單拐曲軸零件機械加工規(guī)程設(shè)計說明書.doc

目錄第一部分工藝設(shè)計說明書11、零件圖工藝分析 11.1、零件結(jié)構(gòu)功用分析 11.2、零件技術(shù)條件分析 11.3、零件結(jié)構(gòu)工藝性分析 12.、毛坯選擇 12.1、毛坯類型 12.2、毛坯于量確定 12.3、毛坯零件和圖草圖 13、機加工工藝路線確定 23.1、加工方法分析確定 23.2、加工順序安排 23.3、定位基準選擇 23.4、加工階段的劃分說明 23.5、主要機加工工序簡圖 24、工序尺寸及其公差確定 95、設(shè)備及其工藝裝備確定 136、切削用量及工時定額確定 13第二部分第12號工序夾具設(shè)計說明書 161、工序尺寸精度分析 162、定位方案確定 163、定位元件確定 164、定位誤差分析計算 175、加緊方案及元件確定 176、夾具總裝草圖 18第三部分第6號工序刀具設(shè)計說明書 181、工序尺寸精度分析 182、刀具類型確定 183、刀具設(shè)計參數(shù)確定 184、刀具工作草圖 19第四部分第23號工序量具設(shè)計說明書 201、工序尺寸精度分析 202、量具類型確定 203、極限量具尺寸公差確定 204、極限量具尺寸公差帶圖 205、極限量具結(jié)構(gòu)設(shè)計 20第五部分畢業(yè)設(shè)計體會21第一部分工藝設(shè)計說明書1. 零件圖工藝性分析1.1零件結(jié)構(gòu)功用分析曲軸是將直線運動轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)運動，或?qū)⑿D(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動的零件。它是往復(fù)式發(fā)動機、壓縮機、剪切機與沖壓機械的重要零件。曲軸的結(jié)構(gòu)與一般軸不同，它有主軸頸、連桿軸頸、主軸頸和連桿軸頸之間的連接板組成。1.2零件技術(shù)條件分析 1）主軸頸、連桿軸頸本身精度：主軸頸110尺寸公差等級it6，表面粗糙度ra為1.25m，連桿軸頸110尺寸公差等級為it7，表面粗糙度ra為0.63m，軸頸長度公差等級為it13，圓柱度誤差0.015，連桿軸竟的圓柱度誤差0.015。 2）位置精度，主軸頸與連桿軸頸的平行度0.02，主軸頸的同軸度誤差為0.02。1. 3零件結(jié)構(gòu)工藝性分析 曲軸的結(jié)構(gòu)與一般軸不同，它有主軸頸、連桿軸頸、主軸頸和連桿軸頸之間的連接板組成，其l/d=818/110=7.4412，鋼性差，易變形，形狀復(fù)雜，它的工作特點是在變動和沖擊載荷下工作，對曲軸的基本要求是高強度、高韌性、高耐磨性和回轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，因而安排曲軸加工過程應(yīng)考慮到這些特點。2. 毛坯選擇2.1毛坯類型 曲軸工作時要承受很大的轉(zhuǎn)矩及變形的彎曲硬力，容易產(chǎn)生扭振、折斷及軸頸磨損，要求材料應(yīng)有較高的強度、沖擊韌度、疲勞強度和耐磨性，所以要求用球墨鑄鐵qt600-2曲軸的毛坯：此零件屬中批生產(chǎn)，固采用鑄造毛坯。2.2毛坯余量確定由書機械加工工藝設(shè)計資料表1.2-10查得毛坯加工余量為5，毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得為1.4.2.3毛坯零件合圖草圖 3機加工工藝路線確定3.1加工方法分析確定該零件是單拐曲軸。中批量生產(chǎn)。故選用中心孔定位，它是輔助基準，裝夾方便節(jié)省找正時間又能保證連桿軸頸的位置精度，連桿軸頸與主軸頸的中心距為120不能直接在軸端面上鉆中心孔，加工連桿時，可利用以加工過的主軸頸定位，安裝到專用的偏心卡盤分度夾具中使連桿軸頸的軸線與轉(zhuǎn)動軸線重合。3.2加工順序的安排此零件是單拐曲軸，剛性差、易變形，中批量生產(chǎn)。故選用中心孔定位，它是輔助基準，裝夾方便節(jié)省找正時間，又能保證連桿軸頸的位置精度。先以主軸頸為粗基準連桿軸頸作支撐銑兩端面，粗打中心孔。該零件的剛性差，應(yīng)按先粗后精的原則安排加工順序，逐步提高加工精度，主軸頸與連桿軸頸的加工順序：先粗加工主軸頸再半精加工主軸頸，然后粗加工連桿軸頸，再磨主軸頸，再磨連桿軸頸。 3.3定位基準選擇先以主軸頸為基準銑曲軸兩端面并打中心孔，再以兩頂尖定位方式粗加工主軸頸，再半精加工主軸頸，再以偏心卡盤分度夾具夾住主軸頸加工連桿軸頸，再磨主軸頸，最后磨連桿軸頸。3.4加工階段的劃分說明加工階段分為：粗加工階段、半精加工階段、精加工階段。3.5主要機加工工序簡圖1、鑄 鑄造、清理2、熱處理 正火3、鋸式樣4、銑曲軸兩端面并從兩面鉆中心孔5、粗車主軸頸右端6、粗車主軸頸左端7、半精車主軸頸右端8、半精車主軸頸左端9、粗車連桿軸頸，切第一、二側(cè)板10、粗銑連桿上、下及前、后端11、在第一側(cè)板上鉆油孔，在主軸頸左端鉆油孔12、擴孔3213、在油孔中攻螺紋4-m24、m12，并倒角14、在主軸頸右端粗銑鍵槽15、校直16、熱處理：淬火17、去毛刺（在所有側(cè)面去除機械加工所留下的毛刺）18、清洗吹凈在乳化液中清洗曲軸，重點清洗頂尖孔和油孔，保證沒有鐵削、油污和其他贓物，清洗時間不少于3min，清洗的同時通入壓縮空氣以提高清洗效果，清洗后用壓縮空氣吹凈零件，并用擦布擦凈中心孔表面。19、檢驗20、修正中心孔21、磨主軸頸右端并倒角22、磨主軸頸左端并倒角23、磨連桿軸頸，第一、二側(cè)板，并倒角 24、磨連桿上、下端及前、后端并倒角25、去毛刺吹凈在所有油道孔口處拋光棱邊，在鍵槽、主軸頸及連桿軸頸上去毛刺，仔細吹凈曲軸油孔中的切削和油污。26、檢驗27、動平衡曲軸的動平衡量每端不大于120g.cm n=600r/min28、去除不平衡量29、校直30、終檢4.工序尺寸及其公差確定110工藝路線基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 鑄1151.41151.4 粗車 112.4 2.6 0.140112.4 半精車 110.4 2 0.054110.4 磨 110 0.4 0.022110110工藝路線基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 鑄1151.41151.4 粗車 110.4 4.6 0.087110.4 磨 110 0.4 0.035110105工藝路線基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 鑄1101.41101.4 粗車 107.4 2.6 0.87107.4 半精車 105.4 2 0.35105.4 磨 105 0.4 0.16105140工藝路線基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 鑄1451.41451.4 粗車 142.5 4.5 0.1140.5 磨 140 0.5 0.01614094工藝路線工序余量工序尺寸 鑄 89 粗車 2.691.6 半精車 293.6 磨 0.494 103工藝路線工序余量工序尺寸 鑄 98 粗車 2.6100.4 半精車 2102.4 磨 0.4103164工藝路線基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 鑄1591.41591.4 粗車 163.5 4.5 0.63163.5 磨 164 0.5 0.53164270工藝路線工序余量工序尺寸 鑄 275 粗銑 4.5270.5 磨 0.527028工藝路線基本尺寸工序余量工序精度工序尺寸 粗銑 27.7 0.1327.7 磨 28 0.3 0.0522810工藝路線工序余量工序尺寸 粗銑 9.7 磨 0.310180工藝路線工序余量工序尺寸 粗銑 179.7 磨 0.318018工藝路線工序余量工序尺寸 粗銑 18.3 磨 0.318410工藝路線工序余量工序尺寸 鑄 415 粗車 2.2412.8 半精車 2410.8 磨 0.84105.設(shè)備及其工藝裝備確定所用的設(shè)備有：臥式雙面中心鉆床、ca6140、特種多刀車床、立式銑床、搖臂鉆床、攻螺紋機床、液壓床、輥道、清洗機、檢驗臺、外圓磨床、動平衡機。夾具有：頂尖、v形塊、偏心卡盤分度夾具。鉆直孔專用夾具、鉆斜孔專用夾具。刀具有：90度車刀、r3圓弧車刀、銑刀、10、20鉆頭、砂輪、切斷刀。量具有：千分尺、游標卡尺、專用卡規(guī)。6切削用量及工時定額確定（1） 銑曲軸兩端面并從兩面鉆中心孔時：（t1=t輔 t2=t機 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 則n=318x16/22=231.3=232r/mm工時定額：由表7.4-1得鉆中心孔時機動時間為：lf=2/dxcotkr=2/22xcot120=18.7t2=lw+lf/fxn=26.66+18.7/0.5x232=0.4min由表3.3-1得：裝夾工件時間為1.1min由表3.3-2得：松開卸下工件時間為0.76min，由表3.3-3得：操作機床時間為：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：測量工件時間為：0.1+0.14=0.24mint1=0.76+1.1+0.51+0.24=2.61min由表3.3-33得布置工作地、休息和生理時間分別為：t3=53min、t4=15mint基=lz/nfap=26.66x5/232x0.5x5=0.3min則t總=t1+t2+t3+t4+t基=69.31min（2）粗車主軸頸右端時：切削用量：（車刀刀桿尺寸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，則n=318v/d=318x59/112.4=166.9=167r/min工時定額：由表3.3-1得：裝夾工件時間為1.1min由表3.3-2得：松開卸下工件時間為0.76min，由表3.3-3得：操作機床時間為：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：測量工件時間為：0.1+0.14=0.24mint1=0.76+1.1+0.51+0.24=2.61min由表5.4-1得機動時間為：t2=0.07+0.06+0.04+0.03=0.2min由表3.3-33得布置工作地、休息和生理時間分別為：t3=53min、t4=15mint基=lz/nfap=412.8x5/167x1.3x2.6=3.7min則t總=t1+t2+t基+53+15=77.51（3）粗車主軸頸左端時：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 則n=318v/d=318x59/112.4=166.9=167r/min工時定額：（同上）t1=2.61min t2=0.2min t3=53min t4=15mint基=91.6x5/167x1.3x2.6=0.81mint總=t1+t2+t3+t3+t基=74.62min(4)半精車主軸頸右端時：切削用量：（刀尖圓弧半徑取0.5）ap=2 由表5.3-2得f=0.1mm/r 由表5.3-20得v=120m/min 則n=318v/d=318x120/110.4=346r/min工時定額：（同上）t1=2.61min t2=0.2min t3=56min t4=15min t基=lz/nfap=410.8x5/346x0.1x2=29.7mint總=t1+t2+t3+t4+t基=103.5min(5)半精車主軸頸左端時：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 則n=318v/d=318x120/110.4=346r/min工時定額：（同上）t1=2.61min t2=0.2min t3=56min t4=15mint基=93.6x5/346x0.1x2=6.8mint總=80.61min(6)粗車連桿軸頸，切第一、二側(cè)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 則n=318v/d=318x48/110.4=139r/min工時定額：由表3.3-21得裝夾工件時間為0.6min由表3.3-23得操作時間為0.02+0.02+0.05+0.05+0.01=0.15min由表3.3-24得測量工件時間為0.14mint1=0.6+0.4+0.15+0.14=1.29min t2=0.2min t3=56min t4=15mint基=lz/nfap=163.5x5/139x1.2x4.6=1.1mint總=73.6min(7)粗銑連桿上、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的硬質(zhì)合金銑刀銑削灰鑄鐵時v=120m/min 則n=318v/d=318x120/270.5=142r/min工時定額：由表6.4-1得t2=lw+l1+l2/vf=313+10+10/0.25x142=9.4min由表3.3-7得操作時間為：0.83min由表3.3-8得測量工件時間為：0.14mint1=2.27min t3=51min t4=15mint基=lz/nfap=313x5/142x0.25x4.5=9.8mint總=87.5min(8)在第一側(cè)板鉆油孔，在主軸頸左淀鉆油孔：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則n=318v/d=318x16/20=254.4r/min工時定額：當鉆20深230油孔時：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當鉆20 深160油孔時：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當鉆10 深200油孔時: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得裝夾工件時間為0.17min由表3.3-10得松卸工件時間為0.15min由表3.3-11得操作時間為0.4min由表3.3-12得測量工件時間為0.04mint1=0.76min t3=47min t4=15mint總=68.07min(9)在主軸頸右端粗銑鍵槽：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 則n=318v/d=318x49/105=149r/min工時定額：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得裝夾工件時間為0.11min 由表3.3-6得松卸工件時間為0.1min由表3.3-7得操作時間為0.68 min 由表3.3-8得測量工件時間為0.18mint1=1.07min t3=51min t4=15mint基=lz/nfap=179.7x10/149x0.3x9.7=4.2mint總=76.8min(10)磨削主軸頸右端并倒角：切削用量：ap=0.4 由表10.2-2得f=0.4mm/r v=22m/min n=318v/d=318x22/110=64r/min工時定額：由表3.3-13得裝夾和松卸工件時間為：0.19min 0.10min由表3.3-15得操作時間為0.37min 由表3.3-16得測量工件時間為0.08mint1=0.74min t基=403x0.4/64x0.5x0.4=13min t3=60min t4=15mint總=88.74min(11)磨削主軸頸左端并倒角：切削用量：ap=0.4 由表10.2-2得f=0.4mm/r v=22m/min則n =318v/d=64r/min工時定額：由表3.3-13得裝夾和松卸時間為0.19 min 0.10 min由表3.3-15得操作時間為0.37min 由表3.3-16得測量工件時間為0.08mint1=0.74min t3=60min t4=15min t基=94x0.4/64x0.5x0.4=3mint總=78.74min（12）磨削連桿軸頸第一、二側(cè)板并倒角切削用量：ap=0.4 由表10.2-2得f=0.4mm/r v=22m/min則n =318v/d=64r/min工時定額：由表3.3-13得裝夾和松卸時間為0.09 min 0.08 min由表3.3-15得操作時間為0.39min 由表3.3-16得測量工件時間為0.08mint1=0.64min t3=60min t4=15min t基=164x0.4/64x0.5x0.4=5.2mint總=82.9min（13）磨削連桿上、下端并倒角：切削用量：ap=0.5 由表10.2-2得f=0.5mm/r v=22m/min則n =318v/d=318x22/270=26r/min工時定額：由表3.3-13得裝夾和松卸時間為0.19 min 0.10 min由表3.3-15得操作時間為0.41min 由表3.3-16得測量工件時間為0.08mint1=0.78min t3=60min t4=15min t基=270x0.5/26x0.6x0.5=17.3mint總=93.1min（14）擴孔32切削用量：ap=45 由表7.3-2得f=1mm/r 由表7.3-12得v=20.9m/min則n =318v/d=318x20.9/32=208r/min工時定額：由表7.4-1得t2=iw+lf+lt/fn=(45+10.2)/(1x208)=0.3min【lf=(dm-dw)/2cotkr=(32-20/2cot120=10.2)】由表3.3-9得裝夾工件時間為0.17min 由表3.3-10的松卸工件時間為0.15min由表3.3-11得操作機床時間為0.42 min 由表3.3-12得測量工件時間為0.05mint1=0.79min t3=47min t4=15min t基=45x32/208x1x45=0.16mint總=63.25min第二部分第12號工序夾具設(shè)計說明書1. 工序尺寸精度分析由工序圖可知此工序的加工精度要求不高，具體加工要求如下：鉆4-22孔，深度為7，無其它技術(shù)要求，該工序在搖臂鉆床上加工，零件屬中批量生產(chǎn)。2. 定位方案確定根據(jù)該工件的加工要求可知該工序必須限制工件四個自由度，即x移動、z移動、x轉(zhuǎn)動、y轉(zhuǎn)動，但為了方便的控制刀具的走刀位置，還應(yīng)限制y移動、z轉(zhuǎn)動兩個自由度，因而工件的六個自由度都被限制，由分析可知要使定位基準與設(shè)計基準重合。選主軸頸中心線和側(cè)板平面為定位基準。（見工序圖）3. 定位元件確定1、選擇定位元件：由于本工序的定位面是主軸頸中心線和側(cè)板平面，所以夾具上相應(yīng)的定位元件選為兩個v形塊和一個平面。（注：定位基準選擇及受力分析見工序圖）2、確定定位元件尺寸、極限偏差和定位元件間位置尺寸及其極限偏差、定位元件尺寸：由圖可知此工序的加工精度要求不高，所以兩固定v形塊的尺寸由機床夾具設(shè)計手冊p284圖2-1-26得：(如圖)t=h+0.707d-0.5n=170+0.707x110-0.5x85=170+77.77-42.5=205.3mmv形塊的寬度根據(jù)工件的實際情況可選為60mm。根據(jù)工件的實際情況，底版的長度選為454mm，寬度為188mm，高度為50mm。4. 定位誤差分析計算(1)分析計算孔的深度尺寸7的定位誤差：用外圓表面定位，工件定位面是外圓表面，定位元件的定位工作面是v形塊對稱面，定位基準是外圓中心線，當工件外圓直徑發(fā)生變化時其中心線在v形塊對稱面上上下移動。定位誤差計算如下：jb=1/2t(d)=1/2x0.022=0.011db=0.707(td)=0.707x0.022=0.016dw=db-jb=0.005（2） 分析計算孔中心線與側(cè)板中心線的重合度誤差：jb=0db=0dw=05. 夾緊方案及元件確定（1）計算切削力及所需加緊力：工件在加工時所受的力有加緊力j、切削力f和工件重力g，三者作用方向一至，由機床夾具設(shè)計手冊表1-2-7得切削力的計算公式：fx=667dskp=667x22x700x650/726=1265.486n實際所需加緊力與計算加緊力之間的關(guān)系為：f=kfx(k由表1-2-2查得為1.15)=1.15fx=1.15x1265.486=1455.309n（2）計算加緊機構(gòu)并驗算機構(gòu)所能產(chǎn)生的加緊力：滿足加緊力水平作用要求的加緊裝置結(jié)構(gòu)方案可用螺紋加緊機構(gòu)，這種加緊方案裝卸工件及清理切削方便，所以這種結(jié)構(gòu)較好。加緊機構(gòu)所能產(chǎn)生的加緊力f=q（l1+l2）其中：加緊機構(gòu)效率取0.9q：螺栓的許用加緊力選定l1=l2根據(jù)機床夾具設(shè)計手冊表3.3查得當螺紋公稱直徑m=20時，q=13000f=2q=2x13000x0.9=23400nff 故加緊方案可行。（3）設(shè)計鉆套，連接元件及夾具體，鉆模板：由于此工件是中批量生產(chǎn)，固選用gb2264-80可換鉆套，選用固定式鉆模板。根據(jù)鉆床t型槽的寬度，決定選用gb2206-80寬度b=14，公差帶為h6的a型兩個定位鍵來確定夾具在機床上的位置。夾具選用灰鑄鐵的鑄造夾具體，其基本厚度選為22mm，并在夾具體底部兩端設(shè)計出供t型槽用螺栓緊固夾具用的u型槽耳座。6.夾具總裝草圖第三部分第6號工序刀具設(shè)計說明書1. 工序尺寸精度分析粗車主軸頸左端保證尺寸112.4公差等級為it10。2. 刀具類型確定此道工序保證的尺寸精度要求不高可用游標卡尺測量，屬粗加工，因此可用90度外圓車刀。3. 刀具設(shè)計參數(shù)確定序號項目數(shù)據(jù)來源或公式計算采用值1車刀外行表2-6、2-7焊接式90度強力外圓車刀2刀片材料yt5刀桿材料45鋼3幾何角度表2-8、2-9s=-10度 o=20度 o=6度 o=4度r=90度r=5 度 =2mm 4斷削參數(shù)前面型式表2-11、2-12（f=1.3mm/r）帶倒棱曲面圓弧卷削槽前面ln=8.5mo1=-20度 br1=0.6 qn=9.35過渡刃表2-13（ap=2.6mm）直線過渡刃 kre=45度 b=16刀片型號表2-3a420l=20 b=12 c=7 r=12.5 r=1 e=0.87車刀外型結(jié)構(gòu)尺寸表2-1、2-2、2-5bxh=20x30 l=150 m=8(90度彎頭車刀)8刀槽型式表2-4sinrj=ln/2qn=8.5/2x9.6=0.443c=o-j=20度-26.3度hc=h+(12)-ccoso/cos(o+ c)=30+1-7cos5/cos(5+6.3)=31-7x1/1=24bc=b-ctg(o+c)=12-7tg(5+6.3)=10.6lc=l-ccoso/ cos(o+ c).tgo =20-7.cos5/ cos(5+6.3).tg5 =20-7x