曲轴箱体钻顶面各孔专用夹具设计及三维仿真

摘要

本次毕业设计是走曲轴箱体零件加工工艺和专用夹具的设计。对曲轴箱体的

工艺设计，我先对工艺零件进行分析和生产类型的确定，然后确定毛环、选择定

位基准和加工方法,再然后制订工艺路线、确定加工余量及毛坯尺寸和工序设计,

最后确定切削用量和基本时间。

在对该曲轴箱体夹具设计时，分析对该零件的加工要求，应限制几个自由度,

及零件的表面特征而确定出定位方案与定位误差J而后分析夹紧力的方向及大小

与夹紧点的位置，在此基础上考虑夹紧的效率与夹紧的刚度和强度的需求进而确

定出专用夹具的夹紧方案。在确定夹具的基本方案后根据生产条件确定出夹具动

力装置的类型，最后光.专用夹具进行装配图和主要零件图的绘制。

关键词：曲轴箱体，工艺，夹具

ABSTRACT

Thisgraduationprojectisthedesignofprocessingtechnologyandspecialfixture

ofaxlesleeveparts.Theprocessdesignoftheshaftsleeve,Ifirstanalyzetheprocess

partsanddeterminetheproductiontype,andthendeterminetheblank,selecttheposit

ioningdatumandprocessingmethod,andthenformulatetheprocessroute,determine

theprocessingallowanceandblanksizeandprocessdesign,andfinallydeterminethe

amountofcuttingandbasictime.

Whendesigningthefixtureforthegearbox,analyzetheprocessingrequirements

forthepart,limitseveraldegreesoffreedomandthesurfacecharacteristicsofthepari

todeterminethepositioningschemeandpositioningerror,andthenanalyzethe

directionandsizeoftheclampingforceandthepositionoftheclampingpoint.Onthis

basis,considertherequirementsofclampingefficiency,clampingstiffnessandstrength,

andthendeterminetheclampingschemeofthespecialfixture.Afterdeterminingthe

basicschemeofthefixture,thetypeoffixturepowerdeviceisdeterminedaccordingto

theproductionconditions.Finally,theassemblydrawingandmainpartdrawingofthe

specialfixturearedrawn.

Keyword:Gearbox,Processes,Fixture

目录

摘要.......................................................................I

ABSTRACT.................................................................................................................................II

第1章绪论...............................................................3

1.1课题目的及意义.....................................................3

1.2国内外发展动态.....................................................3

1.3主要研究内容和设计思路............................................5

第2章零件分析............................................................7

2.1零件的功用分析.....................................................7

2.2零件的工艺分析.....................................................7

第3章机械加工工艺规程制定...............................................9

3.1确定生产类型.......................................................9

3.2确定毛坯制造形式...................................................9

3.3选择定位基准......................................................10

3.4选择加工方法......................................................10

3.5制定工艺路线......................................................II

3.6确定加工余量及毛坯尺寸............................................13

3.6.1确定加工余量.................................................13

3.6.2确定毛坯基本尺寸............................................15

3.6.3确定毛坯尺寸公差............................................15

3.6.4绘制毛坯简图................................................15

3.7工序设计..........................................................16

3.7.1选择加工设备与工艺装备......................................16

3.7.2确定工序尺寸................................................18

3.8确定切削用量和基本时间............................................19

第4章专用机床夹具设计..................................................33

4.1接受设计任务、明确加工要求.......................................33

4.2确定定位方案、选择定位元件.......................................33

1

4.3确定夹紧方案、设计夹紧机构.......................................34

4.4确定定位元件......................................................36

4.5确定导向方案和选择导向元件.......................................37

4.6选择夹具与机床工作台的定位元件...................................38

4.7夹具体的设计......................................................38

4.8夹具精度分析......................................................39

4.9绘制夹具装配图，标注有关尺寸及技术要求...........................43

第5章总结与展望.........................................................44

5.1总结..............................................................44

5.2展望..............................................................44

参考文献..................................................................45

致谢......................................................................46

2

第1章绪论

1.1课题目的及意义

1、目的

本课题来源于实际生产，主要解决的问题是曲轼箱体零件的机械加工工艺规程制定及

专用夹具设计。随着机械加工技术的发展和满足生产进度的需要，生产中工装、夹具、辅

具的应用越来越广。针对不同的产品、不同的尺寸及精度要求，合理地设计工装、夹具、

辅具来解决生产问题，是一个合格的工程师的基本要求。

2、意义

机械制造工艺及夹具毕业设计是对自己所学专业课和自己今后所要从事的工作方向

进行的一次综合性训练，也是对自己四年所学的一次检测。

（1）学会正确的没II思路、设U构思，掌握工艺设II的一般程序和方法；

（2）学会使用技术资料，国家标准，进行设计计算，数据处理的能力；

（3）培养独立分析问题、解决问题、理论联系实际的能力；

（4）能熟练运用CAD等制图软件来设计零件和绘图；

（5）能够运用所学的工艺及夹具的基本理论知识，制定合理的工艺规程，解决工艺尺

寸、工件的加紧、定位等问题。

毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应训练，从中锻炼自己独立分析问题、

解决问题及团队合作精神的能力，为今后的技术工作打下一个良好的基础。为实现现代化

强国贡献自己的力量。

1.2国内外发展动态

曲轴箱体件是数控车床加工中最常见的零件，也是工业生产中应用最广泛的零件，其

作用主要是限位、导正、止转及定位。数控车床加工的轴类零件一般由圆柱面、圆锥面、

圆弧面、台阶、端面、内孔、螺纹和沟槽构成，材料一般为45钢。由于应用广泛，一般采

用批零生产，传统加工效率低，废品多，因此设计合理的数控加工工艺及编程可以大大提

高效率，同时提高精度。

国际现状：随着科技的发展和各国对制造业的不断重视，发达国家对于轴类的加工普

遍采用开放式通用机床实时动态全闭环模式以FANUC和S1NUMERIK为代表的数控系统

3

不断优化，实现高效、高速、高效控制。加工过程中可以自动修正、调节、补偿各项参数。

实现CAD/CAM与数控车末的相互配合。在轴类零件的数控加工工艺以及编程中，通过计

算机CAPP分析大量信息并进行计算编制文件等，制定最优方案。大大提高轴类的精度要

求，同时不断改进优化。通过新材料，以新型刀具为创新研制大量高精尖曲轴箱体件满足

不同层次需求。

国内现状：针对我国曲轴箱体组合件的加工，近年来已取得显著进步。但多数中小企

业以人工加工为主，少数采取半自动化。生产效率低，零件精度低。尤其在高精度方面，

因此寿命较低。目前，我国对于曲轴箱体件的加工也有许多好的方法比如间接控制尺寸曲

轴箱体加工工艺、双层复合材料曲轴箱体、薄壁件曲轴箱体加工等不断提高曲轴箱体质量,

数字化无人值守加工技术等技术也在蓬勃发展。目前，以华中为代表规模化数控系统，大

规模集成电路已经大大提高了曲轴箱体件加工水平及精度。通过对先进技术推广以及与计

算机的配合使用，数控车床加工的曲轴箱体件质量不断提高，但仍存在核心技术缺乏的现

状。因此我们更应该提高对曲轴箱体件数控加工工艺的研究，以此不断提高自身。

4

图17车床夹具图-2铳床夹具

1.3主要研究内容和设计思路

1、研究内容

如图1-1所示是曲轴箱体零件图，大批量生产，完成该零件的机械加工工艺设计及

夹具的设计。

12f棒

I

图1-1曲轴箱体零件图

2、设计思路

5

6

第2章零件分析

2.1零件的功用分析

题目所给零件是曲轴箱体零件。气缸体下部用来安装曲轴的部位称为曲轴箱，曲轴箱

分为上曲轴箱和下曲轴箱c上曲轴箱与气缸体铸成一体，下曲轴箱用来贮存润滑油，并封

闭上曲轴箱，故又称为油底壳图。油底壳受力很小，一般采用薄钢板冲压而成，其形状取

决于发动机的总体布置和机油的容量。油底壳内装有稳油挡板，以防止汽车颠动时油而波

动过大。油底壳底部还装有放油螺塞，通常放油螺塞上装有永久磁铁，以吸附润滑油中的

金属屑，减少发动机的磨损。在上下曲轴箱接合面之间装有衬垫，防止润滑油泄漏。汽车

中曲轴箱是一种典型的箱体零件，他的作用是容纳和支撑其内的所有零部件，确保它们之

间的正确位置，是彼此之间能协调地运转和工作。气缸体下部用来安装曲轴的部位称为曲

轴箱，曲轴箱分上曲轴箱和下曲轴箱。_L曲轴箱与气缸体铸成一体，下曲轴箱用来贮存润

滑油，并封闭上曲轴箱，故又称为油底壳图。气缸体和曲轴箱通常铸成一体，称为汽缸体

-曲轴箱，这种汽缸体是汽车发动机中比较通用的结构。此种结构形式的刚度与强度较好,

制造工艺简单，发动机拆装也比较方便。曲轴箱体实物图如图2-1所示。

图2-1曲轴箱体实物图

2.2零件的工艺分析

从零件图1-1上可以看出，标有表面粗糙度符号的表面有外圆柱面、内圆柱面、端面

和内孔等。其中，表面粗糙度要求比较高的是箱体结合面，表面粗糙度为R。8,

例00/°35加〃内孔，公差等级达到/77级，表面粗糙度为RH.6,该孔是曲轴箱体零件中比

较重要的平面和内孔，所设计的工序都是来保证这个平面和内孔服务，另外箱体的底面和

左右端面的表面粗糙度为从表面间的位置。精度要求来看，结合面有平面度要求

7

0.03,左右端面相对于刎0)—35〃〃〃内孔轴线有垂直度要求。

对曲轴箱体零件图进行工艺审核后可进行机械加工工艺规程制定。

8

第3章机械加工工艺规程制定

3.1确定生产类型

按设计任务书，曲轴箱体零件为中批量生产，其毛坏制造、加工设备及工艺装备的选

择应呈现中批生产的工艺特点，毛坯的制造方法及加工余量，部分铸件用金属型；部分锻

件用模锻。毛坯精度中等、加工余量中等；机床设备及其布置形式，部分采用通用机床，

部分采用专用机床，按零件分类，部分布置成流水线，部分布置成机群式。广泛采用专用

夹具，可调夹具。刀具和量具，按零件的产量和精度，部分采用通用刀具和量具，部分采

用专用刀具和量具。工件的装夹方法，部分采用划线我正，广泛采用通用或专用夹具装夹。

要求操作工人平均技术水平一般；生产率及成本一般。

3.2确定毛坯制造形式

由该零件的功用及轴与曲轴箱体配合的使用场合可知，轴与曲轴箱体为间隙配合，存

在高频率的相对滑动，要求该曲轴箱体具有较高的抗震性能。所以选择既能满足使用要求,

价格又相对低廉的灰铸铁HT200,另外曲轴箱体表面存在平面、大直径内孔以及螺纹孔,

因此可以确定毛坯的制造形式为铸造。由于该曲轴箱体为成批量生产，查表3-1可知，选

择砂型铸造机器造型，铸钢件的公差等级为CT9级。

表3-1成批和大量生产铸件的尺寸公差等级

公差等级CT

铸件材料

方法

球墨可锻铜合锌合轻金属银基钻基

钢灰铸铁

铸铁铸铁金金合金合金合金

11-10-

砂型铸造手工造型11-1411-1411-1410-1311-1411-14

1413

砂型铸造机器造型和

8-128-128-128-128-108-107-98-128-12

壳形

金属型铸造8-108-108-108-107-97-9

压力铸造6-84-64-7

该零件的形状不是十分复杂，因此毛坏的形状与零件的形状应尽量接近。内孔

9

如00『必〃〃〃内孔由于直径比较大，应铸造出毛坯孔；其余螺纹孔和螺钉安装孔由于尺寸比

较小，铸造成实体，结合面、底面和左右端面铸造预留毛坯余量。

3.3选择定位基准

定位基准的选择是工艺规程制定中的重要工作，它是工艺路线是否正确合理的前提。

正确与合理的选择定位基准，可以确保加工质量、缩短工艺过程、简化工艺装备结构与种

类、提高生产率。

1.精基准的选择

分析曲轴箱体，该零件属于异形箱体类零件，表面一般存在面积比较大的平面，可以

选择作为定位基准，则可以选择箱体的底面为主要定位基准面，另外配合底面的2个直径

18mm内孔，采用“一面两孔”的方式进行定位，选择底面和底面2-4）18内孔进行定位可

以加工出大部分的待加工表面，符合“基准统一”原则，所选择的精基准可行C

2.粗基准的选择

分析曲轴箱体零件，该零件的底部平面和结合面为大平面，适合选作基准面，按照粗

基准选择原则（选取面积较大的平面作为粗基准），可以选择毛坯面的结合面为粗基准，

故选择曲轴箱体的结合面为粗基准。

3.4选择加工方法

1.平面的加工

平面的加工方法有很多，可以采用铳削、车削、包IJ削、磨削、拉削等。曲轴箱体的结

合面和底面为大平面，如果采用车削加工定位比较困难，刨削主要针对细长形的零件，故

曲轴箱体的结合面、底面以及左右端面适合采用铳削的加工方式，故决定采用铳削加工方

式来加工曲轴箱体的结合面、底面和左右端面。

2.内孔及槽的加工

孔的加工方法有很多，包括钻、扩、较、馍、拉、磨及铳等。曲轴箱体零件中的

矶00朴°35加〃内孔已经在毛坯中铸出其毛坯孔，可以采取在镂床上镶孔的方式进行加工，原

因是曲轴箱体零件为异形箱体类零件，结构紧凑且质量较大，不适合采用车削加工，最好

采用镶床进行链削加工。另外曲轴箱体表面存在直径比较小的内孔和螺纹孔，在毛坯表面

铸造成了实体，故对于精度要求比较高的小尺寸内孔可以采用钻孔-扩孔-跤孔的方式加工,

10

对于加工精度不高的内孔直接钻出，对于内螺纹采用钻孔-攻丝的方式加工。

3.5制定工艺路线

制定工艺路线是工艺人员制订工艺规程时最重要的工作，也是体现工艺师工艺水平的

重要方面。其原则是，在合理保证零件的几何形状、尺寸精度、位置精度、表面质量的前

提下，尽可能提高生产率，降低生产成本，取得较好的经济效益。制订工艺路线应遵循以

下几点：

(1)工艺路线的制订是实践性很强的工作，在具体制订时，一定要充分考虑本企业的

实际加工条件与能力。

(2)工艺师应具备较丰富的实际生产经验，制订机械加工工艺规程过程也是不断积累

经验的过程。对于一个冬件的加工，虽然可以安排不同的加工路线，但其中只有一条在一

定的生产条件下是最佳的，工艺师的任务就是要把这条最佳的线路找出来。

(3)制定机械加工工艺规程的发展方向是计算机辅助工艺编制，即CAPP。工艺路线

的制订可以利用成组技术、人工智能技术自动进行。

曲轴箱体零件的生产类型是大批量生产，其工艺特点是尽量选用通用机床并配以专用

夹具。在安排曲轴箱体零件工艺路线的过程中应主要考虑以下几个问题：

(I)曲轴箱体底部平面为竖直方向尺寸的设计基准，按照工艺路线制定的原则”基准

先行”,将底面的加T安排在前面，优先进行加Tc

(2)曲轴箱体的结合面表面粗糙度为最高的平面，其加工的表面质量好坏直接影响到

与上箱体安装的精度，因比可以安排粗加工、半精加工、精加工和磨削加工工序，另外结

合面在加工过程中可以与底面形成互为基准定位，保证两者之间的平行度。

(3)曲轴箱体零件为异形箱体类零件，一般采用的定位方式为“一面两孔”，考虑工

艺路线制定原则“基准统一”原则，在加工出底面和底面4-4)18内孔后，可以选择底面和

内孔进行定位，加工出剩余的待加工表面，考虑到底面4-418内孔精度不高，在加工时候

对其中两个呈对角分布的2-4)18内孔安排钻孔-扩孔-钱孔工序。

(4)按照“粗精分离”原则，将表面加工的粗加工和精加工安排在不同的工序中，而

不是安排在同一工序的不同工步当中。

在制订整体工艺路线时往往要提出两个或多个可行性方案，经过充分的比较、论证，

选择其中最佳的一种方案C同时对于选择加工方式及局部工艺路线时，也要拿出不同的方

11

案进行分析。曲轴箱体平面和内孔的加工，方案一，优先安排加工出底面以及底面的4-6

18内孔，后续所有待加工表面均以底面和内孔作为精基准；方案二，以结合面为粗基准优

先力口工出。100103'制〃内孔，在以结合面和刎00—3，〃〃〃内孔为精基准定位加工其他待加工

表面。分析以上两条工艺路线，方案一符合“先面后孔”原则，原因是保证面的加工精度

比保证孔的加工精度相对容易，方案二先加工如00:心〃"〃内孔，难以保证其加工精度，另

外方案一符合“基准统一”原则，对各部分表面的加工精度特别是形状公差的保证相对容

易。根据以上分析，按照方案一制定了以下工艺路线：

工序05：粗铳底面

定位基准：结合面

工序10：粗铳结合面

定位基准：底面

工序15：半精铳底面

定位基准：结合面

工序2（）：半精铳、精铳结合面（留磨削余量）

定位基准：底面

工序25：钻底面2・618（对角）、2-4）15

定位基准：结合面

工序30：扩孔2-617.8（对角）、钱孔2-小18

定位基准：结合面

工序35：粗铳、半精铳前端面，粗铳Rcl/2螺纹孔端面

定位基准：一面两孔定位（底面、2-Q18内孔）

工序40：粗铳、半精铳后端面

定位基准：一面两孔定位（底面、2・Q18内孔）

工序45：粗铳左端。60端面

定位基准：一面两孔定位（底面、2-Q18内孔）

工序5（）：粗镇、半精镣、精链例00：°叫7〃77内孔

定位基准：一面两孔定位（底面、2-Q18内孔）

工序55：钻攻前、后端面6-M8深12螺纹孔

定位基准：一面两孔定位（底面、2-Q18内孔）

工序6（）：钻结合面12-616内孔、钻攻结合面2-M8螺纹孔

定位基准：一面两孔定位（底面、2-Q18内孔）

工序65：钻左端面630内孔

定位基准：一面两孔定位（底面、2・Q18内孔）

工序70：钻攻前端面Rcl/2螺纹孔

定位基准：一面两孔定位（底面、2-。18内孔）

工序75：钻攻左端面3-M6深1（）螺纹孔

定位基准：一面两孔定位（底面、2-Q18内孔）

3.6确定加工余量及毛坯尺寸

3.6.1确定加工余量

该曲轴箱体材料为HT200灰铸铁，抗拉强度％=300M出,采用砂型铸造机器造型,

且为成批生产。查表3-1可知，铸钢件采用砂型铸造机器造型时，铸件尺寸公差为

CT8-CTT2级,此处选为CT9级。按照表3-2选择加工余量为H级，根据机械加工后铸件

的最大轮廓尺寸，按照表3-3可查得各加工表面的加工余量，见表3.4。

表3-2成批和大量生产的铸件机械加工余量等级

要求的机械加工余量等级

铸件材料

方法轻金

灰铸球墨可锻铜合锌合银基钻基

钢属

铁铸铁铸铁金金合金合金

合金

砂型铸造手工造型G-KF-HF-HF-HF-HF-HF-HG-KG-K

砂型铸造机器造型和壳型F-HE-GE-GE-GE-GE-GE-GF-HF-H

金属型D-FD-FD-ED-FD-FD-E

压力铸造B-I)B-DB-D

熔模铸造EEE一E一EEE

13

表3-2成批和大量生产的铸件机械加工余量等级

最大尺寸要求的机械加工余量等级

大于至ABCDEFGHJK

-400.10.10.20.30.40.50.50.711.4

40630.10.20.30.30.40.50.711.42

631000.20.30.40.50.711.422.84

1001600.30.40.50.81.11.52.2346

1602500.30.50.711.422.845.58

2504000.40.70.91.31.42.53.55710

4006300.50.91.11.52.2346912

6301(X)00.60.91.21.82.53.5571()14

10()016000.711.422.845.581116

I6(X)25000.81.11.62.23.24.5691418

25(X)4(X)00.91.31.82.53.557101420

40(X)630011.422.845.58111622

63001()(X)01.11.52.234.569121724

表3・3曲轴箱体各加工表面加工余量

加工表面单边余量双边余量备注

精度较高，基本尺寸选

例0035mm内孔36

择100

结合面58（结合面精度较高余

量为5mm,底面精度基本尺寸选择260

底面3

一般余量3mm）

前端面36（前后端面加工精度

双侧加工，精度一般，

一般，单侧余量

后端面3基本尺寸选择150

3mm）

零件质量约为86kg,加上加.匚余量，经过估算，毛坯质量约为92kg。

14

3.6.2确定毛坯基本尺寸

加工表面的毛坯尺寸只需将零件尺寸加上查取的相应加工余量即可，所得曲轴箱体的

毛坯尺寸见表3-4o

表3-4曲轴箱体毛坯尺寸

零件尺寸单边加工余量毛坯尺寸

。100产5〃〃〃内孔

3。94

结合面5

268

底面3

前端面3

306

后端面3

3.6.3确定毛坯尺寸公差

查表（铸件尺寸公差数值），查得各铸件加工尺寸公差见表3-5。

表3-5曲轴箱体铸件加工尺寸公差

毛坯尺寸公差按“对称”标注结果

01002.2±1.1。94±1.1

结合面

3.2±1.6268±1.6

底面

前端面

3.2±1.6306±1.6

后端面

364绘制毛坯简图

根据以上内容及砂型铸造的有关标准与规定，绘出毛坯简图，如图3-1所示。

15

赫赫

峭翻而

Mt”

迷3珏wa；

1WHUI6

HT200

图3-1曲轴箱体毛坯筒图

3.7工序设计

371选择加T设备与T艺装备

1.选择加工设备

选择加工设备即选择机床类型。由于己经根据零件的形状、精度特点，选择了加工方

法，因此机床的类型也随之确定。至于机床的型号，主要取决于现场的设备情况。若零件

的加工余量较大，加工材料又较硬，有必要校验机床功率。

选择加工设备要考虑加工经济精度。所谓加工经济精度是指在正常条件下（采用符合

质量标准的设备、工艺装备和标准技术等级的工人，不延长加工时间）所能保证的加工精

度。需要指出的是：每一种机床，都有相应的加工经济精度，也就是说任何机床在最经济

的情况下的加工精度和表面粗糙度都有一定的范围。若精心操作、细心调整、选择小的切

削用量，其加工精度也可以提高，但肯定是耗时费工。如车外圆时经“粗车一半精车一精

车”加工的经济精度与表面粗糙度为IT7〜IT8,Ral.25-5卬〃,也就是说，在正常的生产

条件下很容易满足此要求,若要一名高技术工人精心操作，也能车出IT6甚至是IT5级的

16

外圆来，但经济上太不划算了。总而言之，最终选择的机床，其经济精度应与零件表面的

设计要求相适应，初步选定各工序机床如下：

1)工序05、10、15、20为铳削平面工序

由于曲轴箱体零件外轮廓尺寸比较大，所以适合在铳床上铳削加工，选择X62立式铳

床加工；

2)工序30、35钻削加工

选择Z550立式钻床，主要技术参数参见Z550立式钻床说明书；

3)工序40、45铳削加工

考虑待铳削平面的位置，选择镀铳床来加工；

4)工序5()为镇内孔加工

选择TX68卧式链床进行加工

5)剩余加工螺纹孔、螺栓安装孔工序，在立式钻床即可完成加工，选择Z55O立式钻

床。

2.选择夹具

对于成品生产的零件，大多采用专用机床夹具。在保证加工质量、操作方便、满足高

效的前提下，也可部分采用通用夹具。本机械加工工艺规程中所有工序采用专用机床夹具、

需要专门设计制造。

3.选择刀具

在曲轴箱体的加工中，采用了像、钻、铳等多种加工方式，与之相对应，初选刀具情

况如下：

(1)镶刀

在镇床上加工的工序，一般都选择硬质合金刀具。加工钢质零件时可采用YT类硬质

合金，粗加工时选择YT5睥号硬质合金，半精加工时选择YT15牌号硬质合金，精加工时

选择YT30牌号硬质合金，为提高生产率及经济性，应选用可转位镶刀。切槽刀宜选用高

速钢。选择馍刀几何形状为卷屑槽倒棱型前刀面，前角为二12。，后角%)=63主偏角

Kr=9()°,副偏角K；=10。，刃倾角4=0。，刀尖圆弧半精4=0.8〃?加。

(2)铳刀

平面的加工选择高速钢端铳刀进行加工。

（3）钻头

从零件要求和加工经济性考虑，采用锥柄麻花钻头完成加工工序。对于要求较高的内

孔选择麻花钻钻孔，再进行扩孔和钱孔，对于内螺纹孔选择麻花钻钻出底孔，在用丝锥进

行攻丝操作。

4.选择量具

选择量具的原则是根据被测量对象的要求，在满足测量精度的前提下，尽量选用操作

方便、测量效率高的量具C量具有通用量具（如游标卡尺、千分尺、比较仪、量块等）和

各种专用高效量具，其种类的选择主要应考虑被测尺寸的性质，如内径、外径、深度、角

度、几何形状等以及被测工件的特点，如工件的形状、大小、精度、生产类型等。

本零件属于成批生产，一般均采用通用量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器

具的不确定度选择。一般根据被测对象的公差带宽度先查得相应的安全裕度A和计量器具

的不确定度允许值q（q=0.9A）,然后在量具手册中选择一种不确定度等于或小于q的量

具。二是按照计量器具的测量方法极限误差选择。

下面以精链例oo7°35加〃内孔工序为例来说明量具的选择。工序精镖例00—37〃〃〃内孔,

尺寸公差7=0.037〃〃〃（公差等级IT7级），现按计量器具的测量方法极限误差选择量具。

1）根据工件公差等级确定精度系数K。查表3-6可知，K=27.5%0

表3-6曲轴箱体铸件加工尺寸公差

公差等级IT5IT6IT7IT8IT9IT10ITI1-16

K(%)32.53027.525201510

2）求计量器具测量方法的极限误差A.。A|im=KT=0.275x0.03=0.00825nvn0

3）选择合适的量具。杳表（常用测量工具和测量方法的极限误差）可选择刻度值为

0.001毫米的千分尺。

在人为需要及条件允许的情况下，可以设计专用量规，以量规的通端和止端测量零件

加工的极限偏差，这时可以显著地提高测量的效率。

3.7.2确定工序尺寸

确定工序尺寸时，对于加工精度要求较低的表面，只需粗加工工序就能保证设计要求,

18

将设计尺寸作为工序尺寸即可，上下偏差的标准也按照设计规定。当加工表面精度要求较

高时，往往要经过数道工序才能达到要求。

下面以如00『035〃〃〃内孔加工为例计算工序尺寸、余量及确定公差。

例007°3'〃〃〃孔的加工需要经过三道工序，并且定位基准与工序基准重合。由上述可知

其总加工余量（双边余量）为6mm,其公差等级为IT7级。参考卧式铳键床的切削用量和

加工精度参数，查表（卧式镀铳床键削用量）和（卧式镀铳床加工精度）可知，精镇时直

径上切削深度为4=0.6-1.2〃制，表面粗糙度为业63-1.6〃〃，孔径公差等级H6-H8；半

精镇时明=1.5—3〃加、Ra25-12.5/zm,孑L径公差等级H8-H9,粗像时询=5-8〃〃刀、Ra25卬n,

孔径公差等级H10-H12。按照上述方法，确定。60H7孔的工序加工余量、工序尺寸公差及

表面粗糙度，见表3-7。

表3-7。6（）“7孔加工工序尺寸及公差

加工表面:。100-35〃〃〃

精镇半精镇粗镖毛坯

孔

工序双边余量/mm0.51.54

序尺寸及公差/mm例00丁皿。99.5。098/。94±1

表面粗糙度/um1.612.525

3.8确定切削用量和基本时间

切削用量包含切削速度、进给量及背吃刀量三项，确定方法是先确定背吃刀量、进给

量，而后确定切削速度。不同的加工性质，对切削加工的要求是不一样的。因此，在选择

切削用量时，考虑的侧重点也应有所区别。

粗加工时，应尽量保证较高的金属切除率和必要的刀具耐用度，故一般优先选择尽可

能大的背吃刀量，其次选择较大的进给量，最后根据刀具耐用度要求和余下的机床功率,

确定合适的切削速度。精加工时，首先应保证工件的加工精度和表面质量要求，故一般选

用较小的进给量和背吃刀量，而尽可能选用较高的切削速度。

19

1.工序05（粗铳底面）

（1）确定切削参数

本工序为铳削工序，所选刀具为高速钢端铳刀，铳刀直径d=200〃〃，，齿数z=8。选

择铳刀的基本形状，选前角%=15。,后角4=12。,己知铳削宽度《=200〃〃〃，铳削深度

ap=2mm,机床选择X62立式铳床。

i.确定每齿进给量力。查表（高速钢端铳刀、圆柱铳刀和盘铳刀加工时的进给量）X62

立式铳床的功率为7.5KW,工艺系统刚性为中等，细齿端铳刀加工钢料的进给量为

f:=0.25-OAnvn/z,现取f.=0.3/??/??/zo

ii.选择铳刀磨钝标准及耐用度。查表（铳刀磨钝标准），用高速钢端铳刀加工灰铸铁

料铳刀刀齿后刀面最大磨损限度为1.5mm。铳刀直径d=200m/〃，查表（铳刀平均寿命）

得到耐用度T=240mino

iii.确定切削速度和工作台每分钟进给量fMzo

计算公式如下:

v二C-女

匕一丁”《；/%；）〃、'

式中:G，=151,%=0.25,z=0.1,x，=0.2,uv=0.15,p、,=0.1,m=0.2,T=180nin

ap=Inun,f.=0.07nun/z,ae=22〃〃7?,z=6,d=60〃〃〃,kv=1.0

匕=SK=。=⑸x6g上./min

"唠夕y”150°2x20JxO.O702X220J5x601

1000匕1000x130“r/

n=------=---------=207r/min

M3.14x200

选择〃=200/min

mln3.14x200x200…一)•…,

则实际切削速度匕=----=---------------=125.6/77/min=2.1777/s

10001000

工作台每分钟进给量为fM:=0.3x8x200=480〃削/min

④校验机床功率。查表得到铳削时的功率计算公式如下

p二匕匕

c1000

20

CF吟打琮z

K

式中，CF=788,xF=0.95,%=0.8,〃尸=1.1,vvF=Q,qF=1.1,=2

f:=O.3〃〃72/zq=110,z=12,d=200/=200厂/min,kFc=0.63

厂788X2095X0.3°-8X1I0L,X12八八℃

F,=-----------k-=--------n—―-T-------x0.63=2100

2(X),JxllOO

Fevc2100x0.47

1==1八八八

'10001000

X62立式铳床的功率为15KW,故所选的切削用量可以采用，所确定的切削用量为

f_=0.3〃〃〃/z、fM.=720tntn/nin、n=200r/min、vc=2Am/s

（2）计算基本时间

/+人+/,

J〜

/I=0.54_〃2Y)+0—3)

=0.5x33+2

=18.5〃〃〃

/2=1-3Hlm,此处取6=2nvn

2.工序10（粗铳结合面面）

参照工序05选择工序参数。

3.工序15（半精铳底面）

（1）选择切削参数

木工序为铳削工序，所选刀具为高速钢端铳刀，铳刀直径d=200w,齿数z=8。选

择铳刀的基本形状，选前角为=15。，后角4=12。，已知铳削宽度4=200〃"〃，铳削深度

ap=\mm,机床选择X62立式铳床。

i.确定每齿进给量工。查表（高速钢端铳刀、圆柱铳刀和盘铳刀加工时的进给量）X62

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立式铳床的功率为7.5KW,工艺系统刚性为中等，细齿端铳刀加工钢料的进给量为

f.=0.15-0.3/ww/z,现取工=0.18,2〃/z。

ii.选择铳刀磨钝标准及耐用度。查表（铳刀磨钝标准），用高速钢端铳刀加工灰铸铁

料铳刀刀齿后刀面最大磨损限度为1.3mm。铳刀直径4=200吹〃?，查表（铳刀平均寿命）

得到耐用度T=180min。

iii.确定切削速度和工作台每分钟进给量几二。

计算公式如下：

y二切k

cryv

式中：cv=450,芬=0.25,匕=0.1,=0.2,uv=0.15,pv=0.1,m=0.2,T=180nin

ap=f.=0.07nun/z,ae=22nun,z=6,d=60""7?,kv=1.0

匕="k,=「对丁-=39(Wmin

150。2x20Jx0.07°2x220J5x601

lOOOv.1000x390°C,.

以3.14x200

选择〃=600r/min

Tidn3.14x200x600.,

则实际切削速度匕=---=---------------=3o76.8o，%/min=63omls

10001000

工作台每分钟进给量为fM:=0.18x8x600=864nvn/nin

所确定的切削用量为，=0.2/出〃/z、fM.=288iwn/min、n=600，"/min、vc=63nlis

（2）计算基本时间

/+/,+/.

r：=——!

l\—0.5(4-yjd--a；