【正文】 .......................................... 6 粗基準的選擇 ...................................................................................... 6 制定工藝路線 ......................................................................................................... 7 加工方法的選擇 .................................................................................. 7 確定加工順序 .................................................................................... 10 劃分加工工序 .................................................................................... 11 主要工序的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ............................... 11 確定加工余量 .................................................................................... 11 確定工序尺寸、公差及表面粗糙度和毛坯基本尺寸的確定 ........ 12 確定主要工序的切削用量 ................................................................................... 14 4 專用夾具設計 .................................................................................................................. 19 設計主旨 ............................................................................................................... 19 需要解決的主要問題 ........................................................................................... 19 形狀復雜 ............................................................................................ 19 剛性差 ................................................................................................ 19 確定夾具方案 ....................................................................................................... 19 選擇定位基準，并確定工件的定位方式及定位元件的結構 ........ 19 確定工件的夾緊方式，選擇合適的夾緊機構 ................................ 19 確定夾具與機床間的正確位置 ........................................................ 20 夾具零件圖的設計與繪制 ................................................................ 20 夾緊力的計算 ....................................................................................................... 23 切削力的計算 .................................................................................... 23 工件正確夾緊所需夾緊力的計算 .................................................... 24 螺釘夾緊力 ........................................................................................ 24 汽車發(fā)動機曲軸加工工藝與夾具設計 V 夾具的定位精度分析 ........................................................................................... 24 確定的定位方案 ................................................................................ 24 誤差分析與計算 ................................................................................ 27 設計總結 ................................................................................................................................ 29 致 謝 .................................................................................................................................. 30 參考文獻 ................................................................................................................................ 31 附錄 A 工序卡片 ................................................................................................................. 32 重慶交通大學 17屆制 機械設計制造及自動化 業(yè)畢業(yè)設計 （論文） 1 1 緒論 設計的主要內(nèi)容 本設計 主要 是根據(jù) 目標 曲軸的 加工 技術要求， 設計其 機械工藝規(guī)程，然后擬定夾具設計方案，完成夾具設計。繪制產(chǎn)品零件圖 ； 對零件進行結構分 析及工藝分析；確定毛坯種類及制造方法；擬定零件機械加工工藝過程； 選擇各工序的加工設備 ； 確定各工序的加工余量與工序尺寸 ； 計算各工序的切削用量與工時定額；填寫機械加工工藝過程卡片、機械加工工序卡片等工藝卡片；設計指定的專用夾具，繪制裝配總圖和主要零件圖 是本次設計的 主要工作 。 因為該曲軸需要大規(guī)模生產(chǎn)， 所以， 為了提高生產(chǎn)效率， 并同時保證其 加工精度。因此，制定工藝路線時 應該首先確定并加工 出基準，再用精基準定位加工其它工序 ，先加工主要部位 ，先粗 加工 后精 加工的 ，先 加工表 面后 加工 孔的工藝設計 原 則。夾具設計選擇的是曲軸連桿軸頸的 車、磨 工序，定位時選擇兩個 V 形塊定位， 夾緊時 用壓板 壓 緊，夾具上 確定好合適的偏心距，并設計分度盤以加工不同曲軸連桿軸頸。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 上海交通大學褚守 云 [1]對曲軸加工工藝現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進行了比較詳盡的闡述，結合 16V280 曲軸現(xiàn)有加工工藝及存在加工質量問題進行了較詳細的分析。通過對滾壓工藝在難以加工材料中的應用研究，得到了一組適宜 42CrMoA 調(diào)質鋼的滾壓工藝參數(shù)，并通過改進通、盲孔的加工工藝，將滾壓工藝成功應用到曲軸斜油孔、法蘭孔的加工。成功開發(fā)了三組件圓錐過盈聯(lián)結結構的互換性工藝，在國內(nèi)同類企業(yè)中具有一定的先進性和獨創(chuàng)性。通過合理編排工藝，運用統(tǒng)籌的理念，利用普通機床，解決了曲軸平衡塊組裝偏斜的難題，與同類企業(yè)的工藝相比更先進。通過對難以加工材料的高速切削機理研究，利用陶瓷刀具，在中型機床上，實現(xiàn)了對氮化后的 16V280 曲軸兩端的高速車削，實現(xiàn)了“以車代磨”。 天津大學機械工程學院張洪 波 [2]以 CY4102 型柴油機曲軸為例，通過對該曲軸設計尺寸與經(jīng)驗公式比較，分析其設計合理性；著重分析了目前常用的曲軸強化手段和朝柴的曲軸氮化工藝，通過對各種強化手段的比較，提出不同曲軸應采用不同的強化重慶交通大學 17屆制 機械設計制造及自動化 業(yè)畢業(yè)設計 （論文） 2 手段；并經(jīng)過對朝柴現(xiàn)行曲軸加工工藝的介紹，與世界先進加工工藝作比較，對朝柴現(xiàn)行曲軸工藝提出改進方向。 吉林大學張 紀 [3]研究和開發(fā)了在廣西玉柴機器股份有限公司生產(chǎn)的 YC6108ZQ 上首先試用的一種高強度和高韌性的球墨鑄鐵曲軸材質 — 正火球墨鑄 鐵 QT8006。該材質曲軸經(jīng)軸頸淬火和圓角滾壓強化工藝處理后，綜合性能遠遠超過傳統(tǒng)的球墨鑄鐵曲軸，達到了非調(diào)質鍛鋼的水平，在增壓柴油機上得到了大量的應用，并且效果良好。 山東大學王 劍 [4]研究表明從最近幾年的汽車銷量增長速度來看我國的汽車市場潛為絕對是非常巨大的，特別是乘用車市場在不斷的擴大。并且對汽車各零部件的要求也越來越高，尤其是對于發(fā)動機中的 5C 件，精度要求高、質量要求穩(wěn)定、成本要求低、交付要求及時，這是供應商面臨的一個非常嚴峻的形勢。所以通過運用精益工具，以建立單件流為目標，運用生產(chǎn)線平衡工具，節(jié) 拍時間的確定，工藝流程的優(yōu)化，消除瓶頸工序，采用單元式生產(chǎn)線的排布模式提高效率。 武漢理工大學鄒 蕾 [5]覺得曲軸復合車削試驗裝置是針對曲軸加工高精度 ， 加工工藝高柔性以及經(jīng)濟性等新工藝要求而研發(fā)設計的曲軸加工車床 ， 其通過平行四邊形刀架系統(tǒng)以及相關內(nèi)聯(lián)傳動實現(xiàn)了刀架連桿對曲軸連桿頸外圓的隨動切削 ， 可“一次定位、完全加工”曲軸外圓粗、半精加工所有工藝內(nèi)容 ,工藝效率高同時作為曲軸加工的一套完整工藝裝備 ， 試驗裝置本身的幾何精度及其相關部件的靜、動態(tài)性能是影響該工藝裝備精度的重要因素 ， 其研究主要結合該試驗裝置的功能原理、結構特點等分析影響曲軸加工精度的主要因素 ， 并提出相關改善和提高的方法。 曲軸作為內(nèi)燃機的一個重要零部件，國內(nèi)、外對其研究開發(fā)都很重 視 [2]。歐美汽車工業(yè)發(fā)達的國家，經(jīng)過多年的積累，對曲軸的結構已經(jīng)有了可套用的經(jīng)驗公式，一般經(jīng)過計算機三維設計，再通過計算機模型模擬測試系統(tǒng)對曲軸的各項強度指標進行分析，使曲軸在初期達到完美的設計。在加工工藝方面，國外大多采用了先進的數(shù)控設備為主，精度好，效率較高。 自 20 世紀 70～ 80 年代以來世界各國相繼研制出了曲軸的 CNC 車削、 CNC 外銑、CNC 內(nèi)銑、曲軸車－車拉等先進的加工工藝方法及加工設 備 [6]。這些加工方法不同程度的提高了曲軸粗加工的質量，并各自有不同的適用范圍。如， CNC 車削和 CNC 外銑加工都采用了數(shù)控技術，可提高曲軸的加工精度， CNC 外銑還采用了多刀盤同時加重慶交通大學 17屆制 機械設計制造及自動化 業(yè)畢業(yè)設計 （論文） 3 工，可大大提高加工效率，這兩種機床的造價較低，適用于經(jīng)濟型曲軸的加工。 CNC內(nèi)銑采用雙刀盤分別加工主軸頸和連桿頸，加工精度和加工效率又有很大提高，加工質量穩(wěn)定，且具有良好的柔性，對于鍛鋼曲軸，內(nèi)銑還有利于斷屑，剛性特別好，因此特別適用于大功率鍛鋼曲軸，內(nèi)銑加工機床。曲軸車－車拉工 藝可在一次設定中完成所有同心圓的車削，通過特殊卡盤和刀