《機(jī)電一體化實(shí)習(xí)報(bào)告：曲軸部件加工實(shí)習(xí)》5400字

機(jī)電一體化實(shí)習(xí)報(bào)告：曲軸部件加工實(shí)習(xí)目錄TOC\o"1-2"\h\u25910一、實(shí)訓(xùn)的目的、意義和技術(shù)基礎(chǔ) 1134401.1實(shí)訓(xùn)的目的和意義 136941.2實(shí)訓(xùn)相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ) 128207二、實(shí)訓(xùn)過程 4305892.1機(jī)械加工工藝分析 4200502.2夾具設(shè)計(jì) 427718機(jī)床夾具的分類、基本組成和功用 531489三、實(shí)訓(xùn)成果 5259171）外形的復(fù)雜性 6129782）剛度不足 6306003）高技術(shù)含量 627733四、實(shí)訓(xùn)收獲 7一、實(shí)訓(xùn)的目的、意義和技術(shù)基礎(chǔ)1.1實(shí)訓(xùn)的目的和意義了解工業(yè)生產(chǎn)中機(jī)械零件制造的一般過程。進(jìn)行基本操作技能的訓(xùn)練，了解機(jī)械零件的常用加工方法、所用主要設(shè)備的工作原理、工具的使用以及安全操作技能。了解機(jī)械制造的基本工藝知識(shí)和一些新工藝、新技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用。了解工業(yè)產(chǎn)品制造的全過程。形成工程意識(shí)、動(dòng)手能力、創(chuàng)新精神、提高綜合素質(zhì)。通過綜合技術(shù)實(shí)習(xí)，養(yǎng)成熱愛勞動(dòng)和理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)。拓寬知識(shí)視野、增強(qiáng)就業(yè)能力。1.2實(shí)訓(xùn)相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)1.2.1零件的結(jié)構(gòu)分析（1）零件的功用這次的課題是關(guān)于機(jī)器發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)曲軸部件，該部件位于發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿上，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，曲軸會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿和連桿之間的連接會(huì)產(chǎn)生一個(gè)循環(huán)的、復(fù)雜的循環(huán)負(fù)載。它的主要功能是把連桿上的徑向力轉(zhuǎn)化為圍繞它自身的軸轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，然后通過其它的變換設(shè)備把它轉(zhuǎn)化為電力輸出到車輛或者其它設(shè)備。（2）零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析曲軸通常包括軸頸、軸頸、曲柄、（平衡塊）等部件。一個(gè)主軸頸，一個(gè)連桿的軸頸，一個(gè)曲柄，一個(gè)曲柄，一個(gè)曲軸可以有幾個(gè)曲拐。在此基礎(chǔ)上，采用了一種新型的結(jié)構(gòu)，即曲軸的支承件是以軸頸為中心，并以主軸承支承在曲軸箱內(nèi)。它的支承數(shù)量和支承形式也與發(fā)動(dòng)機(jī)上的汽缸數(shù)量有關(guān)。連桿的軸頸是連桿與連桿的連接處，為了減小應(yīng)力集中，還必須采用圓弧進(jìn)行過渡。曲柄是連桿軸頸與連桿軸頸的連接部，在曲柄上裝有一個(gè)平衡重塊，以平衡慣量。平衡塊用于平衡離心力的失衡，有時(shí)也可以通過慣性力來平衡部分的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而使曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)更加順暢。（3）主要加工表面及其技術(shù)要求在曲軸零件的加工和制造中，其主要技術(shù)指標(biāo)是軸頸和連桿軸頸。其主軸左端面加工公差及精度等級(jí)為IT6，主軸右端面公差及精度等級(jí)為IT7，三個(gè)拐軸頸的公差及精度等級(jí)IT6，其表面粗糙度Ra值為3.2～0.8μm。所以，加工過程中的軸頸和連桿軸頸是整個(gè)曲軸的主要加工工序。1.2.2零件毛坯的選擇（1）零件的材料曲軸零件中的大部分是軸類零件，它的成形比較復(fù)雜，因?yàn)樗诠ぷ鲿r(shí)會(huì)受到很大的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，易磨損，易斷裂，因此對(duì)它的強(qiáng)度、耐磨性、抗沖擊韌性都有很高的要求。而常用的QT600-2材料，其強(qiáng)度高，切削性能好，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)周期短。另外，由于曲軸外形尺寸大、外形復(fù)雜，并且是大批量生產(chǎn)，所以可以采用模鍛工藝。（2）零件的毛坯及其制造三拐曲軸零件的外形要比普通曲軸零件復(fù)雜，所以在鍛模時(shí)要盡可能接近已成型的零件，這樣可以提高加工精度。1.2.3選擇毛坯種類機(jī)械加工中毛坯種類繁多，例如鑄件，鍛件，型材，擠壓件，沖壓件，焊接組合件等等，同樣的毛坯也會(huì)存在制造方法上的差異。為提高毛坯制造質(zhì)量可降低加工勞動(dòng)量和加工成本，但是常常使毛坯的制造成本升高。通常情況下，毛坯制造方法的選擇應(yīng)考慮如下幾個(gè)方面。（1）材料的工藝性能材料的工藝性能在很大程度上決定了毛坯類型和制造方法。如鑄鐵、鑄造青銅等脆性材料，由于焊接性能差，無法鍛造、沖壓或采用焊接的方法生產(chǎn)組合毛坯，只能采用鑄造的方法生產(chǎn)。低碳鋼的鑄造性能較差，在鑄造過程中應(yīng)用較少，但由于具有延展性好，可焊性好等特點(diǎn)，低碳鋼廣泛應(yīng)用于制造鍛件，型材及沖壓件等。（2）毛坯的尺寸、形狀和精度要求材料的工藝性能極大地決定了毛坯類型及制造方法。直徑差別不大階梯軸適合用棒料，直徑差別大階梯軸適合鍛件。大尺寸毛坯通常用特殊的鑄造方法制造，不需要模鍛、壓鑄等工藝，適合自由鍛造或者砂型鑄造。外形復(fù)雜毛坯不宜加工型材及自由鍛件。它可以加工鑄件，模鍛件，沖壓件及其它毛坯，也可以加工組合毛坯。（3）零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)只有選擇性地將毛坯制造方法適應(yīng)零件的生產(chǎn)程序，才能取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。生產(chǎn)工藝相對(duì)較大，應(yīng)采用模鍛、熔模鑄造等工藝制造出精度高、生產(chǎn)率好的毛坯。當(dāng)生產(chǎn)程序較小時(shí)，應(yīng)采用設(shè)備投資較低的毛坯，如木模砂型鑄造和自由鍛造。根據(jù)以上內(nèi)容中的幾方面對(duì)該部件進(jìn)行了分析，該部件材質(zhì)采用HT200.首先對(duì)灰鑄鐵材質(zhì)特性進(jìn)行了分析，灰鑄鐵具有脆性大、硬度低、鑄造性能優(yōu)良、切削加工性優(yōu)越等特點(diǎn)，因此該部件毛坯可以選用鑄造方式，其次通過觀察零件圖可知該設(shè)計(jì)部件體積不大，且其外形并不是很復(fù)雜，是一種簡(jiǎn)單的部件，除少數(shù)待加工面外，該部件其它面粗糙度均采用不去料方式得到，若要使得其它未加工面達(dá)到理想精度則選用砂型鑄造方式，另外在前文確定了該部件的制造方式后，該部件采用分散造型方式制造，從而降低了成本。簡(jiǎn)而言之，這個(gè)零件的毛坯型是用砂鑄機(jī)造型得到的。二、實(shí)訓(xùn)過程2.1機(jī)械加工工藝分析1)本產(chǎn)品為三拐曲軸，其外形復(fù)雜，對(duì)加工表面有較高的要求，因此，采用中心孔作為定位基準(zhǔn)，便于安裝，可節(jié)約調(diào)校時(shí)間，并可確保三個(gè)連桿軸頸的精確定位。但由于軸兩端的軸頸分別是φ55mm和φ50mm，而三處連桿軸頸中心距分布在φ70mm的圓周上，所以不能在軸端面上直接鉆三對(duì)中央孔。因此，在制作曲軸毛坯時(shí)，預(yù)先鑄造兩端φ105mm的工藝搭子，使其在加工過程中形成四對(duì)中心孔，從而使其定位。2）在工藝搭子的端面上鉆四對(duì)中孔，首先用兩個(gè)主軸頸作為粗度基準(zhǔn)，鉆出一對(duì)中心孔；然后用這對(duì)中孔進(jìn)行定位，用連桿軸頸作為粗參考，把曲軸放在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，加工φ70mm、圓周120°均布的三個(gè)連桿軸頸的中心孔，這樣就保證了它們之間的位置精度的準(zhǔn)確。3）由于工件的剛度不高，應(yīng)按先粗后精的原則安排加工順序，逐步提高加工精度。關(guān)于主軸頸和連桿軸頸的加工順序是，先粗加工主軸頸，在半精加工主頸軸，然后粗加工連桿軸頸，再半精加工連桿軸徑，然后再加工各處的外圓，之后再磨主軸頸，連桿軸徑。按上述次序進(jìn)行加工，既能避免零件的剛性下降，又能減小應(yīng)力的變形，又能有效地改善曲軸的加工精度。2.2夾具設(shè)計(jì) 機(jī)床加工過程系統(tǒng)由機(jī)床、工件、刀具和夾具三部分構(gòu)成。機(jī)床夾具是一種用于固定工件的設(shè)備，它的功能是將工件與機(jī)床或刀具保持一定的位置，同時(shí)保持該部位不變。機(jī)床的夾具質(zhì)量對(duì)工件加工面的定位精度有很大的影響。因此，在設(shè)備設(shè)計(jì)中，機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)是一個(gè)非常關(guān)鍵的工作。在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)前，通常需要對(duì)下列數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析：熟悉零件的零件結(jié)構(gòu)：了解零件的功能，形狀，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，材料和毛坯的制作，分析尺寸精度，加工表面粗糙度，形狀和位置精度。對(duì)加工工業(yè)的工藝和工藝的順序、工藝方法和工藝要求進(jìn)行了詳盡的分析，掌握加工余量和切削用量。在夾具的設(shè)計(jì)中，還要從夾具的設(shè)計(jì)角度，對(duì)夾具的可靠性、夾具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、工件安裝的方便、作業(yè)的安全進(jìn)行深入的分析。了解所用的機(jī)床的主要規(guī)格、性能特點(diǎn)、機(jī)床的運(yùn)動(dòng)狀況、功率和剛度等，并說明在機(jī)床上的安裝裝置的結(jié)構(gòu)和裝配尺寸。掌握刀具結(jié)構(gòu)，尺寸，操作和夾具的裝配方法。了解產(chǎn)品的年度產(chǎn)出量，每批產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，從而決定每次裝夾的工件數(shù)，選擇相應(yīng)的夾具機(jī)構(gòu)，并確定其自動(dòng)化水平。機(jī)床夾具的分類、基本組成和功用根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域，機(jī)床工裝可以分為五大類：一般工裝、特種工裝、一般可調(diào)工裝、多工裝、多工裝、多工裝、多工裝、多工裝、工裝、工裝工裝。機(jī)床工裝的基本構(gòu)成，按功能大致可分為：定位用于確定工件在固定器中的適當(dāng)位置的原始或設(shè)備；用于引導(dǎo)工具或用于調(diào)節(jié)工具與工件的位置的工具導(dǎo)向原件或設(shè)備；用于夾持所述元件的夾持元件或設(shè)備；用于在機(jī)床上確定工件的適當(dāng)位置和與該機(jī)床相連的連接的原始連接；夾具，用于將每一夾具和設(shè)備連接成一體，并將夾具固定到機(jī)器上；分度裝置、防錯(cuò)裝置等其它部件和裝置。機(jī)床夾具的功能通常是：工藝品質(zhì)的保障；生產(chǎn)效率和費(fèi)用的下降；拓寬加工設(shè)備的加工范圍，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)設(shè)備的多功能；協(xié)調(diào)各個(gè)工作階段的工作時(shí)間，使其能夠進(jìn)行連續(xù)的生產(chǎn)；降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，確保安全生產(chǎn)等。三、實(shí)訓(xùn)成果軸有其基本的加工規(guī)則，但其工藝特征是：外形復(fù)雜、剛度低、技術(shù)含量高，針對(duì)這些特點(diǎn)應(yīng)采取相應(yīng)的措施，分析如下：1）外形的復(fù)雜性由于曲柄軸頸與連桿軸頸不在同一軸線上，對(duì)偏心度有一定的要求，對(duì)兩個(gè)軸的定位度有很高的要求，而且主軸頸與連桿軸頸之間存在一個(gè)很大的平衡塊，所以在工藝設(shè)計(jì)中要解決的問題是：設(shè)計(jì)加工連桿軸頸的偏心裝置，使連桿軸頸與機(jī)床的主軸重合，把要加工的偏心零件的軸對(duì)準(zhǔn)到與車床主軸軸重合的地方，并注意軸之間的平整度和偏心度的準(zhǔn)確性。2）剛度不足由于該曲柄的長頸直徑較大，且?guī)в星鷱潱势鋭偠容^低。由于受切削力和自重的影響，曲軸會(huì)發(fā)生較大的扭轉(zhuǎn)和彎曲，尤其是在單側(cè)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床上。在工藝設(shè)計(jì)中應(yīng)解決以下問題：（1）在粗加工過程中，由于切削裕量大，切削力大，可以采用中間支架，以提高工件的剛度、減少變形、振動(dòng)，并使刀具和夾具具有很高的剛度。（2）在加工過程中，盡可能地消除切割力的影響，可以采用前、后兩種方式進(jìn)行橫向進(jìn)料。。（3）合理安排工位順序，使加工變形最小化，并按照先粗后細(xì)的原則，逐步提高加工精度。（4）在可能發(fā)生變形的過程之后增加校正步驟。3）高技術(shù)含量由于曲軸工藝復(fù)雜，加工面多，對(duì)尺寸、形狀、位置的保證精度要求較高。因此，整體工藝路線較長，精加工占很大比重。在處理過程中要注意的是：A：粗加工、半精加工和精加工的合理分配。B：在曲柄的兩個(gè)端部中間孔進(jìn)行粗細(xì)的選擇。中心孔的加工是以軸頸的外圓為參考，從而保證了曲軸的加工半徑和軸向加工的公差。C：在精加工時(shí)，仍然以中心孔為參考，但要對(duì)中心孔進(jìn)行再修，以防止在精加工過程中由于中心孔的磨損而造成加工誤差。為了增加剛性，還可以在一端安裝一個(gè)主軸頸，在另一端安裝一個(gè)中心孔。D：用軸頸軸肩來定位曲軸的軸向位置，在工藝設(shè)計(jì)中，位置參考應(yīng)該盡可能地與設(shè)計(jì)參考相符。綜合以上分析，考慮到曲軸連桿軸頸卡具的典型和特殊性，為解決其在曲軸軸頸中出現(xiàn)的偏心問題，進(jìn)行了初步的研究。該夾具可用于機(jī)器偏心的軸頸。在這種情況下，每根連桿軸線的相位差需要在一定范圍內(nèi)，對(duì)夾具的分度裝置的精確度要求很高，而且對(duì)夾具的定位、定位精度也很高。由于連桿的軸頸側(cè)邊對(duì)端面跳躍的要求很高，且同時(shí)滿足了加工表面的磨削加工，因此需要對(duì)夾具進(jìn)行合理的定位、夾緊，以減小夾具的位置和夾持誤差。因?yàn)樵谕惠S心線上，僅能對(duì)曲軸軸頸進(jìn)行車削，因此，在完成了第一個(gè)軸頸后，必須對(duì)工件進(jìn)行回轉(zhuǎn)，這樣，要把被車削的曲軸軸頸與車床的中心線保持一致，才能對(duì)第二個(gè)偏心軸頸進(jìn)行切削。通過對(duì)上述問題的分析，認(rèn)為該夾具的設(shè)計(jì)有其特殊性，對(duì)各個(gè)部件的要求也比較高，因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)仔細(xì)考慮，并進(jìn)行全面的測(cè)量，盡量減小由夾具引起的加工誤差和影響精度的因素。在確保加工質(zhì)量的同時(shí)，要注意提高生產(chǎn)率、降低成本、減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。四、實(shí)訓(xùn)收獲制造業(yè)已成為中國經(jīng)濟(jì)增長的“引擎”。迄今為止，許多中國企業(yè)通過不同的管理改進(jìn)解決了相應(yīng)的問題，如通過企業(yè)重組和戰(zhàn)略規(guī)劃解決發(fā)展定位，通過營銷系統(tǒng)設(shè)計(jì)解決市場(chǎng)發(fā)展問題。然而，隨著中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢，全球經(jīng)濟(jì)一體化趨勢(shì)明顯，中國企業(yè)面臨著越來越大的競(jìng)爭(zhēng)壓力。精益生產(chǎn)也是我們大多數(shù)業(yè)務(wù)和發(fā)展問題的最佳解決方案。精益生產(chǎn)是全球企業(yè)公認(rèn)的最低成本。生產(chǎn)最優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品、管理和運(yùn)營是中國企業(yè)面對(duì)全球競(jìng)爭(zhēng)的必修課程。在設(shè)計(jì)機(jī)器發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸加工工藝與夾具設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，我根據(jù)自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，結(jié)合最近收集到的資料，完成了這一次的畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。在指導(dǎo)老師王老師的幫協(xié)助下，我自己繪畫出了發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸零件圖，并按照所畫的零件圖進(jìn)行了主要的工藝流程，并編制了加工程序卡；然后，針對(duì)產(chǎn)品特點(diǎn)，進(jìn)行特殊的工裝設(shè)計(jì)，以改善生產(chǎn)效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、轉(zhuǎn)動(dòng)適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu)，以確保產(chǎn)品的精確度；編制設(shè)計(jì)手冊(cè)等。本文所述的工藝過程可以應(yīng)用于其它部件，因此，我們應(yīng)該方便地進(jìn)行夾具的設(shè)計(jì)，以便各個(gè)工序之間能夠相互聯(lián)系，綜合考慮各個(gè)工序的影響，進(jìn)行合理的布置，從而獲得合適的工序和專用的夾具。大學(xué)期間的畢業(yè)實(shí)習(xí)對(duì)我此次設(shè)計(jì)零件的加工工藝有著很大的幫助，雖然實(shí)習(xí)的時(shí)候沒有加工曲軸的經(jīng)驗(yàn)，但是每個(gè)車間中的加工工序卡片都是我能學(xué)習(xí)參考的資料，為我提供一些有用的信息。當(dāng)然在這段時(shí)間里，我也一直在翻閱有關(guān)曲軸的相關(guān)資料，了解和比較了國內(nèi)外的機(jī)械制造技術(shù)，使我的視野更加開闊，同時(shí)也加深了我的專業(yè)知識(shí)，為今后的工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。整個(gè)設(shè)計(jì)有很多問題，比如氣門搖臂軸支架的加工工藝及其銑床夾具的設(shè)計(jì)。一是圖層設(shè)置的問題，畫的時(shí)候總是忘記，二是整幅圖都畫完后，還要重新調(diào)整圖層，三是工藝過程準(zhǔn)備，參考它來寫氣門搖臂軸支撐加工工藝規(guī)程，四是切削用量與切削工時(shí)，這一塊比較讓我頭痛，各機(jī)床參數(shù)、各刀具與加工方法工時(shí)公式等都需要用到，反正切削工時(shí)這一塊花的時(shí)間要比畫夾具長很多，比較痛苦，五是夾具這一塊需要用到大量的加工材料，同樣在數(shù)據(jù)