【正文】 曲軸毛坯尺寸的允許偏差如下表12所示。 加工工藝路線擬定 主要技術(shù)要求糙度要求：，小頭、各軸臺、M12法蘭螺紋孔、底面、小頭端面、 M15和M33螺紋孔、 。平行度：兩側(cè)相對于主軸中心線為100：?！恒@孔—擴(kuò)孔；～:鉆孔—擴(kuò)孔—鉸孔。2. 先粗后精 這是指先安排各表面粗加工，后安排精加工。在安排好主要表面加工順序后，常常從加工的方便與經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，安排次要表面的加工。此工藝過程的粗加工和半精加工，用一夾一頂或一托一夾的安裝方法，增加了零件的剛度。精車兩主軸頸時，用兩頂尖裝夾，因工件軸向剛度差。 加工工序設(shè)計(jì) 工序20銑側(cè)面及底面1. 刀具，此工件可用端面銑刀加工，也可用圓柱銑刀加工；可用硬質(zhì)合金銑刀，也可用高速鋼銑刀，先采用硬質(zhì)合金斷面銑刀。 工序40粗主軸頸，工序50精車主軸頸1. 粗車根據(jù)文獻(xiàn)[1]，在車刀HB＝2516mm，工件直徑ΦD≤100，取時，零件小很多，而實(shí)際車削深度又達(dá)到表中的上限，故f要取規(guī)定范圍的小值，暫取，因本工序?yàn)榉菑?qiáng)力重負(fù)荷切削，故對車刀的強(qiáng)度、刀桿強(qiáng)度和機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度不進(jìn)行校驗(yàn)。又查文獻(xiàn)[1]，查出修正系數(shù)為：。M33加工：，再攻螺紋M33（參考文獻(xiàn)[2]）。按Z535立式鉆床說明書取根據(jù)文獻(xiàn)[1]，鉆頭強(qiáng)度所允許的進(jìn)給量，根據(jù)文獻(xiàn)[1]，由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力，允許的進(jìn)給量 。(2) 鉸孔切削用量確定進(jìn)給量f：根據(jù)文獻(xiàn)[1],按該表注4，取較小的進(jìn)給量，按Z535機(jī)床說明書取。硬度測得在51～53HRC之間，且硬度分布均勻。由于淬火后獲得的馬氏體組織不夠穩(wěn)定，因此，需要高溫回火獲得穩(wěn)定的組織，回火索氏體。多數(shù)情況下，在工藝過程結(jié)束后，金屬內(nèi)部將保留一部分殘余應(yīng)力。如圖23圖23 去應(yīng)力退火工藝圖進(jìn)行去應(yīng)力退火時，金屬在一定溫度作用下通過內(nèi)部局部塑性變形(當(dāng)應(yīng)力超過該溫度下材料的屈服強(qiáng)度時)或局部的弛豫過程(當(dāng)應(yīng)力小于該溫度下材料的屈服強(qiáng)度時)使殘余應(yīng)力松弛而達(dá)到消除的目的。從圖25可以看出，試樣 1 經(jīng)過高頻淬火以后，表面得到的并不是所需要的針狀馬氏體，而是粗大的組織。試樣心部依然保持原來的組織不變，心部組織如圖26，為顆粒大小均勻綜合性能良好的回火索氏體。圖27為表層與心部的過渡區(qū)域。本次實(shí)驗(yàn)35CrMo在高頻淬火后表層硬度值達(dá)到53～55HRC之間，硬度在表層分布均勻。定位元件工作表面的精度直接影響工件的定位精度，因此定位元件工作表面應(yīng)有足夠的精度，以保證加工精度要求。 3. 有較高的耐磨性工件的裝卸會磨損定位元件工件表面，導(dǎo)致定位元件工件表面精度下降，引起定位精度的下降。 連桿頸加工專用夾具計(jì)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。[12] 1. 方形墊片厚度的計(jì)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。一般是根據(jù)計(jì)算的墊片厚度先車削一個偏心工件，接著檢驗(yàn)這個工件的偏心距，測出偏心誤差值并適當(dāng)修正墊片厚度，直到加工出偏心距合格的零件為止。通過查閱資料，并與指導(dǎo)老師協(xié)商，確定以下兩種設(shè)計(jì)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。方案二用兩個中間定位螺柱限制其一個轉(zhuǎn)動自由度。結(jié)合以上分析，并與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定采用方案二的夾具結(jié)構(gòu)。 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。 精基準(zhǔn)的選擇1. 用工序基準(zhǔn)作為基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)的重合，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差，例如法蘭孔的加工。 測量工具選擇及測量方法設(shè)計(jì)由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，固加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主。考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問題，采用立銑，選用X5032萬能銑床（參考文獻(xiàn)[1]），選擇直徑d0＝125mm,齒數(shù)z＝6可轉(zhuǎn)位面銑刀、專用夾具和游標(biāo)卡尺。車刀有：端面車刀、外圓車刀、槽刀、螺紋車刀。圖42端面跳動度測量示圖 曲軸的最終檢測方法采用磁力熒光探傷方法進(jìn)行，在暗室內(nèi)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(fā)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。通常使用的磁粉探傷設(shè)備有固態(tài)探傷機(jī)（CJW41000通用式）、MD1060磁粉探傷機(jī)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(yīng)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(yàn)，最后具有高的穩(wěn)定性，在使用過程中其性能不發(fā)生變化。[7]結(jié) 論本設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化。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(shè)計(jì)中，其定位基面是曲軸兩端Φ70m6主軸頸圓柱面，即定位基準(zhǔn)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(yīng)考慮如何提高勞動的生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，而精度則不是主要問題。在設(shè)計(jì)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(dǎo)，在此，對劉老師表示誠摯的感謝。在論文的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)過程中除了考察專業(yè)課的能力之外還培養(yǎng)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(chǔ)，更是對我們?nèi)陮I(yè)課學(xué)習(xí)的一個良好的總結(jié)。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(shè)計(jì)更好的專用夾具有待努力！進(jìn)一步提高加工精度，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)的成本，提高產(chǎn)品的競爭力是今后努力的方向。根據(jù)曲軸的材料要求，機(jī)械性能要求及各項(xiàng)技術(shù)要求選用35CrMo為毛坯。磁粉探傷的工藝流程為：預(yù)處理—磁化—施加磁浮液—檢查—退磁——后處理。另外采用超聲波、X射線和渦流檢測等方法，同樣可以實(shí)現(xiàn)對表面和內(nèi)部裂紋的全面檢測，甚至可以明顯區(qū)分晶粒度的大小，為熱處理的產(chǎn)品質(zhì)量問題提供鑒定和區(qū)別的依據(jù)。 技術(shù)要求的測量方法參考文獻(xiàn)[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(yàn)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。先選擇Φ12的合金鋼擴(kuò)孔鉸刀，再攻絲至M12，專用夾具、游標(biāo)卡尺、圓孔塞規(guī)。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成。如曲軸的各軸臺的加工都是以大頭的軸臺為精基準(zhǔn)加工。 ，故能夠滿足加工要求。由于采用了鉸鏈壓板，用M20的螺栓完全能夠滿足要求。另外方案一用螺釘和V型塊聯(lián)結(jié)夾緊工件，看起來比較繁雜又剛度不夠。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，考慮到產(chǎn)品為大批量生產(chǎn)，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(diǎn)。 確定設(shè)計(jì)方案本道工序?yàn)殂@曲柄下底面四配通孔，參考文獻(xiàn)[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(zhǔn)重合原則，并考慮目前曲軸兩端Φ70m6(mm)主軸頸已經(jīng)精加工，則定位基面選擇為曲軸兩端Φ70m6(mm)主軸頸圓柱面，本道工序夾具選用普通通用夾具結(jié)構(gòu)即可。 2. 扇形墊片厚度的計(jì)算在車削偏心距較大（e6mm）的工件時，可以應(yīng)用扇形墊片如圖32。 墊片的形狀和厚度，可以根據(jù)偏心距的大小不同來選擇。為延長定位元件更換周期，提高夾具使用壽命，定位元件工作表面應(yīng)有較高的耐磨性。2. 足夠的強(qiáng)度和剛度底面定位不僅限制工件的自由度，還有支承工件、承受夾緊力和切削力的作用?；鼗饻囟热?60℃。調(diào)質(zhì)態(tài)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(diào)制態(tài)的硬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因此需要進(jìn)行高頻淬火來增加表面硬度及其耐磨性。圖28為高頻淬火后的表層組織。這種粗大的組織硬度比細(xì)馬氏體降低很多。 表面處理及用材分析 表面熱處理工藝目的：在工件表面一定深度內(nèi)獲得馬氏體組織，而其心部仍保持著表面淬火前的組織狀態(tài)，以獲得表面層硬而耐磨，心部又有足夠塑性、韌性的工件。因此，殘余應(yīng)力將影響材料的使用性能或?qū)е鹿ぜ^早失效。[16]圖21 35CrMo淬火態(tài)（500x）圖22 35CrMo調(diào)制態(tài)（500x）由于隨回火溫度的升高，馬氏體的塑性韌性上升，強(qiáng)度硬度下降，因而，調(diào)質(zhì)獲得的組織具有良好的綜合性能，使強(qiáng)度、塑性、韌性得到了良好的配合，且改善了材料的機(jī)械加工性能，并為后續(xù)的熱處理及加工做了組織上的準(zhǔn)備。這是因?yàn)橛屠淅渌僭?00～350℃時最快，其下比較慢。其保溫時間可由經(jīng)驗(yàn)公式t≈（～）?D ，由于實(shí)驗(yàn)室一般取上限所以可得出淬火保溫時間大約為25min。(3) 確定切削速度v、軸向力F、扭矩M及切削功率Pm：用不同的刀具材料進(jìn)行鉆、鉸孔的V、