三拐曲軸加工工藝及夾具設計【含CAD圖紙、說明書】

- 1 -摘 要曲軸是發(fā)動機的重要零件。它可以是有若干個相互錯開一定角度的曲柄（或曲拐）加上功率輸出端和自由端構成的。每個曲柄又是由主軸頸、曲柄銷及曲柄臂組成。曲軸的作用是把活塞的往復直線運動變成旋轉運動，將作用在活塞的氣體壓力變成扭矩，用來驅動工作機械和發(fā)動機各輔助系統(tǒng)進行工作，曲軸在工作時承受著不斷變化的力，慣性力和它們的力矩作用，受力情況十分復雜。其精度要求非常高，它的加工質量對內燃機的工作性能，對裝配勞動量都有很大影響。因此，各要素的尺寸精度，位置精度和表面質量要求相當高。曲軸中幾個主要加工表面，連桿表面，軸承軸頸及錐面鍵槽的精度要求都較高，連桿軸頸需經過拋光，所以研究曲軸加工工藝及夾具設計對曲軸的生產具有一定的實際意義。本課題是根據(jù)被加工曲軸的技術要求，進行機械加工工藝規(guī)程設計，然后運用夾具設計的基本方法，擬定夾具設計方案，完成夾具結構設計。主要工作有：繪制產品零件圖，了解零件的結構特點和技術要求，根據(jù)生產類型和所在企業(yè)的生產條件，對零件進行結構分析和工藝分析，確定毛坯的種類及制造方法；擬定零件的機械加工工藝過程，選擇各工序的切削用量和工時定額；填寫機械加工工藝過程卡片，機械加工工序卡片等；設計并繪制指定的專用夾具的裝配總圖和主要零件圖。關鍵詞：曲軸、主軸頸、曲拐- 2 -AbstrcatThe crankshaft is one of the important parts of diesel engine. It could be several staggered Angle of crank (or crank) plus the power output end and free end. Each of the cranks is composed of main journal, crank pin and crank arm. Crankshaft is the function of the reciprocating linear motion of the piston into rotary motion, the effect on piston gas pressure become torque, work used to drive machinery and diesel engine work of auxiliary systems, each crankshaft under changing at work force, inertia force and the moment, stress distribution is very complex. Its accuracy is very high, its processing quality of the performance of internal combustion engine, labor has a great influence on assembly. As a result, the size precision of each factor, high position precision and surface quality requirement. Surface of a few main processing surface in the crankshaft, connecting rod, bearing journal and cone keyway accuracy is higher, connecting rod shaft neck should be after polishing, so the processing technology of crankshaft crankshaft production has a certain practical significance.This topic is according to the requirements of the crankshaft processed technology, carries on the machining process planning design, and then by using the basic method of fixture design, draw up jig design, fixture design. Main work includes: map parts, understand the structure features and technical requirements of the parts, and depending on the type of production in the enterprise production conditions, structural analysis and process analysis of parts, determine the type and manufacturing method of blank; To formulate parts machining process, selection of cutting parameter of each process and task time; Fill in the machining process card, machining process card, etc.; Special fixture design and draw the specified in the general layout and main assembly parts diagram.Keywords: crankshaft, main journal ,crank- 3 -目 錄第一章 緒論 11.1 本設計的研究內容 .11.2 研究意義 .1第二章 曲軸機械加工工藝規(guī)程及工裝設計 .22.1 曲軸機械工藝分析及生產類型確定 .22.1.1 曲軸的作用 .22.1.2 曲軸的結構及其特點 .22.1.3 曲軸的主要技術要求分析 .22.1.4 確定離心機主軸的生產類型 .32.2 確定毛坯、繪制毛坯簡圖 .42.2.1 曲軸的材料 .42.2.2 毛坯的確定 .42.3 擬定三拐曲軸的工藝路線 .52.3.1 三拐曲軸的機械加工工藝特點 52.3.2 三拐曲軸的機械加工工藝特點分析 52.3.3 三拐曲軸的機械加工工藝過程 .62.3.4 三拐曲軸主要加工工序分析 .62.4 確定工序的加工余量，計算工序尺寸及公差 .102.4.1 曲軸主軸頸 φ25工序尺寸及公差如表 2.3 所示 102.4.2 曲軸連桿軸頸 φ24工序尺寸及公差如表 2.4 所示 .102.4.3 曲軸 φ220外圓工序尺寸及公差如表 2.5 所示 .112.4.4 曲軸 φ20外圓工序尺寸及公差如表 2.6 所示 .112.5 切削用量、時間定額的計算 .112.5.1 銑工藝搭子左右兩端面 112.5.2 鉆中心孔 132.5.3 粗車三個連桿軸頸 132.5.4.精車三個連桿軸頸 .142.5.5 粗車 φ25mm軸頸至相應尺寸 .152.5.6 精車 φ25mm軸頸 .152.5.7 粗車 φ22mm軸頸至相應尺寸 .162.5.8 精車 φ22mm軸頸 .172.5.9 粗車 φ20mm軸頸至相應尺寸 .172.5.10 精車 φ20mm軸頸 .182.5.11 粗車 φ32mm軸頸至相應尺寸 .192.5.12 車掉工藝搭子 192.5.13 在主軸頸右端銑鍵槽 212.5.14 磨主軸至要求尺寸 222.5.15 磨三個連桿軸頸的切削用量 222.5.16 銑左右兩端面 232.6 輔助時間的計算方法 .24- 4 -第三章 曲軸銑鍵槽夾具設計 .263.1 夾具機床的功能 .263.1.1 保證加工精度 263.1.2 提高生產率 263.1.3 擴大機床使用的范圍 263.1.4 減輕工人的勞動強度，保證生產安全 263.2 夾具機床的類型 .263.3 機床夾具的基本組成 .263.4 工序分析 .263.5 定位方案的確定 .273.6 確定定位元件及夾緊方案 .283.7 夾緊方案的選擇 .283.8 夾緊力計算 283.8.1 銑削力與夾緊力計算 .293.8.2 液壓裝置的選擇與計算 .303.9 定位誤差的分析與計算 .313.9.1 定位誤差分析 .313.9.2 產生定位誤差的原因 313.9.3 與夾具有關的因素產生的定位誤差 293.10 對刀裝置 ………………………………………………………………………………32 3.11 夾具設計設計的簡要說明 .32第四章 數(shù)控編程 .354.1 數(shù)控編程的定義 .354.2 車削數(shù)控機床的選擇 .354.3 車削數(shù)控編程 .35第五章 總結 37參考文獻 .38致 謝 .39- 5 -第一章 緒論1.1 本設計的研究內容本設計是根據(jù)被加工曲軸的技術要求，進行機械加工工藝規(guī)程設計，然后運用夾具設計的基本方法，擬定夾具設計方案，完成夾具結構設計。主要工作有：繪制產品零件圖，了解零件的結構特點和技術要求，根據(jù)生產類型和所在企業(yè)的生產條件，對零件進行結構分析和工藝分析，確定毛坯的種類及制造方法；擬定零件的機械加工工藝過程，選擇各工序的切削用量和工時定額；填寫機械加工工藝過程卡片，機械加工工序卡片等；設計并繪制指定的專用夾具的裝配總圖和主要零件圖。 1.2 研究意義三拐曲軸是發(fā)動機的重要零件。它可以是由若干個相互錯開一定角度的曲柄（或曲拐）加上功率輸出端和自由端構成的。每個曲柄又是由主軸頸、曲柄銷及曲柄臂組成。曲軸的作用是把活塞的往復直線運動變成旋轉運動，將作用在活塞的氣體壓力變成扭矩，用來驅動工作機械發(fā)動機各輔助系統(tǒng)進行工作，曲軸在工作時承受著不斷變化的力，慣性力和它們的力矩作用，受力情況十分復雜。因此，各要素的尺寸精度，位置精度和表面質量要求相當高。曲軸中幾個主要加工表面，連桿表面，軸承軸頸及錐面鍵槽的精度要求都較高，連桿軸頸需經過拋光，所以研究曲軸加工工藝對曲軸的生產具有一定的實際意義。- 6 -第二章 曲軸機械加工工藝規(guī)程及工裝設計2.1 曲軸機械工藝分析及生產類型確定2.1.1 曲軸的作用曲軸是發(fā)動機的重要零件。它可以是有若干個相互錯開一定角度的曲柄（或曲拐）加上功率輸出端和自由端構成的。每個曲柄又是由主軸頸、曲柄銷及曲柄臂組成。曲軸的作用是把活塞的往復直線運動變成旋轉運動，將作用在活塞的氣體壓力變成扭矩，用來驅動工作機械和發(fā)動機各輔助系統(tǒng)進行工作，曲軸在工作時承受著不斷變化的力，慣性力和它們的力矩作用，受力情況十分復雜。其精度要求非常高，它的加工質量對內燃機的工作性能，對裝配勞動量都有很大影響。因此，各要素的尺寸精度，位置精度和表面質量要求相當高。曲軸中幾個主要加工表面，連桿表面，軸承軸頸及錐面鍵槽的精度要求都較高，連桿軸頸需經過拋光，所以研究曲軸加工工藝及夾具設計對曲軸的生產具有一定的實際意義。2.1.2 曲軸的結構及其特點三拐曲軸一般由主軸頸，連桿軸頸、曲柄， （平衡塊）等組成。一個主軸頸、一個連桿軸頸和一個曲柄組成了一個曲拐。主軸頸是曲軸的支承部分，通過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)動機氣缸數(shù)目有關，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，在連接處用圓弧過渡，以減少應力集中。曲柄是主軸頸和連桿軸頸的連接部分，為了平衡慣性力，曲柄處鑄有(或緊固有)平衡重塊。平衡重塊用來平衡發(fā)動機不平衡的離心力矩，有時還用來平衡一部分往復慣性力，從而使曲軸旋轉平穩(wěn)。2.1.3 曲軸的主要技術要求分析三拐曲軸零件圖如圖 2.1 所示。- 7 -圖 2.1 三拐曲軸零件圖 如 2.1 圖所示，可知道其主要技術要求列表 2.1 所示： 表 2.1 曲軸技術要求φ22 -00.12 mm 24 φ20 -0 0.021mm 25 mm02.53? 021.8??2.1.4 確定離心機主軸的生產類型依設計要求知：年生產綱領為 20 萬，故該曲軸為大批量生產。加工表面 尺寸及偏差(mm) 公差及精度等級 表面粗糙度Ra(μm)形位公差（mm）主軸左端面 φ25 021.8??IT6 10 ◎ φ0.015 A-B主軸右端面 φ20 -0 0.021 IT7 10 ◎ φ0.015 A-B三個拐軸頸 24 02.53?IT6 1.25 // φ0.015 A-B⊕ φ0.06 A-B/Dφ25 軸 φ25 021.8??IT6 1.25φ22 軸 φ22 -00.12 IT8 2.5鍵槽 21 IT8 5- 8 -2.2 確定毛坯、繪制毛坯簡圖2.2.1 曲軸的材料三拐曲軸工作時要承受很大的轉矩及交變的彎曲應力，容易產生扭振、折斷及軸頸磨損。因此要求用材應較高的強度、沖擊韌度、疲勞強度和耐磨性。常用材料有 35、40、45 鋼或球墨鑄鐵 QT600—2；對于高速、重載曲軸，可采用 40Cr、42Mn2V 等材料。本設計采用球墨鑄鐵 QT600—2,查表 2.2-30 可知其拉伸強度為 600mpa,屈服強度為 412mpa 硬度為229~302HB。曲軸的毛坯根據(jù)批量大小、尺寸、結構及材料品種來決定。批量較大的小型曲軸采用模鍛；單件小批的中大型曲軸采用自用鍛造；而對于球墨鑄鐵材料則采用鑄造毛坯。2.2.2 毛坯的確定年生產綱領為 20 萬，故該曲軸為大批量生產。查詢機械加工工藝手冊第一卷，表 3-1，選用金屬砂型鑄造，公差等級為 8~12，去公差等級 CT10,鑄造尺寸公差數(shù)值取 1，查表 3-3.可知單邊余量數(shù)值取 4.0。雙邊余量取 3.0。?機械加工余量等級在 E-G，取 F 級。毛坯圖如圖 2.2 所示：圖 2.2 三拐曲軸毛坯圖- 9 -2.3 擬定三拐曲軸的工藝路線2.3.1 三拐曲軸的機械加工工藝特點三拐曲軸除了具有軸的一般加工規(guī)律外，也有它的工藝特點，主要包括形狀復雜，剛性差，部分加工面要求高及相關技術要求高，針對這些特點應采取相應的措施，分析如下：(1)形狀復雜曲軸主軸頸與連桿軸頸不在同一軸上線，偏心距有一定的尺寸要求，并且兩軸有較高的位置度要求，同時主軸頸與連桿軸頸間有較大的平衡塊，因此在工藝設計中應解決以下幾點問題：i：設計加工連桿軸頸的偏心夾具，即連桿軸頸與機床主軸重合，并使夾具能回轉180°，加工另一連桿軸頸，故采用專用夾具。ii：為消除加工時的不平衡力的產生，設計夾具時應精確合理的設計平衡塊的重量。(2)剛性差由于本曲軸長徑比較大，同時具有曲拐，因此剛性較差。曲軸在切削力及自重的作用下會產生嚴重的扭曲及彎曲變形，在工藝設計中應解決以下問題：i：粗加工時由于切削余量大，切削力也較大，可用中間支撐架來增強剛性，減小變形和振動，同時機床刀具及夾具都應有較高的剛度，同時也達到徑向定位，便于后續(xù)的銑鍵槽。ii：在加工時盡量使切削力的作用相互抵消，可用前后刀架同時橫向進給。iii：合理安排工位次序以減少加工變形，按先粗后精的原則安排加工工序，循環(huán)多次進行加工，逐步提高精度。(3) 技術要求高曲軸技術要求較高，加工面多，需要保證的尺寸、形狀、位置精度較多。因而總的工藝路線較長，粗，精加工占有大部分比例。加工時應要解決以下問題：i：正確分配粗加工、半精加工及精加工，磨削余量。ii：粗基準選擇用曲軸兩端的中心孔。中心孔的加工以主軸頸外圓作為基準，這樣能保證曲軸加工徑向及軸向加工余量的均勻性。iii：精加工時仍用中心孔作為基準，但要重新修磨中心孔，避免精加工時因中心孔磨損引起加工誤差。也可一端用主軸頸定位，另一端用中心孔定位以提高剛度。iv：曲軸軸向定位以主軸頸軸肩定位，工藝設計時定位基準應盡量與設計基準一致。- 10 -2.3.2 三拐曲軸的機械加工工藝特點分析⑴ 該零件是三拐小型曲軸，生產批量大，故選用中心孔定位，它是輔助基準，裝夾方便，節(jié)省找正時間，又能保證三處連桿軸頸的位置精度。但軸兩端的軸頸分別是 φ20mm和 φ25mm，而三處連桿軸頸中心距分布在 φ32mm 的圓周上，故不能直接在軸端面上鉆三對中心孔。于是，在曲軸毛坯制造時，預先鑄造兩端 φ45mm 的工藝搭子，這樣就可以在工藝搭子上鉆出四對中心孔，達到用中心孔定位的目的。⑵ 在工藝搭子端面上鉆四對中心孔，先以兩主軸頸 φ25mm 為粗基準，鉆好主軸頸的一對中心孔；然后以這一對中心孔定位，以連桿軸頸為粗基準劃線，再將曲軸放到回轉工作臺上，加工 φ32mm、圓周 120°均布的三個連桿軸頸的中心孔，這樣就保證了它們之間的位置精度。⑶ 該零件剛性較差，應按先粗后精的原則安排加工順序，逐步提高加工精度。對于主軸頸與連桿軸頸的加工順序是，先加工三個連桿軸頸，然后再加工主軸頸及其他各處的外圓，這樣安排可以避免一開始就降低工件剛度，減少受力變形，有利于提高曲軸加工精度。⑷ 由于使用了工藝搭子，銑鍵槽工序安排在切除中心孔后進行，故磨外圓工序必須提前在還保留工藝搭子中心孔時進行，同時要注意防止已磨好的表面被碰傷。2.3.3 三拐曲軸的機械加工工藝過程曲軸的尺寸精度、加工表面形狀精度以及位置精度的要求都很高，但剛性比較差，容易產生變形，這就給曲軸的機械加工帶來了很多困難，必須予以充分的重視。曲軸需要加工的表面有：連桿軸頸、鍵槽、主軸頸 φ25，φ20、φ22 的外圓。由于使用了工藝搭子，銑鍵槽安排在切除工藝搭子后，磨削外圓安排在保留工藝搭子前。根據(jù)曲軸的結構特點及機械加工的要求，加工順序大致可歸納為：銑工藝搭子兩端面；鉆中心孔；粗、精車三連桿軸頸；精磨連桿軸頸、粗、精車各處外圓；主軸頸和φ20、 φ22 外圓；切除工藝搭子、車端面、銑鍵槽等。2.3.4 三拐曲軸主要加工工序分析加工順序的安排先以主軸頸為粗基準銑兩端面打中心孔。該零件的剛性差，應按先粗后精的原則安排加工順序，逐步提高加工精度，主軸頸與連桿軸頸的加工順序：先粗加工主軸頸再半精加工主軸頸，然后粗加工連桿軸頸再半精加工連桿軸頸，再磨主軸頸，再磨連桿軸頸。 定位基準選擇先以主軸頸為基準銑曲軸兩端面并打中心孔，再以兩頂尖定位方式粗加工主軸頸，再半- 11 -精加工主軸頸，再以偏心卡盤分度夾具夾住主軸頸加工連桿軸頸，再磨主軸頸，最后磨連桿軸頸。(1)銑曲軸兩端面,鉆中心孔本工序在鉆銑車組合車床上完成，主要保證曲軸總長及中心孔的質量，若端面不平則中心鉆上的兩切削刃的受力不均，鉆頭可能引偏，使中心孔位置誤差大，嚴重可能使刀具折斷，因此采用先面后孔的原則。中心孔除影響曲軸質量分布外，它還是曲軸加工的重要基準貫穿整個曲軸加工始終。因而直接影響曲軸加工精度。打中心孔在本次工藝設計中因考慮設備因素，采用找出曲軸的幾何中心代替質量中心。打中心孔以毛坯的外表面作為基準，因而毛坯外表面質量好壞直接影響孔的位置誤差。(2)曲軸連桿軸頸的車削以工藝搭子三對連桿軸頸中心孔為基準，采用專用的車夾具、車削連桿軸頸，車削同樣在普通車床上進行。車削連桿軸頸需要解決的是角度定位以及曲軸旋轉的不平衡問題由專用夾具來保證，車削過程中，一端與曲軸工藝搭子定位并夾緊，另一端用頂尖頂緊中心孔，這樣就能保證連桿軸頸軸線與車床主軸線一致。安裝夾具體上有平衡塊，消除曲軸旋轉時不平衡力矩。曲軸加工時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，為了加強工件剛度，使切削力不致于太大，粗車時，每次車削余量控制在 1~2mm 內，同時車床旋轉不能太高。(3)曲軸主軸頸的車削由于曲軸年產量大，主軸頸加工采用車削，在剛度較強的普通車床上進行。曲軸安裝在前、后頂尖上線一端用大盤夾住而另一端用頂尖頂住，用硬質合金車幾道工序上完成主軸頸的車削。由于加工余大且不均勻，旋轉不平衡，加工時產生沖擊，因此工件要夾牢固。車床、刀具、夾具要有足夠的剛性。主軸頸車削順序是先精車一端主軸頸及軸肩，然后以車好的主軸頸定位。另一側用頂尖以工藝搭子端中心孔定位。車另一端主軸頸、肩及各個軸頸，半精度及精車都按此順序進行，逐漸提高主軸頸及其他軸頸的加工精度。(4)軸頸的磨削由于主軸頸及連桿軸頸精度較高，尺寸精度為 IT6 級，表面粗糙度 1.6~0.8μm，并且具有較高的形狀精度及位置精度。因此主軸頸與連桿軸頸精車后要進行磨削，以提高精度表面粗糙度。- 12 -在工藝設計中，首先磨主軸頸然后磨連桿軸頸。中間主軸頸磨好后才能磨其余軸頸，磨主軸頸和連桿軸頸的安裝方法基本上與車軸頸相同，磨主軸頸是以中心孔定位，在外圓磨床上進行，磨連桿軸頸則以經過精磨的兩端主軸頸定位，以保證與主軸頸的軸線距離及平行度要求，磨連桿軸頸是在曲軸磨床上進行的。由于軸頸寬度不大，采用橫向進給磨削法，生產率較高，磨輪的外形需仔細地修整，因為直接影響軸頸與圓角的形狀，磨削余量根據(jù)車削后的精度而定，粗磨余量值每邊0.2~0.3mm，精磨余量控制在 0.1~0.15 mm 內。在橫向進給磨削中，磨輪對工件的壓力很大，為避免曲軸彎曲，采用可以調節(jié)的中心架，否則就不能去掉上道工序留下的彎曲度，最好待這個軸頸的擺差減小才開始使用中心架。磨削主軸頸時應把兩頂尖孔倒角處抹干凈，去砂粒及油泥，確保加工基準——中心孔的精度，磨削工序之前必須修研中心孔。(5)鍵槽加工這個鍵槽主要用于飛輪，加工此鍵槽應安排在主軸頸精車工序之后，這樣能保證定位精度及控制鍵槽的深度以及對稱度。鍵槽加工是以兩主軸頸定位，同樣用專用夾具在普通銑床上進行。- 13 -(6)三拐曲軸的機械加工工藝具體過程如表 2.2 所示。表 2.2 曲軸的機械加工工藝過程卡工序號 工序名稱 工序內容 工藝裝備1 鑄 鑄造2 清砂 清砂3 熱處理 人工時效處理,消除內應力。4 清洗 清理鑄造后遺留的殘留物5 涂漆 非加工表面涂紅色防銹漆6 銑 經兩主軸徑部分定位壓緊，分別銑兩個端面保證總長尺寸270mm，銑兩端面，便于鉆孔時保證基準的精度。X62W（端銑） ，YG8 硬質合金面銑刀7 鉆孔 鉆主軸頸中心孔，鉆連桿軸頸中心孔，共四對中心孔便于后續(xù)加工定位。Z8205 型平端面中心孔鉆床8 檢驗 檢查中心孔的位置誤差是否在容許范圍內。專用檢測裝置9 車削 粗車三個連桿軸頸，留余量 2.5mm CK3325/1 數(shù)控臥式車床，硬質合金外圓車刀 YG610 車削 精車三個連桿軸頸，留余量 0.5mm CK3325/1 數(shù)控臥式車床，硬質合金外圓車刀 YG611 磨 磨削三個連桿軸頸外圓φ24 mm02.53?M1320 型外圓磨床 砂輪12 車削 粗車外圓 φ31，φ28，φ26，留加工余量 2.5粗車外圓 φ38 至 φ32。CK3325/1 數(shù)控臥式車床，硬質合金外圓車刀 YG613 車削 精車外圓 φ22.5 0-0.033， φ27.5 0- CK3325/1 數(shù)控臥式車床，硬質合金外圓- 14 -0.033， φ24.5 0-0.033，留余量 0.5mm 車刀 YG614 磨 磨各外圓 φ20.5 0-0.033， φ25.5 0-0.033， φ22.5 0-0.033 至圖紙相應尺寸。M1320 型外圓磨床 砂輪15 車削 車掉兩端工藝搭子 CK3325/1 數(shù)控臥式車床，硬質合金外圓車刀 YG6續(xù)表 2.2工序號 工序名稱 工序內容 工藝裝備16 車削 車兩端面保證兩端面距離 215 CK3325/1 數(shù)控臥式車床，硬質合金外圓車刀 YG617 銑 銑鍵槽以兩軸徑定位裝夾工件銑6mm×3.5mm 鍵槽X62 型立式銑床，YG8 硬質合金面銑刀18 磨床 按圖紙相應要求倒出相應的圓角和倒角M1320 型外圓磨床 砂輪19 鉗 修銼飛刺20 檢驗 按圖樣檢驗工件各部尺寸精度21 入庫 涂油入庫2.4 確定工序的加工余量，計算工序尺寸及公差2.4.1 曲軸主軸頸 φ25 工序尺寸及公差如表 2.3 所示021.8??表 2.3 曲軸 φ25 主軸頸的工序及公差021.8??工序名稱 工序余量 經濟精度 工序尺寸及公差鑄造 φ31±1粗車 3.5mm IT11 φ 27.50-0.13精車 2.0mm IT8 φ25.5 0-0.033- 15 -磨削 0.5mm IT6 φ25 021.8??2.4.2 曲軸連桿軸頸 φ24 工序尺寸及公差如表 2.4 所示02.53?表 2.4 曲軸 φ24 連桿軸頸的工序及公差02.53?工序名稱 工序余量 經濟精度 工序尺寸及公差鑄造 φ30±1粗車 3.5mm IT10 φ 26.50-0.084精車 2.0mm IT8 φ 24.50-0.033磨削 0.5mm IT6 φ24 2.53?2.4.3 曲軸 φ22 0-0.12mm 外圓工序尺寸及公差如表 2.5 所示表 2.5 曲軸 φ22 0-0.12mm 外圓的工序及公差工序名稱 工序余量 經濟精度 工序尺寸及公差鑄造 φ28±1粗車 3.5mm IT11 φ 24.50-0.13精車 2mm IT8 φ 22.50-0.033磨削 0.5mm IT6 φ 220-0.122.4.4 曲軸 φ20 -0 0.021mm 外圓工序尺寸及公差如表 2.6 所示表 2.6 曲軸 φ20 -0 0.021mm 外圓的工序及公差工序名稱 工序余量 經濟精度 工序尺寸及公差- 16 -鑄造 φ26±1粗車 3.5mm IT11 φ 22.50-0.13精車 2mm IT8 φ 20.50-0.033磨削 0.5mm IT7 φ20-0 0.021其中，外圓 φ32 的主軸無加工精度要求，故只需粗加工即可。2.5 切削用量、時間定額的計算2.5.1 銑工藝搭子左右兩端面（1）切削用量選擇機床為 X62 型臥銑床,電動機功率為 7.5kw，查表 5-16，選擇直徑為 d=100mm，齒數(shù)為z=5 的 YG8 硬質合金面銑刀，①確定銑削深度 ，粗銑余量為 2.5mm，其加工余量不大，可在一次走刀內切完pa。 map5.2?②確定每齒進給量 ，由表 5-7 查得每齒進給 ,取 。zf 0.29m/z-fz?0.2m/zf?由 d=100mm ，z=5 查表 5-13 取 64 m/min。map5.2?cvin/r8.031×π6410n??dvc?根據(jù) X62 型臥式銑床主軸轉速表表 4-19，選擇 n=235 r/min，則實際切削速度為：i/.70235vc?工作臺每分鐘進給量為：min/235.fzM??根據(jù) X62 型臥式銑床工作臺進給量表，選擇 ，則實際的每齒進給量為：in/235fzM?z/2.035f z??- 17 -故所選切削用量為： min/8.73in/235min/235/2.0f vrfzmzMz ???? （2）基本時間查《機械加工工藝手冊》表 2.5-10 可知面銑刀的基本時間為：（2.1）zM21jflT??）（ 3~15.0l21???????eaD（2.2） L=40mm 所以取 3~2?l m2l?且銑銷寬度 ，又 ，所以 ，m40ae in/35f10dzM m2l6l1? 則：銑左端面時 i24.356fltzM21????故銑左右兩端面總需時 t=0.408min銑兩端面：作業(yè)時間 tm=0.408min, 輔助時間 ta= 15% tb =0.0612min所以求得其他時間為：8%*(t b+ta )=8%*(0.408+0.0612)=0.0375min故單件生產時間 tc=tb+ta +ts +tr =0.408+0.0375=0.446min2.5.2 鉆中心孔（1）切削用量 機床為 Z8205 型平端面中心孔鉆床,由《機械加工工藝手冊》表 4.3-2 選 ，md15.3?md80?的中心鉆。①確定進給量 f，由《機械加工工藝手冊》表 2.4-38 查得進給量 f=0.22~0.26mm/r,取f=0.24mm/r。③確定切削速度 v，查《機械加工工藝手冊》表 2.4-68 可知 Z8205 型平端面中心孔鉆床主軸轉速范圍為 450~1100r/min，級數(shù)為 4，取 n=640r/min，則實際切削速度為： min/08.16×640??所采用的切削用量為： in/08.16/24.fin/ vrr?，，（2）基本時間查《機械加工工藝手冊》表 2.5-10 可知端銑刀的基本時間為：- 18 -（2.3）fnlLt21j ??）（ ~cotkDlr142?rmrn/2.0fi/60，式 中 ，所以： ll21， in1.064.9fnt12 ?????mi0t21t(2) 鉆中心孔，由于有四對，每對需耗時 t=0.2min, ta= 15% tb =0.12min所以求得其他時間為：8%*(t b+ta )=8%*(0.8+0.12)=0.0736min故單件生產時間 tc=tb+ta +ts +tr =0.0736+0.8=0.87min2.5.3 粗車三個連桿軸頸粗車三個連桿軸頸至 φ26.5 0-0.084。選用選擇機床 CK3325/1 數(shù)控臥式車床。電動機功率取 7.5kw，選擇硬質合金外圓車刀 YG8。粗車：參考機械加工工藝手冊第一卷表 8.4-1；粗車外圓直徑，因為材料為球磨鑄鐵，故車刀刀桿尺寸選 B x H 為 16x25，由加工前外圓直徑少于 40mm，車削深度為 =( - )pawdm/2=1.75mm3mm，進給量 f 為 0.4~0.5mm，取 0.5mm。查機械加工工藝手冊第一卷表表 8.4-7，可知車刀的磨鈍標準級耐用度；后刀面最大磨損限度，刀具為硬質合金，則粗車最大磨損限度為 0.8~1.0mm，精車最大磨損限度0.6~0.8mm,車刀耐用度 T 為 60，選擇硬質合金外圓車刀 YG8；則由硬質合金常用切削速度表知，取 v=35m/min。又 ，故 n=1000v/ =371.5r/min;查 CK3325/1 數(shù)控臥式車床表取 n=320 10/)(ndvwc??d?r/min; 計算切削工時：被切削層長度 =3×22=66mml，因為粗車走刀兩次，故 tm=0.826minmin413.0i5.3206???nfltm粗車三個連桿軸頸：作業(yè)時間 tm=0.826min, ta= 15% tb =0.124min所以求得其他時間為：8%*(t b+ta )=8%*(0.826+0.124)=0.076min- 19 -故單件生產時間 tc=tb+ta +ts +tr =0.076+0.826=0.902 min2.5.4.精車三個連桿軸頸精車三個連桿軸頸至 φ26.5 0-0.084。選用選擇機床 CK3325/1 數(shù)控臥式車床。電動機功率為 7.5kw，選擇硬質合金外圓車刀 YG6。精車：參考機械加工工藝手冊第一卷表 8.4-2；材料為球磨鑄鐵，要求的粗糙度 Ra 為1.25~2.5mm，進給量為 f 為 0.15~0.2mm，取 0.2mm,查表 8.4-7，可知車刀的磨鈍標準級耐用度；后刀面最大磨損限度，刀具為硬質合金，則粗車最大磨損限度為 0.8~1.0mm，精車最大磨損限度 0.6~0.8mm,車刀耐用度 T 為 60，選擇硬質合金外圓車刀 YG6；參考機械加工工藝手冊第一卷，查表 8.4-7，可知車刀的磨鈍標準級耐用度；后刀面最大磨損限度，刀具為硬質合金，則粗車最大磨損限度為 0.8~1.0mm，精車最大磨損限度0.6~0.8mm,車刀耐用度 T 為 60，選擇硬質合金外圓車刀 YG6；則由硬質合金常用切削速度表知，取 v=70m/min。又 ，故 n=1000v/ =743r/min;查 CK3325/1 數(shù)控臥式車床表取 n=710 10/)(ndvwc??d?r/min; 計算切削工時：被切削層長度 =3×22=66mml，因為精車走刀兩次，故 tm=0.930minmin465.0i2.7106???nfltm精車三個連桿軸頸故，t m=0.930min , ta= 15% tb =0.140min求得其他時間為：8%*(t b+ta )=8%*(0.93+0.14)=0.0856min單件生產時間 tc=tb+ta +ts +tr =0.0675+0.734=1.016min2.5.5 粗車 φ25mm 軸頸至相應尺寸粗車軸頸至 φ27.5mm。選用選擇 CK3325/1 數(shù)控臥式車床。電動機功率為 7.5kw，選擇硬質 合金外圓車刀 YG8。粗車：參考機械加工工藝手冊第一卷表 8.4-1；粗車外圓直徑，因為材料為球磨鑄鐵，故車刀刀桿尺寸選 B x H 為 16x25，由加工前外圓直徑少于 40mm，車削深度為 =( - )pawdm/2=1.75mm 3mm，進給量 f 為 0.4~0.5mm，取 0.5mm。參考機械加工工藝手冊第一卷，查表 8.4-7，可知車刀的磨鈍標準級耐用度；后刀面最大磨損限度，刀具為硬質合金，則粗車最大磨損限度為 0.8~1.0mm，精車最大磨損限度0.6~0.8mm,車刀耐用度 T 為 60，選擇硬質合金外圓車刀 YG8；則由硬質合金常用切削速度表- 20 -知，取 v=35m/min。又 ，故 n=1000v/ =371.5r/min;查 CK3325/1 數(shù)控臥式車床表取 n=320 10/)(ndvwc??d?r/min; 計算切削工時：被切削層長度 =15lmin094.i5.3201???nfltm粗車兩次故 t=0.188min粗車 φ25mm 軸頸至相應尺寸, t=0.188min，t a= 15% tb =0.028min所以求得其他時間為：8%*(t b+ta )=8%*(0.188+0.028)=0.017 min故單件生產時間 tc=tb+ta +ts +tr =0.017+0.188=0.205min2.5.6 精車 φ25mm 軸頸精車軸頸至 φ25.5 0-0.084。選用選擇 CK3325/1 數(shù)控臥式車床。電動機功率為 7.5kw，選擇硬質合金外圓車刀 YG6。精車：參考機械加工工藝手冊第一卷表 8.4-2；材料為球磨鑄鐵，要求的粗糙度 Ra 為1.25~2.5mm，進給量為 f 為 0.15~0.2mm，取 0.2mm,查表 8.4-7，可知車刀的磨鈍標準級耐用度；后刀面最大磨損限度，刀具為硬質合金，則粗車最大磨損限度為 0.8~1.0mm，精車最大磨損限度 0.6~0.8mm,車刀耐用度 T 為 60，選擇硬質合金外圓車刀 YG6；參考機械加工工藝手冊第一卷，查表 8.4-7，可知車刀的磨鈍標準級耐用度；后刀面最大磨損限度，刀具為硬質合金，則粗車最大磨損限度為 0.8~1.0mm，精車最大磨損限度0.6~0.8mm,車刀耐用度 T 為 60，選擇硬質合金外圓車刀 YG6；則由硬質合金常用切削速度表知，取 v=70m/min。又 ，故 n=1000v/ =743r/min;查 CK3325/1 數(shù)控臥式車床表取 n=710 10/)(ndvwc??d?r/min; 計算切削工時：被切削層長度 =15mmlmin106.i2.0715???nfltm精車兩次，t=0.212精車軸頸 φ25mm, t=0.212min，t a= 15% tb =0.032min- 21 -求得其他時間為：8%*(t b+ta )=8%*(0.032+0.212)=0.02min單件生產時間 tc=tb+ta +ts +tr =0.02+0.212=0.232min2.5.7 粗車 φ22mm 軸頸至相應尺寸粗車軸頸至 φ24.5mm。選用選擇機床 CK3325/1 數(shù)控臥式車床。電動機功率為 7.5kw，選擇硬質合金外圓車刀 YG8。粗車：參考機械加工工藝手冊第一卷表 8.4-1；粗車外圓直徑，因為材料為球磨鑄鐵，故車刀刀桿尺寸選 B x H 為 16x25，由加工前外圓直徑少于 40mm，車削深度為 =( - )pawdm/2=1.0mm 3mm，進給量 f 為 0.4~0.5mm，取 0.5mm。查表 8.4-7，可知車刀的磨鈍標準級耐用度；后刀面最大磨損限度，刀具為硬質合金，則粗車最大磨損限度為 0.8~1.0mm，精車最大磨損限度 0.6~0.8mm,車刀耐用度 T 為 60，選擇硬質合金外圓車刀 YG8；則由硬質合金常用切削速度表知，取 v=35m/min。又 ，故 n=1000v/ =371.5r/min;查 CK3325/1 數(shù)控臥式車床表取 n=320 10/)(ndvwc??d?r/min; 計算切削工時：被切削層長度 =20mmlmin125.0i.320???nfltm粗車兩次故 t=0.25min粗車 φ22mm 軸頸至相應尺寸, t=0.25min，ta= 15% tb =0.038min所以求得其他時間為：8%*(tb+ta )=8%*(0.25+0.038)=0.023 min故單件生產時間 tc=tb+ta +ts +tr =0.25+0.023=0.273min2.5.8 精車 φ22mm 軸頸精車軸頸至 φ22.5 0-0.084。選用選擇機床為 CK3325/1 數(shù)控臥式車床。電動機功率為7.5kw，選擇硬質合金外圓車刀 YG6。精車：參考機械加工工藝手冊第一卷表 8.4-2；材料為球磨鑄鐵，要求的粗糙度 Ra 為1.25~2.5mm，進給量為 f 為 0.15~0.2mm，取 0.2mm,查表 8.4-7，可知車刀的磨鈍標準級耐用度；后刀面最大磨損限度，刀具為硬質合金，則粗車最大磨損限度為 0.8~1.0mm，精車最大磨損限度 0.6~0.8mm,車刀耐用度 T 為 60，選擇硬質合金外圓車刀 YG6；參考機械加工工藝手冊第一卷查表 8.4-7，可知車刀的磨鈍標準級耐用度；后刀面最大- 22 -磨損限度，刀具為硬質合金，則粗車最大磨損限度為 0.8~1.0mm，精車最大磨損限度0.6~0.8mm,車刀耐用度 T 為 60，選擇硬質合金外圓車刀 YG6；則由硬質合金常用切削速度表知，取 v=70m/min。又 ，故 n=1000v/ =743r/min;查 CK3325/1 數(shù)控臥式車床表取 n=710 10/)(ndvwc??d?r/min; 計算切削工時：被切削層長度 =20mmlmin14.0i2.710???nfltm精車二次 t=0.282min精車軸頸 φ22mm, t=0.282min，t a= 15% tb =0.042min求得其他時間為：8%*(t b+ta )=8%*(0.282+0.042)=0.026min單件生產時間 tc=tb+ta +ts +tr =0.026+0.282=0.308min2.5.9 粗車 φ20mm 軸頸至相應尺寸粗車軸頸至 φ27.5mm。選用選擇 CK3325/1 數(shù)控臥式車床。電動機功率為 7.5kw，選擇硬質合金外圓車刀 YG8。粗車：參考機械加工工藝手冊第一卷表 8.4-1；粗車外圓直徑，因為材料為球磨鑄鐵，故車刀刀桿尺寸選 B x H 為 16x25，由加工前外圓直徑少于 40mm，車削深度為 =( - )pawdm/2=1.0mm 3mm，進給量 f 為 0.4~0.5mm，取 0.5mm。參考機械加工工藝手冊第一卷，查表 8.4-7，可知車刀的磨鈍標準級耐用度；后刀面最大磨損限度，刀具為硬質合金，則粗車最大磨損限度為 0.8~1.0mm，精車最大磨損限度0.6~0.8mm,車刀耐用度 T 為 60，選擇硬質合金外圓車刀 YG8；則由硬質合金常用切削速度表知，取 v=35m/min。又 ，故 n=1000v/ =371.5r/min;查 CK3325/1 數(shù)控臥式車床表取10/)(ndvwc??d?n=320 r/min; 計算切削工時：被切削層長度 =30lmin18.0i5.320???nfltm粗車兩次故 t=0.376min粗車 φ20mm 軸頸至相應尺寸, t=0.376min，t a= 15% tb =0.056min所以求得其他時間為：8%*(t b+ta )=8%*(0.376+0.056)=0.035 min- 23 -故單件生產時間 tc=tb+ta +ts +tr =0.035+0.376=0.411min2.5.10 精車 φ20mm 軸頸精車軸頸至 φ20.5 0-0.084。選用選擇 CK3325/1 數(shù)控臥式車床。電動機功率為 7.5kw，選擇硬質合金外圓車刀 YG6。精車：參考機械加工工藝手冊第一卷表 8.4-2；材料為球磨鑄鐵，要求的粗糙度 Ra 為1.25~2.5mm，進給量為 f 為 0.15~0.2mm，取 0.2mm,參考機械加工工藝手冊第一卷，查表 8.4-7，可知車刀的磨鈍標準級耐用度；后刀面最大磨損限度，刀具為硬質合金，則粗車最大磨損限度為 0.8~1.0mm，精車最大磨損限度0.6~0.8mm,車刀耐用度 T 為 60，選擇硬質合金外圓車刀 YG6；參考機械加工工藝手冊第一卷，查表 8.4-7，可知車刀的磨鈍標準級耐用度；后刀面最大磨損限度，刀具為硬質合金，則粗車最大磨損限度為 0.8~1.0mm，精車最大磨損限度0.6~0.8mm,車刀耐用度 T 為 60，選擇硬質合金外圓車刀 YG6；則由硬質合金常用切削速度表知，取 v=70m/min。又 ，故 n=1000v/ =743r/min;查 CK3325/1 數(shù)控臥式車床表取 n=710 10/)(ndvwc??d?r/min; 計算切削工時：被切削層長度 =30mmlmin21.0i.7103???nfltm精車兩次 t=0.422min精車軸頸 φ20mm, t=0. 422min，t a= 15% tb =0.063min求得其他時間為：8%*(t b+ta )=8%*(0.422+0.063)=0.039min單件生產時間 tc=tb+ta +ts +tr =0.039+0.422=0.461min2.5.11 粗車 φ32mm 軸頸至相應尺寸粗車軸頸至 φ27.5mm。選用選擇 CK3325/1 數(shù)控臥式車床。電動機功率為 7.5kw，選擇硬質合金外圓車刀 YG8。粗車：參考機械加工工藝手冊第一卷表 8.4-1；粗車外圓直徑，因為材料為球磨鑄鐵，故車刀刀桿尺寸選 B x H 為 16x25，由加工前外圓直徑少于 40mm，車削深度為 =( - )pawdm/2=3.0mm，進給量 f 為 0.35~0.65mm，取 0.5mm。參考機械加工工藝手冊第一卷，查表 8.4-7，可知車刀的磨鈍標準級耐用度；后刀面最大磨損限度，刀具為硬質合金，則粗車最大磨損限度為 0.8~1.0mm，精車最大磨損限度- 24 -0.6~0.8mm,車刀耐用度 T 為 60，選擇硬質合金外圓車刀 YG8；則由硬質合金常用切削速度表知，取 v=50m/min。又 ，故 n=1000v/ =398r/min;查 CK3325/1 數(shù)控臥式車床表取 n=400 10/)(ndvwc??d?r/min; 計算切削工時：被切削層長度 =17lmin085.i.4017???nfltm粗車兩次故 t=0.17min粗車 φ32mm 軸頸至相應尺寸, t=0.17min，t a= 15% tb =0.0136min所以求得其他時間為：8%*(t b+ta )=8%*(0.17+0.0136)=0.015 min故單件生產時間 tc=tb+ta +ts +tr =0.015+0.17=0.185min2.5.12 車掉工藝搭子粗車左右兩端工藝搭子。選用選擇 CK3325/1 數(shù)控臥式車床。電動機功率為 7.5kw，由切斷及車槽的進給量表，表 5-3（機械制造技術基礎課程設計） ，選擇切斷刀寬度為 2mm，刀頭 15mm，進給量 f=0.10-0.13mm/r，進給量 f：取 f=0.12mm/r。參考機械加工工藝手冊第一卷，查表 8.4-7（機械加工工藝手冊第一卷） ，可知車刀的磨鈍標準級耐用度；后刀面最大磨損限度，刀具為硬質合金，則粗車最大磨損限度為0.8~1.0mm，精車最大磨損限度 0.6~0.8mm,車刀耐用度 T 為 60，由表 5-4，刀具選 YG6，切削速度取 v=70m/min,又 ，故 n=1000v/ =743r/min;查 CK3325/1 數(shù)控臥式車床表取 n=710 10/)(ndvwc??d?r/min; 計算切削工時：被切削層長度 =12.5lmin147.0i2.7105???nfltm作業(yè)時間 tm=0.147in, 輔助時間 ta= 15% tb =0.022min所以求得其他時間為：8%*(t b+ta )=8%*(0.147+0.022)=0.0135min故單件生產時間 tc=tb+ta +ts +tr =0.147+0.0135=0.16min- 25 -同樣可知車掉右端工藝搭子 φ25mm，選用選擇機床 CK3325/1 數(shù)控臥式車床。電動機功率為7.5kw，選擇切斷刀寬度為 2mm，刀頭 15mm，進給量 f=0.10-0.13mm/r1) 被吃刀量 ：取 =( - )/2=10mmpapwdm2) 進給量 f：取 f=0.12mm/r4) 切削速度：取 in/70vc?5) 計算切削工時：L=10mmmi17.i2.071?nfltm作業(yè)時間 tm=0.117min, 輔助時間 ta= 15% tb =0.018min所以求得其他時間為：8%*(t b+ta )=8%*(0.117+0.018)=0.011min故單件生產時間 tc=tb+ta +ts +tr =0.147+0.011=0.158min2.5.13 在主軸頸右端銑鍵槽（1）切削用量 選擇機床為 X62 型立式銑床, 電動機功率為 7.5kw，選擇直徑為 D=6mm， YG8 硬質合金直柄立銑刀①確定銑削深度 和銑削寬度 ， ，所以一次走刀完。 ，paeamp5.3?map5.3?。mae14?②確定每齒進給量 ，由《機械加工工藝手冊》表 2.4-73 查得每齒進給 =0.07-zf zf0.1mm/z， =0.08mm/z。zf根據(jù) X62 型立式銑床 主軸轉速表，選擇 n=475r/min，則實際切削速度為：min/8.201×475vc???工作臺每分鐘進給量為：in/14753.fzM??根據(jù) X62 型立式銑床 工作臺進給量表，選擇 ，則實際的每齒進給量為：min/18fzM?- 26 -z/m08.47531f z??由表《機械加工工藝手冊》3.1-17 知 X62 型立式銑床的電動機功率為 7.5kw，故所選切削用量可用。所采用的切削用量為： min/8.20in/475in/18/08.f vrfzzMz ??? ，，，（2）基本時間查《機械加工工藝手冊》表 2.5-10 可知銑鍵槽的基本時間為：ilzMjfDt??min/18621z mlmin25.08t???作業(yè)時間 tm=0.25min, 輔助時間 ta= 15% tb =0.0375min所以求得其他時間為：8%*(t b+ta )=8%*(0.25+0.0375)=0.023min故單件生產時間 tc=tb+ta +ts +tr =0.25+0.023=0.273min2.5.14 磨主軸至要求尺寸（1）切削用量 選擇機床為 M1320 型外圓磨床,電動機總功率為 4.98kw，砂輪主軸轉速為，選擇砂輪： 。min/20rn? 3560725160VPMAP?工件的回轉速度及轉速，查機械加工工藝手冊表 2.4-149 知工件的回轉速度及轉速 ，加工鑄鐵，取回轉速度上限，由表取工件的回轉sv/4.~sr/4.~.?速度 及轉速 。min/軸向進給量和徑向進給量，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4-148 可得 ??BfaB8.0~5?，取工件每轉軸向進給量 ，由此知其徑向進??20~5.18.0~5??? rmfaB/6.0?給量 ，工作臺一次往復行程 。行 程/9fr 雙 行 程雙 192rfr（2）基本時間查《機械加工工藝手冊》表 2.5