曲轴两端打中心孔夹具设计说明书讲解
三拐曲轴加工工艺及夹具设计说明书

第一章绪论1.1本设计的研究内容本设计是根据被加工曲轴的技术要求,进行机械加工工艺规程设计,然后运用夹具设计的基本方法,拟定夹具设计方案,完成夹具结构设计。
主要工作有:绘制产品零件图,了解零件的结构特点和技术要求,根据生产类型和所在企业的生产条件,对零件进行结构分析和工艺分析,确定毛坯的种类及制造方法;拟定零件的机械加工工艺过程,选择各工序的切削用量和工时定额;填写机械加工工艺过程卡片,机械加工工序卡片等;设计并绘制指定的专用夹具的装配总图和主要零件图。
1.2研究意义三拐曲轴是发动机的重要零件。
它可以是由若干个相互错开一定角度的曲柄(或曲拐)加上功率输出端和自由端构成的。
每个曲柄又是由主轴颈、曲柄销及曲柄臂组成。
曲轴的作用是把活塞的往复直线运动变成旋转运动,将作用在活塞的气体压力变成扭矩,用来驱动工作机械发动机各辅助系统进行工作,曲轴在工作时承受着不断变化的力,惯性力和它们的力矩作用,受力情况十分复杂。
因此,各要素的尺寸精度,位置精度和表面质量要求相当高。
曲轴中几个主要加工表面,连杆表面,轴承轴颈及锥面键槽的精度要求都较高,连杆轴颈需经过抛光,所以研究曲轴加工工艺对曲轴的生产具有一定的实际意义。
第二章曲轴机械加工工艺规程及工装设计2.1曲轴机械工艺分析及生产类型确定2.1.1曲轴的作用曲轴是发动机的重要零件。
它可以是有若干个相互错开一定角度的曲柄(或曲拐)加上功率输出端和自由端构成的。
每个曲柄又是由主轴颈、曲柄销及曲柄臂组成。
曲轴的作用是把活塞的往复直线运动变成旋转运动,将作用在活塞的气体压力变成扭矩,用来驱动工作机械和发动机各辅助系统进行工作,曲轴在工作时承受着不断变化的力,惯性力和它们的力矩作用,受力情况十分复杂。
其精度要求非常高,它的加工质量对内燃机的工作性能,对装配劳动量都有很大影响。
因此,各要素的尺寸精度,位置精度和表面质量要求相当高。
曲轴中几个主要加工表面,连杆表面,轴承轴颈及锥面键槽的精度要求都较高,连杆轴颈需经过抛光,所以研究曲轴加工工艺及夹具设计对曲轴的生产具有一定的实际意义。
曲柄轴车床夹具设计方案说明书

曲柄轴车床夹具设计零件图:一、前言《机械制造工艺学》课程设计是学完了《机械制造工艺学》、《机床夹具设计》、《金属切削机床与刀具》等主要专业课程,并进行了生产实习此后进行的一个实践性环节,是应用所学基础理论、专业知识与技术去解析和解决生产实责问题的一次综合训练。
我希望经过此次课程设计能牢固、扩大和增强自己所学到的理论知识与技术,提高自己设计计算、制图、编写技术文件的能力,学会正确使用技术资料、标准手册等工具书,并设计中培养理论联系本质、严肃认真的工作作风和独立工作能力、为今后进行毕业设计和毕业后从事技术工作打下一个优异的基础。
车床夹具:在车床上用来加工工件内、外辗转面及端面的夹具。
本次设计的夹具重要针对曲柄轴的独爱夹具设计。
而且,从加工时工件上所受的切削力来考虑,夹紧点凑近加工面,夹紧力方向与切削力方向相反,可以抵消部分切削力,有利于提高加紧刚性。
二、夹具设计解析,提出设计任务书<1)设计要求:1.设计课题:曲柄轴独爱部分车床专用夹具设计2.生产纲领:年产量8000 件,中批或大批量生产<2)设计思想与设计方案的比较1)零件加工工艺路线下料 --调质 --粗车夹头 <端面) --中心孔 -粗车外圆 <同心部分,留余量) -- 磨 -铣键槽 --以铣键槽定位,用独爱夹具定位,车独爱部分 -磨-检验2)设计思想依照零件的加工图纸可以知道,零件在车曲柄轴独爱部分时要用曲柄轴的键槽定位,尔后设计一个专用的独爱夹具,车零件的独爱部分,使其满足图纸的尺寸精度要求。
本工序的加工条件为:工件其他表面以及倒角都均已加工,达设计图要求。
该工序加工时,主要应试虑要保证零件独爱的中心线与车床的辗转中心,独爱距为 0.8.3)设计方案方案 1:可复位车独爱轴夹具 ----- 用零件的键槽定位, 0.8 的独爱距实现方法为设计一个独爱盘,在定盘上搬动。
独爱盘的搬动是有定位销在定盘销孔里的搬动实现,独爱盘两边设置推块,用螺丝的拧动来推动独爱盘的搬动,当独爱盘处在最左端时,推盘的中心与车床的轴心重合,当独爱盘处在最右端时,独爱盘的中心与车床的中心独爱距为。
曲轴铣端面打中心孔组合机床及专用夹具设计论文

1 绪论1.1 特点1.1.1组合机床的特点在现在高度发展的社会里企业生产效率的提高成为其生存之本,大批量的生产需要更高级的机械化设备来做保证,组合机床就是在这样的背景下发展起来的。
组合机床与通用机床、其他专用机床比较,具有以下特点[1]:a)组合机床上的通用部件和标准零件约占全部机床零部件总量的70%-80%,因此设计和制造的周期短,投资少,经济效果好。
b)由于组合机床采用多刀加工,并且自动化程度高,因而比通用机床生产效率高,产品质量稳定,使用和维修方便。
c)组合机床的通用部件是经过周密设计和长期实践考验的,又有专门厂成批制造,因此结构稳定、工作可靠,使用和维修方便。
d)在组合机床上加工零件时,由于采用专用夹具来保证刀具和工件相对位置,加工质量靠工艺装备保证,对操作工人的技术水平要求不是很高。
因此组合机床设备技术的提高对生产的发展社会的提高起到了举足轻重的作用。
1.1.2组合机床专用夹具的特点组合机床夹具和一般夹具所起的作用看起来好像很接近,但其结构和设计要求却有很显著的,甚至是根本的区别。
组合机床夹具的结构和性能,对组合机床配置方案的选择有很大的影响[2]。
以下是组合机床专用夹具的主要特点。
a)一般的机床夹具是作为机床的辅助结构设计的,而组合机床夹具是机床的主要组成部分,其设计工作是整个组合机床设计的重要内容之一。
b)组合机床夹具和机床其他部件有着紧密的联系,如回转或移动工作台、回转鼓轮、主轴箱、刀具和辅具、钻模版和托架以及支撑部件等。
正确地解决它们之间的关系是保证组合机床工作可靠和使用性能良好的重要条件之一,而且夹具的结构也要按这些部件的具体要求了来确定。
c)由于组合机床常常是多刀、多面和多工序同时加工,会产生很大的切削力和振动,因此组合机床夹具必须具有很好的刚性和足够的夹紧力,以保证在整个加工过程工件不产生任何变形[3]。
d)组合机床夹具是保证加工精度的关键部件,其设计、制造和调整都必须具有严格的要求,使其能持久地保持精度。
曲轴铣端面打中心孔专用夹具毕业设计说明书

毕业设计说明书作者:学号:专业:题目:曲轴铣端面打中心孔专用夹具设计指导者:(姓名) (专业技术职务)评阅者:(姓名) (专业技术职务)年月日目次1 引言………………………………………………………………………………11.1 曲轴的结构特点………………………………………………………………11.2 曲轴的工艺特征………………………………………………………………11.3 零件的技术要求………………………………………………………………21.4 需要注意的形位公差…………………………………………………………21.5 国内曲轴加工技术现状………………………………………………………21.6 国际曲轴加工现状……………………………………………………………31.7 夹具……………………………………………………………………………32. 工艺规程的制定…………………………………………………………………42.1 曲轴材料及毛坯………………………………………………………………52.2 生产类型………………………………………………………………………52.3 曲轴典型加工工艺………………………………………………………………62.4 定位基准的选择………………………………………………………………62.5 工艺路线的拟定………………………………………………………………72.6 毛坯机械加工余量确定………………………………………………………82.7 刀具选择及切削用量的选取…………………………………………………92.8 切削力的计算…………………………………………………………………102.8.1 铣削力的计算………………………………………………………………102.8.2 钻削力矩的计算……………………………………………………………1 12.9 曲轴工序图的绘制……………………………………………………………1 12.9.1 被加工零件工序图的作用和要求…………………………………………1 12.9.2 被加工零件工序图的内容曲轴工序图的绘制……………………………1 13. 专用夹具设计…………………………………………………………………1 23.1 夹具定位支撑系统……………………………………………………………1 23.1.1 工件定位方案………………………………………………………………1 33.1.2 定位误差分析………………………………………………………………1 43.2 夹紧机构………………………………………………………………………1 53.1 夹具定位支撑系统……………………………………………………………1 53.2.1 夹紧元件的选择……………………………………………………………1 53.2.2 夹紧动力部件的选择………………………………………………………1 63.2.3 夹紧力的计算………………………………………………………………164. 对刀引导装置设计……………………………………………………………184.1 对刀块的设计…………………………………………………………………184.2 钻套、衬套设计………………………………………………………………195. 夹具体结构设计………………………………………………………………20结论.............................................................................................21参考文献.......................................................................................22致谢 (23)1 引言1.1 曲轴的结构特点曲轴是轴类零件的分类中属于异形轴,它是活塞式发动机中最重要、承受负荷最大的零件之一。
曲轴铣端面打中心孔夹具设计——孙威虎

兰州交通大学博文学院本科毕业设计(论文)成绩评定表兰州交通大学博文学院本科毕业设计(论文)答辩记录表兰州交通大学博文学院毕业设计(论文)任务书兰州交通大学博文学院毕业设计(论文)开题报告表课题类型和性质:(1)A—工程设计;B—技术开发;C—软件工程;D—理论研究;(2)X—真实课题;Y—模拟课题;Z—虚拟课题(1)、(2)均要填,如AY、BX等。
兰州交通大学博文学院毕业设计(论文)学生自查表(中期教学检查用)指导教师签字:张惠中2015年04月29日摘要本论文主要分析了曲轴机械加工工艺、铣端面和打中心孔的夹具设计,以及组合机床的联系尺寸。
应用组合机床大批大量生产零件,快捷高效,生产效率是机械加工的发展方向。
为了提高加工精度,需要设计一台组合机床来改善曲轴的加工情况。
本课题是曲轴铣端面打中心孔组合机床的总体设计及夹具设计。
主要完成对曲轴左右两个端面的铣削及中心孔的钻削,还要完成其专用夹具的设计。
本设计的组合机床为卧式双面铣削和钻削组合机床,先对被加工零件特点进行分析,选择采用刀具和工件分别安装在各自滑台上的方法,先铣后钻。
在确定了机床配置型式的基础上,根据本道工序需要加工的内容,完成三图一卡的设计。
夹具部分的设计主要是定位和夹紧方式的选择,以零件加工工序图为基础,该零件由两V形块在两主轴颈处定位,限制四个自由度,为防止工件的轴向移动,用一个定位钉在扇形板左端面处定位。
夹紧方式采用液压夹紧,力源装置为液压缸,中间递力机构为推杆,夹紧元件为压板。
操作简单,易于集中控制,夹紧可靠。
本论文针对其中铣端面和打中心孔工序设计了曲轴专用夹具。
绘制出机床联系尺寸图表达夹具与机床相对位置关系,绘制加工示意图表达工件定位及铣刀和麻花钻的选择,最后对夹具的定位,夹紧力大小完成整个夹具装配图,并对其中典型零件进行拆画,实现了对夹紧运动作出的分析。
关键词:曲轴,铣端面,打中心孔,组合机床,夹具设计AbstractThis paper analyzes the crankshaft end milling and playing center hole machining accuracy, as well as fixture design and processing Crankshaft Crankshaft machine combination.Application of mass production of large machine tool parts, fast and efficient, production efficiency is the development direction of machining.To improve the precision needed to design a machine tool to improve the situation of the crankshaft machining.The issue is the crankshaft end play center hole milling machine tool's overall pletion of the crankshaft main left and right end of the milling and drilling the center hole, but also to complete the design of the special fixture.The design of the combination machine is a horizontal double-sided milling and drilling machine tool, the first part of the analysis of the characteristics to be processed, choose the tool and workpiece were installed in each stage of the method of sliding, after the first milling drill.In determining the types of machine configurations based on the needs of the procedure for processing the contents of one card to complete the design of the three plans.Clamping hydraulic clamping, power source device for hydraulic cylinders, force agencies to putting the middle of delivery, the clamping device for the clips. Simple, easy centralized control, reliable clamping.\Crankshaft consider all aspects of the subject to stress, the material choice of the crankshaft. Technology development; selected for the production of machine tools and tool processes the corresponding process of the card.In this paper, for which end-milling process and hit the center bore of the crankshaft dedicated fixture design. Link to map out the size machine tools and machine tool fixture map the expression of the relative positions of the relationship between the expression of drawing schematic processing cutter and workpiece positioning and the choice of twist, the final positioning of the fixture, the size of clamping force to complete the fixture assembly diagram, and typical parts down to painting, to achieve movement of the clamp analysis.Keywords :Crankshaft, milling end, punching center hole, fixture design兰州交通大学博文学院毕业设计(论文)目录1. 绪论 (1)1.1 曲轴的结构特点 (1)1.2 零件的技术要求 (2)1.3 设计要求 (3)2. 工艺规程的制定 (4)2.1 曲轴材料及毛坯 (4)2.2 生产类型及工艺特征 (4)2.3 定位基准的选择 (5)2.4 工艺路线的拟定 (5)2.5 毛坯机械加工余量及工序尺寸确定 (7)2.5.1毛坯机械加工余量确定 (7)2.5.2主要切削用量的确定 (8)3. 专用夹具设计 (9)3.1 专用夹具特点及步骤 (9)3.1.1组合机床专用夹具的特点 (9)3.1.2组合机床夹具设计步骤 (10)3.2 夹具定位支承系统 (10)3.2.1工件定位方案 (11)3.2.2定位误差分析 (11)3.3 夹紧结构 (12)3.4 夹紧装置设计的步骤 (12)3.5 铣床夹具设计要点 (14)3.6 对刀装置工作原理 (15)4. 铣端面打中心孔组合机床的总体设计 (16)4.1 组合机床结构方案的确定 (16)4.2 铣端面打中心孔组合机床配置形式的选择 (16)4.3 被加工零件工序图 (17)4.3.1被加工零件工序图的作用和要求 (17)4.3.2零件工序图的内容 (17)4.4 被加工零件加工示意图 (18)4.4.1加工示意图的作用和内容 (18)4.4.2加工示意图的编制 (19)4.5 组合机床联系尺寸图的绘制 (21)4.5.1机床装料高度的确定 (21)4.5.2夹具外形轮廓尺寸的确定 (21)4.5.3机床通用部件的选择 (22)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)1. 绪论毕业论文(设计)是本科教学计划的最后一个重要环节,是落实本科教育培养目标的重要组成部分。
曲轴钻床夹具设计

河南工业职业技术学院Henan Polytechnic Institute机床夹具课程设计说明书序言& K4 J5 u5 l工装夹具就是用夹具将需要加工的零件准确定位和可靠夹紧,便于工序的快速顺利进行并且保证要加工零件的结构精度方面要求的工艺装备。
工装夹具的对提高产品质量,减轻工人的劳动强度,加速生产实现机械化、自动化进程等方面起着非常重要的作用。
0 j" W/ v1 \1 G6 D& A% b0 \: w7 G% q& j) 工装夹具的主要作用有以下几个方面:0 o: [" D M( ~+ s: O(1)准确、可靠的定位和夹紧,可以减轻甚至取消下料和划线工作。
减小制品的尺寸偏差,提高了零件的精度和可换性。
9 A1 a$ }+ N1 |(2)有效的防止和减轻了零件变形。
& A# L9 p$ e4 h7 c6 R* t/ w (3)使工件处于最佳的加工部位,工艺缺陷明显降低,加工速度得以提高。
3 V- r4 c! c; N: g$ y) P2 V (4)以机械装置代替了手工装配零件部位时的定位、夹紧及工件翻转等繁重的工作,改善了工人的劳动条件。
W. u夹具设计的基本要求: {" Y$ J/ O. X+ l(1)、工装夹具应具备足够的强度和刚度。
夹具在生产中投入使用时要承受多种力度的作用,所以工装夹具应具备足够的强度和刚度。
w) y, H! s- e3 ](2)、夹紧的可靠性。
夹紧时不能破坏工件的定位位置和保证产品形状、尺寸符合图样要求。
既不能允许工件松动滑移,又不使工件的拘束度过大而产生较大的拘束应力。
( P; o9 E. V' r/ H, K! }) b(3)、便于零件的装卸。
0 t- n- k' }( Y: W8 q6 d (4)、良好的工艺性。
所设计的夹具应便于制造、安装和操作,便于检验、维修和更换易损零件。
设计时还要考虑车间现有的夹紧动力源、吊装能力及安装场地等因素,降低夹具制造成本。
曲轴铣端面打中心孔机床总体设计及夹具设计

目录1 绪论 (1)2 组合机床总体设计 (3)2.1 总体方案论证 (3)2.1.1 工艺方案的拟定 (3)2.1.2 机床配置形式的选择 (4)2.1.3 定位基准的选择 (5)2.1.4 滑台型式的选择 (5)2.2 确定切削用量 (6)2.2.1 选择切削用量 (6)2.2.2计算切削力、切削扭矩及切削功率 (6)2.3 组合机床总体设计—三图一卡 (8)2.3.1 被加工零件工序图 (8)2.3.2加工示意图 (8)2.3.3机床尺寸联系总图 (9)2.3.4 机床生产率计算卡 (11)3 夹具设计 (14)3.1 夹具设计的基本要求 (14)3.2 夹具设计的方法与步骤 (14)3.2.1 设计前的准备 (14)3.2.2 拟定夹具结构方案绘制草图 (15)3.2.3 定位误差分析 (16)3.2.4 夹紧力的计算 (17)3.3 绘制夹具总图 (18)3.4 绘制夹具零件图 (18)4 结论 (19)参考文献 (20)致 (21)附录 (22)...毕业设计说明书1 绪论曲轴是引擎的主要旋转机件,装上连杆后,可承接连杆的上下(往复)运动变成循环(旋转)运动。
是发动机上的一个重要的机件,其材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的,有两个重要部位:主轴颈,连杆颈,(还有其他)。
主轴颈被安装在缸体上,连杆颈与连杆大头孔连接,连杆小头孔与汽缸活塞连接,是一个典型的曲柄滑块机构。
曲轴的润滑主要是指与摇臂间轴瓦的润滑和两头固定点的润滑.曲轴的旋转是发动机的动力源。
也是整个机械系统的源动力。
目前国曲轴生产线多数由普通机床和专用机床组成,生产效率和自动化程度相对较低。
粗加工设备多采用多刀车床车削曲轴主轴颈及拐颈,工序的质量稳定性差,容易产生较大的应力,难以达到合理的加工余量。
一般精加工采用MQ8260等曲轴磨床粗磨-半精磨-精磨-抛光,通常靠手工操作,加工质量不稳定。
随着贸易全球化的到来,各厂家已意识到了形势的严峻性,纷纷进行技术改造,全力提升企业的竞争力,近年来引进了许多先进设备和技术,进展速度很快。
(完整word版)钻孔夹具课程设计说明书

钻孔夹具课程设计说明书学院班级:08机械电子1班学生姓名学号0811112018指导教师夹具设计说明书目录一、设计要求二、零件分析三、定位分析四、夹紧分析五、钻模板、钻套设计六、夹具体设计七、小结八、心得体会九、参考文献一、设计要求设计思路:(1)由于是钻孔我们可以参考钻孔夹具设计的流程:1定位2夹紧(2)根据机械制造工艺学的知识可知钻孔夹具的设计要点是:1钻套2钻模板3夹具体(3)夹具设计的一般步骤:1)明确设计任务与收集设计材料2)确定夹具设计方案与绘制夹具草图3)进行必要的分析计算4)审查方案与改进设计5)绘制夹具装配总图6)绘制夹具零件图(4)夹具设计中的几个重要问题1)清根问题在设计端面和内孔定位的夹具时,会遇到夹具体定位端面和定位外圆交界处的清根问题。
2)让刀问题在设计圆盘类刀具(如铣刀、砂轮等)加工的家具时,会存在让刀问题。
3)更换问题4)防松问题二、零件分析1、零件的作用轴承座一是为了固定轴承进行轴向定位,二是起密封保护作用,防止轴承进入尘土等进入轴承造成损坏,三是让轴承能够有好的润滑空间。
两个坐孔是用于固定轴承座的,单边固定是出于满足结构和安装位置的要求。
两个销孔用于定位。
2、零件的工艺分析⑴φ30及φ8两孔都具有较高的精度要求,表面粗糙度Ra的值为1.6um,是加工的关键表面。
⑵轴承座上、下表面及前、后两端面的表面粗糙度Ra为3.2 um,是加工的重要表面。
轴承座的上表面有位置精度要求0.008,而且与轴承孔中心线有平行度要求0.003。
轴承座的前、后端面与轴承孔中心线垂直度要求为0.003,是重要的加工表面。
⑶φ13沉孔加工表面粗糙度要求较低。
⑷其余表面要求不高。
轴承座各面的加工方案加工方案加工表面精度要求表面粗糙度Ra/um底面IT9 3.2 粗铣→精铣两上表面IT9 3.2 粗铣→精铣四端面IT9 3.2 粗铣→精铣两槽IT1425 粗刨φ30孔IT7 1.6 粗车→半精车→精车φ35孔IT1425 粗车IT8 6.3 钻削φ8、φ9、φ13孔φ6、φ4孔IT1425 钻削据加工方案表、设计图纸可知,φ9孔是加工工艺过程中后面加工的表面,所以其它可以选作定位基准的表面基本均已加工完成。
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机械制造工艺学课程设计设计题目:铣曲轴两端面打中心孔夹具设计内容:1、课程设计说明书1份2、机械加工工艺设计表1张3、机械加工工艺过程卡1张4、机械加工工序图1张5、夹具装配图和主要零件图1套班级:学生:学号:指导老师:2010年9月夹具设计是在学完机械制造工艺学这门课程的基础上进行的,要做好夹具设计需要前面学过的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课作为铺垫,如机械制图、AuroCAD、Pro/E、力学、机械工程材料、公差与配合、机械设计、机械原理、液压与气动等等。
这是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。
就我而言,我希望能通过这次的夹具设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练,且不用多久就要面临就业了,所以,在找工作前把夹具设计做好,有利于安心找工作、找到好工作。
通过对专用夹具的设计,不仅对夹具有了更深的认识,而且从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。
由于本人能力有限,设计过程中存在诸多不足之处,恳请老师给予指教。
序言 (1)1.设计具体内容 (2)1.1零件的作用 (3)1.2零件的工艺性分析 (4)1.3零件机械加工工艺路线制定 (5)1.4本工序加工要求 (6)1.5夹具结构方案确定 (6)●定位方案确定,选取定位基准和定位元件 (6)●刀具导向或对刀装置确定 (6)●夹紧机构方案确定,计算切削力及夹紧力 (7)●其它装置和夹具体确定 (9)1.6定位误差分析计算 (10)1.7夹具结构及操作介绍 (10)2. 本设计的主要优缺点 (11)3. 参考文献 (11)1、设计具体内容1.1零件的作用:曲轴是发动机上的一个重要的旋转机件,装上连杆后,可承接活塞的上下(往复)运动变成循环运动。
曲轴主要有两个加工部位:主轴颈和连杆颈。
主轴颈被安装在缸体上,连杆颈与连杆大头孔连接,连杆小头孔与气缸活塞连接,构成一个典型的曲柄连杆机构。
发动机工作过程就是:活塞经过混合压缩空气的燃爆,推动活塞做直线运动,并通过连杆将力传给曲轴,由曲轴将直线运动转变为旋转运动。
因此,曲轴零件加工质量的好坏将直接影响着发动机的整体性能。
1.2零件的工艺性分析:在进行曲轴零件的工艺性分析之前,让我们先了解一下曲轴的结构图,以便对曲轴有一个感性的认识,由下图a所示:曲轴主要由主轴颈、连杆轴颈、止推面、法兰端、轴头端、曲柄、曲柄臂、平衡块等组成。
图 a分析题目给定的具体曲轴零件(见附图1),从曲轴结构上看,曲轴又细又长,其长径比一般都大于10,是典型的柔性件。
加之曲轴结构复杂,工艺性差,尤其给机械加工带来很大困难。
通常可将曲轴的加工过程分为四个阶段。
第一阶段主要是以铣钻为主的基准加工,即铣定位面(曲轴两端面)打中心孔;第二阶段是以车、铣、钻为主的完成全部轴颈的粗加工;第三阶段为热处理;第四阶段为以磨、抛光为主的精加工及端面加工和动平衡。
此外,一条完整的曲轴生产线还包括装配滚压校直、测量、清洗防腐等工序。
其中,第二阶段主轴颈和连杆轴颈的加工是曲轴加工工艺的难点,但这一部分的加工工艺发展迅速。
曲轴对尺寸公差、形位公差、表面粗糙度要求都比较高,从零件图上可以看出:主轴颈及连杆轴颈直径的公差等级为IT6,圆柱度公差等级为6级,连杆轴颈轴线对主轴颈公共轴线的平行度为6级,其余主轴的圆跳动为8级。
重要表面粗糙度不低于Ra 值3.2的要求。
此外还有相位角度偏差,一般不大于'20 ,对曲轴的动不平衡量也有要求,额定转速越高对曲轴的动不平衡量要求越严格。
1.3零件机械加工工艺路线制定:径向定位基准:由于曲轴设计基准是中心孔,装配基准是两端主轴颈,所以选择毛坯两端中心孔作为精基准;轴向定位基准:曲轴轴向设计基准、安装基准都是中间主轴颈端面,所以主要以曲柄臂端为定位基准;角向定位基准:角向定位基准主要用曲轴的曲柄臂上加工出的定位平台及法兰盘上 的定位孔作角向定位。
一、 加工工序顺序的安排1、 工序顺序安排原则1) 先基准面后其它 加工开始,首先应把精基准面加工出来。
如曲轴零件应先将两端面及中心孔加工出来,然后再进行主轴颈、曲柄定位平台、连杆轴颈等其它表面的加工。
2) 先粗后精 先安排粗加工,中间安排半精加工,最好安排精加工和光整加工。
3) 先主后次 曲轴主要加工表面有主轴颈、连杆轴颈、轴肩端面、圆角;次要加工面为键槽、斜油孔、螺纹等。
4) 先面后孔2、 热处理工序及辅助工序的安排除机械加工外,还有轴颈淬火、平衡、探伤、校直、检验、清洗等工序。
淬火放在轴颈精加工之前,平衡放在精加工之后,毛坯探伤放在粗加工之前,磁力探伤工序主要用来检查零件的细微裂纹和其它缺陷,应放在精加工之后。
校直放在容易引起弯曲变形工序后进行,如放在粗加工主轴颈、粗加工连杆轴颈、热处理等工序之后进行。
检验工序分中间检验和最终检验工序。
中间检验放在重要工序之后,如放在粗加、精加工光整加工之后进行。
零件全部加工完毕进行最终检验。
最后清洗一般放在曲轴光整加工之后,最终检验工序之前进行。
3、 加工阶段的划分加工定位基准面——粗加工轴颈——加工油孔和次要表面——半精加工和精加工轴颈——加工键槽和轴承孔等表面——光整加工所有轴颈。
二、机械加工的工艺过程曲轴需要加工的表面有:主轴颈、连杆轴颈、其它轴颈、油道、键槽、螺纹等。
制定曲轴机械加工方案为:铸造毛坯——热处理——铣两端面打中心孔——车或铣主轴颈和连杆轴颈——车各处外圆——钻斜油孔——磨削连杆轴颈、主轴颈——车两端面——铣键槽、倒角——抛光——氮化——探伤——油孔抛光——动平衡、去重——清理去毛刺——轴颈抛光——入库。
曲轴结构复杂,刚性差,易变形,而加工技术要求又高,在制定曲轴加工工艺过程时,必须考虑这些特点,采取相应的工艺措施:●粗加工时由于切削余量大,切削力也大,可用中间托架来增强刚性,从而减少变形和振动,同时机床刀具及夹具都应有较高的刚度;●在切削过程所产生切削力应尽可能使之互相抵消,例如主轴颈的车削工序中,可用前后刀架同时横向进给;●合理安排加工顺序以减少加工时的变形,按先粗后精原则安排加工工序,逐步提高精度;●在有可能产生变形的工序后面设置校直工序,尽量减少前面工序的弯曲变形对后续工序的影响。
1.4本工序加工要求工序为铣曲轴两端面打中心孔,该工序在所有工序中排第一,主要是由于这一工序对以后的工序,特别是平衡去重工序的工作量,有很大的影响,所以关键在于使中心孔尽可能接近曲轴质量轴线。
根据题目的要求,该零件的生产类型为大批大量生产,因此可以在专用的铣端面、打中心孔机床上进行。
本工序需要保证曲轴总长及中心孔的质量,若端面不平则钻中心孔时钻上的两切削刃受力不均,钻头可能引偏而折断,因此要采用先面后孔的原则。
中心孔除影响曲轴质量分布外,它还是曲轴加工的重要基准贯穿整个曲轴加工始终,因而直接影响曲轴加工精度。
打中心孔工艺按加工方法可分几何定心法和质量定心法两种。
这两种方法所采用的设备不同,价格也不同,采用何种方法得看毛坯质量以及现有的设备。
1)、加工余量的确定:根据零件图的技术要求可知,该曲轴为铸造件,曲轴材料选用球墨铸铁,工艺方法选用金属型铸造,得到曲轴长度的尺寸公差等级(CT)为9级,加工余量等级(MA)为F 级,查机械加工余量手册可得铸造毛坯公差为±1.6,双侧加工时每侧的加工余量值为3.5。
2)、工序尺寸的确定:本工序是要确保曲轴总长为346mm,因未标注公差,按经济精度IT8加工该尺寸,查公差表得基本尺寸为346mm时其公差大小0.089mm,铣1.5夹具结构方案确定a.定位方案的确定,选取定位基准和定位元件定位是指确定工件在机床(工作台)上或夹具中占有正确位置的过程,要使定位方案合理,需对六点定位原理和定位元件十分熟悉,脑海中必须清楚平面定位用支承钉、支撑板,内孔定位用心轴、圆柱销、圆锥销,外圆定位用V型块、定位套。
曲轴铣端面打中心孔工序,以曲轴两端主轴颈外圆表面为粗基准,分别用两个V 型块进行定位。
b.刀具导向或对刀装置的确定工件在夹具中的位置是由与工件接触的定位元件的定位表面所确定的,对于刀具做主切削运动的加工过程,只能保证加工面对定位基准的平行度、垂直度、角度等,却不能解决加工尺寸本身的精度问题。
刀具相对于夹具的位置的确定,是用来保证加工尺寸本身的精度的,简称对刀。
夹具的对刀方法有三种:一种是通过试切法来调整刀具相对工件定位面的位置;一种是应用样件对刀;还有一种是用夹具的对刀、导向装置来对刀。
用于铣床夹具的对刀装置由对刀块和塞尺组成。
对刀块是用来确定夹具与刀具相对位置的元件,其结构尺寸已经标准化。
对刀装置应安排在刀具开始进给的一侧,对刀块应制成单独的元件,用螺钉和定位销安装在夹具体上,不能用夹具的其它元件兼作对刀块。
对刀时,不允许刀具与对刀块直接接触,损坏刀刃或造成对刀块过早磨损,而要将塞尺放在刀具与对刀块之间,凭抽动塞尺的松紧感觉来判断二者的正确位置,以适度为宜。
塞尺也已经标准化了。
c.夹紧机构方案的确定,计算切削力及夹紧力装夹包括定位和夹紧,工件的定位和夹紧密切相关。
在装夹工件时,先把工件放置在夹具的定位元件上,使它获得正确的位置,而夹紧则固定已经定位好的工件,这样工件在加工过程中能承受外力而保持定位位置不变。
夹紧可以用手动、气动、液压或其它力源形式,应考虑夹紧力的大小、方向、作用点。
夹紧机构的功用就是将动力源的力正确、有效地施加到工件上去。
常用的夹紧机构有斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构、铰链夹紧机构、定心夹紧机构、联动夹紧机构等。
夹紧方案:铰链夹紧机构;铣削切削力的计算:刀具材料选硬质合金,因为该零件的生产类型为大批大量生产,而硬质合金的铣刀的切削效率是高速钢的5到10倍,在大批大量的生产中能提高切削加工经济效益。
而铣刀类型选端铣刀,对曲轴整个端面一次性成型加工,保证足够高的效率。
刀具材料:硬质合金铣刀类型:端铣刀公式:F=4434*(ap)^(1.1)*(fz)^(0.75)*D^(-1.3)*B*n^(-0.20)*z参数:ap = 3参数:fz = 0.1参数:D = 32参数:B = 20参数:n = 750参数:z = 6计算得出F= 931.328钻削切削力的计算:钻头材料选硬质合金,保证高效率的钻孔切削力Ff=319*D^(1.2)*f^(0.75)*(Kp)参数:D = 5参数:f = 0.2参数:Kp = 0.912Ff = 600.235夹紧力的计算:实际所需夹紧力的计算是很复杂的,一般只作粗略估算,为了简化计算,在设计夹紧装置时,只考虑切削力(矩)对夹紧的影响,并假定工艺系统是刚性的,切削过程稳定不变。
工件以V型块定位压板夹紧,受切削转矩作用:●防止工件转动:夹紧形式:V形块定位压板夹紧工件受切削扭矩及轴向力防止工件转动公式:Wk=K*M*sin(α/2)/((μ1)*R*sin(α/2)+(μ2)*R)参数:K = 1.5参数:M = 1000参数:α= 90参数:μ1 = 0.15参数:R = 50参数:μ2 = 0.15WK = 82.842●防止工件移动:夹紧形式:V形块定位压板夹紧工件受切削扭矩及轴向力防止工件移动公式:Wk=K*(Ff)*sin(α/2)/((μ3)*sin(α/2)+(μ4))参数:K = 1.5参数:Ff = 1500参数:α= 90参数:μ3 = 0.15参数:μ4 = 0.15Wk= 6213.203d.其它装置和夹具体确定1、夹具体的确定:夹具体是夹具的基础件,夹具的其它各种元件和装置等都要安装在夹具体上。