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編號
無錫太湖學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計（論文）
題目：曲軸工藝規(guī)程設(shè)計及系列夾具設(shè)計
信機(jī) 系 機(jī)械工程及其自動化 專業(yè)
學(xué) 號： 0923185
學(xué)生姓名： 陳 其 偉
指導(dǎo)教師： 張大駿 （職稱：高級工程師）
（職稱： ）
2012年5月25日
III
無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）
誠 信 承 諾 書
本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文） 《空壓機(jī)曲軸工藝的規(guī)程設(shè)計及系列夾具設(shè)計》 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的成果，除了在畢業(yè)設(shè)計（論文）中特別加以標(biāo)注引用、表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。
班 級： 機(jī)械94
學(xué) 號： 0923185
作者姓名：
2013 年 5 月 25 日
無錫太湖學(xué)院
信 機(jī) 系 機(jī)械工程及其自動化 專業(yè)
畢 業(yè) 設(shè) 計論 文 任 務(wù) 書
一、題目及專題：
１、 題目 空壓機(jī)曲軸工藝規(guī)程設(shè)計及系列夾具設(shè)計
２、專題
二、課題來源及選題依據(jù)
1 無錫力源壓縮機(jī)有限公司
2 產(chǎn)品圖紙
3 產(chǎn)品材料：QT600-3
4 年產(chǎn)量2000件
三、本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：
1．工藝規(guī)程設(shè)計;（工藝過程卡片和工序卡片）
2．夾具設(shè)計3套，包括總圖及零件圖，折合A0圖紙不少于3張;
3．設(shè)計說明書一份；(不少于10000字）
4．專業(yè)論文翻譯；（不少10000字符 ）
四、接受任務(wù)學(xué)生：
機(jī)械94 班 姓名 陳其偉
五、開始及完成日期：
自 2012 年 11 月 12 日 至 2013年 5 月 25 日
六、設(shè)計（論文）指導(dǎo)（或顧問）：
指導(dǎo)教師 簽名
簽名
簽名
教研室主任
〔學(xué)科組組長研究所所長〕 簽名
系主任 簽名
2012年11月12日
摘 要
本次設(shè)計的主要內(nèi)容包括空壓機(jī)曲軸的工藝規(guī)程設(shè)計和系列夾具設(shè)計的兩大方面。
制定工藝規(guī)程設(shè)計的原始資料包括：零件的圖樣，產(chǎn)品驗收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型、毛坯圖樣、生產(chǎn)條件、零件材料等。制定工藝規(guī)程設(shè)計步驟如下：審查零件的圖樣，工藝方案的確定，對樣品進(jìn)行工藝分析，零件的毛坯選擇以及毛坯圖說明; 工藝設(shè)計過程（包括加工段的分析，工序的集中和分散，工序順序的安排，定位基準(zhǔn)的選擇，零件表面加工方法的選擇); 制定工藝路線（工藝方案，工藝方案的比較與分析），工序間尺、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的確定，加工余量、切削用量、工時定額的確定，填寫工藝文件。夾具設(shè)計必須滿足的要求有：保證加工精度，夾具的總體方案應(yīng)與年生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，安全、方便、減輕勞動強(qiáng)度，排屑順暢，具有良好的強(qiáng)度、剛度和結(jié)構(gòu)工藝性。夾具設(shè)計包括工件的定位，定位誤差的分析與計算，夾緊機(jī)構(gòu)的確定，夾具力的確定（包括方向，作用點和大?。?。
當(dāng)工藝規(guī)程及夾具設(shè)計確定后，再繪制夾具總裝配圖、主要零件圖和說明書的編寫。
關(guān)鍵詞：工藝規(guī)程設(shè)計；夾具設(shè)計；加工余量；定位誤差
Abstract
The design of the main contents include two aspects of the M3400 thermostat process planning and fixture series.
The original development of process planning include: part drawings and assembly drawings must be quality standards for product acceptance, the agenda for the annual production and production type, rough drawings, production conditions. Development of process planning, follow these steps: review of part design, process analysis part, select the part of the rough, draw a rough diagram, process design (including positioning reference choice, the choice of the parts of the surface processing methods, processing the order of arrangement process combinations), process design (including choice of machine tool equipment and tooling, the determination of allowance in the process, the process of determination of dimensions and tolerances, the choice of cutting the amount of time quota determined), the technical and economic analysis, the complete process documents. The fixture design requirements that must be met: ensure accuracy the fixture overall program should be adapted to the agenda for the annual production, safe, convenient, reduce labor intensity and smooth chip, has good strength, stiffness and structure of the process. Fixture design including jigs and fixtures design overview, the choice of positioning with locating datum clamp mechanism design, positioning error analysis and calculation, the clamping mechanism to determine the clamping force OK.
When the process planning and fixture design is determined, and then draw a the fixture assembly drawings, preparation of the main parts diagram and instructions.
Keywords: process planning; fixture design; allowance; positioning error
目 錄
摘 要 III
Abstract IV
目 錄 V
1 緒論 1
1.1 本課題研究的內(nèi)容及意義 1
1.2 國內(nèi)外發(fā)展情況 1
1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 2
2 工藝方案的確定 3
2.1 曲軸零件的結(jié)構(gòu)特點 3
2.2 曲軸零件的技術(shù)要求 3
3 零件工藝分析 4
3.1 根據(jù)零件圖和產(chǎn)品裝配圖，對零件進(jìn)行工藝分析 4
3.2 計算零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 4
4 毛坯選擇和毛坯圖說明 5
4.1 毛坯技術(shù)分析 5
4.2 確定毛坯種類和制造方法 5
4.3 確定毛坯總余量 5
5 工藝設(shè)計過程 6
5.1 加工階段的劃分 6
5.2 工序的集中與分散 6
5.3 工序順序的安排 6
5.4 定位基準(zhǔn)的選擇 6
5.5 零件的表面加工方法的選擇 6
6 制定工藝路線 7
6.1 工藝路線方案一 7
6.2 工藝路線方案二 7
6.3 工藝方案的比較與分析 8
7 工序間尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的確定 9
8 加工余量，切削用量，工時定額的確定 10
8.1 工序一：銑兩端面，打中心孔 10
8.1.1 工步一：銑兩端面 10
8.1.2 工步二：兩端面打中心孔 10
8.2 工序二：粗車大端主軸頸及平衡塊外輪廓 11
8.2.1 工步一：粗車大端Φ40主軸頸外圓面及軸肩 11
8.2.2 工步二：車平衡塊Φ174外輪廓 11
8.3 工序三：粗車小端外輪廓 12
8.3.1 工步一：粗車小端Φ40主軸頸外圓面及軸肩 12
8.4 工序四：半精車大端主軸頸及倒角 12
8.4.1 工步一：半精車大端Φ40主軸頸外圓面及軸肩 12
8.5 工序五：精車大端主軸頸及倒角 13
8.5.1 工步一：精車大端Φ40主軸頸外圓面及軸肩 13
8.5.2 工步二：精車大端主軸頸上1×45°倒角 14
8.6 工序六：半精車Φ40外圓面及軸肩錐面、小端錐面 14
8.6.1 工步一：半精車小端Φ40主軸頸外圓面及軸肩 14
8.6.2 工步二：倒Φ40主軸頸上角 15
8.7 工序七：銑鍵槽 15
8.7.1 工步一：銑鍵槽 15
8.8 工序八：精車Φ40外圓面及軸肩錐、小端錐面 16
8.9 工序九：粗車連桿軸頸及其軸肩 17
8.9.1 工步一：粗車連桿軸頸及其軸肩 17
8.10 工序十：半精車連桿軸頸及其軸肩 17
8.10.1 工步一：半精車連桿軸頸及其軸肩 17
8.11 工序十一：精車連桿軸頸及其軸肩 18
8.11.1工步一：精車連桿軸頸及其軸肩 18
8.12 工序十二：打通孔及打M12螺紋孔并攻絲 18
8.12.1 工步一: 打通孔 18
8.13 工序十三：主軸頸、連桿軸頸淬火 19
8.14工序十四：磨連桿軸頸外圓及其軸肩面 19
8.15工序十五：磨大端主軸頸及其軸肩面 20
8.15.1工步一:磨大端主軸頸及其軸肩面 20
8.16工序十六：磨小端主軸頸及其軸肩面 20
8.16.1工步一:磨小端主軸頸及其軸肩面 20
8.17工序十七：去毛刺 21
8.18工序十八：檢驗 21
9 專用夾具設(shè)計 22
9.1 機(jī)床夾具設(shè)計概述 22
9.1.1 機(jī)床夾具概述 22
9.1.2 機(jī)床夾具的分類 22
9.1.3 機(jī)床夾具的組成和功用 22
9.1.4 夾具總體方案設(shè)計 23
9.2 夾具設(shè)計 24
9.2.1 問題的提出 24
9.2.2 定位方式與定位基準(zhǔn)的選擇 24
9.2.3 夾具機(jī)構(gòu)設(shè)計 24
9.2.4 定位銷長度的分析 26
9.2.5 定位誤差的分析與計算 26
10 結(jié)論與展望 32
10.1 結(jié)論 32
10.2 不足之處與未來展望 32
致 謝 33
參考文獻(xiàn) 34
I
曲軸的加工工藝規(guī)程設(shè)計及系列夾具設(shè)計
1 緒論
1.1 本課題研究的內(nèi)容及意義
本課題研究的內(nèi)容是：空壓機(jī)曲軸工藝規(guī)程設(shè)計和系列夾具設(shè)計，包括零件機(jī)械加工的工藝過程卡片及各工序的工序卡片，主要機(jī)械加工工序的夾具總裝配圖及主要零件圖，并有相關(guān)的計算和說明的說明書及專業(yè)外語文獻(xiàn)翻譯。
本課題研究的意義：
⑴工藝規(guī)程設(shè)計的意義：
1)指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件是工藝規(guī)程：機(jī)械加工車間生產(chǎn)的計劃、調(diào)度，工人的操作，零件的加工質(zhì)量檢驗，加工成本的核算，都是以工藝規(guī)程為依據(jù)的。處理生產(chǎn)中的問題，也常以工藝規(guī)程作為共同依據(jù)。如處理質(zhì)量事故，應(yīng)按工藝規(guī)程來確定各有關(guān)單位、人員的責(zé)任。
2)生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的主要依據(jù)是工藝規(guī)程：車間要生產(chǎn)新零件時，首先要制訂該零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，再根據(jù)工藝規(guī)程進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備。如：新零件加工工藝中的關(guān)鍵工序的分析研究；準(zhǔn)備所需的刀、夾、量具（外購或自行制造）；原材料及毛坯的采購或制造；新設(shè)備的購置或舊設(shè)備改裝等，均必須根據(jù)工藝來進(jìn)行。
3)新建機(jī)械制造廠（車間）的基本技術(shù)文件是工藝規(guī)程：新建（改、擴(kuò)建）批量或大批量機(jī)械加工車間（工段）時，應(yīng)按照在車間的布置和工藝規(guī)程確定所需機(jī)床的種類和數(shù)量，再由此確定車間的面積大小、動力和吊裝設(shè)備配置以及所需技術(shù)等級、工人的工種、數(shù)量等。
此外，先進(jìn)的工藝規(guī)程還起著交流和推廣先進(jìn)制造技術(shù)的作用。典型工藝規(guī)程可以縮短工廠摸索和試制的過程。因此，工藝規(guī)程的制訂是對于工廠的生產(chǎn)和發(fā)展起到非常重要的作用，是工廠的基本技術(shù)文件。
⑵夾具設(shè)計的意義：
機(jī)床夾具是機(jī)械制造業(yè)中不可或缺的重要工業(yè)裝備，可以保證機(jī)械加工質(zhì)量、實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率、減輕勞動強(qiáng)度，使用專用夾具還可以改變原機(jī)床的用途和擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實現(xiàn)一機(jī)多能，所以，夾具在機(jī)械加工中發(fā)揮著重要的作用。
1.2 國內(nèi)外發(fā)展情況
曲軸制造技術(shù)/工藝的進(jìn)展:曲軸的生產(chǎn)繼QT800-2、QT900-2等幾種牌號后，廣西玉柴等經(jīng)過攻關(guān)已能穩(wěn)定生產(chǎn)QT800-6牌號的曲軸，為曲軸“以鐵代鋼”奠定了基礎(chǔ)。
1 熔煉 高溫低硫純凈鐵水的獲得是生產(chǎn)高質(zhì)量球墨鑄鐵的關(guān)鍵。國內(nèi)主要是以沖天爐為主的生產(chǎn)設(shè)備，鐵水未進(jìn)行預(yù)脫硫處理；其次是高純生鐵少、焦炭質(zhì)量差。目前已采用雙聯(lián)外加預(yù)脫硫的熔煉方法，采用沖天爐熔化鐵水，經(jīng)爐外脫硫，然后在感應(yīng)電爐中升溫并調(diào)整成分。
2 造型 目前，國內(nèi)已有一些曲軸生產(chǎn)廠家從日本、法國、加拿大等國引進(jìn)氣流沖擊造型工藝，而且還引進(jìn)了許多生產(chǎn)線的只有極少數(shù)廠家，如文登天潤曲軸有限公司引進(jìn)了德國KW鑄造生產(chǎn)線。從總體上來講，需改造和更新的陳舊的普通鍛造設(shè)備多，同時，落后的工藝和設(shè)備仍占據(jù)主導(dǎo)地位，先進(jìn)技術(shù)有所應(yīng)用但還不普遍。
3 機(jī)械加工技術(shù) 目前國內(nèi)曲軸生產(chǎn)線多數(shù)由普通機(jī)床和專用機(jī)床組成，生產(chǎn)效率和自動化程度相對較低。粗加工設(shè)備多采用多刀車床車削曲軸主軸頸及拐頸，工序的質(zhì)量穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，難以達(dá)到合理的加工余量。 隨著貿(mào)易全球化的到來，各廠家已意識到了形勢的嚴(yán)峻性，紛紛進(jìn)行技術(shù)改造，全力提升企業(yè)的競爭力，近年來引進(jìn)了許多先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，進(jìn)展速度很快。就目前狀況來講，這些設(shè)備和技術(shù)基本依賴進(jìn)口。
4 熱處理和表面強(qiáng)化處理技術(shù) 曲軸的熱處理關(guān)鍵技術(shù)是表面強(qiáng)化處理。球墨鑄鐵曲軸一般均采用正火處理，為表面處理做好組織準(zhǔn)備，表面強(qiáng)化處理一般采用感應(yīng)淬火或氮化工藝。鍛鋼曲軸則采用軸頸與圓角淬火工藝。曲軸制造技術(shù)的發(fā)展趨勢。
1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求
1）工藝規(guī)程設(shè)計（工藝卡片和工序卡片）
2）夾具設(shè)計(3套） 包括總圖及零件圖，折合零件圖不少于3張
3）設(shè)計說明書一份（不少于10000字）
4）專業(yè)論文翻譯（不少于10000字符）
2 工藝方案的確定
2.1 曲軸零件的結(jié)構(gòu)特點
曲軸類大部分的零件的主要作用用為承載載荷、支撐傳動的零件和以及保證安裝在曲軸上的零件（刀具）具有一定的回轉(zhuǎn)精度空間。
曲軸在軸類零件的地位普通的屬于異型軸，是空壓機(jī)上以及其他機(jī)器的一個不可缺少的零件部分，能夠承載多部分零件傳輸過來的力，并將活塞往復(fù)運動通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)變?yōu)樾D(zhuǎn)運動，將許多零件所做的有用功全輸出去。曲軸在工作時所承受的是很大的扭轉(zhuǎn)力矩以及大小和方向都有變化的彎曲力。
2.2 曲軸零件的技術(shù)要求
材質(zhì)，金相組織，機(jī)械性能和表面缺陷均應(yīng)符合 ZBJ72016~88 《 容積式壓縮機(jī)用球墨鑄鐵技術(shù)條件》的規(guī)定。
鑄件應(yīng)經(jīng)熱處理，熱處理后硬度為 HB190~269 。
加工后主軸徑，曲拐徑及圓弧過渡處均不允許有肉眼可見的毛刺，裂紋，折疊，凹痕，縮松，縮孔，夾雜物等缺陷存在。
圓弧過渡應(yīng)均勻，光滑，無接痕。
曲軸加工后應(yīng)探傷，其要求應(yīng)符合 ZBJ72016-88 《 容積式壓縮機(jī)用球墨鑄鐵技術(shù)條件》的規(guī)定。
錐面應(yīng)進(jìn)行著色檢查，其接觸面積不少于75%。
未鑄造圓角R3—R5，保留中心孔。
3 零件工藝分析
3.1 根據(jù)零件圖和產(chǎn)品裝配圖，對零件進(jìn)行工藝分析
在對我要設(shè)計的零件進(jìn)行工藝規(guī)程設(shè)計的時候，首先應(yīng)掌握該零件在機(jī)器中的相對位置、作用，對該零件提出的主要的技術(shù)要求進(jìn)行理解，明確零件的主要的運行方式，保證該零件能在機(jī)器中運行正常。
掌握零件的結(jié)構(gòu)形狀、材料、硬度及熱處理等情況，了解該零件的主要工藝特點，形成工藝規(guī)程設(shè)計的總體構(gòu)想。
審視改零件的工作方式，另外和各零件的要出理的標(biāo)準(zhǔn)精度、外形精度、相對精度、表面粗糙度及其他各種方面的要求；明確哪些表面是主要加工表面，以便在選擇表面加工方法及擬定工藝路線時重點考慮；對全部技術(shù)要求應(yīng)進(jìn)行歸納整理。
3.2 計算零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型
根據(jù)零件圖查表可知，曲軸為輕型零件，根據(jù)生產(chǎn)要求將確定該零件為小批量生產(chǎn)。
4 毛坯選擇和毛坯圖說明
4.1 毛坯技術(shù)分析
1）確定鑄造斜度:鑄模斜度不大于5°。
2）保證分型面 因為該零件的外形是相互對稱，且最大的對稱軸是中心軸，為了防止起模以及更好的及時的發(fā)現(xiàn)上下模在經(jīng)過中的錯位。
3）零件的熱處理的方法形式 想解除內(nèi)應(yīng)力，減少切削性能。
4.2 確定毛坯種類和制造方法
機(jī)械加工鑄件應(yīng)經(jīng)熱處理，熱處理后硬度為 HB190~269 。
加工后主軸徑，曲拐徑及圓弧過渡處均不允許有肉眼可見的毛刺，裂紋，折疊，凹痕，縮松，縮孔，夾雜物等缺陷存在。
選擇零件的的制造方法改想想下面的要點：a、曲軸的工藝特點；b、毛坯尺寸、形狀和精度要求；c、零件生產(chǎn)綱領(lǐng)；d、采用新型材料、新工藝、新技術(shù)的可能性。在這里毛坯選擇鑄件。
4.3 確定毛坯總余量
材料：QT600-3
鑄造方法：金屬型鑄造
查表（P38），可知鑄件公差等級為CT7-CT9，取鑄件公差等級為CT8，再根據(jù)鑄件基本尺寸查表（P41），可得相應(yīng)鑄件公差尺寸查表可得鑄件加工余量等級為F，再根據(jù)鑄件最大輪廓尺寸（長度方向為250～400），查閱鑄件加工余量表（P39），確定鑄件加工余量為4.0～3.5
故鑄件總長為318+3.5+3.5=325mm(雙側(cè))
加工余量見下表4-1
表 4-1 加工余量
加工表面
基本尺寸
鑄件尺寸公差
機(jī)械加工余量
鑄件尺寸
備注
通軸1
錐面
此4段位同一軸
鍵槽
Φ40外圓面
40
1.4
1.5（雙側(cè)加工）
Φ40外圓面
40
1.4
1.5（雙側(cè)加工）
平衡塊外圓Φ174
174
2.0
2.5（雙側(cè)加工）
179±1.0
連桿軸頸Φ46.5
46.5
1.4
1.5（雙側(cè)加工）
49.5±0.7
Φ40外圓面
40
1.4
1.5（雙側(cè)加工）
43±0.7
工件總長318
318
2.2
3.5（雙側(cè)加工）
325±1.1
連桿軸頸長49
49
1.4
1.5（雙側(cè)加工）
52±0.7
5 工藝設(shè)計過程
5.1 加工階段的劃分
此零件的要生產(chǎn)的要求比較高，可以把生產(chǎn)的階段可以分為粗加工階段，半精加工階段、精加工階段、猝火階段、磨階段等幾個階段。
在粗加工的時候，可以先將粗基準(zhǔn)選好，也就是平衡塊凸臺、使后續(xù)的工序都可以采用精基、平衡塊凸臺加工出來，使后續(xù)的工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求。
5.2 工序的集中與分散
本零件采用工序集中原則安排零件的加工工序。這個零件曲軸加工后主軸徑，曲拐徑及圓弧過渡處均不允許有肉眼可見的毛刺，裂紋，折疊，凹痕，縮松，縮孔，夾雜物等缺陷存在。圓弧過渡應(yīng)均勻，光滑，無接痕。
5.3 工序順序的安排
1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)，即在前面加工階段先加工小端裝夾外圓面、平衡塊定位凸臺。
2）遵循“先主后次”原則，先加工主要外圓表面，再加工螺紋孔。
3）遵循“先面后孔”原則，比如先加工主軸外圓面再加工小端軸螺紋孔。
5.4 定位基準(zhǔn)的選擇
加工后主軸徑，曲拐徑及圓弧過渡處均不允許有肉眼可見的毛刺，裂紋，折疊，凹痕，縮松，縮孔，夾雜物等缺陷存在。
圓弧過渡應(yīng)均勻，光滑，無接痕。
粗基準(zhǔn)：毛坯中小端Φ46.5通軸外圓面和大端Φ40外圓面所確定的軸線
小端Φ46.5外圓軸肩面，未經(jīng)加工的平衡塊凸臺
精基準(zhǔn)：主軸頸軸線、小端Φ40外圓軸肩面、平衡塊凸臺
互為基準(zhǔn)的：平衡塊凸臺和大端主軸頸端面
5.5 零件的表面加工方法的選擇
表5-1 表面加工方法
加工表面
加工方案
端面、平衡塊凸臺
銑
M12螺紋孔
鉆
?1:10錐面
粗車——半精車——精車
兩端Φ40主軸頸
粗車——半精車——精車
Φ174平衡塊外輪廓
粗車
Φ30連桿軸頸
粗車——半精車——精車
Φ10內(nèi)孔
鉆
倒角
車
6 制定工藝路線
以下為設(shè)計的兩種方案，分析比較如下：
6.1 工藝路線方案一
工序一：銑兩端面，打中心孔
工序二：粗車大端主軸頸及平衡塊外輪廓
工序三：粗車小端外輪廓
工序四：半精車大端主軸頸及倒角
工序五：精車大端主軸頸及倒角
工序六：半精車小端主軸頸Φ40外圓及錐面
工序七：打鍵槽
工序八: 精車Φ40外圓及錐面
工序九：仿形車床粗車連桿軸頸及其軸肩
工序十：仿形車床半精車連桿軸頸及其軸肩
工序十一：仿形車床精車連桿軸頸及其軸肩
工序十二：打通孔及打M12螺紋孔并攻絲
工序十三：主軸頸、連桿軸頸淬火
工序十四：仿形磨床磨連桿軸頸外圓及其軸肩面
工序十五：磨大端主軸頸及其軸肩面
工序十六：磨小端主軸頸及其軸肩面
工序十七：去毛刺
工序十八：檢驗
6.2 工藝路線方案二
工序一：銑兩端面，打中心孔
工序二：粗車大端主軸頸及平衡塊外輪廓
工序三：粗車小端外輪廓
工序四：半精車大端主軸頸及倒角
工序五：半精車小端主軸頸Φ40外圓及錐面
工序六：精車大端主軸頸及倒角
工序七：打鍵槽
工序八: 精車小端主軸頸Φ40外圓及錐面
工序九：利用偏心夾具在車床上粗車連桿軸頸及其軸肩
工序十：利用偏心夾具在車床上半精車連桿軸頸及其軸肩
工序十一：利用偏心夾具在車床上精車連桿軸頸及其軸肩
工序十二：鉆直通孔及M12螺紋孔并攻絲
工序十三：主軸頸、連桿軸頸淬火
工序十四：利用偏心夾具在車床上磨連桿軸頸外圓及其軸肩面
工序十五：磨大端主軸頸及其軸肩面
工序十六：磨小端主軸頸及其軸肩面
工序十七：去毛刺
工序十八：檢驗
6.3 工藝方案的比較與分析
這幾個方案的最主要不同時在于對連桿的加工的上，一個是用機(jī)床來加工曲軸的，另一個是用偏心夾具來生產(chǎn)曲軸的連桿。考慮到現(xiàn)實客觀條件因素，選工藝路線方案一,機(jī)床選擇較為方便，經(jīng)濟(jì)性好。
7 工序間尺寸、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的確定
主要表面加工余量分配：
1）小端Φ40外圓
表7-1表面加工余量分配
工序名稱
工序余量
工序基本尺寸
工序尺寸及偏差
磨
0.4
40
Φ40
精車
0.25
40.4
Φ40.4
半精車
0.45
40.85
Φ40.85
粗車
1.2
41.1
Φ41.1
毛坯
2.3
42.3
Φ42.3
2）大端Φ40外圓
表7-2表面加工余量分配
工序名稱
工序余量
工序基本尺寸
工序尺寸及偏差
磨
0.4
40
Φ40
精車
0.25
40.4
Φ40.4
半精車
0.45
40.85
Φ40.85
粗車
1.2
41.1
Φ41.1
毛坯
2.3
42.3
Φ42.3
3）Φ46.5連桿軸頸
表7-3表面加工余量分配
工序名稱
工序余量
工序基本尺寸
工序尺寸及偏差
磨
0.4
46.5
Φ46.5
精車
0.25
46.9
Φ46.9
半精車
0.45
47.15
Φ47.15
粗車
1.2
47.6
Φ47.6
毛坯
2.3
48.8
Φ48.8
4） 軸向尺寸的加工余量則根據(jù)被加工表面的精度等級，非重要表面粗加工余量留3，重要加工表面如主軸頸軸肩面、連桿軸頸軸肩面則按下表分配加工余量。
表7-4表面加工余量分配
工序名稱
工序余量
精加工
0.5
半精加工
1
粗加工
1.5
毛坯
3
8 加工余量，切削用量，工時定額的確定
8.1 工序一：銑兩端面，打中心孔
8.1.1 工步一：銑兩端面
本工序為粗銑（同時銑兩端面）。已知加工材料為QT600-3，鑄件。機(jī)床為銑床XA6132，工件被夾具夾在工作臺上。同時由加工工序余量可知粗銑的單邊余量為3.5mm.
1）確定切削深度=3.5mm
2）確定每齒進(jìn)給量
此工序選擇YG6硬質(zhì)合金端銑刀，查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》，=0.14-0.24根據(jù)工件的實際尺寸，則選擇銑刀的具體參數(shù)如下：D=700mm，齒數(shù)由書上參考選為z=3，取 =0.2，則進(jìn)給量f=0.2×4=0.8。
3）確定切削速度和工作臺每分鐘進(jìn)給量
工件材料QT600-3，硬度HB190-269，選擇切削速度 =65m/min，計算主軸轉(zhuǎn)速n= =258.35,查表選得到最相似的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速n=255,然后計算的實際轉(zhuǎn)速= =64
4)計算基本時間=,主軸轉(zhuǎn)速n=255 r/min，工作臺進(jìn)給量=0.24255=204mm/min,根據(jù)機(jī)床取=190 mm/min，切削加工面 L=40（取大端尺寸），查表=7，故==0.24min
5）計算,查表得輔助時間=0.2min, 布置工作地時間=0.3min, 休息與生理需要時間=0.1min,
則:=0.24+0.2+0.3+0.1=0.84min
6）小結(jié)
綜上所述，機(jī)床為銑床XA6130，主軸轉(zhuǎn)速為255r/min，切削速度64m/min，進(jìn)給量f=0.8mm/r，切削深度3.5mm，機(jī)動時間0.24min，輔助時間0.2min。
8.1.2 工步二：兩端面打中心孔
1） 確定切削深度=10mm
2） 選用中心鉆d=2.5, =6.3, =45,f=0.11-0.13mm/r,取f=0.12 mm/r
3） 確定切削速度
查表得=50,則n==1592，取n=1610，得到實際切削速度= =50.24 r/min
4） 基本時間= ,, l=14, =3,=5,則==0.23min
5） 計算,查表得輔助時間=0.2min,布置工作地時間=0.3min, 休息與生理需要時間=0.1min,
則=0.23+0.2+0.3+0.1=0.83min
6）小結(jié)
綜上所述，機(jī)床為銑床XA6130，主軸轉(zhuǎn)速為1600r/min，切削速度50.24m/min，進(jìn)給量f=0.12mm/r，切削深度10mm，機(jī)動時間0.23min，輔助時間0.2min。
8.2 工序二：粗車大端主軸頸及平衡塊外輪廓
8.2.1 工步一：粗車大端Φ40主軸頸外圓面及軸肩
1）確定切削深度=1.2mm
2）確定進(jìn)給量f=0.4-0.5mm/r,取f= 0.5mm/r
3） 確定切削速度，查表，初選=65,計算轉(zhuǎn)速n==489.4,根據(jù)機(jī)床選n=500 r/min，計算出==66.41 m/min
4) 基本時間=，故==0.104min
5) 計算 ,查表得輔助時間=0.2min, 布置工作地時間=0.3min, 休息與生理需要時間=0.1min,
則==0.104+0.2+0.3+0.1=0.704min
6）小結(jié)
綜上所述，機(jī)床為臥式車床CA6140，主軸轉(zhuǎn)速為500r/min，切削速度66.41m/min，進(jìn)給量f=0.5mm/r，切削深度1.2mm，機(jī)動時間0.104min，輔助時間0.2min。
8.2.2 工步二：車平衡塊Φ174外輪廓
1）確定切削深度=1.0mm
2）確定進(jìn)給量f=0.014-3.16mm/r,取f= 0.5mm/r
3) 確定切削速度，查表得到，初選=70,計算轉(zhuǎn)速==128,根據(jù)機(jī)床選n=132，計算出==72.12
4) 基本時間=,故 ==0.439min
5) 計算,查表得輔助時間=0.2min, 布置工作地時間=0.3min, 休息與生理需要時間=0.1min,
則==0.439+0.2+0.3+0.1=1.039min
6）小結(jié)
綜上所述，機(jī)床為臥式車床CA6140，主軸轉(zhuǎn)速為500r/min，切削速度66.41m/min，進(jìn)給量f=0.5mm/r，切削深度1.2mm，機(jī)動時間0.104min，輔助時間0.2min。
8.3 工序三：粗車小端外輪廓
8.3.1 工步一：粗車小端Φ40主軸頸外圓面及軸肩
1）確定切削深度=1.2mm
2）確定進(jìn)給量f=0.4-0.5mm/r,取f= 0.5mm/r
3）確定切削速度，查表，初選=65m/min,計算轉(zhuǎn)速n==489.4r/min,根據(jù)機(jī)床選n=500 r/min，計算出==66.41 m/min
4）基本時間=，故==0.676min
5)計算,查表得輔助時間=0.2min, 布置工作地時間=0.3min, 休息與生理需要時間=0.1min,
則==0.676+0.2+0.3+0.1=1.276min
6）小結(jié)
綜上所述，機(jī)床為臥式車床CA6140，主軸轉(zhuǎn)速為500r/min，切削速度66.41m/min，進(jìn)給量f=0.5mm/r，切削深度1.2mm，機(jī)動時間0.104min，輔助時間0.2min。
8.3.2 工步二：粗車錐面
1）確定切削深度=1.2mm
2）確定進(jìn)給量,取f= 0.5mm/r
3) 確定切削速度，查表，初選=65m/min,計算轉(zhuǎn)速n==489.4r/min,根據(jù)機(jī)床選n=500 r/min，計算出==66.41 m/min
4）基本時間=，故==0.152min
5)計算,查表得輔助時間=0.2min,布置工作地時間=0.3min, 休息與生理需要時間=0.1min,
則==0.152+0.2+0.3+0.1=0.752min
6）小結(jié)
綜上所述，機(jī)床為臥式車床CA6140，主軸轉(zhuǎn)速為500r/min，切削速度66.41m/min，進(jìn)給量f=0.5mm/r，切削深度1.2mm，機(jī)動時間0.104min，輔助時間0.2min。
8.4 工序四：半精車大端主軸頸及倒角
8.4.1 工步一：半精車大端Φ40主軸頸外圓面及軸肩
1）確定切削深度=0.45mm
2）確定進(jìn)給量,取f= 0.2mm/r
3）確定切削速度，查表，初選=100m/min,計算轉(zhuǎn)速n==774.9 r/min,根據(jù)機(jī)床選n=800 r/min，計算出= =103.24 m/min
4）基本時間=，故 ==0.16min
5) 計算, 查表得輔助時間=0.2min, 布置工作地時間=0.3min, 休息與生理需要時間=0.1min
則=0.16+0.2+0.3+0.1=0.76min
6）小結(jié)
綜上所述，機(jī)床為數(shù)控車床CA6140，主軸轉(zhuǎn)速為500r/min，切削速度66.41m/min，進(jìn)給量f=0.5mm/r，切削深度1.2mm，機(jī)動時間0.104min，輔助時間0.2min。
8.4.2 工步二：車大端主軸頸上1×45°倒角
1）確定切削深度=1mm
2）確定進(jìn)給量,取f= 0.2mm/r
3）確定切削速度，查表，初選=90m/min,計算轉(zhuǎn)速n==697.4 r/min,根據(jù)機(jī)床選n=710 r/min，計算出= =91.63 m/min
4）基本時間=，故 ==0.03min
5) 計算, 查表得輔助時間=0.2min, 布置工作地時間=0.3min, 休息與生理需要時間=0.1min
則=0.03+0.2+0.3+0.1=0.63min
6）小結(jié)
綜上所述，機(jī)床為臥式車床CA6140，主軸轉(zhuǎn)速為700r/min，切削速度91.63m/min，進(jìn)給量f=0.2mm/r，切削深度1.0mm，機(jī)動時間0.03min，輔助時間0.2min。
8.5 工序五：精車大端主軸頸及倒角
8.5.1 工步一：精車大端Φ40主軸頸外圓面及軸肩
1）確定切削深度=0.25mm
2）確定進(jìn)給量,取f= 0.2mm/r
3）確定切削速度，查表，初選=100m/min,計算轉(zhuǎn)速n==774.9 r/min,根據(jù)機(jī)床選n=800 r/min，計算出==101.48 m/min
4）基本時間=，故 ==0.16min
5) 計算,查表得輔助時間=0.2min, 布置工作地時間=0.3min, 休息與生理需要時間=0.1min,
則=0.16+0.2+0.3+0.1=0.76min
6）小結(jié)
綜上所述，機(jī)床為臥式車床CA6140，主軸轉(zhuǎn)速為800r/min，切削速度101.48m/min，進(jìn)給量f=0.2mm/r，切削深度0.25mm，機(jī)動時間0.16min, 輔助時間0.2min。
8.5.2 工步二：精車大端主軸頸上1×45°倒角
1）確定切削深度=1mm
2）確定進(jìn)給量,取f= 0.2mm/r
3）確定切削速度，查表，初選=90m/min,計算轉(zhuǎn)速n==697.4 r/min,根據(jù)機(jī)床選n=710 r/min，計算出==91.63 m/min
4) 基本時間=，故==0.03min
5) 計算,查表得輔助時間=0.2min， 布置工作地時間=0.3min，休息與生理需要時間=0.1min ，
則=0.16+0.2+0.3+0.1=0.76min
6）小結(jié)
綜上所述，機(jī)床為臥式車床CA6140，主軸轉(zhuǎn)速為710r/min，切削速度91.63m/min，進(jìn)給量f=0.2mm/r，切削深度1.0mm，機(jī)動時間0.03min, 輔助時間0.2min。
8.6 工序六：半精車Φ40外圓面及軸肩錐面、小端錐面
8.6.1 工步一：半精車小端Φ40主軸頸外圓面及軸肩
1）確定切削深度=0.45mm
2）確定進(jìn)給量,取f= 0.2mm/r
3）確定切削速度，查表，初選=100m/min,計算轉(zhuǎn)速n==774.9 r/min,根據(jù)機(jī)床選n=800 r/min，計算出==103.24 m/min
4）基本時間=，故 ==1.056min
5) 計算,查表得輔助時間=0.2min，布置工作地時間=0.3min，休息與生理需要時間=0.1min，
則=1.056+0.2+0.3+0.1=1.656min
6）小結(jié)
綜上所述，機(jī)床為臥式車床CA6140，主軸轉(zhuǎn)速為800r/min，切削速度103.24m/min，進(jìn)給量f=0.45mm/r，切削深度0.2mm，機(jī)動時間0.1056min, 輔助時間0.2min。
8.6.2 工步二：倒Φ40主軸頸上角
1）確定切削深度=1mm
2）確定進(jìn)給量,取f= 0.2mm/r
3）確定切削速度，查表，初選=90m/min,計算轉(zhuǎn)速n==697.4 r/min,根據(jù)機(jī)床選n=710 r/min，計算出==91.63 m/min
4）基本時間=，故 ==0.03min
5) 計算,查表得輔助時間=0.2min，布置工作地時間=0.3min，休息與生理需要時間=0.1min，
則==0.03+0.2+0.3+0.1=0.63min
6）小結(jié)
綜上所述，機(jī)床為臥式車床CA6140，主軸轉(zhuǎn)速為700r/min，切削速度91.63m/min，進(jìn)給量f=0.2mm/r，切削深度0.2mm，機(jī)動時間0.03min, 輔助時間0.2min。
8.6.3 工步三：半精車錐面
1）確定切削深度=0.75mm
2）確定進(jìn)給量,取f= 0.2mm/r
3）確定切削速度，查表，初選=90m/min,計算轉(zhuǎn)速n==697.4r/min,根據(jù)機(jī)床選n=710 r/min，計算出==91.63 m/min
4）基本時間=，故==0.107min
5) 計算,查表得輔助時間 =0.2min，布置工作地時間=
0.3min，休息與生理需要時間=0.1min，
則=0.107+0.2+0.3+0.1=0.707min
6）小結(jié)
綜上所述，機(jī)床為臥式車床CA6140，主軸轉(zhuǎn)速為710r/min，切削速度91.63m/min，進(jìn)給量f=0.2mm/r，切削深度0.2mm，機(jī)動時間0.107min, 輔助時間0.2min。
8.7 工序七：銑鍵槽
8.7.1 工步一：銑鍵槽
1） 確定銑削深度=2.0mm
2）f=0.12-0.16mm/r,取f=0.15 mm/r ,由于材料為：QT600-3 故選銑刀選細(xì)齒立式合金銑刀。細(xì)齒立銑刀齒數(shù) Z=5～8 則選Z=6
3) 確定切削速度
查表得=60m/min,故n= =1910r/min，取n=1900r/min，則實際切削速度= =59.66 r/min
4) 基本時間,=1,h=4.25,=30.1,d=10,=70,=70,則==0.36min
5) 計算,查表得輔助時間=0.2min, 布置工作地時間=0.3min, 休息與生理需要時間=0.1min,
則=0.2+0.2+0.3+0.1=0.8min
6）小結(jié)
綜上所述，機(jī)床為銑床X920A，主軸轉(zhuǎn)速為1900r/min，切削速度59.66m/min，進(jìn)給量f=0.15mm/r，切削深度2.0mm，機(jī)動時間0.8min, 輔助時間0.2min。
8.8 工序八：精車Φ40外圓面及軸肩錐、小端錐面
8.8.1 工步一：精車小端Φ40主軸頸外圓面及軸肩
1）確定切削深度=0.45mm
2）確定進(jìn)給量,取f= 0.2mm/r
3）確定切削速度，查表，初選=100m/min,計算轉(zhuǎn)速n==779.6 r/min,根據(jù)機(jī)床選n=800 r/min，計算出= =105.13m/min
4）基本時間=，故 ==0.16min
5) 計算,查表得輔助時間=0.2min，布置工作地時間=54min，休息與生理需要時間=16min
則=0.16+0.2+0.3+0.1=0.76min
6）小結(jié)
綜上所述，機(jī)床為臥式車床CA6140，主軸轉(zhuǎn)速為800r/min，切削速度105.13m/min，進(jìn)給量f=0.45mm/r，切削深度0.2mm，機(jī)動時間0.16min，輔助時間0.2min。
8.8.2 工步二：精車錐面
1）確定切削深度=0.25mm
2）確定進(jìn)給量,取f= 0.2mm/r
3) 確定切削速度，查表，初選=90m/min,計算轉(zhuǎn)速n==701.7r/min,根據(jù)機(jī)床選n=710 r/min，計算出==91.07 m/min
4) 基本時間=，故==0.18min
5) 計算,查表得輔助時間=0.2min, 布置工作地時間=0.3min, 休息與生理需要時間=0.1min,
則=0.18+0.2+0.3+0.1=0.78min
6）小結(jié)
綜上所述，機(jī)床為臥式車床CA6140，主軸轉(zhuǎn)速為710r/min，切削速度91.07m/min，進(jìn)給量f=0.2mm/r，切削深度0.2mm，機(jī)動時間0.18min，輔助時間0.2min。
8.9 工序九：粗車連桿軸頸及其軸肩
8.9.1 工步一：粗車連桿軸頸及其軸肩
1）確定切削深度=1.2mm
2）確定進(jìn)給量,取f= 0.5mm/r
3）確定切削速度，查表，初選=80m /min,計算轉(zhuǎn)速n==522 r/min,根據(jù)機(jī)床選n=530r/min，計算出= =81.21m/min
4) 基本時間=，故 ==0.23min
5) 計算,查表得輔助時間 =0.2mi你，布置工作地時間=0.3min，休息與生理需要時間=0.1min，
則==0.23+0.2+0.3+0.1=0.83min
6）小結(jié)
綜上所述，機(jī)床為仿形車床CA6140，主軸轉(zhuǎn)速為530r/min，切削速度81.21m/min，進(jìn)給量f=0.5mm/r，切削深度1.2mm，機(jī)動時間0.23min, 輔助時間0.2min。
8.10 工序十：半精車連桿軸頸及其軸肩
8.10.1 工步一：半精車連桿軸頸及其軸肩
1）確定切削深度=0.45mm
2）確定進(jìn)給量,取f= 0.5mm/r
3）確定切削速度，查表，初選=100m/min,計算轉(zhuǎn)速n==669.1 r/min,根據(jù)機(jī)床選n=710r/min，計算出= =134.88m/min
4）基本時間=，故 ==0.17min
5) 計算,查表得輔助時間=0.2min，布置工作地時間=0.3min，休息與生理需要時間=0.1min，
則=0.17+0.2+0.3+0.1=0.77min
6）小結(jié)
綜上所述，機(jī)床為仿形車床CA6140，主軸轉(zhuǎn)速為710r/min，切削速度134.88m/min，進(jìn)給量f=0.5mm/r，切削深度0.45mm，