精密单拐曲轴机械设计及加工工艺分析.docx

第一章 零件的工艺分析及生产类型确定1.1零件的结构功用分析曲轴是将直线运动转变成旋转运动，或将旋转运动转变为直线运动的零件。它是往复式发动机、压缩机、剪切机与冲压机械的重要零件。曲轴的结构与一般轴不同，它有主轴颈、连杆轴颈、主轴颈和连杆轴颈之间的连接板组成。其长径比L/D=409/110 =3.7212.该曲轴形状复杂，刚性较差，易变形.曲轴在交变和冲击载荷下工作，所以要求该轴应具有高强度，高韧性，高耐磨性等特点。该单拐曲轴的主要价格面为主轴颈端面、轴颈、倒圆角、倒角及阶梯部分，连接侧面部分，连杆轴颈、倒圆角及阶梯部分，各油孔以及甩油板连接螺纹。1.2零件技术条件分析a. 主轴颈： 110+0.003+0.025 尺寸公差等级IT6, 表面粗糙度Ra为3.2m，圆柱度误差0.015。b. 连杆轴颈110-0.071-0.036尺寸公差等级为IT7，表面粗糙度Ra为1.6m，圆柱度误差0.015。由数据可知，主轴颈与连杆轴颈精度要求高，加工难度大。c. 位置精度主轴颈与连杆轴颈平行度误差为0.02，主轴颈的同轴度误差为0.02。该曲轴位置要求也比较高。第二章 毛坯选择2.1毛坯类型 曲轴工作时要承受很大的转矩及变形的弯曲硬力，容易产生扭振、折断及轴颈磨损，要求材料应有较高的强度、冲击韧度、疲劳强度和耐磨性，所以要求用球墨铸铁QT600-2曲轴的毛坯：此零件属小批生产，固采用铸造毛坯。2.2毛坯余量确定由书机械加工工艺设计资料表1.2-10查得毛坯加工余量为5，毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得为1.4.2.3毛坯零件合图草图 第三章 机加工工艺路线确定3.1加工方法分析确定该零件是小批量生产。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60，不能直接在轴端面上钻中心孔，加工连杆时，可利用以加工过的主轴颈定位，安装到专用的偏心卡盘分度夹具中使连杆轴颈的轴线与转动轴线重合。3.2加工顺序的安排此零件是单拐曲轴，刚性差、易变形，中批量生产。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。先以主轴颈为粗基准连杆轴颈作支撑铣两端面，粗打中心孔。该零件的刚性差，应按先粗后精的原则安排加工顺序，逐步提高加工精度，主轴颈与连杆轴颈的加工顺序：先粗加工主轴颈再半精加工主轴颈，然后粗加工连杆轴颈，再磨主轴颈，再磨连杆轴颈。 3.3定位基准选择先以主轴颈为基准铣曲轴两端面并打中心孔，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。3.4加工阶段的划分说明加工阶段分为：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。3.5主要机加工工序简图1、铸 铸造、清理2、热处理 正火3、锯式样4、铣曲轴两端面并从两面钻中心孔5、粗车主轴颈右端6、粗车主轴颈左端7、半精车主轴颈右端8、半精车主轴颈左端9、粗车连杆轴颈，切第一、二侧板10、粗铣连杆上、下及前、后端11、在第一侧板上钻油孔，在主轴颈左端钻油孔12、扩孔3213、在油孔中攻螺纹4-M24、M12，并倒角14、在主轴颈右端粗铣键槽15、校直16、热处理：淬火17、去毛刺（在所有侧面去除机械加工所留下的毛刺）18、清洗吹净在乳化液中清洗曲轴，重点清洗顶尖孔和油孔，保证没有铁削、油污和其他赃物，清洗时间不少于3min，清洗的同时通入压缩空气以提高清洗效果，清洗后用压缩空气吹净零件，并用擦布擦净中心孔表面。19、检验20、修正中心孔21、磨主轴颈右端并倒角22、磨主轴颈左端并倒角23、磨连杆轴颈，第一、二侧板，并倒角24、磨连杆上、下端及前、后端并倒角25、去毛刺吹净在所有油道孔口处抛光棱边，在键槽、主轴颈及连杆轴颈上去毛刺，仔细吹净曲轴油孔中的切削和油污。26、检验27、动平衡曲轴的动平衡量每端不大于120g.cm n=600r/min28、去除不平衡量29、校直30、终检3.6工序尺寸及其公差确定110+0.003+0.025工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 铸1151.41151.4 粗车 112.4 2.6 0.140112.4-0.1400半精车 110.4 2 0.054110.4-0.0540 磨 110 0.4 0.022110+0.003+0.025110-0.071-0.036工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 铸1151.41151.4 粗车 110.4 4.6 0.087110.4-0.0870 磨 110 0.4 0.035110-0.071-0.036105-0.40-0.24工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 铸1101.41101.4 粗车 107.4 2.6 0.87107.4-0.0870 半精车 105.4 2 0.35105.4-0.350 磨 105 0.4 0.16105-0.40-0.24140+0.008+0.022工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 铸1451.41451.4 粗车 142.5 4.5 0.1140.5-0.10 磨 140 0.5 0.016140+0.008+0.02247工艺路线工序余量工序尺寸 铸 42 粗车 2.644.6 半精车 246.6 磨 0.447 51.5工艺路线工序余量工序尺寸 铸 50.5 粗车 2.653.1 半精车 251.1 磨 0.451.582工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 铸1591.4771.4 粗车 163.5 4.5 0.6381.5 磨 82 0.5 0.5382270工艺路线工序余量工序尺寸 铸 275 粗铣 4.5270.5 磨 0.527014工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 粗铣 13.7 0.1313.7 磨 14 0.3 0.0521410工艺路线工序余量工序尺寸 粗铣 9.7 磨 0.310180工艺路线工序余量工序尺寸 粗铣 179.7 磨 0.318018工艺路线工序余量工序尺寸 粗铣 18.3 磨 0.318410工艺路线工序余量工序尺寸 铸 415 粗车 2.2412.8 半精车 2410.8 磨 0.84103.7设备及其工艺装备确定所用的设备有：卧式双面中心钻床、CA6140、特种多刀车床、立式铣床、摇臂钻床、攻螺纹机床、液压床、辊道、清洗机、检验台、外圆磨床、动平衡机。夹具有：顶尖、V形块、偏心卡盘分度夹具。钻直孔专用夹具、钻斜孔专用夹具。刀具