曲軸箱的加工工藝設計

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本科畢業(yè)論文（設計） - 第 1 頁 - 曲軸箱的加工工藝設計 1 曲軸箱的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 曲軸箱的技術要求 需要的聯(lián)系 78290349 加工表面 尺寸及偏差 公差及精度等級 表面粗糙度 (形位公差 箱蓋上表面 蓋下表面 行度 口孔 座上表面 行度 座下表面 口面、 缸口孔面與軸承孔中心 線 行度 直度 承孔 承孔面 曲軸箱形狀特殊，為實現(xiàn)配合要求，加工精度要求較高。 （ 1） 審查曲軸箱的工藝 分析零件圖可知，曲軸箱要求先粗銑、精銑箱蓋，底座上下表面，以底座下表面為基準，本科畢業(yè)論文（設計） - 第 2 頁 - 打磨箱蓋與底座結(jié)合面，保證箱體尺寸，在通過合箱來加工重要部位，軸承孔、軸承面、缸扣孔、缸口面。由于表面粗糙度較高，需要粗、精銑、刮表面來達到要求。雖然重要加工部件精度相對較高，但也可以在正常生產(chǎn) 條件下，采用較經(jīng)濟的方法保證質(zhì)量地加工出來，因此零件地工藝較好。 （ 2）確定曲軸箱地生產(chǎn)類型 依要求知 :"Q=1000 臺 /年 ,m=1 件 /臺 ;結(jié)合生產(chǎn)實際 ,備品率 a%廢品率 b%分別取 3%和5%，代入公式：Ｎ =500×1×(1+3%)×(1+5%)=541 件 /年 該曲軸箱為小批量生產(chǎn)。 1． 1 確定毛坯 （ 1）選擇毛坯 該零件材料為 坯為鑄件，在小批量生產(chǎn)類型下，考慮到零件結(jié)構(gòu)比較簡單，所以采用砂型鑄造的方法生產(chǎn)毛坯。鑄件精度低，加工余量大。 （ 2）、確定毛坯的尺寸公差和機械余量。 查表確定毛坯的尺寸 公差及機械加工余量： ①由表 12－ 3 得： 曲軸箱毛坯鑄件的公差等級 由表 12－ 4 得： 曲軸箱鑄件尺寸公差為 5? 由表 12－ 5 得： 曲軸箱鑄件得機械加工余量等級為 9 ④由表 12－ 2 得： 曲軸箱鑄件得機械加工余量為 ． 2 擬定曲軸的工藝路線 （ 1） 定位的選擇 定位基準有粗基準和精基準之分，通常先確定粗基準，然后在確定精基準。在工件加工時，因毛坯精度較低，粗加工時以采用劃線找正裝夾。為保證曲軸箱上重要表面的精度，根據(jù)粗基準選擇原則，以箱蓋下表面為基準加 工箱蓋上表面。以底座上表面為粗基準加工底座下表面。在由精基準選擇原則中互為基準原則來加工箱蓋上下表面、底座上下表面。軸承孔、面由底座下表面為基準加工，實現(xiàn)了設計基準和工藝基準的重合，保證了要求，減少了誤差。 本科畢業(yè)論文（設計） - 第 3 頁 - （ 2） 表面加工方法的確定 加工表面 尺寸精度等級 表面粗造度 加工方案 備注 箱蓋上表面 銑－半精銑 表 1－ 8 箱蓋下表面 銑－精銑－磨 表 1－ 8 缸口孔 銑－半精銑－精銑 表 1－ 7 底座上表面 銑－精銑－磨 表 1－ 8 底座下表面 銑－半精銑 表 1－ 8 軸承面 銑－半精銑 表 1－ 8 軸承孔 銑－半精銑－精銑 表 1－ 7 缸口面 銑－半精銑 表 1－ 8 箱體輸油孔面 銑 表 1－ 8 箱體出油孔面 銑 表 1－ 8 （ 3） 加工階段的劃分 曲軸箱的加工精度要求較高，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工、精加工，磨加工幾個階段。 在粗加工階段，首先將粗基準準備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準。定位加工，保證其他加工表面的精度要求。 其中箱體的軸承孔加工是通過合箱 ，上定位銷來加工，并且上下箱不能互換，要打標記。在加工好后要用心棒檢查。然后加工缸口，用心軸，軸承孔面，底座底面定位，加工其缸口保證孔與軸承孔中心線的垂直度，同時并刮缸口端面保證與軸承孔中心線的平行度。 最后加工一些不重要的孔。 （ 4） 工序集中與分散 先用工序集中原則安排曲軸箱的加工工序。該曲軸箱為小批量生產(chǎn)，可采用普通機床，配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率。運用工序集中原則，縮短輔助時間，方便加工。 本科畢業(yè)論文（設計） - 第 4 頁 - （ 5） 工序順序的安排 ① 機械加工工序 A 遵循“先基準后其他”的原則，在工藝過程開始先將上述定位基準面加工出來 ，如底座的下表面。 B、遵循“先主后次”的原則，先安排粗加工主要表面：箱體上下表面、結(jié)合面、軸承面，缸口面。后加工次要的箱體的輸、出油孔面。 C、遵循“先粗后精”的原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 D、遵循“先面后孔”的原則，在每個加工階段均先加工平面，再加工孔。因為這樣加工平面出來時系統(tǒng)的剛性較好。 ② 熱處理 人工時效 ③ 輔助工序 毛坯檢驗、去毛刺、清洗、終檢工序 綜上工藝分析可簡單整理為； 鑄件必須進行時效處理，以消除應力．有條件時應在露天存放一年以上再加工． 為提高孔的加工精度，應將粗鏜 、半精鏜和精鏜分開進行 孔的尺寸精度檢驗，使用內(nèi)徑千分表或內(nèi)徑百分表進行測量． 同一軸線上各孔的同軸度，可采用檢驗心軸進行檢驗． 各軸孔的軸線之間的平行度，以及軸孔的軸線與基準面的平行度，均應通過檢驗心軸進行測量． 為了保證加工精度應使定位基準統(tǒng)一，該零件主要定位基準， 軸承孔面，心軸定位 。 底座底面為輔助定位 （ 6） 確定工藝路線 本科畢業(yè)論文（設計） - 第 5 頁 - 軸軸 箱箱 的的 加加 工工 工工 藝藝 路路 線線 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 定位基準 設備 1 鑄造 2 熱處理 人工時效 3 檢驗 4 劃線 劃箱蓋下表面線找正裝夾 工作臺 5 銑 銑箱蓋上 下表面 互為基準 立銑床 6 劃線 7 鉆孔 鉆箱蓋下表面的孔系 以下表面為基準 8 劃線 劃底座上表面線找正裝夾 9 銑 銑底座上下表面 互為基準 立銑床 10 劃線 11 鉆孔 鉆底座上表面的孔系 以上表面為基準 鉆床 12 磨 打磨箱體結(jié)合面。 磨床 13 油漆 14 合箱 上螺栓打銷孔，打標記 15 銑 銑軸承面 以下表面為基準 立銑床 16 鏜 鏜軸承孔并刮面 以下表面為基準 17 鉆 鉆軸承孔系 鉆套 18 銑 銑兩缸口 專用夾具 鏜床 19 鏜 鏜兩缸口并刮面 專用夾具 鏜床 20 鉆 鉆兩缸口 專用夾具 鏜床 21 鏜 鏜輸油孔 以下表面為基準 22 鉆 鉆出油孔面 以下表面為基準 23 銑 銑輸油孔面 以下表面為基準 24 鉗 去毛刺 25 清洗 26 檢驗 本科畢業(yè)論文（設計） - 第 6 頁 - 1． 3 機床設備及工藝裝備選用 機床設備的選用和工藝裝備的選用：根據(jù)小批量生產(chǎn)類型工藝特征，選擇通用機床和部分專用夾具來加工，在工藝卡片中均寫出。 1． 4 加工余量、工序尺寸和公差的確定 （ 1）工序 9：銑面 ① 以底座下表面 B 定位，粗銑上表面 A，保證工序尺寸 ② 以 A 為基準定位，粗銑 B，保證工序尺寸 ③ 以 B 為基準定位，半精銑 A,保證工序尺寸 ④ 以 A 為基準定位，精銑 B，保證工序尺寸 有少量的磨削余量。通過磨削達到表面粗糙度的要求。 各工序寸： 通過 軸承孔面，心軸為主要定位 ,斜板為輔助定位。這存在著 X、 Y 轉(zhuǎn)動方向 上的過定位。由于軸承孔面與軸承孔的垂直度很高 ,都是加工面 ,底面也是加工面 ,過定位是合適的。箱體采用一次裝夾，減少裝夾誤差。 （ 2）夾緊機構(gòu) 本科畢業(yè)論文（設計） - 第 7 頁 - 夾緊機構(gòu)在機床夾具設計中占有很重要 的地位。一般來說設計夾緊機構(gòu)應該考慮夾緊必須保證定位準確可靠，而不能破壞定位；工件和夾具的變形必須在允許的范圍內(nèi)；各元件要有足夠的強度和剛度；操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習慣等。本工序中夾緊部分選自上向下壓緊 . 特別的壓板來夾緊箱體。通過擰緊螺母使壓板壓緊箱體，實現(xiàn)夾緊。 用此壓板通過特定的螺栓來箱體。壓板上開的兩 U 型槽便于調(diào)節(jié)安裝的位置。 上面的圖是特質(zhì)螺栓兩端均帶螺紋，長螺紋一端上螺母，短螺紋一端上 T 型槽， T 型螺栓的尺寸根據(jù) 床的工作臺設計。通過上圖裝置把底板固定在工作臺 上。底板圖如下 本科畢業(yè)論文（設計） - 第 8 頁 - 底板上沉孔的大小根據(jù)所選的鏜床的工作臺 T 型槽確定。而另外的孔是安裝斜板 ,輔助支撐 和螺栓用的。 底板上的凸臺表面粗糙度為 、 Y 方向的轉(zhuǎn)動和 Z 方向的移動。 此斜板可以阻止箱體沿 Z 軸的轉(zhuǎn)動，并保證箱體放的位置準確。 （ 3）對刀裝置 利用鏜床上的旋轉(zhuǎn)工作臺，一次裝夾加工兩缸口 ，采用打表找圓心的方法找鑄孔的圓心來對刀，確定對刀面與定位元件之間的尺寸 關系。 （ 4）夾具與機床連接元件 采用四個標準定位鍵固定在斜板的四角處的沉孔中，用 T 型螺栓固定底板的位置。用于確定鏜床夾具相對機床的旋轉(zhuǎn)，進給方向的正確位置，并保證定位鍵與工作臺 T 型槽相匹配的要求。 （ 5）定位誤差的分析 一批工件依次在夾具中進行定位時，由于工序基準的變動對加工表面位置尺寸所造成的極限值之差值稱為定位誤差。產(chǎn)生定位誤差的因素主要有工件在夾具中的定位、夾緊誤差；家具帶著工件安裝在機床上，相對機床主軸或運動導軌的位置誤差；加工過程中的本科畢業(yè)論文（設計） - 第 9 頁 - 誤差，如機床幾何精度、工藝系統(tǒng)的受力、受熱變形、切削振動等原因 引起的誤差。設計夾具定位方案時，要充分考慮此定位方案的定位誤差是否在允許的范圍內(nèi)。一般定位誤差應控制在工件允差的 1/3 之內(nèi)。 由于加工基準和設計基準一致。定位誤差主要為軸承孔與心軸之間的誤差。 2． 3 夾具裝備圖 2． 4 繪制夾具零件圖 3 設計總結(jié)及個人體會 本次畢業(yè)設計是大學里最為重要的課程之一，為了能順利完成，我在長壁煤礦機械廠實習了一個多月，目的是了解機床。首先，請師傅給我解剖了一臺普通車床的工作原理，其次有師傅對機床講解機床的詳細結(jié)構(gòu)，功能。最后還了解了其它設備。這對我?guī)椭艽?，特別是普通車床改裝其它機床，對我啟迪很大，使我對畢業(yè)設計有了想法。通過在工廠實習，認識了解了許多機床和其性能，并通過親手操作知道各種機床適合加工哪些部件，這為我畢業(yè)設計中合理選擇設備打下基礎。 畢業(yè)設計是對所學專業(yè)的一次完整的綜合應用，在查找資料，解決實際問題方面得到了很大的提高。本次設計近兩個月，通過這次設計使我深刻的認識到機械設計的重要性。這次設計是對大學四年所學知識的最好檢驗，是對所學知識系統(tǒng)以及系統(tǒng)運用專業(yè)知識的能力，同時在分析問題，解決問題和獨立取舍資料能力上得到進一步鍛煉，為以后工作奠定良好的 基礎。 此次畢業(yè)設計使我對所學專業(yè)有了‘質(zhì)’的飛躍，也為我今后的工作學習奠定了一個堅實的基礎。這次畢業(yè)設計的順利完成，使我體驗到了一種成就感。相信在今后的學習和工作中，我會繼續(xù)努力，做一名對社會有用之人。 4 致謝 “衷心藏之，何日忘之”在我即將完成此次畢業(yè)設計之際，我要再次衷心感謝幫助我，指導我的師傅，老師。特別是孫老師， 他既注重從宏觀上把握這個課題的發(fā)展方向，加以總體指導，又注重培養(yǎng)我獨立思考的能力。他 用其多年的教學經(jīng)驗，不辭辛勞的對我指導，才使得我畢業(yè)設計能順利完成。感激之情難以言表。最后我想說聲： 謝謝！ 5 參考資料 (1)《機械制造裝備設計》 馮辛安 主編 第二版 機械工業(yè)出版社 (2)《機械制造基礎課程設計指導教程》 鄒青 主編 機械工業(yè)出版社； 本科畢業(yè)論文（設計） - 第 10 頁 - (3)《機床夾具設計手冊》 楊黎明 主編 國防工業(yè)出版社； (4) 《金屬機械加工人員手冊》 趙如福 主編 上?？茖W技術 出版社； (5) 《機械零件手冊》 周開勤 主編 高等教育出版社； (6)《互換性與技術測量》 韓進宏 主編 機械工業(yè)出版；