曲轴工艺规程编制及钻模夹具的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985曲轴工艺规程编制及钻模夹具的设计院系名称专业班级学生姓名指导教师职称买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985DESIGNOFBOREDFIXTUREANDPROCESSFORTHECRANKSHAFTSCANDIDATESPECIALTYCLASSSUPERVISOR买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985摘要本设计介绍了曲轴加工过程中定位、装夹、加紧、钻模以及曲轴加工方面、夹具设计上的相关知识。综述了国内外目前微型车曲轴的制造技术及发展趋势。通过对曲轴的使用性能、工作条件、结构、技术要求的了解，对曲轴的加工工艺规程进行研究改进,提出了在加工过程中常出现的问题及改进的办法，使曲轴的精度和表面质量得到很大提高，降低了废品率，提高了劳动生产率。并绘制夹具的二维图形。与在对国内外夹具的设计现状进行分析的基础上，针对中小企业广泛使用夹具常出现的情况，我们有必要对夹具进行设计，具有现代机床夹具设计的相关知识，这样可有效地提高夹具设计的速度和质量，从而提高企业效益。此外，本设计顺应现代机械设计发展趋势，利用AUTOCAD绘出曲轴及重要工序夹具的二维图。关键词曲轴；夹具设计；钻模；二维图；工艺规程买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985IABSTRACTTHISPAPERINTRODUCESTHECRANKSHAFTMACHININGPROCESSOFLOCATION、CLAMPING、INTENSIFY、JIGANDTHERELEVANTKNOWLEDGEONCRANKSHAFTPROCESSINGANDTHEDESIGNOFFIXTUREREVIEWEDTHECURRENTMICROCARCRANKSHAFTMANUFACTURINGTECHNOLOGYANDDEVELOPMENTTRENDSTHROUGHTHEUSEOFPERFORMANCE,WORKINGCONDITIONS,STRUCTUREANDUNDERSTANDINGOFTHETECHNICALREQUIREMENTSOFTHECRANKSHAFTPROCESSINGIMPROVEMENTSINTHEPROCESSINGOFTHOSEPROBLEMSANDIMPROVINGTHEMETHOD,SOTHATTHECRANKSHAFTPRECISIONANDSURFACEQUALITYCANBEIMPROVEDGREATLY,REDUCEDTHEREJECTRATE,IMPROVEDLABORPRODUCTIVITYFURTHERMORE,IAMCONVERSINGTHESIZEOFTHECHAININCONSIDERINGTHEREASONABLENESSOFTHECRANKSHAFTDESIGN,STRESSANALYSISFORTHECRANKSHAFTANDTHERELATEDCALCULATIONANDVERIFICATIONINTHEDOMESTICANDINTERNATIONALFIXTUREDESIGNFORTHEANALYSISOFTHESTATUSQUO,BASEDONEXTENSIVEUSEOFTHEREGULARFIXTUREWENEEDTODESIGNFIXTURE,FIXTUREWITHMODERNDESIGNKNOWLEDGE,THISWILLEFFECTIVELYINCREASETHESPEEDFIXTUREDESIGNANDQUALITY,THEREBYIMPROVINGENTERPRISEEFFICIENCYINADDITION,THEPAPERCONFORMTOTHEMODERNMECHANICALDESIGNDEVELOPMENTTRENDS,USINGTHEAUTOCADTODRAWTHE2DMAPOFCRANKSHAFTANDTHEIMPORTANTPROCESSESONTHEFIXTUREKEYWORDSCRANK；DESIGNOFFIXTURE；DRILLING；2DMAP；PROCESSPLANNING买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985目录摘要ABSTRACT第1章绪论111选题背景112国内外曲轴制造技术的现状及发展趋势1121国外曲轴制造技术的现状及发展趋势1122国内曲轴制造技术的现状及发展趋势313选题的目的和意义514选题研究的方法615研究的主要内容6第2章曲轴加工工艺规程编制和分析821曲轴加工工艺规程的编制8211曲轴加工工艺过程组成8212曲轴的结构与技术要求8213材料与毛坯822曲轴加工工艺分析9221曲轴加工工艺过程9222定位基准的选择10223加工工序的安排11第3章钻模夹具的设计1331夹具的认识13311夹具的定义和作用13312夹具的分类13313进行夹具设计的意义1332夹具设计中需注意的问题14买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985321清根问题14322让刀问题14323更换问题14324防松问题14325对夹具体的要求14326钻模夹具体毛坯的类型1533钻模夹具的设计16331底座的设计16332钻油路孔工艺中所需用V型块的设计16333V型块夹紧力的计算17334钻头给进力的计算18335机床最小功率计算2034本章小结20第4章液压传动系统的设计2141夹紧液压系统的设计2142液压系统的组成21421液压缸分类及组成214211液压缸的分类214212液压缸的组成22422齿轮泵22423单向阀23424溢流阀23425滤油器23426节流阀23427油箱2443液压系统回路的设计24431减速回路24432锁紧回路2544液压缸的计算25441缸筒内径的计算25442活塞杆直径的计算计25443液压缸其他部分的尺寸计算26买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985444液压缸壳体设计2645油泵的计算27451油泵工作压力的计算27452油泵理论流量的计算27453油泵排量的计算28454油泵功率的计算2846油箱与油管的计算28461油箱容积V的计算28462油管内径D的计算2847本章小结29第5章连杆轴颈粗车夹具设计及校核3051概述30511连杆轴颈粗车夹具设计的目的及意义30512连杆轴颈粗车夹具的组成3052校核31521液压缸强度校核31522钻模夹具中V型块紧固螺栓校核3253本章小结32结论33参考文献34致谢35附录36买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709850第1章绪论11选题背景微型及普及型汽车在我国有很大的市场，主要以家用型和自用型汽车为主，从起初的09L到现在的16L，小排量汽车不但具有良好的经济型，而且价格适合我国的国情，同时也适合中国正在发展的现状，曲轴飞轮组结构、材料及加工工艺等也在不断发展，尤其近在哈尔滨东安公司。曲轴是曲柄连杆机构三大部分之一，是内燃机结构中一个重要的零件，也是最难以保证加工精度的一个零件。它的功用是将活塞和连杆传来的气体力转变为转矩输出，以驱动与其相连的动力装置，此外还驱动着内燃机本身配气机构机构及各种附件，实现了将活塞的直线运动通过连杆的传递转变为旋转运动，从而实现了汽车的动力来源。由于曲轴工况条件恶劣，因此对曲轴的材质、毛坯加工技术、精度、表面粗糙度、热处理、表面强化和动平衡等要求都十分严格。其中任何一个环节的质量对曲轴的寿命和整机的可靠性都具有很大的影响。因此世界各国对曲轴的加工都十分重视，都在不断地改进曲轴加工工艺，最大可能地提高曲轴工作寿命。车用发动机曲轴材质主要有球墨铸铁和锻钢两类。由于球墨铸铁的切削性能良好，可获得较理想的结构形状，并且和钢质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、硬度和耐磨性，再加之球墨铸铁曲轴成本只有调质钢曲轴成本的13左右，所以球墨铸铁曲轴在国内外得到了广泛应用。近些年来，我国曲轴汽车生产工业通过引进国外先进技术和国内生产工业的改进及自我完善，因此整体制造水平有了很大的提高，但是与世界先进制造技术还相差甚远，甚至还不能满足我国内燃机工业发展需求。所以，继续学习国外先进加工技术及自我创新是我国汽车工业的发展方向，达到世界工业尖端加工技术是我国汽车工业发展的目标。12国内外曲轴制造技术的现状及发展趋势121国外曲轴制造技术的现状及发展趋势1铸造技术采用先进工艺、提高机械化自动化水平、大力扩展计算机的应用范围，优质、高效地生产出轻量化、精密化的铸造毛坯，是国外铸造行业发展的总趋势。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709851（1）轻量化采用高强度、高韧性材质以减小壁厚和断面尺寸；壳形铸造、复砂造型生产曲轴毛坯；进一步生产出少、无切削余量的铸造毛坯；计算机将在各个工艺环节的检测、诊断、控制和自动化生产等方面广泛应用。（2）熔化冲天炉仍然朝着大容量、连续化、高温热风方向发展，同时，在精确配料、炉况检测、故障诊断、自动控制等方面进一步计算机化。球铁熔炼工艺将得到进一步发展。变频电炉同时用于熔化、保温的双炉体交替生产的范围将得到发展。（3）造型冷壳型将可能逐步替代覆膜砂壳型铸造。在制芯方面，发展冷芯工艺，使比较成熟的制芯工艺进一步得到完善。在制芯设备方面，多功能、多用途、制芯中心化将得到进一步发展。（4）砂处理和清理型砂质量也是确保铸件质量的重要条件，重点发展采用计算机控制砂处理系统乃至全过程，即运用计算机进行预测、诊断、控制型砂性能。清理将重点发展机械手或机器人对铸件惊醒抛丸、打磨和切削。2锻造技术随着锻压技术的进步，在变形理论上采用有限元法借助电子计算机应力和变形状态。70年代发达国家对新建或改建的大的专业锻造厂点，大都是以微机数控和群控的模锻压力机或电动液压锤及螺旋压力机为主机的生产线大批量生产曲轴等锻件。近年来，随着CAD/CAM的广泛应用，管理信息系统和集成生产系统的引入，锻造生产软件、硬件和数据库的研究，以实现锻造生产从原材料、工艺和工艺装备最佳方案的选择和整个过程的控制，推动着锻造生产向合理化、自动化方向发展。3机加工技术由于数控技术的发速发展，国外的机加工自动线将具有更高的适应性和灵活性，大批量生产的曲轴轴颈粗加工。国外采用车削、铣削和车拉三种方式，其中数控内铣和车拉逐渐显示出其高效和经济性，是曲轴粗加工的发展趋势。曲轴的磨削广泛在全数控、全封闭自动线上进行。广泛采用圆角滚压工艺强化圆角，轴颈抛光广泛采用砂带抛光机。曲轴动平衡采用自动线，一般均为计算机控制，进行自动测量和修正。曲轴的检测将广泛采用在线自动检测和终检相结合的方式，关键设备设有电子量仪，能连续监控加工精度，提高生产率，保证产品质量。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098524热处理技术主要是表面强化技术的进一步发展和材质的开发和选择。非调质钢、微量合金钢、高强度贝氏体铸铁等将广泛的应用于曲轴。在提高曲轴的弯曲疲劳性能方面圆角滚压最为有效；曲轴的感应处理采用中频圆角轴颈淬火能同时提高耐磨性和疲劳强度；曲轴的表面化学热处理以德国的二段式气体软氮化法DEGANIT法较先进，可获得单相化合物层，大大提高产品的质量和性能，估计将会得到广泛的应用；曲轴化学复合表面热处理强化、中频淬火、圆角滚压复合强化等也将会得到广泛应用。122国内曲轴制造技术的现状及发展趋势1铸造技术（1）熔化方面对于高牌号铸铁的熔化，将采用大容量中频炉进行熔炼或变频中频炉熔炼，对各类金属原材料的使用进行更为严格的管理，并采用直读光谱仪检测铁水成分。对于普通铸铁的熔化，采用双联熔炼工艺，但冲天炉向大型化和外水冷无炉衬热风或富氧送风方向发展，对冲天炉使用的非金属原材料和金属原材料要求更加严格，对铁水中S、P及杂质含量严加限制。球铁处理采用转包，研制新品种球化剂，采用随流孕育、型内孕育及复函孕育等先进孕育方法。熔化过程的各参数实现微机控制和屏幕显示，采用自动和半自动浇注机进行浇注，减少人员。实现冲天炉烟尘净化无污染排放。（2）造型和制芯消失模铸造将进一步发展和推广。在砂型铸造中，无箱射砂造型和挤压造型将受到重视并继续在新建厂或改建厂中推广应用。原有的高压造型线将继续使用并且其中部分关键元件将得到改进。实现自动组芯和下芯。自动快换型板及模具可适应不同产品的交替更换。在制芯工艺上新型冷芯盒或新型温芯盒制芯设备将出现。组合射芯将在新型设备上进一步推广和应用。PEPSET砂的造型和制芯工艺将进一步推广。（3）砂处理和清理砂处理系统和单元将实现微机化管理，型砂中水分和有效粘土含量及煤粉含量将实现自动检测和控制，型砂运输系统将实现自动化程序控制。铸件清理将全部在专机自动线上进行，主要是机器人操作，在清理自动线上实现加工和质量检测。2锻造艺术（1）计算机技术的应用买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709853计算机将广泛应用于生产过程的自动化控制，能实现锻造温度控制，过热和欠热棒料的自动化分选、润滑油点温监控、设备公称力显示、自动喷雾冷却模具、设备操纵系统控制、故障自动诊断、报警、工艺编程、模具设计与制造。计算机的广泛应用对工艺过程的规范化管理、促进曲轴乃至内燃机锻造行业的生产技术进步,发挥着重要的作用。（2）形成柔性制造系统以热模锻压力机、电液锤为主机的自动线是今后生产曲轴的发展方向，这些生产线将普遍采用精密剪切下料、辊锻楔横轧制坯、中频感应加热、精整液压机精压等先进工艺，同时配有机械手、输送带、带回转台的换模装置等辅机，形成柔性制造系统。通过FMS可自动更换工件和模具以及自动进行参数调节，在工作过程中不断测量。显示和记录锻件厚度和最大压力等资料并与定值比较，选择最佳变形量以获得优质产品。由中央控制室监控整个系统，实现无人化操作。（3）发展电液锤锻造生产线随着市场竞争的激烈,质量价格在市场竞争中的作用日显重要，电液对击锤也就应运而生了。出现了以行程、打击能量、速度可控与预选的电液锤为主机的曲轴现代化水平生产线。由于电液锤锻造生产线投资小，技术水准高，适应性强，所以21世纪电液锤与热模锻压力机将同时得到发展，都将为各种新型或改进型内燃机提供合格的精密锻造毛坯。3机械加工技术曲轴粗加工将广泛采用数控车床、CNCCOMPUTERIZEDNUMERICALCONTROL数控内铣床等先进设备对主轴颈、连杆轴颈进行数控车削、内铣削、车削、拉削加工，以有效的减少曲轴加工的变形量。曲轴精加工将广泛采用CNC控制的曲轴磨床对其轴颈进行精磨加工，此种磨床将配备砂轮自动动平衡装置、中心架自动跟踪装置、自动测量、自动补偿装置,实现砂轮自动修整、恒线速度等功能要求，以保证磨削质量的稳定。工件的输送，将广泛采用带自动编码识码的机动滚道输送，龙门式机械手上下工件，减少输送中的人为碰撞，实现曲轴的自动加工。曲轴超精加工将广泛采用砂带抛光机抛光加工，以改善曲轴表面粗糙度和提高曲轴抗疲劳强度。4热处理技术和表面强化技术（1）曲轴中频感应淬火曲轴中频感应淬火，将采用微机监控死循环中频感应加热装置，该装置的特点买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709854主要为能动态的显示系统工况，具有多任务、多窗口及动态数据交换等功能，操作方便；多幅画面，各画面之间以动态图像实时显示中频设备运行过程中各重要参数状态、各点温监控画面，具有显示曲轴多点温度、时间等情况及根据不同直径、材质选用加热温度的功能；记录实时及历史趋势曲线，记录打印装置运行过程中某一范围内的各项参数，主要用于档案管理及过程分析；报警功能，当某项关键参数达到相应极限值时自动报警。该装置具有高效率，质量稳定，运行可靠等特点，今后将得到广泛应用。（2）曲轴软氮化为了提高产品质量，对于大批量生产的曲轴将采用微机控制的氮基气氛气体软氮化生产线是今后的发展方向。该工艺具有安全、节能、工艺控制可靠、气源成本低、产品质量稳定、性能重现性好、易实现自动化、计算机管理、生产率高等显著特点，具有较高的应用推广前景。（3）曲轴表面强化技术为了大幅度提高曲轴的抗疲劳强度，圆角液压强化降大量应用于曲轴加工中。另外，曲轴圆角滚压强化及轴颈表面淬火等复合强化工艺也将大量应用于曲轴加工中。13选题的目的和意义曲轴是发动机中曲柄连杆机构三大部分之一，是动力输出的重要枢纽。本课题通过对曲轴的工作条件、受力状况、材质及加工工艺的了解，随着现在设计加工制造技术的发展，曲轴结构、材质及加工手段等也在不断发展，确定曲轴整套工艺规程的编制，确定加工工艺与装夹方案及设计，从而达到对曲轴在发动机中运转原理和工况的了解，并对曲轴构造与加工工艺有进一步认识。同时了解机床夹具的功用、组成和分类，以及机床夹具设计的步骤和方法，夹具总图的设计及绘制，了解曲轴二维图的画法。通过对此课题的研究，全面的提高了发现问题、分析问题和解决问题的能力。进一步加强了对曲轴不论是材质的选用还是工作原理的认识，巩固了机械设计基础。中国是世界大国，近些年来经济的迅猛发展，已经是世界各国所关注的焦点，但是，我国的生产制造工业却十分不同乐观，主要是由于设备的陈旧、技术落后，严重影响我国的经济。随着汽车市场的不断扩大，汽车制造业是经济发展的一个显著标志，而汽车的核心部分是发动机，发动机的核心部件的曲轴，因此，我们要不断学习世买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709855界先进的生产加工技术，大力发展自主创新，更加完善曲轴的设计及工艺过程，为汽车工业能在国际上立足提供竞争力。14课题研究的方法收集有关国内外微型汽车曲轴飞轮组相关资料，了解曲轴飞轮组的功用及工作条件和受力情况，制定曲轴工艺的方案，从工艺设计方法、结构原理、材料及应用等方面分析曲轴工艺和加工技术，并提出自己的看法，通过曲轴加工工艺的要求，确定其中两道工序夹具设计，并拆解部分零件图，拟写方案，设计装夹方案，保证夹具在装夹过程中的合理性，检查方案，修改不足，最后，按照修改后的方案进行夹具设计，撰写设计说明书和绘制AUTOCAD图。具体技术路线如下图11图11技术路线15课题研究的主要内容收集有关国内外微型及普及型汽车曲轴飞轮组相关资料，通过对曲轴飞轮组的功用、材质及工作条件和受力情况的了解，结合机械加工工艺和机械设计方面相关收集资料了解曲轴飞轮组功用曲轴工作条件及受力分析曲轴工艺和加工技术编制曲轴工艺规程制定夹具设计方案选定夹具设计撰写设计说明书和CAD图纸绘制检查方案及修改不足买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709856资料，编制曲轴加工工艺规程。通过对发动机曲轴加工工艺技术要求的规定，同时了解机床夹具的功用、组成、分类、机床夹具设计的步骤和方法及钻模夹具方式与方案进行对比分析和设计，从装夹的方案和受力分析及定位方案，分析夹紧方式，确定装夹方案，并实现自动夹紧曲轴钻模的设计，从而达到对构造与加工工艺进一步了解。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709857第2章曲轴加工工艺规程编制和分析21曲轴加工工艺规程的编制211曲轴加工工艺过程组成（1）工艺过程改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。它又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配等工艺过程。（2）曲轴加工工艺过程用机械加工方法，改变毛坯的形状，每个工序又可分为若干个安装、工位、工步和走刀。（3）工序一个或一组工人，在一个工作地，对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。（4）安装工件经一次装夹（定位和夹紧）后所完成的那一部分工作。（5）工位为了完成一定的工序部分，一次装夹工件后，工件与夹具或设备的可动部分一起，相对刀具或设备的固定部分所占据的每一个位置。（6）工步在加工表面、加工工具和切削用量中的转速和进给量均保持不变的情况下，完成的那一部分工作。212曲轴的结构与技术要求1曲轴的结构根据上述的使用要求及结构特点，可以看出曲轴是一个形状复杂、结构细长、多曲拐、刚性极差、技术要求高的异形轴类零件。2曲轴的主要技术要求为了保证曲轴的正常工作，对曲轴规定了严格的技术要求。其主要技术要求如下主轴颈和连杆轴颈的尺寸精度通常为IT6IT7，同轴度允许偏差0015MM，表面粗糙度值为0204UM。轴颈长度公差等级IT9IT10。轴颈的形状公差，如圆AR度、圆柱度控制在尺寸公差之内。位置精度，包括主轴颈与连杆轴颈的平行度一般为100MM之内不大于002MM；曲轴各主轴颈的同轴度小型高速曲轴为0025MM，中大型低速轴为003008MM；各连杆轴颈的位置度不大于20。213材料与毛坯买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709858曲轴工作时要承受很大的转矩及交变的弯曲应力，容易产生扭振、折断及轴颈磨损，因此要求所用材料应有较高的强度、疲劳强度和耐磨性。对于材料的选择有一定的要求一般曲轴为35、40、45钢或球墨铸铁QT6002；对于高速、重载曲轴，可采用35CRMOAL、42MN2V等材料。本次设计曲轴所采用的材料为45钢。曲轴是发动机的重要零件，在工作时承受很大的扭矩以及大小和方向都在变化的弯曲应力。为增强曲轴的强度，其毛坯一般采用锻造毛坯，对于复杂的曲轴也可采用铸造毛坯。曲轴的毛坯根据批量大小、尺寸、结构及材料品种来决定。本次设计的曲轴是批量较大的小型曲轴，采用模锻。22编制工艺过程中应考虑的主要问题221曲轴加工工艺过程曲轴的材料为45钢，经模锻和调质处理，发动机为直列4缸，因此曲轴可分为4段曲轴，小头连齿轮及凸轮大头为动力输出。其加工工艺过程如表21所示。表21工序目录表工序号工序名称设备名称10铣两端面、钻中心孔铣端面钻中心孔机床20检查30铣工艺定位面双柱铣床40粗车各主轴颈数控车床50半精车各主轴颈数控车床60交接检查70铣定位基准面铣床80粗车各连杆轴颈数控车床90半精车各连杆轴颈数控车床100钻、铰工艺孔专用钻床110钻油孔深孔组合钻床120清洗130中间检查并热校正140粗磨各主轴颈数控磨床150粗磨各连杆轴颈数控磨床160精磨各主轴颈数控磨床买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709859170精磨各连杆轴颈数控磨床180磁力探伤190铣键槽键槽铣床200中间检查210倒角、去毛刺220校直油压机230动平衡检查动平衡机240粗抛光各轴颈抛光机床250精抛光各轴颈抛光机床260清洗清洗机270尺寸检验280最终检查222定位基准的选择工件在加工时，用以确定工件对机床及刀具相对位置的表面，称为定位基准。最初工序中所用定位基准，是毛坯上未经加工的表面，称为粗基准。在其后各工序加工中，所用定位基准是已加工的表面，称为精基准。1粗基准选择原则1选用的粗基准应便于定位、装夹和加工，并使夹具结构简单。2如果必须首先保证工件加工面与不加工面之间的位置精度要求，则应以该不加工面为粗基准。3为保证某重要表面的粗加工余量小而均匀，应选该表面为粗基准。4为使毛坯上多个表面的加工余量相对较为均匀，应选能使其余毛坯面至所选粗基准的位置误差得到均分的毛坯为粗基准。5粗基准面应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。6粗基准一般只能使用一次（尤其主要定位基准），一面产生较大的位置误差。本次设计主要是对曲轴的粗基准进行选择和确定，根据选择的合理性，即选择要符合加工工艺的要求且方便，在粗加工是选用曲轴的主轴颈中心线为加工的粗基准，通过钻取曲轴两侧的中心孔或者采用V型块，因为V型块的作用是定心，那么有一组V型块就可以实现曲轴主轴颈中心线在所设计的位置上，然后进行加工。2精基准的选择买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098510选择精基准时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹准确、牢固、方便。其选择的原则有（1）基准重合原则应尽量选用零件的设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差。（2）基准统一原则应尽可能采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面，这就是基准统一的原则。（3）互为基准原则当对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时，需要用两个表面互相作为基准，反复加工，以保证位置精度要求。（4）自为基准原则某些加工工序，加工余量小而不均匀，常选择加工表面本身作为定位基准。3被加工件（曲轴）基准的选择在曲轴加工工序中，以曲轴轴线为加工基准是最理想的。这样既基准统一，又基准重合。因此，曲轴从一个毛坯件到加工前要进行基准的确定，即出基准的确定。通常是先粗铣曲轴两端端面，为曲轴两端钻中心孔做准备，钻中心孔就是确定曲轴粗基准（轴线），中心孔的确定有两种方法，一个是质量中心孔，另一个是几何中心孔。质量中心孔为传统曲轴加工所采用的方法，因为传统曲轴铸造质量差，几何中心与质量中心不重合。随着现代设备的进步，曲轴铸造件的质量高，质量中心孔与几何中心孔基本一致，所以以几何中心为钻取点是现在曲轴加工的方式。确定了两个中心孔后，就为曲轴后续的加工提供的基准，只需通过顶尖固定曲轴两端中心孔，曲轴的粗基准（轴线）就被确定下来，不但方便了曲轴其他部位的粗加工，也为后续的精加工做好准备。在选择第一道工序的定位基准时，应考虑以后各道工序中都应保持基准不变的原则。在不能保持各工序基准统一的情况下，对有关工序应通过计算工艺尺寸，并根据尺寸链原理给出它们的极限偏差。工艺基准选定后，还应考虑夹紧方式，并用定位、夹紧符号在工艺简图上标明。4选择工艺定位基准必须遵循的原则（1）尽可能选用设计基准作为工艺定位基准，以保证基准统一，避免或减少定位误差。（2）在工件的各个主要加工工序中，尽可能使各加工表面选用同一基准，尤其是有相互位置精度要求的表面更应如此。（3）粗加工后定位基准应尽量选用不加工或加工余量小的平整面，可提高加工精度。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098511（4）精加工工序定位基准应是已加工表面。（5）所选用的定位基准应保证必须使工件定位、夹紧方便、加工时稳定可靠。主要定位基准面应尽量选用工件上较大的表面。（6）所选用的定位基准面应保证工件在一次安装中能加工出尽可能多的表面，以保证各加工表面间的位置精度和提高加工效率。223加工工序的安排1加工顺序的安排先粗后精先安排粗加工，中间安排半精加工，最后安排精加工和光整加工。本设计的曲轴是先粗加工、半精加工各轴颈，然后再安排精加工和光整加工。先主后次先安排主要表面的加工，后安排次要表面的加工。曲轴的主要加工表面为主轴颈、连杆轴颈、各轴颈与轴肩端面间的圆角等；次要加工端面为键槽、斜油孔、法兰端面螺栓孔及回油螺纹等。先基面后其它面加工开始，首先应该把精基准加工出来。如果精基准不只一个，应该按照基准转换的顺序逐个进行加工。曲轴的工艺基准依次为中心孔、曲柄上的定位平台及法兰上的定位孔、作轴向定位的轴肩。作为精基准的中心孔应该首先加工，加工两端面及中心孔时以两端主轴颈和中间轴颈开档作为粗基准。曲柄定位平台应在连杆轴颈加工之前进行。粗加工主轴颈时要以中间主轴颈作为辅助支承，所以中间主轴颈的加工应该在其它轴颈之前，进行粗加工和半精加工。2热处理及辅助工序的安排包括轴颈淬火、平衡、探伤、校直、检验、清洗等工序。淬火放在轴颈精加工之前，平衡放在精加工之后，毛坯探伤放在粗加工之前，磁力探伤主要用来检查零件的细微裂纹和其它缺陷。磁力探伤一般安排在精加工之后。校直放在容易引起弯曲变形的工序后进行。检查分中间检查和最终检查，中间检查放在重要工序之后。零件全部加工完毕后，进行最终检验。最后清洗一般放在曲轴光整加工之后，最终检验工序之前进行。3加工阶段的划分曲轴的结构比较复杂，精度要求高，表面粗糙度值小，所以不能在几个工序内全部完成所有表面的加工。对于曲轴，总是先粗加工而后再精加工。粗加工主要是用来高效地切掉大部分余量，精加工是为了达到规定的精度和表面粗糙度。因此，按加工性质的不同，将主要表面的加工，一般划分为粗加工、半精加工、精加工和光整加工四个阶段。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098512第3章夹具的设计31夹具的认识311夹具的定义和作用1夹具的定义夹具是用以装夹工件的装置。机械制造过程中，广泛地使用各种夹具，包括机床夹具、装配夹具、焊接夹具、热处理夹具、检验夹具等。机床夹具用于切削加工。在切削加工中，用以固定加工对象，使之定位。机床、夹具、刀具、工件在加工时组成加工系统，工件实现定位和夹紧。2夹具的作用保证加工精度；减少安装工件的辅助时间，提高劳动生产率；改善劳动条件，减少劳动量和劳动强度；降低加工成本，扩大机床的使用范围；保证安全生产等。312夹具的分类机床夹具一般按适用对象、使用性质及特点、机床类型和动力源分类。具体来说分为以下几种1通用夹具用以加工两种或两种以上工件的同一夹具。特点能较好地适应加工工序和加工对象的变换，一般结构均已定型，尺寸、规格系列化。2专用夹具专为某一工件的某一工序而设计的夹具。我们设计的钻模夹具就是专用夹具的一种。3可调夹具通过调整或更换个别零、部件，能适用多种工件加工的夹具。特点夹具的使用对象在设计前并不非常确定，通用性范围大。4成组夹具根据成组技术原理设计的用于成组加工的夹具。设计成组夹具的前提是成组工艺。特点只需对个别定位和夹紧组件进行调整或更换，即可用于加工成组内的所有零件。5组合夹具由可循环使用的标准夹具零、部件组装成易于联接和拆卸的夹具。6随行夹具用以装夹工件，并由工件输送带送至自动线各工位的装置。313进行夹具设计的意义夹具是机械制造厂里使用的一种工艺装备。对工件进行机械加工时，为了保证加工要求，首先要使工件相对于刀具及机床有正确的位置，并使这个位置在加工过买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098513程中不因外力的影响而变动。为此，在进行机械加工之前，先要对其进行夹具设计。夹具的设计不但扩大了被工件的加工范围和精度，而且是更复杂的工件生产的前提。32夹具设计过程中需注意的问题在夹具设计过程中，对于被加工零件的定位、夹紧等主要问题，设计人员一般都会考虑的比较周全，但是，夹具设计还经常会遇到一些小问题，这些小问题如果处理不好，也会给夹具的使用造成许多不便，甚至会影响到工件的加工精度。在此归纳一下在夹具设计中经常遇到的一些小问题，具体如下321清根问题在设计端面和内孔定位的夹具时，会遇到夹具体定位端面和定位外圆交界处清根问题。端面和定位外圆如不连接就无此问题。夹具要不要清根，应根据工件的结构而定。如果零件定位内孔孔口倒角较小或无倒角，则必须清根；如果零件定位孔孔口倒角较大或孔口是空位，则不需要清根，而且交界处可以倒为圆角。端面与外圆定位时，也采取一样的规则。R322让刀问题在设计圆盘类刀具（如铣刀、砂轮等）加工的夹具时，会存在让刀问题。设计这类夹具时，应考虑铣刀或砂轮完成切削或磨削后，铣刀或砂轮的退刀位置，其位置大小应根据所使用的铣刀或砂轮的直径大小，留出超过刀具半径的尺寸位置即可。323更换问题在设计加工结构相同或相似，尺寸不同的系列产品零件夹具时，为了降低生产成本，提高夹具的利用率，往往会把夹具设计为只更换某一个或几个零件的通用型夹具。定位件外圆与夹具体孔之间的配合不能有间隙，若有了间隙就会影响夹具的定位精度；但是，两者之间也不能有太大的过盈量，如果过盈量太大，就使得零件更换困难。所以，设计时一般采用较紧的过渡配合。为了使定位件能够顺利拆下来，可以在定位件中心设计一螺孔，用一螺杆拧入螺孔内，定位件就能顺利地被顶出。当然，此螺孔直径应小于夹具体孔。324防松问题在夹具设计中，经常会使用双头螺柱，双头螺柱一端固定于夹具上，另一端用螺母压紧于加工的零件。双头螺柱与夹具的固定端一般采用六角薄螺母锁紧，然而用螺母锁紧后，在使用中常常会出现松动。如果把螺柱的固定端与夹具体背面基本买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098514拧平（螺柱头略低于夹具体），在背面（即左端面）螺纹旋合处，沿圆周均匀铆三点，就能够起到防松作用。而且省去锁紧螺母，需要时还可以进行更换。325对夹具体的要求1有适当的精度和尺寸稳定性夹具体上的重要表面，如安装定位工件的表面、导向组件的表面以及夹具体的安装基面等，应有适当的尺寸和形状精度，他们之间应有适当的位置精度。为使夹具体尺寸稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具要进行退火处理。2有足够的强度和刚度加工过程中，夹具体要承受较大的切削力和夹紧力。为保证夹具体不产生不允许的变形和振动，夹具体应该有足够的强度和刚度。因此夹具体须有一定的壁厚，铸造和焊接夹具体常设置加强肋，或在不影响工件装卸的情况下采用框架式夹具体。3结构工艺性好夹具体应便于制造、装配和检验。铸造夹具体上安装各种组件的表面应铸出凸台，以减少加工面积。夹具体毛面与工件之间应留有足够的间隙。夹具体结构型式应便于工件的装卸，分为开式、半开式和框架式结构等。4排屑方便切屑多时，夹具体上应考虑排屑结构。可以在夹具体上开排屑槽或在夹具体下部设置排屑斜面。5在机床上安装稳定可靠夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上相应表面的接触或配合实现的。当夹具在机床工作台上安装时，夹具的重心应尽量低，重心越高则支承面应越大；夹具底面四边应凸出，使夹具体的安装基面与机床的工作台面接触良好。326钻模夹具体毛坯的类型1铸造夹具体铸造夹具体的优点是工艺性好，可铸出各种复杂形状，具有较好的抗压强度、刚度和抗振性，但生产周期长，需进行时效处理，以消除内应力。常用材料为灰铸铁，要求强度高时用铸钢，要求重量轻时用铸铝。2焊接夹具体买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098515它由钢板、型材焊接而成，这种夹具体制造方便、生产周期短、成本低、重量轻。但焊接夹具体的热应力较大，易变形，需经退火处理，以保证夹具体尺寸的稳定性。对于一些工型或者凹槽类的夹具，可以考虑到使用焊接，这样可以节省所用的材料，降低成本。3锻造夹具体它适用于形状简单、尺寸不大、要求强度和刚度大的场合。锻造后也需要经退火处理。此类夹具体应用较少。在设计滑板时考虑要首先考虑到这种类型。4型材夹具体这类夹具体取材方便、生产周期短、成本低、重量轻。5装配夹具体此类夹具体具有制造成本低、周期短、精度稳定等优点，有利于夹具标准化、系列化，也便于夹具的计算机辅助设计。因此，本设计在底座毛坯类型选择时，考虑使用铸造类型。33钻模夹具的设计331底座的设计底座的设计的钻模工序的需要，由被加工零件（曲轴）的标准零件图21可以看出，斜油路孔与曲轴轴线既不是平行也不是垂直，而是成夹角。而现在的钻床65上的钻头还没有达到以任意角度进行对被加工件进行钻孔，只能以水平或者是垂直这两个方向进行加工，因此，为满足钻床的加工要求，需要把曲轴放置在一个斜面上，使待加工的油路孔与机床支撑面成垂直状态，并保证精度。由上述条件的限制，支撑曲轴的斜面要求设计与水平面成，进而确定底座的设计。25图31底座买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098516332钻油路孔工艺中所需用V型块的设计设计两个V形块，结构如图所示。V型块的设计主要为了完成曲轴定位、支撑的作用，以及配合V型块夹板对曲轴进行加紧，在设计时要考虑到这几方面进行设计。V型块要与底座进行连接，这样左右2个V型块与夹板配合就能完成对曲轴的定位、支撑及夹紧。在V型块上要设计2个定位销进行定位同时设计2个孔利用螺栓将V型块与底座连接在一起。V形块两斜面的夹角有两种，一种是120，一种是90，夹角为90的V型块最为常用，且定位效果好，因此本设计V型块选用90。图中可知，V形块的基本尺寸为V形块的标准心轴直径MM；DV形块高度MM；H检验时，V形块放标准心轴的标准定位高度MM。T根据曲轴零件图，可知工件直径D50MM，尺寸MM，取65MM。59H当90时，31NDHT0732AN241式中A01401601401650MM78MMD此处取A75MM则MM5725041N带入数据得6507075005555726MMNDHT0买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098517图32V型块333V型块夹紧力的计算曲轴斜油路孔的加工过程中，曲轴的定位是由两个V型块通过支撑曲轴主轴颈来实现的，而夹紧是由另一组V型块通过销的连接与支撑V型块配合实现的。图33V型块夹紧受力根据受力分析，得出公式442233式中工件与夹具之间的摩擦力MM；N夹具对工件的作用力MM；接触面间的摩擦系数（在001016之间）；W夹紧装置对V型块的作用力N；V型块的角度（本设计V型块的角度选用90）。334钻头给进力的计算本工件45钢，钻头用直径55MM，进给量取03MM/R,切削速度V20M/MIN，仅计算钻削的钻削力就足够了，则切削力为34表32计算式中的系数和指数加工材料刀具材料45钢高速钢600071612310258买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098518其中为钻削力系数；为钻孔直径指数；为进给量指数；为切削速度指数；在计算切削力时应考虑安全系数则1512101018350123其中为基本安全系数，粗加工取最大值15；为加工性质系数，粗加工取0112；为刀具钝化系数，取10；为切削特点系数，连续切削取10。23则FK1818273N600550716031231200258图34钻削受力示意图由于曲轴在钻油路孔时的定位，除了有两个V型块的定心，使曲轴的轴线可以平行于底座的斜面，另外还有一个侧面挡块的作用，这样就可以保证曲轴在加紧之前有了一个良好的定位基准，保证了加工精度。但是，由于曲轴加工工艺的需要，连杆轴颈中心线与主轴颈的中心线有的夹角，这样钻削时就对侧向挡块产生了一10个侧向作用力，因为侧向挡块与钻模板一体，受到太大的外力会影响加工精度，所以抵消此侧向力应有V型块的夹紧力平衡。则182730173173NSIN10根据力矩平衡原则361122为钻削时产生的侧向力（N）；1为侧向力相对于曲轴主轴颈为旋转中心的力臂MM；1为V型块对曲轴加紧时所产生的摩擦力N；2买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098519为摩擦力相对于旋转中心的力臂MM。2则3173N422MM25MM2535N2根据（23）式计算V型块的作用力大小（取015计算）442SIN22W1261N335机床最小功率计算根据钻孔时所需要的条件，进而计算出机床所需要提供的输出功率，选择适当的机床完成工件的加工。功率计算公式为37300为钻模时产生的转矩（NM）；为钻孔时切削速度M/MIN；为钻头的直径（MM）。0转矩计算公式为380表33计算式中的系数和指数加工材料刀具材料45钢高速钢0305208为安全系数，取18（同上）。则035NM55200308183999所以，399920305548因此，机床所需的最小功率为48KW，根据工厂实际情况，机床按照标准应选择10KW,方便其他工件的加工需求。34本章小结本章主要是对曲轴加工工艺规程的编制，并对加工时可能出现的问题进行了解及解决方法。根据加工工艺的需要进行对夹具的设计，设计前要对夹具进行系统的了解，夹具在被加工件加工过程中是要保证被加工件的加工基准的，因此主要从夹买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098520具的分类、夹具设计要注意的问题、夹具材料的选择等等。最后根据加工的需要进行夹具的设计和计算。第4章液压传动系统的设计41夹紧液压系统的设计夹紧液压系统的功用就是在钻油路孔这个工序过程中，确保曲轴能够在所要求的位置上稳定，不产生任何位移，保证加工的精度。42液压系统的组成液压体统主要由液压泵、执行元件、辅助元件和液压控制阀四大部分组成。1液压泵依靠密封工作容积变化实现吸压油（液）作用，从而将输入机械能转换成液压能的装置称为液压泵或容积式液压泵，简称泵。由液压泵概念可知，它是能量转换装置，其作用是将机械能转换为液压能，向液压系统的执行元件提供动力，又称液压系统动力源，是液压系统的核心元件和重要组成部分之一。2执行原件液压缸液压缸是做往复直线运动并输出力的液压执行元件。本设计所用的液压系统就是通过液压缸的直线运动对V型块进行夹紧，从而达到被加工件定位牢固的效果。3辅助元件油管、油箱、滤油器、密封装置等油管的作用是将液压元件连接起来，以保证工作介质的循环流动并进行能量转换和传递。油箱的用途主要是存储油液，此外还起到散热、溢出混在油中空气、沉淀油液中污物等作用。滤油器的功用主要是降低油路中杂质的含量，保证液压系统工作的稳定性。4液压控制阀液压系统中用以控制流体压力、流量和流动方向的控制元件总称液压控制阀，简简称液控阀。它们的性能很大程度上决定了整个液压系统的性能。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098521421液压缸分类及组成液压缸是将液压能转换成机械能并作往复直线运动的液压执行元件。它的结构简单、工作可靠、运动平稳、效率高及布置灵活方便的特点在各类液压系统中得到广泛应用。4211液压缸的分类单杆活塞式液压缸单杆活塞式液压缸有三种形式，即单杆单作用式活塞液压缸、单杆双作用式活塞液压缸及差动式活塞液压缸。1单杆单作用式活塞液压缸水平放置单杆活塞式液压缸，当供入液压能时，活塞杆一定的速度推动负载，靠弹簧力完成反向行程。2单杆双作用式活塞液压缸在一次工作循环中有正反向两次供液过程，因而称双作用式液压缸。3差动式液压缸具有钢桶两端同时供液工况，利用活塞两端面积差而工作的单活塞式液压缸称为差动式液压缸。根据本设计的需要，液压缸选择单杆双作用式活塞液压缸。4212液压缸的组成1缸筒和缸盖一般地说，缸筒和缸盖的结构形式和其使用的材料有关。工作压力P100105PA时使用铸铁，在P200105PA时使用无缝钢管，在P200105PA时使用铸钢或锻钢。2活塞和活塞杆活塞和活塞杆的结构很多，常见的除一体式、锥销式连接外，还有螺纹式连接和半环式连接等多种形式。螺纹式连接结构简单，装拆方便，但在高压大负载下需备有螺母放松装置。半环式连接结构较复杂，拆装不便，但工作较可靠。此外，活塞和活塞杆也有制成整体式结构的，但它只适用于尺寸较小的场合。活塞一般用耐磨铸铁制造，活塞杆则不论是空心的还是实心的，大多用钢料制造。3密封装置对于活塞杆外伸部分来说，由于它很容易把赃物带入液压缸，使油液受污染，使密封件磨损，因此常需要在活塞杆密封处增添防尘圈，