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CA6110 发动机 曲轴 加工 工艺 夹具 设计 CAD 图纸 PDF

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加工工艺与夹具设计模板21 毕业设计任务书（1）本设计的目的、意义工艺是机械产品设计、制造过程中的重要组成部分。工艺设计的好坏直接影响产品的最终制造质量和整个生产系统的优化状况。通过该毕业设计，掌握较复杂零件的机械加工工艺规程的制定以及夹具的设计。特别是学习如何分析、解决实际问题，接受实际的工程训练。本设计工作具有重要的现实意义。（2）毕业设计任务夹具装配图夹具零件图 4张以上连杆零件图 1张说明书 1份说明书主要内容：工艺过程概述及其重要性；连杆机械加工工艺规程的制定，包括工艺路线设计、工序设计(工艺余量计算、尺寸链计算等)、编制工艺规程文件；夹具设计(设计、计算、绘图)；外文翻译；毕业实习报告等。(3)设计各阶段内容及时间分配(共12周)第一阶段 分析连杆，选择连杆材料，定出毛坯尺寸 (2周)第二阶段 对连杆的尺寸、加工精度、形位公差进行分析 (1周)第三阶段 制定加工路线，对路线内各工序进行计算、验证 (3周)第四阶段 进行夹具设计，画相关工程图 (4周)第五阶段 翻译外文，填写卡片，整理设计说明书 (1周)评阅及答辩 (1周)(4)摘要本设计主要包括两方面的内容，即连杆加工工艺规程设计以及连杆典型加工工序的夹具设计。本文对一个常规工艺设计的步骤做了详细阐述，例如对产品的运动、受力情况、常见的疲劳破坏形式以及结构特点进行分析。在此基础上对零件加工要求进行分析，最终确定毛坯材料，选择定位基准，并留出适当的加工余量。综合上述分析可以制定出零件加工工艺路线。得到工艺路线以后，需要对工艺路线中的具体参数进行计算，例如基本的切削用量的计算，并根据计算结果选择机床，验算机床功率，此外，计算加工过程中的机动时间和辅助时间也是必不可少的。另一个方面，进行专用夹具的设计可以提高劳动生产率，降低劳动强度，更能有效地提高产品的精度，减少废品，所以夹具设计的优劣也影响到产品的质量。因此，本文论述了夹具的分类类型，对一些典型工序进行了对比分析，最终确定了精镗小头孔的夹具设计。在夹具的设计的过程中，本文参考了一些既有的成果，对定位和夹持的结构进行了反复对比，确定出了夹具的具体结构形式。在进行上述设计的同时，绘制了夹具图、零件图，编写了工艺卡片。关键词：连杆，工艺，夹具，设计。22 相关技术在国民经济的各个领域，各个行业中广泛使用着大量的机床、机器、仪器及工具等，这些工艺装备都是由机械制造工业提供的。机械制造工业的主要任务就是围绕各种工程材料的加工要求，研究其加工工艺并设计和制造各种工艺装备，机械制造工业是国民经济各部门的装备部，它不仅为传统产业的改造提供了现代化的设备，同时也是计算机、通信等新兴产业的基础。221 机械制造工业的作用和发展方向机械制造业的兴衰直接影响和制约了工业、农业、交通、航天、信息和国防务部门的生产技术和整体水平，进而影响着一个国家的综合生产实力。2001年中国工程院组织了2；名院士和40多位专家对中国制造业的现状、作用、地位及发展趋势和对策进行了调查研究，写出了新世纪如何提高和发展我国制造业的研究报告?其中指出：处于工业中心的制造业，特别是装备制造业，是国民经济持续发展的基础，是工业化、现代化建设的发电机和动力源，是在国际竞争中取胜的法宝，是技术进步的主要舞台，是提高人均收入的财源、国防安全的保证，是发展现代文明的物质基础。当代的机械制造业正沿着三个主要的方向发展：加工技术向高度信息化、自动化、智能化方向发展，信息技术、智能制造技术、数控技术、柔性制造技术、计算机集成制造技术以及敏捷制造等先进制造技术都在改造传统制造业并迅速向前发展。加工技术向高精度发展，出现超精密工程以及纳米材料及加工、纳米测量等纳米技术。机械加工的工艺方法进步完善与开拓，传统的切削与磨削技术仍在不断发展，各种特种加工方法也在不断开拓新的工艺可能性与新的技术，如快速成形、激光加工、电加工和射流加工等。同时，机械制造中的计量与测试技术、机械产品的装配技术、工况监测与故障诊断技术、机械设备性能试验技术、机械产品的可靠性保证与质量控制技术、仿生制造技术、微型制造设备技术、网络制造技术、人工智能在机械制造中的应用以及考虑到环境保护的绿色制造技术等均有重大的进展。222 机械制造过程及机械制造系统(1)机械产品生产过程与机械制造过程在现代化的制造工业中，机械产品的生产过程是一个大的系统工程。该过程根据内容的不同可分为三个阶段：第一阶段是产品的决策阶段；第二阶段是产品的设计和研究阶段；第三阶段是产品的制造阶段。原材料的运输和保管、生产设备、毛坯准备、机械加工、装配与调试、质量检验、成品包装等不同的工作构成了一个原材料转变为产品的过程，这也就是通常所说的产品制造阶段。这一过程又可细分为三个部分：运输、保管、准备、包装、检验等，称为辅助过程；毛坯制造、机械加工、热处理、装配等直接改变毛坯或零件的形状尺寸、材料性能的过程，称为生产工艺过程或工艺过程；生产工艺过程中的机械加工、装配调试等，称为机械制造(工艺)过程。(2)机械加工工艺系统与机械制造系统机械加327作是产品机械制造过程中的主要内容。机械加工主要是指通过金属切削的方法改变毛坯的形状、尺寸的过程。随着加工技术的发展，加工材料的方法有很多，比如电火花加工、激光加工、电解加工以及快速成形法等新的特种加工方法，但由于成本以及条件的限制，目前主要应用的仍然是用金属切削刀具来进行切削的方法。与机械制造技术、计算机技术、信息技术的发展相适应，以及为了能更有效地对机械制造过程进行控制，大幅度地提高加工质量和加工效率，人们在机械加工工艺系统的基础上又提出了机械制造系统的概念。综上所述，无论是传统的机械加工工艺系统，还是先进的机械制造系统，其基本组成部分均是机床与刀具，并由作为加工、装配过程信息管理基础的机械制造工艺联系而成。可见，切削原理及刀具、金属切削机床及机械制造工艺学等基本理论及相关知识形成了机械制造技术的基础。223 信息时代的机械制造工业在信息时代。随着社会的进步、技术的发展以及全球市场竞争的加剧，人类对制造的需求不断更新和提高。制造过程和活动变得愈加复杂，制造所用时间的减少和交货时间的提前，制造昕需成本的降低和质量的提高，制造产品的多样化和个性化，制造商和用户之间的信息交流都是现代制造业要面对和迅速解决的问题。制造所用设备、材料、信息、人员理念以及制造过程的组织和管理，不但自身要求适应这一变化，而且相互之间形成相互密切关联的整体。这就要求既要在硬件上形成先进的复杂自勺现代制造系统也要通过信息交流形成制造系统的理论和技术。首先，通过电子计算机技术、自动化技术、信息技术以及仿真加工技术、纳米加工技术、特种加工技术。并借助CADCAM技术、柔性制造技术生产大量高度自动化、高度柔性化、高效率、高精密度的各种数控机床、加工：中心、柔性制造系统、自动装配线、工业机器人等先进的以信息技术驱动的制造业工作母机。其次，提升和突出信息在制造系统中的作用和地位。制造系统的三要素：物质、能量和信息。其中的物质部分即加工设备、被加工材料。物质和能量两者在传统的制造系统中曾占据主导地位受到重视、研究、开发和利用。随着社会生产的发展，信息这一要素正在迅速上升成为制造系统中的主导因素。能量驱动型和信息驱动型是传统制造和现代制造的显著区别特征。现代产品是制造过程中所投入的知识和信息的物化与集成，这些知识和信息的内容规范产品的使用价值，产品的信息量则影响了其交换价值。现代农业、工业、服务业和国防等一切部门所需要的各种高技术含量装备的设计、制造和批量生产都要靠先进的现代制造业。而实现工、农、服务业的机械化、自动化、信息化和智能化也是现代制造业面临的光荣而艰巨的任务。224 本设计的主要内容本设计中，主要完成的内容包括两大块：工艺路线的制定、计算和夹具的设计。而围绕这两大块又有若干工作需要完成，如画图、翻译、填写卡片，还包括撰写设计说明书等。上述工作大概可以分为四个方面：l 查阅相关资料，分析工件的运动条件，零件加工的要求，如尺寸精度、形位精度、热处理等。确定零件的材料。l 制定工艺路线?查相关手册，对要求加工的部位进行工艺计算，确定机床型号，并对机床功率进行验算。l 夹具设计，确定夹具的组织形式、具体结构，画夹具装配图、夹具零件图、工件装配图、工件图、工件毛坯图，写夹具说明书。l 填写工艺过程表、工序表，撰写设计说明书。23 连杆机械分析连杆是内燃机的重要运动部件之一，它连接活塞与曲轴，把作用于活塞顶面的膨胀气体压力传给曲轴，使活塞的往复直线运动变为曲轴的回转运动，以输出功率。工作时，连杆承受大小、方向为周期性变化的动载荷。在做功冲程，燃气压力在连杆轴线上的分力为压缩应力；在进气冲程上止点，活塞组和连杆本身的惯性力在横断面内造成拉伸应力；摆动时的横向惯性力造成横向弯曲应力。综上所述，可以概括为：l 汽缸内的燃气压力(连杆受压缩)。l 活塞连杆组的往复运动惯性力(连杆受拉伸)。l 连杆高速摆动时所产生的横向惯性力。连杆所受的交变应力值在很宽的范围内急剧变化，弯曲应力引起弯曲变形，常见疲劳破坏如下：l 连杆小头与杆身圆弧过渡处产生裂纹。l 大头杆身与螺栓平面直角处产生应力集中。l 连杆螺栓断裂。因此，要求连杆的重量轻且有足够的强度、足够的疲劳强度和冲击韧性。连杆由连杆体和连杆盖两部分组成。杆身为工字形断面，大头孔用连杆螺栓和螺母与曲柄颈装配在一起，孔内装有薄壁轴瓦。钢质瓦背内表面浇有一层耐磨合金，大头结合面为平切口，由凸肩定位。小头孔内压入青铜衬套，小头、大头与杆身采用较大圆弧过渡。231 连杆材料的选择在前面对连杆疲劳破坏的分析中，可以对其材料要求总结如下：l 要求具有较高的机械强度和刚度。l 要求具有较高的抗疲劳强度。l 为减小惯性力，尽量减轻杆身重量。根据连杆的这些特点，材料的选择如下。l 杆身与端盖：采用45钢。l 连杆螺栓：采用30CrMn。l 小头青铜衬套：锡青铜QSn43。l 大头薄壁轴瓦，瓦背：15低碳钢，瓦背镀锡，内表面浇铸锡基合金CuSnSbll6，厚度为0307mm。毛坯具体尺寸见光盘的图200307680200。232 连杆加工要求分析连杆零件图详见光盘中图200307680101及200307680102。233 尺寸精度分析27 哈哈小毛 毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目： 发动机曲轴加工工艺及夹具设计 设计（论文）时间： 至 设计（论文）进行地点： 1、设计（论文）内容（1）确定生产类型，对零件进行工艺分析，画零件图。（2）确定毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图。（3）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装备（刀具、量具、夹具、辅具），确定各工序加工余量和工序尺寸，计算各工序的切削用量和工时定额，进行技术经济分析。（4）填写工艺文件：工艺过程卡片、工艺卡片、工序卡片。（5）设计指定工序的专用夹具，绘制装配总图1张和主要零件图3张。（6）撰写毕业设计说明书。2、设计（论文）的主要技术指标（1）年产量为5000台/年；零件材料为QT850-3。（2）产品要求优质、高产、低消耗；（3）设计钻M8螺纹孔夹具设计。3、设计（论文）的基本要求（1）零件图和毛坯图 各1张 A3（2）机械加工工艺卡片 1套 A3（3）夹具总装图 1张 A0（4）夹具主要部件图和零件图 若干张（5）毕业设计说明书 1份42毕业设计（论文）任务书4、应收集的资料及主要参考文献应收集的资料： 杠杆的结构、材料、功用及相关技术要求；拨叉的工艺性；工艺路线拟定的方法；各种专用夹具的种类、特点及原理，钻床类夹具的设计方法。主要参考文献：1崇凯.机械制造技术基础课程设计指南M.北京：化学工业出版社，2006.2赵如福.金属机械加工工艺人员手册（第四版）M.上海：上海科学技术出版社，2006.3徐鸿本.机床夹具设计手册M.辽宁：辽宁科学技术出版社，20044杨宝田. 4D型柴油机曲轴加工工艺设计D.天津大学，20045李月琴，曾令宜，弓申.拨叉、拨叉体类零件钻径向孔成组夹具设计J.工具技术，2005，39（8）：74-766杨黎明，黄凯，李恩至，陈仕贤.机械零件设计手册M.北京：国防工业出版社，1986.5、各阶段任务及时间安排序号设计（论文）各阶段任务时间安排1翻译；明确设计要求，查阅文献，收集有关资料3月1日 3月28日2零件的结构分析，零件的技术要求分析3月29 日 4月2日3工艺规程方案选择设计4月3日4月 10日4填写工艺文件4月11日 4月15日5夹具结构方案的设计4月16日 4月28日6夹具精度的校核4月29日 5月3日7夹具总图设计，绘制夹具零件图5月4日 5月25日8编写设计说明书5月25日 6月10日9修改设计；毕业设计答辩6月11日 6月20日学 生 签 名： 指导教师签名： 系主任签名：2009年3月1日毕业设计要求：（零件图：TH16-43/23 机械制造技术基础课程设计指南P275图6-11）1 图书馆网站上查阅相关中文文献10篇以上。关键词有：曲轴、加工工艺、工艺规程、制造工艺、夹具。2 翻译规定的译文1篇。用计算机输出。格式按毕业论文的格式设置。最后与说明书一起到印刷厂打印。3 查找相关英文文献2篇。到图书馆四楼外文期刊阅览室查找或图书馆网站下载。4 阅读工艺设计和夹具设计等相关书籍，掌握制订工艺文件的步骤和方法。掌握夹具设计的步骤。5 绘制零件图（计算机绘图A3）。6 进行曲轴的工艺分析（用途、技术要求及工艺性等）及生产类型的确定。7 选择毛坯，计算毛坯尺寸公差和机械加工余量。确定毛坯图，绘制毛坯零件图。（计算机绘图A3）。8 确定曲轴工艺路线。定位基准的选择，表面加工方法的确定，加工阶段的划分，工序集中和工序分散的安排，工序顺序的安排，工艺路线的安排。绘制工艺路线粗表（工序号，工序名称，机床设备，刀具，量具）。9 机床设备和工艺装备的选用。10 各加工工序的加工余量、工序尺寸和公差的确定。（详细的计算过程）11 各加工工序的切削用量、时间定额的计算。（详细的计算过程）12 绘制机械加工工艺过程卡片1张；机械加工工序卡片全套。13 分析零件图和工序图，了解零件的功用、特点、材料、生产类型及技术要求，详细分析工件加工工艺过程和本工序加工要求，如工序尺寸、工序基准、加工余量、定位基准和夹紧部位等。14 了解本工使用的机床和刀具。了解机床的规格、主要参数以及在机床上安装夹具的部位的结构和配合尺寸。了解本工序使用的刀具类型、主要结构尺寸等情况。15 熟悉夹具设计用的国家标准、行业标准和企业标准。查阅夹具设计手册和夹具设计指导资料等。16 了解夹具典型结构。在着手设计之前，应多参阅一些典型夹具结构图册及夹具部件的典型结构，以增加对夹具结构的认识。17 确定夹具的结构方案。确定工件的定位方案；确定刀具的对刀或引导方式；确定工件的夹紧方案；确定夹具其他组成部分的结构形式；确定夹具体的形式和夹具的总体结构。18 绘制夹具的装配草图和装配图。按1:1绘制。夹具装配图可按如下顺序进行：1） 把工件视为透明体，用双点画线画出工件的轮廓、定位面、夹紧面和加工表面；、2） 画出定位元件和导向元件；3） 按夹紧状态画出夹紧装置；4） 画出其他元件或机构；5） 最后画出夹具体，把上述各组成部分联结成一体，形成完整的夹具；6） 标注必要的尺寸、配合和技术条件；7） 对零件编号，填写标题栏和零件明细表。19 绘制夹具零件图。对装配图中非标准零件均应绘制零件图，视图尽可能与装配图上的位置一致，尺寸、形状、位置、配合以及加工表面粗糙度等要标注完整。零件图的编号与装配图的编号一致。20 编写毕业设计说明书。说明书必须包括以上所有内容，内容布置必须合理。格式安排毕业设计说明书格式执行。每一章必须单独起页。用Word输出。说明书包括：中文摘要、英文摘要、目录、正文、总结、参考文献、谢辞。21 英文翻译、论文中英文摘要必须自己翻译，不准用电脑如金山快译等直接翻译句子。22 需要借的书籍：TG75-43/1 机床夹具设计与制造TH16-43/23 机械制造技术基础课程设计指南TH16-42 机械制造工艺与装备习题集和课程设计指导书TG5-62/6:4 金属机械加工工艺人员手册TG75-62-1 机床夹具设计手册TG75-431 机床夹具设计与制造1张宏宝; 1.8T曲轴加工工艺的改造J; 汽车与配件; 2005年51期; 36-372古连文,邹冕,周克勤; 柴油机曲轴现场加工J; 中国修船; 2006年02期; 34-353邓根清; 主动轴机械加工工艺及改进J; 机械设计与制造; 2005年06期; 92-934周德生; 曲轴加工新技术J; 机械工人.冷加工; 2004年05期; 21-25制造工艺manufacturing process一零件的工艺分析及生产类型的确定 1.零件的作用 题目所给的零件是CA6140车床的杠杆。它位于车床制动机构中，主要起制动作用。杠杆一端与制动带连接，另一端通过刚球与齿条轴的凸起（或凹槽）相接触，当离合器脱开时，齿条轴与杠杆下端接触，是起逆时针方向摆动，将制动带拉紧；当左右离合器中任一个接合时，杠杆都顺时针方向摆动，使制动带放松，从而达到制动的目的。 2.零件的工艺分析 所加工零件立体图，零件图如下图所视 从零件图上可以看出，主要加工表面可以分为四个部分。 125mm的圆柱内表面，加工时要保证25 + 00.023的0.023公差要求，以及表面粗糙度Ra1.6，表面要求较高。 2连杆的支撑底板底面，粗糙度要求Ra3.2,同时保证连杆的高度30mm。 3连杆上端面及下端侧面；上端面4030mm,粗糙度要求Ra3.2,同时保证与25mm的圆柱轴线的距离90mm；下端侧面保证尺寸17mm，粗糙度要求Ra6.3；离25mm的圆柱轴线45mm的侧面粗糙度要求Ra12.5。 4钻孔及攻螺纹孔；上端面2M6，保证尺寸10mm、20mm,沉头锥角120，粗糙度要求Ra6.3；M8的螺纹孔，锪143mm的圆柱孔，粗糙度Ra3.2；钻下端12.7 + 00.1的锥孔，保证公差要求，以及中心线与25mm的圆柱轴线的距离60 mm粗糙度要求Ra6.3。 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。 3.零件的生产类型 依设计题目知：5台年，n=1件台，结合生产实际，备产率和废品率分别取为和。带入公式得该零件的生产纲领5（+）（+）5555件年 零件是机床的杠杆，质量为.kg,查表-可知其属轻型零件，生产类型为大批生产。 二选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 .选择毛坯 该零件材料为，考虑到零件的结构以及材料，选择毛坯为铸件，由于零件年产量为5555件，属于批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故采用砂型机器铸造。这从提高生产率，保证加工精度以及节省材料上考虑，是合理的。 .确定机械加工余量，毛坯尺寸和公差 参见本书第五章第一节，灰铸铁的公差按表-和表-确定。要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。 （） 铸件机械加工余量等级该值由铸件的成型方法和材料确定，成型方法为砂型机器铸造，材料为灰口铸铁，确定加工余量等级为G。 （） 铸件尺寸公差毛坯铸件的基本尺寸处于之间，而铸件的尺寸公差等级为810，取为级，根据表2.2-1取铸件的尺寸公差为.mm。 .确定机械加工余量 根据表2.25查得的毛坯的加工余量等级为G，以及铸件的尺寸，根据表2.2-4定铸件的机械加工余量为2.5mm。 .确定毛坯尺寸 根据成型零件的基本尺寸，以及确定的机械加工余量和铸件的尺寸公差确定毛坯的尺寸为基本尺寸加上机械加工余量，即基本尺寸加上2.5mm。 .确定毛坯尺寸公差 根据表2.2-1毛坯的尺寸公差等级为级，确定尺寸公差为.mm。 .设计毛坯图 毛坯图如下图所视。 注：图中尺寸小数点后的4应该为5，即92.5 ,10.5,17.5,32.5 三.选择加工方法，制定工艺路线 1.定位基准的选择 本零件是带孔的杆状零件，孔是其设计基准，在铣削零件的三个平面以及钻孔的时侯，都应以孔为定位基准，避免基准不重合误差的产生，在铣削底面时应该以不需要加工的面为粗定位基准。 2.零件表面加工方法的选择 本零件的加工面有端面，内孔，螺纹孔，其中端面有一个大底面和二个小端面，内孔有25mm和12.7mm各一个孔，螺纹孔有M6和M8各一个。材料为灰铸铁。以公差等级和表面粗糙度要求，参考本指南有关资料，其加工方法选择如下。 （1）大底面据表面粗糙度3.2，考虑加工余量的安排，根据表5-16选用先粗铣后半精铣的方法加工。 （2）25mm的孔根据表面粗糙度，选公差等级为IT8，根据表5-15选用先钻后扩再粗铰再精铰的加工方法。 （3）端面一据表面粗糙度6.3，根据表5-16采用铣削的加工方法，铣一刀。 （4）12.7mm的孔根据表5-15选用钻削的加工方法。 （5）端面二根据表面粗糙度3.2，根据表5-16选用先粗铣后半精铣的加工方法。 （6）M6螺纹孔根据螺纹的加工方法，选用先钻后倒角再攻丝的加工方法。 （7）M8螺纹孔根据螺纹的加工方法，选用先钻后倒角再攻丝的加工方法。 3.制定工艺路线 根据该零件的结构以及需要选用的定位基准，按照先加工基准面，以及先粗后精的的原则，该零件应先加工大底面，再钻孔，再加工其他表面的方法，具体工艺路线如下： 工序：以不需要加工的底面为粗基准，铣削另一个底面；以铣削过的底面和一个支撑为定位，粗、精铣端面一，保证长度30mm的尺寸和粗糙度为3.2。 工序：以铣削过的底面和直径45的外圆表面定位，钻、扩、铰直径25的孔。 工序：以铣削过的底面和钻削后的孔和一个支撑为定位，铣削直径为12.7孔的端面二。 工序：以铣削过的底面和钻削后的孔和一个支撑为定位，粗、精铣2-M6端面三，保证长度90mm的尺寸和粗糙度3.2。 工序：以铣削过的底面和钻削后的孔和一个支撑为定位，钻、锪、攻M8的螺纹孔。 工序：以铣削过的底面和钻削后的孔和一个支撑为定位，钻、攻M6的螺纹孔。 工序：以铣削过的底面和钻削后的孔和一个支撑为定位，钻、扩直径12.7的孔。 四.工序设计（工序40，50，80）。 1 选择加工设备与工艺装备 (1).选择机床根据不同的工序选择机床。 a)工序40是粗铣。 工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，故选用立式铣床。根据零件外廓尺寸，精度要求，选用功率为4.5KW的X51式立式铣床即能满足要求。 b)工序50是钻、扩孔,80是钻孔、锪孔、攻螺纹。 由于加工面位置分散，表面粗糙度数值要求不同，因而选择Z535钻床。 (2).选择夹具 本零件结构不规则，不易进行装夹、定位，故工序40，50，80均选择专用夹具。 (3).选择刀具根据不同的工序选择刀具。 a)工序40铣端面一、二时，在立式铣床上加工，所以选择端铣刀。按表3.1-27和3.1-37查得，选用镶齿套式面铣刀根据零件加工尺寸，所选铣刀直径d100mm，齿数Z10。材料选择硬质合金钢。 b)工序50钻孔d=12.7mm时，选择锥柄麻花钻头d12mm，长度l182mm，齿数Z3。材料选择高速钢，1号莫氏圆锥。 c)工序50钻底孔2-M6时，选择锥柄麻花钻头d4.9mm，长度l52mm，齿数Z3。材料选择高速钢，1号莫氏圆锥。 d)工序50扩孔d=12.7+0.10mm时，选择锥柄扩孔钻的d=12.7mm, 长度l101mm，齿数Z3。材料选择高速钢。 e)工序80钻M8底孔时，选择直柄麻花钻头d6.8mm，长度l101mm，齿数Z3。材料选择高速钢。 f)工序80锪孔时，选择带导柱直柄平底锪钻。直径d14mm，d1=6.6mm，长度L150mm。材料选择高速钢。 g)工序80攻螺纹M8时，根据螺纹公称直径选择M8丝锥，直径d8mm，长度L72mm，螺距P1.25。 h)工序80攻螺纹M6时，根据螺纹公称直径选择M6丝锥，直径d6mm，长度L66mm，螺距P1。 i)工序80钻120度的倒时，选择直柄锥面锪钻，直径d16mm，d1=10mm，d2=3.2mm，长度l20mm，齿数Z=6。材料选择高速钢。 (4).选择量具 本零件属成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，参考有关资料，选择如下。 a)选择加工平面所用量具。 铣端面，选择读数值0.02，测量范围0150游标卡尺。 b)选择加工孔所用量具。 12.7mm孔经过钻，扩两次加工，选择读数值0.01，测量范围530的内径千分尺。M8和6M螺纹经过钻,锪孔，攻螺纹加工，钻,锪孔时选择读数值0.01，测量范围530的内径千分尺，攻螺纹时选择螺纹塞规进行测量。 2 确定工序尺寸 本零件各工序加工余量，工序尺寸及公差，表面粗糙度见下表。 四确定切削用量及基本时间 工序：以铣削过的底面和钻削后的孔和一个支撑为定位，粗、精铣2-M6端面三，保证长度90mm的尺寸和粗糙度3.2。 粗铣M6孔端面 1.切削用量 本工序为铣，已知加工材料为HT200，铸件160Mpa,128-192HBS；机床为X51式立式铣床，选用镶齿套式面铣刀,直径d100mm，齿数Z10,材料选择YG6硬质合金钢,工件装夹在专用夹具上。 （1）确定背吃刀量aP 本工序加工余量aP=1.5mm。 （2）确定每齿进给量fz 本工序要求加工表面粗糙度为Ra6.3m， 查表3.5取每齿进给量fz=0.18mm/z （3）选择铣刀磨钝标准及寿命 查表3.7得后刀面最大磨损限度为1.5mm， 查表3.8刀具寿命为180min （4）确定切削速度Vc和工作台每分钟进给量Vf 当寿命为180min，d0/z=100/10=10，aP=1.5mm，fz=0.18mm/z时， 查表3.16得：Vc=98m/min，n=322r/min，Vf=490mm/min。 其修正系数为kMv= kMn= kMfn=1.0 Kkrv= kkrn= kkrfn=1.1 Ksv= ksn= ksvf=0.8 Kaev= kaen= kaevf=1.13 所以v=98*1.0*1.1*0.8*1.13=97.45m/min ns=322*1.0*1.1*0.8*1.13=320.2r/min Vf=490*1.0*1.1*0.8*1.13=487.26mm/min 根据X51立式铣床说明书 由4.2-36选择 nw=300r/min Vf =480mm/min 实际切削速度为:v=94.2m/min 工作台每分钟进给量fm = f*Z* nw =540mm/min 查机床说明书取fm=480mm/min 2.基本时间 经计算平面铣削长度为40mm， 入切量及超切量取8.8mm 故铣削该平面的基本时间为 Ti= (40+8.8)/480min=6.1s 精铣M6孔端面 1.切削用量 本工序为铣，已知加工材料为HT200，铸件160Mpa,128-192HBS；机床为式立式铣床，选用镶齿套式面铣刀,直径d100mm，齿数Z10,材料选择YG6硬质合金钢,工件装夹在专用夹具上。 （1）确定背吃刀量aP 本工序加工余量aP=1.0mm。 （2）确定每转进给量fr 本工序要求加工表面粗糙度为Ra3.2m， 查表3.5取每转进给量fr=0.5mm/r即fz=fr/10=0.05mm/z （3）选择铣刀磨钝标准及寿命 查表3.7得后刀面最大磨损限度为0.5mm， 查表3.8刀具寿命为180min (4)确定切削速度Vc和工作台每分钟进给量Vf 计算得：Vc168.4m/min， ns = 1000Vc /3.14d0=1000168.4/3.14100= 536.3r/min 根据X51立式铣床说明书 由4.2-36选择 nw=490r/min 实际切削速度为:v=3.14*d* nw*10-3 =153.9m/min 工作台每分钟进给量fm = fz*Z* nw =245mm/min 查机床说明书取fm=230mm/min 2.基本时间 故铣削该平面的基本时间为 Ti= (40+8.8)/230min=12.7s 工序：以铣削过的底面和钻削后的孔和一个支撑为定位，钻、攻M6的螺纹孔。 钻2-M6底孔 本工序为钻，已知加工材料为HT200，铸件；机床为Z535立式钻床，工件装夹在专用夹具上。 1切削用量 (1).确定粗加工2-M6螺纹底孔的切削用量。所选刀具为直柄麻花钻。 . 确定背吃刀量ap 钻孔粗加工双边余量4.9mm，显然ap4.9/22.45mm。 . 确定进给量f 根据表2.7，在高速钢钻头钻孔时，麻花钻直径为 4.9mm,进给量f0.27.33mm/r，选择进给量为0.3mm/r。 . 选择钻头磨钝标准及耐用度 根据表2.12, 高速钢钻头粗加工灰铸铁，后刀面最大磨损限度0. 50.8，取值为0.6。4.9mm高速钢钻头平均寿命T20min。 . 确定切削速度v 根据表2-13,钻孔时切削速度的计算公式 计算得：vc16.7m/min，ns = 1108 r/min 根据机床说明书查表4.2-15，取nw =996r/min, 故实际切削速度为V=3.14*4.9*996/1000=15.3 m/min 确定攻2-M6螺纹的切削用量。所选刀具为M6丝锥。 . 确定背吃刀量ap 攻M6螺纹双边余量1.1mm，显然ap1.1/20.55mm。 . 确定进给量f 根据表，攻2-M6螺纹时，加工材料为灰铸铁，进给量为0.3mm/r。 . 确定切削速度v 螺纹直径6mm，螺距1，加工灰铸铁， 查表得vc8m/min。 计算得：ns=424.6 根据机床说明书查表4.2-15，取nw =400r/min,故实际切削速度为V=3.14*6*400/1000=7.5 m/min （3）.倒2x120度角 采用120度锪钻。 为缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与攻螺纹时相同：nw =400r/min 手动进给。 2.基本时间 (1).确定粗加工2-M6螺纹底孔的基本时间 1）钻深为20mm孔的基本时间为 计算得：T5.0s。 2）钻深为15mm孔的基本时间为 计算得：T4.0s。 (2).确定攻M6螺纹的基本时间 根据表2-30，攻螺纹的基本时间为 计算得：T21s。 工序：以铣削过的底面和钻削后的孔和一个支撑为定位，钻、扩直径12.7的 孔。 加工12.74.4底孔 1.本工序为钻，已知加工材料为HT200，铸件；机床为Z535立式钻床，工件装夹在专用夹具上。 1).确定粗加工12mm孔的切削用量。所选刀具为直柄麻花钻。 . 确定背吃刀量ap 钻孔粗加工双边余量12mm，显然ap12/26mm。 . 确定进给量f 根据表2.7，在高速钢钻头钻孔时，麻花钻直径为12mm,进给量f0.26.32mm/r，选择进给量为0.3mm/r。 . 选择钻头磨钝标准及耐用度 根据表2.12, 高速钢钻头粗加工灰铸铁，后刀面最大磨损限度0. 50.8，取值为0.6，高速钢钻头平均寿命T60min。 . 确定切削速度v 根据表2-13,钻孔时切削速度的计算公式 由表2.30和表2.31查出Cv9.5， m0.125，ap6mm，Xv0，yv0.55，Zv0.25，kv0.751.16，d012mm， T60min，fz0.3， 计算得：Vc18m/min，ns = 1000xV/3.14xd0=1000x18/3.14x12=477.7 r/min 根据机床说明书查表4.2-15 取nw =530 r/min, 故实际切削速度为V=3.14*12*530/1000=19.97 m/min 扩12.7mm盲孔。所选刀具为高速钢扩刀。 . 确定背吃刀量ap 扩孔双边余量0.7mm，显然ap0.7/20.35mm。 . 确定进给量f 根据表，在高速钢扩孔时，加工材料为灰铸铁，扩刀直径为12.7mm,进给量f0. 30.6mm/r，选择进给量为0.5mm/r。 . 选择扩刀磨钝标准及耐用度 根据表2.12, 高速钢扩刀加工灰铸铁，后刀面最大磨损限度0. 60.9，取值为0.6，12.7mm扩刀加工灰铸铁平均寿命T60min。 . 确定切削速度v 根据表2-13,扩孔时切削速度的计算公式 其中Cv18.8， m0.125， Xv0.1，yv0.4，Zv0.2，Kv0.751.16。f0.5，d012.7mm， T60min，ap0.35mm， 计算得：vc23.9m/min，ns = 599 r/min 根据机床说明书查表4.2-15， 取nw =530r/min, 故实际切削速度为V=3.14*12.7*530/1000=21.1 m/min 2.基本时间 (1).确定粗加工12mm底孔的基本时间 钻孔的基本时间为 计算得：T4.1s。 (2).确定扩12.7mm盲孔的基本时间 扩孔的基本时间为 计算得：T2.5s。 五夹具设计 本夹具是工序60在。所设计的夹具装配图如图1-1所示，零件图如图1-2所示。 (1).定位方案 工件以端面及25mm内孔及一支承定位，采用一面一孔一支承定位方案。其中端面限制3个自由度，以32mm内孔放置定位轴限制2个自由度，以10mm的支承限制1个自由度。 (2).夹紧机构 根据零件的定位方案、加工方法、生产率要求，运用手动夹紧可以满足。采用螺旋压板夹紧机构，通过拧紧右侧夹紧螺母15使工件夹紧，有效提高了工作效率。手动螺旋夹紧是可靠的，可免去夹紧力计算。 (3).对刀装置 采用钻模板对刀。选用JB/T 8045.2-1999可换钻套，衬套与钻模板配合实现对刀，配合公差分别为H7/n6、H7/f6。钻模板使用两个支承钉定位保证其加工位置与孔轴线垂直。钻套高度H=0.5D=3mm。 (4).夹具与机床连接元件 采用夹具体座耳结构与机床连接，用T形螺栓固定。 (5).夹具体 由于是钻夹具，不需安装定位元件来确定夹具在工作台面上的位置，只需设计座耳与机床连接。 (6).使用说明 安装工件时，先将工件定位孔装入定位轴，安装开口垫圈，用夹紧螺母拧紧，夹紧元件。 定位时，将钻模板拨下，通过调整支承钉，调整加工位置，以保证钻孔时的位置精度，调整好后用锁紧螺母1固定。 (7). 结构特点 该夹具结构简单，操作方便，容易铸成，加工定位方便，利于钻孔加工。 七设计小结 通过本次设计过程，我对机械制造技术基础，机械制造装备设计和大部分专业课知识进行了复习，加深了对专业课知识的认识，同样了解到了自己在知识实际运用方面的不足。在设计中，我通过查寻各种资料，结合所学知识，在老师的指导下掌握了夹具设计的过程方法，更加深该了机械行业需要严谨态度的认识。本次设计对以后的专业课设计，毕业设计都起到了很大的作用，同样为以后工作打下了基础。 八参考文献 机械制造技术基础主编：华楚生重庆大学出版社 机械设计课程设计手册主编：王昆何小柏汪信远高等教育出版社 画法几何及机械制图主编：毛昕张秀艳高等教育出版社 黄英肖平阳 机械制造工艺设计简明手册主编：李益民机械工业出版社 切削用量简明手册主编：艾兴 肖诗纲 机械工业出版社 机械制造工艺学课 程 设 计设计题目：铣曲轴两端面打中心孔夹具设计内容：1、课程设计说明书 1份2、机械加工工艺设计表 1张3、机械加工工艺过程卡 1张4、机械加工工序图 1张5、夹具装配图和主要零件图 1套 夹具（三维）装配仿真，进行干涉检验班 级： 学 生：学 号：指导老师： 2010年 9月序 言夹具设计是在学完机械制造工艺学这门课程的基础上进行的，要做好夹具设计需要前面学过的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课作为铺垫，如机械制图、AuroCAD、Pro/E、力学、机械工程材料、公差与配合、机械设计、机械原理、液压与气动等等。这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的 ，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我而言，我希望能通过这次的夹具设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，且不用多久就要面临就业了，所以，在找工作前把夹具设计做好，有利于安心找工作、找到好工作。通过对专用夹具的设计，不仅对夹具有了更深的认识，而且从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。由于本人能力有限，设计过程中存在诸多不足之处，恳请老师给予指教。目 录序言11. 设计具体内容21.1零件的作用31.2零件的工艺性分析41.3零件机械加工工艺路线制定51.4本工序加工要求61.5夹具结构方案确定6l 定位方案确定，选取定位基准和定位元件6l 刀具导向或对刀装置确定6l 夹紧机构方案确定，计算切削力及夹紧力7l 其它装置和夹具体确定91.6定位误差分析计算101.7夹具结构及操作介绍101.8夹具（三维）装配仿真，进行干涉检验102. 本设计的主要优缺点113. 参考文献114. 设计的零件图5. 零件加工工艺设计表、机械加工工艺过程卡、机械加工工序图6. 夹具装配图、夹具体及部分零件图（二维图纸）1、设计具体内容1.1零件的作用：曲轴是发动机上的一个重要的旋转机件，装上连杆后，可承接活塞的上下（往复）运动变成循环运动。曲轴主要有两个加工部位：主轴颈和连杆颈。主轴颈被安装在缸体上，连杆颈与连杆大头孔连接，连杆小头孔与气缸活塞连接，构成一个典型的曲柄连杆机构。发动机工作过程就是：活塞经过混合压缩空气的燃爆，推动活塞做直线运动，并通过连杆将力传给曲轴，由曲轴将直线运动转变为旋转运动。因此，曲轴零件加工质量的好坏将直接影响着发动机的整体性能。1.2零件的工艺性分析：在进行曲轴零件的工艺性分析之前，让我们先了解一下曲轴的结构图，以便对曲轴有一个感性的认识，由下图a所示：曲轴主要由主轴颈、连杆轴颈、止推面、法兰端、轴头端、曲柄、曲柄臂、平衡块等组成。 图 a分析题目给定的具体曲轴零件（见附图1），从曲轴结构上看，曲轴又细又长，其长径比一般都大于10，是典型的柔性件。加之曲轴结构复杂，工艺性差，尤其给机械加工带来很大困难。通常可将曲轴的加工过程分为四个阶段。第一阶段主要是以铣钻为主的基准加工，即铣定位面（曲轴两端面）打中心孔；第二阶段是以车、铣、钻为主的完成全部轴颈的粗加工；第三阶段为热处理；第四阶段为以磨、抛光为主的精加工及端面加工和动平衡。此外，一条完整的曲轴生产线还包括装配滚压校直、测量、清洗防腐等工序。其中，第二阶段主轴颈和连杆轴颈的加工是曲轴加工工艺的难点，但这一部分的加工工艺发展迅速。曲轴对尺寸公差、形位公差、表面粗糙度要求都比较高，从零件图上可以看出：主轴颈及连杆轴颈直径的公差等级为IT6，圆柱度公差等级为6级，连杆轴颈轴线对主轴颈公共轴线的平行度为6级，其余主轴的圆跳动为8级。重要表面粗糙度不低于Ra值3.2的要求。此外还有相位角度偏差，一般不大于 ，对曲轴的动不平衡量也有要求，额定转速越高对曲轴的动不平衡量要求越严格。1.3零件机械加工工艺路线制定： 径向定位基准：由于曲轴设计基准是中心孔，装配基准是两端主轴颈，所以选择毛坯两端中心孔作为精基准； 轴向定位基准：曲轴轴向设计基准、安装基准都是中间主轴颈端面，所以主要以曲柄臂端为定位基准；角向定位基准：角向定位基准主要用曲轴的曲柄臂上加工出的定位平台及法兰盘上的定位孔作角向定位。一、 加工工序顺序的安排1、 工序顺序安排原则1) 先基准面后其它 加工开始，首先应把精基准面加工出来。如曲轴零件应先将两端面及中心孔加工出来，然后再进行主轴颈、曲柄定位平台、连杆轴颈等其它表面的加工。2) 先粗后精 先安排粗加工，中间安排半精加工，最好安排精加工和光整加工。3) 先主后次 曲轴主要加工表面有主轴颈、连杆轴颈、轴肩端面、圆角；次要加工面为键槽、斜油孔、螺纹等。4) 先面后孔2、 热处理工序及辅助工序的安排除机械加工外，还有轴颈淬火、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，磁力探伤工序主要用来检查零件的细微裂纹和其它缺陷，应放在精加工之后。校直放在容易引起弯曲变形工序后进行，如放在粗加工主轴颈、粗加工连杆轴颈、热处理等工序之后进行。检验工序分中间检验和最终检验工序。中间检验放在重要工序之后，如放在粗加、精加工光整加工之后进行。零件全部加工完毕进行最终检验。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、 加工阶段的划分加工定位基准面粗加工轴颈加工油孔和次要表面半精加工和精加工轴颈加工键槽和轴承孔等表面光整加工所有轴颈。二、 机械加工的工艺过程曲轴需要加工的表面有：主轴颈、连杆轴颈、其它轴颈、油道、键槽、螺纹等。 制定曲轴机械加工方案为：铸造毛坯热处理铣两端面打中心孔车或铣主轴颈和连杆轴颈车各处外圆钻斜油孔磨削连杆轴颈、主轴颈车两端面铣键槽、倒角抛光氮化探伤油孔抛光动平衡、去重清理去毛刺轴颈抛光入库。 曲轴结构复杂，刚性差，易变形，而加工技术要求又高，在制定曲轴加工工艺过程时，必须考虑这些特点，采取相应的工艺措施：l 粗加工时由于切削余量大，切削力也大，可用中间托架来增强刚性，从而减少变形和振动，同时机床刀具及夹具都应有较高的刚度；l 在切削过程所产生切削力应尽可能使之互相抵消，例如主轴颈的车削工序中，可用前后刀架同时横向进给；l 合理安排加工顺序以减少加工时的变形，按先粗后精原则安排加工工序，逐步提高精度；l 在有可能产生变形的工序后面设置校直工序，尽量减少前面工序的弯曲变形对后续工序的影响。1.4本工序加工要求 工序为铣曲轴两端面打中心孔，该工序在所有工序中排第一，主要是由于这一工序对以后的工序，特别是平衡去重工序的工作量，有很大的影响，所以关键在于使中心孔尽可能接近曲轴质量轴线。根据题目的要求，该零件的生产类型为大批大量生产，因此可以在专用的铣端面、打中心孔机床上进行。 本工序需要保证曲轴总长及中心孔的质量，若端面不平则钻中心孔时钻上的两切削刃受力不均，钻头可能引偏而折断，因此要采用先面后孔的原则。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。打中心孔工艺按加工方法可分几何定心法和质量定心法两种。这两种方法所采用的设备不同，价格也不同，采用何种方法得看毛坯质量以及现有的设备。1) 、加工余量的确定：根据零件图的技术要求可知，该曲轴为铸造件，曲轴材料选用球墨铸铁，工艺方法选用金属型铸造，得到曲轴长度的尺寸公差等级（CT）为9级，加工余量等级（MA）为F级，查机械加工余量手册可得铸造毛坯公差为1.6，双侧加工时每侧的加工余量值为3.5。2）、工序尺寸的确定：本工序是要确保曲轴总长为346mm，因未标注公差，按经济精度IT8加工该尺寸，查公差表得基本尺寸为346mm时其公差大小0.089mm，铣 工序名称工序间余量/mm经济精度/mm表面粗糙度/um工序尺寸及公差/mm毛坯（铸造）1.63531.6铣3.5h8Ra1.2534610-0.089 1.5夹具结构方案确定a. 定位方案的确定，选取定位基准和定位元件 定位是指确定工件在机床（工作台）上或夹具中占有正确位置的过程，要使定位方案合理，需对六点定位原理和定位元件十分熟悉，脑海中必须清楚平面定位用支承钉、支撑板，内孔定位用心轴、圆柱销、圆锥销，外圆定位用V型块、定位套。 曲轴铣端面打中心孔工序，以曲轴两端主轴颈外圆表面为粗基准，分别用两个V型块进行定位。 b. 刀具导向或对刀装置的确定 工件在夹具中的位置是由与工件接触的定位元件的定位表面所确定的，对于刀具做主切削运动的加工过程，只能保证加工面对定位基准的平行度、垂直度、角度等，却不能解决加工尺寸本身的精度问题。刀具相对于夹具的位置的确定，是用来保证加工尺寸本身的精度的，简称对刀。夹具的对刀方法有三种：一种是通过试切法来调整刀具相对工件定位面的位置；一种是应用样件对刀；还有一种是用夹具的对刀、导向装置来对刀。 用于铣床夹具的对刀装置由对刀块和塞尺组成。对刀块是用来确定夹具与刀具相对位置的元件，其结构尺寸已经标准化。对刀装置应安排在刀具开始进给的一侧，对刀块应制成单独的元件，用螺钉和定位销安装在夹具体上，不能用夹具的其它元件兼作对刀块。对刀时，不允许刀具与对刀块直接接触，损坏刀刃或造成对刀块过早磨损，而要将塞尺放在刀具与对刀块之间，凭抽动塞尺的松紧感觉来判断二者的正确位置，以适度为宜。塞尺也已经标准化了。c. 夹紧机构方案的确定，计算切削力及夹紧力装夹包括定位和夹紧，工件的定位和夹紧密切相关。在装夹工件时，先把工件放置在夹具的定位元件上，使它获得正确的位置，而夹紧则固定已经定位好的工件，这样工件在加工过程中能承受外力而保持定位位置不变。夹紧可以用手动、气动、液压或其它力源形式，应考虑夹紧力的大小、方向、作用点。夹紧机构的功用就是将动力源的力正确、有效地施加到工件上去。常用的夹紧机构有斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构、铰链夹紧机构、定心夹紧机构、联动夹紧机构等。夹紧方案：l 铰链夹紧机构； 铣削切削力的计算：刀具材料选硬质合金，因为该零件的生产类型为大批大量生产，