曲轴的数控加工工艺培训资料

1、浙江工贸职业技术学院13届毕业设计（论文）浙江工贸职业技术学院毕业设计（论文）课题名称： 曲轴的数控加工工艺系 部： 汽机学院 专 业： 数控技术班 级： 数控1302姓 名： 张余榕学 号： 1310204238指导教师： 郑秀丽 完成时间 2016 年 3 月 17 日目录1、绪论11.1 引言11.2 设计内容22、零件的工艺分析22.1零件结构工艺性分析32.2零件技术条件分析32.3毛坯的选择 32.3.1 毛坯种类选择 32.3.2 毛坯制造方法的选择43机加工工艺路线确定43.1加工方法分析确定43.2 加工顺序的安排43.3 定位基准选择43.4加工阶段的划分44. 工序的划分

2、54.1工序的划分54.2 加工顺序的安排54.3 确定加工路线65.曲轴的机械加工工艺过程卡片76.拟定加工零件的工艺卡片106.1曲轴数控加工工艺107. 铣床加工曲轴表面程序268. 量具的选用298.1 游标卡尺298.2 千分尺29总结30参考文献31曲轴的数控加工工艺 张余榕 汽车与机械工程学院 班级：数控1302班 摘要：曲轴是汽车发动机的关键零件之一,其性能好坏直接影响到汽车发动机的质量和寿命.曲轴在发动机中承担最大负荷和全部功率,承受着强大的方向不断变化的弯矩及扭矩，同时经受着长时间高速运转的磨损，因此要求曲轴材质具有较高的刚性、疲劳强度和良好的耐磨性能。发动机曲轴的作用是将

3、活塞的往复直线运动通过连杆转化为旋转运动，从而实现发动机由化学能转变为机械能的输出。本课题是单拐曲轴的加工工艺的分析。工艺路线的拟定是工艺规程制订中的关键阶段，是工艺规程制订的总体设计。所撰写的工艺路线合理与否，不但影响加工质量和生产率，而且影响到工人、设备、工艺装备及生产场地等的合理利用，从而影响生产成本。所以，本次设计是分析曲轴零件加工技术要求及加工精度后，合理确定毛坯类型，经过查阅相关参考书、手册、图表、标准等技术资料，确定各工序的定位基准、机械加工余量、工序尺寸及公差，最终制定出曲轴零件的加工工序卡片。关键词：发动机;曲轴;工艺设计1、绪论1.1 引言数控技术及数控机床在当今机械制造业

4、中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控机床的广泛应用11.2 设计内容利用计算机辅助设计软件AutoCAD2008绘制单拐曲轴的零件图，计算机辅助造型软件UG6.0的三维造型。本设计以单拐曲轴的数控加工为例，探讨了AutoCAD2008、UG6.0等软件的用途及功能。AutoCAD2008的用途及功能,AutoCAD是由美国Autodesk公司于二十世纪八十年代初为微机上应用CAD技术而开发的绘图程序软件包，经过不断的完美，现已经成为国际上广为流行的绘图工具。AutoC

5、AD可以绘制任意二维和三维图形，并且同传统的手工绘图相比，用AutoCAD绘图速度更快、精度更高、而且便于个性，AutoCAD2008是当今PC上运行的CAD软件产品中最强有力的软件，它体现世界CAD技术的发展趋势，已经在航空航天、造船、建筑、机械、电子、化工、美工、轻纺等很多领域得到了广泛应用，并取得了丰硕的成果和巨大的经济效益。由于AutoCAD具有使用方便、体系结构开放等特点，深受广大工程技术人员的青睐。AutoCAD2008是一种通用的计算机辅助绘图设计软件，它能根据用户的指令迅速而准确地绘制出所需的图形，是手工绘图根本无法比拟的一种高效绘图工具，具有以下功能：（1）绘图功能、（2）编

6、辑功能、（3）三维功能、（4）设计中心和工具选项板、（5）输出功能、（6）Internet功能等。通过使用AutoCAD2008，可以绘制出单拐曲轴的零件图的二维图纸。2、零件的工艺分析由零件图得知，该单拐曲轴材料为QT600-2 。 QT600-2是球墨铸铁的老牌号，相当于新标准 QT600-3 。该牌号铸铁为珠光体型球墨铸铁，具有中高等强度、中等 韧性和塑性，综合性能较高，耐磨性和减振性良好，铸造工艺性能良好等特点。能通过各种热处理改变其性能。主要用于各种动力机械曲轴、凸轮轴、连接轴、连杆、齿轮、离合器片、液压缸体等零部件。 曲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件

7、。 它是往复式发动机、压缩机、剪切机与冲压机械的重要零件。曲轴的结构与一般 轴不同，它有主轴颈、连杆轴颈、主轴颈和连杆轴颈之间的连接板组成，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。该单拐曲轴主要加工面为主轴颈端面、轴颈、倒圆、倒角以及阶梯部分，连接板侧面部分，连杆轴颈轴颈、倒圆以及阶梯部分，各油孔以及甩油板连接螺纹。2.1零件结构工艺性分析曲轴的结构与一般轴不同，它有主轴颈、连杆轴颈、主轴颈和连杆轴颈之间的连接板组成，其L/D=818/110=7.4412，钢性差，易变形，

8、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。2.2零件技术条件分析 主轴颈、连杆轴颈本身精度： 主轴颈110尺寸公差等级IT6，表面粗糙度Ra为1.25m，杆轴颈110尺寸公差等级为IT7，表面粗糙度Ra为0.63m，轴颈长度公差等级为IT13，圆柱度误差0.015，连杆轴颈的圆柱度误差0.015。 位置精度，主轴颈与连杆轴颈的平行度0.02，主轴颈的同轴度误差为0.02。2.3毛坯的选择 2.3.1 毛坯种类选择 此零件属小批生产，考虑到成本以及工艺可行性，选择铸造毛坯。 2.3.2 毛坯制造方

9、法的选择 铸造分普通铸造和特种铸造，该零件结构简单且为小批量生产，故选择普通铸造，采用手工造型沙箱铸造方式。3、机加工工艺路线确定3.1加工方法分析确定该零件是单拐曲轴。小批量生产。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，连杆轴颈与主轴颈的中心距为120，加工连杆轴颈时，可利用以加工过的主轴颈定位，安装到专用的偏心卡盘分度夹具中使连杆轴颈的轴线与转动轴线重合。3.2 加工顺序的安排先以主轴颈为粗基准连杆轴颈作支撑车两端面，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。关键工序加工：先粗加工主轴颈，再半精加工主轴颈，以此为基准

10、，粗加工连杆轴颈，再磨主轴颈，最后磨连杆轴颈。3.3 定位基准选择先以主轴颈为基准铣曲轴两端面并打中心孔，再以两顶尖定位方式粗加工主轴颈，再半精加工主轴颈，再用偏心卡盘分度夹具以主轴颈为基准，加工连杆轴颈，再磨主轴颈，以此为精基准，最后磨连杆轴颈。3.4加工阶段的划分粗加工阶段a. 毛坯处理 清理及时效处理b. 粗加工目的：最大限度的切除余量，及时发现毛坯缺陷，采取必要措施。半精加工阶段目的：为精加工作最后的准备。精加工阶段目的：达到零件图中的全部要求。4、工序的划分4.1工序的划分数控机床体现在加工工序的集中，根据数控机床的加工特点，加工工序的划分有以下几种方式：1）根据装夹定位划分工序 这

11、种方法一般适应于加工内容不多的工件，主要是将加工部位分为几个部分，每道工序加工其中一部分。如加工外形时，以内腔夹紧；加工内腔时，以外形夹紧。2）按所用刀具划分工序 为了减少换刀次数和空程时间，可以采用刀具集中的原则划分工序，在一次装夹中用一把刀完成可以加工的全部加工部位，然后再换第二把刀，加工其他部位。在专用数控机床或加工中心上大多采用这种方法。3）以粗、精加工划分工序 对易产生加工变形的零件，考虑到工件的加工精度，变形等因素，可按粗、精加工分开的原则来划分工序，即先粗后精。在工序的划分中，要根据工件的结构要求、工件的安装方式、工件的加工工艺性、数控机床的性能以及工厂生产组织与管理等因素灵活掌

12、握，力求合理。在本次数控加工中工序的划分是根据装夹定位划分工序的。4.2 加工顺序的安排加工顺序的安排应根据工件的结构和毛坯状况，选择工件定位和安装方式，重点保证工件的刚度不被破坏，尽量减少变形，因此加工顺序的安排应遵循以下原则：1） 基面先行 2） 先粗后精3） 先主后次 4) 先面后孔 4.3 确定加工路线走刀路线就是刀具在整个加工工序中的运动轨迹，它不但包括了工步的内容，也反映出工步顺序，走刀路线是编写程序的依据之一。确定走刀路线时应注意以下几点：1）寻求最短加工路线即减少空行程；2）最终轮廓一次走刀完成即明确粗精加工；3）选择切线方向切入与切出；56、拟定加工零件的工艺卡片6.1曲轴数

13、控加工工艺数控加工工序卡车两端面打中心孔夹具名称V形块设备名称及型号数控车床材料名称及牌号QT600-2工序名称1工序号1 工步号工步内容切削用量刀具量具Vcnf编号名称编号名称01粗车左右两端面16 m/min232 r/min0.5 mm/r2mm01硬质合金车刀01游标卡尺02钻中心孔16 m/min232 r/min0.5 mm/r2mm01硬质合金车刀01游标卡尺数控加工工序卡粗车主轴颈右端夹具名称两顶尖 设备名称及型号数控车床材料名称及牌号QT600-2工序名称2工序号2 工步号工步内容切削用量刀具量具Vcnf编号名称编号名称01车外圆端面至11259 m/min167 r/min

14、1.3 mm/r2mm0190度车刀01游标卡尺02车外圆至10759 m/min167 r/min1.3 mm/r2mm0190度车刀01游标卡尺数控加工工序卡粗车主轴颈左端夹具名称两顶尖设备名称及型号数控车床材料名称及牌号QT600-2工序名称3工序号3 工步号工步内容切削用量刀具量具Vcnf编号名称编号名称01车112外圆59 m/min167 r/min1.3 mm/r2mm0190度车刀01游标卡尺数控加工工序卡铣连杆轴颈上下端夹具名称专用夹具设备名称及型号数控铣床材料名称及牌号QT600-2工序名称4工序号4 工步号工步内容切削用量刀具量具Vcnf编号名称编号名称01铣连杆轴颈上下

15、端59 m/min167 r/min1.3 mm/r2mm01铣刀数控加工工序卡精车主轴颈右端夹具名称顶尖设备名称及型号数控车床材料名称及牌号QT600-2工序名称5工序号5 工步号工步内容切削用量刀具量具Vcnf编号名称编号名称01车外圆端面至110.4120 m/min350 r/min0.1 mm/r2mm0190度车刀01游标卡尺02车外圆至105.4120 m/min350 r/min0.1 mm/r2mm0190度车刀01游标卡尺数控加工工序卡精车主轴颈左端夹具名称顶尖设备名称及型号数控车床材料名称及牌号QT600-2工序名称6工序号6 工步号工步内容切削用量刀具量具Vcnf编号名

16、称编号名称01车外圆至110.4120 m/min350 r/min0.1 mm/r2mm0190度车刀01游标卡尺数控加工工序卡粗、精车连杆轴颈侧板夹具名称分度卡盘设备名称及型号数控车床材料名称及牌号QT600-2工序名称7工序号7 工步号工步内容切削用量刀具量具Vcnf编号名称编号名称01粗车110连杆轴颈侧板48 m/min150 r/min1.2 mm/r2mm0190度车刀01游标卡尺02精车110连杆轴颈侧板120 m/min142 r/min0.25 mm/r4.5mm0190度车刀01游标卡尺数控加工工序卡车锥度并倒角夹具名称顶尖设备名称及型号数控车床材料名称及牌号QT600-

17、2工序名称8工序号8 工步号工步内容切削用量刀具量具Vcnf编号名称编号名称01车锥度120 m/min142 r/min0.25 mm/r4.5mm01硬质合金车刀01游标卡尺02倒角数控加工工序卡铣键槽夹具名称V形块设备名称及型号数控铣床材料名称及牌号QT600-2工序名称9工序号9 工步号工步内容切削用量刀具量具Vcnf编号名称编号名称01铣键槽400 r/min0.25 mm/r0.5mm01键槽铣刀01游标卡尺数控加工工序卡钻主轴颈左端油孔并扩孔，锪孔；钻连杆轴颈油孔并攻螺纹夹具名称V形块设备名称及型号钻床材料名称及牌号QT600-2工序名称10工序号10 工步号工步内容切削用量刀具

18、量具Vcnf编号名称编号名称01钻主轴颈左端油孔22 m/min26 r/min0.5 mm/r0.5mm0120钻头01游标卡尺02扩孔320232扩孔钻头02游标卡尺03锪孔22 m/min26 r/min0.5 mm/r0.5mm03游标卡尺04钻连杆轴颈油孔200420钻头04游标卡尺05攻螺纹M2405丝锥数控加工工序卡钻第一侧板油孔并攻螺纹；钻两侧板下端420孔并攻丝夹具名称V形块设备名称及型号钻床材料名称及牌号QT600-2工序名称11工序号11 工步号工步内容切削用量刀具量具Vcnf编号名称编号名称01钻10孔22 m/min26 r/min0.5 mm/r0.5mm10钻头0

19、1游标卡尺02攻M12螺纹02丝锥03钻4-20孔22 m/min26 r/min0.5 mm/r0.5mm0320钻头03游标卡尺04扩孔04扩孔钻05攻M24螺纹05丝锥 数控加工工序卡钻连杆轴颈斜油孔夹具名称V形块、专用夹具设备名称及型号钻床材料名称及牌号QT600-2工序名称12工序号12 工步号工步内容切削用量刀具量具Vcnf编号名称编号名称01钻2-10斜油孔22 m/min26 r/min0.5 mm/r0.5mm0110钻头01游标卡尺 数控加工工序卡磨主轴颈右端并圆角夹具名称两顶尖、专用夹具设备名称及型号磨床材料名称及牌号QT600-2工序名称13工序号13 工步号工步内容切

20、削用量刀具量具Vcnf编号名称编号名称01磨外圆至11015 m/min120 r/min1 mm/r0.4mm01千分尺02磨外圆至10515 m/min120 r/min1 mm/r0.4mm01千分尺 数控加工工序卡磨主轴颈左端并圆角夹具名称两顶尖、专用夹具设备名称及型号磨床材料名称及牌号QT600-2工序名称14工序号14 工步号工步内容切削用量刀具量具Vcnf编号名称编号名称01磨外圆至11015 m/min120 r/min1 mm/r0.4mm01千分尺数控加工工序卡磨连杆轴颈夹具名称分度卡盘、V形块设备名称及型号磨床材料名称及牌号QT600-2工序名称15工序号15 工步号工步

21、内容切削用量刀具量具Vcnf编号名称编号名称01磨外圆至11015 m/min120 r/min1 mm/r0.4mm01千分尺02圆角4-R315 m/min120 r/min1 mm/r0.4mm数控加工工序卡磨锥度夹具名称两顶尖、分度卡盘设备名称及型号磨床材料名称及牌号QT600-2工序名称16工序号16 工步号工步内容切削用量刀具量具Vcnf编号名称编号名称01磨锥度22 m/min64 r/min0.4 mm/r0.4 mm01游标卡尺7、铣床加工曲轴表面程序19%G90G00G17G54Z10.0S15000M3(20)G00X-83.641Y0.0Z10.0Z1.0G01Z-8.

22、0F250Y75.113F2500G02X-81.346Y81.373I10.013J-0.121G01X-80.511Y82.267X-80.478Y82.296X-79.584Y83.044G02X-73.325Y85.0I5.97J-8.11G01X4.471G02X8.942Y83.889I-0.123J-10.05G01X9.836Y83.386X13.413Y81.318X14.307Y80.805X17.884Y78.737X17.97Y78.69X22.355Y76.156X23.249Y75.642X25.714Y74.219X26.826Y73.574X27.72Y73.0

23、61X28.615Y72.544X28.808Y72.430X31.907Y70.642X32.191Y70.48X36.552Y67.959X36.662Y67.898X40.239Y65.830X41.201Y65.277X44.71Y63.249X45.604Y62.736X48.287Y61.185X48.945Y60.806X49.181Y60.668X50.075Y60.154X50.493Y59.912X53.591Y58.123X53.652Y58.087X54.546Y57.573X55.138Y57.229X55.441Y57.056X58.237Y55.441X59.01

24、7Y54.992X59.784Y54.546X59.912Y54.475X63.488Y52.407X64.433Y51.864X67.065Y50.343X67.532Y50.075X67.959Y49.826X68.854Y49.312X71.536Y47.761X72.177Y47.393X72.430Y47.244X73.325Y46.731X75.113Y45.697X75.276Y45.604X76.007Y45.18X76.823Y44.71X76.902Y44.663X77.796Y44.15X78.37Y43.816X78.69Y43.633G02X83.61Y35.768I

25、-5.045J-8.627G01X83.641Y34.874Y-34.874G02X78.69Y-43.633I-10.004J-0.124G01X78.37Y-43.816X77.796Y-44.15X76.902Y-44.663X76.823Y-44.71X76.007Y-45.18X75.276Y-45.604X73.725Y-46.499X73.325Y-46.731X72.430Y-47.244X72.177Y-47.393X71.536Y-47.761X68.854Y-49.312X67.959Y-49.826X67.532Y-50.075X67.065Y-50.343X64.38

26、3Y-51.894X63.488Y-52.407X59.912Y-54.475X59.784Y-54.546X59.017Y-54.992X58.123Y-55.505X55.441Y-57.056X55.138Y-57.229X54.546Y-57.573X53.652Y-58.087X53.591Y-58.123X52.04Y-59.017X50.97Y-59.637X50.493Y-59.912X50.075Y-60.154X49.181Y-60.668X48.945Y-60.806X45.604Y-62.736X44.296Y-63.488X41.133Y-65.317X40.239Y

27、-65.830X36.662Y-67.898X36.552Y-67.959X32.191Y-70.48X31.297Y-70.993X28.808Y-72.430X28.615Y-72.544X27.72Y-73.061X26.826Y-73.574X25.714Y-74.219X22.615Y-76.007X22.355Y-76.156X17.97Y-78.69X17.884Y-78.737X14.307Y-80.805X13.320Y-81.373X9.836Y-83.386G02X6.259Y-84.818I-5.716J9.094G01X5.363Y-84.949X4.471Y-85.

28、0X-73.325G02X-83.589Y-76.007I-0.299J10.012G01X-83.641Y-75.113Y0.0G00Z10.0M30% 8、量具的选用为保证质量，每个零件在根据图样制造的同时。零件是否符合图样要求，需要经过测量工具检验才能知道，这些用于测量的工具称为量具。常用的量具有游标卡尺、千分尺、百分表等。在本次加工中需要使用的量具有以下几种：8.1 游标卡尺游标卡尺是一种结构简单、中等精度的量具，可以直接量出工件的外径、内径、长度、和深度的尺寸。在使用游标卡尺时的注意事项：1）使用前，应先把量爪和被测工件表面的灰尘和油污等擦干净，同时检查各部件的相互作用，如尺框和微动

29、装置移动是否灵活，坚固螺钉是否能起作用等。2）检查游标卡尺零位，使游标卡尺两量爪紧密贴合。3）使用时，要掌握好量爪面同工件表面接触时的压力，既不太大，也不太小，刚好使测量面与工件接触，同时量爪还能沿着工件表面自由滑动。有微动装置的游标卡尺，应使用微动装置。4）游标卡尺读数时，应把游标卡尺水平地拿着朝亮光的方向，使视线尽可能地和尺上所读的刻线垂直，以免由于视线的歪斜而引起读数误差。8.2千分尺千分尺是一种精密量具。生产中常用的千分尺的测量精度为0.01mm。它的精度比游标卡尺要高，并且比较灵敏，因此，对于加工精度要求较高的零件尺寸，要用千分尺来测量长度、外径、厚度等。1）使用千分尺时，一般用手握

30、住隔热装置。2）千分尺两测量面将与工件接触时，要使用测力装置，不要转动微分筒。3）千分尺测量轴的中心线要与工件被测长度方向相一致，不要歪斜。4）千分尺测量面与被测工件相接触时，要考虑工件表面几何形状。总结 本次设计通过对工件工艺分析，按其要求选择适合的机床、刀具、量具及基准：由于该工件需通过车削与铣削来结合完成故使用两种方式。整体零件的装配上，必须每个零件都加工到位否则则无法融洽装配。并利用了AutoCAD2008绘制二维零件图和装配图，制作加工工艺卡片，进行数控加工模拟仿真，最后利用Office软件编写设计论文。通过本次理论和结合实践，使我对数控加工的流程有了较深刻熟练的了解。通过查阅一些资

31、料书和老师的指导，最后完成了圆钻模的工艺及数控仿真加工。这是三年以来，在校学习的一次总结。两个月的制作过程，使我各方面提高了不少，如图纸的工艺分析、WORD等办公软件的使用、绘制图纸的软件等都有一定的提高，这是在走出校园踏入社会前最好的一次实践。在这里要感谢学校，更要感谢指导郑秀丽老师的认真负责。浙江工贸职业技术学院13届毕业设计（论文） 参考文献（1）金属切削原理与刀具主编：戴乃昌 浙江工贸职业技术学院.（2）机械设计基础主编：陈立德. 高等教育出版社.（3）机械制图主编：李澄、吴天生、闻百桥 高教教育出版社.（4）现代机械制图习题集主编：谢军 机械工业出版社.（5）机械加工工艺设计手册主编

32、：张耀宸 航空工业出版社.（6）机械课程设计简明手册主编：骆素君. 化学工业出版社.（7）数控编程实用教程主编：王平 化学工业出版社.（8）AutoCAD 2008 中文版应用教程主编：曾令宜 电子工业出版社.（9）机械切削工艺参数速查手册主编：彭林中 张宏. 化学工业出版社.（10）金属材料与热处理 主编：常永坤.张胜来. 山东科学技术出版社.（11）工程力学主编：张定华 . 高等教育出版社.（12）互换性与测量技术主编：陈于萍.高晓康. 高教教育出版社.（13）UG NX6.0立体词典：数控编程主编：王卫饼 浙江大学出版社.215、曲轴的机械加工工艺过程卡片单拐曲轴机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称单拐曲轴零件名称单拐曲轴共3页第1