机械制造专业毕业设计曲轴

1、毕业设计说明书专 业：班 级：姓 名：学 号：指导老师：目录第五部分会毕业设计体目录第一部分工艺设计说明书1第二书部分第8号工序夹具/、设计说明第三书部分第7号工序刀具/、设计说明第四书部分第7号工序量具/、设计说明16二00八届毕业设计（论文）任务书一、设计题目（附图）：偏心轴零件机械加工工艺规程制订及第 工序工艺装备设计。二、设计条件：I、零件图；2、生产批量：中批量生产。三、设计内容：1、 零件图分析：I）、零件图工艺性分析（结构工艺性及技术条件分析）；2）、绘制零件图；2、 毛坯选择：1）、毛坯类型； 2）、余量确定； 3）、毛坯图。3、 机械加工工艺路线确定：1）、加工方案分析及确定

2、；2 ）、基准的选择；3 ）、绘制加工工艺流程图（确定定位夹紧方案）。4、 工艺尺寸及其公差确定：1）、基准重合时（工序尺寸关系图绘制）；2）、利用尺寸关系图计算工序尺寸；3）、基准不重合时（绘制尺寸链图）并计算工序尺寸。5、设备及其工艺装备确定：6、 切削用量及工时定额确定：确定每道工序切削用量及工时定额。（工艺过程卡片和3）、定位误差计7、 工艺文件制订：1）、编写工艺设计说明书；2）、填写工艺规程;工序卡片）&指定工序机床夹具设计：1 ）、工序图分析；2）、定位方案确定；算；4）、夹具总装图绘制。9、刀具、量具没计。（绘制刀具量具工作图）四、上交资料（全部为电子文稿）：1、 零件

3、机械加工工艺规程制订设计说明书一份；（按统一格式撰写）2、工艺文件一套（含工艺流程卡片、每一道工序的工序卡片含工序附图）3、 机床夹具设计说明书一份；（按统一格式撰写）4、夹具总装图一张（A4图纸）；零件图两张（A4图纸）；5、 刀量具设计说明书一份；（按统一格式撰写）6、刀具工作图一张（A4图纸）；量具工作图一张（A4图纸）。五、起止日期：2 00年 月 日一 2 00年 月 日洪周）六、指导教师：七、审核批准：教研室主任：系主任：年 月八、设计评语：九、设计成绩:第一部分工艺设计说明书1.零件图工艺性分析1.1零件结构功用分析偏心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

4、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。偏心轴的结构与一般轴不 同，在工作过程中受交变载荷。1.2零件技术条件分析1)0.00550.0065轴颈0 12尺寸公差等级IT6 ,表面粗糙度Ra为0.8卩m轴颈0 25尺0.00550.0065寸公差等级为IT6，表面粗糙度 Ra为0.8卩m,。2位置精度，轴颈与键槽孔的平行度00.02，同轴度误差为0 0.02。1. 3零件结构工艺性分析偏心轴的结构与一般轴不同，钢性差，易变形，形状复杂，它的工作特点是在 变动和冲击载荷下工作，对曲轴的基本要求是高强度、高韧性、高耐磨性和回转平稳 性，因而安排曲轴加工过程应考虑到这些特点。2.

5、毛坯选择毛培的形状和尺寸越接近成品零件，则毛培精度越高半零件的机械加工劳动量越 小，材料消耗越小可充分提高劳动效率，降低成本。但毛培的制造费用就提高因此在确定毛培时要从机械加工和制造两方面考虑2.1毛坯类型偏心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40Cr偏心轴的毛坯：此零件属中批生产，固采用锻造。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4,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80± 0.212毛培图标记处数分区更改文件号签名年、月

6、、日设计标准化阶段标记重量比例J1:1审核工艺批准共张第张3机加工工艺路线确定3.1加工方法分析确定该零件是偏心轴。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偏心轴颈的位置精度，轴端面上钻中心孔，3.2加工顺序的安排此零件是偏心轴，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。先以轴外圆为粗基准打中心孔。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，：先粗加工偏心轴颈再半精加工，调质处理后再磨偏心轴颈。3.3定位基准选择先以主轴颈为基准车偏心轴两端面并打中心孔，再以浮动顶尖和外

7、圆定位粗加工偏心轴颈，再精加工轴颈外圆为精基准，加工孔和键槽，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锻造1、锻造2. 热处理正火3粗车-半精车-精车偏心轴外圆 4L4、粗车偏心轴另一端外圆$32钻孔-扩$ 11-倒角5、热处理调质处理6、粗铰-精铰$ 110.01207. 车偏心轴$ 25切槽8.钻孔$ 50.006510、精磨$ 25000650 .005511. 精磨 $ 120.005512、去毛刺（在所有侧面去除机械加工所留下的毛刺）13、检验14、入库4.工序尺寸及其公差确定0.00550 120.0055工艺路线基本尺寸

8、工序余量工序精度工序尺寸锻0 360 361.4粗车142212.5 (IT11 )00 140.11半精车12.51.53.2(IT9)00 12.50.043半精车12.050.450.8(IT7)00 12.050.018磨120.050.4(IT6)0.0055 0 1100.00550.00650 250.0065工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸锻32粗车27912.5(IT11 )00 270.18半粗车25.51.53.200 25.50.039磨25.050.450.800 25.050.025精磨250.050.40.0065 0 250.00655.设备及其工艺装备

9、确定所用的设备有：卧式双面中心钻床、CA6140 、特种多刀车床、摇臂钻床、检验台、外圆磨床。夹具有：浮动顶尖、 V 形块、钻斜孔专用夹具。刀具有：90度车刀、刀、$10、$ 5钻头、切断刀，铰刀。量具有：千分尺、游标卡尺、专用卡规。6切削用量及工时定额确定(1 )粗车：$ 32 外圆切削用量：(车刀刀杆尺寸 BXH取 25X25) ap=36-32/2=2 ，由表1.4得f= (0.4-0.5 ) mm/r,由表查得 v=63.3m/min，由 CA6140机床选 n=560工时定额：由表 3.3-1 得：装夹工件时间为 1.1min由表 3.3-2 得：松开卸下工件时间为 0.76min

10、，由表 3.3-3 得：操作机床时间为：0.02+0.04+0.03+0.09+0.08+0.02+0.01+0.02+0.03+0.06+0.04+0.04+0.03=0.51minT=L/nf=(12+4.5)/560*0.41=0.072 minT=(52+4.5)/229.6=0.25min由表 5.4-1 得机动时间为： T2=0.07+0.06+0.04+0.03=0.2min(2) 切削用量： ap=0.5由表 5.3-1得：f=0.3mm/r由表 5.3-20得： v=73.6m/min则 n=710由表 3.3-1得：装夹工件时间为 1.1min由表 3.3-2得：松开卸下工

11、件时间为 0.76min ，由表 3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.04+0.03+0.09+0.08+0.02+0.01+0.02+0.03+0.06+0.04+0.04+0.03=0.51mT=L/nf=(12+52+4.5)/710*0.3=0.93(3) 车主轴左右端时：切削用量：(刀尖圆弧半径取 0.5 ) ap=3由表 5.3-2 得 f=0.1mm/r由表 5.3-20 得 v=120m/min则 n=560T=L/nf=(18+3.5)/0.1*560=0.384*2=0.78min第二部分 第 8 号工序夹具设计说明书1. 工序尺寸精度分析由工序图可知此工序的加工精

12、度要求不高， 具体加工要求如下： 钻$ 5 孔，深度为 12， 无其它技术要求，该工序在摇臂钻床上加工，零件属中批量生产。2. 定位方案确定根据该工件的加工要求可知该工序必须限制工件6个自由度，即x移动、z移动z转动、 y 转动， y 移动，由分析可知要使定位基准与设计基准重合。 (见工序图)128 ©53. 定位元件确定1、选择定位元件：选两个V形块和键槽面。2、确定定位元件尺寸、极限偏差和定位元件间位置尺寸及其极限偏差、定位元件尺寸：由图可知此工序的加工精度要求不高，所以两固定V形块的尺寸由机床夹具设计手册P284图2-1-26得：(如图)T=H+0.707D-0.5N=40+0

13、.707X19-0.5X18=44.44mmV形块的宽度根据工件的实际情况可选为46mm。S.42.464. 定位误差分析计算(1)分析计算孔的深度尺寸 7的定位误差：用外圆表面定位，工件定位面是外圆表面，定位元件的定位工作面是V形块对称面,定位基准是外圆中心线，当工件外圆直径发生变化时其中心线在V形块对称面上上下移动。孔的位置尺寸与定位尺寸重合因此定位误差计算如下：(1)孔的位置尺寸28 : jb=O db=0 dw=O因此该方案可用5. 夹紧方案及元件确定(1) 计算切削力及所需加紧力：工件在加工时所受的力有加紧力J、切削力F和工件重力G,三者作用方向一至，由机床夹具设计手册表 1-2-7

14、得切削力的计算公式：Fx=667Ds 07 Kp=667x22x700 0.7 x650/726=1265.486N实际所需加紧力与计算加紧力之间的关系为：F=KFx(K 由表 1-2-2 查得为 1.15)=1.15Fx=1.15x1265.486=1455.309N(2) 计算加紧机构并验算机构所能产生的加紧力：满足加紧力水平作用要求的加紧装置结构方案可用螺纹加紧机构，这种加紧方案装卸工件及清理切削方便，所以这种结构较好。加紧机构所能产生的加紧力F，=Q n( L1+L2 )其中：n：加紧机构效率取0.9Q：螺栓的许用加紧力选定L仁L2根据机床夹具设计手册表3.3查得当螺纹公称直径M=20

15、时，Q=13000Fz =2Q n =2X13000X0.9=23400NFz> F故加紧方案可行。(3 )设计钻套，连接元件及夹具体，钻模板：由于此工件是中批量生产，固选用 GB2264-80可换钻套，选用固定式钻模板。夹具选用灰铸铁的铸造夹具体，其基本厚度选为25mm，并在夹具体底部两端设计出供T型槽用螺栓紧固夹具用的U型槽耳座。6夹具总装草图第三部分第8号工序刀具设计说明书1. 工序尺寸精度分析粗车主轴颈左端保证尺寸0250.0065公差等级为IT60.00652.刀具类型确定此道工序保证的尺寸精度要求不高可用游标卡尺测量，属粗加工，因此可用90度外圆车刀。3.刀具设计参数确定序

16、号项目数据来源或公式计算采用值1车刀外行表 2-6、 2-7焊接式90度强力外圆车刀2刀片材料YT5刀杆材料45钢3几何角度表 2-8、 2-9A s=-10 度 丫 0=20 度 a o=6 度 a o '=4 度 k r=90 度 k r'=5 度 丫& =2mm4断削参数前面型式表 2-11、2-12( f=1.3mm/r)带倒棱曲面圆弧卷削槽前面Ln=8.5m 丫 o1=-20 度 br1=0.6 qn=9.35过渡刃表 2-13 (ap=2.6mm)直线过渡刃 Kre=45度 b £ =16刀片型号表2-3A420L=20 B=12 C=7 R=12

17、.5 r=1 e=0.87车刀外型结构尺寸表 2-1、2-2、2-5BxH=20x30L=150 M=8(90 度弯头车刀)8刀槽型式表2-4Sinrj=ln/2q n=8.5/2x9.6=0.443 r c= y o- y j=20 度 -26.3 度Hc=H+(12)-cCosaO/COS( a O+ 丫 C) =30+1-7Cos5/Cos(5+6.3)= 31-7x1/1=24Bc=B-Ctg( a o+ y c) =12-7tg(5+6.3)=10.6 Lc=L-CCoS a o/ Cos( a o+ 丫 c).tg a o' =20-7.Cos5/Cos(5+6.3).tg

18、5=20-7x0.08=19.4r j=26.3 度 r c=6.3 度Hc=24mmBc=10.6mmLc=19.4mm4.刀具工作草图150R98184510°8° 42X45°3. 使用150号焊料焊缝不大于0. 02m4. 刃口不得有崩刀，刀面不得有裂纹5+6.412一'72X45°1. 刀具材料选用YT5,刀杆45#2. 刀片型号：A32).第四部分 第6号工序量具设计说明书1. 工序尺寸精度分析0.0065对连杆轴颈0 25(js6) IT60.00652. 量具类型确定偏心轴颈025的量具用卡规，量具测量面的材料用硬质合金，测量面的硬度为58-65HRC，其它部分的材料为 45钢。3. 极限量具尺寸公差确定(1) 确定工作量规的制造公差和位置要素值，由公差书表6-1得IT7尺寸0 25的量规 公差为 T=0.002mm,位置要素 Z=0.0024mm.。(2) 计算工作量规的极限偏差：0.00650 250.0065通规：上偏差 =es-Z+T/2=-0.0065-0.0024+0.002/2=+0.0051mm下偏差=es-Z-T/2=-0.0065-0.0024-0.002/2=-0.0099mm磨损极限=es=-0.0065mm止规：上偏差=ei+T=-0.0065+0.002=-0.0045mm下偏差=