“曲軸配重”加工工藝設(shè)計

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善?！扒S配重”加工工藝設(shè)計“曲軸配重”加工工藝設(shè)計 機電及自動化學院機械制造工藝學課程設(shè)計設(shè)計題目：曲軸配重專 業(yè)：11機械電子學 號：1111111007姓 名： 指導老師： 2014年6月28日至7月6日2 目 錄前 言 2機械制造工藝學課程設(shè)計任務書.3一、零件工藝分析零件分析4零件工藝分析4確定生產(chǎn)類型5二、“調(diào)速杠桿”工藝規(guī)程設(shè)計（一）毛坯的設(shè)計選擇、確定尺寸、設(shè)計毛坯圖 確定毛坯總類 5機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 5毛坯圖 6（二）選擇粗基準粗基準的選擇與確定 7精基準的選擇與確定 8

2、（三）制定工藝路線各加工面的加工方法 8制定工藝路線 8（四）基本工時的確定11三、設(shè)計小結(jié)14四、參考文獻14五、附件 15前 言機械制造工藝學課程設(shè)計是我們經(jīng)歷了機械制造工藝學、工程材料、機械設(shè)計、機械制圖、CAD/CAM等主要專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課以及金工實習、認識實習、數(shù)控實習等一系列的實踐課的學習，又經(jīng)過了機械設(shè)計課程設(shè)計之后，進行的又一次實踐性環(huán)節(jié)，特別強調(diào)對機械制造工藝學、熱加工工藝基礎(chǔ)和工程材料這幾門課程的運用，同時也有對刀具和切屑的部分知識的綜合，因此這是我們對以前所學各門課程的一次較為深入的綜合總復習，同時還要對相關(guān)課外知識進行查閱和學習，也是一次對我們實際運用知識解決問題能力

3、的練習。并且，這次課程設(shè)計同樣也會用到以前的金工實習和認識實習的相關(guān)知識，也可以說這是對兩次實習效果的一次檢驗。通過這次課程設(shè)計，將會鞏固對機械加工工藝規(guī)程設(shè)計的理論知識，并初步學會自己完成制定簡單零件加工工藝規(guī)程。而對于我即將畢業(yè)的我希望再次借助這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進一步適應性的訓練，希望自己在設(shè)計中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查看資料、以及各方面自學的能力 ，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。由于自己的能力有限，我的設(shè)計尚有很多不足之處需要改進，請老師給予批評指導。機械制造工藝學課程設(shè)計任務書設(shè)計題目：“曲軸配重”加工工藝設(shè)計設(shè)計要求：大批量生產(chǎn)、互換性強、維修方便 設(shè)計時間：

4、2014年6月28日-7月5日設(shè)計內(nèi)容：1、熟悉零件圖；2、繪制零件圖（一張）；3、編寫工藝過程卡片（一份）；4、工序卡片（一份）；5、設(shè)計說明書（一份）； 2014年6月一、零件工藝分析其中： 1.未注鑄造圓角半徑為R3毫米。2.不許有裂紋、砂眼、冷隔、縮孔等鑄造缺陷。3.17+/_0.015外圓與17+/_0.015內(nèi)孔中心線不平行度不大于0.01毫米。4.17+/_0.015外圓柱的圓柱度小于0.01毫米。5.去毛刺銳邊1、零件的分析題目所給的零件是曲軸配重，作為小型空壓機的關(guān)鍵部件, 其加工精度直接影響使用壽命、充氣量、工件平穩(wěn)度及噪聲指標要求。2、零件的工藝分析零件的材料為QT400

5、-17，它具有優(yōu)良的鑄造、切削加工和耐磨性能，有一定的彈性，為此以下是曲軸配重需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：1、20外圓面；2、中心孔內(nèi)表面；3、R36扇圓面；4、攻鉆拐螺孔；5、銑雙鍵槽3、確定生產(chǎn)類型 已知此零件曲軸配重生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當分散；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。二、“曲軸配重”工藝規(guī)程設(shè)計（一）選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖1、確定毛坯種類零件材料為QT400-17?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇低壓鑄件毛坯。查機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計第19頁表

6、2.8,鑄件尺寸公差等級為7-9級，取8級。2、機械加工余量、工序尺寸及公差的確定（1）求最大輪廓尺寸根據(jù)零件圖計算輪廓尺寸，長60.5mm，寬34mm，高42mm，故最大輪廓尺寸為60.5mm。（2）選取公差等級CT查表，鑄造方法按低壓造型，鑄件材料按球墨鑄鐵，得公差等級CT范圍7-9級，取8級。（3）求鑄件尺寸公差 根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級CT，查表得出，公差帶相對于基本尺寸對稱分布。（4）求機械加工余量等級查表，鑄造方法按機器造型，鑄件材料按球墨鑄鐵，得機械加工余量等級范圍EG級，取F級。（5）求毛坯基本尺寸，見如下表格本零件各工序加工余量、工序尺寸及公差（mm）加工表面基本尺

7、寸加工余量等級加工余量數(shù)值說明17的圓柱面17F1.5雙側(cè)加工17的孔11G2.0孔降一級，單側(cè)加工72的扇外圓面72F1.5雙側(cè)加工（取下行值）底面14.5G2.5澆注面降一級，單側(cè)加工17端面42F2.0單側(cè)加工上底面14.5F2單側(cè)加工3、毛坯圖如下所示：（二）選擇粗基準 1、粗基準的選擇與確定選擇粗基準時，主要考慮兩個問題，一是保證加工面與不加工面之間的相互位置精度要求；二是合理分配各加工面的加工余量。具體選擇時參考下列原則： （1）對于同時具有加工表面和不加工表面的零件，為了保證不加工表面與加工表面之間的位置精度，應選擇不加工表面作為粗基準；(2）對于具有較多加工表面的工件，選擇粗基

8、準時，應考慮合理分配各加工表面的加工余量； （3）粗基準應避免重復使用。在同一尺寸方向上，粗基準通常只能使用一次，以免產(chǎn)生較大的定位誤差； （4）選作粗基準的平面應平整，沒有澆冒口或飛邊等缺陷，以便定位可靠。根據(jù)以上的要求可以以零件的上底面為主要的定位粗基準，72的外扇圓、面以為輔助粗基準。2、精基準的選擇與確定精基準的選擇根據(jù)互為基準原則、基準重合原則和自為基準原則，以17內(nèi)孔和17外圓為主要的定位精基準，以底面為輔助的定位精基準。（三）制定工藝路線根據(jù)零件的具體要求和各種加工方法所能夠達到的精度和粗糙度能力，以及各種機床的加工特點，查閱和參考機械制造工藝學和機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南等資

9、料，可得到：1、各加工面的加工方法（表）：表：零件表面加工方法加工部位表面粗糙度公差等級加工方法上底面Ra12.5粗銑下底面Ra12.5粗銑17圓柱面Ra1.6 IT8粗車倒角精磨17圓柱端面Ra12.5粗車17內(nèi)孔Ra1.6IT8粗鏜半精鏜精鏜72扇外圓Ra12.5粗車2、制定工藝路線方案一工序號工序名稱工序內(nèi)容01下料02低壓鑄造鑄造毛坯03人工時效04粗銑粗銑上底面05粗銑粗銑下底面06車粗車17端面與圓柱面并倒角07粗鏜，半精鏜加工17內(nèi)孔08粗車粗車72扇外圓09鋸開鋸開尺寸為3.4的開口10精鏜精鏜17內(nèi)孔11精磨精磨17圓柱面12鉆孔加工5的孔13鉆孔M6螺紋孔先加工出5的孔14

10、鉆孔加工7的孔15攻絲加工M6的螺紋孔16銑尺寸為7的鍵槽加工鍵槽17銑尺寸為5的鍵槽加工鍵槽18去毛刺 去毛刺19終檢入庫方案二工序號工序名稱工序內(nèi)容01下料02鑄造鑄造毛坯03人工時效04粗銑粗銑上底面05粗銑粗銑下底面08粗車粗車72扇外圓06粗鏜，半精鏜加工17內(nèi)孔07車粗車17端面與圓柱面并倒角09鋸開鋸開尺寸為3.4的開口10精鏜精鏜17內(nèi)孔11精磨精磨17圓柱面12鉆孔加工5的孔13鉆孔M6螺紋孔先加工出5的孔14鉆孔加工7的孔15攻絲加工M6的螺紋孔16銑尺寸為7的鍵槽加工鍵槽17銑尺寸為5的鍵槽加工鍵槽18去毛刺去毛刺 19終檢入庫以上兩種方案中，方案一先是以17圓柱面為基準

11、，以下端面為附加基準來加工17的孔，然后再以17的孔為基準來加工扇外圓，保證了17圓柱軸線與17孔軸線的平行度。方案二中，先以扇外圓為基準，以下端面為輔基準加工17孔，然后加工17圓柱，17圓柱軸線與17孔軸線的平行度就難以保證。以上兩種方案中，方案一運用了互為基準的原則，使加工精度更高。而且方案二在加工兩個表面時要夾具的重新卸裝比較麻煩。故選用第一種方案。根據(jù)以上的方案一，則本零件的加工工藝路線按照先加工基準面、先面后孔及先粗后精的原則加工，本零件的加工可按以下工藝路線進行。04工序：粗銑下底面。以上底面為和17外圓面為基準。選用立式銑床X51，高 速鋼套式面銑刀d=40,z=12，完成后1

12、2.5；。05工序：粗銑上底面。以下底面和17外圓面及扇外圓為基準，保證尺寸14.5。 選取XKJ6225數(shù)控銑床，普通立銑刀（d=4mm）。06工序：粗車17端面與圓柱面并倒角。以待加工面72扇外圓和底面為基準。選用具有高精度的臥式C620-1車床,硬質(zhì)合金車刀。 工步一：用端面車刀加工17端面，保證尺寸4。 工步二：45度彎頭車刀加工17圓柱面。 工步三：倒角。07工序：粗鏜，半精鏜17內(nèi)孔。以17外圓柱面和下端面為基準，選用臥式車 床c620-1。粗鏜，由于材料是球墨鑄鐵，選擇高速鋼鏜刀。 工步一：粗鏜。 工步二：半精鏜。08工序：粗車72扇外圓。以17孔內(nèi)表面及其下底面為定位基準，粗車

13、扇外圓面，保證尺寸R36。選用臥式C620-1車床，采用45度彎頭硬質(zhì)合金車刀加工；09工序：鋸開尺寸為3.4的開口。以17外圓柱面、17內(nèi)孔及下底面為定位 基準。選用X52K立式銑床。選用高速鋼切斷銑刀d=110,z=50。 10工序：精鏜17內(nèi)孔。以17外圓柱面及其上底面和扇外圓面為基準。選用臥式鏜床T68。精鏜，選擇高速鋼鏜刀。11工序：精磨17圓柱面。以17內(nèi)孔面及其下底面和扇外圓面為基準，保證同軸度。選取M135外圓磨床。保證尺寸17+0.015/ 0；12工序：加工5的孔。以17內(nèi)孔面，17外圓柱面及其下底面為基準。選取Z515鉆床。高速鋼麻花鉆 （d x l x l1=5mmx6

14、2mmx26mm）。13工序：M6螺紋孔先加工出5的孔。以17內(nèi)孔面，17外圓柱面及其下底 面為基準。選取Z515鉆床。 高速鋼麻花鉆（d x l x l1=5mmx62mmx 26mm）。14工序：鉆7的孔。以17內(nèi)孔面，17外圓柱面及其下底面為基準。選取 Z525鉆床。直柄擴孔鉆（d x L x l=7mmx109mmx69mm）。15工序：M6攻絲。以17內(nèi)孔面，17外圓柱面及其下底面為基準。由于是大 批量生產(chǎn)，選取搖臂鉆床Z3025,高速鋼機動絲錐w18cr4v 。16工序：銑尺寸為5的鍵槽。以17內(nèi)孔面，17外圓柱面及其下底面為基準。 選取X51立式銑床。選用高速鋼立銑刀5。17工序

15、：銑尺寸為7的鍵槽。以17內(nèi)孔面，17外圓柱面及其下底面為基準。 選取X51立式銑床。選用高速鋼立銑刀7。 (四)基本工時的確定工序04 高速鋼套式面銑刀d=40,z=12 f=0.08*12=0.96mm/r v=56.7m/min 故n=1000v/（3.14*d）=451.4r/min對照機床的相關(guān)參數(shù)，去實際進給量f=0.96mm/r，實際轉(zhuǎn)速n=490r/min。故實際切削速度為V=n*3.14*d/1000=61.544m/mim經(jīng)查表機械加工工藝手冊可得如下基本時間計算 Ti1=L/（f*n）=62/(0.96*490)=0.132min工序05 硬質(zhì)合金車刀 f=0.7-1mm

16、/r v=33-35m/min 取f=0.8mm/r v=34m/min 故n=1000v/（3.14*d）=541.1r/min對照機床的相關(guān)參數(shù)，去實際進給量f=0.8mm/r，實際轉(zhuǎn)速n=560r/min。故實際切削速度為V=n*3.14*d/1000=35.168m/mim經(jīng)查表機械加工工藝手冊可得如下基本時間計算 Ti1=L/（f*n）=28/(0.8*560)=0.0625min工序06 硬質(zhì)合金車刀2 f=0.7-1mm/r v=33-35m/min 取f=0.8mm/r v=34m/min 故n=1000v/（3.14*d）=541.1r/min對照機床的相關(guān)參數(shù)，去實際進給量

17、f=0.8mm/r，實際轉(zhuǎn)速n=560r/min。故實際切削速度為V=n*3.14*d/1000=35.168m/mim經(jīng)查表機械加工工藝手冊可得如下基本時間計算 Ti1=L/（f*n）=28/(0.8*560)=0.0625min工序07 高速鋼鏜刀 工步一：f=0.3-1mm/r v=20-35m/min 取f=0.5mm/r v=30m/min 故n=1000v/（3.14*d）=562r/min對照機床的相關(guān)參數(shù)，去實際進給量f=0.5mm/r，實際轉(zhuǎn)速n=607r/min。故實際切削速度為V=n*3.14*d/1000=32.4m/mim經(jīng)查表機械加工工藝手冊可得如下基本時間計算 T

18、i1=L/（f*n）=15/(0.5*607)=0.05min 工步二：f=0.2-0.8mm/r v=25-40m/min 取f=0.5mm/r v=40m/min 故n=1000v/（3.14*d）=749.34r/min對照機床的相關(guān)參數(shù)，去實際進給量f=0.5mm/r，實際轉(zhuǎn)速n=760r/min。故實際切削速度為V=n*3.14*d/1000=38.1824m/mim經(jīng)查表機械加工工藝手冊可得如下基本時間計算 Ti1=L/（f*n）=15/(0.5*760)=0.04min工序08 硬質(zhì)合金車刀 f=0.7-1mm/r v=33-35m/min 取f=0.8mm/r v=34m/mi

19、n 故n=1000v/（3.14*d）=150.389r/min對照機床的相關(guān)參數(shù)，去實際進給量f=0.8mm/r，實際轉(zhuǎn)速n=150r/min。故實際切削速度為V=n*3.14*d/1000=33.912m/mim經(jīng)查表機械加工工藝手冊可得如下基本時間計算 Ti1=L/（f*n）=15/(0.8*150)=0.125min工序09 高速鋼切斷銑刀110/50 f=0.02*50=1mm/r v=29m/min 故n=1000v/（3.14*d）=83.96r/min對照機床的相關(guān)參數(shù)，去實際進給量f=1mm/r，實際轉(zhuǎn)速n=95r/min。故實際切削速度為V=n*3.14*d/1000=32

20、.813m/mim經(jīng)查表機械加工工藝手冊可得如下基本時間計算 Ti1=L/（f*n）=28/(1*95)=0.295min工序10 高速鋼鏜刀 f=0.15-0.5mm/r v=15-30m/min 取f=0.2mm/r v=20m/min 故n=1000v/（3.14*d）=374.67r/min對照機床的相關(guān)參數(shù)，去實際進給量f=0.20mm/r，實際轉(zhuǎn)速n=382r/min。故實際切削速度為V=n*3.14*d/1000=20.39m/mim經(jīng)查表機械加工工藝手冊可得如下基本時間計算 Ti1=L/（f*n）=15/(0.2*382)=0.196min工序12 高速鋼麻花鉆 5 取f=0.

21、3mm/r v=17m/min 故n=1000v/（3.14*d）=1082.8r/min對照機床的相關(guān)參數(shù)，去實際進給量f=0.30mm/r，實際轉(zhuǎn)速n=1100r/min。故實際切削速度為V=n*3.14*d/1000=17.27m/mim經(jīng)查表機械加工工藝手冊可得如下基本時間計算 Ti1=L/（f*n）=18/(0.3*1100)=0.0545min工序13 高速鋼麻花鉆 5 取f=0.3mm/r v=17m/min 故n=1000v/（3.14*d）=1082.8r/min對照機床的相關(guān)參數(shù)，去實際進給量f=0.30mm/r，實際轉(zhuǎn)速n=1100r/min。故實際切削速度為V=n*3.

22、14*d/1000=17.27m/mim經(jīng)查表機械加工工藝手冊可得如下基本時間計算 Ti1=L/（f*n）=43/(0.3*1100)=0.13min工序14 高速鋼麻花鉆 7 取f=0.2mm/r v=17m/min 故n=1000v/（3.14*d）=773.43r/min對照機床的相關(guān)參數(shù)，去實際進給量f=0.20mm/r，實際轉(zhuǎn)速n=850r/min。故實際切削速度為V=n*3.14*d/1000=18.683m/mim經(jīng)查表機械加工工藝手冊可得如下基本時間計算 Ti1=L/（f*n）=18/(0.2*850)=0.1min工序15 高速鋼機動絲錐w18cr4v 取f=0.3mm/r

23、v=6.9m/min 故n=1000v/（3.14*d）=313.92r/min對照機床的相關(guān)參數(shù)，去實際進給量f=0.30mm/r，實際轉(zhuǎn)速n=315r/min。故實際切削速度為V=n*3.14*d/1000=6.9237m/mim經(jīng)查表機械加工工藝手冊可得如下基本時間計算 Ti1=L/（f*n）=18/(0.3*315)=0.19min工序16 高速鋼立銑刀5 取f=0.01*3=0.03mm/r v=38m/min 故n=1000v/（3.14*d）=1512.732r/min對照機床的相關(guān)參數(shù)，去實際進給量f=0.03mm/r，實際轉(zhuǎn)速n=1500r/min。故實際切削速度為V=n*3

24、.14*d/1000=37.68m/mim經(jīng)查表機械加工工藝手冊可得如下基本時間計算 Ti1=L/（f*n）=15/(0.03*1500)=0.333min工序17 高速鋼立銑刀7 取f=0.01*3=0.03mm/r v=38m/min 故n=1000v/（3.14*d）=1512.732r/min對照機床的相關(guān)參數(shù)，去實際進給量f=0.03mm/r，實際轉(zhuǎn)速n=1500r/min。故實際切削速度為V=n*3.14*d/1000=37.68m/mim經(jīng)查表機械加工工藝手冊可得如下基本時間計算 Ti1=L/（f*n）=15/(0.03*1500)=0.333min3、計算時間定額和提高生產(chǎn)率的

25、工藝途徑簡介本次設(shè)計沒有具體計算輔助時間、布置工作地點時間和休息和生理需要時間，在大批量生產(chǎn)中，輔助時間可按基本時間的百分比進行估算，并在實際中修改，使之趨于合理。基本時間和輔助時間總和稱為操作時間，布置工作地點時間一般按操作時間的2%7%來計算，休息和生理需要時間一般按操作時間的2%來計算。另外，由于生產(chǎn)批量為中批量，故忽略了準備與終結(jié)時間。為了提高生產(chǎn)率，必須盡量減少時間定額，由于此處加工工藝已確定，故不能再減少基本時間，應從以下三方面著手來減少時間定額以提高生產(chǎn)效率：（1）減少輔助時間和輔助時間與基本時間重疊；（2）減少布置工作地點時間；（3）減少準備于終結(jié)時間。4、工藝方案的比較與技術(shù)經(jīng)濟分析在工藝規(guī)程設(shè)計最后一般還應該對所設(shè)計工藝方案進行比較與技術(shù)經(jīng)濟分析，主要評價指標為零件（或工序）的全年工藝成本和單個零件（或單個工序）的工藝成本，其計算公式分別如下：VNV式中V為每件零件的可變費用（元/件），N為零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件），為全年不變費用（元）。本文未就對所設(shè)計工藝方案進行工藝方案的比較與技術(shù)經(jīng)濟分析。三、小結(jié)機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是本門課程的一個重要實踐教學環(huán)節(jié)，旨在讓我們綜合運用所學知識進行機械制造加工工藝的設(shè)計。培養(yǎng)