0073-工艺夹具四缸柴油机曲轴及钻床专用斜油孔设计说明书

1、毕 业 设 计（）说 明 书题目四缸柴油机曲轴工艺工装设计 毕业设计（）任务书设计（）题目：四缸柴油机曲轴工艺工装设计1毕业设计（）的主要内容及基本要求（1）基本设计参数：490 型柴油机。生产方式：批量生产（2）.主要内容及基本要求测绘柴油机曲轴的总成图和零件图。确定加工方定加工工艺，编制加工工序卡。进行曲轴斜油孔加工的工装设计。编写设计说明书。2指定查阅的主要参考文献及说明机械制造工艺手册机械制造技术基础机械制造装备夹具设计3进度安排设计（）各阶段名称起止 日期1查阅资料，了解曲轴的功能以及加工制造的基本知识3 月 5 日3 月 25 日2完成曲轴的装配图和零件图的绘制3 月 26 日4

2、月 10 日3确定加方定加工工艺.完成工装设计4 月 11 日5 月 22 日4完成设计计算说明书的编写5 月 23 日6 月 2 日5设计图纸与说明书的校对6 月 3 日6 月 5 日摘要在这次毕业设计中，进行了曲轴的测绘及根据实物模型了解曲轴的外型和曲轴斜油孔的位置结构。本设计为四缸柴油机曲轴工艺工装设计：绘制曲轴零件图、确定加工方定加工工艺、编制加工工序卡、曲轴斜油孔加工的工装设计。曲轴由轴颈和轴柄。曲轴是受冲击载荷、传递动力的重要零件，在五大件中最难以保证加工质量。由于曲轴工作条件恶劣，因此对曲轴材质以及毛坯加工技术、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。如果其中

3、任何一个环节质量没有得到保证，则可严重影响曲轴的使用和整机的可靠性。曲轴材质有球墨铸铁和钢两类。由于球墨铸铁的切削性能良好，可获得较理想的结构形状，并且和钢质曲轴一样可以进行各种热处理和表面强化处理来提高曲轴的抗疲劳强度、硬度和耐磨性。球墨铸铁曲轴成本只有调质钢曲轴成本的 1/3 左右，所以球墨铸铁曲轴在国内外得到了广泛应用。：曲轴斜油孔工装设计可靠 疲劳强度球墨铸铁ABSTRACThis graduation project, has carried on the crmapand the basis working munderstands the crthe outlook and th

4、e tune axle tilt oil holeition structure.This designis four cylinder diesel engine crcraft work clothes design: Plan crdrawing,determination prosing method, formulation prosing craft, establishment prosingtravel chart, tune axle tilt oil hole prosing work clothes design.The cr The crcomponents,const

5、itutes by the journal and the axis handle.ishe engine withstands the impact load, the transmiser importantguarantees the prosing quality most with difficulty in the engine fivebig-ticket items.Because the crworking condition is bad, therefore to the crmaterial, the surfacequality as well as the semi

6、finished materials prosing technology, the preciroughness, the heat treatment and the surface strengthens, requests and so on transientequilibrium extremely is all strict.If any link quality has not obtained the guarantee, then mayaffect the crThe crseriously the service life and the complete machin

7、e reliability.material quality has the modular cast iron and the steel two kinds.Because themodular cast iron cutting value is good, may obtahe ideal structure sh, and may carryon each kind of heat treatment and superfil strengthening prosing equally with the steelcrenhanthe crthe anti-fatigue stren

8、gth, degree of hardness and thetocost 1/3,wear.Modular cast iron crcost only then about quenched and tempered steel crtherefore the modular cast iron crapplication.in domestic and foreign obtained the widespreadKey word: CrsSlanting oil holesWork clothes designsReliabilityFatiguestrengthModular cast

9、 irons.目录中要英要设计的相关知识1第 1 章1.1 毕业设计的目的、要求和内容11.1.1 毕业设计的目的11.1.2 毕业设计的基本要求及主要内容11.2 毕业设计的步骤21.2.1 机械加工工艺规程设计2第二章零件的分析3零件的作用及分析3曲轴的制造技术及工艺进展32.2.1曲轴的毛坯制造技术32.2.2机械加工技术42.2.3第三章热处理和表面强化处理技术4零件的工艺路线及加工工艺53.1 拟定工艺路线应注意的事项53.2 零件的工艺路线63.2.1 基准的选择63.2.2 曲轴工艺路线内容63.2.3第四章零件加工工序内容7夹具设计及撰写说明35夹具设计354.14.1.1设计

10、说明354.1.2夹具设计分析354.2 撰写说明书应注意的事项36第五章结论37参考文献38致谢39第一章设计的相关知识1.1毕业设计的目的、要求和内容了解毕业设计的目的和要求能知道设计的重要性。按照要求做好设计，使自己有一个做设计的好计划，从而把设计做得更加的成功完美。1.1.1毕业设计的目的。机械制造工艺与机床夹具毕业设计是机械制造工艺与机床夹具课程教学的一个不可或缺的辅助环节。它是学生全面地综合运用本课程及其有关先修课程的实践知识进行加工工艺及夹具结构设计的一次重要实践。它对于培养学生编制机械加工工艺规机床夹具设计的能力，为以后搞好毕业设计和去工厂从事工艺与夹具设计具有十分重要的意义。

11、本课程设计的目的在于：1.培养学生综合运用机械制造工艺学及相关专业课程（工程材料与热处理、机械设计、互换性与测量技术、金属切削加工及装备等）的理论知识，结合金工实习、生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决机械加工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。2.能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备设计保证加工质量的高效、省力、经济合理的3.夹具的能力。培养学生熟悉和应用有关手册、标准、图表等技术资料的能力，指导学生分析零件加工的技术要求和本企业具备的加工条件，掌握从事工艺设计的方法和步骤。4.5.6.进一步培

12、养学生机械制图、设计计算、结构设计和编写技术文件等的基本技能。培养学生耐心细致、科学分析、周密思考、吃苦耐劳的良好。培养学生解决工艺问题的能力，为学生今后进工厂从事工艺与夹具设计打下良好的基础。1.1.2毕业设计的基本要求及主要内容。本毕业设计要求就一个中等复杂程度的零件编制一套机械加工工艺规程，按教师指定的某加工工序设计一副夹具，并撰写设计说明书。学生应在教师的指导下，认真地、有计划地、独立按时完成设计任务。学生对待自己的设计任务必须如同在工厂接受设计任务一样，对于自己所作的技术方案、数据选择和计算结果必须高度负责，注意理论与实践相结合，以期使整个设计在技术上是先进的、在经济上是合理的、在生

13、产中是可行的。基本设计参数：490 型柴油机。生产方式：批量生产主要内容及基本要求测绘柴油机曲轴的总成图和零件图。确定加工方定加工工艺，编制加工工序卡。进行曲轴斜油孔加工的工装设计。编写设计说明书。3.指定查阅的主要参考文献及说明机械制造工艺手册机械制造技术基础机械制造装备夹具设计毕业设计的步骤1.21.2.1机械加工工艺规程设计（1）分析、零件图（或实物），进行结构工艺性。（2）根据生产和生产类型，确定工艺的基本特征。生产和生产类型不同，产品零件的制造工艺、所用设备及工艺装备、对工人的技术要求、采取的技术措施和要求达到的技术经济效果也会不同。（3）确定毛坯的类型和制造方法，绘制毛坯图。（4）

14、拟定工艺路线。（5）机械加工工序设计。（6）技术经济分析。（7）校核 。第二章零件的分析2.1零件的作用及分析曲轴一般由主轴颈，连杆轴颈、曲柄、平衡块、前端和后端等组成。一个主轴颈、杆轴颈和一个曲柄组成了一个，曲轴的数目等于气缸数。曲轴是发中承受冲击载荷、传递动力的重要零件，在发五大件中最难以保证加工质量。由于曲轴工作条件恶劣，因此对曲轴材质以及毛坯加工技术、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。如果其中任何一个环节质量没有得到保证，则可严重影响曲轴的使用和整机的可靠性。世界汽车工业发达国家对曲轴的加工十分重视，并不断改进曲轴加工工艺。随着 WTO 的加入，国内曲轴生产厂

15、家已经形势的紧迫性，引进了为数不少的先进设备和技术，以期提高产品的整体竞争力，使得曲轴的制造技术水平有了大幅提高，特别是近 5 年来发展更为迅猛。把连杆传来的推力变为旋转的力量（扭矩），经过曲轴、飞轮传给传动装置。将活塞的直线往复运动的动能转化为旋转动能的部件。2.2曲轴的制造技术及工艺进展2.2.1 曲轴的毛坯铸造技术球墨铸铁曲轴的生产继 QT800-2、QT900-2 等几种牌号后，广西玉柴等经过攻关已能稳定生产 QT800-6 牌号的曲轴，为曲轴“以铁代钢”奠定了基础。1.熔炼高温低硫纯净铁水的获得是生产高质量球墨铸铁的关键。国内主要是以冲天炉为主的生产设备，铁水未进行预脱硫处理；其次是

16、生铁少、焦炭质量差。目前已采联外加预脱硫的熔炼方法，采用冲天炉熔化铁水，经炉外脱硫，然后在感应电炉中升温并调整成分。目前，在国内铁水成分的检测已普遍采用真空直读光谱仪来进行。2.造型气流冲击造型工艺明显优于粘土砂型工艺，可获得高精度的曲轴铸件，该工艺制作的砂型具有无反弹变形量等特点，这对于多拐曲轴尤为重要。目前，国内已有一些曲轴生产厂家从德国、意大利、西班牙等国引进气流冲击造型工艺，不过，引进整条生产线的只有极少数厂家，如文登天润曲轴引进了德国 KW 铸造生产线。2.2.2机械加工技术目前国内曲轴生产线多数由普通机床和机床组成，生产效率和自动化程度相对较低。粗加工设备多采用多刀车床车削曲轴主轴

17、颈及拐颈，工序的质量稳定性差，容易产生较大的内应力，难以达到合理的加工余量。一般精加工采用 MQ8260 等曲轴磨床粗磨-半精磨-精磨-抛光，通常靠手工操作，加工质量不稳定。粗加工生产线由德国的专机自动线（LINDENMAIER）、数控车-车拉、数控高速随动外铣（BOEHRINGER）、圆角滚压机（SCHEIDT-MFD）和止推面车滚专机、淬火机（EMA）等组成；精加工生产线由（IMPCO-NACHI）、检测机、的数控高速 CBN 磨床（TOYODA）、动平衡机、抛光机机等组成。连杆轴颈加工则采用了数控高速随动加工技术，全线采用高速 CBN 砂轮磨削技术，磨削线速度达到 120m/s。粗加工有

18、曲轴质量定心机、数控内铣床等设备，精加工设备由英国 LANDIS、TOYADA 数控曲轴磨床等进口先进设备组成。可以看出，发曲轴制造技术进展最为迅速的是机械加工装备，比较典型的加工工艺是铣削和磨削。2.2.3热处理和表面强化处理技术曲轴的热处理是表面强化处理。球墨铸铁曲轴一般均采用正火处理，为表面处理做好组织准备，表面强化处理一般采用感应淬火或氮化工艺。锻钢曲轴则采用轴颈与圆角淬艺。引进的设备有 AEG 全自动曲轴淬火机床、EMA 淬火机床等。据国料介绍，球墨铸铁曲轴采用圆角滚压工艺与离子氮化结合使用进行复合强化，可使整条曲轴的抗疲劳强度提高 130%以上。国内部分厂家近几年也进行了这方面的实

19、践，取得了良好的效果。第三章零件的工艺路线及加工工艺3.1拟定工艺路线应注意的事项在撰写工艺路线，尤其是在选择加工方法、安排加工顺序时，要考虑和注意以下事项：表面成形。应首先加工出精基准面，再尽量以统的精基准定位加工其余表面，并要考虑到各种工艺最适合加工什么表面。保证质量。应注意到在各种加工方案中保证尺寸精度、形状精度和表面相互位置精度的能力；是否要粗精分开，加工阶段应如何划分；怎样保证工件无夹压变形；怎样减少热变形；采用怎样的热处理以改善加工条件、消除应力和稳定尺寸；如何减小误差复映；对某些相互位置精度要求极高的表面，可考虑采用互为基准反复加工的办法等。3. 减小消耗，降低成本。要注意发挥工

20、厂原有的优势和潜力，充分利用现有的生产条件和设备；尽量缩短工艺准备时间并迅速投产，避免贵重稀缺材料的使用和消耗。4. 提高生产率。在现有通用设备的基础上考虑成批生产的工艺时，工序宜分散，并配备足够的工艺装备；当采用高效机床、机床或数控机床时，工序宜集中，以提高生产效率，保证质量。应尽可能减少工件在车间内和车间之间的，必要时考虑引进先进、高效的工艺技术。5. 确定机床和工艺装备。选择机床和工艺装备，其型号、规格、精度应零件尺寸大小、精度、生产和工厂的具体条件相适应。在毕业设汁中，夹具、刀具和量具，采用以下代号方法：D刀具J夹具L量具C车床X铣床Z钻床工艺装备M磨床示例如下：CJ01 车床夹具l

21、号ZD02 钻床刀具 2 号6. 工艺方案的对比取舍。为保证质量的可靠性，应对各方案进行技术经济分析，对生产率和经济性（注意在什么情况下主要对比不同方案的工艺成本，在什么情况下主要对比不同方案的投资回收期）进行对比，最后综合对比结果，选择最优方案。3.2零件的工艺路线3.2.1基准的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题成零件的大批报废，使生产无法正常进行。，更有甚者，还会造粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加

22、工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取顶面作为粗基准。因为这个零件是长方体类的零件,可以用通用夹具来定位，实现了完全定位，然后进行铣削。精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。3.2.2曲轴工艺路线内容曲轴材料为球墨铸铁，曲轴的主要加工表面多数为外圆表面。所有的加工表面的表面粗糙度的质量要求都比较高，主要加工部位的尺寸有：1.回转面，精磨；检查；防锈、入库。3.2.3零件加工工序内容工序一粗、精车左端面加工材料QT600-3，工件尺寸坯件D=71 mm，车削长度 l=35.5 mm；加工要求车削后表面粗

23、糙度为 Ra=6.3 m,车床CA6140,工件采用三爪卡盘装夹。由于工件毛坯为铸件，因两端面都要加工，加工余量为 3.5，所以粗加工余量为 3.5mm，精加工余量为 0.5 mm。粗车左端面：1.刀具的选择选择硬质合金钢端面车刀。根据切削用量简明手册 表 1-2 得选表 1-1 选得刀杆尺寸 16 mm 25 mm,刀片厚度为 4.5 mm.2.选择切削用量具 YG3。1）.确定切削深度4.计算基本工时L=35.5+1.0=36.5 mm故4.计算基本工时L=41+1.0=42 mm故mm,则L=120+1.0=121 mm故选择硬质合金钢端面车刀。根据切削用量简明手册 表 1-2 得选表

24、1-1 选得刀杆尺寸 16 mm 25 mm,刀片厚度为 4.5 mm.2.选择切削用量1）.确定切削深度具 YG3。加工余量为 4 mm，半精加工余量为 2 mm,精加工余量为 1 mm。粗车：1.刀具的选择选择直头式外圆车刀(最好选择可转位车刀)，根据切削用量简明手册 表1-2 得选具 YG3。表 1-1 选得刀杆尺寸 16 mm 25 mm,刀片厚度为 4.5 mm.2.选择切削用量1）.确定切削深度1）.确定切削深度mm ，由于表面粗糙度要求高，工件直径在 60100 mm 时，故取f=0.03 mm3）.确定切削速度由于工件毛坯为铸件，加工余量为 7，加工要求很高（Ra=0.4 m）

25、，所以粗加工余量为 4 mm，半精加工余量为 2 mm,精加工余量为 1 mm。粗车：1.刀具的选择选择直头式外圆车刀(最好选择可转位车刀)，根据切削用量简明手册 表1-2 得选具 YG3。表 1-1 选得刀杆尺寸 16 mm 25 mm,刀片厚度为 4.5 mm.2.选择切削用量1）.确定切削深度2.选择切削用量1）.确定切削深度mm ，由于表面粗糙度要求高，工件直径在 60100 mm 时，故取f=0.03 mm3）.确定切削速度故选择,4.计算基本工时式中 L=l+y+工序十四粗、精车曲柄销两边壁面加工材料QT600-3，工件尺寸坯件 D=63 mm，车削长度 l=28 mm；加工要求车

26、削后表面粗糙度为 Ra=0.8 m,车床CA6140,工件采用夹具装夹.工序十五工序曲柄销两边倒角 R3 、Ra=0. m粗、精车左端3.确定主轴转速 n根据公式n=式中 L=l+y+加工材料QT600-3，铸造件工艺要求孔径 d=10 mm,工序二十铣键槽 12不能任意选取。铣削宽度a0 5 mm,直径3.基本工时3.基本工时第四章夹具设计及撰写说明4.14.1.1夹具设计设计说明本毕业设计要求学生设计。具体的设计项目可根据加工的需要，由学生本人提出并经指导教师同意后确定。原则上所设计的夹具应具有中等以上的复杂程度。进行夹具设计前，必须准备好以下资料：1.工艺装备设计任务书；2.3.4.5.

27、工件的工艺规程；产品的图纸和技术要求；有关、行业标准和企业标准；国内外典型工装装备的图纸和有关资料；6.7.工厂设备；生产技术条件。夹具设计应根据零件工艺设计中所规定的原则和要求来进行。设计时要求做到：1. 设计前应深入现场，了解生产批量和对夹具的需用情况，了解夹具制造车间的生产条件和技术状况，联系生产实际，准备好各种设计资料；确定设计方案时应征求教师意见，经审核后进行设计，以免走弯路；设计的夹具必须满足工艺要求，结构性能可靠，使用省力安全，操作方便，有利于实现优质、高产、低消耗，能改善劳动条件，提高标准化、通用化、系列化水平；设计的夹具应具有良好的结构工艺性，即所设计的夹具应便于制造、检验、

28、装配、调整、维修，且切屑的、排除；4.5.夹具设计必须保证图样清晰、完整、正确、；对精密、特殊的夹具应附有使用说明书和设计计算书。4.1.2夹具设计分析曲轴斜油孔加工采用卧式布置，钻头处于水平位置。曲轴的定位是以两端主轴颈为基准，放在两个等高的V 型块上，连杆颈靠在定位块上，夹紧后就可以加工。在钻两边的斜油孔时，需设计一个的4.2撰写说明书应注意的事项说明书应概括地介绍设计全貌，对设计中的各部分内容应作重点说明、分析论证及必要的计算。要求系统性好、条理清楚、图文并茂，充分表达自己的见解，力求避免抄书。1. 学生从设计一开始就应随时逐项设计内容、计算结果、分析意见和资料来源，以及教师的合理意见、自己的见解与结论等。每一设计阶段过后，随即可整理、编写出有关部分的说明书，待全部设计结束后，只要稍作整理，便可装订成册。不要完全集中在设计后期完成，以节省时间，避免错误。2. 说明书要求字迹工整，语言简炼，文字通顺，逻辑性