畢業(yè)設(shè)計--r180柴油機曲軸工藝設(shè)計及夾具設(shè)計

1、<p><b>　　0 引言</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計是關(guān)于R180柴油機曲軸的工藝設(shè)計及其中兩道工序的夾具設(shè)計。</p><p>　　曲軸是柴油機中的關(guān)鍵零件之一，其材質(zhì)大體分為兩類：一是鋼鍛曲軸，二是球墨鑄鐵曲軸。由于采用鑄造方法可獲得較為理想的結(jié)構(gòu)形狀,從而減輕質(zhì)量，且機加工余量隨鑄造工藝水平的提高而減小。球鐵的切削性能良好，并和鋼制曲

2、軸一樣可以進行各種熱處理和表面強化處理，來提高曲軸的抗疲勞強度和耐磨性。而且球鐵中的內(nèi)摩擦所耗功比鋼大，減小了工作時的扭轉(zhuǎn)振動的振幅和應(yīng)力，應(yīng)力集中也沒有鋼制曲軸來的敏感。所以球墨鑄鐵曲軸在國內(nèi)外得到廣泛采用。本次設(shè)計中曲軸的材質(zhì)為球鐵。</p><p>　　從目前整體水平來看, 毛坯的鑄造工藝存在生產(chǎn)效率低，工藝裝備落后，毛坯機械性能不穩(wěn)定、精度低、廢品率高等問題。從以下幾個工藝環(huán)節(jié)采取措施對提高曲軸質(zhì)量具有普

3、遍意義。①熔煉 國內(nèi)外一致認為,高溫低硫純凈鐵水的獲得是生產(chǎn)高質(zhì)量球鐵的關(guān)鍵所在。為獲得高溫低硫磷的純凈鐵水，可用沖天爐熔化鐵水，經(jīng)爐外脫硫，然后在感應(yīng)電爐中升溫并調(diào)整成分。②球化處理 ③孕育處理 沖天爐熔化球鐵原鐵水,對銅鉬合金球鐵采用二次孕育。這對于防止孕育衰退，改善石墨形態(tài)，細化石墨及保證高強度球鐵機械性能具有重要作用。④合金化　配合好銅和鉬的比例對形成珠光體組織十分有利,可提高球鐵的強度,而且銅和鉬還可大大降低球鐵件對壁厚

4、的敏感性。 ⑤造型工藝　氣流沖擊造型工藝優(yōu)于粘土砂造型工藝，可獲得高精度的曲軸鑄件，該工藝制作的砂型具有無反彈變形量的特點,這對于多拐曲軸尤為重要。⑥澆注冷卻工藝　采用立澆—立冷，斜澆—斜冷、斜澆—反斜冷三種澆注方式較為理想,其中后一種最好。斜澆—反斜冷的優(yōu)點是：型腔排氣充分，鐵水充型平穩(wěn)，澆注系統(tǒng)撇渣效果好，冒口對鑄件的補縮效果好，適應(yīng)大批量流水線生產(chǎn)。</p><p>　　目前，國內(nèi)大部分專業(yè)廠家普遍采用普通

5、機床和專用組合機床組成的流水線生產(chǎn)，生產(chǎn)效率、自動化程度較低。曲軸的關(guān)鍵技術(shù)項目仍與國外相差1～2個數(shù)量級。國外的機加工工藝大致可歸納為如下幾個特點。①廣泛采用數(shù)控技術(shù)和自動線，生產(chǎn)線一般由幾段獨立的自動化生產(chǎn)單元組成，具有很高的靈活性和適應(yīng)性。采用龍門式自動上下料，集放式機動滾道傳輸，切削液分粗加工與精加工兩段集中供應(yīng)和回收處理。②曲軸的主要加工工序基準中心孔，一般采用質(zhì)量定心加工方式，這樣在靜平衡時，加工量很少。③軸頸的粗加工一般采

6、用數(shù)控銑削或車拉工藝。工序質(zhì)量可達到國內(nèi)粗磨后的水平，且切削變形小、效率高。銑削和車拉是曲軸粗加工的發(fā)展方向。④國外的曲軸磨床均采用CNC控制技術(shù)，具有自動進給、自動修正砂輪、自動補償和自動分度功能，使曲軸的磨削精度和效率顯著提高。⑤油孔的加工采用鼓輪鉆床和自動線，近幾年隨著槍鉆技術(shù)的應(yīng)用，油孔的加工大多已采用槍鉆自動線鉆孔—修緣—拋光。⑥曲軸的拋光采用CNC控制的砂帶拋光機，所有軸頸一次拋光只需20多秒，粗糙度可達Ra0.4以下，大大

7、減小了發(fā)動機的磨合期。⑦動平衡一般采用CNC控制的綜合平衡機，測量、修正一次完成。⑧</p><p>　　曲軸熱處理的關(guān)鍵技術(shù)是表面強化處理。一般均正火處理，為表面處理作好組織準備。表面強化處理一般采用感應(yīng)淬火或氮化工藝，少數(shù)廠家還引進了圓角淬火技術(shù)和設(shè)備。</p><p>　　球鐵曲軸具有諸多優(yōu)點，國內(nèi)外廣泛采用。但整體水平與國外還有相當差距，除生產(chǎn)規(guī)模小、管理落后外，主要差距仍是制造工

8、藝的落后。借鑒國外的先進技術(shù)和工藝方法是提高我國曲軸制造水平的捷徑。</p><p>　　制定工藝規(guī)程的思路是：①收集和熟悉制定工藝規(guī)程的有關(guān)資料圖樣，進行零件的結(jié)構(gòu)工藝性；②確定毛坯的類型及制造方法；③選擇定位基準；④擬定工藝路線；⑤確定各工序的工序余量、工序尺寸及其公差；⑥確定各工序的設(shè)備，刀具、夾具、量具和輔助工具；⑦確定各工序的切削用量及時間定額；⑧確定主要工序的技術(shù)要求及檢驗方法；⑨進行技術(shù)經(jīng)濟分析，選

9、擇最佳方案；⑩編制工藝文件。</p><p>　　機械制造技術(shù)的新發(fā)展包括計算機輔助工藝規(guī)程設(shè)計和計算機輔助制造。計算機輔助制造是指通過計算機直接或間接地與企業(yè)中的物質(zhì)資源和人力資源交換信息，實現(xiàn)計算機對制造過程各環(huán)節(jié)的管理、控制和操作。柔性制造系統(tǒng)工作內(nèi)容有：①生產(chǎn)工程分析和設(shè)計；②生產(chǎn)計劃調(diào)度；③工作站和設(shè)備的運行控制；④工程監(jiān)測和質(zhì)量保證；⑤物資供應(yīng)與財會管理。計算機集成制造系統(tǒng)包括計算機輔助設(shè)計、計算機輔

10、助工藝規(guī)程、計算機輔助制造、計算機輔助質(zhì)量管理和自動存取等。</p><p>　　夾具設(shè)計的思路是：①明確設(shè)計任務(wù)，收集設(shè)計資料；②擬訂夾具的結(jié)構(gòu)方案、繪制結(jié)構(gòu)草圖；③繪制夾具總裝圖。繪制夾具總裝圖的順序和方法：①用雙點化線或紅色筆繪出工件的輪廓外形和主要表面，并用網(wǎng)紋線表示出加工余量；②視工件輪廓為透明體，分別繪出定位、導向、夾緊及其他元件或裝置，最后繪制夾具體，形成一個夾具整體；③標注尺寸、公差與配合和技術(shù)要

11、求；④對零件進行編號，填寫零件明細欄和標題欄；⑤繪制夾具零件圖。計算機輔助繪制夾具裝配圖：1、通常采用“菜單”的形式，對夾具元件圖形進行編目和檢索。2、夾具裝配圖由若干夾具元件圖形拼接而成。在微機上開發(fā)的系統(tǒng)中可采用以下幾種方法進行圖形消隱：①按配合形式分別存圖；②利用圖形軟件的一些基本命令作消隱處理；③參數(shù)化建庫的消隱處理。 </p><p>　　1 R180柴油機曲軸工藝設(shè)計</p>&l

12、t;p><b>　　1.1 分析零件圖</b></p><p>　　1.1.1 零件的作用</p><p>　　曲軸是柴油機的一個主要零件。曲軸主要用于作往復(fù)運動的機械中。</p><p>　　1.1.2 零件的工藝分析</p><p>　　曲軸圖樣的視圖、尺寸、公差和技術(shù)要求齊全、正確；零件選用材料為QT800-

13、2，該材料具有較高的強度、韌性和塑性，切削性能良好；結(jié)構(gòu)工藝性比較好。</p><p>　　根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及一般機床所能達到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面，上述各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。</p><p><b>　　確定生產(chǎn)類型</b></p><p>　　已知零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)為120000件，零件質(zhì)量3.76

14、kg，由《機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導手冊》表15—2可確定其生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。故初步確定工藝安排的基本傾向為：加工設(shè)備以自動化和專用設(shè)備為主，通用設(shè)備為輔；機床按流水線或自動線排列；采用高效專用夾具；廣泛采用專用夾具；廣泛采用專用量具、量儀和自動檢驗裝置。這樣生產(chǎn)效率高。</p><p><b>　　確定毛坯</b></p><p>　　1.3.1 確定毛坯種類&l

15、t;/p><p>　　根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。并依其結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小和生產(chǎn)類型，毛坯的鑄造方法選用金屬模機械砂型鑄造。根據(jù)《機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導手冊》表15—5鑄件尺寸公差等級采用CT9級。</p><p>　　1.3.2 確定鑄件余量及形狀</p><p>　　根據(jù)《機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導手冊》表15—7，取加工余量為MA-G級。查《機械制造工藝及設(shè)備

16、設(shè)計指導手冊》表15—8確定各表面的鑄件機械加工余量。</p><p>　　對于金屬模機械砂型鑄造，根據(jù)《機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導手冊》表15—9鑄件最小孔的直徑，故本零件上的孔不鑄出。</p><p>　　1.3.3 畫鑄件—零件綜合圖（見曲軸零件毛坯圖）</p><p>　　1.4 機械加工工藝過程設(shè)計</p><p>　　1.4.1

17、 選擇表面加工方法</p><p>　　根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，查《機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導手冊》表15—32～表15—34選擇零件主要表面（依次為從長頭到短頭）的加工方法與方案如下：</p><p>　　M36X2螺紋：粗車（IT12）—精車（IT6）—割槽Ф33X4.8（IT11）—車螺紋M36X2。</p><p>　　1：8圓錐

18、面：粗車（IT12）—半精車（IT10）—銑鍵槽12N9（IT8）—磨削（IT6）。</p><p>　　Ф45圓柱面：粗車（IT12）—半精車（IT10）—磨削（IT6）—拋光（IT5）。</p><p>　　Ф50圓柱面：粗車（IT12）—半精車（IT10）—割槽Ф47X2.2—粗磨（IT7）—精磨（IT6）。</p><p>　　Ф60圓柱面：粗車（IT12）

19、—半精車（IT10）。</p><p>　　K面：銑（IT9）—鉆孔4—Ф8（IT12）—鉸孔4—Ф8（IT9）—鉆孔2—M10（IT12）—攻絲2-M10。</p><p>　　Ф45連桿頸圓柱面：粗車（IT12）—半精車（IT10）—粗磨（IT7）—精磨（IT6）—拋光（IT5）。</p><p>　　Ф14.2斜孔：鉆（IT12）。</p>&l

20、t;p>　　Ф5斜油孔：鉆（IT12）—拋光（IT8）。</p><p>　　Ф60圓柱面：粗車（IT12）—半精車（IT10）。</p><p>　　Ф50圓柱面：粗車（IT12）—半精車（IT10）—粗磨（IT7）—精磨（IT6）。</p><p>　　Ф40圓柱面：粗車（IT12）—半精車（IT10）—割槽Ф38.5X3（IT10）—銑鍵槽5N9（IT8

21、）—粗磨（IT7）—精磨（IT6）。</p><p>　　Ф19孔：鉆孔Ф18.5（IT12）—鉸孔Ф19（IT8）。</p><p>　　M6螺紋：鉆孔2—Ф5（IT12）—攻絲2-M6。</p><p>　　1.4.2 確定工藝過程方案</p><p><b>　?。?）擬定方案 </b></p>&

22、lt;p>　　由于各表面加工方法已基本確定，現(xiàn)按照“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”、“基準先行”的原則，初步擬定兩種工藝過程方案，見表1。</p><p>　　表1 工藝過程方案</p><p><b>　?。?）方案論證</b></p><p>　　方案Ⅰ的優(yōu)點在于基本遵循粗精加工劃分階段的原則。方案Ⅱ的不足之處是加工過程

23、中的檢驗太少，不利于控制曲軸的加工質(zhì)量。</p><p>　　根據(jù)以上分析，確定方案Ⅰ為曲軸零件加工的工藝路線。</p><p>　　1.5 選擇加工設(shè)備與工藝裝備</p><p>　　1.5.1 選擇機床</p><p>　　考慮到大量生產(chǎn)，盡量選用高效機床。</p><p>　?、?工序070、080、090、10

24、0均為圓柱面的車削加工，用CJK6140數(shù)控車床加工方便且效率高。</p><p>　?、?工序180、190、260、270、280、290均為圓柱面的磨削加工，用JK101數(shù)顯曲軸磨床加工方便且效率高。</p><p>　?、?其余表面加工均采用通用機床。如：C6140臥式車床、X62W萬能銑床、Z5125立式鉆床等。</p><p>　　1.5.2 選擇夾具&

25、lt;/p><p>　　考慮到大量生產(chǎn)，均采用專用夾具。</p><p>　　1.5.3 選擇刀具</p><p>　?、?在車床上加工的工序，均采用YG6硬質(zhì)合金外圓車刀，并盡量采用成形車刀。</p><p>　　② 在銑床上加工的工序，銑平面選用YG6A硬質(zhì)合金圓盤銑刀，銑鍵槽選用鍵槽銑刀。</p><p>　?、?在

26、磨床上加工的工序，磨主軸頸選用砂輪P600X63X305，C46K2B35，其外徑為600mm，厚度為63mm，內(nèi)徑為305mm；磨連桿頸選用砂輪P600X25X305，C46K2B35，其外徑為600mm，厚度為25mm，內(nèi)徑為305mm。</p><p>　?、?在鉆床上加工的工序，均選用麻花鉆和機用絲錐。</p><p>　　1.5.4 選擇量具</p><p&g

27、t;　　工序070粗加工可選通用量具?，F(xiàn)按計量器具的不確定度選擇量具。</p><p>　　粗車Ф40h6mm至Φmm。查《互換性技術(shù)測量應(yīng)用手冊》表5.1-1知計量器具不確定度允許值=0.029mm。查《互換性技術(shù)測量應(yīng)用手冊》表5.1-2，選擇分度值0.02mm的游標卡尺，其不確定度U=0.02mm，U<，可以選用。</p><p>　　其他工序所用量具詳見工序卡片。</p

28、><p>　　1.6 確定工序尺寸</p><p>　　徑向各圓柱表面加工時的工藝基準與設(shè)計基準重合。前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)依據(jù)《機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導手冊》第十五章有關(guān)資料確定各表面精加工、半精加工余量，由后向前推算工序尺寸，并確定其公差，見表2。</p><p>　　表2 各表面工序尺寸及公差</p><p>

29、;　　1.7 確定切削用量及時間定額</p><p>　　1.7.1 工序070（粗車長頭）切削用量及時間定額</p><p>　　本工序選用CJK6140數(shù)控車床，撥盤、頂尖裝夾，分三個工步：工步1為車Ф40h6，工步2為車Ф50k6主軸頸，工步3為車Ф60。加工后表面粗糙度為Ra≤12.5µｍ。</p><p>　　(1) 工步1粗車Ф40h6<

30、/p><p><b>　　1）選擇刀具</b></p><p><b>　?、?選擇外圓車刀。</b></p><p>　?、?根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1，由于車床的中心高為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸BXH=16mmX25mm，刀片厚度為4.5mm。</p><p>　　③ 根據(jù)《切削

31、用量簡明手冊》表1.2，可選擇YG6牌號硬質(zhì)合金。</p><p>　　④ 車刀幾何形狀（見表1.3），選擇平面帶倒棱前刀面，κr=60°，κr′=10°，α。=6°，γ。=12°，λs= —10°，γε=0.8mm， =—10°，=0.4mm。</p><p><b>　　2）選擇切削用量</b></

32、p><p>　?、?確定切削深度αp 由于粗加工余量僅為1.6mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故</p><p>　　αp=（45—41.8）/2mm=1.6mm</p><p>　?、?確定進給量f 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.6，在粗車鑄鐵、表面粗糙度Ra=12.5μm時</p><p>　　f=0.25～0.40mm/r</p>

33、<p>　　按CJK6140數(shù)控車床說明書選擇</p><p>　　f=0.36mm/r</p><p>　?、?選擇車刀磨鈍標準及壽命 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1.0mm，車刀壽命T=60min。</p><p>　?、?確定切削速度Vc 切削速度Vc可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出。</p>&

34、lt;p>　　根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.27</p><p><b>　　(1—1)</b></p><p><b>　　式中=</b></p><p>　　故Vc=69.6m/min</p><p>　　n=492r/min</p><p>　　按CJK6140數(shù)

35、控車床說明書，選擇n=500r/min，這時Vc=110m/min。</p><p>　　最后決定的車削用量為</p><p>　　αp=1.6mm，f=0.36mm/r，n=500r/min，Vc=110m/min。</p><p><b>　　3）計算基本工時</b></p><p><b>　?。?—2）

36、</b></p><p>　　式中L=l+y+△，l=12mm，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.26，車削時的入切量及超切量y+△=2.1mm，則L=12+2.1mm=14.1mm，故</p><p>　　tm=0.08min</p><p>　　(2) 工步2粗車Ф50k6主軸頸</p><p><b>　　1）選擇刀具

37、</b></p><p><b>　?、?選擇外圓車刀。</b></p><p>　?、?根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.1，由于車床的中心高為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸BXH=16mmX25mm，刀片厚度為4.5mm。</p><p>　　③ 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.2，可選擇YG6牌號硬質(zhì)合金。</p>

38、;<p>　　④ 車刀幾何形狀（見表1.3），選擇平面帶倒棱前刀面，κr=60°，κr′=10°，α。=6°，γ。=12°，λs= —10°，rε=0.8mm，=—10°，=0.4mm。</p><p><b>　　2）選擇切削用量</b></p><p>　?、?確定切削深度αp 由于粗加工

39、余量僅為1.55mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故</p><p>　　αp=（55—51.9）/2mm=1.55mm</p><p>　　② 確定進給量f 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.6，在粗車鑄鐵、表面粗糙度Ra=12.5μm時</p><p>　　f=0.25～0.40mm/r</p><p>　?、?選擇車刀磨鈍標準及壽命 根據(jù)《切削

40、用量簡明手冊》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1.0mm，車刀壽命T=60min。</p><p>　　④ 確定切削速度Vc 切削速度Vc可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出。</p><p>　　根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.27</p><p><b>　?。?—1）</b></p><p><b>　　

41、式中=</b></p><p>　　故Vc=69.9m/min</p><p>　　n=405r/min</p><p>　　按CJK6140數(shù)控車床說明書，選擇n=500r/min，這時Vc=86m/min。</p><p>　　最后決定的車削用量為</p><p>　　αp=1.55mm，f=0.36m

42、m/r，n=500r/min，Vc=86m/min。</p><p><b>　　3）計算基本工時</b></p><p><b>　　(1—2)</b></p><p>　　式中L=l+y+△，l=21mm，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.26，車削時的入切量及超切量y+△=2.1mm，則L=21+2.1mm=23.1mm

43、，故</p><p>　　tm=0.13min</p><p>　　(3) 工步3粗車Ф60</p><p><b>　　1）選擇刀具</b></p><p><b>　　選擇R3成形車刀。</b></p><p><b>　　2）選擇切削用量</b>&

44、lt;/p><p>　?、?確定切削深度αp 由于粗加工余量僅為1.95mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故</p><p>　　αp=（65—61.1）/2mm=1.95mm</p><p>　?、?確定進給量f 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.6，在粗車鑄鐵、表面粗糙度Ra=12.5μm時</p><p>　　f=0.25～0.40mm/r<

45、/p><p>　　③ 選擇車刀磨鈍標準及壽命 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1.0mm，車刀壽命T=60min。</p><p>　?、?確定切削速度Vc 切削速度Vc可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出。</p><p>　　根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.27</p><p><b>　?。?—1）<

46、;/b></p><p><b>　　式中=</b></p><p>　　故Vc=59.7m/min</p><p>　　n=271r/min</p><p>　　按CJK6140數(shù)控車床說明書，選擇n=500r/min，這時Vc=110m/min。</p><p>　　最后決定的車削用量為

47、</p><p>　　αp=1.95mm，f=0.36mm/r，n=500r/min，Vc=110m/min。</p><p><b>　　3）計算基本工時</b></p><p><b>　?。?—2）</b></p><p>　　式中L=l+y+△，l=6mm，根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.26

48、，車削時的入切量及超切量y+△=3.6mm，則L=6+3.6mm=9.6mm，故</p><p>　　tm=0.05min</p><p>　　1.7.2 工序130（鉆孔Ф14.2）切削用量及時間定額</p><p>　　本工序選用Z5125立式鉆床，專用夾具裝夾。</p><p><b>　?。?）選擇刀具</b>&

49、lt;/p><p>　　選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑d。=14.2mm。</p><p>　　鉆頭幾何形狀為：雙錐修磨橫刃，β=30°，2φ=118°，2φ1=70°，bε=3.5mm，α。=12°，ψ=55°，b=2mm，l=4mm。</p><p><b>　?。?）選擇切削用量</b></

50、p><p><b>　　1）決定進給量f</b></p><p>　?、?按加工要求決定進給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.7，當加工要求為H12～H13精度，鑄鐵的硬度大于200HBS，d。=14.2mm時，f=0.37～0.45mm/r。</p><p>　　由于l/d=47/14.2=3.3>3，故應(yīng)乘孔深修正系數(shù)k1f=0.915，

51、則</p><p>　　f=（0.37～0.45）X0.915mm/r=0.34～0.41mm/r</p><p>　?、?按鉆頭強度決定進給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.8，當灰鑄鐵硬度大于213HBS，d。=14.2mm，鉆頭強度允許的進給量f=1.0mm/r。</p><p>　　③ 按機床進給機構(gòu)強度決定進給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表2.9，當灰鑄鐵

52、硬度大于210HBS，d。≤14.5mm，機床進給機構(gòu)允許的軸向力為8830N時，進給量為0.81mm/r。</p><p>　　從以上三個進給量比較可以看出，受限制的進給量是工藝要求，其值為f=0.34～0.41mm/r。根據(jù)Z5125鉆床說明書，選擇f=0.36mm/r。</p><p>　　2）決定鉆頭磨鈍標準及壽命 由《切削用量簡明手冊》表2.12，當d。=14.2mm時，鉆頭后

53、刀面最大磨損量取為0.8mm，壽命T=60min。</p><p>　　3）決定切削速度 </p><p>　　由《切削用量簡明手冊》表2.15，當f=0.36mm/r時，Vt=13m/min。</p><p>　　切削速度的修正系數(shù)為：kTv=1.0，kcv=1.0，klv=0.85，ktv=1.0，故</p><p>　　v=vt

54、83;kv=13X1.0X1.0X0.85X1.0m/min=11.1m/minп</p><p>　　n=1000v/(пd。)=248.8r/min</p><p>　　根據(jù)Z5125鉆床說明書，可考慮選擇n=272r/min,但因所選轉(zhuǎn)數(shù)較計算轉(zhuǎn)數(shù)為高，會使刀具壽命下降，故可將進給量降低一級，即取f=0.28mm/r；也可選擇較低一級轉(zhuǎn)數(shù)n=195r/min,仍用f=0.36mm/r

55、，比較這兩種方案：</p><p>　　第一方案 f=0.28mm/r,n=272r/min</p><p>　　nf=272×0.28mm/min=76.16mm/min</p><p>　　第二方案 f=0.36mm/r,n=195r/min</p><p>　　nf=195×0.28mm/min=70.2mm

56、/min</p><p>　　因為第一方案nf的乘積較大，基本工時較少，故第一方案較好。這時Vc=12m/min;f=0.28mm/r。</p><p><b>　　（3）計算基本工時</b></p><p><b>　?。?—2）</b></p><p>　　式中L=l+y+△，l=47mm，根據(jù)

57、《切削用量簡明手冊》表2.29，入切量及超切量y+△=6mm，則L=47+6mm=53mm，故</p><p>　　tm=0.70min</p><p>　　1.7.3 工序240（銑K面）切削用量及時間定額</p><p><b>　?。?）選擇刀具</b></p><p>　　1）根據(jù)《切削用量簡明手冊》表1.2，選

58、擇YG6A硬質(zhì)合金刀片。</p><p>　　根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.1，銑削深度αp≤4mm時，圓盤銑刀直徑d。為80mm，a為60mm。但已知銑削寬度ae為70mm，故應(yīng)根據(jù)銑削寬度ae≤49mm，選擇d。=80mm。由于采用標準硬質(zhì)合金圓盤銑刀，故齒數(shù)z=12（表3.12）。</p><p>　　2）銑刀幾何形狀（表3.2）；由于鑄鐵硬度大于200HBS，故選擇κr=60

59、76;，</p><p>　　κrε=30°，κr′=5°，α。=8°（假定αcmax>0.08mm）, α?！?10°, λs= —10°，</p><p><b>　　γ。1=—5°。</b></p><p><b>　?。?）選擇切削用量</b><

60、;/p><p>　　1）決定銑削深αp 由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則</p><p><b>　　αp=h=3mm</b></p><p>　　2)決定每齒進給量fz 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.3，當使用YG6A，銑床功率為4.5KW時，</p><p>　　fz=0.20～0.30mm/z</p

61、><p><b>　　取</b></p><p>　　fz=0.30mm/z</p><p>　　3）選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命 根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.8，由于銑刀直徑d。=80mm，故刀具壽命T=180min（表3.8）。</p><p>　　4）決定切削速度Vc和每分鐘進給量Vf 切削速度Vc可根據(jù)《切削用量

62、簡明手冊》表3.27中的公式計算，也可直接由表中查出。</p><p>　　根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.27的公式進行計算。</p><p>　　各修正系數(shù)為：kMv=0.72，ksv=0.8 (見表1.28)</p><p>　　kv= kMv ksv=0.576</p><p>　　故 Vc=14.5m/min&l

63、t;/p><p><b>　　n=58r/min</b></p><p>　　根據(jù)X62W型銑床說明書選擇</p><p>　　n=60r/min,Vfc=235mm/min</p><p>　　因此實際切削速度和每齒進給量為</p><p>　　vc=πd。n/1000=3.14*80*60/100

64、0m/min=15m/min</p><p>　　fzc=Vfc/n z=235/(60*12)mm/z=0.33mm/z</p><p><b>　?。?）計算基本工時</b></p><p><b>　?。?—3）</b></p><p>　　式中L=l+y+△，l=40mm，根據(jù)《切削用量簡明

65、手冊》表3.25，入切量及超切量y+△=17mm，則L=40+17mm=57mm，故</p><p>　　tm=0.32min</p><p>　　其余工序切削用量及基本時間見工序卡片。</p><p>　　1.8 填寫工藝規(guī)程卡</p><p>　　1.8.1 機械加工工藝過程卡片（見附件1）</p><p>　　1

66、.8.2 機械加工工序卡片（見附件2）</p><p>　　2 R180柴油機曲軸第一套夾具設(shè)計</p><p>　　2.1 明確設(shè)計任務(wù)、收集分析原始資料</p><p>　　2.1.1 加工工件的零件圖（見曲軸零件毛坯圖）</p><p>　　2.1.2 設(shè)計任務(wù)書（見表3）</p><p>　　表3 設(shè)計任務(wù)書

67、一</p><p>　　2.1.3 工序簡圖（見圖1）</p><p>　　圖1 工序卡片230</p><p>　　本夾具設(shè)計的是第230道工序鉆、鉸Φ8孔的鉆床夾具。本工序加工要求如下：</p><p>　　① 保證工序圖所示尺寸32、52±0.20、18；</p><p>　　② 相對K面的垂直度為0

68、.03mm；</p><p>　?、?相對三軸頸共面的位置度為0.05。</p><p>　　2.1.4 分析原始資料 </p><p>　　主要從以下幾方面分析：</p><p>　?、?工件的輪廓尺寸小，剛性好，結(jié)構(gòu)簡單。工件在夾具上裝夾方便，且定位夾緊元件較好布置。</p><p>　　② 本工序所使用的機床為

69、Z5125立鉆，刀具為通用標準刀具。</p><p>　?、?本工序是在工件其他表面半精加工后進行加工的，所以工件獲得比較精確的定位基面。</p><p>　?、?生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。</p><p>　　所以應(yīng)在保證工件加工精度要求和適當提高生產(chǎn)率的前提下，盡可能地簡化夾具結(jié)構(gòu)，以縮短夾具設(shè)計與制造周期，降低設(shè)計與制造成本，獲得良好的經(jīng)濟效益。</p>

70、<p>　　2.2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案</p><p>　　2.2.1 根據(jù)六點定位規(guī)則確定工件的定位方式</p><p>　　由工序簡圖可知，該工序限制了工件六個自由度?，F(xiàn)根據(jù)加工要求來分析其必須限制的自由度數(shù)目及其基準選擇的合理性。</p><p>　　為保證工序尺寸32mm、520.20mm、18mm，應(yīng)限制工件6個自由度。定位基準為兩主軸頸、Φ

71、45連桿頸外圓和主軸頸軸肩。</p><p>　　為了保證相對K面的垂直度，需限制工件Y方向旋轉(zhuǎn)自由度，其定位基準為連桿頸。</p><p>　　由以上分析可知，根據(jù)工件加工要求分析工件應(yīng)限制的自由度、采用的定位基準與工序簡圖所限制的自由度、使用的定位基準相同。</p><p>　　2.2.2 選擇定位元件，設(shè)計定位裝置</p><p>　　

72、根據(jù)已確定的定位基面結(jié)構(gòu)形式，確定定位元件的類型和結(jié)構(gòu)尺寸。</p><p><b>　　選擇定位元件</b></p><p>　　根據(jù)以上分析，本工序限制了工件6個自由度，定位基準為兩主軸頸、連桿頸和主軸頸軸肩。相應(yīng)夾具上的定位元件為在兩主軸頸處選V型塊定位，連桿頸處選支承釘定位。</p><p>　　確定定位元件尺寸及配合偏差</p&

73、gt;<p>　　V型塊的設(shè)計參照工件尺寸設(shè)計，具體尺寸詳見夾具零件圖R180—A11—02</p><p>　　支承釘根據(jù)GB/T2226—91設(shè)計。</p><p>　　2.2.3 分析計算定位誤差</p><p>　　通過定位誤差分析，判斷所設(shè)計的定位裝置是否合理。</p><p>　　造成定位誤差的原因是定位基準與工序

74、基準不重合以及定位基準的位移誤差兩個方面。</p><p>　　(1) 基準不重合誤差 </p><p>　　由于定位基準與工序基準不重合而造成的定位誤差，稱為基準不重合誤差。</p><p>　　尺寸520.20mm的定位誤差</p><p>　　B=icos （2-1）</p><p>　　式中，

75、I—定位基準與工序基準間尺寸鏈組成環(huán)的公差。</p><p>　　—i方向與加工尺寸方向間的夾角。</p><p>　　由于用V型塊定位加工孔，即=900</p><p><b>　　所以 B=0</b></p><p>　　即基準不重合誤差為0。</p><p>　　(2) 基準位移誤差<

76、/p><p>　　由于定位基準的誤差或定位支承的誤差而造成的定位基準位移，即工件實際位置對確定位置的理想要素的誤差，這種誤差稱為基準位移誤差。</p><p>　　在本道工序中，若不計V形塊的誤差而僅有工件基準面的圓度誤差時，其工件的定位中心會發(fā)生偏移，產(chǎn)生基準位移誤差Y。</p><p>　　Y= （2-2）</p><p

77、>　　式中，—工件定位基準的直徑公差。</p><p>　　α/2—V形塊的半角</p><p>　　V形塊的對中性好，即其沿x向的位移誤差為零。</p><p>　　本次設(shè)計的V形塊的α=1050</p><p>　　所以：Y=0.630</p><p>　　左端：=0.03mm</p><

78、p>　　代入上式，Y=0.019mm</p><p>　　右端：=0.07mm</p><p>　　代入上式，Y=0.044mm</p><p><b>　　(3) 誤差的合成</b></p><p><b>　　由于B=0</b></p><p>　　左端∶D=Y=0

79、.019mm</p><p>　　右端∶D=Y =0.044mm</p><p><b>　　而Tc=0.5mm</b></p><p><b>　　D左<1/3Tc</b></p><p><b>　　D右<1/3Tc</b></p><p&g

80、t;　　因此該方案能滿足位置尺寸520.20mm的要求。</p><p>　　相對K面垂直度的定位誤差計算同上。</p><p><b>　　B=0, Y=0</b></p><p><b>　　即D=0</b></p><p>　　所以，此方案能滿足加工要求。</p><p&g

81、t;　　2.2.4 確定工件的夾緊裝置</p><p>　　(1) 確定夾具類型 </p><p>　　由工序簡圖可知，本工序所加工的四孔，位于同一平面內(nèi)，孔徑不大，輪廓尺寸小及生產(chǎn)批量大等原因，采用鉆模。</p><p>　　(2) 計算切削力與夾緊力</p><p>　　工件在加工時受到軸向力的作用。</p><p&g

82、t;　　根據(jù)《金屬切削用量手冊》查知</p><p>　　Fx=9.81CFx d0ZF fyFkF （2-3）</p><p>　　已知d。=7.8mm，取f=0.1mm/r，其余各參數(shù)值可由《金屬切削用量手冊》查出，代入上式得</p><p><b>　　Fx=809.2N</b></p>&

83、lt;p><b>　　設(shè)計夾緊裝置</b></p><p>　　本設(shè)計所設(shè)計的夾緊機構(gòu)如圖∶</p><p>　　圖示的夾緊機構(gòu),能產(chǎn)生的夾緊力F′可由下圖壓板受力分析圖求得。</p><p>　　F′= （2-4）</p><p>　　式中，—夾緊機構(gòu)效率,取=0.9 ;</p>&

84、lt;p>　　F″—螺栓的許用夾緊力(N)</p><p>　　選取L1=L2，由《機床夾具設(shè)計》表3-8查得：當螺桿螺紋公稱直徑d=10mm時，F(xiàn)″=3570N</p><p>　　所以，F(xiàn)′=2F″=235700.9=6426KN</p><p>　　2.3 繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖</p><p>　　上述得到的夾具結(jié)構(gòu)總體設(shè)計，按照相關(guān)

85、資料繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖。</p><p>　　2.3.1 擬訂夾具總裝圖的尺寸、公差與配合以及技術(shù)要求</p><p>　　這里包括夾具總圖的主要尺寸和技術(shù)要求。主要尺寸指決定夾具精度和使用的那些尺寸,主要技術(shù)條件通常是指夾具上某些表面的形位公差要求和其他一些特殊技術(shù)說明。</p><p>　　(1) 尺寸、公差與配合</p><p><

86、b>　?、?夾具輪廓尺寸</b></p><p>　　長寬高=195mm140mm220mm</p><p>　　工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸</p><p>　　兩V形塊要保證一定的同軸度要求。</p><p><b>　　夾具內(nèi)部的配合尺寸</b></p><p>　　這部分的

87、主要配合尺寸有Ф10H7/r6 </p><p>　　(2) 制訂技術(shù)條件 </p><p>　　主要包括以下幾個方面：</p><p>　　兩V形塊V形表面待裝配時進行調(diào)整加工；</p><p>　　配打V形塊與夾具體、鉆模板與夾具體定位用銷釘；</p><p>　　加工前調(diào)整墊圈，使支承釘5對工件定位；</

88、p><p>　　鉆套與襯套配合Ф16F7/m6，襯套與鉆模板配合Ф24H7/r6。</p><p><b>　　繪制夾具總裝圖</b></p><p><b>　　步驟如下∶</b></p><p>　?、?根據(jù)工件在幾個視圖上的投影關(guān)系,分別畫出其輪廓線；</p><p>&l

89、t;b>　　② 布置定位元件；</b></p><p><b>　　③ 布置夾緊機構(gòu)；</b></p><p>　?、?安排聯(lián)接元件、設(shè)計夾具體、并完成夾具總裝圖；</p><p>　?、?標注總圖尺寸、公差與配合、技術(shù)要求。</p><p>　　3 R180柴油機曲軸第二套夾具設(shè)計</p>

90、<p>　　3.1 明確設(shè)計任務(wù)、收集分析原始資料</p><p>　　3.1.1 加工工件的零件圖（見曲軸零件毛坯圖）</p><p>　　3.1.2 設(shè)計任務(wù)書（見表4）</p><p><b>　　表4 設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　3.1.3 工序簡圖（見圖2）</p>

91、<p>　　圖2 工序卡片130</p><p>　　本夾具設(shè)計的是第130道工序鉆Φ14.2孔的鉆床夾具。本工序加工要求如下：</p><p>　　① 保證工序圖所示尺寸45；</p><p><b>　　② 斜角3°。</b></p><p>　　3.1.4 分析原始資料 </p>

92、<p>　　主要從以下幾方面分析：</p><p>　　① 工件的輪廓尺寸小，剛性好，結(jié)構(gòu)簡單。工件在夾具上裝夾方便，且定位夾緊元件較好布置。</p><p>　?、?本工序所使用的機床為Z5125立鉆，刀具為通用標準刀具。</p><p>　　③ 本工序是在工件其他表面半精加工后進行加工的，所以工件獲得比較精確的定位基面。</p>&l

93、t;p>　　④ 生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。</p><p>　　所以應(yīng)在保證工件加工精度要求和適當提高生產(chǎn)率的前提下，盡可能地簡化夾具結(jié)構(gòu)，以縮短夾具設(shè)計與制造周期，降低設(shè)計與制造成本，獲得良好的經(jīng)濟效益。</p><p>　　3.2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案</p><p>　　此道工序的定位、夾緊方式和上面設(shè)計的夾具基本相同，由于設(shè)計說明書篇幅所限，這里就不再重述。這

94、里主要確定引導元件的結(jié)構(gòu)類型和主要尺寸。</p><p>　　鉆套結(jié)構(gòu)，由《夾具零部件》國家標準GB/T2263—91、GB/T265—91來選取。主要尺寸如下：</p><p>　　鉆套內(nèi)徑為Φ14.2F8mm</p><p>　　鉆套外徑為Φ20m6mm</p><p>　　3.3 夾具定位誤差分析</p><p>

95、;　　由于定位方式、夾緊方式和上面所設(shè)計夾具的定位方式、夾緊方式基本相同，經(jīng)計算該夾具定位方案是可行的。</p><p>　　3.4 擬訂夾具總裝圖的尺寸、公差與配合及技術(shù)要求</p><p>　　這里包括夾具總圖的主要尺寸和技術(shù)要求。主要尺寸指決定夾具精度和使用的那些尺寸,主要技術(shù)條件通常是指夾具上某些表面的形位公差要求和其他一些特殊技術(shù)說明。</p><p>　

96、　3.4.1 尺寸、公差與配合</p><p><b>　?、?夾具輪廓尺寸</b></p><p>　　長寬高=240mm100mm255mm</p><p>　　工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸</p><p>　　兩定位塊要保證一定的同軸度要求。</p><p>　?、?夾具內(nèi)部的配合尺寸<

97、/p><p>　　這部分的主要配合尺寸有Ф20m6。</p><p>　　3.4.2 制訂技術(shù)條件 </p><p>　　主要包括以下幾個方面：</p><p>　?、?兩定位塊定位表面待裝配時進行調(diào)整加工；</p><p>　?、?配打定位塊與夾具體、鉆模板與夾具體定位用銷釘；</p><p>

98、　　③ 加工前調(diào)整墊圈，使支承釘5對工件定位。</p><p>　　3.5 繪制夾具總裝圖</p><p><b>　　步驟如下∶</b></p><p>　?、?根據(jù)工件在幾個視圖上的投影關(guān)系,分別畫出其輪廓線；</p><p><b>　?、?布置定位元件；</b></p><

99、;p><b>　?、?布置夾緊機構(gòu)；</b></p><p>　?、?安排聯(lián)接元件、設(shè)計夾具體、并完成夾具總裝圖；</p><p>　?、?標注總圖尺寸、公差與配合、技術(shù)要求。</p><p><b>　　4 結(jié)論</b></p><p>　　為期兩個半月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，回顧整個過程，我覺

100、得受益匪淺。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計是應(yīng)用所學基礎(chǔ)理論，專業(yè)知識與技能去分析和解決生產(chǎn)實際問題的一次綜合訓練。通過這次畢業(yè)設(shè)計鞏固、擴大和強化了自己所學到的理論知識與技能，提高自己設(shè)計計算、制圖、編寫技術(shù)文件的能力，學會正確使用技術(shù)資料、標準、手冊等工具書，并在設(shè)計中培養(yǎng)自己理論聯(lián)系實際，嚴肅認真的工作作風和獨立工作能力，為畢業(yè)后從事技術(shù)工作打下了良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　我

101、是在保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低成本、并充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件保證工人具有良好而安全的勞動條件的前提下，進行工藝設(shè)計和夾具設(shè)計的。</p><p>　　由于自己能力所限，設(shè)計中還有許多不足之處，懇請各位老師、同學們批評指正。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　為期兩個半月的畢業(yè)設(shè)計結(jié)束了,這是畢業(yè)之前最后一次、也

102、是最為復(fù)雜的一次綜合設(shè)計。這次畢業(yè)設(shè)計能順利完成，首先，感謝母校多年來的辛勤培育。其次，要衷心地感謝我的指導老師xx老師！從畢業(yè)設(shè)計開始直到結(jié)束，無論是在學習、工作還是生活中，都得到了xx老師無微不至的關(guān)懷和精心的指導！也正是xx老師以其深厚專業(yè)的知識、豐富的實踐經(jīng)驗為本課題的設(shè)計提供了有效的指導和理論依據(jù)，才能是本課題得以圓滿結(jié)束和論文順利完成。本課題從選題、設(shè)計到編寫完稿，都得到老師的熱情指導，在此向我的老師表示我深切的謝意！。另外

103、，還要感謝zz等單位為我提供了很好的實習機會,使我學到了許多課本上學不到的知識。對于在畢業(yè)設(shè)計期間給予過我?guī)椭耐瑢W和朋友在此也深表感謝。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1 李云.機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導手冊.機械工業(yè)出版社，1996</p><p>　　2 薛源順.機床夾具設(shè)計.機械工業(yè)出版社，200

104、0</p><p>　　3 李益民.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊.機械工藝出版社，1993</p><p>　　4 上海標準化協(xié)會.機械精度設(shè)計手冊.中國標準出版社，1990</p><p>　　5 袁長良.機械制造工藝裝備設(shè)計手冊.中國計量出版社，1989</p><p>　　6 王之煦.簡明機械設(shè)計手冊.機械工業(yè)出版社，1997<

105、;/p><p>　　7 朱龍根.簡明機械零件設(shè)計手冊. 機械工業(yè)出版社，1997</p><p>　　8 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會.金屬切削手冊.上海科學技術(shù)出版社，1982</p><p>　　9 孔德淳.化學熱處理.航空工業(yè)出版社，1992</p><p>　　10 艾興.金屬切削用量手冊.機械工業(yè)出版社，1996</p>