毕业论文_汽车发动机曲轴机械加工工艺规程与夹具设计(编辑修改稿)

毕业论文_汽车发动机曲轴机械加工工艺规程与夹具设计(编辑修改稿)内容摘要：

采用QT6003 较合适。 大批量生产曲轴可用锻造，由于生产纲领是大批量生产，是大批量生产故采用模锻。 基面的选择 机械加工的最初工序只能用共件毛坯上未加工表面作为定位基准，这种定位基准称为粗基准。 用已经加工 过的表面作定位基准则称为精基准。 在制定零件机械加工工艺规程时，总是先考虑选择怎样的精基准定位把工件加工到设计要求，然后考虑选择怎样的粗基准定位，把用作精基准的表面加工出来。 粗基准的选择 粗基准选择的要求应能保证加工面与非加工表面之间的位置要求及合理分配各加工面的余量。 同时要为后续工序提供精基准。 具体有以下原则：为了保证加工面与非加工面之间的位置要求，应选择非加工面为粗基准；为了保证各加工面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量最小的面为粗基准；为了保证重要加工面的余量均匀，应选择为粗基准；粗基准应 避免重复使用，在同一尺寸方向上，通常只允许使用一次；作粗基准的表面应平整光洁，以使工件定位稳定可靠，夹紧方便。 曲轴也是属于轴类零件，以外圆作为粗基准，可分别以主轴颈和连杆轴颈作为粗基准。 精基准的选择 精基准选择时应能保证加工精度和装夹可靠方便，有以下原则：基准重合原则；基准同一原则；自为基准原则；互为基准原则；保证工件定位准确、夹紧可靠、操作方便的原则。 精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。 当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。 本曲轴主要选用加工过的第三主轴颈为精基准。 制 定工艺路线 工艺路线是工艺规程设计的总体布局。 其主要任务是选择零件表面的加工方法、确定加工顺序、划分加工阶段。 根据工艺路线，可以选择各工序的工艺基准，确定工序尺寸、设备、工装、切削用量和时间定额等。 在拟定工艺路线时应从实际情况出发， 9 充分考虑应用各种新工艺、新技术的可行性和经济性。 选择零件表面加工方法的主要根据：零件材料性质及热处理要求；零件加工表面的尺寸公差等级和表面粗糙度；零件加工表面的位置精度要求；零件的形状尺寸；生产类型；具体的生产条件。 机械加工工序的安排原则：概括为十六字诀：基准先行，先主后次， 先粗后精，先面后孔。 在零件切削加工工艺过程中，首先要安排加工基准面得工序。 作为精基准表面，一般都安排在第一道工序进行加工，以便后续工序利用该基准定位加工其它表面。 其次安排加工主要表面。 至于次要表面则可在主要表面加工后穿插进行加工。 当零件需要分阶段进行加工时，即先进行粗加工，再进行半精加工，最后进行精加工和光整加工。 总之表面粗糙度值最低的表面和最终加工工序必须安排在最后加工，尽量避免磕碰高光洁的表面。 所有机械零件的切削加工总是先加工出平面（端面），然后再加工内孔。 热处理工序的安排：预备热处理的是改善加工性能 ，为最终热处理作好准备和消除残余应力，如正火、退火和时效处理。 它安排在粗加工前后和需要消除应力处。 最终热处理的目的是提高力学性能，如调质、淬火、渗碳淬火、渗氮等。 调质、淬火、渗碳淬火安排在半精加工之后，精加工之前进行，以便在精加工磨削时纠正热处理变形。 辅助工序的安排：辅助工序主要包括动平衡检测、检验、去毛刺、清洗、涂防锈油等。 检验工序是主要的辅助工序，重要零件粗加工或半精加工后，重要工序加工之前，零件外送车间加工之前，零件全部加工结束之后都要检验。 去毛刺也是不可缺少的工序，在成批生产中，对于车削回转表面的 毛刺均由车工去除；对于刨、铣、磨、钻等表面毛刺均由钳工去除。 工艺路线方案 1. 车曲轴前端面，并从两端面钻中心孔 2. 粗车第一、五主轴颈 3. 半精车第一、五主轴颈 4. 粗磨第一、五主轴颈 5. 粗车第二、三、四主轴颈 6. 半精车第二、三、四主轴颈 7. 粗磨曲轴第二、三、四主轴颈 8. 铣定位面 E 9. 粗车第一、四连杆轴颈 10 10. 半精车第一、四连杆轴颈 11. 粗车第二、三连杆轴颈 12. 半精车第二、三连杆轴颈 13. 粗磨曲轴第一、四连杆轴颈 14. 粗磨曲轴第二、三连杆轴颈 15. 粗车曲轴法兰外圆及端面 16. 半精车曲轴法兰外圆及端面并倒角 17. 粗车前端轴及前端键槽轴及端面 18. 半精车前端轴及 前端键槽轴及端面 19. 粗磨法兰盘外圆、前端轴及前端键槽轴 20. 在曲轴法兰上钻、铰八个螺栓孔 21. 扩、铰孔Φ 34 22. 在曲轴第一五主轴颈上和第二三连杆轴颈上钻四个Φ 6 斜油孔 23. 电热淬火 24. 精磨曲轴第一、五主轴颈 25. 精磨曲轴第二、三、四主轴颈 26. 精磨曲轴法兰外圆和端面 27. 精磨曲轴前端轴 28. 精磨四个连杆轴颈 29. 在曲轴前端铣键槽 30. 钻孔 162。 10 并攻螺纹 31. 动平衡检测 32. 去毛刺并吹净 33. 终检 、入库 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 选零件材料为 QT6003 钢生产类型为大批量生产，以此为依据确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 确定加工余量 合理选择加工余量对零件的加工质量和整个工艺过程的经济性都有很大影响，余量过大，则浪费材料及工时、增加机床和刀具的消耗；余量过小，则不能去掉加工前存在的误差和缺陷层，影响加工质量，造成废品。 故应在保证加工质量的前提下尽量 11 减少加工余量。 确定加工余量有以下三种方法： 1）分析计算法 通过分析影响加工余量的诸因素并应用理论公式进行计算来确定工序余量； 2）查表修正法 实际生产中，加工余量常常是按有关工艺手册和资料结合具有具体情况加以修正确定的； 3）经验估算法 由一些有经验的工程技术人员或工人 根据经验，采用类比估算法确定加工余量。 确定工序尺寸及其公差 零件每一道工序加工规定达到的尺寸称为工序尺寸。 工序尺寸及其公差的大小不仅受到工序余量的影响，而且与工艺基准的选择有密切的关系。 工序基准或定位基准与设计基准重合时，使用往前推算的方法就能得到其工序尺寸及公差，先确定各工序余量的基本尺寸再由后往前逐个工序推算，即由零件上的设计尺寸开始，由最后一道工序向前工序推算，直到毛坯尺寸，中间各工序尺寸公差等级都按经济精度，按入体原则确定极限偏差，毛坯尺寸公差及偏差按相应的标准确定。 在复杂的零件加工中， 常常是工艺基准不能直接选作设计基准，而必须经过基准换算，将设计尺寸换算成加工工艺所需要的尺寸即工艺尺寸。 加工余量 计算 查得到锻件毛坯各个尺寸的加工余量及公差如图 图 12 主轴颈（Φ  mm） （ 1）确定加工方案 表 ，对于基本尺寸 ，公差为 ,公差等级为 IT6。 表 ，确定加工方案为粗车－半精车－粗磨－精磨。 （ 2）用查表法确定加工余量 表 ]9[ ， 毛坯总余量为 Z总 =6mm。 查表 、 、 ]9[ ： 精磨余量 Z精 磨 =； 粗磨余量 粗磨Z =； 半精车余量 半精车Z =； 粗车余量 Z粗 车 =。 （ 3）计算工序尺寸的基本尺寸。 精磨以后工序基本尺寸为 Φ （设计尺寸），各工序基本尺寸依次为： 粗磨 (＋ )mm=； 半精车 (＋ )mm=； 粗车 (＋ )mm=； 毛坯 (＋ 5)mm=。 （ 4）确定各工序尺寸的公差及基本偏差。 查表 ]9[ ： 精磨 IT6；公差值为 ； 粗磨 IT7；公差值为 ； 半精车 IT9；公差值为 ； 粗车 IT11；公差值为 ； 毛坯 CT10；公差值为 （表 ]9[ ）。 工序尺寸按“入体原则”标注： 精磨Φ  ； 粗磨Φ  ； 半精车Φ  ； 粗车Φ  ； 毛坯Φ 。 13 步骤基本同上，为了简明以下用表格列出： 表 主轴颈（Φ  mm） 工序名称 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 精磨 Φ Φ  粗磨 Φ Φ  半精车 Φ Φ  粗车 Φ Φ  毛坯 Φ Φ  表 连杆轴颈（Φ  mm） 工序名称 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 精磨 Φ Φ  粗磨 Φ Φ  半精车 Φ Φ  粗车 Φ Φ  毛坯 Φ Φ  表 前端轴（Φ  mm） 工序名称 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 精磨 Φ  粗磨 Φ  半精车 Φ  粗车 Φ  毛坯 Φ  表 前端键槽轴（Φ  mm） 工序名称 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 精磨 Φ  粗磨 Φ  半精车 Φ  14 粗车 Φ  毛坯 Φ  表 第一主轴颈轴向长（  mm） 工序名称 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 半精车  粗车  毛坯  表 第五主轴颈轴向长（  mm） 工序名称 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 半精车  粗车  毛坯  表 其它主轴颈轴向长（  mm） 工序名称 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 半精车  粗车  毛坯  表 曲轴连杆轴向长（  mm） 工序名称 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 半精车  粗车  毛坯  15 表 法兰盘外圆（ 0  mm） 工序名称 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 精磨 0  粗磨 0  半精车 0  粗车 0  毛坯 0  表 油封轴顶颈（Φ  mm） 工序名称 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 半精车 Φ  粗车 Φ 49  毛坯 Φ  表 法兰盘上孔（  mm） 工序内容 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 铰孔 Φ 34  扩孔 Φ  毛坯 Φ  表 法兰上的八个螺栓孔（Φ 10mm） 工序名称 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 铰 10 Φ 10  钻 Φ 177。 毛坯 —— ―― ―― ―― 表 曲轴主轴与连杆轴颈间的四个孔（Φ 6mm） 工序名称 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 钻 6 6 1 Φ 6177。 毛坯 —— —— —— —— 16 确定主要工序的切削用量及基本工时 切削用量主要是指切削速度、经给量和切削深度。 影响切削用量的因素有：刀具材料、结构形状以 及刚度；被加工零件的材料及其切削性能、零件的形状和刚度；机床的性能、功率和刚度；加工方法对加工精度及表面粗糙度的要求；对生产率的要求等。 工时定额计算的说明：在一个工序中，实际完成一个零件的加工所需的时间，称为序单件 时间 djt ，由以下几部分组成。 直接用于改变生产对象的尺寸、形状、相对位置、表面状态或材料性质等工艺过程消耗的时间称为基本时间 jt。 为实现上述过程所进行的的各种辅助动作所消耗的时间，称为辅助时间 ft。 除了作业时间（基本时间与辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地间 bt 、 休息与生理时间 xt和准备与终结时间 zt。 由于 jf tt  %)20~%15( 式（ ） 设计中取 18%计算； )(%)7~%2( fjb ttt  式（ ） 设计中取 5%计算； )(%)4~%2( fjx ttt  式（ ） 设计中取 3%计算； )(%)5~%3( fjx ttt  设计中取 4%计算； jzxbfjjd ttttttt 3 2 1  式（ ） 所以在以下计算中，仅算 jt 就可直接得到 ft 与 djt。 具体各工序的切削用量及工时定额确定如下： 工序 1：车曲轴前端面，并从两端面钻中心孔 工步 1钻中心孔 ，由表选取 f =，由表选取 v =12m/min，由公式 1000n v d 式（ ） 求出 n。 选取 n=320r/min，将此转速带入公式 1000v n d 式（ ） 求出实际切削速度 v=。 jt 的计算 l=,查表得 1l = )2~1(c ot2 rD =12mm,l2=0 将上述结果带入公式 17 fnllltj 21 。