空氣壓縮機(jī)曲軸的加工工藝裝備及車Φ25.4外圓夾具設(shè)計含非標(biāo)7張CAD圖

空氣壓縮機(jī)曲軸的加工工藝裝備及車Φ25.4外圓夾具設(shè)計含非標(biāo)7張CAD圖,空氣壓縮機(jī),曲軸,加工,工藝,裝備,設(shè)備,夾具,設(shè)計,非標(biāo),cad XXX 設(shè) 計（XX） 開 題 報 告 課 題 ______________________________________ 院（系、部) _____________________________________ 專業(yè)及班級 ______________________________________ 姓名及學(xué)號 ______________________________________ 指 導(dǎo) 教 師 _______________________________________ 日 期 ______________________________________ XX設(shè)計(XX)開題報告 課題 基于Pro/E的空氣壓縮機(jī)曲軸加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計 選題類型 工程設(shè)計 一、選題依據(jù)(簡述國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、生產(chǎn)需求狀況, 說明選題目的、意義，列出主要參考文獻(xiàn))： 1.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 曲軸是壓縮機(jī)中承受沖擊載荷傳遞動力的關(guān)鍵零件,也是在壓縮機(jī)5大件(機(jī)體、缸蓋、曲軸、氣缸、活塞) 中最難以保證加工質(zhì)量的零件?？v觀國內(nèi)外空氣壓縮機(jī)曲軸制造技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,可以看出目前國內(nèi)曲軸制造技術(shù)與國外先進(jìn)技術(shù)有相當(dāng)?shù)牟罹?。雖然國內(nèi)部分骨干企業(yè)從發(fā)達(dá)國家引進(jìn)了不少先進(jìn)設(shè)備,但整體技術(shù)水平仍比較低，且整體規(guī)模小、專業(yè)化程度低、企業(yè)設(shè)備陳舊、產(chǎn)品設(shè)計和工藝落后、性能壽命和可靠性差、品種雜亂和“三化”程度低,這些都影響了整機(jī)適應(yīng)國內(nèi)及國際市場的能力。我們只有充分了解國內(nèi)外空氣壓縮機(jī)曲軸制造技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,及時改進(jìn)和提高曲軸制造技術(shù)水平,才能制造出具有世界一流水平的空氣壓縮機(jī)曲軸,以實(shí)力參與市場競爭。 2. 生產(chǎn)需求狀況 空氣壓縮機(jī)是氣壓發(fā)生裝置，是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為氣體壓力能的轉(zhuǎn)換裝置。空氣壓縮機(jī)作為一種氣體動力源的轉(zhuǎn)換設(shè)備被廣泛應(yīng)用于生活生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)。例如：在建筑、鋼鐵、采礦和化學(xué)工業(yè)工廠中的眾多用途。尤其是雙螺桿式的空壓機(jī)被廣泛應(yīng)用在機(jī)械、冶金、電子電力、醫(yī)藥、包裝、化工、視頻、采礦、紡織、交通等眾多工業(yè)領(lǐng)域，并成為壓縮空氣的主品。曲軸的旋轉(zhuǎn)是空氣壓縮機(jī)的動力源。也是整個機(jī)械系統(tǒng)的源動力。所以當(dāng)前社會對空氣壓縮機(jī)曲軸的需求也日益擴(kuò)增。 3. 選題的目的、意義 選此課題的目的是可以讓自己綜合運(yùn)用機(jī)械制造工程原理課程及專業(yè)課程的理論知識，結(jié)合金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識，獨(dú)立地分析和解決機(jī)械加工工藝問題，初步具備設(shè)計中等復(fù)雜程度零件工藝規(guī)程的能力。能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計的基本原理和方法，學(xué)會擬訂夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊、圖表、規(guī)范等有關(guān)技術(shù)資料的能力。進(jìn)一步提升自己識圖、制圖、運(yùn)算和編寫技術(shù)文件的基本技能。 選此課題的意義是由于曲軸工況條件惡劣,因此對曲軸的材質(zhì)、毛坯加工技術(shù)、精度、表面粗糙度、熱處理和表面強(qiáng)化、動平衡等要求都十分嚴(yán)格。其中任何一個環(huán)節(jié)的質(zhì)量對曲軸的壽命和整機(jī)的可靠性都具有很大的影響。所以本次設(shè)計讓我們了解了機(jī)械制造的嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致，并且要注重加工安全。對以后的工作習(xí)慣有著良好的促進(jìn)。 參考文獻(xiàn) [1] 劉文劍.夾具工程師手冊[M].哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1987 [2] 黃如林.切削加工簡明實(shí)用手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004 [3] 仝基斌.工程圖學(xué)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2014 [4] 陳宏均主編，《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊》，機(jī)械工業(yè)出版社。2000 [5] 梁炳文主編，《機(jī)械加工工藝與竅門精選》，機(jī)械工業(yè)出版社。2001 [6] 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計實(shí)用手冊[M].北京化學(xué)工業(yè)出版社，2000 [7] 王三民，諸文俊.機(jī)械原理與設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000? 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Foreign Language Teaching and Research, 1999. 二、主要研究(設(shè)計)內(nèi)容、研究（設(shè)計）思路及工作方法或工作流程 1.主要研究內(nèi)容： （1）確定空氣壓縮機(jī)曲軸加工工藝過程； （2）設(shè)計空氣壓縮機(jī)曲軸某工序的機(jī)床夾具； （3）運(yùn)用PRO/E繪圖軟件繪制空氣壓縮機(jī)曲軸的零件圖及其夾具的裝配圖。 2.研究思路： 先根據(jù)所給的空氣壓縮機(jī)曲軸零件圖，對整個空氣壓縮機(jī)曲軸零件進(jìn)行其結(jié)構(gòu)分析和工藝規(guī)程設(shè)計分析，再根據(jù)工藝規(guī)程設(shè)計分析對空氣壓縮機(jī)曲軸進(jìn)行其關(guān)鍵工序夾具的設(shè)計分析，然后完成空氣壓縮機(jī)曲軸零件圖、空氣壓縮機(jī)曲軸夾具設(shè)計圖，最后完成設(shè)計說明書。 3.工作流程： （1）查閱相關(guān)資料，對空氣壓縮機(jī)曲軸基本情況進(jìn)行了解； （2）擬定空氣壓縮機(jī)曲軸的加工工藝路線； （3）制作并填寫工藝過程卡片； （4）進(jìn)行其關(guān)鍵工序的夾具設(shè)計； （5）繪制零件圖和裝配圖； （6）編寫設(shè)計說明書。 三、畢業(yè)設(shè)計(論文)工作進(jìn)度安排 1.第1周 明確設(shè)計任務(wù)，收集整理空氣壓縮機(jī)曲軸的資料相關(guān)資料。 2.第2周-第3周 查閱空氣壓縮機(jī)曲軸的相關(guān)資料，完成開題報告。 3.第4周-第6周 考慮空氣壓縮機(jī)曲軸加工的工藝工序，完成工藝路線的擬定和工序卡片的制作。確定夾具的方案，完成夾具的設(shè)計。 4.第7周-第9周 繪制空氣壓縮機(jī)曲軸及夾具的主要零件圖、裝配圖。 5.第10周-第12周 編寫畢業(yè)設(shè)計說明書，準(zhǔn)備答辯。 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽名:____________ 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)小組審核意見 難度 份量 綜合訓(xùn)練程度 是否隸屬科研項(xiàng)目 組長____________ （公 章） 年 月 日 關(guān)于“基于Pro/E的空氣壓縮機(jī)曲軸加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計”文獻(xiàn)綜述 摘要 文章從曲軸毛培的鑄造技術(shù)、鍛壓技術(shù)、機(jī)械加工技術(shù)、熱處理等幾個方面的參考文獻(xiàn)綜述，綜合論述了國內(nèi)外空氣壓縮機(jī)曲軸制造技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。 關(guān)鍵詞：曲軸 制造 發(fā)展趨勢 一、引言 曲軸是空氣壓縮機(jī)的關(guān)鍵零件之一，也是空氣壓縮機(jī)中最難加工的工件之一。曲軸在空壓機(jī)中是將活塞連桿的住復(fù)運(yùn)動變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動，其在工作過程中會不斷承受很大的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn),且受力情況異常復(fù)雜。所以對曲軸的抗拉強(qiáng)應(yīng)力度、剛度、耐磨性、耐疲勞性以及沖擊韌性等都提出了更高的要求。曲軸的主要失效形式是軸頸磨，因此對曲軸在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)強(qiáng)化磨損和疲勞斷裂工藝技術(shù)和機(jī)械加工技術(shù)同樣都有著更高的要求。 二、國內(nèi)外曲軸加工技術(shù)的現(xiàn)狀 由于曲軸工作條件惡劣，所以對曲軸的材質(zhì)、毛坯加工精度和表面粗糙度、熱處理、動平衡等要求都十分嚴(yán)格。如果其中任何一個環(huán)節(jié)質(zhì)量沒有得到保證則可嚴(yán)重影響曲軸的使用壽命和整機(jī)的可靠性。世界工業(yè)發(fā)達(dá)國家對曲軸的加工十分重視，并不斷改進(jìn)曲軸加工工藝。隨著中國加入WTO,國內(nèi)曲軸生產(chǎn)廠家已經(jīng)意識到形勢的緊迫性，引進(jìn)了為數(shù)不少的先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，以期提高產(chǎn)品的整體競爭力，使得曲軸的制造技術(shù)水平有了大幅提高。 目前曲軸材質(zhì)主要有球墨鑄鐵和鋼兩類。由于球墨鑄鐵曲軸成本只有調(diào)質(zhì)鋼曲軸成本的1/3左右， 且球墨鑄鐵的切削性能良好，可獲得較理想的結(jié)構(gòu)形狀，并且和鋼質(zhì)曲軸一樣可以進(jìn)行各種熱處理和表面強(qiáng)化處理來提高曲軸的抗疲勞強(qiáng)度、硬度和耐磨性。所以球墨鑄鐵曲軸在國內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計資料顯示，車用發(fā)動機(jī)曲軸采用球墨鑄鐵材質(zhì)的比例在美國為90%，英國為85%，日本為60%。此外，德國、比利時等國家也已經(jīng)大批量采用。國內(nèi)采用球墨鑄鐵曲軸的趨勢則更加明顯，中小型功率柴油機(jī)曲軸85%以上采用球墨鑄鐵,而功率在160kW以上的發(fā)動機(jī)曲軸多采用鍛鋼曲軸。 曲軸的機(jī)械加工技術(shù)。曲軸主軸頸和連桿軸頸的粗加工、半精加工工藝和精加工工藝，大體分為以下幾種: (1) 20 世紀(jì)70年代以前，曲軸粗加工采用的加工方式是多刀車床車削工藝。該工藝特點(diǎn)是生產(chǎn)效率和自動化程度相對較低。粗加工設(shè)備多采用多刀車床車削曲軸主軸頸及連桿軸頸，工序的質(zhì)量穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，難以達(dá)到合理的加工余量。一般精加工采用曲軸磨床,通?？渴止げ僮?，加工質(zhì)量不穩(wěn)定，尺寸的一致性差。老式生產(chǎn)線的主要特點(diǎn)是普通設(shè)備多，導(dǎo)致產(chǎn)品生產(chǎn)周期長、場地占用面積大，且完全是靠多臺設(shè)備分解工序和余量來提高生產(chǎn)效率。 (2) 20 世紀(jì)70年代到80年代左右，曲軸粗加工采用數(shù)控車削、數(shù)控外銑加工，加工狀況有所改善。精加工仍以普通磨床磨削工藝為主。數(shù)控車削設(shè)備價格相對便宜，不需要復(fù)雜的刀具，但只適合小批量生產(chǎn)。 (3) 20世紀(jì)80年中期又出現(xiàn)了數(shù)控內(nèi)銑工藝，數(shù)控內(nèi)銑加工性能指標(biāo)要高于數(shù)控外銑加工，尤其是對于鍛鋼曲軸，內(nèi)銑更有利于斷屑。精加工工藝多采用半自動曲軸磨床，頭架和尾座同步傳動，加工精度有一定的提高。數(shù)控內(nèi)銑設(shè)備價格較高,刀具費(fèi)用也很高，但適合大批量生產(chǎn)。 (4) 1985年到1990年左右開發(fā)出了數(shù)控車—拉、數(shù)控車—車?yán)に嚒Ｆ渫怀鰞?yōu)點(diǎn)是可對寬軸徑進(jìn)行分層加工，切削效率高，加工質(zhì)量好，但車?yán)毒呓Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)含量高，并且長期依靠進(jìn)口，好處是可集車—車?yán)に嚰庸みB桿軸頸要兩道工序于一起。 ?(5)20世紀(jì)90年代中期又開發(fā)出CNC高速外銑工藝。數(shù)控高速外銑是一種新型加工工藝其適用范圍廣，特別雙刀盤數(shù)控高速外銑以其加工效率高、加工質(zhì)量穩(wěn)定、自動化水平高，已成為當(dāng)前曲軸主軸頸和連桿軸頸粗加工的發(fā)展方向。就比較而言，CNC車一車?yán)に嚰庸みB桿軸頸要二道工序，CNC高速外銑只要一道工序就能完成，切削速度高(目前最高可達(dá)350m/min)、切削時間較短、工序循環(huán)時間較短、切削力較小、工件溫升較低、刀具壽命高、換刀次數(shù)少、加工精度更高、柔性更好。如德國BOEHRINGER公司專為汽車發(fā)動機(jī)曲軸設(shè)計制造的柔性的高速隨動數(shù)控外銑床VDF315OM-4型，該設(shè)備應(yīng)用工件回轉(zhuǎn)和銑刀進(jìn)給伺服連動控制技術(shù)，可以一次裝夾不改變曲軸回轉(zhuǎn)中心隨動跟蹤銑削曲軸的連桿軸頸。其采用一體化復(fù)合材料結(jié)構(gòu)床身,工件兩端電子同步旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，具有千式切削、加工精度高、切削效率高等特點(diǎn);使用SIEMENS?840D?CNC控制系統(tǒng)，設(shè)備操作說明書在人機(jī)界面上，通過輸入零件的基本參數(shù)即可自動生成加工程序，可以加工長度450~700mm、回轉(zhuǎn)直徑在380mm以內(nèi)的各種曲軸連桿軸頸直徑誤差僅為土0.02mm。 (6)?20世紀(jì)90年代開發(fā)的CBN高速磨削。英國LANDIS公司生產(chǎn)的曲軸磨床，磨削速度高達(dá)120m/s，用扒皮法一次裝夾從毛坯到精磨完畢，耗時僅幾分鐘的時間。這將會出現(xiàn)以磨代替其它粗加工工藝的新局面。 進(jìn)入21世紀(jì)以后，復(fù)合加工工藝已進(jìn)入曲軸制造業(yè)中。復(fù)合加工是指一次裝夾磨削所有主軸頸和連桿軸頸，磨削連桿軸頸采用先進(jìn)的擺動跟蹤磨削技術(shù)，這種磨削方式一個最大的優(yōu)點(diǎn)就是柔性化好。復(fù)合加工有兩種可以采用的工藝:順序磨削主軸軸頸及連桿軸頸和同步磨削主軸軸頸或連桿軸頸。 ?由以上演變可以看出，曲軸的加工工藝正向著高速、高效、復(fù)合化方向發(fā)展。目前較為流行的粗加工工藝是主軸頸采用車一車?yán)に嚭透咚偻忏?，連桿頸采用高速隨動外銑，全部采用干式切削:精加工采用數(shù)控磨床加工，具有自動進(jìn)給、自動修正砂輪、尺寸和圓度自動補(bǔ)償、自動分度和兩端電子同步驅(qū)動等功能。主軸頸和連桿頸可一次裝夾全部磨削完畢:超精加工采用數(shù)控砂帶拋光機(jī)，帶尺寸控制裝置。另外，為提高產(chǎn)品競爭力，近年來曲軸加工還采用了不少的特種工藝以增加其競爭資本。舉例如下: ?圓角滾壓工藝。曲軸工作時需承受較大而復(fù)雜的沖擊載荷，對抗疲勞強(qiáng)度有較高的要求。曲軸軸頸與側(cè)面的連接過渡圓角處為應(yīng)力集中區(qū)，也是曲軸疲勞破壞的敏感區(qū)域，是薄弱環(huán)節(jié)。因此，國外發(fā)展了圓角深滾壓技術(shù)代替成形磨削方式。曲軸的圓角滾壓，就是利用滾輪的壓力作用，在曲軸的主軸頸和連桿頸過渡圓角處形成一條滾壓塑性變形帶，這條塑性變形帶具有以下特點(diǎn):(1)產(chǎn)生了殘余壓應(yīng)力；(2)硬度提高；(3)表面粗糙度降低。 止推面精車滾壓工藝。止推面精車滾壓工藝用于曲軸止推面精車滾壓加工;該工藝具有以下技術(shù)特點(diǎn):滾壓拋光止推面并在線測量、滾壓拋光代替磨削加工、可同時進(jìn)行車削加工、在刀盤上裝有滾壓拋光裝置，可獲得更高精度。目前性能較好的設(shè)備有德國赫根塞特公司的曲軸止推面車滾專機(jī)等。除此之外，還有滾磨光整工藝和砂帶拋光工藝等。 ?機(jī)床夾具是在機(jī)床上用以夾緊工件和引導(dǎo)刀具并保持與機(jī)床確定的相對位置的一種裝置，是機(jī)械加工過程中不可缺少的工藝裝備。夾具在新產(chǎn)品的研制過程中，對縮短研制周期起著重要的作用。夾具作為制造企業(yè)中重要的基礎(chǔ)工藝裝備，廣泛應(yīng)用于加工、檢測和裝配等制造過程中。作為生產(chǎn)準(zhǔn)備的重要組成部分，夾具設(shè)計的效率直接影響到制造的生產(chǎn)準(zhǔn)備時間和產(chǎn)品成本。一般來說，夾具設(shè)計過程不僅需要大量的有關(guān)零件設(shè)計、工藝和加工的數(shù)據(jù)，同時還需要設(shè)計人員具有很豐富的領(lǐng)域知識和設(shè)計經(jīng)驗(yàn)。 ?本次設(shè)計就是在確定曲軸結(jié)構(gòu)之后，設(shè)計與之相應(yīng)的夾具，并采取合理的工藝措施對曲軸進(jìn)行加工。 參考文獻(xiàn) [1] 劉文劍.夾具工程師手冊[M].哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1987 [2] 黃如林.切削加工簡明實(shí)用手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004 [3] 仝基斌.工程圖學(xué)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2014 [4] 陳宏均主編，《實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊》，機(jī)械工業(yè)出版社。2000 [5] 梁炳文主編，《機(jī)械加工工藝與竅門精選》，機(jī)械工業(yè)出版社。2001 [6] 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計實(shí)用手冊[M].北京化學(xué)工業(yè)出版社，2000 [7] 王三民，諸文俊.機(jī)械原理與設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000? 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