機(jī)床夾具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)_(2)

1、2015年機(jī)床夾具設(shè)計(jì)年機(jī)床夾具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)S195-05006型曲軸銑端面打型曲軸銑端面打中心孔組合機(jī)床及專用夾具設(shè)中心孔組合機(jī)床及專用夾具設(shè)計(jì)計(jì)曲軸銑端面打中心孔曲軸銑端面打中心孔工藝規(guī)程編制工藝規(guī)程編制打中心孔專用夾具（銑床）打中心孔專用夾具（銑床）設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)：任務(wù)：1、曲軸銑端面打中心孔工藝規(guī)程編制、曲軸銑端面打中心孔工藝規(guī)程編制2、打中心孔專用夾具（銑床）設(shè)計(jì)打中心孔專用夾具（銑床）設(shè)計(jì)零件年生產(chǎn)綱領(lǐng)：15000件/年應(yīng)完成：1、曲軸銑端面打中心孔工藝卡（、曲軸銑端面打中心孔工藝卡（ 1套）2、夾具裝配圖、夾具裝配圖 A0（841x1189）3、課程設(shè)計(jì)說明書、課程設(shè)計(jì)說明

2、書（A4紙打?。┚呔?體體 要要 求求目錄：目錄采用四號(hào)字，其中每章目錄：目錄采用四號(hào)字，其中每章題目用黑體字，每節(jié)題目用宋體字，題目用黑體字，每節(jié)題目用宋體字，并注明各章節(jié)起始頁碼，題目和頁并注明各章節(jié)起始頁碼，題目和頁碼間用碼間用“”相連；英文采用四號(hào)相連；英文采用四號(hào)字，字，“Times New Roman”字字型。其中每章題目要加黑，其它與型。其中每章題目要加黑，其它與中文目錄相同。中文目錄相同。設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 方方 法法 與與 步步 驟驟（工藝規(guī)程編制部分）（工藝規(guī)程編制部分）S195-05006曲軸銑端面打中心孔曲軸銑端面打中心孔工藝規(guī)程編制工藝規(guī)程編制一、分析加工零件的工藝性（原始資

3、料分析）一、分析加工零件的工藝性（原始資料分析） 1、了解、分析產(chǎn)品的零件圖、了解、分析產(chǎn)品的零件圖（1）零件的作用）零件的作用（2）性能要求）性能要求（3）主要技術(shù)要求與分析）主要技術(shù)要求與分析 2、審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性、審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性 3、 由零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)決定生產(chǎn)類型由零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)決定生產(chǎn)類型（1）零件的作用）零件的作用 曲軸在軸類零件分類中屬于異形軸，是傳動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的相關(guān)零件，它可以接受活塞與連桿傳來的能量，傳遞于活塞，使活塞不間斷的進(jìn)行著往返運(yùn)動(dòng)，不停地將發(fā)動(dòng)機(jī)所作的功傳遞出去。 本次設(shè)計(jì)的零件是柴油機(jī)廠生產(chǎn)的曲軸零件，材料是球墨鑄鐵（QT602），毛坯采用鑄件。 S195

4、05006型曲軸有左、右二個(gè)主軸頸和一個(gè)連桿軸頸，其外形結(jié)構(gòu)是曲軸類零件中比較簡(jiǎn)單的一種。它的工作過程是：在外力作用下使曲軸旋轉(zhuǎn)，通過連桿軸頸上的連桿將運(yùn)動(dòng)傳遞到缸筒內(nèi)的活塞，從而壓縮缸內(nèi)的高壓油并將油點(diǎn)燃，燃燒的高壓油將自身的內(nèi)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)又傳到連桿再通過連桿帶動(dòng)連桿軸頸，這樣曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，并輸出轉(zhuǎn)矩。（2）技術(shù)要求）技術(shù)要求(1) 鑄件應(yīng)該經(jīng)正火處理，硬度為鑄件應(yīng)該經(jīng)正火處理，硬度為240290HB，顯微組織按部標(biāo)，顯微組織按部標(biāo)JB1802，石墨數(shù)不低于，石墨數(shù)不低于5級(jí)，球化體大于級(jí)，球化體大于75，允許有少于，允許有少于5的碳化的碳化鐵鐵+磷共晶，但磷共晶為磷共晶，

5、但磷共晶為05。(2) 未注圓角半徑為未注圓角半徑為3mm。(3) 加工面不應(yīng)該有毛刺、裂縫、結(jié)疤、夾渣等缺陷，并應(yīng)清理干凈。加工面不應(yīng)該有毛刺、裂縫、結(jié)疤、夾渣等缺陷，并應(yīng)清理干凈。(4) 所有加工表面應(yīng)光潔，不可有裂縫、壓痕、毛刺、氣孔、凹痕以及非所有加工表面應(yīng)光潔，不可有裂縫、壓痕、毛刺、氣孔、凹痕以及非金屬夾雜物，在磨光表面上不該有深痕和黑點(diǎn)。金屬夾雜物，在磨光表面上不該有深痕和黑點(diǎn)。(5) 錐形規(guī)涂色檢查錐面密合面應(yīng)不少于錐形規(guī)涂色檢查錐面密合面應(yīng)不少于70。(6) 清除油道及其他部分的金屬屑、污染物及其他雜物，并清洗吸干。清除油道及其他部分的金屬屑、污染物及其他雜物，并清洗吸干。(

6、7) 中心孔必須保持完好。中心孔必須保持完好。(8) 精加工后，應(yīng)經(jīng)磁力探傷，并退磁。精加工后，應(yīng)經(jīng)磁力探傷，并退磁。(9) 允許在允許在R96表面上鉆孔調(diào)整不平衡力矩，孔徑表面上鉆孔調(diào)整不平衡力矩，孔徑15mm，孔邊應(yīng)不小，孔邊應(yīng)不小于于10mm，深度不大于，深度不大于30mm，不平衡重心應(yīng)在曲軸對(duì)稱平面內(nèi)允許偏，不平衡重心應(yīng)在曲軸對(duì)稱平面內(nèi)允許偏差差1。(10) 70、65三處軸頸淬硬三處軸頸淬硬4048HRC，淬深，淬深1545mm。軸。軸頸圓角處允許不淬火，但在距離軸頸端面頸圓角處允許不淬火，但在距離軸頸端面10mm內(nèi)均勻過渡。內(nèi)均勻過渡。二、工藝規(guī)程的制定二、工藝規(guī)程的制定 零件加工

7、的工藝規(guī)程就是一系列不同工序的綜合。由于生產(chǎn)規(guī)模和具體情況的不同，對(duì)同一零件的加工工序可能有很多的方案。應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體條件采用其中最完善和最經(jīng)濟(jì)的一種方案。（一）S195-05006曲軸材料及毛坯S195-05006曲軸材料為球墨鑄鐵曲軸材料為球墨鑄鐵(QT60-2)。該材料強(qiáng)度高、。該材料強(qiáng)度高、耐磨，并有一定的韌性，用于制作部分機(jī)床的主軸，空壓機(jī)、耐磨，并有一定的韌性，用于制作部分機(jī)床的主軸，空壓機(jī)、冷凍機(jī)的曲軸、缸體，小水輪發(fā)電機(jī)主軸，中小型柴油機(jī)、汽冷凍機(jī)的曲軸、缸體，小水輪發(fā)電機(jī)主軸，中小型柴油機(jī)、汽油機(jī)曲軸，部分輕型柴油機(jī)、汽油機(jī)的凸輪軸、汽缸套，農(nóng)業(yè)油機(jī)曲軸，部分輕型柴油機(jī)、汽油機(jī)

8、的凸輪軸、汽缸套，農(nóng)業(yè)機(jī)械小負(fù)荷齒輪等。機(jī)械小負(fù)荷齒輪等。 毛坯種類的確定是與零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、材料的力毛坯種類的確定是與零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、材料的力學(xué)性能和零件的生產(chǎn)類型直接相關(guān)的，另外還和毛坯車間的具學(xué)性能和零件的生產(chǎn)類型直接相關(guān)的，另外還和毛坯車間的具體生產(chǎn)條件相關(guān)。體生產(chǎn)條件相關(guān)。 鑄件：包括鑄鋼、鑄鐵、有色金屬及合金的鑄件等。鑄件毛鑄件：包括鑄鋼、鑄鐵、有色金屬及合金的鑄件等。鑄件毛坯的形狀可以相當(dāng)復(fù)雜，尺寸可以相當(dāng)大，且吸振性能好，但坯的形狀可以相當(dāng)復(fù)雜，尺寸可以相當(dāng)大，且吸振性能好，但鑄件的力學(xué)性能較差。鑄件的力學(xué)性能較差。在大批量生產(chǎn)中，常采用精度和生產(chǎn)率高的毛坯

9、制造方法，如在大批量生產(chǎn)中，常采用精度和生產(chǎn)率高的毛坯制造方法，如金屬型鑄造，并采用機(jī)器造型，可以使毛坯的形狀接近于零件金屬型鑄造，并采用機(jī)器造型，可以使毛坯的形狀接近于零件的形狀，因此可以減小切削加工用量，從而提高材料的利用率，的形狀，因此可以減小切削加工用量，從而提高材料的利用率，降低了機(jī)械加工成本。本零件選用的造型方法為砂型機(jī)器造型降低了機(jī)械加工成本。本零件選用的造型方法為砂型機(jī)器造型（二）生產(chǎn)類型及工藝特征零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)：零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)： N=Qn(1+a)(1+b) 式中式中N零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，件年；零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，件年； Q產(chǎn)品的年產(chǎn)量，臺(tái)年；產(chǎn)品的年產(chǎn)量，臺(tái)年； n每臺(tái)產(chǎn)品中包含該

10、零件的數(shù)量；每臺(tái)產(chǎn)品中包含該零件的數(shù)量； a該零件備件的百分率，；該零件備件的百分率，； b該零件廢品的百分率，。該零件廢品的百分率，。 （三）定位基準(zhǔn)的選擇 為保證各軸頸的同軸度要求，在基準(zhǔn)為保證各軸頸的同軸度要求，在基準(zhǔn)選擇時(shí)采用基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則，即粗、精選擇時(shí)采用基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則，即粗、精加工各主軸頸時(shí)都采用頂尖孔作為定位加工各主軸頸時(shí)都采用頂尖孔作為定位基準(zhǔn)。對(duì)于連桿軸頸的加工，為保證連基準(zhǔn)。對(duì)于連桿軸頸的加工，為保證連桿軸頸軸線與主軸頸的軸線之間的平行，桿軸頸軸線與主軸頸的軸線之間的平行，在基準(zhǔn)選擇時(shí)應(yīng)采用定位基準(zhǔn)和裝配基在基準(zhǔn)選擇時(shí)應(yīng)采用定位基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)重合的原則，即粗、精加工連桿軸

11、頸準(zhǔn)重合的原則，即粗、精加工連桿軸頸時(shí)都采用兩個(gè)主軸頸作為定位基準(zhǔn)。時(shí)都采用兩個(gè)主軸頸作為定位基準(zhǔn)。（四）工藝路線的擬定 工藝路線的擬定一般需要做兩個(gè)方面工藝路線的擬定一般需要做兩個(gè)方面的工作：一是根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)確定加工工的工作：一是根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)確定加工工序和工藝內(nèi)容，根據(jù)工序的集中和分散序和工藝內(nèi)容，根據(jù)工序的集中和分散程度劃分工藝；二是選擇工藝基準(zhǔn)，即程度劃分工藝；二是選擇工藝基準(zhǔn)，即主要選擇定位基準(zhǔn)和檢驗(yàn)基準(zhǔn)。在生產(chǎn)主要選擇定位基準(zhǔn)和檢驗(yàn)基準(zhǔn)。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為批量生產(chǎn)的條件下，可以綱領(lǐng)已確定為批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能機(jī)床、組合機(jī)床和專用夾考慮采用萬能機(jī)床、組合機(jī)床和專用夾具，并

12、盡量采用工序集中的原則，減少具，并盡量采用工序集中的原則，減少安裝的次數(shù)來提高生產(chǎn)率。安裝的次數(shù)來提高生產(chǎn)率。擬定的工藝路線如下：擬定的工藝路線如下： 10 鑄造鑄造 15 正火正火 20 銑兩端面（保證總長(zhǎng)），打中心孔銑兩端面（保證總長(zhǎng)），打中心孔 30 粗車扇形面外圓及側(cè)面粗車扇形面外圓及側(cè)面 40 粗車長(zhǎng)軸端外圓及側(cè)面粗車長(zhǎng)軸端外圓及側(cè)面 45 粗車錐面粗車錐面1：10 50 粗車短軸端外圓及側(cè)面粗車短軸端外圓及側(cè)面 60 精車長(zhǎng)軸端外圓及側(cè)面精車長(zhǎng)軸端外圓及側(cè)面 70 精車短軸端外圓及側(cè)面精車短軸端外圓及側(cè)面 80 銑扇形側(cè)面銑扇形側(cè)面 90 銑連桿軸頸銑連桿軸頸 100 鉆鉆l9孔，

13、擴(kuò)孔孔，擴(kuò)孔25，攻，攻2-G1/2螺紋螺紋 110 鉆斜油孔鉆斜油孔6 115 鉆連桿軸頸鉆連桿軸頸30。斜孔。斜孔 120 檢驗(yàn)檢驗(yàn) 125 軸頸部高頻淬火軸頸部高頻淬火 130 修整中心孔修整中心孔 140 粗磨主軸頸粗磨主軸頸 150 銑鍵槽銑鍵槽 160 磨錐面磨錐面1：10 165 粗磨連桿軸頸粗磨連桿軸頸 170 精磨主軸頸精磨主軸頸 175 精磨連桿軸頸精磨連桿軸頸 180 車退刀槽車退刀槽 190 車螺紋車螺紋M42 200 拋光主軸頸及連桿軸頸拋光主軸頸及連桿軸頸 210 檢驗(yàn)，探傷，退磁，清理油孔檢驗(yàn)，探傷，退磁，清理油孔（五）毛坯機(jī)械加工余量及工序尺寸的確定 因曲軸形狀

14、較為復(fù)雜且生產(chǎn)批量大，因曲軸形狀較為復(fù)雜且生產(chǎn)批量大，故毛坯選用鑄件，造型方法為砂型機(jī)器故毛坯選用鑄件，造型方法為砂型機(jī)器造型。查造型。查機(jī)械加工工藝手冊(cè)機(jī)械加工工藝手冊(cè)，綜合，綜合得出鑄件機(jī)械加工余量。得出鑄件機(jī)械加工余量。三、銑端面打中心孔組合機(jī)床的總體三、銑端面打中心孔組合機(jī)床的總體設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 本專題“銑端面打中心孔組合機(jī)床設(shè)計(jì)”是針對(duì)s195-05006曲軸左右兩個(gè)端面加工工序進(jìn)行設(shè)計(jì)的，工藝要求在工序20#中完成銑端面和打中心孔。該工序采用雙面銑和鉆的方法同時(shí)對(duì)兩個(gè)端面進(jìn)行加工。該零件總體輪廓尺寸較小，屬于小型零件加工，零件的定位夾緊元件也不會(huì)太大，設(shè)計(jì)時(shí)考慮到諸多因素后，決定選用臥式

15、雙面銑削和鉆削組合機(jī)床。曲軸銑端面打中心孔工序簡(jiǎn)圖曲軸銑端面打中心孔工序簡(jiǎn)圖組合機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖四、專用夾具設(shè)計(jì)四、專用夾具設(shè)計(jì) 夾具是組合機(jī)床的重要組成部件，是根據(jù)機(jī)床的工藝結(jié)構(gòu)的具體要求而專門設(shè)計(jì)的。它是用于實(shí)現(xiàn)對(duì)加工零件的準(zhǔn)確定位、夾緊、刀具的導(dǎo)向以及裝卸工件時(shí)的限位等作用的。（一）夾具定位支撐系統(tǒng)1. 工件定位方案工件定位方案 曲軸雖然屬于異形軸，但是它的定位與一般軸類零曲軸雖然屬于異形軸，但是它的定位與一般軸類零件基本相同。即：圓柱面定位。本道工序是加工件基本相同。即：圓柱面定位。本道工序是加工3051處的兩個(gè)端面。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工部處的兩個(gè)端面。根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工部位

16、確定其定位方案為：采用兩個(gè)位確定其定位方案為：采用兩個(gè)V形塊，分別在兩主軸形塊，分別在兩主軸頸處定位，限制四個(gè)自由度；用一個(gè)定位銷在扇形面頸處定位，限制四個(gè)自由度；用一個(gè)定位銷在扇形面處完成軸向定位，限制一個(gè)自由度；工件沿軸向轉(zhuǎn)動(dòng)處完成軸向定位，限制一個(gè)自由度；工件沿軸向轉(zhuǎn)動(dòng)不影響加工的準(zhǔn)確性，此處自由度可不限制。至此，不影響加工的準(zhǔn)確性，此處自由度可不限制。至此，工件的五個(gè)自由度全部被限制住了，可保證工件加工工件的五個(gè)自由度全部被限制住了，可保證工件加工的準(zhǔn)確性。的準(zhǔn)確性。2.定位定位誤差分析誤差分析（二）夾緊機(jī)構(gòu)1. 夾緊元件夾緊元件2.夾緊動(dòng)力部件的確定夾緊動(dòng)力部件的確定3.夾緊力的計(jì)算

17、夾緊力的計(jì)算（三）銑床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)(1)為提高銑床夾具在銑床上安裝的穩(wěn)固性，除要求夾具有足為提高銑床夾具在銑床上安裝的穩(wěn)固性，除要求夾具有足夠的剛度和強(qiáng)度外，還應(yīng)注意使工件的加工面盡可能靠近工作夠的剛度和強(qiáng)度外，還應(yīng)注意使工件的加工面盡可能靠近工作臺(tái)面，以降低夾具重心。因此夾具的高度比臺(tái)面，以降低夾具重心。因此夾具的高度比HB應(yīng)限制在應(yīng)限制在1125的范圍內(nèi)。的范圍內(nèi)。 (2)對(duì)定位裝置的設(shè)計(jì)和布置，應(yīng)盡量使主要支承面大些；要對(duì)定位裝置的設(shè)計(jì)和布置，應(yīng)盡量使主要支承面大些；要盡量選取加工過的平面為定位基準(zhǔn)；定位元件要用支承板，且盡量選取加工過的平面為定位基準(zhǔn)；定位元件要用支承板，且布置盡可能遠(yuǎn)

18、些，必要的時(shí)候可采用輔助支承，以免加工時(shí)發(fā)布置盡可能遠(yuǎn)些，必要的時(shí)候可采用輔助支承，以免加工時(shí)發(fā)生振動(dòng)。生振動(dòng)。 (3)銑床夾具的夾緊裝置應(yīng)有足夠的夾緊力和良好的自鎖性能。銑床夾具的夾緊裝置應(yīng)有足夠的夾緊力和良好的自鎖性能。夾緊力的作用點(diǎn)要盡量靠近加工表面，并夾緊在工件剛性較好夾緊力的作用點(diǎn)要盡量靠近加工表面，并夾緊在工件剛性較好的部位，以保證夾緊可靠，定位穩(wěn)定。必要時(shí)可采用浮動(dòng)夾緊的部位，以保證夾緊可靠，定位穩(wěn)定。必要時(shí)可采用浮動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，以提高夾緊剛度。機(jī)構(gòu)，以提高夾緊剛度。 (4)為了減少裝卸工件需用的輔助時(shí)間，改善工人的勞動(dòng)條件，為了減少裝卸工件需用的輔助時(shí)間，改善工人的勞動(dòng)條件，在與夾具的復(fù)雜程度、工作效率和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)的前提下，在與夾具的復(fù)雜程度、工作效率和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)的前提下，要注意采用快速夾緊、聯(lián)動(dòng)夾緊、氣動(dòng)液壓夾緊裝置和機(jī)械化要注意采用快速夾緊、聯(lián)動(dòng)夾緊、氣動(dòng)液壓夾緊裝置和機(jī)械化傳動(dòng)裝置等。傳動(dòng)裝置等。（四）對(duì)刀裝置工作原理對(duì)刀裝置用來確定刀具和夾具的相對(duì)位置，它是由對(duì)刀塊和塞對(duì)刀裝置用來確定刀具和夾具的相對(duì)位置，它是由對(duì)刀塊和塞尺等所組成。利用它可迅速而準(zhǔn)確的調(diào)整刀具和夾具的相對(duì)位尺等所組成。