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成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文單曲軸加工工藝及夾具設(shè)計(jì)學(xué)生:孫偉專(zhuān)業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)與制造指導(dǎo)教師:張伯奮高級(jí)工程師單曲軸加工工藝及夾具設(shè)計(jì)-PAGEIV-摘要本設(shè)計(jì)為單曲軸機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和有關(guān)工序必需的夾具設(shè)計(jì),由于曲軸的軸頸尺寸精度高,幾何公差小,粗糙度要求低,因而在工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)上,要求該未達(dá)到圖紙的技術(shù)要求又必需設(shè)備可行,因此根據(jù)設(shè)備的精度及表面粗糙度選擇合適的機(jī)械加工方法和合理的切削用量以保證加工精度符合圖紙技術(shù)要求。其性能好壞直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量和壽命.曲軸在發(fā)動(dòng)機(jī)中承擔(dān)最大負(fù)荷和全部功率,承受著強(qiáng)大的方向不斷變化的彎矩及扭矩,同時(shí)經(jīng)受著長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)的磨損,因此要求曲軸材質(zhì)具有較高的剛性、疲勞強(qiáng)度和良好的耐磨性能。本課題是對(duì)單曲軸的加工工藝及夾具的設(shè)計(jì)的分析進(jìn)行探討。工藝路線的擬定是工藝規(guī)程制訂中的關(guān)鍵階段,是工藝規(guī)程制訂的總體設(shè)計(jì)。所撰寫(xiě)的工藝路線合理與否,不但影響加工質(zhì)量和生產(chǎn)率,而且影響到工人、設(shè)備、工藝裝備及生產(chǎn)場(chǎng)地等的合理利用,從而影響生產(chǎn)成本。所以,本次設(shè)計(jì)是在仔細(xì)分析曲軸零件加工技術(shù)要求及加工精度后,合理確定毛坯類(lèi)型,經(jīng)過(guò)查閱相關(guān)參考書(shū)、手冊(cè)、圖表、標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)資料,確定各工序的定位基準(zhǔn)、機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差。關(guān)鍵詞 :曲軸加工夾具設(shè)計(jì)工藝規(guī)程設(shè)計(jì)AbstractThecrankshaftistolaunchtobearpoundattocarryalotusanddeliverinthemachinemotiveofimportancespareparts,becauseofthecrankshaftundergomilitaryserviceaconditionbad,sotocrankshaftmaterial,semi-finishedproductprocessingtechnology,accuracy,surfaceroughdegree,hotprocessingandthesurfaceenhance,movebalanceetc.requestallverystrict.Thereforewanttodrawupreasonableofprocessacraft,wantfirstaccordingtorequestchoicereasonableofsemi-finishedproduct,intheprocessofprocessinwanttochoosereasonableofprocessequipmentsandknife,tongs,quantityandmeasuremethod,wanttocarryontoprocessaworkprefacedesigninprocessthecraft,processsize,timesettlesumofcalculation,thesparepartsprocesstowantdesignreasonableofappropriationtongs.Accompanywithcrankshafttoprocessadevelopofcraft,processamethodtonotonlyimprove,processamethodmoreandmoreadvanced,sothecrankshaftofdesignreasonableprocessacraftandpacktoclipoftongs,notonlycanraisetoprocessaccuracy,butalsocanraiseproductionefficiency,thecostforloweringproducethuswithexpectexaltationproductofcompetitionability.Keywords:Crankshaftmachining,Fixturedesign,Processplanning目錄摘要 IAbstract II目錄 III前言 I緒論 21確定曲軸的加工工藝過(guò)程 4曲軸的作用 4曲軸零件及其工藝特點(diǎn) 4曲軸的材料和毛坯 4曲軸加工的工藝特點(diǎn)分析 5單曲軸的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn) 5單曲軸的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn) 62工藝過(guò)程設(shè)計(jì) 8定位基準(zhǔn)的選擇 8加工階段的劃分與工序順序的安排 8制定工藝路線 9曲軸的機(jī)械加工工藝過(guò)程卡 11機(jī)械加工工序卡片 123機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 13曲軸主要加工表面的工序安排 13機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 13確定工時(shí)定額 144夾具設(shè)計(jì) 15夾具設(shè)計(jì)應(yīng)該具備的基本要求 15偏心套夾具 15總結(jié) 17致謝 18參考文獻(xiàn) 19PAGEI前言單曲軸為機(jī)械結(jié)構(gòu)中,實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的曲軸柄滑塊結(jié)構(gòu)的曲軸部分,而該零件的主要精度表現(xiàn)在曲軸軸心定位的同軸度,尺寸精度和粗糙度以及偏心軸和主傳動(dòng)軸之間的平行度。本課程設(shè)計(jì)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)的要求利用已加工的尺寸較長(zhǎng)的軸端作為定位基準(zhǔn),在校正夾具以及偏心套對(duì)圓的跳動(dòng)差在0.02mm情況下,將長(zhǎng)端緊入偏心夾具的偏心孔內(nèi)頂緊,車(chē)削另一端而成,方法簡(jiǎn)單,準(zhǔn)用可靠,完全達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙的技術(shù)要求。曲軸的材料是由碳素結(jié)構(gòu)鋼或球墨鑄鐵制成的,有兩個(gè)重要部位:主軸頸,連桿頸。曲軸的潤(rùn)滑主要是指與搖臂間軸瓦的潤(rùn)滑和兩頭固定點(diǎn)的潤(rùn)滑.這個(gè)一般都是壓力潤(rùn)滑的,曲軸中間會(huì)有油道和各個(gè)軸瓦相通,發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)以后靠機(jī)油泵提供壓力供油進(jìn)行潤(rùn)滑、降溫。發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程就是,活塞經(jīng)過(guò)混合壓縮氣的燃爆,推動(dòng)活塞做直線運(yùn)動(dòng),并通過(guò)連桿將力傳給曲軸,由曲軸將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。柴油機(jī)曲軸的作用就是將活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)通過(guò)連桿轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的輸出-緒論曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)上的一個(gè)重要的旋轉(zhuǎn)機(jī)件,裝上連桿后,可承接活塞的上下(往復(fù))運(yùn)動(dòng)變成循環(huán)運(yùn)動(dòng)。曲軸主要有兩個(gè)重要加工部位:主軸頸和連桿頸。主軸頸被安裝在缸體上,連桿頸與連桿大頭孔連接,連桿小頭孔與汽缸活塞連接,是一個(gè)典型的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程就是:活塞經(jīng)過(guò)混合壓縮氣的燃爆,推動(dòng)活塞做直線運(yùn)動(dòng),并通過(guò)連桿將力傳給曲軸,由曲軸將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。而曲軸加工的好壞將直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)整體性能的表現(xiàn)。曲軸的材料是由碳素結(jié)構(gòu)鋼或球墨鑄鐵制成的,有兩個(gè)重要部位:主軸頸,連桿頸,(還有其他)。主軸頸被安裝在缸體上,連桿頸與連桿大頭孔連接,連桿小頭孔與汽缸活塞連接,是一個(gè)典型的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。曲軸的潤(rùn)滑主要是指與搖臂間軸瓦的潤(rùn)滑和兩頭固定點(diǎn)的潤(rùn)滑.這個(gè)一般都是壓力潤(rùn)滑的,曲軸中間會(huì)有油道和各個(gè)軸瓦相通,發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)以后靠機(jī)油泵提供壓力供油進(jìn)行潤(rùn)滑、降溫。發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程就是,活塞經(jīng)過(guò)混合壓縮氣的燃爆,推動(dòng)活塞做直線運(yùn)動(dòng),并通過(guò)連桿將力傳給曲軸,由曲軸將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸的旋轉(zhuǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源。曲軸的結(jié)構(gòu)包括軸頸、曲軸臂、曲軸銷(xiāo)、側(cè)蓋以及連桿大端軸承。軸頸具有一第一油路。曲軸臂連接于軸頸。曲軸銷(xiāo)設(shè)置于曲軸臂之中,并且抵接于軸頸。曲軸銷(xiāo)具有第一機(jī)油緩沖室、第二機(jī)油緩沖室以及第二油路。第一機(jī)油緩沖室系連接于第二機(jī)油緩沖室,第二油路連接于第二機(jī)油緩沖室。側(cè)蓋設(shè)置于曲軸臂中,側(cè)蓋與曲軸銷(xiāo)之間成形有一空間,該空間連接于第一油路與第一機(jī)油緩沖室之間。連桿大端軸承設(shè)置于曲軸臂之中,曲軸銷(xiāo)套設(shè)于連桿大端軸承之中,第二油路連接于第二機(jī)油緩沖室與連桿大端軸承之間。本實(shí)用新型可將機(jī)油內(nèi)微小異物過(guò)濾掉,減少了連桿大端軸承遭受微小異物侵入的機(jī)會(huì),并避免連桿大端軸承損壞,進(jìn)而可延長(zhǎng)曲軸結(jié)構(gòu)的使用壽命。在曲軸的機(jī)械加工中,采用新技術(shù)和提高自動(dòng)化程度都不斷取得進(jìn)展。目前,國(guó)內(nèi)較陳舊的曲軸生產(chǎn)線多數(shù)由普通機(jī)床和專(zhuān)用機(jī)床組成,生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度相對(duì)較低。粗加工設(shè)備一般采用多刀車(chē)床車(chē)削曲軸主軸頸及連桿軸頸,工序質(zhì)量穩(wěn)定性差,容易產(chǎn)生較大的加工應(yīng)力,難以達(dá)到合理的加工余量。精加工普遍采用MQ8260等普通曲軸磨床進(jìn)行粗磨、半精磨、精磨、拋光,通??咳斯げ僮鳎庸べ|(zhì)量不穩(wěn),尺寸一致性差?,F(xiàn)在加工曲軸粗加工比較流行的工藝是:主軸頸采用車(chē)?yán)に嚭透咚偻忏?,連桿頸采用高速外銑,而且傾向于高速隨動(dòng)外銑,全部采用干式切削。在對(duì)連桿頸進(jìn)行隨動(dòng)磨削時(shí),曲軸以主軸頸為軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn),并在一次裝夾下磨削所有連桿頸。在磨削過(guò)程中,磨頭實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)進(jìn)給,跟蹤著偏心回轉(zhuǎn)的連桿頸進(jìn)行磨削加工。1確定曲軸的加工工藝過(guò)程曲軸的作用曲軸是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中的重要零件,它與連桿配合將作用在活塞上的氣體壓力變?yōu)樾D(zhuǎn)的動(dòng)力,傳給底盤(pán)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu),同時(shí),驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)和其它輔助裝置。曲軸在工作時(shí),受氣體壓力,慣性力及慣性力矩的作用,受力大而且受力復(fù)雜,同時(shí),曲軸又是高速旋轉(zhuǎn)件,因此,要求曲軸具有足夠的剛度和強(qiáng)度,具有良好的承受沖擊載荷的能力,耐磨損且潤(rùn)滑良好。曲軸零件及其工藝特點(diǎn)單曲軸是將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),或?qū)⑿D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成直線運(yùn)動(dòng)的零件。曲軸工作時(shí)的受力情況非常復(fù)雜。它不但受到很大的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和大小、方向都在周期性變化的彎曲應(yīng)力的作用,而且還受到振動(dòng)所產(chǎn)生的附加應(yīng)力的作用。因此曲軸應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、抗疲勞強(qiáng)度及抗沖擊韌性。同時(shí),由于曲軸工作時(shí)的旋轉(zhuǎn)速度高,所以在設(shè)計(jì)曲軸時(shí),應(yīng)使曲軸的主軸頸和連桿軸頸有足夠的耐磨性,且曲軸的質(zhì)量應(yīng)當(dāng)平衡分布,以減少不平衡帶給曲軸的附加載荷。曲軸的工藝特點(diǎn)主要取決于結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求。作為曲軸加工,其主要問(wèn)題就是工件本身剛性差、零件技術(shù)要求高。這就需要在加工過(guò)程中采用一系列相應(yīng)的措施,以使加工后的零件符合圖紙的設(shè)計(jì)要求。應(yīng)采用的措施大致有:=1\*GB3①盡量減小或抵消切削力;=2\*GB3②提高曲軸的支承剛性,以減小受力變形;=3\*GB3③加工工藝要分階段,以減小粗加工對(duì)精加工的影響。曲軸的材料和毛坯曲軸的材料一般采用45鋼、45Mn2、50Mn、40Cr、35CrMo、QT60-2球墨鑄鐵等。根據(jù)不同的生產(chǎn)類(lèi)型和工廠的具體條件,該曲軸為球墨鑄鐵QT60-2材料所以采用鑄造毛坯。1.4曲軸加工的工藝特點(diǎn)分析=1\*GB3①該零件為單件小批量生產(chǎn),因此選用中心孔定位,它是輔助基準(zhǔn),裝夾方便,節(jié)省找正時(shí)間,又能保證位置精度。=2\*GB3②該零件剛度較差,故粗車(chē)、精車(chē)和磨均以工序分開(kāi)。1.5單曲軸的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)圖單曲軸的結(jié)構(gòu)圖曲軸一般由主軸頸,連桿軸頸、曲柄、平衡塊、前端和后端等組成。一個(gè)主軸頸、一個(gè)連桿軸頸和一個(gè)曲柄組成了一個(gè)曲拐,曲軸的曲拐數(shù)目等于氣缸數(shù)(直列式發(fā)動(dòng)機(jī))。主軸頸是曲軸的支承部分,通過(guò)主軸承支承在曲軸箱的主軸承座中。主軸承的數(shù)目不僅與發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)目有關(guān),還取決于曲軸的支承方式。連桿軸頸是曲軸與連桿的連接部分,在連接處用圓弧過(guò)渡,以減少應(yīng)力集中。曲柄是主軸頸和連桿軸頸的連接部分,斷面為橢圓形,為了平衡慣性力,曲柄處鑄有(或緊固有)平衡重塊。平衡重塊用來(lái)平衡發(fā)動(dòng)機(jī)不平衡的離心力矩,有時(shí)還用來(lái)平衡一部分往復(fù)慣性力,從而使曲軸旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)。1.6單曲軸的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)=1\*GB3①主軸頸φ45μm圓柱度誤差0.015。=2\*GB3②連桿軸頸φμm,圓柱度誤差0.015。=3\*GB3③位置精度主軸頸與連桿軸頸平行度誤差為0.02,主軸頸的同軸度誤差為0.02。=4\*GB3④毛坯確定曲軸工作時(shí)要承受很大的轉(zhuǎn)矩及變形彎曲應(yīng)力,容易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)、折斷及軸頸磨損,要求材料應(yīng)有較高的強(qiáng)度、沖擊韌度、抗疲勞強(qiáng)度和耐磨性,球墨鑄鐵能很好的滿足上述要求。該零件為小批生產(chǎn),采用鑄造毛坯。材料為QT600-2毛坯余量確定毛坯加工余量為5mm,選用長(zhǎng)338mm,直徑φ82mm,鍛造至毛坯要求。=5\*GB3⑤端面、中心孔選用一面端面,粗加工φ32mm端面,作為主軸頸。在工藝加工中,先以主軸頸為粗基準(zhǔn),鉆好主軸頸的一對(duì)中心孔;然后以這一對(duì)中心孔定位,以連桿軸頸為粗基準(zhǔn)劃線,再將曲軸放到回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上,依次加工主軸頸上的各處的外圓。該零件剛性較差,應(yīng)按先粗后精的原則安排加工順序,逐步提高加工精度。,這樣安排可以避免一開(kāi)始就降低工件剛度,減少受力變形,有利于提高曲軸加工精度,這樣就保證了它們之間的位置精度。=6\*GB3⑥偏心套對(duì)于長(zhǎng)異形軸,主回轉(zhuǎn)軸線上和偏心軸線上的各表面一般用雙中心孔定位,如果偏心距過(guò)大或過(guò)小,中心孔不能在端面上加工出來(lái),可先加工出主中心孔,待主軸加工后,咋子兩端裝上偏心套,然后以偏心套上的中心孔定位,加工偏心軸線上的表面,如圖2所示。為了保證位置精度,偏心軸各表面加工完成后才將偏心套取下。=7\*GB3⑦曲軸主軸頸的車(chē)削由于曲軸年產(chǎn)量不大,主軸頸加工采用車(chē)削,在剛度較強(qiáng)的普通車(chē)床上進(jìn)行。曲軸安裝在前、后頂尖上線一端用大盤(pán)夾住而另一端用頂尖頂住,用硬質(zhì)合金車(chē)幾道工序上完成主軸頸的車(chē)削。由于加工余大且不均勻,旋轉(zhuǎn)不平衡,加工時(shí)產(chǎn)生沖擊,因此工件要夾牢固。車(chē)床、刀具、夾具要有足夠的剛性。主軸頸車(chē)削順序是先精車(chē)一端主軸頸及軸肩,然后以車(chē)好的主軸頸定位。另一側(cè)用頂尖以中心孔定位。車(chē)另一端主軸頸、肩及各個(gè)軸頸,半精度及精車(chē)都按此順序進(jìn)行,逐漸提高主軸頸及其他軸頸的加工精度。=8\*GB3⑧曲軸偏心圓柱的車(chē)削主軸頸及其它外圓車(chē)好后,以主軸頸作為加工偏心圓柱的基準(zhǔn),采用專(zhuān)用的車(chē)夾具、偏心套,車(chē)削同樣在普通車(chē)床上進(jìn)行。車(chē)削偏心軸頸需要解決的是角度定位(兩連桿軸頸軸線需要控制在180度+30度或180度—30度)以及曲軸旋轉(zhuǎn)的不平衡問(wèn)題。這些都由專(zhuān)用夾具來(lái)保證,夾具體為一對(duì)用以定位的V型塊組成,裝在接盤(pán)上。接盤(pán)與車(chē)床過(guò)渡接盤(pán)靠中間的定位銷(xiāo)定位并連接,接盤(pán)在過(guò)渡接盤(pán)上靠棱形定位銷(xiāo)可轉(zhuǎn)180度,車(chē)削軸頸。V型塊中心與車(chē)床主軸線距離一個(gè)曲軸半徑。車(chē)削過(guò)程中,一端與曲軸主軸頸定位并夾緊,另一端靠偏中心座夾緊,中心座上鉆有中心孔,中心孔偏心距同樣為一個(gè)曲軸半徑。用頂尖頂緊中心孔,這樣就能保證連桿軸頸軸線與車(chē)床主軸線一致。安裝夾具體的接盤(pán)上有平衡塊,消除曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)不平衡力矩的生。曲軸加工時(shí)由于受到離心力和兩頂尖的軸向壓緊偏心力的作用,容易發(fā)生彎曲變形,為了加強(qiáng)工件剛度,用撐桿來(lái)?yè)巫×硪粋€(gè)曲拐的開(kāi)移。車(chē)削連桿軸頸時(shí)為了使切削力不致于太大,每次車(chē)削余量控制在1~1.5mm內(nèi),同時(shí)車(chē)床旋轉(zhuǎn)不能太高,刀具采用高速鋼。2工藝過(guò)程設(shè)計(jì)定位基準(zhǔn)的選擇=1\*GB3①粗基準(zhǔn)的選擇曲軸的毛坯一般都呈彎曲狀態(tài),為保證兩端中心孔都能在兩端面的幾何中心上,粗基準(zhǔn)應(yīng)選靠近曲軸兩端的軸頸。為保證其他軸頸外圓余量均勻,在鉆中心孔后,應(yīng)對(duì)曲軸進(jìn)行校直。由于大批量生產(chǎn)的曲柄毛坯的精度高,曲柄不加工,所以軸向的定位基準(zhǔn)一般選取中間主軸頸兩邊的曲柄。因?yàn)橹虚g主軸頸兩邊的曲柄處于曲軸的中間部位,用作粗基準(zhǔn)可以減少其它曲柄的位置誤差。=2\*GB3②精基準(zhǔn)的選擇曲軸和一般的軸類(lèi)零件相同,最重要的精基準(zhǔn)三中心孔。曲軸軸向上的精基準(zhǔn),一般選取曲軸一端的端面或軸頸的止推面。但在曲軸加工的過(guò)程中,定位基準(zhǔn)要經(jīng)過(guò)多次轉(zhuǎn)換。曲軸圓周方向上的精基準(zhǔn)一般選取曲軸上的定位平臺(tái)或法蘭上的定位孔。2.2加工階段的劃分與工序順序的安排曲軸的主要加工部位是主軸頸和偏心圓柱,次要加工部位是法蘭盤(pán)、曲柄、斜油孔、螺孔和鍵槽等。除機(jī)械加工外還有軸頸淬火、磁探傷、動(dòng)平衡等。在加工過(guò)程中還要安排校直、檢驗(yàn)、清洗等工序。=1\*GB3①加工階段的劃分曲軸的機(jī)械加工工藝過(guò)程大致可分為:加工基準(zhǔn)面——粗加工主軸頸和偏心圓柱——加工斜油孔等次要表面——主軸頸和連桿軸頸的熱處理——精加工主軸頸和偏心圓柱——加工鍵槽和兩端孔等——?jiǎng)悠胶狻庹庸ぶ鬏S頸和偏心圓柱。曲軸的主軸頸和偏心圓柱的技術(shù)要求都很?chē)?yán)格,所以各軸頸表面加工一般安排為:粗車(chē)——精車(chē)——粗磨——精磨——超精加工。對(duì)于單曲軸進(jìn)行粗加工時(shí),以中間主軸頸為輔助定位基準(zhǔn),所以先粗加工和半精加工中間主軸頸,然后再加工其他主軸頸。而連桿軸頸的粗、精加工,一般都要以曲軸兩端主軸頸定位,所以連桿的粗精加工都安排在主軸頸加工之后進(jìn)行的。=2\*GB3②工序安排斜油孔的進(jìn)出口都安排在曲軸的軸頸上,所以在軸頸淬火之前加工。鉆斜油孔時(shí),用加工過(guò)的軸頸定位,可以保證其位置精度。主軸頸是偏心圓柱的設(shè)計(jì)基準(zhǔn),所以,主軸頸與偏心圓柱的車(chē)削(銑削)和磨削,一般都是先加工主軸頸再加工偏心圓柱。在精磨主軸頸的過(guò)程中,先精磨主軸頸,再精磨其他軸頸。在最后檢查后,以曲軸兩端的主軸頸為測(cè)量基準(zhǔn),測(cè)量其他軸頸的徑向跳動(dòng)。鋼曲軸在加工的過(guò)程中,軸頸產(chǎn)生跳動(dòng)的原因之一是,曲軸經(jīng)加工后應(yīng)力重新分布,從而造成變形,所以在曲軸的第一主軸頸精磨之后,應(yīng)緊接著安排齒輪軸、皮帶輪軸頸的精磨工序,在主軸頸精磨工序之后,應(yīng)緊接著安排油封軸頸的精磨工序,以免內(nèi)應(yīng)力重新分布,造成過(guò)大的影響。同時(shí)為了避免曲軸剛度降低造成這些軸頸磨削后徑向跳動(dòng)增大,其他主軸頸的精磨應(yīng)該放在這些軸頸的精磨之后。校直對(duì)曲軸的疲勞強(qiáng)度有著不利的影響,在制定曲軸的加工工藝過(guò)程中,應(yīng)盡量減少曲軸的校直的次數(shù)。為了保證余量均勻、減少變形的影響,在關(guān)鍵工序上,如第四主軸頸加工前、淬火后、動(dòng)平衡去重后仍需安排校直。曲軸各軸頸的表面粗糙度要求較高,所以把各軸頸的超精密加工放在最后。如果在超精密加工后再安排其他工序,則有可能破壞已加工好的軸頸表面。2.3制定工藝路線制定曲軸工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)使曲軸的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理保證,在大批量的生產(chǎn)情況下,可以考慮采用專(zhuān)用機(jī)床和專(zhuān)用夾具等,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率,除此之外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素,以降低生產(chǎn)成本。由于曲軸在加工過(guò)程中塑性變形大,因此為了保證余量均勻、減少變形的影響,應(yīng)該在關(guān)鍵工序上安排一些校直工序,而方案一中只有一次校直。斜油孔口在淬火時(shí)由于受熱不均勻很容易發(fā)裂,因此必須在熱處理前對(duì)其進(jìn)行壓堵處理,而方案一也忽略了這一點(diǎn)。方案二對(duì)方案一中的問(wèn)題作了一些較大改進(jìn),但如果仔細(xì)分析其在工序安排上仍然存在問(wèn)題,如連桿軸頸的粗、精銑最好安排在相鄰兩道工序中以減少工件的搬運(yùn),在一臺(tái)機(jī)器上進(jìn)行加工完畢,提高生產(chǎn)效率。2.4曲軸的機(jī)械加工工藝過(guò)程卡工序號(hào)工序名稱(chēng)工序內(nèi)容設(shè)備1下料選擇φ85mm×338mm棒料2車(chē)削車(chē)兩端面至尺寸要求車(chē)床3鏜孔鉆中心孔左端面右端面鏜床4車(chē)削頂中心孔2,車(chē)φ79外圓;頂中心孔1,車(chē)φ48,φ40的外圓車(chē)床5車(chē)削換用偏心套定位、夾緊,以φ48的外圓找正,夾車(chē)左端各外圓成尺寸車(chē)床6銑削銑鍵槽銑床7打磨鉗工去毛刺,M8配鉆鉗工2.5機(jī)械加工工序卡片成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院機(jī)械加工工序卡片工序名稱(chēng)車(chē)工序號(hào)05零件名稱(chēng)偏心套零件號(hào)001零件重量80.9kg同時(shí)加工零件數(shù)1材料毛坯牌號(hào)硬度型式重量HB-200200HB鑄造130kg設(shè)備夾具輔助工具名稱(chēng)型號(hào)安裝工步安裝及工步說(shuō)明刀具量具走刀長(zhǎng)度mm走刀次數(shù)切削深度mm進(jìn)給量mm/min主軸轉(zhuǎn)速rpm切削速度m/min基本工時(shí)min1加偏心套,找正鋼直尺2將曲軸左端放入偏心套48的孔中車(chē)左端外圓設(shè)計(jì)者孫偉指導(dǎo)老師張伯奮高級(jí)工程師共1頁(yè)第1頁(yè)3機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定3.1曲軸主要加工表面的工序安排曲軸的主要加工表面為主軸頸、連桿軸頸、各外圓;次要加工表面為兩端面、鍵槽。此外,還有還有檢驗(yàn)、清洗、去毛刺等工序。連桿各主要表面的工序安排如下:=1\*GB2⑴主軸頸:粗車(chē)、精車(chē)、磨削;=2\*GB2⑵偏心圓柱:粗車(chē)、精車(chē)、磨削;=3\*GB2⑶φ32mm外圓:粗車(chē)、精車(chē)、磨削;=4\*GB2⑷φ40mm外圓:粗車(chē)、精車(chē)、磨削;3.2機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定=1\*GB2⑴主軸頸工序尺寸及公差的確定表3.1:曲軸主軸頸的工序及公差工序名稱(chēng)工序余量經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸及公差鑄造φ35±1粗車(chē)IT11φ0精車(chē)IT8φ0磨削IT6φ=2\*GB2⑵偏心圓柱工序尺寸及公差的確定表3.2:曲軸偏心圓柱的工序及公差工序名稱(chēng)工序余量經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸及公差鑄造φ45±1粗車(chē)IT10φ0精車(chē)IT8φ0磨削IT8φ3.3確定工時(shí)定額工序1:粗車(chē)偏心圓柱至φ40.80-0.084。選用機(jī)床:CA6140臥式車(chē)床。=1\*GB3①被吃刀量:取=1mm,=2\*GB3②進(jìn)給量f:取=0.1mmr。=3\*GB3③機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:取n=600r/min=4\*GB3④=5\*GB3⑤計(jì)算切削工時(shí):被切削層長(zhǎng)度=3×22=66mm工序2:精車(chē)偏心圓柱至φ400-0.033。選用機(jī)床:CA6140臥式車(chē)床=6\*GB3⑥被吃刀量:取=0.65mm,=7\*GB3⑦=8\*GB3⑧機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速:取n=800r/min=9\*GB3⑨切削速度:102.5m/min=10\*GB3⑩計(jì)算切削工時(shí):被切削層長(zhǎng)度=3×32=96mm4夾具設(shè)計(jì)夾具設(shè)計(jì)應(yīng)該具備的基本要求=1\*GB2⑴足夠的精度由于工件的定位是通過(guò)定位副的接觸(或配合)實(shí)現(xiàn)的。定位元件工作表面的精度直接影響工件的定位精度,因此定位元件工作表面應(yīng)有足夠的精度,以保證加工精度要求。如4-M12X1.25-5H有位置度要求,必須保證各鉆套的位置精度要求。=2\*GB2⑵足夠的強(qiáng)度和剛度底面定位不僅限制工件的自由度,還有支承工件、承受夾緊力和切削力的作用。因此還應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度,以免使用中變形和損壞。=3\*GB2⑶有較高的耐磨性工件的裝卸會(huì)磨損定位元件工件表面,導(dǎo)致定位元件工件表面精度下降,引起定位精度的下降。當(dāng)定位精度下降至不能保證加工精度時(shí)則應(yīng)更換定位元件。為延長(zhǎng)定位元件更換周期,提高夾具使用壽命,定位元件工作表面應(yīng)有較高的耐磨性。=4\*GB2⑷良好的工藝性定位元件的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單、合理、便于加工、裝配和更換。4.2偏心套夾具在曲軸的加工工藝中,主回轉(zhuǎn)軸線上和偏心軸線上的各表面一般用雙中心孔定位,如果偏心距過(guò)大或過(guò)小,中心孔不能在端面上加工出來(lái),可先加工出主中心孔,待主軸加工后,咋子兩端裝上偏心套,然后以偏心套上的中心孔定位,加工偏心軸線上的表面,如圖2所示。為了保證位置精度,偏心軸各表面加工完成后才將偏心套取下。如圖4.1所示,偏心套零件圖。圖4.1偏心套零件圖加工路線擬定對(duì)于曲軸加工路線主要部分:加工端面,中心孔—加工主回轉(zhuǎn)部分—加工偏心部分。對(duì)于一些短偏心軸,先將內(nèi)孔,小端外圓及端面加工出來(lái),然后以小端外圓定位加工大端偏心外圓及端面。其定位方法為:在單件小批量生產(chǎn)時(shí),用四爪卡盤(pán)找正;批量稍大時(shí),可將三爪卡盤(pán)安裝在四爪卡盤(pán)上,一次性找正后就不用逐件找正;也可用彈性偏心套或其他專(zhuān)用夾具。在大批量生產(chǎn)中。也可使用偏心心軸,以內(nèi)孔定位加工偏心。無(wú)論用外圓還是內(nèi)孔定位,都要注意夾緊的牢靠性,以防切削過(guò)程中工件對(duì)夾具產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而造成事故。在使用偏心軸時(shí),應(yīng)先將工件內(nèi)孔鍵槽加工出來(lái),然后以心軸上的鍵定位??偨Y(jié)本次課題單曲軸的加工工藝及夾具設(shè)計(jì),作為一名機(jī)械設(shè)計(jì)與制造專(zhuān)業(yè)的學(xué)生,本次課題是對(duì)大學(xué)所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的最好檢驗(yàn)。又對(duì)任何制造業(yè)來(lái)說(shuō),制造工藝的基本要求主要是兩個(gè)方面:一是質(zhì)量要達(dá)到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求;二是生產(chǎn)時(shí)消耗的物質(zhì)和勞動(dòng)量最少。在達(dá)到這兩項(xiàng)要求的情
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