柴油機(jī)曲軸工藝及夾具設(shè)計(jì)
柴油機(jī)曲軸工藝及夾具設(shè)計(jì),柴油機(jī),曲軸,工藝,夾具,設(shè)計(jì)
一、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容
任務(wù)：R180柴油機(jī)曲軸工藝設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)
二、設(shè)計(jì)（論文）依據(jù)
Ⅰ.被加工零件材料為QT800-2,硬度240-300HBS
Ⅱ.生產(chǎn)綱領(lǐng)，5萬臺(tái)/年，兩班制
三、技術(shù)要求
⑴、機(jī)床要求運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，裝卸方便，維修及調(diào)整便利。
⑵、加工精度應(yīng)符合零件圖要求。
⑶、夾具設(shè)計(jì)要求定位合理，夾緊可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，調(diào)試及維修方便，
提高生產(chǎn)效率。
四.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）物化成果的具體內(nèi)容及要求
(具體內(nèi)容參照機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)<論文>大綱及實(shí)施細(xì)則的有關(guān)要求填寫)
1、零件加工工序圖 1張 A1
2、機(jī)床尺寸聯(lián)系圖 1張 A0
3、生產(chǎn)率計(jì)算卡 1分
4、夾具裝配圖 1張 A0
5、零件圖 6—11張 A4—A2
6、設(shè)計(jì)說明書1份，字?jǐn)?shù)在1萬字以上。
.
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度計(jì)劃
起訖日期
工作內(nèi)容
備 注
3．31—4．13
畢業(yè)實(shí)習(xí)，收集資料
4．14—4．27
資料整理，擬定設(shè)計(jì)方案
4．28—5．31
總體設(shè)計(jì)，部件設(shè)計(jì)，繪圖
6．01—6．15
編寫設(shè)計(jì)資料審閱，修改
6．23—6．27
分小組答辯
六. 主要參考文獻(xiàn)：
1.謝家瀛.組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994.
2.大連組合機(jī)床研究所.組合機(jī)床設(shè)計(jì)(第一冊(cè)).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1975.
3.大連組合機(jī)床研究所.組合機(jī)床設(shè)計(jì)參考圖冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社,1975
4.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué).組合機(jī)床設(shè)計(jì).上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1985.
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6.楊黎明.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:國(guó)防工業(yè)出版社,1996.
7.徐仁發(fā).機(jī)床夾具設(shè)計(jì).重慶:重慶大學(xué)出版社,1993.
8.孟少庚.機(jī)械加工工藝手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1992.
9.戴曙.金屬切削機(jī)床.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994.
10.楊列群.形狀和位置公差,位置度公差.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,1992.
七、其他
學(xué)科門類： 工學(xué) 單位代碼 ： ３２０２２
畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
R180柴油機(jī)
曲軸工藝設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
徐 萍
所學(xué)專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)
99機(jī)制（3）班
學(xué) 號(hào)
B99Q0024
指導(dǎo)教師
鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系
二○○三年六月
鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
摘 要
本文主要介紹了R180柴油機(jī)曲軸工藝設(shè)計(jì)及其中兩道工序的夾具設(shè)計(jì)。本文作者是在保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低成本、充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件、保證工人具有良好而安全勞動(dòng)條件的前提下進(jìn)行設(shè)計(jì)的。在工藝設(shè)計(jì)中，作者結(jié)合實(shí)際進(jìn)行理論設(shè)計(jì)，對(duì)曲軸傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝進(jìn)行了改進(jìn)，優(yōu)化了工藝過程和工藝裝備，使曲軸的生產(chǎn)加工更經(jīng)濟(jì)、合理。在夾具設(shè)計(jì)部分，作者在收集加工所用機(jī)床、刀具及輔助工具等有關(guān)資料后，對(duì)工件材料、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求及工藝分析的基礎(chǔ)上，按照夾具設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)出符合曲軸生產(chǎn)工藝及夾具制造要求的夾具。
關(guān)鍵詞：柴油機(jī) 曲軸 工藝 夾具
Abstract
This text introduce R180 diesel engine crankshaft technological design and two of them jig of process design mainly. The author of this text is guaranteeing product quality, boost productivity, lower costs, utilize existing working condition, guaranteeing worker to have good work prerequisite of terms to design . In technological design, the author combine carrying on theory design, improve the traditional production technology of the crankshaft actually, optimize craft course and craft equip, enable economy rational even more of production and processing of the crankshaft. Designing in the jig , the author collect the relevant materials, such as lathe, cutter and handling tool，etc. At the foundation of the analyse of work piece material, specification requirement and craft, and make jig of request according to jig measure design and cankshaft production technology and jig.
Keywords : Diesel engine Crankshaft Technology Jig
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鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
目 錄
摘要 1
Abstract 2
0 引言 1
1 R180柴油機(jī)曲軸工藝設(shè)計(jì) 3
1.1 分析零件圖 3
1.2 確定生產(chǎn)類型 3
1.3 確定毛坯 3
1.4 機(jī)械加工工藝過程設(shè)計(jì) 3
1.5 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 6
1.6 確定工序尺寸 7
1.7 確定切削用量及時(shí)間定額 9
1.8 填寫工藝規(guī)程卡 15
2 R180柴油機(jī)曲軸第一套夾具設(shè)計(jì) 16
2.1 明確設(shè)計(jì)任務(wù)、收集分析原始資料 16
2.2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 17
2.3 繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖 19
3 R180柴油機(jī)曲軸第二套夾具設(shè)計(jì) 21
3.1 明確設(shè)計(jì)任務(wù)、收集分析原始資料 21
3.2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 22
3.3 夾具定位誤差分析 22
3.4 擬訂夾具總裝圖的尺寸、公差與配合及技術(shù)要求 22
3.5 繪制夾具總裝圖 23
4 結(jié)論 24
致謝 25
參考文獻(xiàn) 26
附件清單 27
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鹽城工學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
0 引言
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是關(guān)于R180柴油機(jī)曲軸的工藝設(shè)計(jì)及其中兩道工序的夾具設(shè)計(jì)。
曲軸是柴油機(jī)中的關(guān)鍵零件之一，其材質(zhì)大體分為兩類：一是鋼鍛曲軸，二是球墨鑄鐵曲軸。由于采用鑄造方法可獲得較為理想的結(jié)構(gòu)形狀,從而減輕質(zhì)量，且機(jī)加工余量隨鑄造工藝水平的提高而減小。球鐵的切削性能良好，并和鋼制曲軸一樣可以進(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)度和耐磨性。而且球鐵中的內(nèi)摩擦所耗功比鋼大，減小了工作時(shí)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的振幅和應(yīng)力，應(yīng)力集中也沒有鋼制曲軸來的敏感。所以球墨鑄鐵曲軸在國(guó)內(nèi)外得到廣泛采用。本次設(shè)計(jì)中曲軸的材質(zhì)為球鐵。
從目前整體水平來看, 毛坯的鑄造工藝存在生產(chǎn)效率低，工藝裝備落后，毛坯機(jī)械性能不穩(wěn)定、精度低、廢品率高等問題。從以下幾個(gè)工藝環(huán)節(jié)采取措施對(duì)提高曲軸質(zhì)量具有普遍意義。①熔煉 國(guó)內(nèi)外一致認(rèn)為,高溫低硫純凈鐵水的獲得是生產(chǎn)高質(zhì)量球鐵的關(guān)鍵所在。為獲得高溫低硫磷的純凈鐵水，可用沖天爐熔化鐵水，經(jīng)爐外脫硫，然后在感應(yīng)電爐中升溫并調(diào)整成分。②球化處理 ③孕育處理 沖天爐熔化球鐵原鐵水,對(duì)銅鉬合金球鐵采用二次孕育。這對(duì)于防止孕育衰退，改善石墨形態(tài)，細(xì)化石墨及保證高強(qiáng)度球鐵機(jī)械性能具有重要作用。④合金化 配合好銅和鉬的比例對(duì)形成珠光體組織十分有利,可提高球鐵的強(qiáng)度,而且銅和鉬還可大大降低球鐵件對(duì)壁厚的敏感性。 ⑤造型工藝 氣流沖擊造型工藝優(yōu)于粘土砂造型工藝，可獲得高精度的曲軸鑄件，該工藝制作的砂型具有無反彈變形量的特點(diǎn),這對(duì)于多拐曲軸尤為重要。⑥澆注冷卻工藝 采用立澆—立冷，斜澆—斜冷、斜澆—反斜冷三種澆注方式較為理想,其中后一種最好。斜澆—反斜冷的優(yōu)點(diǎn)是：型腔排氣充分，鐵水充型平穩(wěn)，澆注系統(tǒng)撇渣效果好，冒口對(duì)鑄件的補(bǔ)縮效果好，適應(yīng)大批量流水線生產(chǎn)。
目前，國(guó)內(nèi)大部分專業(yè)廠家普遍采用普通機(jī)床和專用組合機(jī)床組成的流水線生產(chǎn)，生產(chǎn)效率、自動(dòng)化程度較低。曲軸的關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目仍與國(guó)外相差1～2個(gè)數(shù)量級(jí)。國(guó)外的機(jī)加工工藝大致可歸納為如下幾個(gè)特點(diǎn)。①?gòu)V泛采用數(shù)控技術(shù)和自動(dòng)線，生產(chǎn)線一般由幾段獨(dú)立的自動(dòng)化生產(chǎn)單元組成，具有很高的靈活性和適應(yīng)性。采用龍門式自動(dòng)上下料，集放式機(jī)動(dòng)滾道傳輸，切削液分粗加工與精加工兩段集中供應(yīng)和回收處理。②曲軸的主要加工工序基準(zhǔn)中心孔，一般采用質(zhì)量定心加工方式，這樣在靜平衡時(shí)，加工量很少。③軸頸的粗加工一般采用數(shù)控銑削或車?yán)に?。工序質(zhì)量可達(dá)到國(guó)內(nèi)粗磨后的水平，且切削變形小、效率高。銑削和車?yán)乔S粗加工的發(fā)展方向。④國(guó)外的曲軸磨床均采用CNC控制技術(shù)，具有自動(dòng)進(jìn)給、自動(dòng)修正砂輪、自動(dòng)補(bǔ)償和自動(dòng)分度功能，使曲軸的磨削精度和效率顯著提高。⑤油孔的加工采用鼓輪鉆床和自動(dòng)線，近幾年隨著槍鉆技術(shù)的應(yīng)用，油孔的加工大多已采用槍鉆自動(dòng)線鉆孔—修緣—拋光。⑥曲軸的拋光采用CNC控制的砂帶拋光機(jī)，所有軸頸一次拋光只需20多秒，粗糙度可達(dá)Ra0.4以下，大大減小了發(fā)動(dòng)機(jī)的磨合期。⑦動(dòng)平衡一般采用CNC控制的綜合平衡機(jī)，測(cè)量、修正一次完成。⑧檢驗(yàn)一般在生產(chǎn)線上配備MARPOSS或HOMWORK綜合檢測(cè)機(jī)，實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)，對(duì)曲軸的幾乎所有機(jī)加工項(xiàng)目均可一次完成檢測(cè)、顯示和打印。⑨曲軸的清洗采用專用精洗機(jī)定點(diǎn)定位清洗，保證了曲軸清潔度要求。⑩廣泛采用了軸頸過渡圓角滾壓技術(shù)。專用圓角滾壓機(jī)自動(dòng)控制，對(duì)所有軸頸圓角進(jìn)行一次滾壓，而且滾壓力和滾壓角度可自動(dòng)調(diào)節(jié)，使圓角處產(chǎn)生最佳的殘余壓應(yīng)力，提高了曲軸的疲勞強(qiáng)度。
曲軸熱處理的關(guān)鍵技術(shù)是表面強(qiáng)化處理。一般均正火處理，為表面處理作好組織準(zhǔn)備。表面強(qiáng)化處理一般采用感應(yīng)淬火或氮化工藝，少數(shù)廠家還引進(jìn)了圓角淬火技術(shù)和設(shè)備。
球鐵曲軸具有諸多優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外廣泛采用。但整體水平與國(guó)外還有相當(dāng)差距，除生產(chǎn)規(guī)模小、管理落后外，主要差距仍是制造工藝的落后。借鑒國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)和工藝方法是提高我國(guó)曲軸制造水平的捷徑。
制定工藝規(guī)程的思路是：①收集和熟悉制定工藝規(guī)程的有關(guān)資料圖樣，進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)工藝性；②確定毛坯的類型及制造方法；③選擇定位基準(zhǔn)；④擬定工藝路線；⑤確定各工序的工序余量、工序尺寸及其公差；⑥確定各工序的設(shè)備，刀具、夾具、量具和輔助工具；⑦確定各工序的切削用量及時(shí)間定額；⑧確定主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法；⑨進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，選擇最佳方案；⑩編制工藝文件。
機(jī)械制造技術(shù)的新發(fā)展包括計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造。計(jì)算機(jī)輔助制造是指通過計(jì)算機(jī)直接或間接地與企業(yè)中的物質(zhì)資源和人力資源交換信息，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)制造過程各環(huán)節(jié)的管理、控制和操作。柔性制造系統(tǒng)工作內(nèi)容有：①生產(chǎn)工程分析和設(shè)計(jì)；②生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度；③工作站和設(shè)備的運(yùn)行控制；④工程監(jiān)測(cè)和質(zhì)量保證；⑤物資供應(yīng)與財(cái)會(huì)管理。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程、計(jì)算機(jī)輔助制造、計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量管理和自動(dòng)存取等。
夾具設(shè)計(jì)的思路是：①明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集設(shè)計(jì)資料；②擬訂夾具的結(jié)構(gòu)方案、繪制結(jié)構(gòu)草圖；③繪制夾具總裝圖。繪制夾具總裝圖的順序和方法：①用雙點(diǎn)化線或紅色筆繪出工件的輪廓外形和主要表面，并用網(wǎng)紋線表示出加工余量；②視工件輪廓為透明體，分別繪出定位、導(dǎo)向、夾緊及其他元件或裝置，最后繪制夾具體，形成一個(gè)夾具整體；③標(biāo)注尺寸、公差與配合和技術(shù)要求；④對(duì)零件進(jìn)行編號(hào)，填寫零件明細(xì)欄和標(biāo)題欄；⑤繪制夾具零件圖。計(jì)算機(jī)輔助繪制夾具裝配圖：1、通常采用“菜單”的形式，對(duì)夾具元件圖形進(jìn)行編目和檢索。2、夾具裝配圖由若干夾具元件圖形拼接而成。在微機(jī)上開發(fā)的系統(tǒng)中可采用以下幾種方法進(jìn)行圖形消隱：①按配合形式分別存圖；②利用圖形軟件的一些基本命令作消隱處理；③參數(shù)化建庫(kù)的消隱處理。
1 R180柴油機(jī)曲軸工藝設(shè)計(jì)
1.1 分析零件圖
1.1.1 零件的作用
曲軸是柴油機(jī)的一個(gè)主要零件。曲軸主要用于作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械中。
1.1.2 零件的工藝分析
曲軸圖樣的視圖、尺寸、公差和技術(shù)要求齊全、正確；零件選用材料為QT800-2，該材料具有較高的強(qiáng)度、韌性和塑性，切削性能良好；結(jié)構(gòu)工藝性比較好。
根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及一般機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面，上述各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。
1.2 確定生產(chǎn)類型
已知零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)為120000件，零件質(zhì)量3.76kg，由《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》表15—2可確定其生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。故初步確定工藝安排的基本傾向?yàn)椋杭庸ぴO(shè)備以自動(dòng)化和專用設(shè)備為主，通用設(shè)備為輔；機(jī)床按流水線或自動(dòng)線排列；采用高效專用夾具；廣泛采用專用夾具；廣泛采用專用量具、量?jī)x和自動(dòng)檢驗(yàn)裝置。這樣生產(chǎn)效率高。
1.3 確定毛坯
1.3.1 確定毛坯種類
根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。并依其結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小和生產(chǎn)類型，毛坯的鑄造方法選用金屬模機(jī)械砂型鑄造。根據(jù)《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》表15—5鑄件尺寸公差等級(jí)采用CT9級(jí)。
1.3.2 確定鑄件余量及形狀
根據(jù)《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》表15—7，取加工余量為MA-G級(jí)。查《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》表15—8確定各表面的鑄件機(jī)械加工余量。
對(duì)于金屬模機(jī)械砂型鑄造，根據(jù)《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》表15—9鑄件最小孔的直徑，故本零件上的孔不鑄出。
1.3.3 畫鑄件—零件綜合圖（見曲軸零件毛坯圖）
1.4 機(jī)械加工工藝過程設(shè)計(jì)
1.4.1 選擇表面加工方法
根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，查《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》表15—32～表15—34選擇零件主要表面（依次為從長(zhǎng)頭到短頭）的加工方法與方案如下：
M36X2螺紋：粗車（IT12）—精車（IT6）—割槽Ф33X4.8（IT11）—車螺紋M36X2。
1：8圓錐面：粗車（IT12）—半精車（IT10）—銑鍵槽12N9（IT8）—磨削（IT6）。
Ф45圓柱面：粗車（IT12）—半精車（IT10）—磨削（IT6）—拋光（IT5）。
Ф50圓柱面：粗車（IT12）—半精車（IT10）—割槽Ф47X2.2—粗磨（IT7）—精磨（IT6）。
Ф60圓柱面：粗車（IT12）—半精車（IT10）。
K面：銑（IT9）—鉆孔4—Ф8（IT12）—鉸孔4—Ф8（IT9）—鉆孔2—M10（IT12）—攻絲2-M10。
Ф45連桿頸圓柱面：粗車（IT12）—半精車（IT10）—粗磨（IT7）—精磨（IT6）—拋光（IT5）。
Ф14.2斜孔：鉆（IT12）。
Ф5斜油孔：鉆（IT12）—拋光（IT8）。
Ф60圓柱面：粗車（IT12）—半精車（IT10）。
Ф50圓柱面：粗車（IT12）—半精車（IT10）—粗磨（IT7）—精磨（IT6）。
Ф40圓柱面：粗車（IT12）—半精車（IT10）—割槽Ф38.5X3（IT10）—銑鍵槽5N9（IT8）—粗磨（IT7）—精磨（IT6）。
Ф19孔：鉆孔Ф18.5（IT12）—鉸孔Ф19（IT8）。
M6螺紋：鉆孔2—Ф5（IT12）—攻絲2-M6。
1.4.2 確定工藝過程方案
（1）擬定方案
由于各表面加工方法已基本確定，現(xiàn)按照“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”、“基準(zhǔn)先行”的原則，初步擬定兩種工藝過程方案，見表1。
表1 工藝過程方案
方案Ⅰ
方案Ⅱ
工序號(hào)
工序內(nèi)容
工序號(hào)
工序內(nèi)容
毛坯
毛坯
010
按鑄件要求檢驗(yàn)
010
批量毛坯抽檢
020
熱處理
020
銑兩端面
030
批量毛坯抽檢
030
鉆中心孔B5
040
銑兩端面
040
檢測(cè)曲軸硬度
方案Ⅰ
方案Ⅱ
工序號(hào)
工序內(nèi)容
工序號(hào)
工序內(nèi)容
050
鉆中心孔B5
050
粗車短頭，依次為Ф40h6，Ф50k6，Ф60
060
檢測(cè)曲軸硬度
060
粗車長(zhǎng)頭，依次為M36X2，1：8圓錐面，Ф45h9，Ф50m6, Ф60
070
粗車短頭，依次為Ф40h6，Ф50k6，Ф60
070
精車短頭，依次為Ф40h6，Ф50k6，Ф60
080
粗車長(zhǎng)頭，依次為M36X2，1：8圓錐面，Ф45h9，Ф50m6, Ф60
080
精車長(zhǎng)頭，依次為M36X2，1：8圓錐面，Ф45h9，Ф50m6, Ф60
090
車開檔，粗車連桿頸Ф45
090
割槽Ф38.5X3,割槽Ф33X4.8,割槽Ф47X2.2
100
精車短頭，依次為Ф40h6，Ф50k6，Ф60,割槽Ф38.5X3
100
車開檔
110
精車長(zhǎng)頭，依次為M36X2，1：8圓錐面，Ф45h9，Ф50m6, Ф60, 割槽Ф33X4.8, 割槽Ф47X2.2
110
粗、精車連桿頸Ф45
120
精車連桿頸Ф45
120
鉆孔Ф14.2
130
鉆孔Ф14.2
130
鉆斜油孔Ф5
140
鉆斜油孔Ф5
140
鉆孔Ф18.5，鉸孔Ф19
150
鉆孔Ф18.5，鉸孔Ф19
150
修正中心孔
160
修正中心孔
160
粗磨兩端主軸頸Ф50
170
按工藝要求進(jìn)行中間檢驗(yàn)
170
粗磨連桿頸Ф45
180
粗磨兩端主軸頸Ф50
180
銑鍵槽5N9
190
粗磨連桿頸Ф45
190
銑鍵槽12N9
200
銑鍵槽5N9
200
銑K面
210
銑鍵槽12N9
210
鉆鉸4—Ф8
220
銑K面
220
鉆攻2—M10
230
鉆鉸4—Ф8
230
鉆攻2—M6
240
鉆攻2—M10
240
精磨主軸頸Ф50k6，Ф50m6，磨Ф45h9
250
鉆攻2—M6
250
精磨連桿頸Ф45
260
精磨主軸頸Ф50k6，Ф50m6，磨Ф45h9
260
磨1：8圓錐面
270
精磨連桿頸Ф45
270
車螺紋M36X2
280
磨Ф40h6
280
油孔Ф5拋光
290
磨1：8圓錐面
290
在N處打廠標(biāo)及檢驗(yàn)標(biāo)記
300
車螺紋M36X2
300
探傷
方案Ⅰ
方案Ⅱ
工序號(hào)
工序內(nèi)容
工序號(hào)
工序內(nèi)容
310
油孔Ф5拋光
310
清洗
320
探傷
320
氮化
330
檢驗(yàn)各相關(guān)尺寸
330
拋光連桿頸、油封檔
340
在N處打廠標(biāo)及檢驗(yàn)標(biāo)記
340
清洗、檢驗(yàn)、包裝
350
清洗
360
氮化
370
按氮化工藝要求檢驗(yàn)
380
拋光連桿頸、油封檔
390
清洗、檢驗(yàn)、包裝
（2）方案論證
方案Ⅰ的優(yōu)點(diǎn)在于基本遵循粗精加工劃分階段的原則。方案Ⅱ的不足之處是加工過程中的檢驗(yàn)太少，不利于控制曲軸的加工質(zhì)量。
根據(jù)以上分析，確定方案Ⅰ為曲軸零件加工的工藝路線。
1.5 選擇加工設(shè)備與工藝裝備
1.5.1 選擇機(jī)床
考慮到大量生產(chǎn)，盡量選用高效機(jī)床。
① 工序070、080、090、100均為圓柱面的車削加工，用CJK6140數(shù)控車床加工方便且效率高。
② 工序180、190、260、270、280、290均為圓柱面的磨削加工，用JK101數(shù)顯曲軸磨床加工方便且效率高。
③ 其余表面加工均采用通用機(jī)床。如：C6140臥式車床、X62W萬能銑床、Z5125立式鉆床等。
1.5.2 選擇夾具
考慮到大量生產(chǎn)，均采用專用夾具。
1.5.3 選擇刀具
① 在車床上加工的工序，均采用YG6硬質(zhì)合金外圓車刀，并盡量采用成形車刀。
② 在銑床上加工的工序，銑平面選用YG6A硬質(zhì)合金圓盤銑刀，銑鍵槽選用鍵槽銑刀。
③ 在磨床上加工的工序，磨主軸頸選用砂輪P600X63X305，C46K2B35，其外徑為600mm，厚度為63mm，內(nèi)徑為305mm；磨連桿頸選用砂輪P600X25X305，C46K2B35，其外徑為600mm，厚度為25mm，內(nèi)徑為305mm。
④ 在鉆床上加工的工序，均選用麻花鉆和機(jī)用絲錐。
1.5.4 選擇量具
工序070粗加工可選通用量具?，F(xiàn)按計(jì)量器具的不確定度選擇量具。
粗車Ф40h6mm至Φmm。查《互換性技術(shù)測(cè)量應(yīng)用手冊(cè)》表5.1-1知計(jì)量器具不確定度允許值=0.029mm。查《互換性技術(shù)測(cè)量應(yīng)用手冊(cè)》表5.1-2，選擇分度值0.02mm的游標(biāo)卡尺，其不確定度U=0.02mm，U<，可以選用。
其他工序所用量具詳見工序卡片。
1.6 確定工序尺寸
徑向各圓柱表面加工時(shí)的工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)依據(jù)《機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》第十五章有關(guān)資料確定各表面精加工、半精加工余量，由后向前推算工序尺寸，并確定其公差，見表2。
表2 各表面工序尺寸及公差
加工表面
加工內(nèi)容
加工
余量
精度
等級(jí)
工序尺寸
表面
粗糙度
Ra(μｍ)
M36X2螺紋
鑄件
車螺紋
精車
半精車
粗車
5
0.4
1.0
3.6
CT9
IT6
IT10
IT12
Ф41±1.0
0.8
6.3
12.5
1：8圓錐面
鑄件
磨削
半精車
粗車
5
0.4
1.0
3.6
CT9
IT6
IT10
IT12
0.8
6.3
12.5
Ф45油封檔
鑄件
研磨
磨削
半精車
5
0.4
1.0
CT9
IT6
IT10
Ф50±1.0
0.8
0.8
6.3
加工表面
加工內(nèi)容
加工
余量
精度
等級(jí)
工序尺寸
表面
粗糙度
Ra(μｍ)
Ф45油封檔
粗車
3.6
IT12
12.5
Ф50主軸頸
（長(zhǎng)頭）
鑄件
精磨
粗磨
半精車
粗車
5
0.2
0.6
1.1
3.1
CT9
IT6
IT7
IT10
IT12
Ф55±1.0
0.8
0.8
6.3
12.5
Ф60（長(zhǎng)頭）
鑄件
半精車
粗車
5
1.1
3.9
CT9
IT10
IT12
Ф65±1.1
6.3
12.5
Ф60（短頭）
鑄件
半精車
粗車
5
1.1
3.9
CT9
IT10
IT12
Ф65±1.1
6.3
12.5
Ф50主軸頸
（短頭）
鑄件
精磨
粗磨
半精車
粗車
5
0.2
0.6
1.1
3.1
CT9
IT6
IT7
IT10
IT12
Ф55±1.0
0.8
0.8
6.3
12.5
Ф40圓柱面
鑄件
精磨
粗磨
半精車
粗車
5
0.2
0.6
1.0
3.2
CT9
IT6
IT7
IT10
IT12
Ф45±1.0
0.8
0.8
6.3
12.5
加工表面
加工內(nèi)容
加工
余量
精度
等級(jí)
工序尺寸
表面
粗糙度
Ra(μｍ)
Ф45連桿頸
鑄件
研磨
精磨
粗磨
半精車
粗車
5
0.2
0.6
1.0
3.2
CT9
IT5
IT6
IT7
IT10
IT12
Ф50±1.0
0.4
0.8
0.8
6.3
12.5
4—Ф8孔
鉸孔
鉆孔
0.2
7.8
IT8
IT12
Ф7.8
1.6
12.5
2—M10X1.25
攻絲
鉆孔
8.8
IT12
Ф8.8
12.5
Ф19孔
鉸孔
鉆孔
0.5
18.5
IT8
IT12
Ф18.5
1.6
12.5
2—M6
攻絲
鉆孔
5
IT12
Ф5
12.5
Ф14.2斜孔
鉆孔
14.2
IT12
Ф14.2
12.5
Ф5斜油孔
拋光
鉆孔
5
IT8
IT12
Ф5
0.8
12.5
1.7 確定切削用量及時(shí)間定額
1.7.1 工序070（粗車長(zhǎng)頭）切削用量及時(shí)間定額
本工序選用CJK6140數(shù)控車床，撥盤、頂尖裝夾，分三個(gè)工步：工步1為車Ф40h6，工步2為車Ф50k6主軸頸，工步3為車Ф60。加工后表面粗糙度為Ra≤12.5μｍ。
(1) 工步1粗車Ф40h6
1）選擇刀具
① 選擇外圓車刀。
② 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.1，由于車床的中心高為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸BXH=16mmX25mm，刀片厚度為4.5mm。
③ 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.2，可選擇YG6牌號(hào)硬質(zhì)合金。
④ 車刀幾何形狀（見表1.3），選擇平面帶倒棱前刀面，κr=60°，κr′=10°，α。=6°，γ。=12°，λs= —10°，γε=0.8mm， =—10°，=0.4mm。
2）選擇切削用量
① 確定切削深度αp 由于粗加工余量?jī)H為1.6mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故
αp=（45—41.8）/2mm=1.6mm
② 確定進(jìn)給量f 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.6，在粗車鑄鐵、表面粗糙度Ra=12.5μm時(shí)
f=0.25～0.40mm/r
按CJK6140數(shù)控車床說明書選擇
f=0.36mm/r
③ 選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1.0mm，車刀壽命T=60min。
④ 確定切削速度Vc 切削速度Vc可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出。
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27
(1—1)
式中=
故Vc=69.6m/min
n=492r/min
按CJK6140數(shù)控車床說明書，選擇n=500r/min，這時(shí)Vc=110m/min。
最后決定的車削用量為
αp=1.6mm，f=0.36mm/r，n=500r/min，Vc=110m/min。
3）計(jì)算基本工時(shí)
（1—2）
式中L=l+y+△，l=12mm，根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.26，車削時(shí)的入切量及超切量y+△=2.1mm，則L=12+2.1mm=14.1mm，故
tm=0.08min
(2) 工步2粗車Ф50k6主軸頸
1）選擇刀具
① 選擇外圓車刀。
② 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.1，由于車床的中心高為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸BXH=16mmX25mm，刀片厚度為4.5mm。
③ 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.2，可選擇YG6牌號(hào)硬質(zhì)合金。
④ 車刀幾何形狀（見表1.3），選擇平面帶倒棱前刀面，κr=60°，κr′=10°，α。=6°，γ。=12°，λs= —10°，rε=0.8mm，=—10°，=0.4mm。
2）選擇切削用量
① 確定切削深度αp 由于粗加工余量?jī)H為1.55mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故
αp=（55—51.9）/2mm=1.55mm
② 確定進(jìn)給量f 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.6，在粗車鑄鐵、表面粗糙度Ra=12.5μm時(shí)
f=0.25～0.40mm/r
③ 選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1.0mm，車刀壽命T=60min。
④ 確定切削速度Vc 切削速度Vc可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出。
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27
（1—1）
式中=
故Vc=69.9m/min
n=405r/min
按CJK6140數(shù)控車床說明書，選擇n=500r/min，這時(shí)Vc=86m/min。
最后決定的車削用量為
αp=1.55mm，f=0.36mm/r，n=500r/min，Vc=86m/min。
3）計(jì)算基本工時(shí)
(1—2)
式中L=l+y+△，l=21mm，根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.26，車削時(shí)的入切量及超切量y+△=2.1mm，則L=21+2.1mm=23.1mm，故
tm=0.13min
(3) 工步3粗車Ф60
1）選擇刀具
選擇R3成形車刀。
2）選擇切削用量
① 確定切削深度αp 由于粗加工余量?jī)H為1.95mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故
αp=（65—61.1）/2mm=1.95mm
② 確定進(jìn)給量f 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.6，在粗車鑄鐵、表面粗糙度Ra=12.5μm時(shí)
f=0.25～0.40mm/r
③ 選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1.0mm，車刀壽命T=60min。
④ 確定切削速度Vc 切削速度Vc可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出。
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27
（1—1）
式中=
故Vc=59.7m/min
n=271r/min
按CJK6140數(shù)控車床說明書，選擇n=500r/min，這時(shí)Vc=110m/min。
最后決定的車削用量為
αp=1.95mm，f=0.36mm/r，n=500r/min，Vc=110m/min。
3）計(jì)算基本工時(shí)
（1—2）
式中L=l+y+△，l=6mm，根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.26，車削時(shí)的入切量及超切量y+△=3.6mm，則L=6+3.6mm=9.6mm，故
tm=0.05min
1.7.2 工序130（鉆孔Ф14.2）切削用量及時(shí)間定額
本工序選用Z5125立式鉆床，專用夾具裝夾。
（1）選擇刀具
選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑d。=14.2mm。
鉆頭幾何形狀為：雙錐修磨橫刃，β=30°，2φ=118°，2φ1=70°，bε=3.5mm，α。=12°，ψ=55°，b=2mm，l=4mm。
（2）選擇切削用量
1）決定進(jìn)給量f
① 按加工要求決定進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.7，當(dāng)加工要求為H12～H13精度，鑄鐵的硬度大于200HBS，d。=14.2mm時(shí)，f=0.37～0.45mm/r。
由于l/d=47/14.2=3.3>3，故應(yīng)乘孔深修正系數(shù)k1f=0.915，則
f=（0.37～0.45）X0.915mm/r=0.34～0.41mm/r
② 按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.8，當(dāng)灰鑄鐵硬度大于213HBS，d。=14.2mm，鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=1.0mm/r。
③ 按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.9，當(dāng)灰鑄鐵硬度大于210HBS，d?！?4.5mm，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為8830N時(shí)，進(jìn)給量為0.81mm/r。
從以上三個(gè)進(jìn)給量比較可以看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為f=0.34～0.41mm/r。根據(jù)Z5125鉆床說明書，選擇f=0.36mm/r。
2）決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.12，當(dāng)d。=14.2mm時(shí)，鉆頭后刀面最大磨損量取為0.8mm，壽命T=60min。
3）決定切削速度
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.15，當(dāng)f=0.36mm/r時(shí)，Vt=13m/min。
切削速度的修正系數(shù)為：kTv=1.0，kcv=1.0，klv=0.85，ktv=1.0，故
v=vt·kv=13X1.0X1.0X0.85X1.0m/min=11.1m/minп
n=1000v/(пd。)=248.8r/min
根據(jù)Z5125鉆床說明書，可考慮選擇n=272r/min,但因所選轉(zhuǎn)數(shù)較計(jì)算轉(zhuǎn)數(shù)為高，會(huì)使刀具壽命下降，故可將進(jìn)給量降低一級(jí)，即取f=0.28mm/r；也可選擇較低一級(jí)轉(zhuǎn)數(shù)n=195r/min,仍用f=0.36mm/r，比較這兩種方案：
第一方案 f=0.28mm/r,n=272r/min
nf=272×0.28mm/min=76.16mm/min
第二方案 f=0.36mm/r,n=195r/min
nf=195×0.28mm/min=70.2mm/min
因?yàn)榈谝环桨竛f的乘積較大，基本工時(shí)較少，故第一方案較好。這時(shí)Vc=12m/min;f=0.28mm/r。
（3）計(jì)算基本工時(shí)
（1—2）
式中L=l+y+△，l=47mm，根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.29，入切量及超切量y+△=6mm，則L=47+6mm=53mm，故
tm=0.70min
1.7.3 工序240（銑K面）切削用量及時(shí)間定額
（1）選擇刀具
1）根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.2，選擇YG6A硬質(zhì)合金刀片。
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.1，銑削深度αp≤4mm時(shí)，圓盤銑刀直徑d。為80mm，a為60mm。但已知銑削寬度ae為70mm，故應(yīng)根據(jù)銑削寬度ae≤49mm，選擇d。=80mm。由于采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金圓盤銑刀，故齒數(shù)z=12（表3.12）。
2）銑刀幾何形狀（表3.2）；由于鑄鐵硬度大于200HBS，故選擇κr=60°，
κrε=30°，κr′=5°，α。=8°（假定αcmax>0.08mm）, α?！?10°, λs= —10°，
γ。1=—5°。
（2）選擇切削用量
1）決定銑削深αp 由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則
αp=h=3mm
2)決定每齒進(jìn)給量fz 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.3，當(dāng)使用YG6A，銑床功率為4.5KW時(shí)，
fz=0.20～0.30mm/z
取
fz=0.30mm/z
3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.8，由于銑刀直徑d。=80mm，故刀具壽命T=180min（表3.8）。
4）決定切削速度Vc和每分鐘進(jìn)給量Vf 切削速度Vc可根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.27中的公式計(jì)算，也可直接由表中查出。
根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.27的公式進(jìn)行計(jì)算。
各修正系數(shù)為：kMv=0.72，ksv=0.8 (見表1.28)
kv= kMv ksv=0.576
故 Vc=14.5m/min
n=58r/min
根據(jù)X62W型銑床說明書選擇
n=60r/min,Vfc=235mm/min
因此實(shí)際切削速度和每齒進(jìn)給量為
vc=πd。n/1000=3.14*80*60/1000m/min=15m/min
fzc=Vfc/n z=235/(60*12)mm/z=0.33mm/z
（3）計(jì)算基本工時(shí)
（1—3）
式中L=l+y+△，l=40mm，根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.25，入切量及超切量y+△=17mm，則L=40+17mm=57mm，故
tm=0.32min
其余工序切削用量及基本時(shí)間見工序卡片。
1.8 填寫工藝規(guī)程卡
1.8.1 機(jī)械加工工藝過程卡片（見附件1）
1.8.2 機(jī)械加工工序卡片（見附件2）
2 R180柴油機(jī)曲軸第一套夾具設(shè)計(jì)
2.1 明確設(shè)計(jì)任務(wù)、收集分析原始資料
2.1.1 加工工件的零件圖（見曲軸零件毛坯圖）
2.1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)書（見表3）
表3 設(shè)計(jì)任務(wù)書一
工件名稱
曲軸
夾具類型
鉆床夾具
材 料
QT800-2
生產(chǎn)類型
大量生產(chǎn)
機(jī)床型號(hào)
Z5125
同時(shí)裝夾工件數(shù)
1
2.1.3 工序簡(jiǎn)圖（見圖1）
圖1 工序卡片230
本夾具設(shè)計(jì)的是第230道工序鉆、鉸Φ8孔的鉆床夾具。本工序加工要求如下：
① 保證工序圖所示尺寸32、52±0.20、18；
② 相對(duì)K面的垂直度為0.03mm；
③ 相對(duì)三軸頸共面的位置度為0.05。
2.1.4 分析原始資料
主要從以下幾方面分析：
① 工件的輪廓尺寸小，剛性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。工件在夾具上裝夾方便，且定位夾緊元件較好布置。
② 本工序所使用的機(jī)床為Z5125立鉆，刀具為通用標(biāo)準(zhǔn)刀具。
③ 本工序是在工件其他表面半精加工后進(jìn)行加工的，所以工件獲得比較精確的定位基面。
④ 生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。
所以應(yīng)在保證工件加工精度要求和適當(dāng)提高生產(chǎn)率的前提下，盡可能地簡(jiǎn)化夾具結(jié)構(gòu)，以縮短夾具設(shè)計(jì)與制造周期，降低設(shè)計(jì)與制造成本，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。
2.2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案
2.2.1 根據(jù)六點(diǎn)定位規(guī)則確定工件的定位方式
由工序簡(jiǎn)圖可知，該工序限制了工件六個(gè)自由度?，F(xiàn)根據(jù)加工要求來分析其必須限制的自由度數(shù)目及其基準(zhǔn)選擇的合理性。
為保證工序尺寸32mm、520.20mm、18mm，應(yīng)限制工件6個(gè)自由度。定位基準(zhǔn)為兩主軸頸、Φ45連桿頸外圓和主軸頸軸肩。
為了保證相對(duì)K面的垂直度，需限制工件Y方向旋轉(zhuǎn)自由度，其定位基準(zhǔn)為連桿頸。
由以上分析可知，根據(jù)工件加工要求分析工件應(yīng)限制的自由度、采用的定位基準(zhǔn)與工序簡(jiǎn)圖所限制的自由度、使用的定位基準(zhǔn)相同。
2.2.2 選擇定位元件，設(shè)計(jì)定位裝置
根據(jù)已確定的定位基面結(jié)構(gòu)形式，確定定位元件的類型和結(jié)構(gòu)尺寸。
(1) 選擇定位元件
根據(jù)以上分析，本工序限制了工件6個(gè)自由度，定位基準(zhǔn)為兩主軸頸、連桿頸和主軸頸軸肩。相應(yīng)夾具上的定位元件為在兩主軸頸處選V型塊定位，連桿頸處選支承釘定位。
(2) 確定定位元件尺寸及配合偏差
V型塊的設(shè)計(jì)參照工件尺寸設(shè)計(jì)，具體尺寸詳見夾具零件圖R180—A11—02
支承釘根據(jù)GB/T2226—91設(shè)計(jì)。
2.2.3 分析計(jì)算定位誤差
通過定位誤差分析，判斷所設(shè)計(jì)的定位裝置是否合理。
造成定位誤差的原因是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合以及定位基準(zhǔn)的位移誤差兩個(gè)方面。
(1) 基準(zhǔn)不重合誤差
由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合而造成的定位誤差，稱為基準(zhǔn)不重合誤差。
尺寸520.20mm的定位誤差
B=icos （2-1）
式中，I—定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)間尺寸鏈組成環(huán)的公差。
—i方向與加工尺寸方向間的夾角。
由于用V型塊定位加工孔，即=900
所以 B=0
即基準(zhǔn)不重合誤差為0。
(2) 基準(zhǔn)位移誤差
由于定位基準(zhǔn)的誤差或定位支承的誤差而造成的定位基準(zhǔn)位移，即工件實(shí)際位置對(duì)確定位置的理想要素的誤差，這種誤差稱為基準(zhǔn)位移誤差。
在本道工序中，若不計(jì)V形塊的誤差而僅有工件基準(zhǔn)面的圓度誤差時(shí)，其工件的定位中心會(huì)發(fā)生偏移，產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差Y。
Y= （2-2）
式中，—工件定位基準(zhǔn)的直徑公差。
α/2—V形塊的半角
V形塊的對(duì)中性好，即其沿x向的位移誤差為零。
本次設(shè)計(jì)的V形塊的α=1050
所以：Y=0.630
左端：=0.03mm
代入上式，Y=0.019mm
右端：=0.07mm
代入上式，Y=0.044mm
(3) 誤差的合成
由于B=0
左端∶D=Y=0.019mm
右端∶D=Y =0.044mm
而Tc=0.5mm
D左<1/3Tc
D右<1/3Tc
因此該方案能滿足位置尺寸520.20mm的要求。
相對(duì)K面垂直度的定位誤差計(jì)算同上。
B=0, Y=0
即D=0
所以，此方案能滿足加工要求。
2.2.4 確定工件的夾緊裝置
(1) 確定夾具類型
由工序簡(jiǎn)圖可知，本工序所加工的四孔，位于同一平面內(nèi)，孔徑不大，輪廓尺寸小及生產(chǎn)批量大等原因，采用鉆模。
(2) 計(jì)算切削力與夾緊力
工件在加工時(shí)受到軸向力的作用。
根據(jù)《金屬切削用量手冊(cè)》查知
Fx=9.81CFx d0ZF fyFkF （2-3）
已知d。=7.8mm，取f=0.1mm/r，其余各參數(shù)值可由《金屬切削用量手冊(cè)》查出，代入上式得
Fx=809.2N
(3) 設(shè)計(jì)夾緊裝置
本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的夾緊機(jī)構(gòu)如圖∶
圖示的夾緊機(jī)構(gòu),能產(chǎn)生的夾緊力F′可由下圖壓板受力分析圖求得。
F′= （2-4）
式中，—夾緊機(jī)構(gòu)效率,取=0.9 ;
F″—螺栓的許用夾緊力(N)
選取L1=L2，由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》表3-8查得：當(dāng)螺桿螺紋公稱直徑d=10mm時(shí)，F(xiàn)″=3570N
所以，F(xiàn)′=2F″=235700.9=6426KN
2.3 繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖
上述得到的夾具結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)，按照相關(guān)資料繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖。
2.3.1 擬訂夾具總裝圖的尺寸、公差與配合以及技術(shù)要求
這里包括夾具總圖的主要尺寸和技術(shù)要求。主要尺寸指決定夾具精度和使用的那些尺寸,主要技術(shù)條件通常是指夾具上某些表面的形位公差要求和其他一些特殊技術(shù)說明。
(1) 尺寸、公差與配合
① 夾具輪廓尺寸
長(zhǎng)寬高=195mm140mm220mm
② 工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸
兩V形塊要保證一定的同軸度要求。
③ 夾具內(nèi)部的配合尺寸
這部分的主要配合尺寸有Ф10H7/r6
(2) 制訂技術(shù)條件
主要包括以下幾個(gè)方面：
① 兩V形塊V形表面待裝配時(shí)進(jìn)行調(diào)整加工；
② 配打V形塊與夾具體、鉆模板與夾具體定位用銷釘；
③ 加工前調(diào)整墊圈，使支承釘5對(duì)工件定位；
④ 鉆套與襯套配合Ф16F7/m6，襯套與鉆模板配合Ф24H7/r6。
2.3.2 繪制夾具總裝圖
步驟如下∶
① 根據(jù)工件在幾個(gè)視圖上的投影關(guān)系,分別畫出其輪廓線；
② 布置定位元件；
③ 布置夾緊機(jī)構(gòu)；
④ 安排聯(lián)接元件、設(shè)計(jì)夾具體、并完成夾具總裝圖；
⑤ 標(biāo)注總圖尺寸、公差與配合、技術(shù)要求。
3 R180柴油機(jī)曲軸第二套夾具設(shè)計(jì)
3.1 明確設(shè)計(jì)任務(wù)、收集分析原始資料
3.1.1 加工工件的零件圖（見曲軸零件毛坯圖）
3.1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)書（見表4）
表4 設(shè)計(jì)任務(wù)書
工件名稱
曲軸
夾具類型
鉆床夾具
材 料
QT800-2
生產(chǎn)類型
大量生產(chǎn)
機(jī)床型號(hào)
Z5125
同時(shí)裝夾工件數(shù)
1
3.1.3 工序簡(jiǎn)圖（見圖2）
圖2 工序卡片130
本夾具設(shè)計(jì)的是第130道工序鉆Φ14.2孔的鉆床夾具。本工序加工要求如下：
① 保證工序圖所示尺寸45；
② 斜角3°。
3.1.4 分析原始資料
主要從以下幾方面分析：
① 工件的輪廓尺寸小，剛性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。工件在夾具上裝夾方便，且定位夾緊元件較好布置。
② 本工序所使用的機(jī)床為Z5125立鉆，刀具為通用標(biāo)準(zhǔn)刀具。
③ 本工序是在工件其他表面半精加工后進(jìn)行加工的，所以工件獲得比較精確的定位基面。
④ 生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。
所以應(yīng)在保證工件加工精度要求和適當(dāng)提高生產(chǎn)率的前提下，盡可能地簡(jiǎn)化夾具結(jié)構(gòu)，以縮短夾具設(shè)計(jì)與制造周期，降低設(shè)計(jì)與制造成本，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。
3.2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案
此道工序的定位、夾緊方式和上面設(shè)計(jì)的夾具基本相同，由于設(shè)計(jì)說明書篇幅所限，這里就不再重述。這里主要確定引導(dǎo)元件的結(jié)構(gòu)類型和主要尺寸。
鉆套結(jié)構(gòu)，由《夾具零部件》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2263—91、GB/T265—91來選取。主要尺寸如下：
鉆套內(nèi)徑為Φ14.2F8mm
鉆套外徑為Φ20m6mm
3.3 夾具定位誤差分析
由于定位方式、夾緊方式和上面所設(shè)計(jì)夾具的定位方式、夾緊方式基本相同，經(jīng)計(jì)算該夾具定位方案是可行的。
3.4 擬訂夾具總裝圖的尺寸、公差與配合及技術(shù)要求
這里包括夾具總圖的主要尺寸和技術(shù)要求。主要尺寸指決定夾具精度和使用的那些尺寸,主要技術(shù)條件通常是指夾具上某些表面的形位公差要求和其他一些特殊技術(shù)說明。
3.4.1 尺寸、公差與配合
① 夾具輪廓尺寸
長(zhǎng)寬高=240mm100mm255mm
② 工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸
兩定位塊要保證一定的同軸度要求。
③ 夾具內(nèi)部的配合尺寸
這部分的主要配合尺寸有Ф20m6。
3.4.2 制訂技術(shù)條件
主要包括以下幾個(gè)方面：
① 兩定位塊定位表面待裝配時(shí)進(jìn)行調(diào)整加工；
② 配打定位塊與夾具體、鉆模板與夾具體定位用銷釘；
③ 加工前調(diào)整墊圈，使支承釘5對(duì)工件定位。
3.5 繪制夾具總裝圖
步驟如下∶
① 根據(jù)工件在幾個(gè)視圖上的投影關(guān)系,分別畫出其輪廓線；
② 布置定位元件；
③ 布置夾緊機(jī)構(gòu)；
④ 安排聯(lián)接元件、設(shè)計(jì)夾具體、并完成夾具總裝圖；
⑤ 標(biāo)注總圖尺寸、公差與配合、技術(shù)要求。
4 結(jié)論
為期兩個(gè)半月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，回顧整個(gè)過程，我覺得受益匪淺。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是應(yīng)用所學(xué)基礎(chǔ)理論，專業(yè)知識(shí)與技能去分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問題的一次綜合訓(xùn)練。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)鞏固、擴(kuò)大和強(qiáng)化了自己所學(xué)到的理論知識(shí)與技能，提高自己設(shè)計(jì)計(jì)算、制圖、編寫技術(shù)文件的能力，學(xué)會(huì)正確使用技術(shù)資料、標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)等工具書，并在設(shè)計(jì)中培養(yǎng)自己理論聯(lián)系實(shí)際，嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和獨(dú)立工作能力，為畢業(yè)后從事技術(shù)工作打下了良好的基礎(chǔ)。
我是在保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低成本、并充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件保證工人具有良好而安全的勞動(dòng)條件的前提下，進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)的。
由于自己能力所限，設(shè)計(jì)中還有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師、同學(xué)們批評(píng)指正。
致 謝
為期兩個(gè)半月的畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了,這是畢業(yè)之前最后一次、也是最為復(fù)雜的一次綜合設(shè)計(jì)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)能順利完成，首先，感謝母校多年來的辛勤培育。其次，要衷心地感謝我的指導(dǎo)老師劉必榮老師！從畢業(yè)設(shè)計(jì)開始直到結(jié)束，無論是在學(xué)習(xí)、工作還是生活中，都得到了劉老師無微不至的關(guān)懷和精心的指導(dǎo)！也正是劉老師以其深厚專業(yè)的知識(shí)、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為本課題的設(shè)計(jì)提供了有效的指導(dǎo)和理論依據(jù)，才能是本課題得以圓滿結(jié)束和論文順利完成。本課題從選題、設(shè)計(jì)到編寫完稿，都得到老師的熱情指導(dǎo)，在此向我的老師表示我深切的謝意！。另外，還要感謝江懷動(dòng)力集團(tuán)、悅達(dá)集團(tuán)、中環(huán)集團(tuán)等單位為我提供了很好的實(shí)習(xí)機(jī)會(huì),使我學(xué)到了許多課本上學(xué)不到的知識(shí)。對(duì)于在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間給予過我?guī)椭耐瑢W(xué)和朋友在此也深表感謝。
參考文獻(xiàn)
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5 袁長(zhǎng)良.機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)手冊(cè).中國(guó)計(jì)量出版社，1989
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8 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì).金屬切削手冊(cè).上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1982
9 孔德淳.化學(xué)熱處理.航空工業(yè)出版社，1992
10 艾興.金屬切削用量手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，1996
11 李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).機(jī)械工藝出版社，1994
附件清單
序號(hào)
圖名
圖號(hào)
圖幅
1
曲軸零件毛坯圖
R180-5-4
A2
2
K面四孔鉆鉸夾具裝配圖
R180-A11-00
A1
3
夾具體
R180-A11-01
A1
4
V形快
R180-A11-02
A3
5
支承釘
R180-A11-03
A4
6
墊圈
R180-A11-04
A4
7
鉆模板
R180-A11-05
A4
8
鉆鉸套
R180-A11-06
A4
9
襯套
R180-A11-07
A4
10
壓板
R180-A11-08
A3
11
帶肩六角螺母
R180-A11-09
A4
12
螺栓
R180-A11-10
A4
13
鉸鏈叉座
R180-A11-11
A4
14
Φ14.2孔鉆夾具裝配圖
R180-A08-00
A1
15
支承桿
R180-A08-01
A4
16
支承釘
R180-A08-02
A4
17
鉆模板
R180-A08-03
A4
18
鉆套
R180-A08-04
A4
19
定位塊
R180-A08-05
A4
20
壓緊螺栓
R180-A08-06
A4
21
壓板
R180-A08-07
A4
22
定位塊2
R180-A08-08
A4
23
夾具體
R180-A08-09
A1
- 27 -
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