单拐曲轴零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计.docx

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单拐曲轴零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计

优秀设计

学科门类：

单位代码：

毕业设计说明书（论文）

单拐曲轴零件机械加工规程及工艺装备设计

学生姓名

所学专业

班级

学号

指导教师

XXXXXXXXX系

二○**年XX月

毕业设计（论文）任务书

专业：

班级：

姓名：

学号：

一、设计题目（附图）：

单拐曲轴零件机械加工工艺规程制订及第__12_工序工艺装备设计

二、设计条件：

1、零件图

2、生产批量：

中批量生产

三、设计内容：

㈠零件图分析：

1、零件图工艺性分析（结构工艺性及条件分析）；

2、绘制零件图。

㈡毛坯选择

㈢机械加工工艺路线确定：

　1、加工方案分析及确定2、基准的选择

　3、绘制加工工艺流程图

㈣工序尺寸及其公差确定

　1、基准重合时（工序尺寸关系图绘制）；2、利用工序尺寸关系图计算工序尺寸；3、基准重合时（绘制尺寸链图）并计算工序尺寸。

㈤设备及其工艺装备的确定

㈥切削用量及工时定额确定：

确定全部工序切削用量及工时定额。

㈦工艺文件制订：

1、编写工艺文件设计说明书：

2、编写工艺规程：

㈧指定工序机床夹具设计

1、工序图分析；2、定位方案确定；

3、定位误差计算；4、夹具总装图绘制；

㈨刀具、量具设计

四设计任务（工作量）：

1、零件机械加工工艺规程制订设计说明书一份；

2、工艺文件一套（含工艺流程卡片、某一道工序的工序卡片、全套工序附图）；

3、机床夹具设计说明书一份；

4、夹具总装图一张（A2图纸）；零件图两张（A4图纸）；

5、刀量具设计说明书一份；

6、刀具工作图一张（A4图纸）；量具图一张（A4图纸）。

五起止日期：

20**年11月28日——20**年1月20日（共8周）

目　　录

第一部分　工艺设计说明书……………………………………………………………………………1

1、零件图工艺分析……………………………………………………………………………1

1.1、零件结构功用分析……………………………………………………………………………1

1.2、零件技术条件分析……………………………………………………………………………1

1.3、零件结构工艺性分析……………………………………………………………………………1

2.、毛坯选择……………………………………………………………………………1

2.1、毛坯类型……………………………………………………………………………1

2.2、毛坯于量确定……………………………………………………………………………1

2.3、毛坯零件和图草图……………………………………………………………………………1

3、机加工工艺路线确定……………………………………………………………………………2

3.1、加工方法分析确定……………………………………………………………………………2

3.2、加工顺序安排……………………………………………………………………………2

3.3、定位基准选择……………………………………………………………………………2

3.4、加工阶段的划分说明……………………………………………………………………………2

3.5、主要机加工工序简图……………………………………………………………………………2

4、工序尺寸及其公差确定……………………………………………………………………………9

5、设备及其工艺装备确定……………………………………………………………………………13

6、切削用量及工时定额确定…………………………………………………………………………13

第二部分　第12号工序夹具设计说明书………………………………………………………16

1、工序尺寸精度分析……………………………………………………………………………16

2、定位方案确定……………………………………………………………………………16

3、定位元件确定……………………………………………………………………………16

4、定位误差分析计算……………………………………………………………………………17

5、加紧方案及元件确定……………………………………………………………………………17

6、夹具总装草图……………………………………………………………………………18

第三部分　第6号工序刀具设计说明书…………………………………………………………18

1、工序尺寸精度分析……………………………………………………………………………18

2、刀具类型确定……………………………………………………………………………18

3、刀具设计参数确定……………………………………………………………………………18

4、刀具工作草图……………………………………………………………………………19

第四部分　第23号工序量具设计说明书………………………………………………………20

1、工序尺寸精度分析……………………………………………………………………………20

2、量具类型确定……………………………………………………………………………20

3、极限量具尺寸公差确定……………………………………………………………………………20

4、极限量具尺寸公差带图……………………………………………………………………………20

5、极限量具结构设计……………………………………………………………………………20

第五部分　毕业设计体会………………………………………………………………………………21

第一部分　工艺设计说明书

1.零件图工艺性分析

1.1零件结构功用分析

曲轴是将直线运动转变成旋转运动，或将旋转运动转变为直线运动的零件。

它是往复式发动机、压缩机、剪切机与冲压机械的重要零件。

曲轴的结构与一般轴不同，它有主轴颈、连杆轴颈、主轴颈和连杆轴颈之间的连接板组成。

1.2零件技术条件分析

1）主轴颈、连杆轴颈本身精度：

主轴颈φ110

尺寸公差等级IT6，表面粗糙度Ra为1.25μm，连杆轴颈φ110

尺寸公差等级为IT7，表面粗糙度Ra为0.63μm，轴颈长度公差等级为IT13，圆柱度误差0.015，连杆轴竟的圆柱度误差0.015。

2）位置精度，主轴颈与连杆轴颈的平行度φ0.02，主轴颈的同轴度误差为φ0.02。

1.3零件结构工艺性分析

曲轴的结构与一般轴不同，它有主轴颈、连杆轴颈、主轴颈和连杆轴颈之间的连接板组成，其L/D=818/110=7.44＜12，钢性差，易变形，形状复杂，它的工作特点是在变动和冲击载荷下工作，对曲轴的基本要求是高强度、高韧性、高耐磨性和回转平稳性，因而安排曲轴加工过程应考虑到这些特点。

2.毛坯选择

2.1毛坯类型

曲轴工作时要承受很大的转矩及变形的弯曲硬力，容易产生扭振、折断及轴颈磨损，要求材料应有较高的强度、冲击韧度、疲劳强度和耐磨性，所以要求用球墨铸铁QT600-2

曲轴的毛坯：

此零件属中批生产，固采用铸造毛坯。

2.2毛坯余量确定

由书机械加工工艺设计资料表1.2-10查得毛坯加工余量为5，毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得为

1.4.

2.3毛坯－零件合图草图

3．机加工工艺路线确定

3.1加工方法分析确定

该零件是单拐曲轴。

中批量生产。

故选用中心孔定位，它是辅助基准，装夹方便节省找正时间又能保证连杆轴颈的位置精度，连杆轴颈与主轴颈的中心距为120不能直接在轴端面上钻中心孔，加工连杆时，可利用以加工过的主轴颈定位，安装到专用的偏心卡盘分度夹具中使连杆轴颈的轴线与转动轴线重合。

3.2加工顺序的安排

此零件是单拐曲轴，刚性差、易变形，中批量生产。

故选用中心孔定位，它是辅助基准，装夹方便节省找正时间，又能保证连杆轴颈的位置精度。

先以主轴颈为粗基准连杆轴颈作支撑铣两端面，粗打中心孔。

该零件的刚性差，应按先粗后精的原则安排加工顺序，逐步提高加工精度，主轴颈与连杆轴颈的加工顺序：

先粗加工主轴颈再半精加工主轴颈，然后粗加工连杆轴颈，再磨主轴颈，再磨连杆轴颈。

3.3定位基准选择

先以主轴颈为基准铣曲轴两端面并打中心孔，再以两顶尖定位方式粗加工主轴颈，再半精加工主轴颈，再以偏心卡盘分度夹具夹住主轴颈加工连杆轴颈，再磨主轴颈，最后磨连杆轴颈。

3.4加工阶段的划分说明

加工阶段分为：

粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。

3.5主要机加工工序简图

1、铸铸造、清理

2、热处理正火

3、锯式样

4、铣曲轴两端面并从两面钻中心孔

5、粗车主轴颈右端

6、粗车主轴颈左端

7、半精车主轴颈右端

8、半精车主轴颈左端

9、粗车连杆轴颈，切第一、二侧板

10、粗铣连杆上、下及前、后端

11、在第一侧板上钻油孔，在主轴颈左端钻油孔

12、扩孔φ32

13、在油孔中攻螺纹4-M24、M12，并倒角

14、在主轴颈右端粗铣键槽

15、校直

16、热处理：

淬火

17、去毛刺（在所有侧面去除机械加工所留下的毛刺）

18、清洗吹净

在乳化液中清洗曲轴，重点清洗顶尖孔和油孔，保证没有铁削、油污和其他赃物，清洗时间不少于3min，清洗的同时通入压缩空气以提高清洗效果，清洗后用压缩空气吹净零件，并用擦布擦净中心孔表面。

19、检验

20、修正中心孔

21、磨主轴颈右端并倒角

22、磨主轴颈左端并倒角

23、磨连杆轴颈，第一、二侧板，并倒角

24、磨连杆上、下端及前、后端并倒角

25、去毛刺吹净

在所有油道孔口处抛光棱边，在键槽、主轴颈及连杆轴颈上去毛刺，仔细吹净曲轴油孔中的切削和油污。

26、检验

27、动平衡

曲轴的动平衡量每端不大于120g.cmn=600r/min

28、去除不平衡量

29、校直

30、终检

4.工序尺寸及其公差确定

φ110

工艺路线

基本尺寸

工序余量

工序精度

工序尺寸

铸

115

1.4

φ115

1.4

粗车

112.4

2.6

0.140

φ112.4

半精车

110.4

2

0.054

φ110.4

磨

110

0.4

0.022

φ110

φ110

工艺路线

基本尺寸

工序余量

工序精度

工序尺寸

铸

115

1.4

φ115

1.4

粗车

110.4

4.6

0.087

φ110.4

磨

110

0.4

0.035

φ110

φ105

工艺路线

基本尺寸

工序余量

工序精度

工序尺寸

铸

110

1.4

φ110

1.4

粗车

107.4

2.6

0.87

φ107.4

半精车

105.4

2

0.35

φ105.4

磨

105

0.4

0.16

φ105

140

工艺路线

基本尺寸

工序余量

工序精度

工序尺寸

铸

145

1.4

φ145

1.4

粗车

142.5

4.5

0.1

φ140.5

磨

140

0.5

0.016

φ140

94

工艺路线

工序余量

工序尺寸

铸

89

粗车

2.6

91.6

半精车

2

93.6

磨

0.4

94

103

工艺路线

工序余量

工序尺寸

铸

98

粗车

2.6

100.4

半精车

2

102.4

磨

0.4

103

164

工艺路线

基本尺寸

工序余量

工序精度

工序尺寸

铸

159

1.4

φ159

1.4

粗车

163.5

4.5

0.63

φ163.5

磨

164

0.5

0.53

φ164

270

工艺路线

工序余量

工序尺寸

铸

275

粗铣

4.5

270.5

磨

0.5

270

28

工艺路线

基本尺寸

工序余量

工序精度

工序尺寸

粗铣

27.7

0.13

27.7

磨

28

0.3

0.052

28

10

工艺路线

工序余量

工序尺寸

粗铣

9.7

磨

0.3

10

180

工艺路线

工序余量

工序尺寸

粗铣

179.7

磨

0.3

180

18

工艺路线

工序余量

工序尺寸

粗铣

18.3

磨

0.3

18

410

工艺路线

工序余量

工序尺寸

铸

415

粗车

2.2

412.8

半精车

2

410.8

磨

0.8

410

5.设备及其工艺装备确定

所用的设备有：

卧式双面中心钻床、CA6140、特种多刀车床、立式铣床、摇臂钻床、攻螺纹机床、液压床、辊道、清洗机、检验台、外圆磨床、动平衡机。

夹具有：

顶尖、V形块、偏心卡盘分度夹具。

钻直孔专用夹具、钻斜孔专用夹具。

刀具有：

90度车刀、R3圆弧车刀、铣刀、φ10、φ20钻头、砂轮、切断刀。

量具有：

千分尺、游标卡尺、专用卡规。

6．切削用量及工时定额确定

（1）铣曲轴两端面并从两面钻中心孔时：

（T1=T辅T2=T机T3=T工T4=T休）

切削用量：

ap=5

由表7.3-5得：

f=0.5mm/r

由表7.3-11得v=16m/min

则n=318x16/22=231.3=232r/mm

工时定额：

由表7.4-1得钻中心孔时机动时间为：

lf=2/dxcotkr=2/22xcot120=18.7

T2=lw+lf/fxn=26.66+18.7/0.5x232=0.4min

由表3.3-1得：

装夹工件时间为1.1min

由表3.3-2得：

松开卸下工件时间为0.76min，

由表3.3-3得：

操作机床时间为：

0.02+0.04+0.03+0.09+0.08+0.02+0.01+0.02+0.03+0.06+0.04+0.04+0.03=0.51min

由表3.3-4得：

测量工件时间为：

0.1+0.14=0.24min

T1=0.76+1.1+0.51+0.24=2.61min

由表3.3-33得布置工作地、休息和生理时间分别为：

T3=53min、T4=15min

T基=lz/nfap=26.66x5/232x0.5x5=0.3min

则T总=T1+T2+T3+T4+T基=69.31min

（2）粗车主轴颈右端时：

切削用量：

（车刀刀杆尺寸BXH取25X25）ap=2.6，由表5.3-1得f=1.3，由表5.3-20查得v=59m/min，则n=318v/d=318x59/112.4=166.9=167r/min

工时定额：

由表3.3-1得：

装夹工件时间为1.1min

由表3.3-2得：

松开卸下工件时间为0.76min，

由表3.3-3得：

操作机床时间为：

0.02+0.04+0.03+0.09+0.08+0.02+0.01+0.02+0.03+0.06+0.04+0.04+0.03=0.51min

由表3.3-4得：

测量工件时间为：

0.1+0.14=0.24min

T1=0.76+1.1+0.51+0.24=2.61min

由表5.4-1得机动时间为：

T2=0.07+0.06+0.04+0.03=0.2min

由表3.3-33得布置工作地、休息和生理时间分别为：

T3=53min、T4=15min

T基=lz/nfap=412.8x5/167x1.3x2.6=3.7min

则T总=T1+T2+T基+53+15=77.51

（3）粗车主轴颈左端时：

切削用量：

ap=2.6

由表5.3-1得：

f=1.3mm/r

由表5.3-20得：

v=59m/min

则n=318v/d=318x59/112.4=166.9=167r/min

工时定额：

（同上）T1=2.61minT2=0.2minT3=53minT4=15min

T基=91.6x5/167x1.3x2.6=0.81min

T总=T1+T2+T3+T3+T基=74.62min

（4）半精车主轴颈右端时：

切削用量：

（刀尖圆弧半径取0.5）ap=2

由表5.3-2得f=0.1mm/r

由表5.3-20得v=120m/min

则n=318v/d=318x120/110.4=346r/min

工时定额：

（同上）T1=2.61minT2=0.2minT3=56minT4=15min

T基=lz/nfap=410.8x5/346x0.1x2=29.7min

T总=T1+T2+T3+T4+T基=103.5min

（5）半精车主轴颈左端时：

切削用量：

ap=2

由表5.3-2得f=0.1mm/r

由表5.3-20得v=120m/min

则n=318v/d=318x120/110.4=346r/min

工时定额：

（同上）T1=2.61minT2=0.2minT3=56minT4=15min

T基=93.6x5/346x0.1x2=6.8min

T总=80.61min

（6）粗车连杆轴颈，切第一、二侧板

切削用量：

ap=4.6

由表5.3-1得f=1.2mm/r

由表5.3-20得v=48m/min

则n=318v/d=318x48/110.4=139r/min

工时定额：

由表3.3-21得装夹工件时间为0.6min

由表3.3-23得操作时间为0.02+0.02+0.05+0.05+0.01=0.15min

由表3.3-24得测量工件时间为0.14min

T1=0.6+0.4+0.15+0.14=1.29minT2=0.2minT3=56minT4=15min

T基=lz/nfap=163.5x5/139x1.2x4.6=1.1min

T总=73.6min

（7）粗铣连杆上、下端及前、后端：

切削用量：

ap=4.5

由表6.3-2得f=0.25mm/r

由表6.3-21的硬质合金铣刀铣削灰铸铁时v=120m/min

则n=318v/d=318x120/270.5=142r/min

工时定额：

由表6.4-1得T2=lw+l1+l2/vf=313+10+10/0.25x142=9.4min

由表3.3-7得操作时间为：

0.83min

由表3.3-8得测量工件时间为：

0.14min

T1=2.27minT3=51minT4=15min

T基=lz/nfap=313x5/142x0.25x4.5=9.8min

T总=87.5min

（8）在第一侧板钻油孔，在主轴颈左淀钻油孔：

切削用量：

ap=230由表7.3-1得f=0.5mm/r由表7.3-11得v=16m/min

则n=318v/d=318x16/20=254.4r/min

工时定额：

当钻φ20深230油孔时：

T2=lw+lf+lt/fn=230+17+0/0.5x254.4=1.9min

（lf=dm/2cotkr=20/2cot120=17）T基=230x20/254.4x0.5x230=0.16min

当钻φ20深160油孔时：

由表7.4-1得T2=lw+lf+lt/fn=160+17+0/0.5x254.4=1.4min

（lf=dm/2cotkr=20/2cot120=17）T基=160x20/254.4x0.5x0.6=0.16min

当钻φ10深200油孔时:

T2=lw+lf+lt/fn=200+8.5+0/0.5X254.4=1.7min

（lf=dm/2cotkr=10/2cot120=8.5）T基=200x10/254.4x0.5x200=0.08min

由表3.3-9得装夹工件时间为0.17min

由表3.3-10得松卸工件时间为0.15min

由表3.3-11得操作时间为0.4min

由表3.3-12得测量工件时间为0.04min

T1=0.76minT3=47minT4=15min

T总=68.07min

（9）在主轴颈右端粗铣键槽：

切削用量：

ap=9.7由表6.3-2得f=0.3mm/r由表6.3-11得v=49m/min

则n=318v/d=318x49/105=149r/min

工时定额：

由表6.4-1得T2=（t+lw）/vf2+（lw-d0）/vf

=（10+179.7）/49x9.7+（179.7-105）/（49x0.3）5.5min

由表3.3-5得装夹工件时间为0.11min由表3.3-6得松卸工件时间为0.1min

由表3.3-7得操作时间为0.68min由表3.3-8得测量工件时间为0.18min

T1=1.07minT3=51minT4=15min

T基=lz/nfap=179.7x10/149x0.3x9.7=4.2min

T总=76.8min

（10）磨削主轴颈右端并倒角：

切削用量：

ap=0.4由表10.2-2得f=0.4mm/rv=22m/min

n=318v/d=318x22/110=64r/min

工时定额：

由表3.3-13得装夹和松卸工件时间为：

0.19min0.10min

由表3.3-15得操作时间为0.37min由表3.3-16得测量工件时间为0.08min

T1=0.74minT基=403x0.4/64x0.5x0.4=13minT3=60minT4=15min

T总=88.74min

（11）磨削主轴颈左端并倒角：

切削用量：

ap=0.4由表10.2-2得f=0.4mm/rv=22m/min

则n=318v/d=64r/min

工时定额：

由表3.3-13得装夹和松卸时间为0.19min0.10min

由表3.3-15得操作时间为0.37min由表3.3-16得测量工件时间为0.08min

T1=0.74minT3=60minT4=15minT基=94x0.4/64x0.5x0.4=3min

T总=78.74min

（12）磨削连杆轴颈第一、二侧板并倒角

切削用量：

ap=0.4由表10.2-2得f=0.4mm/rv=22m/min

则n=318v/d=64r/min

工时定额：

由表3.3-13得装夹和松卸时间为0.09min0.08min

由表3.3-15得操作时间为0.39min由表3.3-16得测量工件时间为0.08min

T1=0.64minT3=60minT4=15minT基=164x0.4/64x0.5x0.4=5.2min

T总=82.9min

（13）磨削连杆上、下端并倒角：

切削用量：

ap=0.5