3l-108空氣壓縮機(jī)曲軸零件設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　3L-10/8空氣壓縮機(jī)曲軸零件</p><p>　　的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)</p><p><b>　　二〇〇七年六月</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><

2、;p>　　ABSTRACTI</p><p><b>　　1 緒 論1</b></p><p><b>　　2 零件分析2</b></p><p>　　2.1零件的作用2</p><p>　　2.2零件的工藝分析2</p><p>　　2.3零件加工的主

3、要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)分析2</p><p>　　3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)5</p><p>　　3.1確定毛坯的制造形式5</p><p>　　3.2基面的選擇5</p><p>　　3.2.1 粗基準(zhǔn)選擇5</p><p>　　3.2.2 精基準(zhǔn)的選擇5</p><p>　　3.3制定工

4、藝路線5</p><p>　　3.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定7</p><p>　　3.5 確定切削用量及基本工時(shí)11</p><p>　　3.6 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排31</p><p>　　4 專用夾具設(shè)計(jì)40</p><p>　　4.1加工曲拐上端面油孔夾具設(shè)計(jì)40</p>

5、;<p>　　4.1.1定位基準(zhǔn)的選擇40</p><p>　　4.1.2切削力的計(jì)算與夾緊力分析40</p><p>　　4.1.3夾緊元件及動(dòng)力裝置確定41</p><p>　　4.1.4鉆套、襯套及夾具體設(shè)計(jì)42</p><p>　　4.1.5夾具精度分析44</p><p>　　4.2加

6、工曲拐上側(cè)面油孔夾具設(shè)計(jì)45</p><p>　　4.2.1定位基準(zhǔn)的選擇45</p><p>　　4.2.2切削力的計(jì)算與夾緊力分析45</p><p>　　4.2.3夾緊元件及動(dòng)力裝置確定46</p><p>　　4.2.4鉆套、襯套及夾具體設(shè)計(jì)47</p><p>　　4.2.5夾具精度分析48<

7、;/p><p>　　4.3銑曲拐端面夾具設(shè)計(jì)49</p><p>　　4.3.1定位基準(zhǔn)的選擇49</p><p>　　4.3.2定位元件的設(shè)計(jì)49</p><p>　　4.3.3銑削力與夾緊力計(jì)算50</p><p>　　4.3.4對(duì)刀塊和塞尺設(shè)計(jì)51</p><p>　　4 結(jié) 論

8、53</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)54</b></p><p><b>　　致 謝55</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　此次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)是對(duì)3L-10/8空氣壓縮機(jī)曲軸零件的機(jī)械加工工藝、夾具的設(shè)計(jì),在曲軸零件的加工工

9、藝過(guò)程中軸與軸中心線之間要有位置要求, 以毛坯軸兩端定位先加工兩中心孔,以兩端中心孔定位再粗、精加工各軸的表面，然后以粗、精后的兩軸徑定位鉆螺紋、銑鍵槽和銑曲拐端面，采用專用夾具加工兩斜油孔，最后粗、精磨各軸。</p><p>　　在夾具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要以V形塊和支承板來(lái)定位，靠直壓板和彈簧來(lái)夾緊，鉆拐徑兩孔應(yīng)采用長(zhǎng)型快換鉆套，在鉆拐徑傾斜的孔時(shí)采用平面傾斜的夾具體，在鉆拐徑傾斜的孔時(shí)使用的是臥式鉆床，銑面時(shí)2

10、個(gè)V形塊與銑刀不能干涉，因此V形塊高度要降低，夾具設(shè)計(jì)要方便、簡(jiǎn)單。</p><p>　　關(guān)鍵詞 曲軸，加工工藝，夾具設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　This graduation project duty is to the 3L-10/8 air compressor crank comp

11、onents machine-finishing craft, the jig design, between the crank components processing technological process middle axle and the axle must have the position request ,processes two center bores first by the semifinished

12、materials axis both sides localization ,by both sides center bore localization again thick, precision work various axes surface.Then after thick, the essence two axle diameter localization drills the thread, </p>

13、<p>　　In the jig design process, mainly locates by V shape block and the support plate, depends on the straight clamp and the spring clamps, drills turns diameter two to be supposed to use long trades quickly drills

14、 the wrap, when drills turns the diameter incline hole uses the plane incline the jig body, when drills turns the diameter incline hole uses is the horizontal-type drilling machine, when face milling 2 V shape blocks and

15、 the milling cutter cannot interfere ,therefore V shape block altitude </p><p>　　Key words crank, processing craft, jig design.</p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在加

16、深我們對(duì)課程基本理論的理解和加強(qiáng)對(duì)解決工程實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)方面發(fā)揮著極其重要的作用。選擇曲軸的夾具設(shè)計(jì)能很好的綜合考查我們大學(xué)四年來(lái)所學(xué)的知識(shí)。本次所選設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：工藝路線的確定，夾具方案的優(yōu)選，各種圖紙的繪制，設(shè)計(jì)說(shuō)明書的編寫等。機(jī)械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法，是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問(wèn)題的方法和手

17、段都要通過(guò)機(jī)械加工工藝來(lái)體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。</p><p>　　利用更好的夾具可以保證加工質(zhì)量，機(jī)床夾具的首要任務(wù)是保證加工精度，特別是保證被加工工件是加工面與定位面以及被加工表面相互之間的位置精度。提高生產(chǎn)率，降低成本，使用夾具后可以減少劃線、找正等輔助時(shí)間，且易于實(shí)現(xiàn)多工位加工。擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍，在機(jī)床上使用夾具可使加工變得方便，并可擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍。減輕工

18、人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安全。為了讓夾具有更好的發(fā)展，夾具行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時(shí)局進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。 </p><p><b>　　2 零件分析</b></p><p><b>　　2.1零件的作用</b></p><

19、;p>　　題目所給定的零件是3L—10/8空氣壓縮機(jī)上的曲軸，它位于空氣壓縮機(jī)連桿處，曲軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)連桿使活塞產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并將旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為直線運(yùn)動(dòng)，它在工作過(guò)程中將承受周期性的復(fù)雜的交變載荷。其主要作用是傳遞轉(zhuǎn)矩，是連桿獲得所需的動(dòng)力。</p><p>　　2.2零件的工藝分析</p><p>　　由3L-10/8空氣壓縮機(jī)的曲軸零件圖可知，它的外表面上有多個(gè)平面需要進(jìn)行加工，

20、此外各表面上還需加工一系列螺紋孔和鍵槽。因此可將其分為兩組加工表面，它們相互間有一定的位置要求它們之間有一定的位置要求.現(xiàn)分析如下:</p><p>　　2.2.1以拐徑為Ø95mm為中心的加工表面</p><p>　　這一組加工表面包括: 拐徑Ø95 mm加工及其倒圓角,兩個(gè)Ø8的斜油孔,兩個(gè)油孔孔口倒角，它的加工表面的位置要求是Ø95 mm圓跳動(dòng)

21、公差為0.01 mm。</p><p>　　2.2.2以軸心線兩端軸為中心的加工表面</p><p>　　這一組加工表面：1：10錐度面的鍵槽24 mm并左端倒角，端面Ø15 mm深16.8 mm的中心孔,2個(gè)M12深24 mm的螺紋孔，各軸的外圓表面, 右端面Ø95 mm的孔Ø30 mm。</p><p>　　這組加工表面有一定的位置

22、要求，主要是：</p><p>　　(1)鍵槽24mm×110mm與 1：10錐度軸心線的對(duì)稱度公差為0.10mm。</p><p>　　(2)1：10錐度軸心線對(duì)A-B軸心線的的圓跳動(dòng)公差0.025mm；</p><p>　　(3)Ø90 mm軸表面的圓柱度公差為0.01 mm</p><p>　　這兩組加工表面之間有著

23、一定的位置要求，主要有：</p><p>　　(1)曲軸拐徑Ø95 mm軸心線與A-B軸心線的平行度公差Ø0.03mm</p><p>　　又以上分析可知，對(duì)于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面，并保證他們的位置精度要求。</p><p>　　2.3零件加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)分析</p>

24、<p>　?。?）曲軸在鑄造時(shí)，右端Ø95 mm要在直徑方向上留出工藝尺寸量，鑄造尺寸為105mm，這樣為開拐前加工出工藝鍵槽準(zhǔn)備。該工藝鍵槽與開拐工裝配合傳遞扭轉(zhuǎn)。</p><p>　?。?）為保證加工精度，對(duì)所有加工的部位均應(yīng)采用粗、精加工分開的原則。</p><p>　　（3）曲軸加工應(yīng)充分考慮在切削時(shí)平衡裝置。</p><p>　　1

25、）車削拐徑用專用工裝及配重裝置。</p><p>　　圖2-1 車削拐徑</p><p>　　2）粗、精車軸徑及粗、精磨軸徑都應(yīng)在曲軸拐徑的對(duì)面加裝配重。</p><p>　　圖2-2 車、磨軸徑</p><p>　　（4）1：10錐度環(huán)規(guī)與塞規(guī)要求配套使用，環(huán)規(guī)檢測(cè)曲軸錐度，塞規(guī)檢測(cè)與之配套的電機(jī)轉(zhuǎn)子錐孔或聯(lián)軸器錐孔，以保證配合精度。&

26、lt;/p><p>　?。?）曲軸偏心距1100.1mm的檢驗(yàn)方法如圖1-3。將等高V形塊放在工作平臺(tái)上，以曲軸兩軸徑Ø95 mm作為測(cè)量基準(zhǔn)。將曲軸放在V形塊上。首先用百分表將兩軸徑的最高點(diǎn)調(diào)整到等高（可用紙墊V形塊的方法），并同時(shí)用高度尺測(cè)出軸徑的最高點(diǎn)實(shí)際尺寸H,H(如兩軸徑均在公差范圍內(nèi)，這是H和 H應(yīng)等高)。用百分表將曲軸拐徑調(diào)整到最高點(diǎn)位置上，同時(shí)用高度尺測(cè)出拐徑最高點(diǎn)實(shí)際尺寸H。在用外徑千分尺

27、測(cè)出拐徑Ø1和軸徑Ø2，Ø3的實(shí)際尺寸。這樣經(jīng)過(guò)計(jì)算可得出偏心距的實(shí)際尺寸。 </p><p>　　圖2-3 曲軸偏心距檢測(cè)示意圖</p><p>　　偏心距=（H-Ø/2）-（H-Ø/2）</p><p>　　式中 H——曲軸拐徑最高點(diǎn)………………………………式(1)</p><p>　　H

28、（ H）——曲軸軸徑最高點(diǎn)…………………………式(2)</p><p>　　Ø——曲軸拐徑實(shí)際尺寸……………………………式(3)</p><p>　　Ø（Ø3）——曲軸軸徑實(shí)際尺寸……………………式(4)</p><p>　　（6）曲軸拐徑軸線與軸徑軸線平行度的檢查，可參照?qǐng)D1-3進(jìn)行。當(dāng)用百分表將兩軸徑的最高點(diǎn)，調(diào)整到等高后，可用百分

29、表再測(cè)出拐徑Ø最高點(diǎn)兩處之差（距離盡可能遠(yuǎn)些），然后通過(guò)計(jì)算可得出平行度值。</p><p>　?。?）曲軸拐徑、軸徑圓度測(cè)量，可在機(jī)床上用百分表測(cè)出。圓柱度的檢測(cè)，可以在每個(gè)軸上選取個(gè)截面測(cè)量，通過(guò)計(jì)算可得出圓柱度值。</p><p><b>　　3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1確定毛坯的制造形式</p&g

30、t;<p>　　零件材料為球球墨鑄鐵，型號(hào)為QT600-3?？紤]到空氣壓縮機(jī)曲軸的零件較大，零件比較復(fù)雜，應(yīng)采用鑄件。而且投資較少，成本較低，生產(chǎn)周期短。</p><p><b>　　4 專用夾具設(shè)計(jì)</b></p><p>　　為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在加工汽車變速箱箱體零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。</p><

31、p>　　根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)加工兩油孔夾具及銑曲拐端面夾具各一套。其中加工兩油孔的夾具將用于臥式鉆床、組合鉆床，刀具分別為兩把麻花鉆、擴(kuò)孔鉆對(duì)工件上的兩個(gè)工藝孔同時(shí)進(jìn)行加工，銑曲拐端面夾具將用于X62W銑床，刀具為兩把硬質(zhì)合金端銑刀YG8 ，齒數(shù)對(duì)變速箱箱體的前后兩個(gè)端面同時(shí)進(jìn)行加工。</p><p>　　4.1加工曲拐上端面油孔夾具設(shè)計(jì)</p><p>　　本夾具主要

32、用來(lái)鉆、擴(kuò)油孔，油孔傾斜的角度不一樣，曲拐上端處的油孔較深選擇鉆頭時(shí)要選擇較為合理的，強(qiáng)度硬度還有長(zhǎng)度都要考慮清楚，曲拐上頂面油孔并應(yīng)與頂面成40角，加工到本道工序前要完成曲拐的粗、精磨。因此本道工序加工時(shí)主要應(yīng)考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求。以及如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。</p><p>　　4.1.1定位基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　由零件圖可知，油孔位于零件曲拐

33、上，其尺寸精度要求和表面粗糙度要求不高，曲拐上頂面油孔并應(yīng)與頂面成40角。為了保證所鉆、擴(kuò)的孔與頂面頂面成40角并保證油孔能在后續(xù)的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均勻。根據(jù)基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。在選擇油孔的加工定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡量選擇上一道工序即粗、精磨頂面工序的定位基準(zhǔn)，以及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為其定位基準(zhǔn)。因此加工油孔的定位基準(zhǔn)應(yīng)選擇曲軸兩端軸中心線作為主要定位基面以限制工件的四個(gè)自由度，用支承板在曲拐端面限制工件的一個(gè)自由度。<

34、;/p><p>　　4.1.2切削力的計(jì)算與夾緊力分析</p><p>　　由于本道工序主要完成工藝孔的鉆、擴(kuò)加工，而鉆削力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于擴(kuò)的切削力。因此切削力應(yīng)以鉆削力為準(zhǔn)。由《切削手冊(cè)》得：</p><p>　　鉆削力 </p><p><b>　　鉆削力矩 </b></p><p>

35、;<b>　　式中： </b></p><p>　　當(dāng)用兩把刀具同時(shí)鉆削時(shí)： </p><p>　　本道工序加工油孔時(shí)，工件前后兩軸承放在兩V形塊上。再使工作臺(tái)面上升一段距離。夾緊力方向與鉆削力方向不同。有40的夾角的偏向，所以?shī)A緊力1995.5N 。</p><p>　　4.1.3夾緊元件及動(dòng)力裝置確定</p><p

36、>　　由于空氣壓縮機(jī)曲軸的生產(chǎn)量很大，采用手動(dòng)夾緊的夾具雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在生產(chǎn)中的應(yīng)用也比較廣泛。因此本道工序夾具的夾緊動(dòng)力裝置采用手動(dòng)夾緊。采用手動(dòng)夾緊，原始夾緊力可以連續(xù)作用，夾緊可靠，方便實(shí)用。</p><p>　　本道工序夾具的夾緊元件選用兩個(gè)V形塊、一個(gè)支承板來(lái)對(duì)曲軸定位。再用一個(gè)直壓板對(duì)工件夾緊，從傾斜方向夾緊工件。但工件仍可繞軸心線轉(zhuǎn)動(dòng)所以采用了一個(gè)支承板來(lái)限制它的轉(zhuǎn)動(dòng)。由于夾緊力方向與鉆削力方

37、向不同，軸心線方向上受到力的作用，所以用一個(gè)支承板來(lái)定位。</p><p>　　根據(jù)工件的直徑 D=95mm可知V形塊的結(jié)構(gòu)尺寸如下：</p><p>　　表4-1 V形塊的各參數(shù)</p><p><b>　　V形塊設(shè)計(jì)如圖</b></p><p>　　圖4-1 V形塊圖</p><p>　

38、　4.1.4鉆套、襯套及夾具體設(shè)計(jì)</p><p>　　工藝孔的加工需鉆、擴(kuò)兩次切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。根據(jù)工藝要求：工藝孔8mm分鉆、擴(kuò)兩個(gè)工步完成加工。即先用的麻花鉆鉆孔，根據(jù)GB1141—84的規(guī)定鉆頭上偏差為零，</p><p>　　夾具體的設(shè)計(jì)主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個(gè)整體。這些主要元件設(shè)計(jì)好后即可畫出夾

39、具的設(shè)計(jì)裝配草圖。整個(gè)夾具的結(jié)構(gòu)夾具裝配圖所示。</p><p><b>　　4 結(jié) 論</b></p><p>　　機(jī)械制造畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)顆，技術(shù)基礎(chǔ)課以及所有的專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)诋厴I(yè)之前對(duì)我們所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總測(cè)驗(yàn)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，它在我們將來(lái)的工作和生活中占有舉足輕重的地位。在本次設(shè)計(jì)中，對(duì)零件的工藝分

40、析是整個(gè)設(shè)計(jì)的前提，一個(gè)好的工藝規(guī)程還應(yīng)考慮加工工藝裝備等，如工序的合理性、工人的勞動(dòng)強(qiáng)度等。設(shè)計(jì)夾具時(shí)綜合分析夾具發(fā)展現(xiàn)狀，即高精、高效、經(jīng)濟(jì)。</p><p>　　就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力。因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需仔細(xì)分析、計(jì)算各種參數(shù)，確保拉刀設(shè)計(jì)的合理性、經(jīng)濟(jì)性、可加工性等?？梢栽诮窈蟮墓ぷ髦性谥R(shí),能力和素質(zhì)方面得到

41、進(jìn)一步提高。為今后參加祖國(guó)的四個(gè)現(xiàn)代化建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ),為祖國(guó)的發(fā)展出一份力量。</p><p>　　設(shè)計(jì)尚有許多不足的地方，懇請(qǐng)各位老師給予指導(dǎo)和幫助。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 楊叔子，機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004。</p><p>　

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45、慶大學(xué)出版社，1995。</p><p>　　[13] 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽(yáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長(zhǎng)春汽車廠工人大學(xué)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1980。</p><p>　　[14] 李慶壽，機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)適用手冊(cè)[M]，銀州：寧夏人民出版社，1991。</p><p>　　[15] 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術(shù)測(cè)量[M]，中國(guó)計(jì)量

46、出版社，2000。</p><p>　　[16] 樂(lè)兌謙，金屬切削刀具，機(jī)械工業(yè)出版社，2005。</p><p>　　[19] Machine Tools N.chernor 1984。[20] Machine Tool Metalworking John L.Feirer 1973。[21] Handbook of Machine Tools Manfred weck 1984。&

47、lt;/p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　首先，我要感謝盧宗彪老師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，盧老師花了大量的時(shí)間提出了很多的設(shè)計(jì)問(wèn)題，并給予了很多的建議，讓我知道了在做設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)多方面考慮問(wèn)題，同時(shí)，盧老師認(rèn)真、負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，讓我在此次設(shè)計(jì)路上走的更為平坦，衷心的感謝盧老師，您辛苦了！</p><p>　　同時(shí)，在

48、大學(xué)四年里我學(xué)到了很多很多知道，都離不開教導(dǎo)我的每一位老師，是他們辛勤的培養(yǎng)，使我受益匪淺，得到了不少對(duì)我論文有幫助的知識(shí)。我深深感謝謝</p><p>　　我還要感謝每一位關(guān)心我的親人和朋友們，使我在大學(xué)四年過(guò)完了一個(gè)充實(shí)而又開心的生活。還有我辛苦的父母給了我很多的愛，使我有個(gè)美好的學(xué)習(xí)生活。我想對(duì)你們說(shuō)：你們辛苦了。我會(huì)好好的努力工作讓你們有個(gè)幸福的生活的。</p><p>　　最后，