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【工装夹具类】曲轴零件工艺规程及工装设计【车夹具】【2张图纸】,工装,夹具,曲轴,零件,工艺,规程,设计,图纸

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西安文理学院本科毕业设计（论文）中期检查表 题 目 曲轴零件工艺规程及工装设计 学生姓名 胡阿敏 学 号 08102080243 专业名称 机械设计制造及 其自动化 指导教师 赵竹青 检查时间 班 级 08 机械（ 2）班 毕 业 设 计（论文） 进 展 情 况 1、 对所要加工的曲轴零件做详尽的分析，初步了解该零件的结构特点和主要技术要求 ， 以 及 零件加工 工艺特性。 由于 该曲轴零件 形状较为复杂 ，刚度较差，而加工技术要求较高 ， 所以需要专用夹具进行零件的加工 。 经过该时期查阅大量资料以及对零件的分 析，已经 对本次设计的要求 有所领悟。 2、 设计工艺加工过程，分析加工过程中需注意的问题 ， 提出夹具设计方案 ， 并 拟定曲轴加工的工艺规程， 制作工艺卡片。 3、 进行 夹具的整体设计， 在设计中应注意 到连杆轴颈与主轴颈存在偏心距的问题 。 4、 熟悉 并进一步掌握 件 的使用 装配图及零件工作图做准备。 以上是该阶段的情况，在下一阶段，将对各个部分进行进一步具体的设计分析 ，并着手撰写设计说明书 以及相关外文翻译 。 指 导 教 师 意 见 签字 ： 年 月 日 教研室意见 签字 ： 年 月 日 西安文理学院 机械电子工程系 本科 毕业设计 （论文） 题 目 曲轴零件 工艺规程 及工装设计 专业班级 08 级机电（ 2）班 学 号 08102080243 学生姓名 胡阿敏 指导教师 赵竹青 设计所在单位 西安文理学院 年 月 西安文理学院本科毕业设计（论文） 任务书 题 目 曲轴零件工艺规程及工装设计 学生姓名 胡阿敏 学 号 08102080243 专业 班级 机械设计制造及其自动化 08 机电 (2)班 指导教师 赵竹青 职 称 副教授 教 研 室 机械 毕业设计（论文） 任务与要求 任务 ： 1、 对 曲轴零件的结构特点和技术要求 进行 分析 2、 根据曲轴零件的结构特点，选择合适的 机 床 、刀具， 并进行 夹具设计 3、 制定 曲轴机械加工工艺规程 4、 绘制夹具装配图和零件工作图 5、 撰写相应论文 6、 相关外文翻译。 要求： 1、 收集并整理关于曲轴零件工艺设计 的相关资料，学习相关理论； 2、确定设计方案，并对各部分进行设计； 3、完成相关图文表达，撰写毕业论文。 毕业设计（论文） 工作 进程 起止时间 工作内容 受设计任务，明确设计内容要求； 查（借）阅资料，学习关于曲轴零件加工 的基础理论和知识，了解所设计的曲轴零件结构， 撰写开题报告； 进行设计分析，包括机床、刀具的选择 ，提出夹具的设计方案，并拟定 曲轴 加工 的工艺规程 ； 完成曲轴零件的工装设计； 用 相关 绘图软件绘制 夹具装配图和零件工作图； 撰写毕业论文； 论文定稿 ； 整理资料，准备 答辩 。 开始日期 2012 完成日期 2012 教研室主任（签字） 系 主任（签字） 西安文理学院本科毕业设计（论文）开题报告 题 目 曲轴零件工艺规程及工装设计 学生姓名 胡阿敏 学 号 08102080243 专业名称 机械设计制造及其自动化 指导教师 赵竹青 开题 时间 班 级 08 机电 2 班 一、 选题目的和意义 本课题 研究 的是 曲轴零件的 加工 过程 ， 并 拟 定工艺规程，进行 工装设计 。 通过对该课题的研究， 对 加工曲轴所用到的工艺装备： 夹具进行设计 并选择合适的刀具 、机床 。本设计从分析曲轴零件入手， 阐明 曲轴的功用和加工 过程，以便 对曲轴及其加工方法有一 个明确的认识；然后结合曲轴生产的实际情况，通过查阅大量资料确定 曲轴加工的工艺规程 及工装设计 。 曲轴是汽车发动机的关键零件之一 ,其性能好坏直接影响到汽车发动机的质量和寿命 最大负荷和全部功率 ,并承受 强大的方向不断变化的弯矩及扭矩，同时经受着长时间高速运转的磨损，因此要求曲轴材质具有较高的刚性、疲劳强度和良好的耐磨性能。 发动机 曲轴 的作用是将活塞的 往复 直线 运动通过连杆 转化为旋转运动，从而实现发动机由化学能转变为机械能的输出。 此 设计的 经济指标高低对于机械加工 企业具有十分重要的意义。 二、 本课题在国内外的研究状况及发展趋势 在国内， 我国 曲轴 零件 生产线多数由普通机床和专用机床组成，生产效率和自动化程度相对较低。粗加工设备多采用多刀车床车削曲轴主轴颈及拐颈，工序的质量稳定性 较 差，容易产生较大的内应力，难以达到合理的 加工余量。一般精加工采用 曲轴磨床粗磨 精磨 常靠手工操作，加工质量不稳定。 其中， 发 动机曲轴制造技术进展最为迅速的是机械加工装备，比较典型的加工工艺是铣削和磨削 。 在国外， 15 速随动外铣床是德国 司专为汽车发动机曲轴设计制造的柔性数控铣床，该设备可以一次装夹不改变曲轴回转中心随动跟踪铣削曲轴的连杆轴颈。 15 速随动外铣使用 40D 制系统，设备操作说明书在人机界面上，通过输入零件的基本参数即可自 动生成加工程序，可以加工长度 450700转直径在 380内的各种曲轴，连杆轴颈直径误差为 随着 贸易 全球化的到来， 我国的发动机曲轴生产 已得到较快 的发展 ， 曲轴 精加工采用国内数控磨床磨削情况已相当普遍，产品加工精度已有相当程度的提高 。曲轴在发 动机中是承受载荷传递动力的重要零部件，也是发动机五大零部件中最难以保证加工质量的零部件，其性能、水平直接影响整机的性能水平及可靠性。因此，各工业发达国家十分重视曲轴的生产，不断改进其材质及加工手段，以提高其性能水平，满足发动机行业的需要。先进的 加工工艺加工出的曲轴质量好、效率高 且稳定，伴随着汽车工业的发展，我国发动机曲轴的生产发展较快 ，总量已具 有 相当 大 的规模，无论是设计水平，还是产品品种、质量、生产规模、生产方式都有很大的发展 。 随着中国汽车产业的飞速发展，相应的新工艺、新装备、新材料也将不断地涌现，高速、高效加工在曲轴制造业已有相当程度的应用，并成为主要发展方向，相信曲轴制造技术在将来会有更新、更快的发展。 三、 主要研究内容 1、 对 曲轴 零件 的 结构 特点进行分析，选择合适的 机床 、刀具 ， 并进行 夹具设计 。 2、 分析 曲轴的 加工过程 ， 并结合曲轴生产 的实际情况，查阅资料确定 曲轴 加工的工艺规程及工装设计 。 3、 用 相关 绘图软件绘制夹具装配图和零件工作图 。 4、 撰写毕业论文 。 指导教师意见及建议： 签字 ： 年 月 日 教研室 审核 意见 ： 签字 ： 年 月 日 注：此 表前 三 项由学生填写后，交指导教师签署意见，经 教研室 审批后，才能开题。 导教师 ： 赵 竹 青 曲 轴 零件的 工 艺规 程及工装 设计 班 级 ： 08机 电 （ 2） 班 学 生：胡阿敏 学号 ： 08102080243 论文的结构和主要内容 第一部分 课题内容 第二部分 所提出的问题 第三部分 如何解决问题 第四部分 解决的结果 零件图的分析 主轴轴线偏心轴线机械加工工艺过程综合卡片 机械加工工艺过程综合卡片 产品名称 零件名称 材 料 发动机曲轴 曲 轴 序号 工序名称 技术条件及检查要求 工 序 简 图 设备 1 铸造 按曲轴铸造工艺进行 2 热处理 正火 3 铣两端面 总长为 265床 4 车两端工艺搭子外圆 直径 45床 5 钻主轴颈中 心孔 车床 6 钻连杆轴颈中心孔 正对连杆中心 7 检验 8 粗车三个连杆轴颈 留余量 床 9 精车三个连杆轴颈 留余量 床 10 车工艺搭子两端面 车床 11 粗车各处外 圆 留余量 2床 机械加工工艺过程综合卡片 (续表 ) 12 精车各处外 圆 留余量 床 13 检验 14 磨削连杆轴颈外圆 圆磨床 15 磨削两主轴 颈 25+圆磨床 16 磨削 22 外圆磨床 17 磨削 20 外圆磨床 18 检验 19 车掉两端工艺搭子 长度为 215车床 20 车两端面 表面粗糙度 0 车床 21 铣键槽 铣床 22 倒角 为 1床 23 去毛刺 24 最后检验 普通轴类零件，可以用三爪卡盘、或四爪卡盘作夹具，进行车削。 而本课题所研究的偏心曲轴，由于主轴线与偏心轴线存在偏心距 e，为加工偏心部分的轴颈，应设计专用夹具加工偏心部分曲轴轴颈，以保证零件的偏心距和平行度问题。使偏心轴线与车床轴线重合，才能实现本课题研究的问题 零件图样分析及问题提出 夹具设计 夹具体偏心套曲轴偏 心 距 在四年大学生活即将结束之际，我要感谢所有曾经教导过我们的老师，是他们为我们打下了机械专业知识的基础；同时我还要感谢所有同学给予我的极大帮助。而此次毕业设计的顺利完成，要特别感谢我的指导老师赵老师，在整个过程中她给了我很大的帮助。 谢谢大家！ 西安文理学院机械电子工程系 本科毕业设计（论文） 题 目 曲轴零件工艺规程 及工装设计 专业班级 08 级机电（ 2）班 学 号 08102080243 学生姓名 胡阿敏 指导教师 赵竹青 设计所在单位 西安文理学院 2012 年 5 月 第 1 页 曲轴零件工艺规程及工装设计 摘要： 曲轴是汽车发动机的关键零件之一 ,其性能好坏直接影响到汽车发动机的质量和寿命，因此要求曲轴材质具有较高的刚性、疲劳强度和良好的耐磨性能。 本 课题 研究的是曲轴零件的加工工艺过程，对曲轴 的 机械 加工工艺的分析与设计进行探讨。工艺路线的拟定是工艺规程制订中的关键阶段，是工艺规程制订的总体设计。所撰写的工艺路线合理与否， 对 加工质量和生产率 有重要的意义。 所以， 本设计是根据被加工曲轴的技术要求 ，进行机械工艺规程设计，然后运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计。主要工作有：绘制产品零件图，了解零件的结构特点和技术要求；拟定零件的机械加工工艺过程，选择各工序的加工设备和工艺设备；填写机械加工工艺过程卡片，绘制夹具装配总图和零件图等。 关键词： 发动机 曲轴 工艺分析 工艺 设计 第 2 页 he is of on of of in So is is of is or is on of of to of to of of of ix 录 第 1 页 目录 第一章 绪论 . 1 . 1 题的目的与意义 . 1 课题主要讨论问题 . 1 第二章 曲轴零件图的结构分析 . 2 . 2 . 2 . 2 . 2 产纲领，确定生产类型 . 2 . 2 . 2 . 3 第三章 机械加工工艺规程的制定 . 4 . 4 序尺寸及公差的确定 . 4 . 5 . 5 钻中心孔 . 6 . 6 . 6 . 6 . 6 . 7 . 7 . 9 . 10 第四章 夹具设计 . 13 本组成和功用 . 13 . 13 . 13 . 14 . 15 . 15 . 16 . 16 . 16 . 18 . 19 . 20 结术语 . 21 致 谢 . 22 目录 第 2 页 参考文献 . 23 西安文理学院本科毕业设计（论文） 第 1 页 第一章 绪论 轴工艺设计的研究状况及发展趋势 曲轴 零件 生产线多数由普通机床和专用机床组成，生产效率和自动化程度相对较低。粗加工设备多采用多刀车床车削曲轴主轴颈及拐颈，工序的质量稳定性较 差，容易产生较大的内应力，难以达到合理的加工余量。一般精加工采用半精磨 抛光，通常靠手工操作，加工质量不稳定。其中，发 动机曲轴制造技术进展最为迅速的是机械加工装备，比较典型的加 工工艺是铣削和磨削 。 在国外， 15 设备可以一次装夹不改变曲轴回转中心随动跟踪铣削曲轴的连杆轴颈。 15 速随动外铣使用 40D 备操作说明书在人机界面上，通过输入零件的基本参数即可自动生成加工程序，可以加工长度 450 700转直径在 380杆轴颈直径误差为 随着 贸易 全球化的到来， 我国的发动机曲轴生产已得到 较快的发展，曲轴精加工采用国内数控磨床磨削情况已相当普遍，产品加工精度已有相当程度的提高。曲轴在发 动机中是承受载荷传递动力的重要零部件，也是发动机五大零部件中最难以保证加工质量的零部件，其性能、水平直接影响整机的性能水平及可靠性。因此，各工业发达国家十分重视曲轴的生产，不断改进其材质及加工手段，以提高其性能水平，满足发动机行业的需要。先进的加工工艺加工出的曲轴质量好、效率高且稳定，伴随着汽车工业的发展，我国发动机曲轴的生产发展较快，总量已具有相当大的规模，无论是设计水平，还是产品品种、质量、生产规模、生产方 式都有很大的发展。随着中国汽车产业的飞速发展，相应的新工艺、新装备、新材料也将不断地涌现，高速、高效加工在曲轴制造业已有相当程度的应用，并成为主要发展方向，相信曲轴制造技术在将来会有更新、更快的发展。 题的目的与意义 曲轴是汽车发动机的关键零件之一 ,其性能好坏直接影响到汽车发动机的质量和寿命 并承受强大的方向不断变化的弯矩及扭矩，同时经受着长时间高速运转的磨损，因此要求曲轴材质具有较高的刚性、疲劳强度和良好的耐磨性能。 发动机 曲轴 的作用是将活塞的 往复 直线 运动通 过连杆 转化为旋转运动，从而实现发动机由化学能转变为机械能的输出。 此设计的经济指标高低对于机械加工企业具有十分重要的意义。 课题主要讨论问题 本课题设计的主要内容是汽车发动机曲轴的工艺工装设计，包括机床选择，夹具设计等。目的就是要阐明曲轴加工的一系列相关的知识内容。根据零件的性能，加工精度，表面粗糙度等要求，再通过查阅相关的设计手册，结合设计的原理和设计思路，通过查阅大量资料，确定曲轴零件的工艺规程及工装设计。 西安文理学院本科毕业设计（论文） 第 2 页 第二章 曲轴零件图的结构分析 件的结构分析 件的功用 曲轴 是发动机上极为重要的零件，他是将连杆传来的径向力转变成绕其本身轴线旋转的扭矩，并将此扭矩输出给汽车或其他装置。同时，曲轴还驱动配气机构以及其它各辅助装置。曲轴 在工作 时 ，受气体压力，惯性力及惯性力矩的作用，受力大而且受力复杂 ， 曲轴又是高速旋转件，因此，要求曲轴 要 具有足够的刚度和强度，具有良好的承受冲击载荷的能力，耐磨损且润滑良好 等条件 。 件的结构特点与工艺性 曲轴绝大部分是整体式，只有极少数柴油机采用组合式。曲柄臂和连杆轴颈、主轴颈由圆角连接。通常在前端设有驱动附件、凸轮轴的轴颈，在后端设有输出法 兰。曲轴内设有主轴颈通向连杆轴颈的供油孔。 曲轴在低转速时主要受到燃烧压力的作用，在高转速时主要受到惯性力和弯曲振动及扭转振动合成的附加力的作用。振动引起的附加力的精确计算非常复杂，所以常和实测并用。 要加工表面及其技术要求 杆轴颈本身的精度，即尺寸公 差 等级 杆轴颈本身的精度，即尺寸公 差 等级 面粗糙度 为 m。轴颈长度公差等级为 颈的形状公差，如圆度、圆柱度控制在尺寸公差 的一 半。 括主轴颈与连杆轴颈的平行度：一般 为 100轴各主轴颈的同轴度：小型高速曲轴为 20 。 算生产纲领，确定生产类型 发动机曲轴，该产品年产量 Q=100000（台 /年）， n=1（ 件 /台），设其备品率a%为 10%，机械加工废品率 % 为 1%，现制定该曲轴零件的机械加工工艺规程。 年生产纲领： n (1 % % )1 0 0 0 0 0 1 (1 1 0 % % )111000N Q a ( 曲轴的 年产量为 111000 件，现在已知该产品为中型机械，根据机械制造工艺设计手册生产类型与生产纲领的关系，可确定其生产类型为大批量生产。 件毛坯的选择 件的材料 曲轴是发动机上必须的传动件，要求具有较高的刚度、强度、耐磨性和平衡性。该零件的材料为 45钢 ，轮廓尺寸不大且形状比较复杂，又属于大批量生产，西安文理学院本科毕业设计（论文） 第 3 页 因此采用模锻成型。 件的毛坯及其制造 曲轴零件的形状比较复杂，因此毛坯形状要与零件的形状尽量接近，即外形锻成三拐形式，两端空寂台阶不用锻出。毛坯尺寸通过确定加工余量后决定。 西安文理学院本科毕业设计（论文） 第 4 页 第三章 机械加工工艺规程的制定 轴的机械加工工艺分析 1)该零件是三拐小型曲轴，故选用中心孔定位，它是辅助基准，装夹方便，节省找正时间，又能保证三处连杆轴颈的位置精度。但由于轴两端的轴颈分别是 20 25三处连杆轴颈中心距分布在 30圆周上，故不能直接在轴端面上钻三对中心孔。于是，在曲轴毛坯制造时，预先铸造两端 50工艺搭子，这样就可以在工艺搭子上钻出四对中心孔，达到用中心孔定位的目的。 2）在工艺搭子端面上钻 四对中心孔，先以两主轴颈为粗基准，钻好主轴颈的一对中心孔；然后以这一对中心孔定位，以连杆轴颈为粗基准划线，再将曲轴放到回转工作台上，加工 30周 120均布的三个连杆轴颈的中心孔，这样就保证了它们之间的位置精度。 3）该零件刚性较差，应按先粗后精的原则安排加工顺序，逐步提高加工精度。对于主轴颈与连杆轴颈的加工顺序是，先加工三个连杆轴颈，然后再加工主轴颈及其他各处的外圆，这样安排可以避免一开始就降低工件刚度，减少受力变形，有利于提高曲轴的加工精度。 4）由于使用了工艺搭子，铣键槽工序安排在切除中心孔后 进行，故磨外圆工序必须提前在还保留工艺搭子中心孔时进行，同时要注意防止已磨好的表面被碰伤等。 械加工余量、工序尺寸及公差的确定 表 工序名称 工序余量 经济精度 工序尺寸及公差 铸造 30 1 粗车 车 削 25 表 工序名称 工序余量 经济精度 工序尺寸及公差 铸造 28 1 粗车 车 削 24 表 轴 工序名称 工序余量 经济精度 工序尺寸及公差 铸造 28 1 粗车 车 2 削 安文理学院本科毕业设计（论文） 第 5 页 表 0工序名称 工序余 量 经济精度 工序尺寸及公差 铸造 26 1 粗车 车 2 削 20定工时定额 工序 8：粗车三个连杆轴颈 至 选用机床： 。 1) 被吃刀量 取 1 2) 进给量 f：取 f mm r 。 3) 机床 主轴转速 : 取 n=600r/) 切削速度： m i n/ 0 0/)6 0 0 0 0/)( (5) 计算切削工时：被切削层长度 l =3 22=66mm m 0 66 m， ( 因为粗车走刀两次，故 序 9：精车三个连杆轴颈 至 用机床： 1) 被吃刀量 取 2) 进给量 f：取 f=r 3) 机床主轴转速 : 取 n=800r/) 切削速度： m i n/ 0 0/)8 0 0 0 0/)( 5) 计算切削工时：被切削层长度 l =3 22=66mm m 6 m，因为粗车走刀两次，故 轴主要加工工序分析 曲轴的主要加工表面为主轴颈、连杆轴颈、各外圆；次要加工表面为两端面、键槽。此外，还有检验、清洗、去毛刺等工序。 连杆各主要表面的工序安排如下： （ 1）、主轴颈：粗车、精车、磨削； （ 2）、连杆轴颈：粗车、精车、磨削； （ 3）、 车、精车、磨削； （ 3）、 车、精车、 磨削 ; 西安文理学院本科毕业设计（论文） 第 6 页 曲轴两端面 ,钻中心孔 本工序在钻铣车组合车床上完成，主要保证曲轴总长及中心孔的质量，若端面不平则中心钻上的两切削刃的受力不均，钻头可能引起偏移而折断，因此采用先面后孔的加工原则。中心孔除影响曲轴质量分布外，它还是曲轴加工的重要基准，贯穿整个曲轴加工始终，因而直接影响曲轴加工精度。打中心孔在本次工艺设计中应考虑设备因素，采用找出曲轴的几何中心代替质量中心。打中心孔以毛坯的外表面作为基准，因而毛坯外表面质量好坏直接影响孔的位置误差。 轴主轴颈的车削 由于曲轴年产量决定，主轴颈加工 采用车削，在刚度较强的普通车床上进行。曲轴安装在前、后顶尖上线一端用大盘夹住而另一端用顶尖顶住，用硬质合金车几道工序上完成主轴颈的车削。由于加工余量大且不均匀，旋转不平衡，加工时产生冲击，因此工件要夹牢固。车床、刀具、夹具要有足够的刚性。主轴颈车削顺序是先精车一端主轴颈及轴肩，然后以车好的主轴颈定位。另一侧以中心孔定位。车另一端主轴颈、肩及各个轴颈，半精度及精车都按此顺序进行，逐渐提高主轴颈及其他轴颈的加工精度。 轴连杆轴颈的车削 主轴颈及其它外圆车好后，以主轴颈作为加工连杆轴颈的基准，采用专用 的车夹具、车 削连杆轴颈，车削同样在普通车床上进行。车削连杆轴颈需要解决的是角度定位，以及曲轴旋转的不平衡问题。这些都由专用夹具来保证，夹具体为一对用以定位的 V 型块组成，装在接盘上。接盘与车床过渡接盘靠中间的定位销定位并连接，接盘在过渡接盘上靠棱形定位销可转 180 度，依次车削两个连杆轴颈。 V 型块中心与车床主轴线距离一个曲轴半径。车削过程中，一端与曲轴主轴颈定位并夹紧，另一端靠偏中心座夹紧，中心座上钻有中心孔，中心孔偏心距同样为一个曲轴半径。用顶尖顶紧中心孔，这样就能保证连杆轴颈轴线与车床主轴线一致。安装夹具体 的接盘上有平衡块，消除曲轴旋转时不平衡力矩的产生。曲轴加工时由于受到离心力和两顶尖的轴向压紧偏心力的作用，容易发生弯曲变形，为了加强工件刚度，用撑杆来撑住另一个曲拐的开移。车削连杆轴颈时为了使切削力不致于太大，每次车削余量控制在 ，同时车床旋转 不能太高，刀具材料采用高速钢。 槽加工 对于该键槽的加工，其应安排在主轴颈精车工序之后，这样能保证定位精度及控制键槽的深度以及对称度。键槽加工是以两主轴颈定位，同样用专用夹具在普通铣床上进行。 颈的磨削 由于主轴颈及连杆轴颈精度较 高，尺寸精度为 面粗糙度 m，并且具有较高的形状精度及位置精度。因此主轴颈与连杆轴颈精车后要进行磨削，以提高精度表面粗糙度。 在工艺设计中，首先磨主轴颈然后磨连杆轴颈。中间主轴颈磨好后才能磨其余轴颈，磨主轴颈和连杆轴颈的安装方法基本上与车轴颈相同，磨主轴颈是以中西安文理学院本科毕业设计（论文） 第 7 页 心孔定位，在外圆磨床上进行，磨连杆轴颈则以经过精磨的两端主轴颈定位，以保证与主轴颈的轴线距离及平行度要求，磨连杆轴颈是在曲轴磨床上进行的。 由于轴颈宽度不大，采用横向进给磨削法，生产率较高，磨轮的外形需仔细地修整，因为直接影响 轴颈与圆角的形状，磨削余量根据车削后的精度而定，粗磨余量值每边 磨余量控制在 在横向进给磨削中，磨轮对工件的压力很大，为避免曲轴弯曲，采用可以调节的中心架，否则就不能去掉上道工序留下的弯曲度，最好在这个轴颈的摆差减小后，再开始使用中心架。 磨削主轴颈时应把两顶尖孔倒角处抹干净，去砂粒及油泥，确保加工基准 中心孔的精度，磨削工序之前必须修研中心孔。 轴机械加工工艺过程卡及工序简图 拐曲轴零件示意图 图 分析： 1）该工件为三拐曲轴，其形状复杂，加工技术要求较高。为加工三拐径，应制做专用工装夹具，其要求为，能够均分三等份 (曲轴三拐径偏心距为30 并要保证回转平衡。 2）工件加工时应将粗、精车分开，必要时也可以将粗、精磨分开，这样有利于提高工件的加工精度。 3）为了使用专用夹具加工曲轴的三个拐径，在铸造工序上有意加大曲轴左端轴径尺寸，留出工艺键槽的加工余量。 4）所有轴径及轴径线上的各部尺寸的加工均以两中心孔为 定位基准，所以同轴度均由设备 (工艺 )来保证。如需要检查两轴径同轴度，可以用一对标准的4 百分表测量。 5）工件 1:20 锥度的检查采用专用环规检查。 6）曲轴偏距的检测可以参照单揭曲轴偏心距的检测方法进行检测。 西安文理学院本科毕业设计（论文） 第 8 页 7)三个拐径 120均布的检查，可参看图 一对标准 V 形块 (V 形块安放在标准平台上 )，支撑工件两端轴径 24 后调整两端便支撑处轴径的轴心线与平台平行。 图 20等分检测示意图 用高度尺测量尺寸 拐径中心和轴径中心连接在水平面夹角为 30，通过计算算出拐径角度误差。 30s e=(式中： 标准 30位置拐径计算的理论值（各辆径、拐径尺寸均为实测值）（ 支承轴径外圆实际高度（ 曲轴轴径实际尺 寸（ D 曲轴拐径实际尺寸（ E 偏心距（ 按计算出 寸调整好一侧拐径位置之后，测量与之相对应的拐径高度值B，若 B 值与 相等，即等分合格；若 B 值与 不相等，这时应计算出拐径中心和轴径中心连线与水平面的夹角： m= n=2文） 第 9 页 (2E 式中 拐径中心和支承轴中心连线与水平面的夹角； B 实际测量尺寸； m、 n 为计算值而给出的中间变量。 =30 如果为负值，则此拐径与标准 30位置拐径夹角小于 120，反之夹角大于 120。 8)拐径轴线对轴径的轴线平行度误差，可在图 为两轴线的平行度误差，三个拐径分别测量即可。 拐曲轴机械加工工艺过程卡 表 工序号 工序名称 工序内容 工艺装备 1 铸 铸造（左端 255 2 清砂 清砂 3 热处理 人工 时效处理 4 清砂 细清砂 5 涂漆 非加工表面涂红色防锈漆 6 划线 按毛坯外形找正，照顾各加工面，划外形尺寸线 7 铣 经两轴径部分定位压紧分别铣两个端面保证总长尺寸 520左端中心孔 62W （端铣） 8 粗车 夹右端外圆，找正两轴径外圆。顶左端中心孔，车两轴径处，其中1： 20 一端（右端）尺寸为 62一端（左端）尺寸为 40艺尺寸） 粗车 倒头装夹工件左端 40，中心架夹带锥一端 32径上，钻右端中心孔 车锥度一端各 部尺寸，留加工余量 50 划线 在右端 40径上划键槽线深 5 10 35艺用键槽） 11 铣 以两 40103552K 12 粗车 采用专用工装装夹工件粗车曲轴三个拐径及拐径两个侧面，（可进行三等分分度）留加工余量 53 精车 精车曲轴三个拐径及拐径两个侧面，留磨量 安文理学院本科毕业设计（论文） 第 10 页 14 精车 夹工件左端，顶右端中心孔，车工件右端各部尺寸， 1： 20锥度留加工余量 15 精车 倒头，采用两顶尖装夹工件，车左端尺寸 角 6 检验 检查曲轴偏心距 17 磨 以两中心孔定位装夹工件，磨拐径三处至图样尺寸 磨拐径两侧及圆角 8240 18 磨 以两中心孔定位装夹工件，磨轴径两处 图样尺寸磨 20 9 磨 夹工件左端，中心架夹右端 找正，磨 1： 20 锥度至图样尺寸 0 划线 划 621 铣 以两轴径定位装夹工件铣 622 钳 修锉飞刺 23 检验 磁粉探伤 24 检验 按图样检验工件各 部尺寸精度 25 入库 涂油入库 拐曲轴机械加工工序安排 表 机械加工工艺过程综合卡片 产品名称 零件名称 材 料 发动机曲轴 曲 轴 序号 工序名 称 技术条件及检查要求 工 序 简 图 设备 1 铸造 按 曲轴铸造 工艺进行 2 热处理 正火 西安文理学院本科毕业设计（论文） 第 11 页 3 铣两端 面 总长为 265床 4 车两端工艺搭子外圆 直径 45床 5 钻主轴颈中心孔 车床 6 钻连杆轴颈中心孔 正对连杆中心 7 检验 8 粗车三个连杆轴颈 留余量 床 9 精车三个连杆轴颈 留余量 床 10 车工艺搭子两端面 车床 11 粗车各处外圆 留余量 2床 12 精车各处外圆 留余量 床 13 检验 14 磨削连杆轴颈外圆 圆磨床 西安文理学院本科毕业设计（论文） 第 12 页 15 磨削两主轴颈 25+圆磨床 16 磨削 22 外圆磨床 17 磨削 20 外圆磨床 18 检验 19 车掉两端工艺搭子 长度为 215车床 20 车两端 面 表面粗糙度 0 车床 21 铣键槽 铣床 22 倒角 为 1床 23 去毛刺 24 最后检 验 西安文理学院本科毕业设计（论文） 第 13 页 第四章 夹具设计 一个机床的机械制造工艺系统由机床、工件、刀具和夹具组成。机床夹具是用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有一个正确的位置，并在加工过程中使这个位置不变，可以看出夹具在机械加工中占有很重要 的地位，尤其是在成批生产时更是大量采用机床夹具，它们是处在机床和工件之间的连接装置，使工件相对机床或刀具获得正确的位置。机床夹具的好坏直接影响工件加工表面的位置精度。所以，机床夹具设计是装备设计中的一项重要工作。 在设计夹具之前，一般要收集和分析下述资料： 1 熟悉产品的零件图：了解零件的作用、形状、结构特点、材料及毛坯的制造方法，分析尺寸精度、加工表面粗糙度、形状和位置精度等技术要求。 2 详细分析加工工业过程及本工序在整个过程中的顺序、加工方法和要求，了解本工序的加工余量和切屑用量。在设计夹具时，还应从设计夹具 的角度出发，进一步分析定位夹紧的可能性、可靠性、夹具结构的复杂性、工件安装的方便性和操作的安全性等因素。 3 了解使用该夹具的机床的主要规格、性能特点、机床运动的情况、功率和刚度等，以及在机床上安装夹具部分的结构和配合尺寸。 4 了解所用切削工具的结构、尺寸、运功和夹具的配合方式。 5 了解工件的年产量，每次投产的批量和生产效率等要求，以便决定每次装夹工件的数量和选择相应的夹紧机构，以及确定夹具的自动化程度。 床夹具的分类、基本组成和功用 机床夹具按其使用范围可分为以下五种基本类型：通用夹具，专用夹具，通用可调 整夹具和成组夹具，组合夹具，随行夹具。机床夹具的基本组成，根据功用一般可分为： 1）定位原件或装置，用以确定工件在夹具中的正确位置； 2）刀具导向原件或装置，用以引导刀具或用以调整刀具相对于工件的位置； 3）夹紧元件或装置，用以夹紧元件； 4）连接原件，用以确定工件在机床上的正确位置并与机床相连接； 5）夹具体，用以连接各夹具元件及装置，使之成为一个整体，并通过它将夹具安装在机床上； 6）其他元件及装置，如分度装置、防错装置等。 机床夹具的功用一般为： 1）保证加工质量； 2）提高生产率，降低成本； 3）扩大机床工艺范围，做 到一机多能； 4）平衡各工序时间，以便组织流水生产； 5）减轻工人劳动强度，保证生产安全等。 通夹具装夹偏心曲轴方法 具为三爪卡盘 对于长度较短，数量较多，偏心距较小，精度要求不高的偏心工件，可以在三爪卡盘的一个卡爪上垫上垫片，使工件产生偏心来车削偏心曲轴工件。其中垫片厚度计算公式为： =1/2 22 33 (式中： D 工件直径 (e 工件偏心距 (西安文理学院本科毕业设计（论文） 第 14 页 垫片厚度 (则夹具装夹方法如图所示： 图 具为四爪卡盘 对于数量少、长度短，形状比较复杂的偏心工件，可在四爪卡盘上车削。 工件装夹和车削方法如下： (1)先把工件划线确定偏心的轴线，然后在四爪卡盘上安装、校正、车削。 (2)将工件垫上薄铜皮，夹紧后，让尾座顶尖接近工件，调整卡爪位置，使顶尖对准偏心圆中心，然后移去尾座。 (3) 使划针对准工件外圆侧素线校正水平，转过 90o，校正另一条侧素线 。然后校正偏心圆，使偏心圆轴线与车床主轴轴线重合。 校正偏心圆 校正侧素线 图 西安文理学院本科毕业设计（论文） 第 15 页 两顶尖车削偏心工件 该家具适用于加工较长的偏心工件，加工前在工件两端先画出中心点的中心孔和偏心点的中心孔并加工出中心孔，然后前后顶住即可车削。 图 用夹具的设计思路 曲轴除了具有轴的一般加工规律外，也有它的工艺特点，主要包括形状复杂，刚性差及技术要求高，针对这些特点应采取相应的措施，分析如下： 1） 形状复杂 曲轴主轴颈与连杆轴颈不在同一轴上线，偏心距有一定的尺寸要求，并且两轴有较高的位置度要求，同时主轴颈与连杆轴颈间有较大的平衡块，因此在工艺设计中应解决以下问题：设计加工连杆轴颈的偏心夹具，即 应使 连杆轴颈与机床主轴重合， 将需要加工偏心部分的轴线找正到与车床主轴轴线相重合的位置进行加工，并注意轴线间的平行度和偏心距的精度 。 2） 刚性差 因本曲轴长 颈 的直径 比较大，同时具有曲拐，因此刚性较差。曲轴在切削力及自重的作用下会产生严重的扭曲及弯曲变形，特别在单边传动的机床上加工更为严重，在工艺设计中应解决以下问题： （ 1）粗加工时由于切削余量大，切削力也较大，可用中间托架来增强刚性，减小变形和振动，同时机床刀具及夹具都应有较高的刚度。 （ 2）在加工时尽量使切削力的作用相互抵消，可用前后刀架同时横向进给。 （ 3）合理安排工位次序以减少加工变形，按先粗后精的原则安排加工工序，逐步提高精度 。 （ 4）在有可能产生变形的工序后面增设校直工序。 3） 技术要求高 曲轴技术要 求较高，加工面多，需要保证的尺寸、形状、位置精度较多。因而总的工艺路线较长，精加工占有相当比例。 加工时应要解决以下问题： A：正确分配粗加工、半精加工及精加工余量。 B：粗基准选择用曲轴两端的中心孔。中心孔的加工以主轴颈外圆作为基准，这样能保证曲轴加工径向及轴向加工余量的均匀性。 C：精加工时仍用中心孔作为基准，但要重新修磨中心孔，避免精加工时因西安文理学院本科毕业设计（论文） 第 16 页 中心孔磨损引起加工误差。也可一端用主轴颈定位，另一端用中心孔定位以提高刚度。 D：曲轴轴向定位以主轴颈轴肩定位，工艺设计时定位基准应尽量与设计基准一致。 综上分析 ，鉴于车削曲轴连杆轴颈夹具的典型性和特殊性，初步决定设计曲轴偏心车夹具，以解决曲轴轴颈所存在的偏心距问题。 本夹具适用于车偏心曲轴轴颈。其中，各连杆轴心线的相位差要求控制在 30之内对夹具的分度