r180柴油机曲轴工艺设计及夹具计

r180柴油机曲轴工艺设计及夹具计内容摘要：

IT8 IT12  Ф 2— 攻丝 钻孔 IT12 Ф Ф 19 孔 铰孔 钻孔 IT8 IT12  Ф 2— M6 攻丝 钻孔 5 IT12 Ф 5 Ф 斜孔 钻孔 IT12 Ф Ф 5 斜油孔 抛光 钻孔 5 IT8 IT12 Ф 5 确定切削用量及时间定额 工序 070（粗车长头）切削用量及时间定额 本工序选用 CJK6140 数控车床，拨盘、顶尖装夹，分三个工步：工步 1为车Ф 40h6，工步 2为车Ф 50k6主轴颈，工步 3 为车Ф 60。 加工后表面粗糙度为 Ra≤。 (1) 工步 1 粗车Ф 40h6 1）选择刀具 ① 选择外圆车刀。 ② 根据《切削用量简明手册》表 ，由于车床的中心高为 200mm（表 ），故选刀杆尺寸 BXH=16mmX25mm，刀片厚度为。 ③ 根据《切削用量简明手册》表 ，可选择 YG6 牌号硬质合金。 ④ 车刀几何形状（见表 ），选择平面带倒棱前刀面，κ r=60176。 ，κ r′ =10176。 ，Ｒ１８０柴油机曲轴工艺设计及夹具设计 14 α。 =6176。 ，γ。 =12176。 ，λ s= — 10176。 ，γε =， 01 =— 10176。 ， 1b =。 2）选择切削用量 ① 确定切削深度α p 由于粗加工余量仅为 ，可在一次走刀内切完，故 α p=（ 45— ） /2mm= ② 确定进给量 f 根据《切削用量简明手册》表 ，在粗车铸铁、表面粗糙度Ra= m 时 f=～ 按 CJK6140 数控车床说明书选择 f=③ 选择车刀磨钝标准及寿命 根据《切削用量简明手册》表 ，车刀后刀面最大磨损量取为 ，车刀寿命 T=60min。 ④ 确定切削速度 Vc 切削速度 Vc 可根据公式计算， 也可直接由表中查出。 根据《切削用量简明手册》表 vyvxvpm vc kfT Cv  (1— 1) 式中 Vk = tvk vKk svk Tvk Kvk 故 Vc= n=492r/min 按 CJK6140 数控车床说明书，选择 n=500r/min，这时 Vc=110m/min。 最后决定的车削用量为 α p=， f=， n=500r/min， Vc=110m/min。 3）计算基本工时 nfLtm （ 1— 2） 式中 L=l+y+△， l=12mm，根据《切削用量简明手册》表 ，车削时的入切量及超切量 y+△ =，则 L=12+=，故 tm= (2) 工步 2 粗车Ф 50k6 主轴颈 1）选择刀具 ① 选择外圆 车刀。 ② 根据《切削用量简明手册》表 ，由于车床的中心高为 200mm（表 ），故选刀杆尺寸 BXH=16mmX25mm，刀片厚度为。 15 ③ 根据《切削用量简明手册》表 ，可选择 YG6 牌号硬质合金。 ④ 车刀几何形状（见表 ），选择平面带倒棱前刀面，κ r=60176。 ，κ r′ =10176。 ，α。 =6176。 ，γ。 =12176。 ，λ s= — 10176。 ， rε =， 01 =— 10176。 ， 1b =。 2）选择切削用量 ① 确定 切削深度α p 由于粗加工余量仅为 ，可在一次走刀内切完，故 α p=（ 55— ） /2mm= ② 确定进给量 f 根据《切削用量简明手册》表 ，在粗车铸铁、表面粗糙度Ra= m 时 f=～ ③ 选择车刀磨钝标准及寿命 根据《切削用量简明手册》表 ，车刀后刀面最大磨损量取为 ，车刀寿命 T=60min。 ④ 确定切削速度 Vc 切削速度 Vc 可根据公式计算，也可直接由表中查出。 根据《切削用量简明手册》表 vyvxvpm vc kfT Cv  （ 1— 1） 式中 Vk = tvk vKk svk Tvk Kvk 故 Vc= n=405r/min 按 CJK6140 数控车床说明书，选择 n=500r/min，这时 Vc=86m/min。 最后决定的车削用量为 α p=， f=， n=500r/min， Vc=86m/min。 3）计算基本工时 nfLtm (1— 2) 式中 L=l+y+△， l=21mm，根据《切削用量简明手册》表 ，车削时的入切量及超切量 y+△ =，则 L=21+=，故 tm= (3) 工步 3 粗车Ф 60 1）选择刀具 选择 R3 成形车刀。 2）选择切削用量 ① 确定切削深度α p 由于粗加工余量仅为 ，可在一次走刀 内切完，故 Ｒ１８０柴油机曲轴工艺设计及夹具设计 16 α p=（ 65— ） /2mm= ② 确定进给量 f 根据《切削用量简明手册》表 ，在粗车铸铁、表面粗糙度Ra= m 时 f=～ ③ 选择车刀磨钝标准及寿命 根据《切削用量简明手册》表 ，车刀后刀面最大磨损量取为 ，车刀寿命 T=60min。 ④ 确定切削速度 Vc 切削速度 Vc 可根据公式计算，也可直接由表中查出。 根据《切削用量简明手册》表 vyvxvpm vc kfT Cv  （ 1— 1） 式中 Vk = tvk vKk svk Tvk Kvk 故 Vc= n=271r/min 按 CJK6140 数控车床说明书，选择 n=500r/min，这时 Vc=110m/min。 最后决定的车削用量为 α p=， f=， n=500r/min， Vc=110m/min。 3）计算基本工时 nfLtm （ 1— 2） 式中 L=l+y+△， l=6mm，根据《切削用量简明手册》表 ，车削时的入切量及超切量 y+△ =，则 L=6+=，故 tm= 工序 130（钻孔Ф ）切削用量及时间定额 本工序选用 Z5125 立式钻床，专用夹具装夹。 （ 1）选择刀具 选择高速钢麻花钻头，其直径 d。 =。 钻头几何形状为：双锥修磨横刃，β =30176。 ， 2φ =118176。 ， 2φ 1=70176。 ， bε =，α。 =12176。 ，ψ =55176。 ， b=2mm， l=4mm。 （ 2）选择切削用量 1）决定进给量 f ① 按加工要求决定进给量：根据《切削用量简明手册》表 ，当加工要求为H12～ H13 精度，铸铁的硬度大于 200HBS， d。 = 时， f=～。 17 由于 l/d=47/=3，故应乘孔深修正系数 k1f=，则 f=（ ～ ） ～ ② 按钻头强度决定进给量：根据《切削 用量简明手册》表 ，当灰铸铁硬度大于 213HBS， d。 =，钻头强度允许的进给量 f=。 ③ 按机床进给机构强度决定进给量：根据《切削用量简明手册》表 ，当灰铸铁硬度大于 210HBS， d。 ≤ ，机床进给机构允许的轴向力为 8830N 时，进给量为。 从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为 f=～。 根据 Z5125 钻床说明书，选择 f=。 2）决定钻头磨钝标准及寿命 由《切削用量简明手册》表 ，当 d。 =时，钻头后刀面最大磨损量取为 ，寿命 T=60min。 3）决定切削速度 由《切削用量简明手册》表 ，当 f=， Vt=13m/min。 切削速度的修正系数为： kTv=， kcv=， klv=， ktv=，故 v=vt178。 kv=n=1000v/(п d。 )=根据 Z5125 钻床说明书，可考虑选择 n=272r/min,但因所选转数较计算转数为高，会使刀 具寿命下降，故可将进给量降低一级，即取 f=；也可选择较低一级转数 n=195r/min,仍用 f=，比较这两种方案： 第一方案 f=,n=272r/min nf=272179。 第二方案 f=,n=195r/min nf=195179。 因为第一方案 nf 的乘积较大，基本工时较少，故第一方案较好。 这时Vc=12m/min。 f=。 （ 3）计算基本工时 nfLtm （ 1— 2） 式中 L=l+y+△， l=47mm，根据《切削用量简明手册》表 ，入切量及超切量 y+△=6mm，则 L=47+6mm=53mm，故 tm= 工序 240（铣 K面）切削用量及时间定额 （ 1）选择刀具 Ｒ１８０柴油机曲轴工艺设计及夹具设计 18 1）根据《切削用量简明手册》表 ，选择 YG6A 硬质合金刀片。 根据《切削用量简明手册》表 ，铣削深度α p≤ 4mm 时，圆盘铣刀直径 d。 为80mm， a 为 60mm。 但已知铣削宽度 ae为 70mm，故应根据铣削宽度 ae≤ 49mm，选择 d。 =80mm。 由于采用标准硬质合金圆盘铣刀，故齿数 z=12（表 ）。 2）铣刀几何形状（表 ）；由于铸铁硬度大于 200HBS，故选择κ r=60176。 ， κ rε =30176。 ，κ r′ =5176。 ， α。 =8176。 （假定 αcmax ） , α。 ′ =10176。 , λ s= — 10176。 ， γ。 1=— 5176。 （ 2）选择切削用量 1）决定铣削深α p 由于加工余量不大，故可在一次走刀内切完，则 α p=h=3mm 2)决定每齿进给量 fz 根据《 切削用量简明手册》表 ，当使用 YG6A，铣床功率为 ， fz=～ 取 fz=3）选择铣刀磨钝标准及刀具寿命 根据《切削用量简明手册》表 ，由于铣刀直径 d。 =80mm，故刀具寿命 T=180min（表 ）。 4）决定切削速度 Vc 和每分钟进给量 Vf 切削速度 Vc 可根据《切削用量简明手册》表 中的公式计算，也可直接由表中查出。 根据《切削用量简明手册》表 的公式进行计算。 各修正系数为： kMv=， ksv= (见表 ) kv= kMv ksv= 故 Vc= n=58r/min 根据 X62W 型铣床说明书选择 n=60r/min,Vfc=235mm/min 因此实际切削速度和每齿进给量为 vc=π d。 n/1000=*80*60/1000m/min=15m/min fzc=Vfc/n z=235/(60*12)mm/z=（ 3）计算基本工时 fm vLt  （ 1— 3） 式中 L=l+y+△， l=40mm，根据《切削用量简明手册》表 ，入切量及超切量 y+△=17mm，则 L=40+17mm=57mm，故 19 tm= 其余工序切削用量及基本时间见工序卡片。 填写工艺规程卡 机械加工工艺过程卡片（见附件 1） 机械加工工序卡片（见附件 2） Ｒ１８０柴油机曲轴工艺设计及夹具设计 20 2 R180 柴油机曲轴第一套夹具设计 明确设计任务、收集分析原始资料 加工工件 的零件图（见曲轴零件毛坯图） 设计任务书（见表 3） 表 3 设计任务书一 工件名称 曲轴 夹具类型 钻床夹具 材 料 QT8002 生产类型 大量生产 机床型号 Z5125 同时装夹工件数 1 工序简图（见图 1） 图 1 工序卡片 230 本夹具设计的是第 230 道工序钻、铰Φ 8 孔的钻床夹具。 本工序加工要求如下： ① 保证工序图所示尺寸 3 52177。 、 18； ② 相对 K面的垂直度为 ； ③ 相对三轴颈共面的位置度为。 分析原始资料 主要从以下几方面分析： ① 工件的轮廓尺寸小，刚性好，结构简单。 工件在夹具上装夹方便，且定位夹紧元件较好布置。 21 ② 本工序所使用的机床为 Z5125 立钻，刀具为通用标准刀具。 ③ 本工序是在工件其他表面半精加工后进行加工的，所以工件获得比较精确的定位基面。 ④ 生产类型为大量生产。 所以应在保证工件加工精度要求和适当提高生产率的前提下，尽可能地简化夹具结构，以缩短夹具设计与制造周期，降低设计与制造成本，获得良好的经济效益。 确定夹具的结构方案 根据六点定位规则确定工件的定位方式 由工序简 图可知，该工序限制了工件六个自由度。 现根据加工要求来分析其必须限制的自由度数目及其基准选择的合理性。 为保证工序尺寸 32mm、 52 、 18mm，应限制工件 6 个自由。