畢業(yè)論文_汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸機(jī)械加工工藝規(guī)程與夾具設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 采用QT6003 較合適。 大批量生產(chǎn)曲軸可用鍛造，由于生產(chǎn)綱領(lǐng)是大批量生產(chǎn)，是大批量生產(chǎn)故采用模鍛。 基面的選擇 機(jī)械加工的最初工序只能用共件毛坯上未加工表面作為定位基準(zhǔn)，這種定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。 用已經(jīng)加工 過的表面作定位基準(zhǔn)則稱為精基準(zhǔn)。 在制定零件機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，總是先考慮選擇怎樣的精基準(zhǔn)定位把工件加工到設(shè)計(jì)要求，然后考慮選擇怎樣的粗基準(zhǔn)定位，把用作精基準(zhǔn)的表面加工出來。 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇的要求應(yīng)能保證加工面與非加工表面之間的位置要求及合理分配各加工面的余量。同時(shí)要為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)。具體有以下原則：為了保證加工面與非加工面之間的位置要求，應(yīng)選擇非加工面為粗基準(zhǔn)；為了保證各加工面都有足夠的加工余量，應(yīng)選擇毛坯余量最小的面為粗基準(zhǔn)；為了保證重要加工面的余量均勻，應(yīng)選擇為粗基準(zhǔn)；粗基準(zhǔn)應(yīng) 避免重復(fù)使用，在同一尺寸方向上，通常只允許使用一次；作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整光潔，以使工件定位穩(wěn)定可靠，夾緊方便。 曲軸也是屬于軸類零件，以外圓作為粗基準(zhǔn)，可分別以主軸頸和連桿軸頸作為粗基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)選擇時(shí)應(yīng)能保證加工精度和裝夾可靠方便，有以下原則：基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)同一原則；自為基準(zhǔn)原則；互為基準(zhǔn)原則；保證工件定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、操作方便的原則。精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。 本曲軸主要選用加工過的第三主軸頸為精基準(zhǔn)。 制 定工藝路線 工藝路線是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的總體布局。其主要任務(wù)是選擇零件表面的加工方法、確定加工順序、劃分加工階段。根據(jù)工藝路線，可以選擇各工序的工藝基準(zhǔn)，確定工序尺寸、設(shè)備、工裝、切削用量和時(shí)間定額等。在擬定工藝路線時(shí)應(yīng)從實(shí)際情況出發(fā)， 9 充分考慮應(yīng)用各種新工藝、新技術(shù)的可行性和經(jīng)濟(jì)性。 選擇零件表面加工方法的主要根據(jù)：零件材料性質(zhì)及熱處理要求；零件加工表面的尺寸公差等級和表面粗糙度；零件加工表面的位置精度要求；零件的形狀尺寸；生產(chǎn)類型；具體的生產(chǎn)條件。 機(jī)械加工工序的安排原則：概括為十六字訣：基準(zhǔn)先行，先主后次， 先粗后精，先面后孔。在零件切削加工工藝過程中，首先要安排加工基準(zhǔn)面得工序。作為精基準(zhǔn)表面，一般都安排在第一道工序進(jìn)行加工，以便后續(xù)工序利用該基準(zhǔn)定位加工其它表面。其次安排加工主要表面。至于次要表面則可在主要表面加工后穿插進(jìn)行加工。當(dāng)零件需要分階段進(jìn)行加工時(shí)，即先進(jìn)行粗加工，再進(jìn)行半精加工，最后進(jìn)行精加工和光整加工。總之表面粗糙度值最低的表面和最終加工工序必須安排在最后加工，盡量避免磕碰高光潔的表面。所有機(jī)械零件的切削加工總是先加工出平面（端面），然后再加工內(nèi)孔。 熱處理工序的安排：預(yù)備熱處理的是改善加工性能 ，為最終熱處理作好準(zhǔn)備和消除殘余應(yīng)力，如正火、退火和時(shí)效處理。它安排在粗加工前后和需要消除應(yīng)力處。最終熱處理的目的是提高力學(xué)性能，如調(diào)質(zhì)、淬火、滲碳淬火、滲氮等。調(diào)質(zhì)、淬火、滲碳淬火安排在半精加工之后，精加工之前進(jìn)行，以便在精加工磨削時(shí)糾正熱處理變形。 輔助工序的安排：輔助工序主要包括動(dòng)平衡檢測、檢驗(yàn)、去毛刺、清洗、涂防銹油等。檢驗(yàn)工序是主要的輔助工序，重要零件粗加工或半精加工后，重要工序加工之前，零件外送車間加工之前，零件全部加工結(jié)束之后都要檢驗(yàn)。去毛刺也是不可缺少的工序，在成批生產(chǎn)中，對于車削回轉(zhuǎn)表面的 毛刺均由車工去除；對于刨、銑、磨、鉆等表面毛刺均由鉗工去除。 工藝路線方案 1. 車曲軸前端面，并從兩端面鉆中心孔 2. 粗車第一、五主軸頸 3. 半精車第一、五主軸頸 4. 粗磨第一、五主軸頸 5. 粗車第二、三、四主軸頸 6. 半精車第二、三、四主軸頸 7. 粗磨曲軸第二、三、四主軸頸 8. 銑定位面 E 9. 粗車第一、四連桿軸頸 10 10. 半精車第一、四連桿軸頸 11. 粗車第二、三連桿軸頸 12. 半精車第二、三連桿軸頸 13. 粗磨曲軸第一、四連桿軸頸 14. 粗磨曲軸第二、三連桿軸頸 15. 粗車曲軸法蘭外圓及端面 16. 半精車曲軸法蘭外圓及端面并倒角 17. 粗車前端軸及前端鍵槽軸及端面 18. 半精車前端軸及 前端鍵槽軸及端面 19. 粗磨法蘭盤外圓、前端軸及前端鍵槽軸 20. 在曲軸法蘭上鉆、鉸八個(gè)螺栓孔 21. 擴(kuò)、鉸孔Φ 34 22. 在曲軸第一五主軸頸上和第二三連桿軸頸上鉆四個(gè)Φ 6 斜油孔 23. 電熱淬火 24. 精磨曲軸第一、五主軸頸 25. 精磨曲軸第二、三、四主軸頸 26. 精磨曲軸法蘭外圓和端面 27. 精磨曲軸前端軸 28. 精磨四個(gè)連桿軸頸 29. 在曲軸前端銑鍵槽 30. 鉆孔 162。10 并攻螺紋 31. 動(dòng)平衡檢測 32. 去毛刺并吹凈 33. 終檢 、入庫 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 選零件材料為 QT6003 鋼生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，以此為依據(jù)確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 確定加工余量 合理選擇加工余量對零件的加工質(zhì)量和整個(gè)工藝過程的經(jīng)濟(jì)性都有很大影響，余量過大，則浪費(fèi)材料及工時(shí)、增加機(jī)床和刀具的消耗；余量過小，則不能去掉加工前存在的誤差和缺陷層，影響加工質(zhì)量，造成廢品。故應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下盡量 11 減少加工余量。確定加工余量有以下三種方法： 1）分析計(jì)算法 通過分析影響加工余量的諸因素并應(yīng)用理論公式進(jìn)行計(jì)算來確定工序余量； 2）查表修正法 實(shí)際生產(chǎn)中，加工余量常常是按有關(guān)工藝手冊和資料結(jié)合具有具體情況加以修正確定的； 3）經(jīng)驗(yàn)估算法 由一些有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員或工人 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，采用類比估算法確定加工余量。 確定工序尺寸及其公差 零件每一道工序加工規(guī)定達(dá)到的尺寸稱為工序尺寸。工序尺寸及其公差的大小不僅受到工序余量的影響，而且與工藝基準(zhǔn)的選擇有密切的關(guān)系。工序基準(zhǔn)或定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合時(shí)，使用往前推算的方法就能得到其工序尺寸及公差，先確定各工序余量的基本尺寸再由后往前逐個(gè)工序推算，即由零件上的設(shè)計(jì)尺寸開始，由最后一道工序向前工序推算，直到毛坯尺寸，中間各工序尺寸公差等級都按經(jīng)濟(jì)精度，按入體原則確定極限偏差，毛坯尺寸公差及偏差按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)確定。在復(fù)雜的零件加工中， 常常是工藝基準(zhǔn)不能直接選作設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，而必須經(jīng)過基準(zhǔn)換算，將設(shè)計(jì)尺寸換算成加工工藝所需要的尺寸即工藝尺寸。 加工余量 計(jì)算 查得到鍛件毛坯各個(gè)尺寸的加工余量及公差如圖 圖 12 主軸頸（Φ ?? mm） （ 1）確定加工方案 表 ，對于基本尺寸 ，公差為 ,公差等級為 IT6。 表 ，確定加工方案為粗車－半精車－粗磨－精磨。 （ 2）用查表法確定加工余量 表 ]9[ ， 毛坯總余量為 Z總 =6mm。 查表 、 、 ]9[ ： 精磨余量 Z精 磨 =； 粗磨余量 粗磨Z =； 半精車余量 半精車Z =； 粗車余量 Z粗 車 =。 （ 3）計(jì)算工序尺寸的基本尺寸。精磨以后工序基本尺寸為 Φ （設(shè)計(jì)尺寸），各工序基本尺寸依次為： 粗磨 (＋ )mm=； 半精車 (＋ )mm=； 粗車 (＋ )mm=； 毛坯 (＋ 5)mm=。 （ 4）確定各工序尺寸的公差及基本偏差。查表 ]9[ ： 精磨 IT6；公差值為 ； 粗磨 IT7；公差值為 ； 半精車 IT9；公差值為 ； 粗車 IT11；公差值為 ； 毛坯 CT10；公差值為 （表 ]9[ ）。 工序尺寸按“入體原則”標(biāo)注： 精磨Φ ? ； 粗磨Φ ? ； 半精車Φ ? ； 粗車Φ ? ； 毛坯Φ ? 。 13 步驟基本同上，為了簡明以下用表格列出： 表 主軸頸（Φ ? mm） 工序名稱 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 精磨 Φ Φ ? 粗磨 Φ Φ ? 半精車 Φ Φ ? 粗車 Φ Φ ? 毛坯 Φ Φ ? 表 連桿軸頸（Φ ? mm） 工序名稱 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 精磨 Φ Φ ? 粗磨 Φ Φ ? 半精車 Φ Φ ? 粗車 Φ Φ ? 毛坯 Φ Φ ? 表 前端軸（Φ ? mm） 工序名稱 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 精磨 Φ ? 粗磨 Φ ? 半精車 Φ ? 粗車 Φ ? 毛坯 Φ ? 表 前端鍵槽軸（Φ ? mm） 工序名稱 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 精磨 Φ ? 粗磨 Φ ? 半精車 Φ ? 14 粗車 Φ ? 毛坯 Φ ? 表 第一主軸頸軸向長（ ? mm） 工序名稱 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 半精車 ? 粗車 ? 毛坯 ? 表 第五主軸頸軸向長（ ? mm） 工序名稱 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 半精車 ? 粗車 ? 毛坯 ? 表 其它主軸頸軸向長（ ? mm） 工序名稱 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 半精車 ? 粗車 ? 毛坯 ? 表 曲軸連桿軸向長（ ? mm） 工序名稱 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 半精車 ? 粗車 ? 毛坯 ? 15 表 法蘭盤外圓（ 0 ?? mm） 工序名稱 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 精磨 0 ?? 粗磨 0 ?? 半精車 0 ?? 粗車 0 ?? 毛坯 0 ?? 表 油封軸頂頸（Φ ? mm） 工序名稱 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 半精車 Φ ? 粗車 Φ 49 ? 毛坯 Φ ? 表 法蘭盤上孔（ ?? mm） 工序內(nèi)容 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 鉸孔 Φ 34 ? 擴(kuò)孔 Φ ? 毛坯 Φ ? 表 法蘭上的八個(gè)螺栓孔（Φ 10mm） 工序名稱 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 鉸 10 Φ 10 ? 鉆 Φ 177。 毛坯 —— ―― ―― ―― 表 曲軸主軸與連桿軸頸間的四個(gè)孔（Φ 6mm） 工序名稱 工序余量 工序尺寸 工序公差 工序尺寸及偏差 鉆 6 6 1 Φ 6177。 毛坯 —— —— —— —— 16 確定主要工序的切削用量及基本工時(shí) 切削用量主要是指切削速度、經(jīng)給量和切削深度。影響切削用量的因素有：刀具材料、結(jié)構(gòu)形狀以 及剛度；被加工零件的材料及其切削性能、零件的形狀和剛度；機(jī)床的性能、功率和剛度；加工方法對加工精度及表面粗糙度的要求；對生產(chǎn)率的要求等。 工時(shí)定額計(jì)算的說明：在一個(gè)工序中，實(shí)際完成一個(gè)零件的加工所需的時(shí)間，稱為序單件 時(shí)間 djt ，由以下幾部分組成。直接用于改變生產(chǎn)對象的尺寸、形狀、相對位置、表面狀態(tài)或材料性質(zhì)等工藝過程消耗的時(shí)間稱為基本時(shí)間 jt 。為實(shí)現(xiàn)上述過程所進(jìn)行的的各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間，稱為輔助時(shí)間 ft 。除了作業(yè)時(shí)間（基本時(shí)間與輔助時(shí)間之和）以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作地間 bt 、 休息與生理時(shí)間 xt和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間 zt 。由于 jf tt ?? %)20~%15( 式（ ） 設(shè)計(jì)中取 18%計(jì)算； )(%)7~%2( fjb ttt ??? 式（ ） 設(shè)計(jì)中取 5%計(jì)算； )(%)4~%2( fjx ttt ??? 式（ ） 設(shè)計(jì)中取 3%計(jì)算； )(%)5~%3( fjx ttt ??? 設(shè)計(jì)中取 4%計(jì)算； jzxbfjjd ttttttt 3 2 1 ?????? 式（ ） 所以在以下計(jì)算中，僅算 jt 就可直接得到 ft 與 djt 。具體各工序的切削用量及工時(shí)定額確定如下： 工序 1：車曲軸前端面，并從兩端面鉆中心孔 工步 1鉆中心孔 ，由表選取 f =，由表選取 v =12m/min，由公式 1000n v d?? 式（ ） 求出 ?n 。選取 n=320r/min，將此轉(zhuǎn)速帶入公式 1000v n d?? 式（ ） 求出實(shí)際切削速度 v=。 jt 的計(jì)算 l=,查表得 1l = )2~1(cot2 ?rD ?=12mm,l2=0將上述結(jié)果帶入公式 17 fn llltj 21 ???