汽车汽油机JL465Q曲轴加工工艺设计-毕业设计(共33页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上毕业设计（论文） 题 目 汽车汽油机JL465Q曲轴加工工艺设计 学 院 机械与动力工程学院 专业班级 热动2010-01 学生姓名 学号 指导教师 职称 副教授 评阅教师 职称 201_年 6 月 2 日专心-专注-专业注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清

2、单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其

3、它学生毕业设计（论文）原创性声明本人以信誉声明：所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。毕业设计（论文）作者（签字）： 年 月 日摘要曲轴是发动机重要的机件之一，它的尺寸参数在很大程度上不但影响着发动机的整体尺寸和质量，而且影响着发动机的可靠性与寿命。曲轴的破坏事故可能引起其他零部件的严重损坏，在发

4、动机的改进中，曲轴的改进也占有重要的地位。随着内燃机的发展与强化，曲轴的工作条件愈加苛刻，因此，采用足够好的加工工艺来满足曲轴的强度和刚度变得更加重要。曲轴材质的选择，毛坯的加工技术、精度、表面粗糙度、热处理和表面强化、动平衡等要求都十分严格，因此要制定合理的加工工艺。首先要根据要求选择合适的毛坯，在加工过程中要选择合理的加工设备及刀具、通用夹具、量具及测量方法。在加工工艺中要进行加工工序设计，加工尺寸计算，零件加工要设计合理的专用夹具。伴随着曲轴加工工艺的发展，加工方法不断改进，加工方法越来越先进，所以设计合理的曲轴加工工艺和装夹的夹具，不但可以提高加工精度，还可以提高生产效率，从而降低生产

5、的成本，以期提高产品的竞争力。关键词：曲轴 工艺 夹具ABSTRACT Crankshaft is one of the important parts of the engine, its size parameters largely affects not only the overall size and quality of the engine, but also affects the engine's reliability and longevity. Crankshaft damage accidents can cause serious damage to ot

6、her parts of the engine improvements, improved crankshaft also plays an important role. With the development and strengthening of the internal combustion engine, the crankshaft even more harsh working conditions, and therefore, the strength and stiffness of the crankshaft becomes more serious. So to

7、 crank shaft material, semi-finished product processing technology, accuracy, surface rough degree, hot processing and the surface enhance, move balance etc. request all very strict. Therefore want to draw up reasonable of process a craft, want first according to request choice reasonable of semi-fi

8、nished product, in the process of process in want to choose reasonable of process equipments and knife, tongs, quantity and measure method, want to carry on to process a work preface design in process the craft, process size, time settle sum of calculation, the spare parts process to want design rea

9、sonable of appropriation tongs. Accompany with crank shaft to process a develop of craft, process a method to not only improve, process a method more and more advanced, so the crank shaft of design reasonable process a craft and pack to clip of tongs, not only can raise to process accuracy, but also

10、 can raise production efficiency, the cost for lowering produce thus with expect exaltation product of competition ability.KEY WORDS: Crank shaft；Technology；Jig 目录1 绪论汽车发动机是有许多的零件组成的。曲轴就是其中的零件之一，并且是相当重要的。曲轴是将活塞的直线往复运动的动能转化为旋转动能的部件。它主要是由一根会旋转的长轴构成的。为了将往复式的运动转换为旋转运动，曲轴上会有“曲轴臂”或曲轴销部份，其轴心和曲轴的轴心有径向位移，而活塞

11、连杆的较大一端会连到曲轴的曲轴臂或曲轴销。曲轴的作用是将活塞的往复运动通过连杆变成回转运动，并带动发动机的其他机件的运动并且向外源源不断的输出着动力，因此曲轴不但承受着周期性的弯曲力矩和扭转力矩。曲轴的高转速使得发动机的每个工作行程都有很大的燃气压力，通过活塞、连杆机构传递到曲轴上面，并以一定的频率反复冲击到曲轴上。曲轴在传递动力的过程中主要承受交变周期性的弯曲转载荷和承受一定的冲击载荷的作用，同时承受着不断变化的气体压力、活塞和连杆运动所产生的惯性力和离心力作用，即曲轴的各部件产生变形、扭转、剪切、拉伸等复杂交变应力。同时还受到逆转振动的附加应力作用。这样就是的曲轴的受力情况变得极其复杂了。

12、曲轴的主轴颈、连杆轴颈和曲轴臂各处会受到较严重的磨损，且受力各不相同。此外，发动机转速不断提高，平均有效压力不断增加，发动机日益强化来提高功率，各轴颈要在很高的比压下高速的转动。所以要求曲轴有很高的强度、刚度、耐磨性、耐疲劳性及冲击韧性。发动机曲轴的加工质量严重影响着发动机整体质量及功效等。由于曲轴一直在恶劣的条件下工作，因此我们严格的要求曲轴的材质以及毛坯加工技术、精度要求、动平衡等。每一个环节都必须严格把控，否则可能对曲轴的使用寿命和整机的可靠性造成严重影响。在发动机JL465Q曲轴的加工工艺过程中，曲轴连杆颈的加工以及轴颈深油孔的加工等重要的加工工序的加工质量很难得到保证。通过合理的编制

13、曲轴的加工工艺，改进这些难以保证加工质量的部位的加工工艺，并且还要着重分析影响某些工序加工质量的因素，并尽量避免这些问题，提高工件的质量乃至于发动机的整机性能。2 曲轴的结构特点及其材料本课题将主要针对对汽车汽油机JL465Q曲轴进行加工工艺分析，以及后面对夹具的设计。图 汽油机JL465Q曲轴实物图图 汽油机JL465Q曲轴零件图部分2.1 零件的工作条件（1） 曲轴承受大小及方向都在周期性变化的弯曲力，产生弯曲应力。1 很大的瞬间燃气压力（）以50100次/s的频率反复冲击曲轴，如图2-1所示；2 承受往复、旋转运动的惯性力。（2） 由于高速旋转，主轴颈承受很大的扭转力矩，产生扭转应力。（

14、3） 振动1 弯曲力矩引起的弯曲振动纵向振动；2 扭转力矩引起的扭转振动横向振动。（4） 摩擦和磨损由于运动副之间的相对旋转，以及主轴承的不同心度误差而引起的磨损。弯曲应力和扭转应力引起的疲劳断裂是曲轴的主要破坏形式。如图2-2所示，破坏位置在曲柄销和曲柄壁过渡圆角处，由于受弯曲应力，在方向产生弯曲疲劳断裂和裂纹，油孔边缘的应力集中。2.2 曲轴的材料要求（1）具有足够的机械强度和高的疲劳强度1 对弯曲交变应力要求高的弯曲疲劳强度；2 对扭转变焦应力要求高的扭转疲劳强度；3 对功率输出端静应力。提高疲劳强度的措施有表面喷丸处理和滚压圆角。（2） 具有足够的刚度和高的冲击韧性，减小曲轴挠曲变形，

15、提高抗振动冲击韧性。（3） 具有良好的耐磨性能，表面需要氮化处理。2.3 JL465Q曲轴的材料和毛坯 2.3.1 确定毛坯材料由于铸铁容易成形，切削性能好，价格低廉，且具有耐磨、减震、可铸性好等特点。在此我们选用高强度的球墨铸铁，QT800-2。由于零件的年产量达到了数十万台，已是大批量生产的水平，通常采用金属模机器造型，毛坯的精度较高，毛坯加工余量可适当减少。 2.3.2 确定机械加工余量铸件的机械加工余量按GB/T64141999确定。1. 翻砂件质量根据零件的估算质量为12kg，估计锻件质量为17kg。2. 铸件加工精度的确定在加工过程中，曲轴大头端和小头端外圆表面均用磨削加工工序，同

16、时，主轴颈和连杆轴颈都有较高的磨削要求，因此，曲轴各处外圆加工表面为磨削加工精度。3. 铸件形状复杂系数S式中外廓包容体的质量。假设铸件的外廓包容体为60×121×407的长方体，则6×12.1×40.7×7.85=23.2kg查文献1可确定铸件的形状复杂系数为S1，属于简单级。根据制造件质量F1，查文献1，可得该铸造件模子为2.53mm，水平方向也是2.53mm，即该铸造件外径的单面加工余量为2.53mm，各轴向尺寸的单面加工余量也是2.53mm。 2.3.3 确定毛坯尺寸上面查的加工余量数据，适用于加工表面粗糙度Ra1.6m ，对于表面粗糙

17、度Ra<1.6m的表面，余量需要适当的放大一点，分析本零件，两端主轴颈表面和连杆轴颈表面的粗糙度Ra均为0.63m，故需要增加精车余量及磨削余量0.5mm，参考文献1得毛坯的主要尺寸详见表2-1。并根据毛坯尺寸绘制毛坯图，如图2-3所示。表2-1 曲轴毛坯主要尺寸零件尺寸（mm）单面加工余量（mm）锻件尺寸（mm）5312.5392453562.545365.6图2-3 毛坯图3 曲轴加工工艺我们定制工艺路线的出发点，应该是使零件的几何形状，尺寸精度和形位公差等技术要求能得到合理的保证，除此之外，还要考虑经济效益，以便使生产的成本尽量降低。3.1 主要技术要求在加工制造曲轴时，应使轴颈具

18、有足够的耐磨性，并且对曲轴各部分的尺寸精度、形状精度和位置精度以及表面粗糙度都有严格的技术要求。以汽油机JL465Q曲轴的加工为例，如图2-4所示。图2-4 JL465Q曲轴技术要求1.尺寸精度（1）主轴颈，IT6IT7，表面粗糙度Ra为0.63；连杆轴颈，IT6IT7，表面粗糙度Ra为0.63。加工：精磨，光整后加工，抛光。（2） 主轴颈宽，IT9IT11，,表面粗糙度Ra为0.63；连杆轴颈宽IT9IT11，表面粗糙度Ra为0.63。加工：精车（3） 轴颈中心距（曲柄直径D），IT10，D；（4） 所有油孔，IT7IT8，表面粗糙度Ra为6.3，精加工。2.形状精度（1） 主轴颈、连杆轴颈

19、，圆度和圆柱度小于0.005mm；（2） 后端法兰平面度，小于0.02mm；（3） 圆弧过渡处，用样板检查，间隙。3. 位置精度（1） 各主轴颈的同轴度小于0.05mm，应在同一安装中加工，遵守基准统一原则，中心孔定位。（2） 各连杆轴颈轴线与主轴颈轴线平行度小于0.005mm，以主轴颈为定位基准加工连杆轴颈。（3） 曲轴的止推面对主轴颈轴线的垂直度小于0.1mm；后端法兰面的径向圆跳动小于0.01mm；（4） 连杆轴颈相位角偏差。3.2 加工工艺路线拟定在安排加工顺序时一般要注意以下两点： 1. 定位基准选择应首先安排被选作精基准的表面的加工，再以加工出的精基准为定位基准，安排其它表面的加工

20、。加工各主轴颈，以顶针孔为定位基准；加工各连杆轴颈，以主轴颈为定位基准。2. 先粗加工，后精加工 这是指先安排各表面粗加工，后安排精加工。粗加工：加工定位基准（打中心孔）、粗加工主轴颈、连杆轴颈和曲柄臂；精加工：精磨各主轴颈和连杆轴颈。根据以上的基本要求可以确定JL465Q曲轴加工工艺路线如表2-2所示：表2-2曲轴的加工工艺路线工序号工序内容设备刀具0进料毛坯检测1画线打两端中心孔自制打中心孔机床中心钻B4/12.52粗车夹位普通车床外圆车刀3粗车主轴颈外圆及小头数控车床尖刀、外圆、端面车刀4铣定位面立式升降铣床细齿锥柄立铣刀5车连杆扇板普通车床双刃端面外圆车刀6车扇板外圆普通车床倒角外圆车

21、刀7精车主轴颈、及大头倒角数控车床尖刀、外圆端面车刀8精车主轴颈、及小头倒角数控车床尖刀、外圆端面车刀9精车连杆轴颈普通车床尖刀、圆弧车刀10各扇板棱边倒圆手提砂轮机11车大头孔普通车床锥柄麻花钻、锥面锪钻、内孔挖刀12车小头内孔普通车床端面车刀、锥柄麻花钻、锥柄锪钻13粗磨连杆轴颈曲轴磨床砂轮14钻斜油孔摇臂钻床直柄麻花钻15锪油窝台钻直柄麻花钻16喷砂喷砂机棕刚玉、玻璃珍珠粉等17半精磨主轴颈外圆磨床砂轮18定位销孔钻、铰及倒角台钻直柄麻花钻、直柄铰刀、锥柄麻花钻19飞轮孔钻、倒角及攻丝摇臂钻、摇臂钻床直柄麻花钻、锥柄麻花钻、机用丝锥20小头螺纹孔攻丝摇臂钻机用丝锥21铣扁方立式铣床硬质合

22、金立铣刀22铣键槽立式铣床半圆键铣刀23精磨连杆轴颈、曲轴磨床砂轮24精磨连杆轴颈、曲轴磨床砂轮25曲轴动平衡调整动平衡机直柄麻花钻26精磨主轴颈外圆磨床砂轮27斜油孔孔口抛光气动抛光机砂布28磁粉探伤磁粉探伤机29精磨大小头轴颈外圆磨床砂轮30止推瓦端面砂带抛光自制抛光机砂布31理丝、吹渣空压机丝锥32校直简易手压机33精去毛刺空压机细平锉、油石34各轴颈砂带抛光自制抛光机砂布35检验、分组36打包入库该曲轴在加工连杆轴颈时，要使用到专用的偏心夹具来保证它的偏心量为36.5±0.05mm尺寸。此工艺过程中的粗加工和半精加工，要用一夹一顶或着一托一夹的安装方法，这样做就增加了零件的刚

23、度。另外一种加工方法，可以先钻两端面顶尖孔，用顶尖孔定位，安装也很方便，基准统一。因零件重量大，固我们在此采用前一种方法。在加工工序29中，两端主轴颈采用精车主要是为了保证工序20工序中的尺寸精度，为下道工序使用偏心夹具车连杆轴颈时，保证零件的安装精度。精车两主轴颈时，采用两顶尖装夹，因工件轴向刚度较差。为了防止变形，在曲拐中间安装螺钉支承，但是一定要注意支承力的大小。磨削主轴颈时，要配装平衡铁，使工件旋转保持平衡，从而保证磨削精度。曲轴是发动机的重要零件之一，对其机械性能的要求很高，固安排工序对零件毛坯和成品作严格的检验。3.3 曲轴加工主要工艺过程分析 3.3.1 主轴颈的车削1. 主轴颈

24、的车削主轴颈一般作为加工曲柄销的基准，所以在铣曲轴两端面和钻中心孔后，先车削主轴颈及其他外圆面，然后车削曲柄销。在大量生产中，曲轴的加工一般是在专用的多刀自动车床上进行的，我们在这里采用了数控车床，采用宽刃成形车刀和切线偏刀，实现横向进给。切削力很大，所以对车床系统的刚度要求特别高。为了使切削力的相互抵消，前后刀架是同时相对作出横向进给而进行切削的。曲轴车削的顺序是先车中间主轴颈及相邻的两曲柄臂端面（工序36），然后粗磨此主轴颈（工序17），以便用来传动和支承轴承本身并以中心孔定位来加工其余的主轴颈及能同时加工的其它表面。车轴颈是从车曲柄臂端面开始，用切线偏刀向回转中心进给。在转速固定时切削速

25、度将降低，刀具的利用就不够充分。因此这些专用车床应能自动加大主轴的转速，以便在车曲柄臂端面过程中加工直径减小后仍能使切削速度相差不大。另一方面，由于模锻斜度的关系，越靠近工件的中心则切削深度越大，切削力也越大，因此也要求主轴的转速自动增加，而主轴每转的进给量能自动降低。（1） 工序3粗车主轴颈1）选择刀具 选择外圆车刀。 根据参考文献2表1.1，由于车床的中心高度为200mm（表1.3），故选用刀杆尺寸H×B25×16mm，刀片厚度为4.5mm。 根据参考文献2表1.2，可选用YG8牌号硬质合金。 车刀几何形状（见表1.3），选择平面带倒棱型，。2）选择切削用量 确定切削深

26、度由于粗加工余量仅为1.5，可以在一次走到内切完，故。 确定进给量f，根据参考文献2表1.6，在粗车铸铁表面粗糙度Ra=12.5时f=0.250.40根据数控车床的有关信息选择f=0.36 选择车刀磨钝标准及寿命根据参考文献2表1.9，车刀后刀面最大磨损量取1.0，车刀寿命T=60min。 确定切削速度，可根据公式计算，也可以直接从表中查出。根据参考文献2表1.27 式中故 对于数控车床，选择，这时。如图3-1所示，粗车主轴颈外圆，为保证这一次装夹，完成多个尺寸和形位尺寸，在数控车床上采用两项一夹的装夹方式，并且以主轴颈作为定位基准。为不影响在装机中把密封圈划破，两端采用R角，该角也是在数控中

27、走出。在加工中，不光要保证开档尺寸，还要把各个分段保证好，同时注意保证主轴颈和小头的跳动尺寸。加工完成后，用游标卡尺检测各主轴颈的外圆尺寸。图 3-1 粗车主轴颈（2）工序7、8精车主轴颈根据参考文献2，选用外圆车刀、尖刀和端面刀，选择YG8牌号硬质合金。数控车床的转速，切削速度。如图3-2所示，精车主轴颈、，以两中心孔定位装夹，用尖刀先后刀削第、主轴颈和第、主轴颈外圆；用端面刀先后车削第、主轴颈和第、主轴颈内开档过渡圆弧和；用外圆刀车削大头端面、倒角及外圆。加工完成后，用游标卡尺检测各主轴颈的外圆尺寸。图3-2 精车主轴颈 3.3.2 连杆轴颈磨削轴颈宽度不大时，通常是用横向进给磨削法，生产

28、效率高。磨轮的外形需要仔细地修整，因为直接影响轴颈及圆角的形状。横向进给量不大，粗磨时，工件每转进给0.0080.02mm，精磨时为0.0010.012mm。磨削余量根据车削后的精度而定，一般粗磨余量值是每边为0.10.15mm。在大批量生产中为了提高生产效率，磨削通常是在半自动磨床上进行的。这类机床配备有液压卡盘、工作台定位尺及自动测量仪等专用装置。磨轮的快速进退、切入进给、微量进给、工件测量都是自动的。工件磨到规定的尺寸，机床会自动停车。从磨轮停止进给以至磨轮退出，期间应有0.30.6分钟的时间实行无火花修光，以切去在弹性恢复后存在余量。（1） 工序13粗磨连杆轴颈粗磨连杆轴颈是为精加工做

29、准备，主要是削去多余的量，然后留下更小的余量。以便于连杆轴颈的精磨加工，是连杆轴颈加工精度得到保证的必要加工工序。如图3-3所示，以连杆轴颈为例，其基圆尺寸，第、连杆轴颈轴线和主轴颈轴线组成的平面对基准H的角度偏差为。先用曲轴磨床MQ8260对其进行磨削加工，砂轮主轴颈转速设定为100，头架转速，砂轮修磨速度设定为小于0.08，夹具采用曲轴磨专用夹具，砂轮型号采用A46N8V35，砂轮修磨次数为10件/次，冷却液采用磨削液。在加工的过程中，要注意防止烧伤、裂纹等的出现。在加工完毕后，要对连杆轴颈的基圆半径、各分段、偏心距等进行检验。加工完成后，用游标卡尺检测各连杆轴颈的外圆尺寸mm，及偏心距。

30、图3-3 粗磨连杆轴颈 （2） 工序23、24精磨连杆轴颈精磨连杆轴颈是连杆轴颈加工的最后一道工序，是最后确定连杆轴颈尺寸的工艺过程。其加工质量的好坏严重影响着曲轴的质量，故在此过程中，对加工设备有着很高的要求。如图3-4所示，装夹夹、主轴颈，以连杆轴颈为例，轴颈外圆为基准H。确保第连杆轴颈轴线和主轴颈轴线组成的平面对基准H的角度偏差为，圆度0.005，轴向平行度0.005，和粗糙度等。先用曲轴磨床MQ8260对其进行磨削加工，砂轮主轴颈转速设定为100，头架转速，砂轮修磨速度为低速，夹具采用曲轴磨专用夹具。砂轮型号采用A70N8V35，砂轮修磨次数为3件/次，冷却液采用磨削液。在加工的过程中

31、，要注意防止烧伤、裂纹等的出现。在加工完成后，必须依据精度要求用游标卡尺对连杆轴颈直径、各分段尺寸、偏心距等进行检测；用粗糙度仪对粗糙度进行检测。图3-4 精磨连杆轴颈 3.3.3 轴颈深油孔加工主轴颈与相邻的曲柄销之间常有贯穿的深油孔，其深度多为200250mm，直径为58mm。对于大批量生产来说，深油孔是在组合机床、专用机床及专门的自动线上进行加工的。深油孔加工是有一些困难的。首先是排除切屑不方便。切屑阻塞会使扭矩增大，造成钻头折断。其次是刀具冷却困难，使钻头寿命降低。还有就是钻头容易引偏，对于轴颈深油孔，由于轴心线与轴颈表面形成一定的角度，钻头刚性差，容易造成孔轴线歪斜，并可能导致钻头折

32、断。解决这些困难所采取的措施是：1. 采取分级进给以便于排除切屑和改善刀具的冷却。深孔钻组合机床动力头都备有分级进给机构，控制动力头的进退。钻头每钻入一定深度后就退出拍屑，再次钻入一定深度后又退出，如此循环，直到钻至所需的深度为止。2. 钻深孔所用的机床采用卧式布置，有利于切屑排出。3. 用强力喷嘴把冷却液从钻头与孔壁之间的间隙及钻头的拍屑槽注入，加强冷却。4. 适当加大钻头螺旋槽和螺旋角，以改善拍屑。5. 细长的钻头在开始钻入时的加工精度，对孔的全长的不直度有很大的影响。由于深油孔和轴颈表面形成一个角度，钻头容易引偏，因此常在钻油孔前用专用钻床或手电钻在轴颈表面锪一个半球形的凹坑，这样在钻深

33、油孔时钻头不至偏斜。同时，应提高钻模套的位置精度，缩短钻模套与工件表面的距离，并使钻模套的长度不小于孔径的三倍。工序14钻斜油孔，如图3-5所示，装夹、主轴颈，以连杆轴颈为定位瓦，钻的4个斜油孔。图3-5 钻斜油孔采用摇臂钻床Z3025，将钻速保持在8001400，使用专用夹具。用直柄麻花钻手动钻孔，切记要小心谨慎。最后使用游标卡尺检测油孔的位置精度。 3.3.4 轴颈的光整加工为了使汽油机曲轴轴在机械加工后，使得曲轴的表面达到一定的粗造度要求，使工件变得更美观，去除氧化皮、降低表面应力，提高工件的使用寿命，需对曲轴进行抛光、去毛刺处理。如果抛光时间过短，产品表面质量将不合格。如图3-6所示，

34、现选用自制抛光机对其抛光，抛光时间设定为时间5-10 min。选用砂布粒度400目，抛光各主轴颈及连杆颈，将曲轴表面清洗干净。注意在清洗后至少滤液5分钟，再进行下一工序。抛光后的零件必须防锈。对抛光完毕的工件，检查其外观是否有锋边毛刺、表面是否有碰伤刮痕等缺陷。图3-6 各轴颈抛光4曲轴加工刀具、夹具及检具设计一个机床的机械制造系统由机床、工件、刀具和夹具组成。在汽油机曲轴的加工工艺过程中，将会使用种类繁多的刀具，如车刀、砂轮、直柄麻花钻、中心钻等，刀具选择和设计的正确与否，关系到曲轴加工的精度与效率。机床夹具是用以装夹工件的一种装置，其作用就是使工件相对于机床或刀具有一个正确的位置，并在加工

35、过程中这个位置保持不变。可以看出夹具在机械加工中所占据的重要地位，尤其是在批量生产时大量采用机床夹具。它们是机床和工件之间的连接装置，使工件相对机床和刀具获得正确的位置。机床夹具的好坏直接是影响了工件表面的位置精度的。本节将对所用到的刀具、夹具及检具做简单的介绍。4.1 中心钻的设计鉴于打端面中心孔是汽油机曲轴加工工艺的第一个重要工序，本工艺过程加工质量的好坏直接影响后面工艺过程的加工质量，本工艺过程有着举足轻重的地位，故选择本工艺过程的刀具来作为本次毕业设计刀具设计的样本。1、中心钻概述中心钻用于孔加工的预制精确定位，引导进行孔加工，减少误差。 它还用于轴类等零件端面上的中心孔加工。 图4-

36、1中心钻该产品切削轻快、排屑好。中心钻有二种型式：A型：不带护锥的中心钻；B型：带护锥的中心钻。加工直径d=110mm的中心孔时,通常采用不带护锥的中心钻(A型)；工序较长、精度要求较高的工件，为了避免60度定心锥被损坏，一般采用带护锥的中心锥（B型）。2、中心钻的分类中心孔是轴类工件在顶尖上安装的定位基面。中心孔的60°锥孔与顶尖上的60°锥面相配合；里端的小圆孔，为保证锥孔与顶尖锥面配合贴切，并可存储少量润滑油（黄油）。中心孔常见的有A型和B型。A型中心孔只有60°锥孔。B型中心孔有2个锥面，外端的120°锥面又称保护锥面，用以保护60°锥

37、孔的外缘不被碰坏。A型和B型中心孔，分别用相应的中心钻在车床或专用机床上加工。加工中心孔之前应先将轴的端面车平，防止中心钻折断，标准中心钻的峰角一般为118度。综合以上分析，我们在此选用B型中心钻可以达到更好的效果。3、中心钻设计过程工艺过程产品图，铣端面打中心孔工艺，如图4-2所示。 图4-2铣端面打中心孔工艺鉴于本工艺过程的特点及中心孔的要求，参照国家标准GB/T4459.5-1999 B型中心钻，其各尺寸如图4-3所示：图4-3中心钻设计图主要技术指标：材料为：W18Cr4V其他部分粗糙度为Ra1.6热处理：6366HRC，其余按国家相关标准执行转速335n/min，刀具修磨频次：200

38、-350件/次4、使用说明用户必须根据被加工零件的孔型及直孔尺寸合理选用中心钻的型号。 被加工工件的硬度在170-200HBS之间最宜。 刀具在使用前，必须洗净防锈油脂，以免切屑粘在刀刃上影响切削性能。被加工工件表面应平直，不得有砂眼或硬质点，以免刀具受损伤。 钻孔前的中心钻应达到所需的位置精度。 切削用量（见图） 切削液：根据加工对象选择不同的切削液，冷却应充分。注意事项：在加工时出现有异常情况应立即停止，查清原因后方可加工；注意刃口的磨损情况及时修复；刀具使用后要清洗上油，妥善保管。4.2 专用夹具的设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工汽车曲轴零件时，需要设计专用夹具

39、。夹具的设计应该满足一下要求：（1）应满足零件加工工序的精度要求由于工件的定位就是通过定位副的接触（或配合）实现的。定位元件工作表面的精度直接影响工件的定位精度，因此定位元件工作表面应有足够的精度，以保证加工精度要求。（2）应具有够用的刚度及强度底面定位不仅仅限制了工件的自由度，还有着支承工件、承受夹紧力和切削力的作用。因此还应该有足够的刚度及强度，以免使用中出现了变形和损坏。 （3）应有较高的耐磨性工件的装卸会磨损定位元件工件表面，导致定位元件工件表面精度下降，引起定位精度的下降。当定位精度下降至不能保证加工精度时则应更换定位元件。为延长定位元件更换周期，提高夹具使用寿命，定位元件工作表面应

40、有较高的耐磨性。（4）要有良好的工艺性定位元件的结构应力求简单、合理、便于加工、装配和更换维修。（5）夹具元件还应满足通用化、标准化、系列化的“三化”要求。 4.2.1粗磨主轴颈专用夹具设计粗磨主轴颈的专用夹具，该夹具根据JL465Q曲轴的偏心距360.1mm，主轴颈粗磨后尺寸mm，保证其锥度，扭曲0.10，1800.10度等。翻180度的时候最好采用死定位基准，以保证基准尺寸的统一。绘制夹具结构简图，如图4-4所示。图4-4 夹具结构简图 4.2.2 铣端面专用夹具的设计铣端面夹具将选用用X62W铣床，刀具为两把硬质合金端铣刀YG8。对曲轴两个端面同时进行加工。本夹具主要用来铣JL465Q曲

41、轴端面。由加工本道工序的工序简图（如图4-2）可知。铣端面时，左右端面均有表面粗糙度要求Ra12.5。本道工序仅是对端面进行加工。因此在本道工序加工时，主要应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。1. 定位基准的选择 在进行端面铣加工工序时，左右两端的轴没加工，用两个V形块定位。因此工件选用两端轴中心线作为定位基准。选择两个V形块作为定位基面限制了工件的四个自由度，还要一个挡板，限制一个自由度。夹具上的定位元件是：其中定位元件为挡板和两个V形块。2. 定位元件的设计本工序选用的定位基准为两个V形块和定位销作定位，所以相应的夹具上的定位元件应主要是两个V形块。因此进

42、行定位元件的设计主要是对V形块进行设计。由机床夹具设计手册查的可知: 根据工件的直径 D=56mm，可知V形块的结构尺寸如图4-4所示。图4-4 V形块3. 加紧方式图4-5 铣端面夹具确定工件以2个V形块定位，限制了y的移动，z的移动，y的转动，z的转动，然后用压板加紧，加紧方式为液压加紧，如图4-5所示。主要元件有：1盘头螺钉M4、2圆柱销8m6、3支撑柱、4圆柱销8m6、5开口销、6圆柱销10m6、7盘头螺钉M10、8V形块、9底座。利用杠杆原理可以轻松压紧压紧臂，整个过程方便而快捷，满足生产时的要求。4.3 检具的设计在曲轴加工的过程中，加工了较多的孔。汽油机JL465Q曲轴各个孔径的

43、精度与质量，严重影响着整个曲轴的质量。所以用塞规对孔径的检测是尤为重要的。圆孔塞规做成圆柱形状，两端分别为通端和止端,用来检查孔的直径。它的最小极限尺寸一端叫做通端，最大极限尺寸一端叫做止端，常用的塞规形式如图所示，塞规的两头各有一个圆柱体，长圆柱体一端为通端，短圆柱体一端为止端。检查工件时，合格的工件应当能通过通端而不能通过止端。这里以小头内孔为例，介绍一下塞规的设计。1. 查参考文献1确定工作塞规的制造公差T和位置要素Z值。T=0.007mm，Z=0.015mm。2. 计算塞规的极限偏差和工作尺寸。通规“T” 上偏差=EI+Z+T/2=(0+0.015+0.007/2)mm=0.0185m

44、m 下偏差=EI+Z-T/2=(0+0.015-0.007/2)mm=0.0115mm 工作尺寸为止规“Z” 上偏差=ES=0.2mm 下偏差=ES-T=（0.2-0.007）mm=0.193mm 工作尺寸为mm3. 计算通规的磨损极限尺寸孔用通规的磨损极限尺寸=被检测孔的最大实体尺寸=10.7mm通规在使用过程中会不断的磨损，孔用通规的尺寸可以小于设计的最小极限尺寸10.7115mm。但当尺寸接近磨损极限尺寸时，就不能再用做工作量规，而应转作验收量规使用。当期尺寸磨损到磨损极限尺寸后，通规就应报废。4. 画出塞规的公差带图，如图3-6所示。图4-6 塞规公差带图（）5. 绘制塞规的工作图，如

45、图3-7所示。图4-7 塞规的工作图5 重要工艺过程设备的选择5.1 汽油机JL465Q曲轴加工设备简述本次汽车汽油机JL465Q曲轴加工工艺设计中的机加工设备主要有车床、磨床、钻床、铣床、数控车床、数控铣床等。这些设备选择的正确与否直接关系到产品的加工质量和加工成本，以及加工效率等，故设备的选择是汽油机曲轴加工工艺过程的重要一环。5.2 MQ8260曲轴磨床曲轴各个轴颈的要求是非常高的，其磨床的要求也很高，现在选用MQ8260曲轴磨床，其主要参数为：（1） 主要规格最大工件回转直径×最大工件长度 580×3000mm（2）加工范围中心高 300mm 工件最大回转直径 58

46、0mm在中心架上可磨直径 最大120mm 最小50mm 工件最大安装长度 顶尖间3100mm曲轴的曲柄回转半径 120mm工件最大重量 600kg（3） 头尾架中心高 300mm主轴转速（变频调速） 2590r/min无级（4）工作台手轮一转工作台移动量 粗进给： 5.88mm， 精进给1.68mm最大纵向移动量 手动 3000mm机动 3000mm（5） 砂轮架砂轮尺寸 最大900×32×305mm 最小650×32×305mm主轴转速 最大890r/min，最小740r/min沿丝杆最大行程 185mm快速进退量 10mm横进给手轮一转移动量 1mm

47、横进给手轮一格移动量 0.005mm可修砂轮圆弧半径 0-15mm（6）液压系统主油路调整压力 0.9-1.1Mpa润滑油路调整压力 0.2-0.3Mpa油泵流量 10L/min油泵压力 2.5Mpa（7）冷却系统冷却泵流量 200L/min（8）机床电动机功率 砂轮电动机功率 11KW头架电动机功率 7.5KW油泵电动机功率 0.55KW冷却泵电动机功率 3KW工作台面电动机功率 3KW（9）机床外形尺寸和净重 长×宽×高 （mm） 9450×2200×1584净重（kg） 11000（10）机床装箱尺寸毛重长×宽×高 （mm） 9

48、650×2400×1950毛重（kg） 130005.3 M1420外圆磨床精磨曲轴大小头时我们选用M1420外圆磨床，其主要参数如表5-1。表5-1 M1420外圆磨床技术参数机床型号M1420-520最大回转直径220mm顶尖距550mm中心高125mm最大磨削直径200mm磨削孔径范围8-80mm磨削孔径深度125mm顶尖间最大重量60kg砂轮尺寸400×40×203砂轮线速度38m/min-45m/min砂轮架全行程150mm手轮一转的移动量0.01mm(粗） 0.005mm（细）手轮一格的移动量0.01mm(粗） 0.0025mm(细）工作台进

49、给速度0.14m/min工作台回转角度-5°+7°工作台最大行程550mm头架主轴锥孔莫氏号4#or3#头架转速60,85,230,120,170,460r/min头架旋转角度-30°90°尾架套筒锥孔莫氏号4#or3#尾架顶尖行程25mm砂轮电机功率4kw头架电机功率0.75kw油泵电机功率0.75kw冷却泵电机功率0.125kw机床总功率约7kw圆度0.002mm粗糙度0.32Ra机床重量2100kg机床尺寸(m)2.2×1.6×1.66 结论本设计综合考虑了多方面的可行性，不仅使其在使用方面更加方便可靠，而且在成本方面有所降低，后期可能性维修方面也有所改善，