機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計論文

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1、 畢業(yè)設(shè)計 題 目： 發(fā)動機曲軸加工工藝分析與設(shè)計 系 別： 專 業(yè)： 班 級： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 完成日期： XX年XX月XX日 XX學(xué)院 XX學(xué)院 畢業(yè)

2、設(shè)計（論文）任務(wù)書 專業(yè) 班級 學(xué)生姓名 學(xué)號 指導(dǎo) 教師 設(shè)計（論文）題目 發(fā)動機曲軸加工工藝分析與設(shè)計 主要研究內(nèi)容 1. 曲軸的設(shè)計及加工工藝 2. 零件圖分析 3. 金屬材料性能 4. 數(shù)控技術(shù) 主要技術(shù)指標(biāo)或研究目標(biāo) 1. 曲軸的設(shè)計 2. 軸類零件的技術(shù)要求 3. 曲軸的加工工藝設(shè)計 4.曲軸的數(shù)控加工技術(shù) 5. 曲軸材料和毛坯的選擇 6. 數(shù)控加工程序的編寫 基本要求 1. 保證加工精度 2. 符合零件圖的設(shè)計要求 3. 合理選擇機床和刀具 4. 加工時，安全第一 主要參考資料及文獻(xiàn) [1] 陳明主編，機械制造

3、工藝學(xué)[M]. 北京:機械工業(yè)出版社, 2005.07 [2] 陳宏鈞主編，實用機械加工工藝手冊（第2版）[M]. 北京:機械工業(yè)出版社, 2004.08 [3] 王茂元主編，機械制造技術(shù)[M] . 北京:機械工業(yè)出版社, 2001.08 [4] 丁柏群、王曉娟主編，汽車制造工藝技術(shù)[M]. 北京:國防工業(yè)出版社,2008.08 [5] 曾東建主編，汽車制造工藝學(xué)[M]. 北京:機械工業(yè)出版社，2005.09 [6] 林杰倫主編，內(nèi)燃機工作過程數(shù)值計算[M] . 西安:西安交通大學(xué)出版社, 1986 [7] 周澤華主編，金屬切削原理[M]. 上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1992 [

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5、，馬鳴，盧震鳴，來建剛，李光瑾，發(fā)動機曲軸用材料與工藝的發(fā)展趨勢，柴油機設(shè)計與制造，2007,15(1)：40-44 目錄 摘要……………………………………………………………………………………5 第一章 緒論…………………………………………………………………………6 第二章 確定曲軸的加工工藝過程………………………………………………………7 2.1曲軸的作用 ………………………………………………………………………………7 2.2曲軸的結(jié)構(gòu)及其特點…………………………………………………………………… 7

6、2.3曲軸的主要技術(shù)要求分析……………………………………………………………… 8 2.4曲軸的材料和毛坯的確定 ………………………………………………………………8 2.5曲軸的機械加工工藝過程 ………………………………………………………………9 2.6曲軸的機械加工工藝路線 ………………………………………………………………9 第三章 曲軸的機械加工工藝過程分析………………………………………………… 10 3. 1曲軸的機械加工工藝特點……………………………………………………………10 3. 2曲軸的機械加工工藝特點分析………………………………………………………10 3. 3曲軸主

7、要加工工序分析…………………………………………………………………11 3.3.1銑曲軸兩端面,鉆中心孔………………………………………………………………11 3.3.2曲軸主軸頸的車削……………………………………………………………………12 3.3.3曲軸連桿軸頸的車削…………………………………………………………………12 3.3.4鍵槽加工………………………………………………………………………………12 3.3.5軸頸的磨削……………………………………………………………………………12 第四章 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定…………………………………………13 4.1曲軸主要

8、加工表面的工序安排…………………………………………………………13 4.2機械加工余量、工序尺寸及公差的確定………………………………………………13 4.2.1主軸頸工序尺寸及公差的確定………………………………………………………13 4.2.2連桿軸頸工序尺寸及公差的確定……………………………………………………14 4.2.3φ22 -00.12外圓工序尺寸及公差的確定……………………………………………14 4.2.4φ20 0-0.021外圓工序尺寸及公差的確定…………………………………………14 4.3確定工時定額……………………………………………………………………………14

9、 4.4 曲軸機械加工工藝過程卡片的制訂……………………………………………………15第五章 編制數(shù)控技術(shù)文檔…………………………………………………………………15 5.1編制機械加工工藝過程卡………………………………………………………………15 5.2編制數(shù)控加工工序卡……………………………………………………………………16 5.3編制道具調(diào)整卡…………………………………………………………………………16 5.4數(shù)控程序編制……………………………………………………………………………17 謝 辭…………………………………………………………………………………………20參考文獻(xiàn)…

10、…………………………………………………………………………………21 附 錄…………………………………………………………………………………………22設(shè)計小結(jié)……………………………………………………………………………………24 摘 要 機電一體化概況 機電一體化既機械電器一體化控制，它是采用現(xiàn)在電子技術(shù)對機械設(shè)備進(jìn)行半自動化或全自動化控制，是目前世界各國現(xiàn)代機械行業(yè)中嶄新的科技、經(jīng)濟增長點，更是現(xiàn)在化機械行業(yè)發(fā)展的必然趨勢?？梢哉f，在機械生產(chǎn)行業(yè)中，誰先將應(yīng)用技術(shù)融入到機械控制系統(tǒng)中，誰先把握住自動化控制的科技核心，誰就可以

11、在現(xiàn)在機械行業(yè)中異軍突起，在劇烈的行業(yè)競爭中處于領(lǐng)先水平，可以說，機械工業(yè)是二十一世紀(jì)經(jīng)濟發(fā)展的工業(yè)巨人，應(yīng)用電子技術(shù)是二十一世紀(jì)機械工業(yè)的靈魂，而機電一體化技術(shù)就是這一工業(yè)巨人聰慧的電腦。 本專業(yè)圍繞幾點方向，開設(shè)機電一體化專業(yè)課程，面向行業(yè)管理、操作、維護(hù)和生產(chǎn)第一線，培養(yǎng)電工電子技術(shù)、機械加工技術(shù)、機電控制系統(tǒng)、機床數(shù)控應(yīng)用技術(shù)、數(shù)控機床應(yīng)用技術(shù)、數(shù)控加工工藝編程技術(shù)、液壓與氣動控制、以及機電數(shù)控設(shè)備自動化操作與維護(hù)等技術(shù)方向具備系統(tǒng)理論知識和專業(yè)技能的中等專業(yè)技術(shù)人才。學(xué)員們在學(xué)習(xí)中，既能學(xué)到豐富的專業(yè)知識，又能在大量的試驗和實習(xí)操作訓(xùn)練中練就過硬的技術(shù)本領(lǐng)，使之真正成為二十一世紀(jì)的

12、現(xiàn)代機電技術(shù)人才。 1) 本專業(yè)畢業(yè)生可以從事大，中，小型企、事業(yè)單位機電設(shè)備、電力拖動、電子應(yīng)用、自動化控制系統(tǒng)的開發(fā)、生產(chǎn)、調(diào)試、操作管理和維護(hù)等方面的專業(yè)技術(shù)工作；也可以在中等職業(yè)學(xué)校中、初級技工學(xué)校中從事教學(xué)實驗、實習(xí)指導(dǎo)、以及管理和維護(hù)工作。本專業(yè)畢業(yè)生專業(yè)技術(shù)全面，工作能力強，機電一體化和數(shù)控加工技術(shù)專業(yè)人員就業(yè)渠道寬，畢業(yè)學(xué)員的對口就業(yè)面大100%。 機器上所安裝的旋轉(zhuǎn)零件，例如帶輪、齒輪、聯(lián)軸器和離合器等都必須用軸來支承，才能正常工作，因此軸是機械中不可缺少的重要零件。本章將討論軸的類型、軸的材料和輪轂聯(lián)接，重點是軸的設(shè)計問題，其包括軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度計算。結(jié)構(gòu)設(shè)計是合理確

13、定軸的形狀和尺寸，它除應(yīng)考慮軸的強度和剛度外，還要考慮使用、加工和裝配等方面的許多因素。 關(guān)鍵詞：數(shù)控加工工藝、數(shù)控加工、數(shù)控編程 第一章 緒論 曲軸是發(fā)動機上的一個重要的旋轉(zhuǎn)機件，裝上連桿后，可承接活塞的上下(往復(fù))運動變成循環(huán)(旋轉(zhuǎn))運動。曲軸主要有兩個重要加工部位：主軸頸和連桿頸。主軸頸被安裝在缸體上，連桿頸與連桿大頭孔連接，連桿小頭孔與汽缸活塞連接，是一個典型的曲柄滑塊機構(gòu)。發(fā)動機工作過程就是：活塞經(jīng)過混合壓縮氣的燃爆，推動活塞做直線運動，并通過連桿將力傳給曲軸，由曲軸將直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運動。而曲軸加工的好壞將直接影響著發(fā)動機整體性能的表現(xiàn)。 發(fā)動機機體是構(gòu)成發(fā)動機

14、的骨架，是發(fā)動機各機構(gòu)和各系統(tǒng)的安裝基礎(chǔ)，其內(nèi)、外安裝著發(fā)動機的所有主要零件和附件，承受各種載荷。機體組主要由氣缸體、曲軸箱、氣缸蓋等零件組成。 （1）氣缸體 水冷發(fā)動機的氣缸體和上曲軸箱常鑄成一體，氣缸體一般用灰鑄鐵鑄成，氣缸體上部的圓柱形空腔稱為氣缸，下半部為支承曲軸的曲軸箱，其內(nèi)腔為曲軸運動的空間。在氣缸體內(nèi)部鑄有許多加強筋，冷卻水套和潤滑油道等。 （2）曲軸箱 氣缸體下部用來安裝曲軸的部位稱為曲軸箱，曲軸箱分上曲軸箱和下曲軸箱。上曲軸箱與氣缸體鑄成一體，下曲軸箱用來貯存潤滑油，并封閉上曲軸箱，故又稱為油底殼。油底殼受力很小，一般采用薄鋼板沖壓而成，其形狀取決于發(fā)動機的總體布置和

15、機油的容量。油底殼內(nèi)裝有穩(wěn)油擋板，以防止汽車顛動時油面波動過大。油底殼底部還裝有放油螺塞，通常放油螺塞上裝有永久磁鐵，以吸附潤滑油中的金屬屑，減少發(fā)動機的磨損。在上下曲軸箱接合面之間裝有襯墊，防止?jié)櫥托孤? （3）氣缸蓋 氣缸蓋安裝在氣缸體的上面，從上部密封氣缸并構(gòu)成燃燒室。它經(jīng)常與高溫高壓燃?xì)庀嘟佑|，因此承受很大的熱負(fù)荷和機械負(fù)荷。水冷發(fā)動機的氣缸蓋內(nèi)部制有冷卻水套，缸蓋下端面的冷卻水孔與缸體的冷卻水孔相通。利用循環(huán)水來冷卻燃燒室等高溫部分。 缸蓋上還裝有進(jìn)、排氣門座，氣門導(dǎo)管孔，用于安裝進(jìn)、排氣門，還有進(jìn)氣通道和排氣通道等。汽油機的氣缸蓋上加工有安裝火花塞的孔，而柴油機的氣缸蓋上加

16、工有安裝噴油器的孔。頂置凸輪軸式發(fā)動機的氣缸蓋上還加工有凸輪軸軸承孔，用以安裝凸輪軸。 氣缸蓋一般采用灰鑄鐵或合金鑄鐵鑄成，鋁合金的導(dǎo)熱性好，有利于提高壓縮比，所以近年來鋁合金氣缸蓋被采用得越來越多。 而作為發(fā)動機上的一個重要的旋轉(zhuǎn)機件——曲軸，其加工方法仍有一般軸的加工規(guī)律，如銑兩端面，鉆中心孔，車、磨及拋光，但是曲軸也是有它的特點，它由主軸頸，連桿軸頸與連桿軸頸之間的連接板組成，其結(jié)構(gòu)細(xì)長、曲拐多、剛性差，因而安排曲軸加工工藝應(yīng)采取相應(yīng)的工藝措施。 在曲軸的機械加工中，采用新技術(shù)和提高自動化程度都不斷取得進(jìn)展。目前，國內(nèi)較陳舊的曲軸生產(chǎn)線多數(shù)由普通機床和專用機床組成，生產(chǎn)效率

17、和自動化程度相對較低。粗加工設(shè)備一般采用多刀車床車削曲軸主軸頸及連桿軸頸，工序質(zhì)量穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生較大的加工應(yīng)力，難以達(dá)到合理的加工余量。精加工普遍采用MQ8260等普通曲軸磨床進(jìn)行粗磨、半精磨、精磨、拋光，通常靠人工操作，加工質(zhì)量不穩(wěn)，尺寸一致性差?，F(xiàn)在加工曲軸粗加工比較流行的工藝是：主軸頸采用車?yán)に嚭透咚偻忏姡B桿頸采用高速外銑，而且傾向于高速隨動外銑，全部采用干式切削。在對連桿頸進(jìn)行隨動磨削時，曲軸以主軸頸為軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并在一次裝夾下磨削所有連桿頸。在磨削過程中，磨頭實現(xiàn)往復(fù)擺動進(jìn)給，跟蹤著偏心回轉(zhuǎn)的連桿頸進(jìn)行磨削加工。 當(dāng)然，目前國際上還有更加先進(jìn)的曲軸加工工藝和機床設(shè)備，只鉆

18、一對質(zhì)量中心孔，選用日本的Mazak五軸聯(lián)動的數(shù)控機床進(jìn)行一系列的加工。類似這樣的新技術(shù)，目前國內(nèi)汽車發(fā)動機曲軸的加工還處于研究階段，從經(jīng)濟效益和加工難度上考慮這是顯而易見的。但是對于新技術(shù)、新工藝的追求是不會止步的，這就需要我們當(dāng)代的青年和科技工作者的不斷努力。 第二章 曲軸的結(jié)構(gòu)及其特點 2.1曲軸的作用 曲軸是汽車發(fā)動機中的重要零件，它與連桿配合將作用在活塞上的氣體壓力變?yōu)樾D(zhuǎn)的動力，傳給底盤的傳動機構(gòu)，同時，驅(qū)動配氣機構(gòu)和其它輔助裝置。 曲軸在工作時，受氣體壓力，慣性力及慣性力矩的作用，受力大而且受力復(fù)雜，同時，曲軸又是高速旋轉(zhuǎn)件，因此，要求曲軸具有足夠的剛度和強度，具有良好的

19、承受沖擊載荷的能力，耐磨損且潤滑良好。 2.2曲軸的結(jié)構(gòu)及其特點 曲軸一般由主軸頸，連桿軸頸、曲柄、平衡塊、前端和后端等組成。一個主軸頸、一個連桿軸頸和一個曲柄組成了一個曲拐，曲軸的曲拐數(shù)目等于氣缸數(shù)(直列式發(fā)動機)；V型發(fā)動機曲軸的曲拐數(shù)等于氣缸數(shù)的一半。 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(guān)，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(yīng)力集中。 曲柄是主軸頸和連桿軸頸的連接部分，斷面為橢圓形，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

20、矩，有時還用來平衡一部分往復(fù)慣性力，從而使曲軸旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)。 曲軸前端裝有齒輪，驅(qū)動風(fēng)扇和水泵的皮帶輪以及起動爪等。為了防止機油沿曲軸軸頸外漏，在曲軸前端裝有一個甩油盤，在齒輪室蓋上裝有油封。曲軸的后端用來安裝飛輪，在后軸頸與飛輪凸緣之間制成擋油凸緣與回油螺紋，以阻止機油向后竄漏。 2.3曲軸的主要技術(shù)要求分析 1.主軸頸、連桿軸頸本身的精度，即尺寸公關(guān)等級IT6，表面粗糙度Ra值為1.25～0.63μm。軸頸長度公差等級為IT9～I(xiàn)T10。軸頸的形狀公差，如圓度、圓柱度控制在尺寸公差之半。 2.位置精度，包括主軸頸與連桿軸頸的平行度：一般為100mm之內(nèi)不大于0.02mm；曲軸各主軸頸的

21、同軸度：小型高速曲軸為0.025mm，中大型低速曲軸為0.03～0.08mm。 3.各連桿軸頸的位置度不大于20′。 2.4曲軸的材料和毛坯的確定 曲軸工作時要承受很大的轉(zhuǎn)矩及交變的彎曲應(yīng)力，容易門生扭振、折斷及軸頸磨損，因此要求用材應(yīng)有較高的強度、沖擊韌度、疲勞強度和耐磨性。常用材料有：一般曲軸為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。本課題采用球墨鑄鐵QT600-2. 曲軸的毛坯根據(jù)批量大小、尺寸、結(jié)構(gòu)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，采用自由鍛造；而對于球墨鑄鐵材料則采用鑄造毛坯。

22、2.5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(chǎn)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：主軸頸、連桿軸頸、鍵槽、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(jié)構(gòu)特點及機械加工的要求，加工順序大致可歸納為：銑兩端面；車工藝搭子和鉆中心孔；粗、精車三連桿軸頸；粗、精車各處外圓；精磨連桿軸頸、主軸頸和φ20、φ22外圓；切除工藝搭子、車端面、銑鍵槽等。 2.6曲軸機械加工工藝路線 在進(jìn)行大量的工藝分析之后，制定出大批大量生

23、產(chǎn)曲軸的加工工藝路線： （1） 鍛造 （2） 熱處理 （3） 銑兩端面 （4） 車兩端工藝搭子外圓 （5） 鉆主軸頸中心孔 （6） 鉆連桿軸頸中心孔 （7） 檢驗 （8） 粗車三個連桿軸頸 （9） 精車三個連桿軸頸 （10） 車工藝搭子兩端面 （11） 粗車各處外圓 （12） 精車各處外圓 （13） 檢驗 （14） 磨削連桿軸頸外圓 （15） 磨削兩主軸頸 （16） 磨削φ22-00.12mm外圓 （17） 磨削φ20 0 -00.021mm外圓 （18） 檢驗 （19） 車掉兩端工藝搭子 （20） 車兩端面 （21） 銑鍵槽 （22） 倒角 （2

24、3） 去毛刺 （24） 最后檢驗 第三章 曲軸的機械加工工藝過程分析 3. 1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(fù)雜，剛性差及技術(shù)要求高，針對這些特點應(yīng)采取相應(yīng)的措施，分析如下： 1、形狀復(fù)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(shè)計中應(yīng)解決以下幾點問題：a.設(shè)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(zhuǎn)180度，加工另一連桿軸頸。b.為消除加工時的不平衡力的產(chǎn)生，設(shè)計夾具時應(yīng)精確設(shè)計平衡重。 2、剛性差

25、 因本曲軸長徑比較大，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(chǎn)生嚴(yán)重的扭曲及彎曲變形，特別在單邊傳動的機床上加工更為嚴(yán)重，在工藝設(shè)計中應(yīng)解決以下問題： （1）：粗加工時由于切削余量大，切削力也較大，可用中間托架來增強剛性，減小變形和振動，同時機床刀具及夾具都應(yīng)有較高的剛度。 （2）：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(jìn)給。 （3）：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，逐步提高精度。 （4）：在有可能產(chǎn)生變形的工序后面增設(shè)校直工序。 3、技術(shù)要求高 曲軸技術(shù)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

26、總的工藝路線較長，精加工占有相當(dāng)比例。 加工時應(yīng)要解決以下問題： A：正確分配粗加工、半精加工及精加工余量。 B：粗基準(zhǔn)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(zhǔn)，這樣能保證曲軸加工徑向及軸向加工余量的均勻性。 C：精加工時仍用中心孔作為基準(zhǔn)，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。 D：曲軸軸向定位以主軸頸軸肩定位，工藝設(shè)計時定位基準(zhǔn)應(yīng)盡量與設(shè)計基準(zhǔn)一致。 3. 2曲軸的機械加工工藝特點分析 1)該零件是三拐小型曲軸，生產(chǎn)批量不大，故選用中心孔定位，它是輔助基準(zhǔn)，裝夾方便，節(jié)省找正時間，又能保

27、證三處連桿軸頸的位置精度。但軸兩端的軸頸分別是20mm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(yù)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(dá)到用中心孔定位的目的。 2）在工藝搭子端面上鉆四對中心孔，先以兩主軸頸為粗基準(zhǔn)，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(zhǔn)劃線，再將曲軸放到回轉(zhuǎn)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。 3）該零件剛性較差，應(yīng)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

28、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。 4）由于使用了工藝搭子，銑鍵槽工序安排在切除中心孔后進(jìn)行，故磨外圓工序必須提前在還保留工藝搭子中心孔時進(jìn)行，同時要注意防止已磨好的表面被碰傷。 3. 3曲軸主要加工工序分析 3.3.1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(zhì)量，若端面不平則中心鉆上的兩切削刃的受力不均，鉆頭可能引偏而折斷，因此采用先面后孔的原則。中心孔除影響曲軸質(zhì)量分布外，它還是曲軸加工的重要基準(zhǔn)貫穿整個曲軸加工始終。因而

29、直接影響曲軸加工精度。打中心孔在本次工藝設(shè)計中因考慮設(shè)備因素，采用找出曲軸的幾何中心代替質(zhì)量中心。打中心孔以毛坯的外表面作為基準(zhǔn)，因而毛坯外表面質(zhì)量好壞直接影響孔的位置誤差。 3.3.2曲軸主軸頸的車削 由于曲軸年產(chǎn)量不大，主軸頸加工采用車削，在剛度較強的普通車床上進(jìn)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(zhì)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(zhuǎn)不平衡，加工時產(chǎn)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(cè)用頂尖以中心孔定位。車另一端主軸頸、肩及各個軸頸，半精度

30、及精車都按此順序進(jìn)行，逐漸提高主軸頸及其他軸頸的加工精度。 3.3.3曲軸連桿軸頸的車削 主軸頸及其它外圓車好后，以主軸頸作為加工連桿軸頸的基準(zhǔn)，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(jìn)行。車削連桿軸頸需要解決的是角度定位（兩連桿軸頸軸線需要控制在180度+30度或180度—30度）以及曲軸旋轉(zhuǎn)的不平衡問題。這些都由專用夾具來保證，夾具體為一對用以定位的V型塊組成，裝在接盤上。接盤與車床過渡接盤靠中間的定位銷定位并連接，接盤在過渡接盤上靠棱形定位銷可轉(zhuǎn)180度，依次車削兩個連桿軸頸。V型塊中心與車床主軸線距離一個曲軸半徑。車削過程中，一端與曲軸主軸頸定位并夾緊，另一端靠偏中心

31、座夾緊，中心座上鉆有中心孔，中心孔偏心距同樣為一個曲軸半徑。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。安裝夾具體的接盤上有平衡塊，消除曲軸旋轉(zhuǎn)時不平衡力矩的生。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，用撐桿來撐住另一個曲拐的開移。車削連桿軸頸時為了使切削力不致于太大，每次車削余量控制在1~1.5mm內(nèi)，同時車床旋轉(zhuǎn)不能太高，刀具采用高速鋼。 3.3.4鍵槽加工 這個鍵槽主要用于飛輪，加工此鍵槽應(yīng)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(jìn)行

32、。 3.3.5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(jìn)行磨削，以提高精度表面粗糙度。 在工藝設(shè)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(jìn)行，磨連桿軸頸則以經(jīng)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(jìn)行的。 由于軸頸寬度不大，采用橫向進(jìn)給磨削法，生產(chǎn)率較高，磨輪的外形需仔細(xì)地修整，因為直接影響軸頸與圓角的形狀，磨削余量根

33、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(nèi)。 在橫向進(jìn)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(diào)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(yīng)把兩頂尖孔倒角處抹干凈，去砂粒及油泥，確保加工基準(zhǔn)——中心孔的精度，磨削工序之前必須修研中心孔。 第四章 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 4.1曲軸主要加工表面的工序安排 曲軸的主要加工表面為主軸頸、連桿軸頸、各外圓；次要加工表面為兩端面、鍵槽。此外，還有還有檢驗、清洗、去毛刺等工序。 連桿各主要表面的工序安排

34、如下： （1）、主軸頸：粗車、精車、磨削； （2）、連桿軸頸：粗車、精車、磨削； （3）、φ22-0.12mm外圓：粗車、精車、磨削； （3）、φ20-0.021mm外圓：粗車、精車、磨削; 4.2機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 4.2.1主軸頸工序尺寸及公差的確定 表4-1:曲軸主軸頸的工序及公差 工序名稱 工序余量 經(jīng)濟精度 工序尺寸及公差 鑄造 Φ300.1 粗車 3.2mm IT11 Φ26.80 -0.03 精車 1.3mm IT8 Φ25.50 -0.033 磨削 0.5mm IT6 Φ25+0.021 +0.008

35、4.2.2連桿軸頸工序尺寸及公差的確定 表4-2:曲軸連桿軸頸的工序及公差 工序名稱 工序余量 經(jīng)濟精度 工序尺寸及公差 鑄造 φ281 粗車 2.2mm IT10 φ25.80 -0.084 精車 1.3mm IT8 φ24.50 -0.033 磨削 0.5mm IT8 φ24-0.020 -0.053 4.2.3φ22 -00.12 mm外圓工序尺寸及公差的確定 表4-3:曲軸φ22-0.12mm外圓的工序及公差 工序名稱 工序余量 經(jīng)濟精度 工序尺寸及公差 鑄造 φ281 φ281 粗車 3.5mm IT11 φ

36、24.50 -0.13 精車 2mm IT8 φ22.50 -0.033 磨削 0.5mm IT11 φ220 -0.12 4.2.4φ20 -0 0.021mm外圓工序尺寸及公差的確定 表4-4:曲軸φ20-0 0.021mm外圓的工序及公差 工序名稱 工序余量 經(jīng)濟精度 工序尺寸及公差 鑄造 φ261 粗車 3.5mm IT11 φ22.50 -0.13 精車 2mm IT8 φ20.50 -0.033 磨削 0.5mm IT7 φ200 0.021 4.3確定工時定額 工序 8 ：粗車三個連桿軸頸至φ25.80 -0.0

37、84。選用機床：CA6140臥式車床。 1) 被吃刀量ap ：取ap=1mm， 2) 進(jìn)給量f：取f=0.5mm/r。 3) 機床主軸轉(zhuǎn)速: 取n=600r/min 4) 切削速度：vc =(πdwn) /1000=(3.1428.4600) /1000=53.5m/min 5) 計算切削工時：被切削層長度 l=322=66mm lm=l/nf=66/6000.5min=0.22min，因為粗車走刀兩次，故tm=0.44min 工序 9 ：精車三個連桿軸頸至φ24.50 -0.033。選用機床：CA6140臥式車床 1) 被吃刀量ap ：取ap=0.65mm， 2) 進(jìn)給

38、量f：取f=0.3mm/r 3) 機床主軸轉(zhuǎn)速: 取n=800r/min 4) 切削速度： vc =(πdwn) /1000=(3.1425.8600) /1000=64.8m/min 5) 計算切削工時：被切削層長度 lm=l/nf=66/8000.5min=0.275min ， 因為粗車走刀兩次，故tm=0.55min 4.4 連桿機械加工工藝過程卡片的制訂 制訂機械加工工藝規(guī)程的最后一項工作就是填寫工藝卡片，它主要包括發(fā)動機曲軸的工序順序及內(nèi)容的填寫、工序簡略的繪制、合理選擇各工序所用機床設(shè)備的名稱與型號、工藝裝備（即刀具、夾具、量具等）的名稱與型號。 見附錄： 第五

39、章 編制數(shù)控技術(shù)文檔 5.1編制機械加工工藝過程卡 1) 編制機械加工工藝過程卡片 制機械加工工藝過程卡 制機械加工工藝過程卡 產(chǎn)品名稱 零件名稱 零件編號 材料 毛坯規(guī)格 曲軸加工 C01 球墨鑄鐵QT600-2 Φ50200 工序號 工序名稱 工序簡要內(nèi)容 設(shè)備 工藝裝備 工時 5 下料 車床 10 車 車削各表面 CAK6136V/750 三爪卡盤、游標(biāo)卡尺、外徑千分尺、外圓車刀、切斷刀 15 鉗 鉗工臺 20 檢驗 編制 審核 批準(zhǔn) 共頁 第頁 5.2

40、編制數(shù)控加工工序卡 2) 編制數(shù)控加工工序卡 編制數(shù)控加工工序卡 編制數(shù)控加工工序卡 產(chǎn)品名稱 零件名稱 零件圖號 齒輪軸加工 C01 工序號 程序編號 材料 數(shù)量 夾具名稱 使用設(shè)備 車間 10 O0001 球墨鑄鐵QT600-2 10 三爪卡盤 CAK6136V/750和XK713 工步號 工步內(nèi)容 切削用量 刀具 量具 V n f ap 編號 名稱 編號 名稱 1 車端面 150 600 0.2 5 T0101 外圓車刀 1 游標(biāo)卡尺 2 粗車外圓 150 600 0.2 2 T

41、0101 外圓車刀 1 游標(biāo)卡尺 3 精車外圓 220 800 0.1 0.5 T0202 外圓車刀 2 外徑千分尺 7 銑鍵槽 38 1500 150 5 T0303 鍵槽銑刀 1 游標(biāo)卡尺 編制 審核 批準(zhǔn) 共頁 第頁 5.3編制道具調(diào)整卡 3) 編制刀具調(diào)整卡 編制刀具調(diào)整卡 產(chǎn)品名稱或代號 零件名稱 五邊形凸臺 零件圖號 C01 序號 刀具號 刀具名稱 刀具參數(shù) 刀補地址 刀尖半徑 刀桿規(guī)格 半徑 形狀 1 T0101 粗外圓車刀 0.8mm 25mm25mm

42、01 2 T0202 精外圓車刀 0.8mm 25mm25mm 01 3 T0303 鍵槽刀 20mm 25mm25mm 02 編制 審核 批準(zhǔn) 共頁 第頁 5.4數(shù)控程序編制 4) 數(shù)控程序編制 銑鍵槽 程序段 程序 說明 N01 O0001 N02 T0303 N03 M03S600 N04 G01X100Y100Z60.0 N05 X-140.0Y2.0Z60.0 N06 Z-50.0 N07 Z60.0 N08 Y38.0 N09 Z-50.0 N

43、10 Z60.0 N11 X-160.0Y0Z60.0 N12 Y-2.0 N13 Z-50.0 N14 Z60.0 N15 Y-38.0 N16 Z-50.0 N17 Z60.0 N18 X100.0Y100.0Z60.0 N19 M05 N20 M30 車端面程序 程序段 程序 說明 N10 O0001; 程序名 N12 T0101; 粗外圓車刀 N15 M03 S600; N20 G00X60.0Z2.0; N30 G94X-1.0Z0; 車端面 N40

44、 G71U3.0R1.0; N50 G71P60Q340U0.3W0.3F0.2; 粗車各外圓 N60 G01X18.0F0.1; N70 G01X20.0Z-2.0; N80 Z-30.0; N90 X22.0; N100 Z-45.0; N110 X24.0; N120 Z-53.0; N130 G02X26.0Z-55.0R2.0; N140 G01X30.0Z-55.0; N150 Z-65.0; N160 X26.0; N170 G02X24.0Z-67.0R2.0; N180

45、 G01X24.0Z-83.0; N190 G02X26.0Z-85.0R2.0; N200 G01X30.0Z-85.0; N210 X38.0Z-93.0; N220 G03X40.0Z-95.0R22.0; 車22外圓 N230 G01X40.0Z-100.0; N240 X39.0Z-100.0; N250 G02X37.0Z-102.0R2.0 N260 G01X37.0Z-118.0 N270 G02X39.0Z-120.0R2.0 N280 G01X40.0Z-120.0 N290 Z-125

46、.0 N300 G03X38.0Z-127.0R20.0 車20外圓 N310 G01X38.0Z-150.0 N320 Z-180.0 N330 X25.0 N340 Z-190.0 N350 G00X60.0Z20.0 N360 M05 N370 T0202 精車刀 N380 M03S800 N390 G70P60Q340 精車外圓 N400 G00X100.0Z20.0 N410 M05 N420 M30 謝 辭 在本設(shè)計的開題論證、課題研究、

47、論文撰寫和論文審校整個過程中，得到了導(dǎo)師常英麗的親切關(guān)懷和精心指導(dǎo)，使得本設(shè)計得以順利完成，其中無不飽含著導(dǎo)師的汗水和心血。導(dǎo)師敏銳的學(xué)術(shù)思想、嚴(yán)謹(jǐn)踏實的治學(xué)態(tài)度、淵博的學(xué)識、精益求精的工作作風(fēng)、誨人不倦的育人精神，將永遠(yuǎn)銘記在我的心中，使我終生受益。她對本設(shè)計的構(gòu)思、框架和理論運用給予了我許多深入的指導(dǎo)，使得設(shè)計得以順利完成。在此謹(jǐn)向?qū)焻敲髅骼蠋煴硎局孕牡母兄x和崇高的敬意。 感謝所有任課老師三年來對我的培養(yǎng)。這個文化底蘊深厚、安詳寧靜的地方，塑造了我積極、樂觀、淡定的人生態(tài)度，刻畫了我永遠(yuǎn)留戀的青春記憶，讓我在這個即將離別的時候，如此不舍。在此，我要向諸位老師說聲感謝。 當(dāng)然也要感謝我

48、的父母，我所邁出的每一步，都凝聚著你們的心血和汗水，你們始終如一的支持和關(guān)愛，是我一直勇敢向前的動力。 同時也要感謝我的同學(xué)和朋友們，我將永遠(yuǎn)記得你們伴我走過的每一個有歡笑有淚水的日子，是你們的關(guān)心和幫助，讓我感受到了家的溫暖。 參考文獻(xiàn) [1] 陳明主編，機械制造工藝學(xué)[M]. 北京:機械工業(yè)出版社, 2005.07 [2] 陳宏鈞主編，實用機械加工工藝手冊（第2版）[M]. 北京:機械工業(yè)出版社, 2004.08 [3] 王茂元主編，機械制造技術(shù)[M] . 北京:機械工業(yè)出版社, 2001.08 [4] 丁柏群

49、、王曉娟主編，汽車制造工藝技術(shù)[M]. 北京:國防工業(yè)出版社,2008.08 [5] 曾東建主編，汽車制造工藝學(xué)[M]. 北京:機械工業(yè)出版社，2005.09 [6] 林杰倫主編，內(nèi)燃機工作過程數(shù)值計算[M] . 西安:西安交通大學(xué)出版社, 1986 [7] 周澤華主編，金屬切削原理[M]. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1992 [8] 吳國華主編，金屬切削機床[M]. 北京:機械工業(yè)出版社，1996 [9] 馬幼祥主編，機械加工基礎(chǔ)[M]. 北京:機械工業(yè)出版社，1984 [10] 孫業(yè)保主編，車用內(nèi)燃機[M]. 北京:北京理工大學(xué)出版社,1997 [11] 謝云臣, 趙英才，發(fā)

50、動機曲軸工藝設(shè)備選型的可拓評價研究[J]. 汽車技術(shù), 2006，25(4)：38-40 [12] 田曉鋒，閆紅彥，常新錄，100系列發(fā)動機曲軸淬火工藝實驗研究[J]. 拖拉機與農(nóng)用運輸車，2007，34(6)：97-98 [13] 宋正元，康明斯B系列曲軸工藝的設(shè)計[J]. 柴油機，2000,(8)5：47-50 [14] 王秋冰，馬鳴，盧震鳴，來建剛，李光瑾，發(fā)動機曲軸用材料與工藝的發(fā)展趨勢，柴油機設(shè)計與制造，2007,15(1)：40-44 附 錄 各工序簡圖編排： 機械加工工藝過程綜合卡片 產(chǎn)品名稱 零

51、件名稱 材料 某柴油機廠 175Ⅱ型柴油機 曲軸 球墨鑄鐵QT600-2 序號 工序名稱 技術(shù)條件及檢查要求 工序簡圖 設(shè)備 1 鑄造 按曲軸鑄造工藝進(jìn)行 2 熱處理 正火 3 銑兩端面 總長為265mm 銑床 4 車兩端工藝搭子外圓 直徑φ45mm 車床 5 鉆主軸頸中心孔 車床 車床 6 鉆連桿軸頸中心孔 正對連桿中心 7 檢驗 8 粗車三個連桿軸頸 留余量2.6mm 車床 9 精車三個連桿軸頸 留余量0.5mm 車床 10 車工藝搭子兩端面 車床

52、 11 粗車各處外圓 留余量2mm 車床 12 精車各處外圓 留余量0.5mm 車床 13 檢驗 14 磨削連桿軸頸外圓 φ24-0.020 -0.053mm 外圓磨床 15 磨削兩主軸頸 φ25+0.021 0.008mm 外圓磨床 16 磨削 φ220 -0.12mm外圓 外圓磨床 17 磨削φ200 0.021mm外圓 外圓磨床 18 檢驗 19 車掉兩端工藝搭子 長度為215mm以上 車床 20 車兩端面 表面粗糙度Ra=10 車床 21 銑鍵

53、槽 銑床 22 倒角 為1mm 車床 23 去毛刺 24 最后檢驗 設(shè)計小結(jié) 本次設(shè)計是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。它在我們大學(xué)四年的大學(xué)生活中占有重要的地位，因此，我對本次課程設(shè)計非常重視。　 我們這次的設(shè)計、學(xué)習(xí)是分階段進(jìn)行的，還不能做到全局把握，面面俱到，因而不可避免地會出現(xiàn)一些問題和缺點。通過對本次課程設(shè)計過程及老師指點的回顧和總結(jié)，可以系統(tǒng)地分析一下整個設(shè)計、學(xué)習(xí)過程中所存在的問題。通過

54、總結(jié)，還可以把平時聽課時還沒有弄懂、弄透的問題加以學(xué)習(xí)鞏固，以獲得更多的收獲，更好的達(dá)到課程設(shè)計的預(yù)期目的和意義。雖然在課程設(shè)計中我遇到了不少困難，比如在加工順序中我不知應(yīng)該先加工哪一步，還有加工刀具的選擇不清楚等，然而還是最終確定了這次課程設(shè)計的工藝路線。在工藝路線制作中，使我對機械制造工藝學(xué)、金屬切削機床等相關(guān)專業(yè)知識的理解更加深入。因此，在這次課程設(shè)計完成的過程中我學(xué)到了許多東西，并成功完成了這次課設(shè)。 此次課程設(shè)計對給定的零件圖分析并進(jìn)行工藝規(guī)程設(shè)計，其中考察了定位基準(zhǔn)的選擇，零件表面加工方法的選擇，加工工藝路線的擬訂及工序加工余量，工序尺寸，公差等相關(guān)知識，利用近兩個星期的課程設(shè)計，加深了對所學(xué)知識的理解，有助于今后工作。本次課程設(shè)計使我學(xué)會了解決機械加工工藝問題的能力，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，熟悉并運用有關(guān)手冊、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力，同時還具備了識圖、制圖、運算和編寫技術(shù)文件等基本技能。