柴油机曲轴工艺规程及夹具设计

毕业设计说明书I摘 要此次毕业设计任务是对 R180 柴油机曲轴零件的机械加工工艺及夹具的设计,在曲轴零件的加工工艺过程中轴与轴中心线之间要有位置要求。本文是在保证产品质量、提高生产率、降低成本、充分利用现有生产条件、保证工人具有良好而安全劳动条件的前提下进行设计的。在工艺设计中，作者结合实际进行理论设计，对曲轴传统生产工艺进行了改进，优化了工艺过程和工艺装备，使曲轴的生产加工更经济、合理。在夹具设计部分，作者在收集加工所用机床、刀具及辅助工具等有关资料后，对工件材料、结构特点、技术要求及工艺分析的基础上，按照夹具设计步骤设计出符合曲轴生产工艺及夹具制造要求的夹具。关键词： 曲轴工艺夹具 柴油机柴油机曲轴工艺设计及夹具设计IIAbstractThe graduation design task is to design the mechanical processing technology and fixture parts of R180 diesel engine crankshaft, between the machining process of crankshaft axis and axis parts center line of position requirements. This paper is to ensure product quality, increase productivity, reduce the cost, make full use of the existing conditions of production, ensure worker having good and safe working conditions for design. In the process of design, combined with the practical theoretical design of crankshaft, improve the traditional production technology, optimizing the process and equipment, the production processing crankshaft more economical, reasonable. In the fixture design of the part, the author used in collection and processing machine tool, cutting tool and auxiliary tools and other relevant data, on the basis of the workpiece material, structure characteristics, technical requirements and process analysis, fixture design steps in design with a crankshaft production process and fixture manufacturing requirements of the fixture.Keywords: diesel engine crankshaft fixture 毕业设计说明书III目 录摘 要 .IABSTRACT .II目 录 .III第 1 章 绪论 .1第 2 章 R180 柴油机曲轴工艺设计 .41.1 分析零件图 .41.1.1 零件的材料和作用 .41.1.2 零件加工的工艺特点 .41.2 确定生产类型 .41.3 尺寸公差等级 .51.4 技术要求 .51.5 确定毛坯 .61.5.1 确定毛坯种类 .61.5.2 确定铸件余量及形状 .6第 3 章 机械加工工艺过程设计 .73.1 选择表面加工方法 .73.2 确定工艺过程方案 .73.3 选择加工设备与工艺装备 .93.3.1 选择机床 .93.3.2 选择夹具 .93.3.3 选择刀具 .103.3.4 选择量具 .103.4 确定工序尺寸 .103.5 确定切削用量及时间定额 .133.5.1 工序 070（粗车长头）切削用量及时间定额 .133.5.2 工序 130（钻孔 14.2）切削用量及时间定额 .163.5.3 工序 240（铣 K 面）切削用量及时间定额 .17第 4 章 R180 柴油机曲轴第一套夹具设计 .194.1 明确设计任务、收集分析原始资料 .194.1.1 加工工件的零件图 .194.1.2 设计任务书 .194.1.3 工序简图 .204.1.4 分析原始资料 .204.2 确定夹具的结构方案 .214.2.1 确定工件的定位方式 .214.2.2 选择定位元件，设计定位装置 .214.2.3 分析计算定位误差 .21柴油机曲轴工艺设计及夹具设计IV4.2.4 确定工件的夹紧装置 .234.3 绘制夹具结构草图 .244.3.1 拟订夹具总装图的尺寸、公差与配合以及技术要求 .244.3.2 绘制夹具总装图 .24第 5 章 钻夹具设计 .265.1 明确设计任务、收集分析原始资料 .265.1.1 加工工件的零件图 .265.1.2 设计任务书 .265.1.3 工序简图 .265.1.4 分析原始资料 .275.2 确定夹具的结构方案 .275.3 夹具定位误差分析 .275.4 技术要求 .275.4.1 尺寸、公差与配合 .285.4.2 制订技术条件 .285.5 绘制夹具总装图 .28结 论 .29致 谢 .30 毕业设计说明书1第 1 章 绪论曲轴是将直线运动转变为旋转运动，或将旋转运动转变成直线运动的零件。曲轴工作时的受力情况非常复杂。它不但受到很大的扭转应力和大小、方向都在周期性变化的弯曲应力的作用，而且还受到振动所产生的附加应力的作用。因此曲轴应具有足够的强度、刚度、抗疲劳强度及抗冲击韧性。同时，由于曲轴工作时的旋转速度高，所以在设计曲轴时，应使曲轴的主轴颈和连杆轴颈有足够的耐磨性，且曲轴的质量应当平衡分布，以减少不平衡带给曲轴的附加载荷。曲轴的工艺特点主要取决于结构特点和技术要求。作为曲轴加工，其主要问题就是工件本身刚性差、零件技术要求高。这就需要在加工过程中采用一系列相应的措施，以使加工后的零件符合图纸的设计要求。应采用的措施大致有：1）尽量减小或抵消切削力；2）提高曲轴的支承刚性，以减小受力变形；3）加工工艺要分阶段，以减小粗加工对精加工的影响。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，可获柴油机曲轴工艺设计及夹具设计2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 12 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 毕业设计说明书3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。 柴油机曲轴工艺设计及夹具设计4第 2 章 R180 柴油机曲轴工艺设计1.1 分析零件图1.1.1 零件的材料和作用曲轴的材料一般采用 45 钢、45Mn2、50Mn、40Cr、35CrMo、QT60-2 球墨铸铁等。根据不同的生产类型和工厂的具体条件，该曲轴为球墨铸铁 QT60-2 材料所以采用铸造毛坯。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 零件加工的工艺特点1）该零件的生产批量不大，因此选用中心孔定位，它是辅助基准，装夹方便，节省找正时间，又能保证位置精度。2）该零件刚度较差，故粗车、精车和磨均以工序分开。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 152 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。 毕业设计说明书51.3 尺寸公差等级尺寸 公差等级 尺寸 公差等级0.2531mIT6 -0.2748mIT9-.607IT7 1.IT9-.24IT10 +0.28IT5+0.531IT121.4 技术要求项目 说明AB两处 的外圆柱面的轴线，必须位于直径为+0.2531m公差值 0.02，且与 A、B 公共基准轴线同轴的圆柱面内.-.-两处 的外圆柱面必须位于半径差为公差值+0.2530.02 的两同轴圆柱面之间外圆轴线必须位于直径为公差值 0.02，且-0.3671m平行于 A、B 公共基准轴线的圆柱面内键槽 的中心平面必须位于距离为公差值 0.05 的-0.2748两平行面之间，该两平面对称配置在通过基准轴线的辅助平面两侧圆锥面对两处 的外圆柱面的轴线的径跳公+0.2531m差 0.03柴油机曲轴工艺设计及夹具设计61.5 确定毛坯1.5.1 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 155 铸件尺寸公差等级采用 CT9 级。1.5.2 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 157，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 158 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 159 铸件最小孔的直径，故本零件上的孔不铸出。 毕业设计说明书7第 3 章 机械加工工艺过程设计3.1 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 1532表 1534 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 48（IT12）铰孔 48（IT9）钻孔 2M10（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 25（IT12）攻丝 2-M6。3.2 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 工艺过程方案柴油机曲轴工艺设计及夹具设计8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 B5040 铣两端面 040 检测曲轴硬度方案 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40h6，50k6，60060 检测曲轴硬度 060 粗车长头，依次为M36X2，1：8 圆锥面，45h9，50m6, 60070 粗车短头，依次为40h6，50k6，60070 精车短头，依次为40h6，50k6，60080 粗车长头，依次为M36X2，1：8 圆锥面，45h9，50m6, 60080 精车长头，依次为M36X2，1：8 圆锥面，45h9，50m6, 60090 车开档，粗车连杆颈 45 090 割槽 38.5X3,割槽33X4.8,割槽 47X2.2100 精车短头，依次为40h6，50k6，60,割槽 38.5X3100 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47X2.2110 粗、精车连杆颈 45120 精车连杆颈 45 120 钻孔 14.2130 钻孔 14.2 130 钻斜油孔 5140 钻斜油孔 5 140 钻孔 18.5，铰孔 19150 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 50170 按工艺要求进行中间检验 170 粗磨连杆颈 45180 粗磨两端主轴颈 50 180 铣键槽 5N9190 粗磨连杆颈 45 190 铣键槽 12N9200 铣键槽 5N9 200 铣 K 面210 铣键槽 12N9 210 钻铰 48220 铣 K 面 220 钻攻 2M10230 钻铰 48 230 钻攻 2M6240 钻攻 2M10 240 精磨主轴颈 毕业设计说明书950k6，50m6，磨45h9250 钻攻 2M6 250 精磨连杆颈 45260 精磨主轴颈50k6，50m6，磨45h9260 磨 1：8 圆锥面270 精磨连杆颈 45 270 车螺纹 M36X2280 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。3.3 选择加工设备与工艺装备3.3.1 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。柴油机曲轴工艺设计及夹具设计103.3.2 选择夹具考虑到大量生产，均采用专用夹具。3.3.3 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。3.3.4 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 mm。查互换性技术测量应用手册表 5.1-1 知计025.841量器具不确定度允许值 =0.029mm。查互换性技术测量应用手册表 5.1-2，选U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=（0.370.45）X0.915mm/r=0.340.41mm/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 毕业设计说明书17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：k Tv=1.0，k cv=1.0，k lv=0.85，k tv=1.0，故v=vtkv=13X1.0X1.0X0.85X1.0m/min=11.1m/minn=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/minnf=2720.28mm/min=76.16mm/min第二方案 f=0.36mm/r,n=195r/minnf=1950.28mm/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（12）nfLtm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=0.70min3.5.3 工序 240（铣 K 面）切削用量及时间定额（1）选择刀具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 p4mm 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 ae49mm，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=3mm2)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，铣床柴油机曲轴工艺设计及夹具设计18功率为 4.5KW 时，fz=0.200.30mm/z取fz=0.30mm/z3）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：k Mv=0.72，ksv=0.8 (见表 1.28)kv= kMv ksv=0.576故 Vc=14.5m/minn=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/minfzc=Vfc/n z=235/(60*12)mm/z=0.33mm/z（3）计算基本工时（13）fmvLt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tm=0.32min其余工序切削用量及基本时间见工序卡片。 毕业设计说明书19第 4 章 R180 柴油机曲轴第一套夹具设计4.1 明确设计任务、收集分析原始资料4.1.1 加工工件的零件图零件图如图 4-1 所示图 4-1 曲轴零件图4.1.2 设计任务书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柴油机曲轴工艺设计及夹具设计204.1.3 工序简图（见图 4-2）图 4-2 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、520.20、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。4.1.4 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。 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。 毕业设计说明书214.2 确定夹具的结构方案4.2.1 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。4.2.2 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 R180A1102支承钉根据 GB/T222691 设计。4.2.3 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B= icos （2-1）ni1柴油机曲轴工艺设计及夹具设计22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= （2-2）)2/sin(ad式中， 工件定位基准的直径公差。d/2V 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 =105 0所以： Y=0.630 d左端： =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=0.5mmD 左 1/3TcD 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。 毕业设计说明书23B=0, Y=0即 D=0所以，此方案能满足加工要求。4.2.4 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。=7.8m