柴油機(jī)曲軸及其夾具設(shè)計(jì)

1、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)柴油機(jī)曲軸機(jī)械加工工藝及其夾具設(shè)計(jì)THE DIESEL ENGINE CRANKSHAGT S PROCESSINGTECHNOLOGY AND THE FIXTURE DESIGGN學(xué)生姓名 ： 陳 卓 學(xué) 號(hào)： 200941914304年級(jí)專業(yè)及班級(jí)： 2009 級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（ 3）班指導(dǎo)老師及職稱： 董亮 副教授學(xué) 部： 理工學(xué)部湖南長(zhǎng)沙提交日期： 2013年 5月湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)誠(chéng)信聲明本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下, 進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議

2、。除文中已經(jīng)注明 引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品 成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體在文中均作了明確的說(shuō)明 并表示了謝意。同時(shí)，本論文的著作權(quán)由本人與湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué) 院、指導(dǎo)教師共同擁有。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。畢業(yè)設(shè)計(jì)作者簽名:摘要關(guān)鍵詞 1 前言1.1設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容1.2國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀2柴油機(jī)曲軸工藝設(shè)計(jì)2.1分析零件圖2.1.1 零件的作用2.1.2零件的工藝分析2.2確定生產(chǎn)類型2.3確定毛坯2.3.1確定毛坯的種類2.42.3.22.3.3確定鑄件余量及形狀畫鑄件一零件綜合圖機(jī)械加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)2.4.1選擇表面加

3、工方法242 確定工藝過(guò)程方案2.5選擇加工設(shè)備與工藝裝備2.5.1選擇機(jī)床2.62.5.22.5.32.5.4選擇夾具選擇刀具選擇量具確定工序尺寸2.7.1工序070 （粗車長(zhǎng)頭）切削用量及時(shí)間定額92.7.2工序130（鉆孔14.2 ）切削用量及時(shí)間定額122.7.3工序240（銑K面）切削用量及時(shí)間定額14180油機(jī) 軸 1 具計(jì)153.1明確設(shè)計(jì)任務(wù)、收集分析原始資料153.1.1力卩工工件的零件圖153.1.2設(shè)計(jì)任務(wù)書153.1.3工序簡(jiǎn)圖163.1.4分析原始資料163.2確定夾具的結(jié)構(gòu)方案163.2.1根據(jù)六點(diǎn)疋位規(guī)則確疋工件的疋位方式163.2.2選擇疋位兀件，設(shè)計(jì)疋位裝置1

4、63.2.3分析計(jì)算定位誤差163.2.4確定工件的夾緊裝置173.3繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖183.3.1擬訂夾具總裝圖的尺寸、公差與配合以及技術(shù)要求183.3.2繪制夾具總裝配圖19確定切削用量及時(shí)間定額2.7柴油機(jī)曲軸第二套夾具設(shè)計(jì)1934.1.1力卩工工件的零件圖204.1.2設(shè)計(jì)任務(wù)書204.1.3工序簡(jiǎn)圖204.1.4分析原始資料20明確設(shè)計(jì)任務(wù)、收集分析原始資料20確定夾具的結(jié)構(gòu)方案204 R1804.14.24.3夾具定位誤差分析214.4擬訂夾具總裝圖的尺寸、公差與配合及技術(shù)要求212121441 尺寸、公差與配合442制訂技術(shù)要求4.5繪制夾具總裝圖215結(jié)論22參考文獻(xiàn)22致謝2

5、3附錄23柴油機(jī)曲軸機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)學(xué) 生：陳 卓指導(dǎo)老師：董 亮湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128 )摘 要： 曲軸是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的重要零件。它的作用是把活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將作用在活塞的氣體壓力變成扭矩， 用來(lái)驅(qū)動(dòng)工作機(jī)械和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)各輔助系統(tǒng)進(jìn)行工作。本設(shè)計(jì)是根據(jù)被加工R180柴油機(jī)曲軸的技術(shù)要求，進(jìn)行機(jī)械工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，然后運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要工作有：繪制產(chǎn)品零件圖，了解零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求；根據(jù)生產(chǎn)類型和所在企業(yè)的生產(chǎn)條件，對(duì)零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和工藝分析； 確定毛坯的種類及制造方法；擬定零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程

6、，選擇各工序的加工設(shè)備和工藝設(shè)備，確定各工序的加工余量和工序尺寸，計(jì)算各工序的切削用量和工時(shí)定額；填寫機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片、 機(jī)械加工工序卡片等工藝卡片；設(shè)計(jì)指定的專用夾具，繪制裝配總圖和主要零件圖。關(guān)鍵詞：機(jī)械制造 ;加工工藝 ;曲軸;夾具The Diesel Engine Crankshaft sProcessing Technology and theFixture DesignAuthor:Chen ZhuoTutor:Dong Liang(Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Cha

7、ngsha 410128)Abstract :Crankshaft is a very important parts of diesel engine. Is action is change the to and frostraight-line motion of the piston into rotary motion and change the gas pressure on the piston into torque,that is used to drive executive body and accessory system of the diesel engine.

8、This design is on the basisof technical requirement of the R180 diesel engine crankshaft to design the technological procedure. Andthen use the fundamental and method of the fixture design to fix the fixture design programme andcomplete the structural of the fixture. The main work is: Parts drawing,

9、 understand the characteristic ofstructure and technical requirement; Accroding to the types of manufacturing and the plant conditions ofthe company we will analyse the structure and craft of the crankshaft; Fix the type and manufacturing2method of the roughcast; Fix the processing technic of the cr

10、ankshft,select device and equipment fix themachining allowance and working procedure size and count the cutting specifications and time allowance.;Fix the Processing technological process card and Machine-finishing operation card; Design the special fixture and plan the assembling drawing and main p

11、arts drawing.Key words : Machine manufacture, Processing craft, Crankshaft, fixture前言 制造業(yè)生產(chǎn)的是具有直接使用價(jià)值的產(chǎn)品，而這些產(chǎn)品與社會(huì)的生產(chǎn)活動(dòng)和人民 生活息息相關(guān)。當(dāng)今制造業(yè)不僅是科學(xué)發(fā)展和技術(shù)發(fā)明轉(zhuǎn)換為現(xiàn)實(shí)規(guī)模生產(chǎn)力的關(guān)鍵 環(huán)節(jié)，并已成為為人類提供生活所需物質(zhì)財(cái)富和精神財(cái)富的重要基礎(chǔ)。良好的居住環(huán) 境，充分的能源供給，便捷的交通和通信設(shè)施，豐富多彩的應(yīng)刷出版、廣播影視和網(wǎng) 絡(luò)媒體，優(yōu)良的醫(yī)療保健手段，可靠的國(guó)家和社會(huì)安全以及抵抗自然災(zāi)害的能力等， 均需要制造業(yè)的支持。 21.1 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容柴油發(fā)

12、動(dòng)機(jī)曲軸機(jī)械加工工藝規(guī)程與夾具設(shè)計(jì)（生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批量生產(chǎn)） 。 掌握工業(yè)規(guī)程設(shè)計(jì)的基本要求， 設(shè)計(jì)工藝規(guī)程內(nèi)容及步驟， 制作機(jī)械加工工藝過(guò)程 卡片，機(jī)械加工工序卡片。2 個(gè)主要工序的專用機(jī)掌握專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本要求，設(shè)計(jì)主軸箱零件加工 床夾具，掌握夾具設(shè)計(jì)的程序與內(nèi)容，繪制夾具總圖和主要零件圖，編寫夾具設(shè)計(jì)使 用說(shuō)明書。1.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀伴隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，我國(guó)的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸生產(chǎn)得到較大的發(fā)展，總量已具相當(dāng) 的規(guī)模，無(wú)論是設(shè)計(jì)水平，還是產(chǎn)品品種、質(zhì)量、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)方式都有很大的發(fā) 展。曲軸在發(fā)動(dòng)機(jī)中是承受載荷傳遞動(dòng)力的重要零部件，也是發(fā)動(dòng)機(jī)五大零部件中最 難以保證加工質(zhì)量的零部件，

13、其性能、水平直接影響整機(jī)的性能水平及可靠性。因此， 各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家十分重視曲軸的生產(chǎn)，不斷改進(jìn)其材質(zhì)及加工手段， 以提高其性能水 平，滿足發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)的需要。近幾年來(lái)， 國(guó)內(nèi)曲軸加工發(fā)展十分迅速。尤其是大功率 柴油機(jī)曲軸。先進(jìn)的加工工藝加工出的曲軸質(zhì)量好、效率高且穩(wěn)定，伴隨著汽車工業(yè) 的發(fā)展，我國(guó)的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸生產(chǎn)得到較大的發(fā)展，總量已具相當(dāng)?shù)囊?guī)模，無(wú)論是設(shè)計(jì) 水平，還是產(chǎn)品品種、質(zhì)量、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)方式都有很大的發(fā)展。2 柴油機(jī)曲軸工藝設(shè)計(jì)352.1 分析零件圖2.1.1 零件的作用 曲軸是柴油機(jī)的一個(gè)主要零件。曲軸主要用于作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械中。2.1.2 零件的工藝分析曲軸圖樣的視圖、尺寸、公差

14、和技術(shù)要求齊全、正確；零件選用材料為QT800-2，該材料具有較高的強(qiáng)度、韌性和塑性，切削性能良好；結(jié)構(gòu)工藝性比較好。根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及一般機(jī)床所能達(dá)到的位置精度， 該零件沒有很難加工 的表面，上述各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。2.2 確定生產(chǎn)類型已知零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排的基本傾向?yàn)椋杭?工設(shè)備以自動(dòng)化和專用設(shè)備為主，通用設(shè)備為輔；機(jī)床按流水線或自動(dòng)線排列；采用 高效專用夾具；廣泛采用專用夾具；廣泛采用專用量具、量?jī)x和自動(dòng)檢驗(yàn)裝置。這樣 生產(chǎn)效率高。2.3 確定毛坯2.3.1 確定毛坯種類 根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。并依其結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小

15、和生產(chǎn)類型，毛坯的鑄造方法選用金屬模機(jī)械砂型鑄造。根據(jù)機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)表 15 5鑄件尺寸公差等級(jí)采用CT9級(jí)。2.3.2 確定鑄件余量及形狀根據(jù)機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)表15 7,取加工余量為MA-G級(jí)。查159機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)表 158確定各表面的鑄件機(jī)械加工余量。 對(duì)于金屬模機(jī)械砂型鑄造,根據(jù)機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)表鑄件最小孔的直徑,故本零件上的孔不鑄出。畫鑄件零件綜合圖（見曲軸零件毛坯圖）2.3.32.42.4.1機(jī)械加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì) 選擇表面加工方法 根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度， 查機(jī)械制造工藝及設(shè) 備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)表1

16、532表1534選擇零件主要表面（依次為從長(zhǎng)頭到短頭）的 加工方法與方案如下：M36X2螺紋：粗車（IT12）精車（IT6）割槽 33X4.8 （IT11 ）車螺紋 M36X2 1: 8圓錐面：粗車（IT12）半精車（IT10）銑鍵槽12N9（IT8 ）磨削（IT6 ）。 45圓柱面：粗車（IT12）半精車（IT10）磨削（IT6）拋光（IT5 ）。50圓柱面：粗車（IT12 ）半精車（IT10）割槽47X2.2 粗磨（IT7）精 磨（IT6）。60圓柱面：粗車（IT12 ）半精車（IT10 ）。K面：銑（IT9）鉆孔 4 8（ IT12 ）鉸孔 4 8（IT9）鉆孔 2 M10（IT12 ）

17、 攻絲 2-M10。45連桿頸圓柱面：粗車（IT12）半精車（IT10）粗磨（IT7）精磨（IT6） 拋光（IT5）。 14.2斜孔：鉆（IT12）。5斜油孔：鉆（IT12 ）拋光（IT8 ）。60圓柱面：粗車（IT12 ）半精車（IT10 ）。50圓柱面：粗車（IT12）半精車（IT10）粗磨（IT7）精磨（IT6 ）。40圓柱面：粗車（IT12 ）半精車（IT10）割槽38.5X3 （IT10）銑鍵槽 5N9 （IT8 ）粗磨（IT7）精磨（IT6）。19孔：鉆孔18.5 （IT12 ）鉸孔19 （IT8 ）。M6螺紋：鉆孔25 （IT12）攻絲2-M6。2.4.2 確定工藝過(guò)程方案（1）

18、擬定方案由于各表面加工方法已基本確定，現(xiàn)按照“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”、1?！盎鶞?zhǔn)先行”的原則，初步擬定兩種工藝過(guò)程方案，見表表1工藝過(guò)程方案Table 1 P rocess p la n方案I方案n工序號(hào)工序內(nèi)容工序號(hào)工序內(nèi)容毛坯毛坯010按鑄件要求檢驗(yàn)010批量毛坯抽檢020熱處理020銃兩端面030批量毛坯抽檢030鉆中心孔B5040銃兩端面040檢測(cè)曲軸硬度方案I方案n工序號(hào)工序內(nèi)容工序號(hào)工序內(nèi)容050鉆中心孔B5050粗車短頭，依次為50k6， 6040h6，060檢測(cè)曲軸硬度060粗車長(zhǎng)頭，依次為M36X21： 8圓錐面，45h9，50m6, 60070粗車短頭，依次

19、為070精車短頭，依次為40h6，40h6, 50k6， 6050k6， 60080粗車長(zhǎng)頭，依次為080精車長(zhǎng)頭，依次為M36X2M36X2 1： 8圓錐面，1： 8圓錐面，45h9， 45h9， 50m6,50m6, 6060續(xù)表1方案I方案n工序號(hào)工序內(nèi)容工序號(hào)工序內(nèi)容090車開檔，粗車連桿頸45090割槽38.5X3,割槽33X4.8,割槽 47X2.2100精車短頭，依次為40h6, 50k6， 60,割槽38.5X3100車開檔110精車長(zhǎng)頭，依次為M36X2 1: 8圓錐面， 45h9， 50m6,60,割槽 33X4.8,割槽47X2.2110粗、精車連桿頸45120精車連桿頸

20、45120鉆孔14.2130鉆孔14.2130鉆斜油孔5140鉆斜油孔5140鉆孔18.5，鉸孔19150鉆孔18.5，鉸孔19修正中心孔150修正中心孔160160粗磨兩端王軸頸50170按工藝要求進(jìn)行中間 檢驗(yàn)170粗磨兩端王軸頸50銃鍵槽5N9180粗磨兩端王軸頸50180190粗磨連桿頸45190銃鍵槽12N9200銃鍵槽5N9200銃K面210銃鍵槽12N9210鉆鉸48220銃K面220鉆攻2 M10230鉆鉸48230鉆攻2 M6240鉆攻2 M10240精磨主軸頸50k6 ,50m6,磨 45h9250鉆攻2 M6250精磨連桿頸45260精磨主軸頸 50k6,50m6磨45h

21、9260磨1 : 8圓錐面270精磨連桿頸45270車螺紋M36X2280磨40h6280油孔5拋光方案I方案n工序號(hào)工序內(nèi)容工序號(hào)工序內(nèi)容290磨1 : 8圓錐面290在N處打廠標(biāo)及檢驗(yàn)標(biāo)記300車螺紋M36X2300探傷310油孔5拋光310清洗320探傷320氮化330檢驗(yàn)各相關(guān)尺寸330拋光連桿頸、油封檔340在N處打廠標(biāo)及檢驗(yàn)340清洗、檢驗(yàn)、包裝標(biāo)記350清洗360氮化370按氮化工藝要求檢驗(yàn)380拋光連桿頸、油封檔390清洗、檢驗(yàn)、包裝(2)方案論證方案I的優(yōu)點(diǎn)在于基本遵循粗精加工劃分階段的原則。方案n的不足之處是加工 過(guò)程中的檢驗(yàn)太少，不利于控制曲軸的加工質(zhì)量。根據(jù)以上分析，確

22、定方案I為曲軸零件加工的工藝路線。2.5 選擇加工設(shè)備與工藝裝備2.5.1 選擇機(jī)床考慮到大量生產(chǎn)，盡量選用高效機(jī)床。 工序070、080、090、100均為圓柱面的車削加工，用 CJK6140數(shù)控車床加工方 便且效率高。 工序180、190、260、270、280、290均為圓柱面的磨削加工，用 JK101數(shù)顯曲 軸磨床加工方便且效率高。 其余表面加工均采用通用機(jī)床。如：C6140臥式車床、X62W萬(wàn)能銑床、Z5125立式鉆床等。2.5.2 選擇夾具2.5.3刀。考慮到大量生產(chǎn)，均采用專用夾具。均采用 YG6硬質(zhì)合金外圓車刀，并盡量采用成形車刀。 銑平面選用YG6A硬質(zhì)合金圓盤銑刀，銑鍵槽選

23、用鍵槽銑選擇刀具在車床上加工的工序，在銑床上加工的工序，在磨床上加工的工序,磨主軸頸選用砂輪P600X63X305 C46K2B35其外徑為 600mm厚度為63mm內(nèi)徑為305mm磨連桿頸選用砂輪 P600X25X305 C46K2B35其8外徑為600mm厚度為25mm內(nèi)徑為305mm 在鉆床上加工的工序，均選用麻花鉆和機(jī)用絲錐。2.5.4選擇量具工序070粗加工可選通用量具?，F(xiàn)按計(jì)量器具的不確定度選擇量具。粗車40h6mmi41.80o.25 mm查互換性技術(shù)測(cè)量應(yīng)用手冊(cè)表 5.1-1知計(jì)量器具不確定度允許值 Ui=0.029mm查互換性技術(shù)測(cè)量應(yīng)用手冊(cè)表 5.1-2，選擇分度值0.02

24、mm的游標(biāo)卡尺，其不確定度 U=0.02mm U3 ，故應(yīng)乘孔深修正系數(shù) k1f=0.915，貝Uf= (0.37 0.45 ) X0.915mm/r=0.34 0.41mm/r 按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.8，當(dāng)灰鑄鐵硬度大 于213HBS do =14.2mm鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量 f=1.0mm/r o 按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.9，當(dāng)灰鑄 鐵硬度大于210HBS do 14.5mm機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為8830N時(shí)，進(jìn)給量為 0.81mm/r o從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可以看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為 f=0.34 0.41

25、mm/r。根據(jù)Z5125鉆床說(shuō)明書，選擇f=0.36mm/r o由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 2.12，當(dāng)do =14.2mm0.8mm 壽命 T=6Omiro2) 決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 時(shí)，鉆頭后刀面最大磨損量取為3) 決定切削速度2.15，當(dāng) f=0.36mm/r 時(shí)，Vt=13m/min。kTv=1.0 , kcv=1.0 , kiv=0.85 , ktv=1.0，故由切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 切削速度的修正系數(shù)為：v=vt kv=13X1.0X1.0X0.85X1.0m/min=11.1m/min nn=1000v/( n do )=248.8r/min根據(jù)Z5125鉆床說(shuō)明書，可考慮選擇n=27

26、2r/min,但因所選轉(zhuǎn)數(shù)較計(jì)算轉(zhuǎn)數(shù)為高， 會(huì)使刀具壽命下降，故可將進(jìn)給量降低一級(jí)，即取f=0.28mm/r;也可選擇較低一級(jí)轉(zhuǎn)數(shù)n=195r/min,仍用f=0.36mm/r，比較這兩種方案：第一方案 f=0.28mm/r, n=272r/mi nnf=272X 0.28mm/min=76.16mm/min第二方案 f=0.36mm/r, n=195r/mi nnf=195X 0.28mm/min=70.2mm/min因?yàn)榈谝环桨竛f的乘積較大，基本工時(shí)較少，故第一方案較好。這時(shí)Vc=12m/min;f=0.28mm/r。(3)計(jì)算基本工時(shí)(7)Ltm nf式中L=l+y+ ，l=47mm根

27、據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.29，入切量及超切量+ =6mm 則 L=47+6mm=53mn故tm=0.70min2.7.3 工序240 (銑K面)切削用量及時(shí)間定額(1) 選擇刀具1)根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表1.2，選擇YG6A硬質(zhì)合金刀片。根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.1，銑削深度a pW4mm寸，圓盤銑刀直徑d。為80mm a為60mm但已知銑削寬度ae為70mm故應(yīng)根據(jù)銑削寬度ae0.08mm a。 =10 , Xs= 10，oY。（2）選擇切削用量1）決定銑削深a P由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則a P=h=3mm2）決定每齒進(jìn)給量fz 根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 3.3，當(dāng)使用YG6

28、A銑床功 率為4.5KW時(shí)，fz=0.20 0.30mm/zfz=0.30mm/z3） 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表 3.8，由于銑刀 直徑do =80mm故刀具壽命T=180min （表3.8 ）。4） 決定切削速度Vc和每分鐘進(jìn)給量Vf切削速度Vc可根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) 表3.27中的公式計(jì)算，也可直接由表中查出。根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.27的公式進(jìn)行計(jì)算。各修正系數(shù)為：kM=0.72，ksv=0.8 （見表1.28）kv= kMv ksv=0.576Vc=14.5m/mi nn=58r/m in根據(jù)X62W吐銑床說(shuō)明書選擇n=60r/m in, Vfc=235mm/

29、m in因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為vc= n do n/1000=3.14*80*60/1000m/min=15m/minf zc=Vfc/ n z=235/(60*12)mm/z=0.33mm/z(8)(3) 計(jì)算基本工時(shí)tm -vf式中L=l+y+ ,l=40mm根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.25,入切量及超切量+=17mm 則 L=40+17mm=57mn故tm=0.32min3 R180柴油機(jī)曲軸第一套夾具設(shè)計(jì)表3設(shè)計(jì)任務(wù)書Table 3 The desig n plan descri ptio ns of工件名稱曲軸夾具類型鉆床夾具材料QT800-2生產(chǎn)類型大量生產(chǎn)機(jī)床型號(hào)Z5125

30、同時(shí)裝夾工件數(shù)13.1明確設(shè)計(jì)任務(wù)、收集分析原始資料3.1.1加工工件的零件圖（見曲軸零件毛坯圖）3.1.2設(shè)計(jì)任務(wù)書（見表3）Fig.1 P rocess card 230本夾具設(shè)計(jì)的是第230道工序鉆、鉸8孔的鉆床夾具。本工序加工要求如下: 3.1.4保證工序圖所示尺寸 32、52 0.20、18;相對(duì)K面的垂直度為0.03mm相對(duì)三軸頸共面的位置度為0.05。 分析原始資料主要從以下幾方面分析： 工件的輪廓尺寸小，剛性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。工件在夾具上裝夾方便，且定位夾緊 元件較好布置。 本工序所使用的機(jī)床為Z5125立鉆，刀具為通用標(biāo)準(zhǔn)刀具。 本工序是在工件其他表面半精加工后進(jìn)行加工的，所以工

31、件獲得比較精確的定位基面。 生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。所以應(yīng)在保證工件加工精度要求和適當(dāng)提高生產(chǎn)率的前提下，盡可能地簡(jiǎn)化夾具 結(jié)構(gòu)，以縮短夾具設(shè)計(jì)與制造周期，降低設(shè)計(jì)與制造成本，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。3.2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案3.2.1 根據(jù)六點(diǎn)定位規(guī)則確定工件的定位方式 由工序簡(jiǎn)圖可知，該工序限制了工件六個(gè)自由度。現(xiàn)根據(jù)加工要求來(lái)分析其必須 限制的自由度數(shù)目及其基準(zhǔn)選擇的合理性。為保證工序尺寸32mm 52 0.20mm 18mm應(yīng)限制工件6個(gè)自由度。定位基準(zhǔn)為 兩主軸頸、45連桿頸外圓和主軸頸軸肩。為了保證相對(duì)K面的垂直度，需限制工件 丫方向旋轉(zhuǎn)自由度，其定位基準(zhǔn)為連桿 頸。由以上分析可知，根據(jù)工

32、件加工要求分析工件應(yīng)限制的自由度、采用的定位基準(zhǔn) 與工序簡(jiǎn)圖所限制的自由度、使用的定位基準(zhǔn)相同。3.2.2 選擇定位元件，設(shè)計(jì)定位裝置 根據(jù)已確定的定位基面結(jié)構(gòu)形式，確定定位元件的類型和結(jié)構(gòu)尺寸。(1) 選擇定位元件根據(jù)以上分析，本工序限制了工件 6 個(gè)自由度，定位基準(zhǔn)為兩主軸頸、連桿頸和 主軸頸軸肩。相應(yīng)夾具上的定位元件為在兩主軸頸處選 V 型塊定位，連桿頸處選支承 釘定位。(2) 確定定位元件尺寸及配合偏差V型塊的設(shè)計(jì)參照工件尺寸設(shè)計(jì)，具體尺寸詳見夾具零件圖R180- A1102支承釘根據(jù) GB/T2226 91 設(shè)計(jì)。3.2.3 分析計(jì)算定位誤差 通過(guò)定位誤差分析，判斷所設(shè)計(jì)的定位裝置是

33、否合理。 造成定位誤差的原因是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合以及定位基準(zhǔn)的位移誤差兩個(gè)方面。(1) 基準(zhǔn)不重合誤差 由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合而造成的定位誤差，稱為基準(zhǔn)不重合誤差。尺寸52 0.20mm的定位誤差nB= icos i1式中， I 定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)間尺寸鏈組成環(huán)的公差。i 方向與加工尺寸方向間的夾角。9)#由于用V型塊定位加工孔，即=90所以 B=0即基準(zhǔn)不重合誤差為0。(2)基準(zhǔn)位移誤差由于定位基準(zhǔn)的誤差或定位支承的誤差而造成的定位基準(zhǔn)位移，即工件實(shí)際位置 對(duì)確定位置的理想要素的誤差，這種誤差稱為基準(zhǔn)位移誤差。在本道工序中，若不計(jì) V形塊的誤差而僅有工件基準(zhǔn)面的圓度誤差時(shí)，其工件

34、的定位中心會(huì)發(fā)生偏移，產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差Y。24(10)式中，d 工件定位基準(zhǔn)的直徑公差。a /2 V形塊的半角V形塊的對(duì)中性好，即其沿x向的位移誤差為零。 本次設(shè)計(jì)的V形塊的a =1050所以： 丫=0.630 d左端：d=0.03mm代入上式， Y=0.019mm右端： d =0.07mm代入上式， Y=0.044mm(3)誤差的合成由于B=0左端:D= Y=0.019mm右端:D= Y =0.044mm而 Tc=0.5mmD 左 v1/3TcD 右 v1/3Tc因此該方案能滿足位置尺寸52 0.20m m的要求。 相對(duì)K面垂直度的定位誤差計(jì)算同上。B=0,Y=0即 D=0所以，此方案能滿足

35、加工要求。3.2.4確定工件的夾緊裝置(1) 確定夾具類型由工序簡(jiǎn)圖可知，本工序所加工的四孔，位于同一平面內(nèi)，孔徑不大，輪廓尺寸 小及生產(chǎn)批量大等原因，采用鉆模。(2) 計(jì)算切削力與夾緊力工件在加工時(shí)受到軸向力的作用。根據(jù)金屬切削用量手冊(cè)查知Fx=9.81Cfx dozF fy FkF(10)已知do =7.8mm取f=0.1mm/r，其余各參數(shù)值可由金屬切削用量手冊(cè)查出， 代入上式得Fx=809.2N(3) 設(shè)計(jì)夾緊裝置 本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的夾緊機(jī)構(gòu)如圖： 圖示的夾緊機(jī)構(gòu)，能產(chǎn)生的夾緊力F可由下圖壓板受力分析圖求得。(11)L2F，=F (L1L2)式中，一夾緊機(jī)構(gòu)效率,取=0.9 ;F 一螺栓的

36、許用夾緊力(N)選取L1=L2,由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)表3-8查得：當(dāng)螺桿螺紋公稱直徑d=10mm寸，F(xiàn)=3570N所以，F(xiàn) =2F=2 3570 0.9=6426KN3.3繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖上述得到的夾具結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)，按照相關(guān)資料繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖。3.3.1 擬訂夾具總裝圖的尺寸、公差與配合以及技術(shù)要求這里包括夾具總圖的主要尺寸和技術(shù)要求。主要尺寸指決定夾具精度和使用的那 些尺寸,主要技術(shù)條件通常是指夾具上某些表面的形位公差要求和其他一些特殊技術(shù) 說(shuō)明。(1)長(zhǎng)尺寸、公差與配合夾具輪廓尺寸寬高=195mm 140mm220mm工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸兩V形塊要保證一定的同軸度要求。 夾具內(nèi)部的配合尺

37、寸這部分的主要配合尺寸有10H7/r6（2）制訂技術(shù)條件 主要包括以下幾個(gè)方面：兩V形塊V形表面待裝配時(shí)進(jìn)行調(diào)整加工；配打V形塊與夾具體、鉆模板與夾具體定位用銷釘；加工前調(diào)整墊圈，使支承釘5對(duì)工件定位；鉆套與襯套配合16F7/m6,襯套與鉆模板配合24H7/r6。3.3.2繪制夾具總裝圖步驟如下：根據(jù)工件在幾個(gè)視圖上的投影關(guān)系，分別畫出其輪廓線; 布置定位元件；布置夾緊機(jī)構(gòu)；安排聯(lián)接兀件、設(shè)計(jì)夾具體、并完成夾具總裝圖； 標(biāo)注總圖尺寸、公差與配合、技術(shù)要求。4 R180柴油機(jī)曲軸第二套夾具設(shè)計(jì)4.1明確設(shè)計(jì)任務(wù)、收集分析原始資料4.1.1加工工件的零件圖（見曲軸零件毛坯圖）4.1.2設(shè)計(jì)任務(wù)書（見表4）31表4設(shè)計(jì)任務(wù)書Table 4The desig n plan descri ptio ns of工件名稱曲軸夾具類型鉆床夾具材料QT800-2生產(chǎn)類型大量生產(chǎn)機(jī)床型號(hào)Z5125同時(shí)裝夾工件數(shù)14.1.3工序簡(jiǎn)圖（見圖2）本夾具設(shè)計(jì)的是第130道工序鉆14.2孔的鉆床夾具。本工序加工要求如下: 保證工序圖所示尺寸45; 斜角3。圖2工序卡片130Fig.1 P rocess card 1304.1.4 分析原始資料主要從以下幾方面分析： 工件的輪廓尺寸小，剛性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。工件在夾具上裝夾方便，且定位夾緊 元件較好布置。 本工序所使用的機(jī)床為Z5125立鉆，刀具為通用