曲轴配重加工工艺设计

1、 机电及自动化学院机械制造工艺学课程设计设计题目：曲轴配重专 业：11机械电子学 号：1111111007姓 名： 指导老师： 2014年6月28日至7月6日 目 录前 言 2机械制造工艺学课程设计任务书.3一、零件工艺分析零件分析4零件工艺分析4确定生产类型5二、“调速杠杆”工艺规程设计（一）毛坯的设计选择、确定尺寸、设计毛坯图 确定毛坯总类 5机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 5毛坯图 6（二）选择粗基准粗基准的选择与确定 7精基准的选择与确定 8（三）制定工艺路线各加工面的加工方法 8制定工艺路线 8（四）基本工时的确定11三、设计小结14四、参考文献14五、附件 15前 言机械制造工

2、艺学课程设计是我们经历了机械制造工艺学、工程材料、机械设计、机械制图、CAD/CAM等主要专业基础课、专业课以及金工实习、认识实习、数控实习等一系列的实践课的学习，又经过了机械设计课程设计之后，进行的又一次实践性环节，特别强调对机械制造工艺学、热加工工艺基础和工程材料这几门课程的运用，同时也有对刀具和切屑的部分知识的综合，因此这是我们对以前所学各门课程的一次较为深入的综合总复习，同时还要对相关课外知识进行查阅和学习，也是一次对我们实际运用知识解决问题能力的练习。并且，这次课程设计同样也会用到以前的金工实习和认识实习的相关知识，也可以说这是对两次实习效果的一次检验。通过这次课程设计，将会巩固对机

3、械加工工艺规程设计的理论知识，并初步学会自己完成制定简单零件加工工艺规程。而对于我即将毕业的我希望再次借助这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查看资料、以及各方面自学的能力 ，为以后的工作打下良好的基础。由于自己的能力有限，我的设计尚有很多不足之处需要改进，请老师给予批评指导。机械制造工艺学课程设计任务书设计题目：“曲轴配重”加工工艺设计设计要求：大批量生产、互换性强、维修方便 设计时间：2014年6月28日-7月5日设计内容：1、熟悉零件图；2、绘制零件图（一张）；3、编写工艺过程卡片（一份）；4、工序卡片（一份）；5、设计说

4、明书（一份）； 2014年6月一、零件工艺分析其中： 1.未注铸造圆角半径为R3毫米。2.不许有裂纹、砂眼、冷隔、缩孔等铸造缺陷。3.17+/_0.015外圆与17+/_0.015内孔中心线不平行度不大于0.01毫米。4.17+/_0.015外圆柱的圆柱度小于0.01毫米。5.去毛刺锐边1、零件的分析题目所给的零件是曲轴配重，作为小型空压机的关键部件, 其加工精度直接影响使用寿命、充气量、工件平稳度及噪声指标要求。2、零件的工艺分析零件的材料为QT400-17，它具有优良的铸造、切削加工和耐磨性能，有一定的弹性，为此以下是曲轴配重需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1、20外圆面；2、中

5、心孔内表面；3、R36扇圆面；4、攻钻拐螺孔；5、铣双键槽3、确定生产类型 已知此零件曲轴配重生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当分散；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。二、“曲轴配重”工艺规程设计（一）选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图1、确定毛坯种类。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择低压铸件毛坯。查机械制造技术基础课程设计第19页表2.8,铸件尺寸公差等级为7-9级，取8级。2、机械加工余量、工序尺寸及公差的确定（1）求最大轮廓尺寸根据零件图计算轮廓尺寸，长60.5mm，宽34mm，高42mm，故

6、最大轮廓尺寸为60.5mm。（2）选取公差等级CT查表，铸造方法按低压造型，铸件材料按球墨铸铁，得公差等级CT范围7-9级，取8级。（3）求铸件尺寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，查表得出，公差带相对于基本尺寸对称分布。（4）求机械加工余量等级查表，铸造方法按机器造型，铸件材料按球墨铸铁，得机械加工余量等级范围EG级，取F级。（5）求毛坯基本尺寸，见如下表格本零件各工序加工余量、工序尺寸及公差（mm）加工表面基本尺寸加工余量等级加工余量数值说明17的圆柱面17F1.5双侧加工17的孔11G2.0孔降一级，单侧加工72的扇外圆面72F1.5双侧加工（取下行值）底面14.5G2.5浇

7、注面降一级，单侧加工17端面42F2.0单侧加工上底面14.5F2单侧加工3、毛坯图如下所示：（二）选择粗基准 1、粗基准的选择与确定选择粗基准时，主要考虑两个问题，一是保证加工面与不加工面之间的相互位置精度要求；二是合理分配各加工面的加工余量。具体选择时参考下列原则： （1）对于同时具有加工表面和不加工表面的零件，为了保证不加工表面与加工表面之间的位置精度，应选择不加工表面作为粗基准；(2）对于具有较多加工表面的工件，选择粗基准时，应考虑合理分配各加工表面的加工余量； （3）粗基准应避免重复使用。在同一尺寸方向上，粗基准通常只能使用一次，以免产生较大的定位误差； （4）选作粗基准的平面应平整

8、，没有浇冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。根据以上的要求可以以零件的上底面为主要的定位粗基准，72的外扇圆、面以为辅助粗基准。2、精基准的选择与确定精基准的选择根据互为基准原则、基准重合原则和自为基准原则，以17内孔和17外圆为主要的定位精基准，以底面为辅助的定位精基准。（三）制定工艺路线根据零件的具体要求和各种加工方法所能够达到的精度和粗糙度能力，以及各种机床的加工特点，查阅和参考机械制造工艺学和机械制造技术基础课程设计指南等资料，可得到：1、各加工面的加工方法（表）：表：零件表面加工方法加工部位表面粗糙度公差等级加工方法上底面Ra12.5粗铣下底面Ra12.5粗铣17圆柱面Ra1.6 IT8

9、粗车倒角精磨17圆柱端面Ra12.5粗车17内孔Ra1.6IT8粗镗半精镗精镗72扇外圆Ra12.5粗车2、制定工艺路线方案一工序号工序名称工序内容01下料02低压铸造铸造毛坯03人工时效04粗铣粗铣上底面05粗铣粗铣下底面06车粗车17端面与圆柱面并倒角07粗镗，半精镗加工17内孔08粗车粗车72扇外圆09锯开锯开尺寸为3.4的开口10精镗精镗17内孔11精磨精磨17圆柱面12钻孔加工5的孔13钻孔M6螺纹孔先加工出5的孔14钻孔加工7的孔15攻丝加工M6的螺纹孔16铣尺寸为7的键槽加工键槽17铣尺寸为5的键槽加工键槽18去毛刺 去毛刺19终检入库方案二工序号工序名称工序内容01下料02铸造

10、铸造毛坯03人工时效04粗铣粗铣上底面05粗铣粗铣下底面08粗车粗车72扇外圆06粗镗，半精镗加工17内孔07车粗车17端面与圆柱面并倒角09锯开锯开尺寸为3.4的开口10精镗精镗17内孔11精磨精磨17圆柱面12钻孔加工5的孔13钻孔M6螺纹孔先加工出5的孔14钻孔加工7的孔15攻丝加工M6的螺纹孔16铣尺寸为7的键槽加工键槽17铣尺寸为5的键槽加工键槽18去毛刺去毛刺 19终检入库以上两种方案中，方案一先是以17圆柱面为基准，以下端面为附加基准来加工17的孔，然后再以17的孔为基准来加工扇外圆，保证了17圆柱轴线与17孔轴线的平行度。方案二中，先以扇外圆为基准，以下端面为辅基准加工17孔，

11、然后加工17圆柱，17圆柱轴线与17孔轴线的平行度就难以保证。以上两种方案中，方案一运用了互为基准的原则，使加工精度更高。而且方案二在加工两个表面时要夹具的重新卸装比较麻烦。故选用第一种方案。根据以上的方案一，则本零件的加工工艺路线按照先加工基准面、先面后孔及先粗后精的原则加工，本零件的加工可按以下工艺路线进行。04工序：粗铣下底面。以上底面为和17外圆面为基准。选用立式铣床X51，高 速钢套式面铣刀d=40,z=12，完成后12.5；。05工序：粗铣上底面。以下底面和17外圆面及扇外圆为基准，保证尺寸14.5。 选取XKJ6225数控铣床，普通立铣刀（d=4mm）。06工序：粗车17端面与圆

12、柱面并倒角。以待加工面72扇外圆和底面为基准。选用具有高精度的卧式C620-1车床,硬质合金车刀。 工步一：用端面车刀加工17端面，保证尺寸4。 工步二：45度弯头车刀加工17圆柱面。 工步三：倒角。07工序：粗镗，半精镗17内孔。以17外圆柱面和下端面为基准，选用卧式车 床c620-1。粗镗，由于材料是球墨铸铁，选择高速钢镗刀。 工步一：粗镗。 工步二：半精镗。08工序：粗车72扇外圆。以17孔内表面及其下底面为定位基准，粗车扇外圆面，保证尺寸R36。选用卧式C620-1车床，采用45度弯头硬质合金车刀加工；09工序：锯开尺寸为3.4的开口。以17外圆柱面、17内孔及下底面为定位 基准。选用

13、X52K立式铣床。选用高速钢切断铣刀d=110,z=50。 10工序：精镗17内孔。以17外圆柱面及其上底面和扇外圆面为基准。选用卧式镗床T68。精镗，选择高速钢镗刀。11工序：精磨17圆柱面。以17内孔面及其下底面和扇外圆面为基准，保证同轴度。选取M135外圆磨床。保证尺寸17+0.015/ 0；12工序：加工5的孔。以17内孔面，17外圆柱面及其下底面为基准。选取Z515钻床。高速钢麻花钻 （d x l x l1=5mmx62mmx26mm）。13工序：M6螺纹孔先加工出5的孔。以17内孔面，17外圆柱面及其下底 面为基准。选取Z515钻床。 高速钢麻花钻（d x l x l1=5mmx6

14、2mmx 26mm）。14工序：钻7的孔。以17内孔面，17外圆柱面及其下底面为基准。选取 Z525钻床。直柄扩孔钻（d x L x l=7mmx109mmx69mm）。15工序：M6攻丝。以17内孔面，17外圆柱面及其下底面为基准。由于是大 批量生产，选取摇臂钻床Z3025,高速钢机动丝锥w18cr4v 。16工序：铣尺寸为5的键槽。以17内孔面，17外圆柱面及其下底面为基准。 选取X51立式铣床。选用高速钢立铣刀5。17工序：铣尺寸为7的键槽。以17内孔面，17外圆柱面及其下底面为基准。 选取X51立式铣床。选用高速钢立铣刀7。 (四)基本工时的确定工序04 高速钢套式面铣刀d=40,z=

15、12 f=0.08*12=0.96mm/r v=56.7m/min 故n=1000v/（3.14*d）=451.4r/min对照机床的相关参数，去实际进给量f=0.96mm/r，实际转速n=490r/min。故实际切削速度为V=n*3.14*d/1000=61.544m/mim经查表机械加工工艺手册可得如下基本时间计算 Ti1=L/（f*n）=62/(0.96*490)=0.132min工序05 硬质合金车刀 f=0.7-1mm/r v=33-35m/min 取f=0.8mm/r v=34m/min 故n=1000v/（3.14*d）=541.1r/min对照机床的相关参数，去实际进给量f=0

16、.8mm/r，实际转速n=560r/min。故实际切削速度为V=n*3.14*d/1000=35.168m/mim经查表机械加工工艺手册可得如下基本时间计算 Ti1=L/（f*n）=28/(0.8*560)=0.0625min工序06 硬质合金车刀2 f=0.7-1mm/r v=33-35m/min 取f=0.8mm/r v=34m/min 故n=1000v/（3.14*d）=541.1r/min对照机床的相关参数，去实际进给量f=0.8mm/r，实际转速n=560r/min。故实际切削速度为V=n*3.14*d/1000=35.168m/mim经查表机械加工工艺手册可得如下基本时间计算 Ti

17、1=L/（f*n）=28/(0.8*560)=0.0625min工序07 高速钢镗刀 工步一：f=0.3-1mm/r v=20-35m/min 取f=0.5mm/r v=30m/min 故n=1000v/（3.14*d）=562r/min对照机床的相关参数，去实际进给量f=0.5mm/r，实际转速n=607r/min。故实际切削速度为V=n*3.14*d/1000=32.4m/mim经查表机械加工工艺手册可得如下基本时间计算 Ti1=L/（f*n）=15/(0.5*607)=0.05min 工步二：f=mm/r v=25-40m/min 取f=0.5mm/r v=40m/min 故n=1000

18、v/（3.14*d）=749.34r/min对照机床的相关参数，去实际进给量f=0.5mm/r，实际转速n=760r/min。故实际切削速度为V=n*3.14*d/1000=38.1824m/mim经查表机械加工工艺手册可得如下基本时间计算 Ti1=L/（f*n）=15/(0.5*760)=0.04min工序08 硬质合金车刀 f=0.7-1mm/r v=33-35m/min 取f=0.8mm/r v=34m/min 故n=1000v/（3.14*d）=150.389r/min对照机床的相关参数，去实际进给量f=0.8mm/r，实际转速n=150r/min。故实际切削速度为V=n*3.14*d

19、/1000=33.912m/mim经查表机械加工工艺手册可得如下基本时间计算 Ti1=L/（f*n）=15/(0.8*150)=0.125min工序09 高速钢切断铣刀110/50 f=0.02*50=1mm/r v=29m/min 故n=1000v/（3.14*d）=83.96r/min对照机床的相关参数，去实际进给量f=1mm/r，实际转速n=95r/min。故实际切削速度为V=n*3.14*d/1000=32.813m/mim经查表机械加工工艺手册可得如下基本时间计算 Ti1=L/（f*n）=28/(1*95)=0.295min工序10 高速钢镗刀 f=mm/r v=15-30m/min

20、 取f=0.2mm/r v=20m/min 故n=1000v/（3.14*d）=374.67r/min对照机床的相关参数，去实际进给量f=0.20mm/r，实际转速n=382r/min。故实际切削速度为V=n*3.14*d/1000=20.39m/mim经查表机械加工工艺手册可得如下基本时间计算 Ti1=L/（f*n）=15/(0.2*382)=0.196min工序12 高速钢麻花钻 5 取f=0.3mm/r v=17m/min 故n=1000v/（3.14*d）=1082.8r/min对照机床的相关参数，去实际进给量f=0.30mm/r，实际转速n=1100r/min。故实际切削速度为V=n

21、*3.14*d/1000=17.27m/mim经查表机械加工工艺手册可得如下基本时间计算 Ti1=L/（f*n）=18/(0.3*1100)=0.0545min工序13 高速钢麻花钻 5 取f=0.3mm/r v=17m/min 故n=1000v/（3.14*d）=1082.8r/min对照机床的相关参数，去实际进给量f=0.30mm/r，实际转速n=1100r/min。故实际切削速度为V=n*3.14*d/1000=17.27m/mim经查表机械加工工艺手册可得如下基本时间计算 Ti1=L/（f*n）=43/(0.3*1100)=0.13min工序14 高速钢麻花钻 7 取f=0.2mm/r

22、 v=17m/min 故n=1000v/（3.14*d）=773.43r/min对照机床的相关参数，去实际进给量f=0.20mm/r，实际转速n=850r/min。故实际切削速度为V=n*3.14*d/1000=18.683m/mim经查表机械加工工艺手册可得如下基本时间计算 Ti1=L/（f*n）=18/(0.2*850)=0.1min工序15 高速钢机动丝锥w18cr4v 取f=0.3mm/r v=6.9m/min 故n=1000v/（3.14*d）=313.92r/min对照机床的相关参数，去实际进给量f=0.30mm/r，实际转速n=315r/min。故实际切削速度为V=n*3.14*

23、d/1000=6.9237m/mim经查表机械加工工艺手册可得如下基本时间计算 Ti1=L/（f*n）=18/(0.3*315)=0.19min工序16 高速钢立铣刀5 取f=0.01*3=0.03mm/r v=38m/min 故n=1000v/（3.14*d）=1512.732r/min对照机床的相关参数，去实际进给量f=0.03mm/r，实际转速n=1500r/min。故实际切削速度为V=n*3.14*d/1000=37.68m/mim经查表机械加工工艺手册可得如下基本时间计算 Ti1=L/（f*n）=15/(0.03*1500)=0.333min工序17 高速钢立铣刀7 取f=0.01*

24、3=0.03mm/r v=38m/min 故n=1000v/（3.14*d）=1512.732r/min对照机床的相关参数，去实际进给量f=0.03mm/r，实际转速n=1500r/min。故实际切削速度为V=n*3.14*d/1000=37.68m/mim经查表机械加工工艺手册可得如下基本时间计算 Ti1=L/（f*n）=15/(0.03*1500)=0.333min3、计算时间定额和提高生产率的工艺途径简介本次设计没有具体计算辅助时间、布置工作地点时间和休息和生理需要时间，在大批量生产中，辅助时间可按基本时间的百分比进行估算，并在实际中修改，使之趋于合理。基本时间和辅助时间总和称为操作时间

25、，布置工作地点时间一般按操作时间的2%7%来计算，休息和生理需要时间一般按操作时间的2%来计算。另外，由于生产批量为中批量，故忽略了准备与终结时间。为了提高生产率，必须尽量减少时间定额，由于此处加工工艺已确定，故不能再减少基本时间，应从以下三方面着手来减少时间定额以提高生产效率：（1）减少辅助时间和辅助时间与基本时间重叠；（2）减少布置工作地点时间；（3）减少准备于终结时间。4、工艺方案的比较与技术经济分析在工艺规程设计最后一般还应该对所设计工艺方案进行比较与技术经济分析，主要评价指标为零件（或工序）的全年工艺成本和单个零件（或单个工序）的工艺成本，其计算公式分别如下：VNV式中V为每件零件的可变费用（元/件），N为零件的年生产纲领（件），为全年不变费用（元）。本文未就对所设计工艺方案进行工艺方案的比较与技术经济分析。三、小结机械制造技术基础课程设计是本门课程的一个重要实践教学环节，旨在让我们综合运用所学知识进行机械制造加工工艺的设计。培养我们解决机械加工