精品单拐曲轴零件机械加工规程设计说明书定

1、目录第一部分工艺设计说明书 11、零件图工艺分析11.1、零件结构功用分析11.2、零件技术条件分析11.3、零件结构工艺性分析12.、毛坯选择12.1、毛坯类型12.2、毛坯于量确定12.3、毛坯零件和图草图13、机加工工艺路线确定23.1、加工方法分析确定23.2、加工顺序安排23.3、定位基准选择23.4、加工阶段的划分说明23.5、主要机加工工序简图24、工序尺寸及其公差确定95、设备及其工艺装备确定136、切削用量及工时定额确定13第二部分第 12 号工序夹具设计说明书 161、工序尺寸精度分析162、定位方案确定163、定位元件确定164、定位误差分析计算175、加紧方案及元件确定

2、176、夹具总装草图18第三部分第 6 号工序刀具设计说明书 181、工序尺寸精度分析182、刀具类型确定183、刀具设计参数确定184、刀具工作草图19第四部分第 23 号工序量具设计说明书 201、工序尺寸精度分析202、量具类型确定203、极限量具尺寸公差确定204、极限量具尺寸公差带图205、极限量具结构设计20第五部分毕业设计体会 21第一部分工艺设计说明书1. 零件图工艺性分析1.1 零件结构功用分析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。 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

3、颈之间的连接板组成。1.2 零件技术条件分析1）主轴颈、连杆轴颈本身精度：0.025主轴颈 110尺寸公差等级 IT6 ，表面粗糙度 Ra 为 1.25 m，连杆轴颈0.0031100.036IT13 ，尺寸公差等级为 IT7 ，表面粗糙度 Ra为 0.63 m，轴颈长度公差等级为0.071圆柱度误差 0.015，连杆轴竟的圆柱度误差0.015 。2）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 。1. 3 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=7.44 12，钢性差，易变形，

4、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. 毛坯选择2.1 毛坯类型曲轴工作时要承受很大的转矩及变形的弯曲硬力，容易产生扭振、折断及轴颈磨损，要求材料应有较高的强度、冲击韧度、疲劳强度和耐磨性，所以要求用球墨铸铁QT600-2曲轴的毛坯：此零件属中批生产，固采用铸造毛坯。2.2 毛坯余量确定由书机械加工工艺设计资料表1.2-10查得毛坯加工余量为5，毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得为1.4.2.3 毛坯零件合图草图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。 中批量生产。故选

5、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 不能直接在轴端面上钻中心孔， 加工连杆时， 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 加工顺序的安排此零件是单拐曲轴， 刚性差、 易变形， 中批量生产。 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。先以主轴颈为粗基准连杆轴颈作支撑铣两端面， 粗打中心孔。 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， 主轴颈与连杆轴颈的加工顺序： 先粗加工主轴颈再半精加工主轴

6、颈，然后粗加工连杆轴颈，再磨主轴颈，再磨连杆轴颈。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， 再以偏心卡盘分度夹具夹住主轴颈加工连杆轴颈， 再磨主轴颈， 最后磨连杆轴颈。3.4 加工阶段的划分说明加工阶段分为：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。3.5 主要机加工工序简图1、铸2、热处理铸造、清理正火3、锯式样4、铣曲轴两端面并从两面钻中心孔5、粗车主轴颈右端6、粗车主轴颈左端7、半精车主轴颈右端8、半精车主轴颈左端9、粗车连杆轴颈，切第一、二侧板10、粗铣连杆上、下及前、后端11、在第一侧板上钻油孔，在主轴颈左端钻油孔12

7、、扩孔 3213、在油孔中攻螺纹4-M24、 M12，并倒角14、在主轴颈右端粗铣键槽15、校直16、热处理：淬火17、去毛刺（在所有侧面去除机械加工所留下的毛刺）18、清洗吹净在乳化液中清洗曲轴，重点清洗顶尖孔和油孔，保证没有铁削、油污和其他赃物，清洗时间不少于 3min，清洗的同时通入压缩空气以提高清洗效果，清洗后用压缩空气吹净零件，并用擦布擦净中心孔表面。19、检验20、修正中心孔21、磨主轴颈右端并倒角22、磨主轴颈左端并倒角23、磨连杆轴颈，第一、二侧板，并倒角24、磨连杆上、下端及前、后端并倒角25、去毛刺吹净在所有油道孔口处抛光棱边，在键槽、 主轴颈及连杆轴颈上去毛刺，仔细吹净曲

8、轴油孔中的切削和油污。26、检验27、动平衡曲轴的动平衡量每端不大于120g.cm n=600r/min28、去除不平衡量29、校直30、终检4.工序尺寸及其公差确定0.0251100.003工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸铸1151.4 1151.4粗车112.42.60.140 112.400.140半精车110.420.054 110.400.054磨1100.40.022 1100.0250.0030.0361100.071工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸铸1151.4 1151.4粗车110.44.60.087 110.400.087磨1100.40.035 1100

9、.0360.0710.241050.40工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸铸1101.4 1101.40粗车107.42.60.87 107.40.87105.420.350半精车 105.40.351050.40.160.24磨 1050.400.0221400.008工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸铸1451.4 145 1.4142.54.50.10粗车 140.50.11400.50.0160.022磨 1400.00894工艺路线工序余量工序尺寸铸89粗车2.691.6半精车293.6磨0.494103工艺路线工序余量工序尺寸铸98粗车2.6100.4半精车2102.4

10、磨0.41030.531640工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸铸1591.4 1591.40.63粗车163.54.50.63 163.501640.50.530.53磨 1640270工艺路线工序余量工序尺寸铸275粗铣4.5270.5磨0.52700.022280.074工艺路线基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸27.70.130.13粗铣27.70280.30.0520.022磨280.07410工艺路线工序余量工序尺寸粗铣9.7磨0.310180工艺路线工序余量工序尺寸粗铣179.7磨0.318018工艺路线工序余量工序尺寸粗铣18.3磨0.318410工艺路线工序余量工序尺寸铸

11、415粗车2.2412.8半精车2410.8磨0.84105.设备及其工艺装备确定所用的设备有：卧式双面中心钻床、 CA6140 、特种多刀车床、立式铣床、摇臂钻床、攻螺纹机床、液压床、辊道、清洗机、检验台、外圆磨床、动平衡机。夹具有：顶尖、V 形块、偏心卡盘分度夹具。钻直孔专用夹具、钻斜孔专用夹具。刀具有： 90 度车刀、 R3 圆弧车刀、铣刀、10、 20 钻头、砂轮、切断刀。量具有：千分尺、游标卡尺、专用卡规。6切削用量及工时定额确定（1）铣曲轴两端面并从两面钻中心孔时：切削用量： ap=5由表 7.3-5 得： f=0.5mm/r由表 7.3-11 得 v=16m/min则 n=318

12、x16/22=231.3=232r/mm（ T1=T辅T2=T机T3=T工T4=T休）工时定额：由表7.4-1 得钻中心孔时机动时间为：lf=2/dxcotkr=2/22xcot120=18.7T2=lw+lf/fxn=26.66+18.7/0.5x232=0.4min由表 3.3-1得：装夹工件时间为 1.1min由表 3.3-2得：松开卸下工件时间为0.76min ，由表 3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.04+0.03+0.09+0.08+0.02+0.01+0.02+0.03+0.06+0.04+0.04+0.03=0.51min由表 3.3-4得：测量工件时间为：0.1+0

13、.14=0.24minT1=0.76+1.1+0.51+0.24=2.61min由表 3.3-33得布置工作地、休息和生理时间分别为：T3=53min、 T4=15minT 基=lz/nfap=26.66x5/232x0.5x5=0.3min则 T 总 =T1+T2+T3+T4+T基 =69.31min（2）粗车主轴颈右端时：切削用量：（车刀刀杆尺寸BXH取 25X25）ap=2.6，由表 5.3-1 得 f=1.3 ，由表 5.3-20查得 v=59m/min ，则 n=318v/d=318x59/112.4=166.9=167r/min工时定额：由表 3.3-1得：装夹工件时间为 1.1m

14、in由表 3.3-2得：松开卸下工件时间为0.76min ，由表 3.3-3得：操作机床时间为：0.02+0.04+0.03+0.09+0.08+0.02+0.01+0.02+0.03+0.06+0.04+0.04+0.03=0.51min由表 3.3-4得：测量工件时间为： 0.1+0.14=0.24minT1=0.76+1.1+0.51+0.24=2.61min由表 5.4-1得机动时间为： T2=0.07+0.06+0.04+0.03=0.2min由表 3.3-33得布置工作地、休息和生理时间分别为：T3=53min、 T4=15minT 基则 T 总=T1+T2+T 基 +53+15=

15、77.51（ 3）粗车主轴颈左端时：切削用量： ap=2.6由表 5.3-1得： f=1.3mm/r由表 5.3-20得： v=59m/min则 n=318v/d=318x59/112.4=166.9=167r/min工时定额：（同上） T1=2.61min T2=0.2min T3=53min T4=15min T 基总 =T1+T2+T3+T3+T基 =74.62min(4) 半精车主轴颈右端时：切削用量：（刀尖圆弧半径取 0.5 ）ap=2由表 5.3-2 得 f=0.1mm/r由表 5.3-20得 v=120m/min则 n=318v/d=318x120/110.4=346r/min工

16、时定额：（同上） T1=2.61min T2=0.2min T3=56min T4=15min T 基 =lz/nfap=410.8x5/346x0.1x2=29.7minT 总 =T1+T2+T3+T4+T基 =103.5min(5) 半精车主轴颈左端时：切削用量： ap=2由表 5.3-2 得 f=0.1mm/r 由表 5.3-20 得 v=120m/min则 n=318v/d=318x120/110.4=346r/min工时定额：（同上） T1=2.61minT2=0.2min T3=56min T4=15minT 基 =93.6x5/346x0.1x2=6.8minT 总 =80.61

17、min(6) 粗车连杆轴颈，切第一、二侧板切削用量： ap=4.6由表 5.3-1 得 f=1.2mm/r 由表 5.3-20 得 v=48m/min则 n=318v/d=318x48/110.4=139r/min工时定额：由表3.3-21得装夹工件时间为0.6min由表 3.3-23 得操作时间为 0.02+0.02+0.05+0.05+0.01=0.15min 由表 3.3-24 得测量工件时间为 0.14minT1=0.6+0.4+0.15+0.14=1.29min T2=0.2min T3=56min T4=15min T 基总 =73.6min(7) 粗铣连杆上、下端及前、后端：切削

18、用量： ap=4.5由表 6.3-2 得 f=0.25mm/r由表 6.3-21的硬质合金铣刀铣削灰铸铁时v=120m/min则 n=318v/d=318x120/270.5=142r/min工时定额：由表 6.4-1 得 T2=lw+l1+l2/vf=313+10+10/0.25x142=9.4min 由表 3.3-7 得操作时间为： 0.83min由表 3.3-8得测量工件时间为：0.14minT1=2.27min T3=51minT4=15minT 基T 总 =87.5min(8) 在第一侧板钻油孔，在主轴颈左淀钻油孔：切削用量： ap=230由表 7.3-1得 f=0.5mm/r由表

19、7.3-11得 v=16m/min则 n=318v/d=318x16/20=254.4r/min工时定额：当钻 20 深 230 油孔时：(lf=dm/2cotkr=20/2cot120=17)T基 当钻20深160油孔时：由表7.4-1得(lf=dm/2cotkr=20/2cot120=17)T基 =160x20/254.4x0.5x0.6=0.16min当钻 10 深 200 油孔时 :T2=lw+lf+lt/fn=200+8.5+0/0.5X254.4=1.7min(lf=dm/2cotkr=10/2cot120=8.5)T基 =200x10/254.4x0.5x200=0.08min由

20、表 3.3-9得装夹工件时间为0.17min由表 3.3-10得松卸工件时间为0.15min由表 3.3-11得操作时间为 0.4min由表 3.3-12得测量工件时间为0.04minT1=0.76minT3=47min T4=15minT 总 =68.07min(9) 在主轴颈右端粗铣键槽：切削用量： ap=9.7由表 6.3-2得 f=0.3mm/r由表 6.3-11得 v=49m/min则 n=318v/d=318x49/105=149r/min工时定额：由表 6.4-1 得 T2=(t+lw)/vf2+(lw-d0)/vf=(10+179.7)/49x9.7+(179.7-105)/(

21、49x0.3)5.5min由表 3.3-5得装夹工件时间为0.11min由表 3.3-6得松卸工件时间为0.1min由表 3.3-7得操作时间为 0.68 min由表 3.3-8得测量工件时间为0.18minT1=1.07minT3=51minT4=15minT 基T 总 =76.8min(10) 磨削主轴颈右端并倒角：切削用量： ap=0.4由表 10.2-2得 f=0.4mm/rv=22m/minn=318v/d=318x22/110=64r/min工时定额：由表3.3-13得装夹和松卸工件时间为：0.19min 0.10min由表 3.3-15得操作时间为0.37min由表 3.3-16

22、得测量工件时间为0.08minT1=0.74min T 基总 =88.74min(11) 磨削主轴颈左端并倒角：切削用量： ap=0.4 由表 10.2-2 得 f=0.4mm/r v=22m/min 则 n =318v/d=64r/min工时定额：由表 3.3-13得装夹和松卸时间为0.19 min0.10 min由表 3.3-15得操作时间为 0.37min由表 3.3-16得测量工件时间为 0.08minT1=0.74minT3=60minT4=15min T基 =94x0.4/64x0.5x0.4=3minT 总 =78.74min（12）磨削连杆轴颈第一、二侧板并倒角切削用量： ap

23、=0.4由表 10.2-2得 f=0.4mm/r v=22m/min则 n =318v/d=64r/min工时定额：由表 3.3-13得装夹和松卸时间为0.09 min0.08 min由表 3.3-15得操作时间为 0.39min由表 3.3-16得测量工件时间为 0.08minT1=0.64minT3=60minT4=15min T基 =164x0.4/64x0.5x0.4=5.2minT 总 =82.9min（13）磨削连杆上、下端并倒角：切削用量： ap=0.5由表 10.2-2得 f=0.5mm/r v=22m/min则 n =318v/d=318X22/270=26r/min工时定额

24、：由表 3.3-13得装夹和松卸时间为0.19 min0.10 min由表 3.3-15得操作时间为 0.41min由表 3.3-16得测量工件时间为 0.08minT1=0.78minT3=60minT4=15min T基 =270x0.5/26x0.6x0.5=17.3minT 总 =93.1min（ 14）扩孔 32切削用量： ap=45由表 7.3-2得 f=1mm/r由表 7.3-12得 v=20.9m/min则 n =318v/d=318X20.9/32=208r/min工时定额：由表7.4-1得 T2=iw+lf+lt/fn=(45+10.2)/(1x208)=0.3min【 l

25、f=(dm-dw)/2cotkr=(32-20/2cot120=10.2)】由表3.3-9得装夹工件时间为0.17min由表3.3-10的松卸工件时间为0.15min由表 3.3-11 得操作机床时间为0.42 min由表 3.3-12 得测量工件时间为0.05minT1=0.79minT3=47minT4=15minT基 =45x32/208x1x45=0.16minT 总 =63.25min第二部分第 12 号工序夹具设计说明书1. 工序尺寸精度分析由工序图可知此工序的加工精度要求不高，具体加工要求如下：钻4- 22 孔，深度为 7，无其它技术要求，该工序在摇臂钻床上加工，零件属中批量生产

26、。2. 定位方案确定根据该工件的加工要求可知该工序必须限制工件四个自由度，即x 移动、 z 移动、 x转动、 y 转动，但为了方便的控制刀具的走刀位置，还应限制y 移动、 z 转动两个自由度，因而工件的六个自由度都被限制，由分析可知要使定位基准与设计基准重合。选主轴颈中心线和侧板平面为定位基准。（见工序图）3. 定位元件确定1、选择定位元件：由于本工序的定位面是主轴颈中心线和侧板平面，所以夹具上相应的定位元件选为两个 V 形块和一个平面。（注：定位基准选择及受力分析见工序图）2、确定定位元件尺寸、极限偏差和定位元件间位置尺寸及其极限偏差、定位元件尺寸：由图可知此工序的加工精度要求不高，所以两固

27、定V 形块的尺寸由机床夹具设计手册 P284 图 2-1-26 得： (如图 )T=H+0.707D-0.5N=170+0.707X110-0.5X85=170+77.77-42.5=205.3mmV 形块的宽度根据工件的实际情况可选为60mm。根据工件的实际情况，底版的长度选为454mm ，宽度为188mm，高度为50mm。4. 定位误差分析计算(1) 分析计算孔的深度尺寸7 的定位误差：用外圆表面定位，工件定位面是外圆表面，定位元件的定位工作面是定位基准是外圆中心线，当工件外圆直径发生变化时其中心线在VV 形块对称面，形块对称面上上下移动。定位误差计算如下： jb=1/2T(d)=1/2x

28、0.022=0.011 dw= db- jb=0.005（2）分析计算孔中心线与侧板中心线的重合度误差： jb=0 db=0 dw=05. 夹紧方案及元件确定（1）计算切削力及所需加紧力：工件在加工时所受的力有加紧力 J、切削力 F 和工件重力 G，三者作用方向一至，由机床夹具设计手册表 1-2-7 得切削力的计算公式：0.70.7Fx=667DsKp=667x22x700x650/726=1265.486N实际所需加紧力与计算加紧力之间的关系为：F=KFx(K 由表 1-2-2 查得为（2）计算加紧机构并验算机构所能产生的加紧力：满足加紧力水平作用要求的加紧装置结构方案可用螺纹加紧机构，工件

29、及清理切削方便，所以这种结构较好。加紧机构所能产生的加紧力F =Q （ L1+L2 ）其中：加紧机构效率取0.9这种加紧方案装卸Q：螺栓的许用加紧力选定 L1=L2根据机床夹具设计手册表3.3 查得当螺纹公称直径M=20时， Q=13000F =2Q =2X13000X0.9=23400NF F故加紧方案可行。（3）设计钻套，连接元件及夹具体，钻模板：由于此工件是中批量生产，固选用GB2264-80根据钻床 T 型槽的宽度，决定选用GB2206-80定位键来确定夹具在机床上的位置。夹具选用灰铸铁的铸造夹具体，其基本厚度选为供 T 型槽用螺栓紧固夹具用的U 型槽耳座。可换钻套，选用固定式钻模板。

30、宽度 B=14 ，公差带为h6 的 A 型两个22mm，并在夹具体底部两端设计出6.夹具总装草图技术要求： 1、钻套中心线对夹具体的垂直度不大于 0.05 ：100。、 形块的底面和侧面对夹具体的平行度和垂直度不大于 0.02 ：100。3、两钻套之间的对称度为±0.007。4、对刀块水平面平行夹具体底面。开口垫圈钢支撑钉六角螺钉淬火可换钻套钻模板淬火压板形块夹具体序号代号名称数量材料备注第三部分第 6 号工序刀具设计说明书1. 工序尺寸精度分析0粗车主轴颈左端保证尺寸112.4公差等级为IT10 。0.142. 刀具类型确定此道工序保证的尺寸精度要求不高可用游标卡尺测量，属粗加工，

31、因此可用90 度外圆车刀。3. 刀具设计参数确定序项目数据来源或公式计算采用值号1车刀外行表 2-6、 2-7焊接式90 度强力外圆2345678车刀刀片材料YT5刀杆材料45 钢 s=-10 度 o=20 度几何角度表 2-8、 2-9 o=6 度 o=4 度 r=90 度 r=5 度 =2mm带倒棱曲面圆弧卷削槽断削参数前面表 2-11、 2-12 （ f=1.3mm/r ）前面型式Ln=8.5m o1=-20度br1=0.6 qn=9.3过渡刃表 2-13（ ap=2.6mm ）直线过渡刃 Kre=45度b =1A420刀片型号表 2-3L=20 B=12 C=7 R=12.5 r=1e

32、=0.8车刀外型结构表 2-1、 2-2、 2-5BxH=20x30L=150尺寸M=8(90 度弯头车刀 )表 2-4Sinrj=ln/2qn=8.5/2x9.6=0.443j=26.3 度刀槽型式 c= o- j=20 度 -26.3 度c=6.3 度Hc=H+(12)-cCos o/Cos( o+ c)=30+1-7Cos5/Cos(5+6.3)=31-7x1/1=24Hc=24mmBc=B-Ctg( o+ c)=12-7tg(5+6.3)=10.6Bc=10.6mmLc=L-CCos o/ Cos( o+ c).tg o=20-7.Cos5/ Cos(5+6.3).tg5Lc=19.4mm=20-7x0.08=19.44. 刀具工作草图技术条件：1、刀片材料，刀杆 45钢；2、刀片型号：；3、使用 105号焊料，