曲轴箱设计说明书

1一、零件的分析（一）零件的作用起到支撑主轴的作用，曲轴箱承载受力，箱体内有润滑油保证润滑散热。（二）零件的工艺分析加工表面：149mm 的两端面及小端面 117.2mm，主轴孔及孔 80.3mm 内的槽 2.7mm，两端面上的槽 3.57mm, 99mm 孔的两面，5mm 的注油孔，二、工艺规程设计（一）确定毛坯零件材料为 HT200 铸件，零件年产量 4000 件，已达大批生产水平，采用金属型机器铸造成型。（二）基面的选择1、粗基准的选择按照粗基准的选择原则，按重要表面原则，选定下表面做粗基准，一个支持板，两个支撑钉定位，用专用夹具夹紧。2、精基准的选择主要应考虑基准统一的原则。当无法实现基准统一时，选择基准重合。当设计基准与工序基准不重合时，应进行尺寸链的计算。（三）制定工艺路线采用万能型机床配以专用夹具，使工序相对集中来提高生产率。工序 1 粗铣两端面；工序 2 粗铣顶面及下面；工序 3 精铣顶面；工序 4 钻顶面螺纹底孔 M6.6mm；工序 5 钻 34mm 的内孔；工序 6 粗车主轴孔 79mm；工序 7 车 2.7mm 槽内孔及端面止口；工序 8 车法兰背面；工序 9 修整大端面；工序 10 镗顶孔 99mm；工序 11 精镗主轴孔 80mm，保证与孔 34mm 之间的平行度为 0.04，同轴度为 0.02；.工序 12 精车端面止口及 3.57mm 槽，并保证其与主轴孔的同轴度为 0.05；工序 13 车小端面及孔；工序 14 钻回油口；工序 15 钻大端三孔；工序 16 钻锪攻进油孔；工序 17 钻 5mm 斜油口；工序 18 钻小端四孔 4*6.7mm；工序 19 攻上面四孔螺纹 4*M8；2工序 20 攻小端四孔螺纹 4*M8；工序 21 清理终检。（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定该零件材料为 HT200生产类型为大批生产，采用金属型铸件毛坯根据上述原始材料及加工工艺，分别确定个加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下。1、毛坯铸出后进行回火处理。2、由切削手册表 2.2-5 该种铸件的尺寸公差等级为 CT 为 10 级，加工余量等级为 MA 为 G 级。3、由简明手册2.2-4 及 2.2-1 可用查表法确定各表面总余量及公差由此，即可绘制出零件的毛坯图。 4、加工两端面由简明手册表 31-27，上表面由粗铣一次完成，采用硬质合金端铣刀。5、铣顶面下表面由粗铣、精铣两次加工完成，采用高速钢端铣刀。由切削手册表 23-21 查的精加工余量为 1mm，故粗加工余量为 4-1=3mm.6、钻 孔34内孔表面由钻两次、扩、铰加工完成，采用硬质合金刀具。第一次钻至20mm 第二次扩至 33mm，铰至 34mm.零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差 CT120mm 4 124 11177mm 4 181 1180mm 2+2 76 834mm 2+2 30 899mm 3+3 93 112.7mm 3 5.7 93.57mm 3 6.57 9117mm 3 120 915.5mm 3 18.5 9149mm 3 152 9151mm 3+3 145 113（五）确定切削用量及基本工时工序 粗铣两端面1、加工条件：HT200 铸造加工要求：粗铣两端面机床：X6132A刀具：YG6 硬质合金刀片（由切削手册表 1.2 查得）由切削手册表 3.1，铣削深度 a 4mm 时，端铣刀直径 d 为p 0200mm，a 为 180mm。但已知铣削宽度 a 为 170mm，故应根据铣削宽度e ea 180mm，选择 d 为 200mm。由切削手册表 3.16，齿数 Z=16。e 0由表 3.2 后角 =8 K =90 K =30 K =50r0r0r0过渡刃宽度 b = =10 10铣刀前角 r =5 0刀齿斜角 =-10 s2、选择切削用量（1）决定切削深度 a pa =h=4mm。p（2）决定每齿进给量 f z由切削手册表 3.5，当使用 YG6，铣床功率为 7.8kw 时，f =（0.140.24）mm/z，但由于采取对称铣，故去 f =0.18mm/z。 z z（3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命由切削手册表 37 查得，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 2.0mm由切削手册表 38 查得，d =200mm，故刀具寿命 T=240min0（4）决定切削速度 v 和每分钟进给量 vcf4由切削手册表 316 得： 当 d =200mm，Z=16，a =1.5mm,f2.25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 0.2880.352mm/r，选择 f=0.288mm/r。由于是加工通孔，为了避免孔即将钻穿时钻头折断，故宜在孔即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。（2）选择钻头磨钝标准及寿命由切削手册 P54 表 2.12，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 0.50.8mm，寿命 T=35min（3）决定切削速度 v c由切削手册 P57 表 2.15，v =16m/min ck =k =k =1.0tvcl故 v = v k =16m/min n= =760.5r/min0d1 v由 Z5125A 说明书，则 n =680r/minc1）第一方案 f=0.28mm/r n =680r/min n f=190.4mm/mincc2）第二方案 f=0.22mm/r n =960r/min n f=211.2mm/min方案二乘积较大，基本工时较少，故方案二较好。此时，V =16m/min f=0.22mm/rc（4） 校验机床扭矩及功率切削手册P62 表 2.24， =8.82Nm 由 Z5125A 说明书，CM34M =29.4Nm由切削手册P64 表 2.23， 1.0kw CP由 Z5125A 说明书， =2.26kwE由于 M , ,故切削用量可用，即 f=0.22mm/r ， Cn=n =960r/mincV =16m/min c3、 计算基本工时= L=l+y+ l=6mmmtfnL由切削手册P68 表 2.29，y+=5mm故=11/0.22/960min=0.05min Tm=4*0.05=0.2minmt工序 20 攻小端四孔螺纹 M8切削用量的选择同工序 19计算基本工时= L=l+y+ l=31.3mmmtfnL由切削手册P68 表 2.29，y+=5mm故=36.3/0.22/960min=0.17min Tm=4*0.17=0.68minmt工序 21 清理、终检3夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过与指导老师协商，决定设计第 3 道工序精铣顶面的铣床夹具。本夹具将用于 X6132A 万能铣床。刀具为 YG6 硬质合金端铣刀。（1）问题的提出 本夹具用来精铣顶面（二）夹具设计1.定位基准的选择35由零件图可知，上下表面有平行度要求，为了使其定位误差为零，应选择以下表面为定位基准。2.切削力及夹紧力计算刀具：硬质合金端铣刀，200，Z=16FWqueyZxpndafc0其中，=54.5， =1， =0.9， =0.16， =0.74， =132， =1.0， =200mmFcpaFYZfFyeaFu0d=1.0， =0q所以 F=213.6N水平分力： =1.1F=234.96NH垂直分力： =0.3F=64.08NVF安全系数 K=K1K2K3K4K6=1.5*1.2*1.1*1.2*1.3=2.85由机床夹具设计手册表 1-2-1 查得 K1 基本安全系数 1.5K2加工性质系数 1.2K3刀具钝化系数 1.1K4断续切削系数 1.2K6夹紧力稳定性系数 1.3实际所需夹紧力 = 1=0.20.25 2 =0.16 W21P所以 =1634NK由机床夹具设计手册表 1-2-25 螺母 M10 提供的夹紧力为 3550N，故夹具可安全工作。3.定位误差的分析（1）定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为两个底支撑板和一个侧支撑板（2）加工尺寸 55.2 工序基准是 34 ，定位基准是下表面。定0.1- 16.05-位基准与设计基准不重合，存在基准不重合误差。基准不重合误差为 0.1.4、夹具设计及操作的简要说明在设计夹具时，主要考虑到操作简单方便，兼顾劳动生产率