束，回顾整个过程，我觉得受益匪浅。 毕业设计是应用所学基础理论，专业知识与技能去分析和解决生产实际问题的一次综合训练。通过这次毕业设计巩固、扩大和强化了自己所学到的理论知识与技能，提高自己设计计算、制图、编写技术文件的能力，学会正确使用技术资料、标准、手册等工具书，并在设计中培养自 己理论联系实际，严肃认真的工作作风和独立工作能力，为毕业后从事技术工作打下了良好的基础。 我是在保证产品质量、提高生产率、降低成本、并充分利用现有生产条件保证工人具有良好而安全的劳动条件的前提下
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