(完整版)加工工艺毕业设计

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毕业论文(设计)任务书

题目：曲轴的数控工艺分析与设成绩__________

姓名陆国豪

班级10261

学号

指导老师谢超明

设计日期：2012年5月

毕业论文(设计)任务书

题目：曲轴的数控工艺分析与设成绩__________

姓名王磊

班级10261

学号

指导老师谢超明

设计日期：2012年5月摘要曲轴是汽车发动机的关键零件之一,其性能好坏直接影响到汽

车发

动机的质量和寿命.曲轴在发动机中承担最大负荷和全部功率,

承受

着强大的方向不断变化的弯矩及扭矩，同时经受着长时间高速

运转

的磨损，因此要求曲轴材质具有较高的刚性、疲劳强度和良好

的耐

磨性能。发动机曲轴的作用是将活塞的往复直线运动通过连杆

转化

为旋转运动，从而实现发动机由化学能转变为机械能的输出。

abstract

The crankshaft is one of the key parts of the car engine, the performance of a direct influence on the automobile engine quality and life. The crankshaft engine for maximum load and all of the power, under the direction of the powerful changing bending moment and torque, and suffering from long time reciprocating linear motion through the connecting rod into the rotary motion, thus realize engine by chemical energy into mechanical energy output.绪论对轴类零件及夹具结构设前言计，不仅在加深我们对课程基本理论的理而且在加强对解决加工实际问题能力的方面有着很好的促进作用。可以让我们可以够将在湖北职业技术学院

机电工程系两年所学知识融会贯通，也使我们在设计过程中不断学习一些新知识。通过毕业设计这个意义重大的课程，可以培养我们广泛查找资料、分析解决问题的能力，使我们养成严谨刻苦，精益求精的科学工作习惯。

本次所选设计内容主要包括：工艺路线的确定，夹具方案的优选，零件图纸的绘制（包含cad、ug图纸）编写等。数控加工工艺规程是规定产品或零件的机械加工工艺过程、操作方法及指导生产的重要的指导性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程编制的好坏将直接影响到该产品的质量。

利用合理、方便的夹具可以保证加工质量，提高生产率。机床夹具的首要任务是保证加工精度，特别是保证被加工工件的加工面与定位面以及加工表面相互之间的位置精度。提高生产率，降低成本，使用专用夹具后可以减少划线、找正等辅助时间，且易于实现多工位加工，扩大机床工艺范围。在机床上使用专用夹具后可使加工变得方便，并可扩大机床工艺范围，减轻工人劳动强度，保证生产安全。

此次毕业设计有着其特殊的重要性，这是对自己大学四年来学习的一次综合检验，是一次大型的将自己所学与现实应用的一次结合，对以后的工作学习都有重要的指导意义。同学们也认真对待，积极查阅有关资料，作好每周必须完成的任务。在老师和学生的共同努力下，将学院布置的毕业设计圆满完成。

在设计的过程中得到田老师的大力帮助和辅导，在此表示深深的敬意和衷心感谢，另外对关心帮助我们设计的同学表示感谢。由于本人的设计水平有限，错误在所难免，敬请各位同学老师批评指正。

编者：王磊

摘要

曲轴是汽车发动机的关键零件之一,其性能好坏直接影响到汽

车发

动机的质量和寿命.曲轴在发动机中承担最大负荷和全部功率,

承受

着强大的方向不断变化的弯矩及扭矩，同时经受着长时间高速

运转

的磨损，因此要求曲轴材质具有较高的刚性、疲劳强度和良好

的耐

磨性能。发动机曲轴的作用是将活塞的往复直线运动通过连杆

转化

为旋转运动，从而实现发动机由化学能转变为机械能的输出。

abstract

The crankshaft is one of the key parts of the car

engine,

the performance of a direct influence on the automobile engine quality and life. The crankshaft engine for maximum load and all of the power, under the direction of the powerful changing bending moment and torque, and suffering from long time reciprocating linear motion through the connecting rod into the rotary motion, thus realize engine by chemical energy into mechanical energy

output.

目录

第1章前言 (1)

第2章零件总体分析 (2)

2.1 零件图 (3)

2.2 零件图样分析 (4)

2.3 确定加工方法 (5)

2.4 加工方案的分析 (6)

第3章工件的装夹 (7)

3.1 定位基准的选择 (8)

3.2 定位基准选择的原则 (9)

3.3 确定零件的定位基准 (10)

3.4 装夹方式的选择 (11)

3.5 数控车床常用的装夹方式 (12)

3.6 零件工艺性分析 (13)

第4章刀具及切削用量 (14)

4.1 选择数控刀具的原则 (15)

4.2 选择数控车削用刀具 (16)

4.3 设置刀点和换刀点 (17)

4.4 确定切削用量 (18)

第5章典型轴类零件的加工 (19)

5.1 轴类零件加工工艺分析 (20)

5.2 典型轴类零件加工工艺 (21)

5.3 加工坐标系设置 (22)

5.4 手工编程 (23)

第6章结束语 (24)

第7章毕业总结 (25)

参考文献 (26)

第1章前言

在机械加工工艺教学中，机械制造专业学生及数控技术专业学生都要学习数控车床操作技术。让学生了解相关工种的先进技术，同时培养工作岗位的前瞻性；在讲授数控知识的同时，必须要求学生掌握基本的机械加工工艺，增强系统意识，理解手动操作与自动操作之间的联系，真正把学生培养成为适应各种工作环境和岗位的多面手。数控车工基础工艺理论及技能有机融合，包括夹具的使用、量具的识读和使用、刃具的刃磨及使用、基准定位等，分类叙述了车床操作、数控车床自动编程仿真操作、数控车床编程与操作的初、中级内容。以机械加工中车工工艺学与数控车床技能训练密切结合为主线，常用量具识读及工件测量、刀具及安装、工件定位与安装、金属切削过程及精加工，较清晰地展示了数控车工必须掌握的知识和技能的训练途径。对涉及与数控专业相关的基础知识、专业计算，都进行了有针对性的论述，目的在于塑造理论充实、技能扎实的专业技能型人才。

本文以与切削用量的选择，工件的定位装夹，加工顺序和典型零件为例，结合数控加工的特点，分别进行工艺方案分析，机

床的选择，刀具加工路线的确定，数控程序的编制，最终形成可以指导生产的工艺文件。在整个工艺过程的设计过程中，要通过分析，确定最佳的工艺方案，使得零件的加工成本最低，合理的选用定位夹紧方式，使得零件加工方便、定位精准、刚性好，合理选用刀具和切削参数，使得零件的加工在保证零件精度的情况下，加工效率最高、刀具消耗最低。最终形成的工艺文件要完整，并能指导实际生产。

第2章工艺方案分析 2.1 零件图

图1-1 轴类平面图

图1-2 轴类立体图

2.2 零件图样分析

先以Φ30中心线为基准，后以Φ20的中心线为基准轴进行装夹.考虑到有螺纹加工，以圆柱的两端面分别为基准面进行两次装夹，工件为45钢。毛坯为棒料Φ55*155mm，机械加工前先进行调质处理，可以将原调质前后的粗精加工内容再一次装夹汇总全部加工完成.以体现数控加工的工序集中的特点.零件加工时，由于精度不是很高.着重把握螺纹加工.车槽. Φ48圆柱.Φ32的圆柱和圆弧过程中不要发生干涉.圆柱和圆弧连接处不要发生干涉。

2.3 确定加工方法

加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸大小和形位公差要求等全面考虑。

图上几个精度要求较高的尺寸，因其公差值较小，所以编程时没有取平均值，而取其基本尺寸。

通过以上数据分析，考虑加工的效率和加工的经济性，最理想的加工方式为车削，考虑该零件为大批量加工，故加工设备采用数控车床。

2.4加工方案的分析

零件上比较精密表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确地确定从毛坯到最终成形的加工方案。

第3章工件的装夹

3.1 定位基准的选择

在制定零件加工的工艺规程时，正确地选择工件的定位基准有着十分重要的意义。定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。合理选择定位基准是保证零件加工精度的前提，还能简化加工工序，提高加工效率。

3.2 定位基准选择的原则

1）基准重合原则。为了避免基准不重合误差，方便编程，应选用工序基准作为定位基准，尽量使工序基准、定位基准、编程原点三者统一。

2）便于装夹的原则。所选择的定位基准应能保证定位准确、可靠，定位、夹紧机构简单、易操作，敞开性好，能够加工尽可能多的表面。

3）便于对刀的原则。批量加工时在工件坐标系已经确定的情况下，保证对刀的可能性和方便性。

3.3 确定零件的定位基准

以左右端大端面为定位基准。

3.4 装夹方式的选择

为了工件不致于在切削力的作用下发生位移，使其在加工过程始终保持正确的位置，需将工件压紧夹牢。合理的选择夹紧方式十分重要，工件的装夹不仅影响加工质量，而且对生产率，加工成本及操作安全都有直接影响。

3.5 数控车床常用的装夹方式

1）在三爪自定心卡盘上装夹。三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正。该卡盘装夹工件方便、省时，但夹紧力小，适用于装夹外形规则的中、小型工件。

2）在两顶尖之间装夹。对于尺寸较大或加工工序较多的轴类工件，为了保证每次装夹时的装夹精度，可用两顶尖装夹。该装夹方式适用于多序加工或精加工。

3）用卡盘和顶尖装夹。当车削质量较大的工件时要一段用卡盘夹住，另一段用后顶尖支撑。这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准确，应用较广泛。第3章

工件的装夹

3.1 定位基准的选择

在制定零件加工的工艺规程时，正确地选择工件的定位基准有着十分重要的意义。定位基准选择的好坏，不仅影响零件

加工的位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。合理选择定位基准是保证零件加工精度的前提，还能简化加工工序，提高加工效率。

3.2 定位基准选择的原则

1）基准重合原则。为了避免基准不重合误差，方便编程，应选用工序基准作为定位基准，尽量使工序基准、定位基准、编程原点三者统一。

2）便于装夹的原则。所选择的定位基准应能保证定位准确、可靠，定位、夹紧机构简单、易操作，敞开性好，能够加工尽可能多的表面。

3）便于对刀的原则。批量加工时在工件坐标系已经确定的情况下，保证对刀的可能性和方便性。

3.3 确定零件的定位基准

以左右端大端面为定位基准。

3.4 装夹方式的选择

为了工件不致于在切削力的作用下发生位移，使其在加工过程始终保持正确的位置，需将工件压紧夹牢。合理的选择夹紧方式十分重要，工件的装夹不仅影响加工质量，而且对生产率，加工成本及操作安全都有直接影响。

3.5 数控车床常用的装夹方式

1）在三爪自定心卡盘上装夹。三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正。该卡盘装夹工件方便、省时，但夹紧力小，适用于装夹外形规则的中、小型工件。

2）在两顶尖之间装夹。对于尺寸较大或加工工序较多的轴类工件，为了保证每次装夹时的装夹精度，可用两顶尖装夹。该装夹方式适用于多序加工或精加工。

3）用卡盘和顶尖装夹。当车削质量较大的工件时要一段用卡盘夹住，另一段用后顶尖支撑。这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准确，应用较广泛。第3章

工件的装夹

3.1 定位基准的选择

在制定零件加工的工艺规程时，正确地选择工件的定位基准有着十分重要的意义。定位基准选择的好坏，不仅影响零件加工的位置精度，而且对零件各表面的加工顺序也有很大的影响。合理选择定位基准是保证零件加工精度的前提，还能简化加工工序，提高加工效率。

3.2 定位基准选择的原则

1）基准重合原则。为了避免基准不重合误差，方便编程，应选用工序基准作为定位基准，尽量使工序基准、定位基准、编程原点三者统一。

2）便于装夹的原则。所选择的定位基准应能保证定位准确、可靠，定位、夹紧机构简单、易操作，敞开性好，能够加工尽可能多的表面。

3）便于对刀的原则。批量加工时在工件坐标系已经确定的情况下，保证对刀的可能性和方便性。

3.3 确定零件的定位基准

以左右端大端面为定位基准。

3.4 装夹方式的选择

为了工件不致于在切削力的作用下发生位移，使其在加工过程始终保持正确的位置，需将工件压紧夹牢。合理的选择夹紧方式十分重要，工件的装夹不仅影响加工质量，而且对生产率，加工成本及操作安全都有直接影响。

3.5 数控车床常用的装夹方式

1）在三爪自定心卡盘上装夹。三爪自定心卡盘的三个卡爪是同步运动的，能自动定心，一般不需要找正。该卡盘装夹工

件方便、省时，但夹紧力小，适用于装夹外形规则的中、小型工件。

2）在两顶尖之间装夹。对于尺寸较大或加工工序较多的轴类工件，为了保证每次装夹时的装夹精度，可用两顶尖装夹。该装夹方式适用于多序加工或精加工。

3）用卡盘和顶尖装夹。当车削质量较大的工件时要一段用卡盘夹住，另一段用后顶尖支撑。这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准确，应用较广泛。4）用心轴装夹。当装夹面为螺纹时再做个与之配合的螺纹进行装夹，叫心轴装夹。这种方式比较安全，能承受较大的切削力，安装刚性好，轴向定位准确。

3.6 零件工艺分析

一. 工艺性分析装夹方案的确定

1.1零件的结构工艺性时指所设计在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。它包括零件整个工艺过程的工艺性，如铸造.锻造.冲压.焊接.热处理.切削加工等的工艺性。其涉及面很广.具有综合性。

在不同的生产类型和生产条件下.同一种零件制造的可行性和经济性可能不同.所以，在对零件进行工艺性分析时.必须根据具体生产类型和生产条件全面具体综合地分析。

在制订机械加工工艺过程时，主要进行零件的切削加工工艺分析，它主要涉及如1：

?工件应便于在机床或夹具上装夹.并尽量减少装

夹次数。

?刀具易于接近加工部位，便于进刀.退刀.越程和

测量。

?便于观察切削情况。

?尽量减少刀具调整和走刀次数。

?尽量减少工件条件和刀具的受力变形。

?便于采用标准刀具.尽可能的减少刀具的种类。

?尽量减少工件条件和刀具的受力变形。

?改善加工条件.便于加工.必要时应便于采用多刀.

多件加工。

?适宜的定位基准.且定位基准至加工面的标准尺

寸应便于测量。