柴油机曲轴机械加工工艺毕业设计

目 录摘要4第一章 绪论51.1 课题的目的及意义5 1.2 设计要求5第二章 工艺规程设计7 2.1 计算生产纲领，确定生产批量 7 2.2 选择毛坯 7 2.3 工艺规程设计 7 2.3.1 定位基准的选择7 2.3.2 零件表面加工方法的选择8 2.3.3 制定工艺路线8 2.4 确定机械加工余量和毛坯的选择16 2.4.1 机械加工余量的确定 16 2.4.2 工序尺寸的确定 16 2.4.3 刀具的选择 17 2.4.4 量具的选择 18 2.4.5 毛坯尺寸的确定 19 2.5 确定切削用量及基本工时19 2.6 切削液的选择26 第三章 夹具设计 283.1 问题的提出 283.2 夹具设计 28 3.2.1 定位基准的选择 28 3.2.2 切削力及夹紧力计算 28 3.2.3 定位误差分析 29 柴油机曲轴机械加工工艺规程及斜油孔回转钻模设计23.2.4 夹具设计及操作的简单说明 29 第六章 总结32参考文献 33 致谢 34柴油机曲轴机械加工工艺规程及斜油孔回转钻模设计3摘要曲轴是汽车发动机的关键零件之一，起质量好坏直接影响到汽车发动机的质量和使用寿命。曲轴在发动机中承担最大负荷和全部功率，承受着强大的不同方向的弯矩和扭矩，同时受着长时间高速运转的磨损，因此要求曲轴材质有较高的刚性、疲劳强度和耐磨性能。发动机的曲轴作用是将活塞的往复直线运动通过连杆转换为旋转运动，从而实现发动机从化学能转换为机械能的输出。本次设计分析了曲轴的工艺性，对曲轴从毛坯到成品进行了详细的工艺规程设计,并对其加工要求设计了曲轴夹具。该夹具和分度装置连接，能回转 1800。其最大的特点是能在一个夹具上加工多个不同方向和位置的孔，大大地节约了加工时间，提高了对孔加工的效率，对类似的多孔加工有很好的借鉴作用。采用叉形偏心凸轮夹紧，不仅节省能源，还很灵活，而且能方便地自锁。这种装置具有定位精度高、夹紧可靠及操作方便等优点。关键词：曲轴，分度装置，回转式钻模，工艺规程设计，叉形偏心凸轮 AbstractAnalysis of the process of the crankshaft, the crankshaft from the rough to the finished product in detail the design of a point of order, and the processing requirements of the design of the crankshaft fixture. The points of the fixture and connect to Rotary 1800. Its greatest feature is a fixture in processing a number of different directions on the location of the hole and, significantly saving processing time and increase the efficiency of the processing hole, similar to the porous processing a very good reference. Chaxing eccentric cam clamp used not only save energy, is very flexible and can easily self-locking. This device has a high positioning accuracy, reliable and easy to operate clamping advantages。Keywords：crankshaft，round drilling fixture, Design of a point of order， Chaxing eccentric cam柴油机曲轴机械加工工艺规程及斜油孔回转钻模设计4第一章 绪论1.1 课题的目的及意义通过全面复习、巩固机械制造工艺学、机械制造装备设计以及相关课程的基本知识，并运用所学知识解决实际设计问题，完成了毕业设计。同时提高了分析问题、解决问题的能力，进一步加强了机械制图的能力。掌握各种手册、文献资料在工艺工装设计中的运用。查阅各种国标，提高了对标准件的认识。通过文献检索、英文翻译，提高运用计算机和英语的能力，提高综合素质。我国制造业的发展状况大致可分为三大阶段：第一阶段为建国初到1978年的改革开放，这是我国制造业形成比较独立完整体系的时期；第二阶段是改革开放到上世纪90年代初，是我国制造业中以轻纺工业为代表的传统产业的迅猛发展期，带有比较明显的粗放性和文革后恢复性发展的色彩，这一阶段制造业的发展使我国基本上告别了工业产品短缺的时代；第三阶段自90年代初开始，我国制造业在开放和竞争的环境中进入了结构调整和产业提升的新时期，高新技术产业比重明显上升。机械工业作为国民经济的重要装备部门，对加速我国产业优化升级具有关键意义。加入世贸组织后的过渡期内，是机械工业加紧进行体制改革和战略性重组，尽快增强抗风险能力和市场竞争力的关键时期。国务院发展研究中心宏观经济研究部部长卢中原在论及这一问题时提出，我国机械工业应当以治散、治弱为重点，推进战略性重组，使企业经营机制、经济规模、产品质量档次、生产技术水平尽快适应“入世”后市场竞争的新格局。 “入世”使机械工业的总体竞争力面临挑战 作为产业结构理论专家，卢中原认为，对机械工业而言， “入世 ”会在优化市场环境、促进产业升级、提高出口竞争力等方面产生积极影响；但鉴于机械工业存在着突出的“散、乱、低、弱“ 问题，总体竞争力不强，所以面临的冲击会比其他工业部门更大，持续时间更长。机械制造中广泛采用能迅速把工件固定在准确位置或同时能确定加工刀具位置的一种辅助装置，这种装置统称夹具。可使工艺过程中保证工序质量，提高生产效柴油机曲轴机械加工工艺规程及斜油孔回转钻模设计5率、减轻工人劳动强度及工作安全。随着产品要求越来越高和产品更新越来越快，这样夹具广泛用于机械加工，夹具在制造过程中占有越来越重要的地位。对夹具的要求也会提高，专用夹具、成组夹具、组合夹具和随行夹具都朝着柔性化、自动化、标准化、通用化和高效化方向发展以满足加工要求。1.2 设计要求：1.了解零件的主要功用并根据简图画出详细零件图；2按照年生产量为 5000 件的要求对其进行结构分析后拟定其加工路线及详细工艺规程，确定各工序尺寸、工序加工余量、加工工时等；3确定 12 道典型工序的切削用量、时间定额，校核功率；4. 对零件的加工进行工艺分析，设计摇臂钻回转式钻模一套，绘制夹具装配总图和夹具零件图；5撰写设计说明书壹份，字符数不少于 1.5 万个，并有中英文摘要及关键词。 6图纸工作量不少于 3 张 A0 幅面。7翻译本专业外文资料: Bernd Kopacek，Peter Kopacek。Intelligent Disassembly of Electronic Equipment J.柴油机曲轴机械加工工艺规程及斜油孔回转钻模设计6第二章 工艺规程设计2.1 计算生产纲领，确定生产类型零件图所示为曲轴零件，根据年生产量 5000 件，现知道该零件为中型机械，查文献4 表 1.1-2 生产类型与生产纲领的关系，可确定其生产类型为大量生产。2.2 选择毛坯曲轴承受着周期性不断变化的燃气冲击力、往复运动的惯性力、旋转质量的离心力等复杂的交变载荷，产生扭转、横向与纵向振动，承受拉、压、弯和磨损，所以对曲轴的要求是：有足够的强度、刚性和耐磨性。故该零件的材料可选 QT700-2，采用铸造，用金属模造型。此外铸造后应安排正火处理，消除残余应力，改善毛坯机械加工性能。2.3 工艺过程设计在确定零件加工的工艺规程过程中，选择正确的粗、精基准是非常重要的。因而选择粗基准的原则和精基准的原则是不容忽视的。2.3.1 定位基准的选择(1) 粗基准的选择粗基准的选择原则：如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面的位置精度要求较高的表面作为粗基准。如果必须保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作为粗基准。如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作为粗基准。选作粗基准的表面应该平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位柴油机曲轴机械加工工艺规程及斜油孔回转钻模设计7可靠。粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。根据以上原则，选主三轴及法兰外圆为粗基准。 (2) 精基准的选择精基准的选择原则：用设计基准作为定位基准，实现“基准重合” ，以免产生基准不重合误差。当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽量可能采用此组精基准定位，实现“基准统一” ，以免产生基准转换误差。当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准” 、反复加工的原则。有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。加工曲轴的主轴颈以及与主轴颈同旋转轴心线的其它配合部分，采用辅助精基准顶针孔。具体各工序基准参见工序卡。2.3.2 零件表面加工方法的选择本零件的加工表面有：圆外面，油孔，端面等。材料为 QT700-2。零件加工表面、形位精度要求和加工方法如下：1) 75.75mm，主轴颈，精度为 IT9 级，同轴度为 0.08，端面圆跳动为 0.08，表面粗糙度为 0.4，采用车，磨。2) 64.2mm，连轴，精度为 IT11 级，同轴度为 0.25，端面圆跳动为 0.08，表面粗糙度 0.4，采用车，磨。3)大小头及其端面，表面粗糙度为 12.5，采用车，磨。柴油机曲轴机械加工工艺规程及斜油孔回转钻模设计84)法兰外圆面，表面粗糙度为 0.4，采用车，磨。5) 30 外圆，表面粗糙度为 0.4，采用车，磨。6) 50 外圆面，表面粗糙度为 0.4，采用车，磨。7)法兰端面，表面粗糙度为 1.6，采用铣8)钻 5 的斜油孔，表面粗糙度为 12.5，采用钻，铰。9)各轴肩，表面粗糙度为 0.8，采用车，磨。10) 30 端面，表面粗糙度为 1.6，采用铣。11)铣键槽，表面粗糙度为 1.6，采用铣。2.3.3 制定工艺路线本体的加工工艺路线一般遵循先面后孔，先主要表面后次要表面，先加工基准面及粗精分开的原则。由于生产纲领为大量生产，所以尽量使用通用机床及专用夹具，量具，并考虑工序集中1）制订工艺路线方案一： 表 1 工艺路线序号 工序内容005 铸造毛坯010 正火015 铣端面020 划线，打中心孔025 粗车法兰外圆030 粗车主三轴035 半精车法兰外圆040 半精车主三轴045 粗磨主三轴050 车主颈及大小头柴油机曲轴机械加工工艺规程及斜油孔回转钻模设计9055 粗磨主颈及小头060 精车大头065 车小头平端面070 钻大头孔075 铣定位面080 粗车 1，4 连杆085 粗车 2，3 连杆090 半精车 1，4 连杆095 半精车 2，3 连杆100 粗磨连颈105 半精磨小头110 钻直油孔115 钻斜油孔120 精磨主颈125 精磨法兰130 精磨连颈135 探伤及退磁140 氮化前抛光145 检验，校直，氮化150 修中心孔，倒角155 精磨小头160 精车轴承孔165 钻法兰孔170 铣键槽175 去毛刺180 孔口抛光185