曲轴铣端面打中心孔专用夹具毕业设计中期报告

1、 13 届机械设计基础课程设计 曲轴铣端面打中心孔专用夹具说明书姓 名 杨 静 学 号 学 院 机械电气化工程学院 专 业 数控技术 班 级 数 控-13 指导教师 廖洁安 2012年 11 月 15 日 曲轴铣端面打中心孔专用夹具 1.曲轴零件的工艺技术分析曲轴零件图如图1-1所示：图1-1 曲轴零件图1.1零件的技术要求1) 坯料经压力铸造后，应进行调质处理硬度达HRC4550，去除氧化皮。2) 曲轴油封轴和连杆轴颈应经表面淬火，淬火层深为2.5mm，硬度HRC55HRC63，连杆轴颈和主轴颈圆角处的硬度应过渡到调质处理的硬度，未注尺寸公差按IT14级，未注形位公差按C级。2.工艺规程的制

2、定2.1曲轴材料及毛坯本零件选用压力铸造件，选曲轴材料为球墨铸铁（QT60-2）。该材料强度高，耐磨，并有一定得韧性。铸件：包括铸钢，铸铁，有色金属及合金的铸件等。在大批量生产中，采用精度和生产率高的毛坯制造方法，如金属型铸造，可以使毛坯的形状接近于零件的形状，可以减少切削加工用量，提高材料利用率，降低机械加工成本。2.2重要工序分析1) 主轴颈的加工精度为R1.6，先粗加工作为定位面。在以后精加工工序中加工至R1.6。2) 为保证端面中心孔位置精度，采用安装在夹具上的可换钻套来保证精度。3) 端面经铣削后与轴线的垂直度，本工序为粗加工工序，依靠夹具能水平定位工件来实现，并在以后精加工过程中加

3、以修正。4) 工序前后分配的注意事项：在大批大量生产过程中，粗精加工应分开进行，这样工件能得到较好的冷却，减少热应变及内应力变形的影响，有利于保证加工精度。同时可以避免粗加工产生振动等不利因素，也有利于精加工机床精度的保持。2.3工艺路线拟定工艺路线的出发点是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到保证。工艺路线的拟定一般需要做两个方面的工作：一是根据生产纲领确定加工工序和工艺内容，根据工序的集中和分散程度划分工艺；二是选择工艺基准，即主要选择定位基准和检验基准。拟定的工艺路线如下：10 铸造毛坯15 调质处理20 铣端面，打中心孔30 粗车长轴端外圆及侧面40 粗车短轴端外圆及

4、侧面50 粗车扇形外圆及侧面60 粗车锥面1：1070 精车长轴端外圆及侧面80 精车短轴端外圆及侧面90 铣扇形侧面100 铣连杆轴颈110 检验120 淬火130 修整中心孔140 粗磨主轴颈150 铣键槽160 磨锥面1：10170 粗磨连杆轴颈180 精磨主轴颈190 精磨连杆轴颈200 车退刀槽210 车螺纹M42220 抛光主轴颈及联杆轴颈230 检验，探伤，退磁2.4毛坯机械加工余量及工序尺寸确定目前，我国曲轴毛坯的加工余量都比较大，通常轴径单边余量为57mm，止推面57mm。查机械加工工艺手册，机械加工余量标准，确定曲轴各处加工余量。曲轴毛坯图见图1.2图1.2 曲轴毛坯件图3

5、.刀具选择及切削用量的选取3.1技术分析工件材料是球墨铸铁（QT60-2），硬度为HRC4550。轴颈端面中心孔国标为GB145-85。轴颈两侧端面加工精度要求不高，粗糙度为R12.5。3.2刀具选择中心孔钻规格：dk12d1h9ll1基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差3.1585023.9+1.00 专用夹具设计1.1工件的定位方案曲轴虽然属于异形轴，但是它的定位与一般轴类零件基本相同，即：圆柱面定位。本道工序加工曲轴两个端面。根据零件的结构特点和加工部位确定其定位方案为：采用两个V型块分别在两主轴颈处定位，限制4个自由度；为防止加工过程在工件的轴向移动，用一个定位销在扇形处定位。工件沿轴向转

6、动不影响加工的准确性，此处自由度可不限制。至此，工件的五个自由度全部被限制住了，可保证工件的准确性。图2-1 零件定位示意图本工序选用的定位基准为两个V形块和支承板作定位，所以相应的夹具上的定位元件应主要是两个V形块。因此进行定位元件的设计主要是对V形块进行设计。由机床夹具设计手册查的可知：根据工件的直径D=80mm可知V形块的结构尺寸如下：表2-2 V形块的结构尺寸HDd1d2hh1lA2LA14260-8014221225152512520V形块设计如图：图2-3 V形块1.2对刀块和塞尺设计由于本道工序是完成曲轴端面的铣加工，所以选用直角对刀块。根据GB224280直角对刀块的结构和尺寸

7、如图所示：图2-4对刀块图2.夹紧机构在机械加工过程中，工件将受到切削力、离心力、惯性力等外力单独或共同作用。为保证在这些外力的作用下，工件能在夹具中保持由元件所确定的加工位置，而不至于发生振动或位移，一般在夹具结构中都必须设置一定得夹具装置，将工件可靠的夹紧。夹紧装置的组成一般如下：1) 动力装置：力源装置是产生夹紧的装置。此处采用液压夹紧。2) 中间传递力机构：将力源传递给夹紧元件。3) 夹紧元件和夹紧机构：夹紧元件时夹紧装置的最终执行元件，通过它和工件受压面得直接接触而完成夹紧动作，对夹紧元件要求如下：i. 在夹紧过程中，工件应能保持在既定位置，即在夹紧力的作用下，工件不应离开定位支撑。

8、ii. 夹紧力的大小要适当，可靠，既要使工件在加工过程中不产生移动和振动，又不使工件产生不允许的变形和损伤。iii. 夹紧装置应操作方便，安全，省力。2.3夹紧力的模型确定夹紧力时应注意的几个问题：1) 组合机床通常都是多面多工序同时加工，粗加工时切削力很大，加工时振动也很大。2) 由于工件材料硬度不均匀，加工余量不均匀和刀具磨钝等因素，往往使实际的切削力大大增加。3) 组合机床夹具是保证加工精度的主要部件，因此要注意夹紧后产生的变形对加工精度的影响，尤其是在工作刚性差，精度要求高的情况下，更应注意。4) 为保证夹紧可靠，应选择机床工作过程中最不利的工作状态来确定所需的夹紧力。夹紧力的力学模型如下图所示：WolLWk3.钻套、衬套及夹具体设计中心孔的加工需钻、扩两次切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：工艺孔8mm分钻、扩两个工步完成加工。即先用7mm的麻花钻钻孔，根据GB114184的规定钻头上偏差为零，故钻套孔径为即。再用8mm标准扩孔钻扩孔，根据GB114184的规定8mm扩孔钻的尺寸为。图29 可换钻套图工艺孔钻套结构参数如下表：表2-10 可换钻套结构参数dHDD1D2hh1mm1ra公称尺寸允差82012+0.018+0.007221810477160.5衬套选用钻套用衬套(GB 226