机械课程设计:曲轴
单缸柴油机曲轴课程设计

单缸柴油机曲轴课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解单缸柴油机的结构组成,特别是曲轴的作用及其在发动机中的地位;2. 学生能够掌握曲轴的基本工作原理,包括转速与扭矩的转换关系;3. 学生能够描述曲轴的常见故障及其原因。
技能目标:1. 学生能够通过实际操作识别单缸柴油机的曲轴,并展示其工作原理;2. 学生能够运用所学的知识分析曲轴故障案例,提出合理的维修与保养建议;3. 学生能够设计简单的曲轴维修保养流程,并进行模拟操作。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对机械工程领域的兴趣,特别是对柴油机这一传统工业产品的认识与尊重;2. 学生通过学习曲轴相关知识,增强对机械设备结构与功能的探索欲望,激发创新意识;3. 学生在学习过程中,培养团队合作精神,提高解决问题的能力和责任意识。
课程性质:本课程为实践性较强的技术学科课程,要求学生结合理论知识与实际操作,深入理解单缸柴油机曲轴的相关知识。
学生特点:考虑到学生年级特点,课程内容设计需兼顾知识性与趣味性,以激发学生的学习兴趣和动手操作的欲望。
教学要求:教学内容应紧密结合课本,通过实物展示、案例分析等教学方法,提高学生对曲轴知识的掌握与应用能力,同时注重培养学生的实践操作技能和解决问题的能力。
通过分解课程目标为具体的学习成果,为教学设计和评估提供明确的方向。
二、教学内容1. 引入概念:介绍单缸柴油机的整体结构,强调曲轴在发动机工作过程中的关键作用。
相关教材章节:第一章《内燃机概述》2. 理论知识:详细讲解曲轴的构造、工作原理及其与发动机性能的关联。
相关教材章节:第二章《曲柄连杆机构》3. 实物教学:通过拆解与组装单缸柴油机模型,直观展示曲轴及其附属部件。
相关教材章节:第三章《发动机主要部件》4. 故障分析:分析曲轴常见故障类型及其原因,如磨损、断裂等。
相关教材章节:第五章《发动机常见故障与维修》5. 维修与保养:介绍曲轴的维修方法、保养技巧及注意事项。
单杠柴油机曲轴课程设计

单杠柴油机曲轴课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解单杠柴油机的结构组成及其工作原理;2. 学生能够掌握曲轴在单杠柴油机中的作用及其重要性;3. 学生能够描述曲轴的构造、材料及常见的故障类型。
技能目标:1. 学生能够通过观察和分析,识别单杠柴油机的曲轴部件;2. 学生能够运用相关知识,进行简单的曲轴故障分析与判断;3. 学生能够设计简单的曲轴保养和维护方案。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对机械设备的兴趣,激发他们学习相关工程技术的热情;2. 培养学生认真观察、严谨分析的科学态度;3. 增强学生的环保意识,使他们认识到正确使用和维护机械设备对环境保护的重要性。
课程性质分析:本课程为技术类课程,要求学生具备一定的物理知识和动手能力,结合实际操作加深对理论知识的理解。
学生特点分析:考虑到学生所在年级,应注重理论与实践相结合,提高学生对实际问题的解决能力。
教学要求:通过课程学习,使学生能够将理论知识与实际操作相结合,培养他们分析问题、解决问题的能力,并在此基础上,提高学生的创新意识和实际操作技能。
通过具体的学习成果分解,为教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容1. 单杠柴油机的结构组成及其工作原理:- 引导学生了解单杠柴油机的整体构造,重点讲解曲轴在其中的作用;- 深入剖析柴油机工作原理,强调曲轴在能量转换过程中的重要性。
2. 曲轴的构造、材料及常见故障类型:- 详细介绍曲轴的结构设计、材料性能及其对柴油机性能的影响;- 分析曲轴常见的故障类型,如断裂、磨损、弯曲等,并探讨其产生原因。
3. 曲轴的检测与维护:- 教授学生如何使用专业工具对曲轴进行检测,掌握检测方法和步骤;- 讲解曲轴的日常保养和维护技巧,提高学生实际操作能力。
4. 实践操作环节:- 安排学生进行单杠柴油机的拆装实践,观察并识别曲轴及其相关部件;- 组织学生进行曲轴检测和维护的实操训练,巩固所学知识。
教学内容依据教材相关章节进行组织,确保科学性和系统性。
第四 曲轴设计

1 τ m = (τ n max + τ n min ) 2
1 τ a = (τ n max − τ n min ) 2
最后可根据σaσmτaτm,并考虑曲柄销圆角形状系数、应力集中 系数、材料的弯曲和扭转疲劳极限值分别得出受弯安全系数和受扭 转时的安全系数以及总安全系数。
第四章 曲轴设计
§4—1 曲轴工作条件与设计要求 一、单位曲柄上的作用力
二、曲轴设计要求
1、保证具有足够的弯曲疲劳强度和扭转疲劳强度; 2、保证曲轴具有尽可能高的弯曲刚度和扭转刚度; 3、轴承具有足够大的承压面积,轴颈耐磨; 4、尽量采用普通材料;工艺性好,质量小。 三、材料与结构型式 1、材料:中小功率内燃机用球墨铸铁、可锻铸铁、锻钢(45号钢 ,40Cr),大型柴油机用合金钢、铸钢、球墨铸铁(强载度不高的 中高速柴油机)。
3、曲柄臂斜削:在采用中空曲柄销时注意不要形成应力集中
五、油道布置 要求:有利于润滑油流动、对曲轴强度影响小 两种方案:单线斜油道和多线直角油道 1、单线斜油道:
斜油孔简单,多用于实心曲轴;用于空心轴颈曲轴时,为避免漏油 要采取密封措施
2、多线直角油道 多线直油道对曲轴圆角部位的强度影响较小,但加工复杂,需用堵 头。
L0的确定:
四、曲轴轻量化 1、曲柄销作成空心结构 优点:可减小离心惯性力,做成鼓状效果更好,可以提高扭转疲劳 强度,减小曲轴转动惯量,还可减轻主轴颈过渡圆角处应力集中。 如将0.5d圆柱孔改成中部0.7d的鼓形孔时,扭转疲劳强度与弯曲疲 劳强度都提高30%。
2、主轴颈做成空心机构 优点:可显著缓解曲柄销过渡圆角处的应力集中现象。如设置卸载 穴,则效果更好
二、扭转应力(τaτm)计算 根据动力计算,可确定一个工作循环中的扭矩Mk的最大值(Mk) max和最小值(Mk)min,从而可求得曲柄销圆角处的名义应力
曲轴课程设计工序卡

曲轴课程设计工序卡一、课程目标知识目标:1. 学生能理解曲轴的基本结构、工作原理及其在内燃机中的作用;2. 学生能掌握曲轴的材料、加工工艺及其对内燃机性能的影响;3. 学生能了解曲轴的常见故障及其原因。
技能目标:1. 学生能够运用所学的知识,分析曲轴的加工工艺,并进行简单的工艺设计;2. 学生能够运用所学的检测方法,对曲轴进行基本的检测与故障诊断;3. 学生能够通过查阅资料,了解曲轴领域的新技术、新工艺。
情感态度价值观目标:1. 培养学生热爱机械制造专业,增强对工程技术的兴趣和热情;2. 培养学生严谨、细致、负责的工作态度,提高团队合作意识;3. 培养学生关注环保、节能、可持续发展,认识到机械制造在资源利用和环境保护方面的重要性。
课程性质:本课程为机械制造专业课程,以曲轴加工工艺为主线,结合内燃机工作原理,培养学生对曲轴加工工艺的理解和实际操作能力。
学生特点:学生已具备一定的机械基础知识,具有较强的动手能力和探究精神。
教学要求:注重理论与实践相结合,以学生为主体,充分调动学生的积极性,引导学生主动参与教学过程,提高学生的实践能力和创新能力。
通过本课程的学习,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面均取得明显的学习成果。
二、教学内容1. 曲轴的结构与工作原理- 内燃机曲轴的组成及其在内燃机中的作用- 曲轴的运动学分析及动力学特性2. 曲轴的材料与加工工艺- 常用曲轴材料的特点及选用原则- 曲轴加工工艺流程及其关键工序- 曲轴热处理工艺及其对性能的影响3. 曲轴的检测与故障诊断- 曲轴尺寸精度、形状精度及表面质量检测方法- 常见曲轴故障模式及其原因分析- 故障诊断方法及预防措施4. 曲轴加工新技术与新工艺- 数控加工技术在曲轴加工中的应用- 特种加工技术在曲轴加工中的应用- 现代设计方法在曲轴结构优化中的应用教学内容安排与进度:第一周:曲轴的结构与工作原理第二周:曲轴的材料与加工工艺第三周:曲轴的检测与故障诊断第四周:曲轴加工新技术与新工艺本教学内容依据课程目标,结合教材相关章节,注重科学性和系统性。
曲轴设计课件

曲轴的8个曲柄在轴向成镜面对称,平衡块 重量相同能保证柴油机具有最小的内力矩和轴 承负荷。
6.2 工艺措施
1、圆角滚压强化:表面产生剩余压应力,抵消部分 工作拉伸应力,从而提高曲轴的疲劳强度。
2、圆角淬火强化:用热处理方法使金属发生组织相 变,体积膨胀而产生残余压应力,从而提高曲轴 疲劳强度。
4、曲轴的主要参数
依据中国农业机械出版社出版的《柴油机 设计手册》选择参数如下: 曲柄销直径:dp=0.75D=0.75×280=210 曲柄销长度:lp=0.60D=0.6×280=168 曲柄臂厚度:h=0.25D=0.25×280=70 曲柄臂宽度:b=1.1D=1.1×280=308 主轴颈直径:dj=0.9D=0.9×280=252 主轴颈长度:lj=0.4D=0.4×280=112 曲轴圆角半径:r=0.045D=0.045×280=12.6 取r=15
5、曲轴的其它结构设计
5.1 润滑油通道 主轴颈设置有中心内孔,连杆颈内有两对开油孔, 每一曲柄有2个斜油孔在连杆颈内相交,在自由端 轴颈锥面有一油孔与主轴颈油道相通。
5.2 曲轴两端轴段结构 曲轴自由端设有一段锥面,用于安装曲轴齿轮和 卷簧减震器。曲轴输出端轴段上有一整体法兰, 用于安装联轴节。
3、喷丸强化处理:与滚压强化的道理一样,属于冷 作硬化变形。
4、氮化处理:使氮气渗入零件表面,金属体积增大 而产生挤压应力。
曲轴设计
主要内容
1、总述 2、曲轴的材料和工艺 3、曲轴的结构设计 4、曲轴主要参数 5、曲轴其它结构设计 6、提高曲轴疲劳强度的措施
1、总述
曲轴是发动机 中最重要的机件之 一,它的成本大约 占整机成本的十分 之一。它的尺寸参
机械设计中的曲轴和凸轮机构设计

机械设计中的曲轴和凸轮机构设计机械设计中,曲轴和凸轮机构是非常重要的组成部分。
它们被广泛应用于各种机械设备中,如汽车发动机、泵、压缩机等。
曲轴和凸轮机构的设计对机械设备的性能和效率有着重要影响。
本文将介绍机械设计中的曲轴和凸轮机构的设计原理和要点。
一、曲轴设计曲轴是将往复运动转换为旋转运动的一种重要机构。
在曲轴的设计中,需要考虑以下几个方面:1. 曲柄的长度和角度:曲柄的长度和角度决定了曲轴的输出特性。
较长的曲柄可以提供更大的输出力矩,但也会增加惯性力和阻力。
而较大的角度可以提高发动机的排量和性能。
2. 曲轴的材料和加工工艺:曲轴需要具备足够的强度和耐磨性,因此常使用高强度钢材制作。
同时,曲轴的加工工艺也需要保证其表面的光滑度和精度。
3. 主轴承和连杆轴承的设计:曲轴需要与主轴承和连杆轴承配合工作,因此其设计应考虑到与轴承的配合间隙和润滑等因素,以保证曲轴的运转平稳和寿命。
二、凸轮机构设计凸轮机构是机械设备中常用的转动机构,其设计需要考虑以下几个要点:1. 凸轮的形状和曲线:凸轮的形状和曲线决定了气门的开闭时间和行程。
因此,在设计凸轮轴时,需要根据气门的工作要求和运动规律选择合适的凸轮形状。
2. 凸轮轴的传动方式:凸轮轴与曲轴之间的传动方式一般采用齿轮传动或皮带传动。
在选择传动方式时,需要考虑到传动效率、噪音和寿命等因素。
3. 凸轮轴的材料和加工工艺:凸轮轴需要具备足够的强度和耐磨性,因此常使用高强度合金钢制作。
同时,凸轮轴的加工工艺也需要保证其表面的光滑度和精度。
三、曲轴和凸轮机构的优化设计在进行曲轴和凸轮机构的设计时,还需要考虑到结构的优化。
以下是几个常用的优化设计方法:1. 有限元分析:通过有限元分析,可以对曲轴和凸轮机构的受力分布和变形进行模拟和分析,从而确定合理的结构参数。
2. 优化算法:利用优化算法,可以对曲轴和凸轮机构的结构参数进行多目标优化,以达到最佳的性能和效率。
3. 材料选择:选择合适的材料可以提高曲轴和凸轮机构的强度和耐磨性,同时减轻重量和惯性力。
曲轴公开课教案

二、学生操作
学生上来操作,并赋予学分。
三、点评学生操作
老师讲解
学生练习
作品展示
课堂小结
这节课主要讲曲轴轴颈磨损的检修和弯曲的检修。
作业布置
怎么判断曲轴是否要更换?
教学反思注:所有公开课来自优质课等教学按本格式撰写教案。
教学难点
曲轴磨损、弯曲的检测方法。
教学方法
项目教学法。
教学准备
1、曲轴2根,检测平台2块,与曲轴相配套的V型铁4块。
2、磁座百分表、外径千分尺及高度游标卡尺各1个。
教学过程
教学内容
设计意图
引入
从曲轴价格引入,突出这次课内容重要性。
新课
实训内容
一、老师讲解
1、轴颈磨损的检修
曲轴轴颈的检验:检验曲轴轴颈磨损量,测量主轴颈及连杆轴颈的圆度和圆柱度,判定曲轴是否需要更换,检验方法如下:
用外径千分尺先在油孔两侧测量,然后旋转90°再测量,同一截面最大直径与最小直径之差的1/2为圆度误差;轴颈各部位测得的最大与最小直径差的1/2为圆柱度误差;圆度、圆柱度误差大于0.025mm时,应按修理尺寸磨修,见图1。
图1测量曲轴轴颈磨损量
2、弯曲的检修
弯曲的检验:将曲轴的两端用V型块支承在检测平板上;用百分表的触头抵在中间主轴颈表面,见图2;转动曲轴一周,读百分表上指针的读数,发动机曲轴的弯曲误差不大于0.15mm,否则进行冷压校正或更换曲轴。
鹿寨职业教育中心公开课、优质课教案
科目
汽车发动机
教师
班级
1401
时间
课题
曲轴测量
课型
新授课
地点
汽车实训厂房
节次
教学目标
单缸机曲轴课程设计

单缸机曲轴课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解单缸机曲轴的基本结构及其在发动机中的作用。
2. 学生能够掌握单缸机曲轴的工作原理,包括转速、扭矩等关键概念。
3. 学生能够描述单缸机曲轴的常见故障及其原因。
技能目标:1. 学生能够运用所学的理论知识,正确组装和拆卸单缸机曲轴。
2. 学生能够分析单缸机曲轴的故障原因,并提出合理的维修建议。
3. 学生能够运用工具和设备,对单缸机曲轴进行基本的检测和维护。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对机械设备的兴趣,激发他们学习汽车工程技术的热情。
2. 培养学生团队合作意识,提高他们在实际操作中的沟通与协作能力。
3. 增强学生对安全生产的认识,培养他们在操作过程中遵守规程、注重安全的良好习惯。
课程性质:本课程为汽车运用与维修专业课程,侧重于实践操作,结合理论讲解,提高学生的实际动手能力。
学生特点:学生为中职二年级学生,具备一定的汽车基础知识,对实践活动有较高的兴趣。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,充分调动学生的积极性,提高他们的实践操作能力和解决问题的能力。
通过本课程的学习,使学生在掌握单缸机曲轴相关知识的基础上,培养实际操作技能和安全意识。
二、教学内容1. 单缸机曲轴的结构与原理- 引导学生了解单缸机曲轴的构造,包括曲轴轴颈、曲柄、连杆等主要部件。
- 讲解单缸机曲轴的工作原理,分析其在发动机运行过程中的作用。
2. 单缸机曲轴的组装与拆卸- 指导学生掌握单缸机曲轴的组装方法,熟悉各个部件的装配顺序及注意事项。
- 教授学生拆卸单缸机曲轴的步骤,强调安全操作规范。
3. 单缸机曲轴的故障诊断与维修- 分析单缸机曲轴常见故障,如磨损、断裂等,并探讨故障原因。
- 教授学生如何诊断曲轴故障,并针对不同故障提出相应的维修方法。
4. 单缸机曲轴的检测与维护- 介绍曲轴检测的工具和方法,如测量轴颈直径、跳动等。
- 强调定期维护曲轴的重要性,教授基本的保养技巧。
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安徽工业大学机械制造技术基础课程设计说明书设计题目曲轴零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计学院机械工程学院专业班级机135姓名黄卫刘超范志华冯世川于游苏方王焕学号指导教师戚晓利时间2016年9月安徽工业大学机械制造技术基础课程设计任务书设计题目曲轴零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计学院机械工程学院专业班级机135本组学生姓名黄卫刘超范志华冯世川于游苏方王焕本组学生学号课程设计的主要内容:1、编制给定零件的工艺规程1)零件的工艺分析,并抄画零件图;2)选择毛坯制造方法,确定毛坯余量,并画毛坯图;3)确定加工方法,拟定工艺路线,选取加工设备及工艺装备(每组至少初定两种工艺路线方案,并最终确定一种优化方案);4)根据最终确定的工艺路线方案,填写机械加工过程卡片;5)每人至少详细设计两道工序内容,进行切削用量等工艺参数计算,并填写机械加工工序卡片。
2、针对两道重要工序进行夹具设计或一道重要工序设计两套方案)1)根据工序内容的要求,确定夹具的定位和夹紧方案;2)定位误差的分析与计算,夹紧力的计算;3)夹具总体设计。
绘制夹具总装图,拆画夹具体零件图。
3、编写课程设计说明书。
内容包括:课程设计封面、课程设计任务书、目录、正文(工艺规程和夹具设计的基本理论、计算过程、设计结果)、参考资料等。
4、学生需提交材料:1)零件图1张、毛坯图1张2)机械加工工艺过程卡片2套(不同工艺方案)、机械加工工序卡片1套3)机床夹具总装图2张、机床夹具零件图2张(不同夹具方案或不同夹具)4)课程设计说明书1份(详细说明本组成员分工,要求40页以上,Word排版打印)指导教师签字:分工明细目录课程设计任务书 (Ⅱ)第一章绪论 (3)1、曲轴简介 (3)2、铸造技术 (3)3、锻造技术 (4)4、加工技术 (4)第二章零件的分析 (5)1、零件的作用 (5)2、零件的工艺分析 (5)第三章确定生产类型和毛坯 (6)1、确定生产类型 (6)2、确定毛坯 (6)第四章工艺规程设计 (8)1、选择定位基准 (8)2、制定工艺路线 (8)3、机械加工余量,工序尺寸及公差的确定 (11)第五章确定切削用量和时间定额 (12)1、工序03 铣的计算 (12)2、工序04 粗车的计算 (13)3、工序05 半精车的计算 (14)4、工序06 粗车的计算 (16)5、工序07 半精车的计算 (19)6、工序09 精车的计算 (20)7、工序10 铣键槽的计算 (22)8、单位时间的确定 (24)第六章夹具设计 (26)1、夹具1的设计 (26)2、夹具2的设计 (33)参考文献 (39)第一章绪论1、曲轴简介发动机中最重要的部件。
它承受连杆传来的力,并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。
曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用,使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用。
因此要求曲轴有足够的强度和刚度,轴颈表面需耐磨、工作均匀、平衡性好。
为减小曲轴质量及运动时所产生的离心力,曲轴轴颈往往作成中空的。
在每个轴颈表面上都开有油孔,以便将机油引入或引出,用以润滑轴颈表面。
为减少应力集中,主轴颈、曲柄销与曲柄臂的连接处都采用过渡圆弧连接。
曲轴平衡重(也称配重)的作用是为了平衡旋转离心力及其力矩,有时也可平衡往复惯性力及其力矩。
当这些力和力矩自身达到平衡时,平衡重还可用来减轻主轴承的负荷。
平衡重的数目、尺寸和安置位置要根据发动机的气缸数、气缸排列形式及曲轴形状等因素来考虑。
平衡重一般与曲轴铸造或锻造成一体,大功率柴油机平衡重与曲轴分开制造,然后用螺栓连接在一起。
2、铸造技术熔炼:高温低硫纯净铁水的获得是生产高质量球墨铸铁的关键。
国内主要是以冲天炉为主的生产设备,铁水未进行预脱硫处理;其次是高纯生铁少、焦炭质量差。
采用冲天炉熔化铁水,经炉外脱硫,然后在感应电炉中升温并调整成分。
在国内铁水成分的检测已普遍采用真空直读光谱仪来进行。
造型:气流冲击造型工艺明显优于粘土砂型工艺,可获得高精度的曲轴铸件,该工艺制作的砂型具有无反弹变形量等特点,这对于多拐曲轴尤为重要。
国内已有一些曲轴生产厂家从德国、意大利、西班牙等国引进气流冲击造型工艺,不过,引进整条生产线的只有极少数厂家。
电渣熔铸:电渣重熔技术应用于曲轴的生产,使铸造曲轴性能可能和锻造性能媲美。
并具有研发周期快,金属利用率高,设备简单,产品性能优越等特点。
3、锻造技术以热模锻压力机、电液锤为主机的自动线是锻造曲轴生产的发展方向,这些生产线将普遍采用精密剪切下料、辊锻(楔横轧)制坯、中频感应加热、精整液压机精压等先进工艺,同时配有机械手、输送带、带回转台的换模装置等辅机,形成柔性制造系统(FMS)。
通过FMS可自动更换工件和模具以及自动进行参数调节,在工作过程中不断测量。
显示和记录锻件厚度和最大压力等数据并与定值比较,选择最佳变形量以获得优质产品。
由中央控制室监控整个系统,实现无人化操作。
此锻造方法锻造的曲轴,具有内部金属流线的全纤维性,可以提高20%以上的疲劳强度。
4、加工技术曲轴粗加工将广泛采用数控车床、数控内铣床、数控车拉床等先进设备对主轴颈、连杆轴颈进行数控车削、内铣削、车-拉削加工,以有效减少曲轴加工的变形量。
曲轴精加工将广泛采用CNC控制的曲轴磨床对其轴颈进行精磨加工。
此种磨床将配备砂轮自动动平衡装置、中心架自动跟踪装置、自动测量、自动补偿装置、砂轮自动修整、恒线速度等功能要求,以保证磨削质量的稳定。
高精设备依赖进口的现状,估计短期内不会改变。
第二节零件的分析1、零件的作用题目给出的零件是曲轴,曲轴的作用是将连杆传来的力转变成为绕其本身轴线旋转的扭矩,并将此扭矩输出给汽车或其他,同时曲轴还驱动配器机构以及其他个辅助装置。
2、零件的工艺分析分析零件图得出,该壳体外圆面可进行车削加工,凹槽可以用铣刀加工,考虑到安装的统一性,为减少误差可同时进行车削加工。
曲轴表面粗糙度要求不统一,且一些尺寸要求精度等级不同根据《机械制造手册》制定以下方案:对于表面粗糙度为1.6μm,进行精加工,对于表面粗糙度为3.2μm,进行半精车加工;,对于表面粗糙度为 6.3μm,进行粗加工。
表一零件工艺分析对于键槽的加工,考虑其形位误差要求高,且不易定位,因此必须采用专用夹具,并以形位基准为基准面装夹,这样可以保证加工工艺性。
第三节确定生产类型和毛坯1、确定生产类型设此零件的生产纲领为 5000 件,查《机械制造设计基础课程设计指导书》第 3 页表 1-2,可确定该曲轴生产类型为大批生产,所以初步确定工艺安排为:加工过程划分阶段;工序适当集中;加工设备以通用设备为主,大量采用专用工装。
2确定毛坯2.1、确定毛坯种类零件材料为 45 号钢。
考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构又比较简单,生产类型为大批生产,故选择金属摸机械造型铸件毛坯。
查《机械制造技术基础课程设计指导书》第 23 页表 2-3,选用铸件尺寸公差等级为 CT-12。
2.2、确定锻件加工余量及形状查《机械制造工艺设计简明手册》表 2.2-5,选用加工余量为 MA-H 级,机械加工余量为 3mm.并查表第 24 页 2-4 确定各个加工面的锻件机械加工余量:由确定下的切削类型主要为粗车、半精车和精车,由于半精车工序集中在曲轴(左端Ф20mm,右端Ф15mm 和Ф12mm)。
为减少切削时间,且考虑到所加工的材料为 45 号钢,可以在以上处留取半精车加工余量,其它需要精车的部位不必留取加工余量,直接进行粗车和精车。
通过查表可以得出粗车的加工余量可取为 5mm,半精车的加工余量可取为 1mm。
3、绘制铸件毛坯图图1 毛坯图第四章工艺规程设计1、选择定位基准定位基准分为精基准、粗基准及辅助基准。
在最初加工工序中,只能用毛坯上未经加工的表面做为定位基准(粗基准)。
在后续工序中,则使用已加工表面作为定位基准(精基准)。
为了使工件便于装夹和易于获得所需加工精度,可在工件上某部位作一辅助基准,用以定位。
选择定位基准时,既要考虑零件的整个加工工艺过程,又要考虑零件的特征、设计基准及加工方法,根据粗、精基准的选择原则,合理选定零件加工过程中的定位基准。
通常在制定工艺规程时,总是先考虑选择怎样的精基准以保证达到精度要求并把各个表面加工出来,即先选择零件表面最终加工所用精基准和中间工序所用的精基准,然后再考虑选择合适的最初工序的粗基准把精基准面加工出来1.1、粗基准的选择:以零件外圆为主要的定位粗基准。
1.2、精基准的选择:考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便,依据“基准重合”原则和“基准统一”原则,以粗加工后的外圆为主要的定位精基准。
2、制作工艺路线机械加工工序:2.1、遵循“先粗后精”原则,先安排粗加工工序,再安排精加工工序。
2.2、遵循“先基准后其他”原则,首先加工精基准。
2.3、遵循“先主后次”原则。
2.4、遵循“先面后孔”原则,先加工圆柱面,在加工键槽。
根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求,以及加工方法所能达到的经济精度,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。
除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。
查《机械制造技术基础课程指导书》,选择零件的加工方法及工艺路线方案如下:表2 工艺方案一表3 工艺方案二所以,综合多种原因比较方案一、二,取方案一为最佳方案。
以下就方案一展开讨论。
3、机械加工余量、工序尺寸及公差确定表4 加工余量和工序尺寸第五章确定切削用量与时间定额1、工序三铣的计算用 V 型块和辅助支承调整装加工件后压紧,铣曲轴中部的上,下面,保证厚度尺寸为 10mm。
1.1、加工条件的确定工件材料:由给定材料为 45 号钢。
加工要求:专用夹具,用 V 型块和辅助支承调整装加工件后压紧,洗曲轴中部分上,下平面,厚度尺寸保证为 10mm。
机床:由被加工件为 45 号钢,考虑加工的经济性,可采用普通铣床 X6132 进行加工。
刀具:综合考虑加工的可行性,选择铣进行加工时。
1.2、铣削用量的选择及有关计算:切削深度 因切削用量较小,故可以选择 ap=1.6mm,二次走刀即可完成所需尺寸。
每齿进给量:由《切削手册》表 3.30 可知机床的功为 7.5KW ,查《切削手册》表 3.5 可得 f=0.14~0.24mm/z,由于是对称铣,选较小量 f=0.14mm/z查后刀面最大磨损及寿命查《切削手册》表 3.7,后刀面最大磨损为(1.0~1.5)mm查《切削手册》表 3.8, 寿命 T=180min计算切削速度 按《切削手册》表 3.27 中的公式:也可以由表 3.16 查得 c v =98mm/s n=439r/min vf =490mm/s 又根据 X6312铣床参数,选 n=475r/min vf =600mm/s ,则实际的切削速度为: 则实际进给量为z mm z n V f c fczv /13.010475600=⨯=⨯= 校验机床功率 查《切削手册》表 3.24,Pcc=1.1KW,而机床所提供的功率 Pcm 为 1.7KW ,所以 Pcm> Pcc,故校验合格。