曲軸加工工藝設計畢業設計-資料下載頁

【導讀】面強化、動平衡等要求都十分嚴格，因此要制定合理的加工工藝。設計合理的專用夾具。伴隨著曲軸加工工藝的發展，加工方法不斷改進，加工方。精度，還可以提高生產效率，從而降低生產的成本，以期提高產品的競爭力。

　　

【正文】 算方法 車削時，先把工件車到需要的直徑和長度，并把兩個端面車平。然后在三爪卡盤的一個或兩個卡爪上墊上適當形狀和厚度的墊片，就可以車削偏心部分了。 墊片的形狀和厚度，可以根據偏心距的大小不同來選擇。由于墊片的形狀不同，所以墊片厚度尺寸的計算方法也有所不同。 [12] 1. 方形墊片厚度的計算 車削偏心距較小（ e ≤ 5～ 6mm）的偏心工件，可以用方形墊片如圖 31。 26 圖 31 方形墊片示圖 其墊片厚度可用下面近似公式計算： )211( de ?? 式中： X— 墊片厚度（ mm） e— 偏心工件的偏心距（ mm） d— 偏心工件卡爪夾住部分的直徑（ mm）。 2. 扇形墊片厚度的計算 在車削偏心距較大（ e6mm）的工件時，可以應用扇形墊片如圖 32。 圖 32 扇形墊片示圖 扇形墊片的厚度可用下面的近似的公式計算： )621( edee ??? 27 X 墊片的厚度 d 偏心工件的偏心距 e 爪夾部分的直徑 零件圖中可知 d＝ 、 e＝ 70 ) 701( ???????? 3. 墊片厚度的修正 由于通過計算得出的墊片厚度只是個近似值，而三爪卡盤卡爪精度、墊片材料的硬度和強度等因素也影響著偏心距；而且在實際操作中，使用按計算厚度的墊片加工偏心零件，往往大于所需要的偏心距，這就需要用試驗的方法修正墊片厚度。一般是根據計算的墊片厚度先車削一個偏心工件，接著檢驗這個工 件的偏心距，測出偏心誤差值并適當修正墊片厚度，直到加工出偏心距合格的零件為止。 專用夾具設計 問題的提出 利用本夾具主要是鉆曲下底面，在后道工序中需在曲柄下底面上鉆孔，因此，對曲柄下底面有平行度要求，在本夾具設計中，其定位基面是曲軸兩端Φ 70m6 主軸頸圓柱面，即定位基準為主軸線，故足以滿足其對主軸的平行度要求，因此本道工序的加工，主要是應考慮如何提高勞動的生產率，降低勞動強度，而精度則不是主要問題。 確定設計方案 本道工序為鉆曲柄下底面四配通孔，參考文獻 [13]曲柄下 底面對曲軸的主軸線有位置精度的要求，按照基準重合原則，并考慮目前曲軸兩端Φ 70m6(mm)主軸頸已經精加工，則定位基面選擇為曲軸兩端Φ 70m6(mm)主軸頸圓柱面，本道工序夾具選用普通通用夾具結構即可。經過與指導老師協商，采用 V型塊結構。 通過查閱資料，并與指導老師協商，確定以下兩種設計方案： 方案一：工件用兩個 V 型塊，一個中間浮動型塊及左型塊的端面定位，采用型塊與螺釘連接夾緊工件。 方案二：工件用兩個 V型塊、兩個中間定位螺栓及及左 V 型塊后端面定位。采用兩個鉸鏈壓板（半圓弧形）夾緊工件，在兩個壓板中間部位固 定一個鉆模板， 28 考慮到產品為大批量生產，選用可換式鉆套可以克服固定式鉆套磨損后無法更換的特點。 方案比較：方案一用一個中間浮動型塊，來限制曲軸的一個轉動自由度，其定位精度高 ，但使得夾具的總體高度增加，降低了夾具的剛度和穩定性。方案二用兩個中間定位螺柱限制其一個轉動自由度。由于此道工序加工精度要求不是很高，因此定位方案足可以滿足其加工要求，并以總體上降低了夾具的高度，增加了剛度。另外方案一用螺釘和 V型塊聯結夾緊工件，看起來比較繁雜又剛度不夠。而方案二，采用兩個鉸鏈壓板夾緊工件看起來結構簡單又緊湊。 結合以上分 析，并與指導老師協商，決定采用方案二的夾具結構。 計算夾緊力 由于主切削力是向下，加緊力也是向下的，主切削力起著幫助夾緊工件的作用，所以當其它的切削力均較小時，通常不必計算，僅需較小的夾緊力來防止工件在加工時產生的振動和轉動即可。 由于采用了鉸鏈壓板，用 M20 的螺栓完全能夠滿足要求。但從夾具的剛度和整體結構的對稱性考慮，這里選用 M22 的螺栓。 定位精度分析 基面 10mm 的尺寸，是在一次裝夾下完成，其尺寸為自由尺寸，加工要求不是很高。根據零件圖上的要求，及對端面的垂直度又要求，定位 精度與浮動的偏移量為177。 ，故能夠滿足加工要求。 29 第 4 章 檢驗方法設計 定位基準選擇 粗基準的選擇 粗基準的選擇：考慮到以下幾點要求，選擇上表面為粗基準，選擇要加工面為粗基準粗基準加工余量要均勻，粗基準之能用一次且表面平整。 精基準的選擇 1. 用工序基準作為基準，實現基準的重合，以免產生基準不重合誤差，例如法蘭孔的加工。 2. 當工件以一組精基準定位可以方便的加工其他表面時，盡可能多數工序中采用此組精基準定位，實現基準統一。如曲軸的各軸臺的加工都是以大 頭的軸臺為精基準加工。 3. 當精加工或光整加工工序要求余量小，而均勻時，應該選擇加工表面自身作為精基準，即遵守自為基準原則，如連桿頸的磨加工。 測量工具選擇及測量方法設計 由于生產類型為大批量生產，固加工設備宜以通用機床為主。由于零件的結構原因，其生產方式以通用機床專用夾具和通用夾具為主，輔以專用夾具。工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。 粗銑、粗精銑削兩側面。考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結構設計等問題，采用立銑，選用 X5032 萬能銑床（參考文獻 [1]表 ），選擇直徑 d0＝ 125mm,齒數 z＝ 6可轉位面銑刀、專用夾具和游標卡尺。 12的合金鋼擴孔麻花鉆， M12 加工：選用Φ 的直柄麻花鉆（參考文獻 [1]表 ）。先選擇Φ 12的合金鋼擴孔鉸刀，再攻絲至 M12，專用夾具、游標卡尺、圓孔塞規。 在車削加工中選用 CA6140 車床，游標卡尺。車刀有：端面車刀、外圓車刀、槽刀、螺紋車刀。 磨削加工中選用萬能磨床，專用夾具，千分表、游標卡尺。 30 技術要求的測量方法 參考文獻 [9]知，平行度的測量 (如圖 41)，把工件兩端軸頸妥放在專用檢驗工具上，再在垂直和水平 4 個 不同位置檢查曲軸軸線對兩端軸頸軸線的平行度，其平均誤差應小于圖紙規定的公差 。 圖 41平行度的測量示圖 端面跳動度測量方法 (如圖 42)，采用兩頂尖把曲軸頂住，把百分表安裝在刀架上，百分表的觸頭指在已精車主軸的軸臺上，將曲軸作圓周的轉動，在曲軸的轉動過程中，根據百分表的讀數變化可以讀出端面跳動度。 圖 42端面跳動度測量示圖 31 曲軸的最終檢測方法 采用磁力 熒光探傷方法進行，在暗室內用大電流直流電來磁化曲軸，裂紋處漏磁與磁粉相互作用，使磁力線發生變形，逸出工件的表面形成磁 極并形成可檢測的漏磁場，在工件的表面噴灑熒光粉磁粉磁懸浮液，磁粉便會吸附在裂紋處，顯示處裂紋的位置、形狀和大小等。用紫外線燈照射，此時曲軸顯淺色，而裂紋處為黑色，如檢查縱向裂紋則采用小電流進行探傷，該方法僅局限于表面和表面和近表面處的裂紋。另外采用超聲波、 X 射線和渦流檢測等方法，同樣可以實現對表面和內部裂紋的全面檢測，甚至可以明顯區分晶粒度的大小，為熱處理的產品質量問題提供鑒定和區別的依據。 磁粉探傷可直接顯示裂紋的特征和嚴重程度，具有很高的檢測靈敏度、不受零件大小限制、檢測速度快、操作簡單等特點。通常使用 的磁粉探傷設備有固態探傷機（ CJW41000 通用式）、 MD1060 磁粉探傷機等，作為磁粉探傷用磁粉有熒光磁粉和非熒光磁粉，磁懸液為液體分散劑，為磁粉和分散劑按一定的比例配比而成，其中水分散劑是應用最廣泛的一種，具有良好的分散性、潤濕性、一定的消防性、消泡性等，消泡性可自動消除由于攪拌作用引起的大量泡沫，保證正常的檢驗，最后具有高的穩定性，在使用過程中其性能不發生變化。非熒光磁粉是將少量油與磁粉混合，使磁粉全部濕潤，攪拌均勻成糊狀，最后加入其余的油。 磁粉探傷的工藝流程為：預處理 — 磁化 — 施加磁浮液 — 檢查 — 退磁 —— 后處理。在磁化過程中磁場強度峰值起主導作用，磁化時間為 ～ 1s，噴灑 2～ 3 遍，充分濕潤或停留 10～ 20s，該方法的特點是生產效率高、判讀磁痕簡便、目視檢查可靠性好、可達到足夠的探傷靈敏度等。 [7] 32 結 論 本設計綜合考慮了多方面的可行性，不僅使其在使用方面更加方便可靠，而且在成本方面有所降低，后期可能性維修方面也有所改善，方便控制易于檢修，更高程度上實現了機電一體化。 該畢業設計使曲軸具有有足夠的強度、硬度、良好的耐磨性和高的抗疲勞性能，并完成了曲軸加工工藝路線擬定以及加工工序的設計。根據 曲軸的材料要求，機械性能要求及各項技術要求選用 35CrMo 為毛坯。調質態的 35CrMo 雖然具有良好的綜合性能，但是曲軸的表面要求有良好的耐磨性，調制態的硬度遠遠不夠，因此需要進行高頻淬火來增加表面硬度及其耐磨性。利用該夾具主要是鉆曲下底面，在后道工序中需在曲柄下底面上鉆孔，因此，對曲柄下底面有平行度要求，在本夾具設計中，其定位基面是曲軸兩端Φ 70m6 主軸頸圓柱面，即定位基準為主軸線，故足以滿足其對主軸的平行度要求，因此本道工序的加工，主要是應考慮如何提高勞動的生產率，降低勞動強度，而精度則不是主要問題。根據 要求選擇合理的毛坯，在加工過程中要選擇合理的加工設備及刀具、通用夾具、量具及測量方法，在加工工藝中要進行加工工序設計，加工尺寸計算，零件加工要設計合理的專用夾具。雖然該夾具能完成一定的加工要求，但也存在一定弊端，所以設計更好的專用夾具有待努力！ 進一步提高加工精度，提高生產效率，降低生產的成本，提高產品的競爭力是今后努力的方向。 33 謝 辭 本次設計是在老師的悉心指導下完成的，從系統總體方案的提出到設計方案的確定完成，每一步都得到了劉老師的精心指導，他嚴謹的治學態度、勤勉的工作作風、和藹大度的學者風范 和對本人的嚴格要求使我受益匪淺、享用終生。在設計過程中，劉老師不顧自身工作繁重，在百忙之中不辭勞苦地指導，在此，對劉老師表示誠摯的感謝。 修改核對后問題都一一解決。設計過程中除了考察專業課的能力之外還培養了我們分析問題、解決問題和克服困難的能力，為以后的工作奠定了良好的基礎，更是對我們三年專業課學習的一個良好的總結。同時，對我尊敬的師長給予本人的幫助和教導表示誠摯的感謝。在論文的設計過程中，得到了劉老師的大力幫助，在此向他們表示誠摯的謝意。 設計過程中為了收取數據，查看過很多資料，得以完成本次設計，在此向所列各參考文獻的作者表示深深的謝意！ 向在百忙之中評閱本方案并提出寶貴意見的各位領導、老師們表示最誠摯的謝意，同時向所有關心、幫助和支持本人的老師和同學表示衷心的感謝，祝他們工作順利，萬事如意！ 34 參考文獻 [1]孟少農 , 機械加工工藝手冊 [M], 北京 : 機械工業出版社 , [2]李華 , 李煥峰 , 機械制造技術 [M], 北京 : 高等教育出版社 , [3]張龍勛 , 機械設計工藝學課程設計指導書及習題 [J], 北京 : 機械工業出版社 [M], [4]艾興 ,肖詩綱 , 切削用量簡明手冊 [M], 北京 : 機械工業出版社 , [5]李益民 , 機械制造工藝設計簡明手冊 [M], 北京 : 機械工業出版社 , [6]馮冠大 , 典型零件機械加工工藝 [M], 北京 : 機械工業出版社 , [7]鄧文英 ,郭曉明 , 金屬工藝學上冊 [M], 北京 : 高等教育出版社 , [8]冠世瑤 , 機械制圖 [M], 北京 : 航空工業出版社 , [9]薛彥成 , 公差與配合技術測量 [M], 北京 : 機械工業出版社 , [10]趙家齊 , 機械制造工藝學課程設計指導書 [M], 哈爾濱 : 哈爾濱工業大學出版社 , [11]王紹俊 , 機械制造工藝設計手冊 [M], 哈爾濱 : 哈爾濱工業大學出版社 , [12]東北重型機械學院 , 機床夾具設計手冊 [M], 上海 : 上海科學技術出版社 , [13]劉友才 ,肖繼德 , 機床夾具設計 [M], 北京 : 機械工業出版社 , 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