【正文】 功率 ,承受著強(qiáng)大的方向不斷變化的彎矩及扭矩，同時(shí)經(jīng)受著長時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)的磨損，因此要求曲軸材質(zhì)具有較高的剛性、疲勞強(qiáng)度和良好的耐磨性 能。所撰寫的工藝路線合理與否，不但影響加工質(zhì)量和生產(chǎn)率，而且影響到工人、設(shè)備、工藝裝備及生產(chǎn)場地 等 的合理利用，從而影響生產(chǎn)成本。主軸頸被安裝在缸體上，連桿頸與連桿大頭孔連接，連桿小頭孔與汽缸活塞連接，是一個(gè)典型的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。主軸頸被安裝在缸體上，連桿頸與連桿大頭孔連接，連桿小頭孔與汽缸 活塞 連接，是一個(gè)典型的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。 曲軸的結(jié)構(gòu)包括 軸頸、曲軸臂、曲軸銷、側(cè)蓋以及連桿大端軸承。曲軸銷具有第一機(jī)油緩沖室、第二機(jī)油緩沖室以及第二油路。本實(shí)用新型可將機(jī)油內(nèi)微小異物過濾掉，減少了連桿大端軸承遭受微小異物侵入的機(jī)會(huì)，并避免連桿大端軸承損壞，進(jìn)而可延長曲軸結(jié)構(gòu)的使用壽命。精加工普遍采用MQ8260 等普通曲軸磨床進(jìn)行粗磨、半精磨、精磨、拋光，通?？咳斯げ僮鳎庸ず邶埥艘晦r(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) V 質(zhì)量不穩(wěn)，尺寸一致性差。 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1 6110 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸零件圖的分析 曲軸的功能和用途 曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)上極為重要的零件，他是將連桿傳來的徑向力轉(zhuǎn)變成饒其本身軸線旋轉(zhuǎn)的扭矩，并將此扭矩輸出給汽車或其他裝置。大致 結(jié)構(gòu)如圖所示，曲柄臂和連桿軸頸、主軸頸由圓角連接。振動(dòng)引起的附加力的精確計(jì)算非常復(fù)雜，所以常和實(shí)測并用。 ，包括主軸頸與連桿軸頸的平行度：一般為 100mm 之內(nèi)不大于；曲軸各主軸頸的同軸度：小型高速曲軸為 ，中大型低速曲軸為～ 。 年生 產(chǎn)綱領(lǐng)： n (1 % % )1 0 0 0 0 0 1 (1 1 0 % % )111000N Q a ??? ? ? ? ?? ? ? ? ?? （ 21） 曲軸的年產(chǎn)量為 111000 件，現(xiàn)在已知該產(chǎn)品為中型機(jī)械，根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 生產(chǎn)類型與生產(chǎn)綱領(lǐng)的關(guān)系，可確定其生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。本零件的各表面加工并不困難。 曲軸零件的形狀比較復(fù)雜，因此毛坯形狀要與零件的形狀盡量接近，即外形鍛成六拐形式，兩 端空寂臺(tái)階不用鍛出。 由于大批量生產(chǎn)的曲柄毛坯的精度高，曲柄不加工，所以軸向的定位基準(zhǔn)一般選取中間主軸頸兩邊的曲柄。但在曲軸加工的過程中，定位基準(zhǔn)要經(jīng)過多次轉(zhuǎn)換。在加工過程中還要安排校直、檢驗(yàn)、清洗等工序。而連桿軸頸的粗、精加工，一般都要以曲軸兩端主軸頸定位，所以連桿的粗精加工都安排在主軸頸加工之后進(jìn)行的。 在精磨主軸頸的過程中，先精磨第四主軸頸，這樣在精磨其他主軸頸、油封軸頸時(shí)就可以以第四主軸頸為輔助支撐面，因而可以大大降低曲軸精磨后的彎曲變形。 校直對(duì)曲軸的疲勞強(qiáng)度有著不利的影響，在制定曲軸的加工工藝過程中，應(yīng)盡量減少曲軸的校直的次數(shù)。 制定工藝路線 制定 6110 曲軸工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)使曲軸的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理保證，在大批量的生產(chǎn)情況下，可以考慮采用專用機(jī)床和專用夾具等，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素，以降低生產(chǎn)成本。 因此，經(jīng)過綜合考慮，最終確定 6110 曲軸加工工過程如下表 21。 （ 2）加工精度 零件除兩端孔外的各表面為磨削加工精度 2F 。 設(shè)計(jì)毛胚圖 （一）確定毛胚尺寸公差 本零件的鍛件質(zhì)量 ，形狀復(fù)雜系數(shù) 2S ，含 C 為 %～ %，按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表 ，鍛件的材質(zhì)系數(shù) M1，采取平直分模線，鍛件為精密精度等級(jí)，則毛坯的公差可從《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)》表 ， 查得。 重要工序設(shè)計(jì) 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 工序 1：選用 MP73銑鉆組合加床，使用 MP73 銑鉆組合機(jī)床夾具，根據(jù)《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 1039選用鑲齒套式銑刀（ GB112685）直徑 =125mm，寬 L=40mm 的中心鉆頭，據(jù)《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表 1021（ GB607885）選用 B 形帶護(hù)錐的中心鉆 d=8mm， l=100mm；量具選用 1000mm 鋼直尺和分度值 測量范圍 0～ 125 的游標(biāo)卡尺。 工序 13：查 CFM 公司曲軸內(nèi)銑機(jī)床號(hào)及技術(shù)參數(shù)表選用 FKP20/1 型單刀盤內(nèi)銑床，使用內(nèi)銑自帶卡座和中心定位和夾緊；選用刀盤型號(hào)為 MKJ，內(nèi)徑Φ 300mm，刀片號(hào) 16/8；量檢具選 24240C 型氣動(dòng)量儀，曲軸自動(dòng)檢驗(yàn)機(jī)和圓規(guī)卡規(guī)，手提式曲軸表面粗糙度檢驗(yàn)儀。 確定工序尺寸 確定工序尺寸的一般方法是，由加工表面的最后 工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件圖樣的要求標(biāo)注。中間工序尺寸的公差按加工方法的經(jīng)濟(jì)加工精度確定。本零件各主要端面的加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度。 1（銑端面鉆中心孔）切削用量及時(shí)間的確定 本工序?yàn)榇旨庸すば颉⒄铡督饘贆C(jī)械加工人員手冊(cè)》表 1470，由銑刀直徑 d=125mm,銑刀 齒數(shù) z=6 和 zf =v=261m/min。 （ 3）確定切削速度 v： 同進(jìn)給量，可查得 v=12~25mm/min,本工序中取 v=20m/min。參照《金屬機(jī)械加工人員手冊(cè)》表 14128，工件磨削表面的直徑 d=75mm, 查得 wv =13~16min,本工序去wv =13m/min。 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 mm?? （ 2）確定進(jìn)給量 Bf ： 參照《金屬機(jī)械加工人員手冊(cè)》表 14128 ， 可 算 得 縱 向 進(jìn) 給 量(0 . 5 ~ 0 . 8 ) (0 . 5 ~ 0 . 8 ) 1 6 8 ~ 1 2 . 8 /BMf b m m m m r? ? ? ?，取 12 /Bf mm r? 。 （ 4）確定主軸轉(zhuǎn)速 n 1000 1 0 0 0 2 5 6 0 / m in3 .1 4 1 5 0svnrd? ??????=（ 211） 據(jù) MQ1350B 外圓磨床的轉(zhuǎn)速，取 n=3200r/min. （ 5）確定粗磨齒輪軸項(xiàng)的基本時(shí)間 同上可知 2 ( 35 2 1 ) 5 2 m in73 .5 12 47 4j w B tL hKTin f f ? ? ? ?? ? ? ??? （ 212） 工序的基本時(shí)間為 12T 0. 32 0. 32 0. 64 m inj j jTT? ? ? ? ? 工序 9（精車第二、三、五、六、七主軸頸、油封軸頸和法蘭）切削用量即基本時(shí)間的確定 本工序?yàn)榫庸すば?，選用 CK6140 數(shù)控車床和 YT15 硬質(zhì)合金車刀，選用可轉(zhuǎn)位車刀（ GB207887,GB208087） ,刀具副偏角 10rk ??，刀尖圓弧半徑 mm? ? 。 mm? 125 / minvm? /f mm r? 600 / minnr? ? 工序 29（精磨第四主軸頸及其過渡圓角）切削用量及基本時(shí)間的確定 本工序 為精 加工 工序 ，選用 MQ1350B 外 圓磨 床， 是用 頂尖定 位、1 0 0 ~ 1 3 0 3 3 9 2 8 3JB ?雞心頭夾緊，并使用中心架，所選砂輪的寬度為 32Mb mm? 。機(jī)床夾具的用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對(duì)于機(jī)床或刀具有一個(gè)正確的位置，并在加工過程中這個(gè)位置不變，可以看出夾具在機(jī)械加工中占有很重要的地位，尤其是在成批生產(chǎn)時(shí)更是大量采用機(jī)床夾具，它們是機(jī)床和工件之間的連接裝置，使工件相對(duì)機(jī)床或刀具獲得正確的位置。機(jī)床夾具的基本組成，根據(jù)功用一般可分為： 1）定位原件或裝置，用以確定工件在夾具中的正確位置； 2）刀具導(dǎo)向原件或裝置，用以引導(dǎo)刀具或用以調(diào)整刀具相對(duì)于工件的位置； 3）夾緊元件或裝置，用以夾緊元件； 4）連接原件，用以確定工件在機(jī)床上的正確位置并與機(jī)床相連接； 5）夾具體，用以連接各夾具元件及裝置，使之成為一個(gè)整體，并通過它將夾具安裝在機(jī)床上； 6）其他元件及裝置，如分度裝置、防錯(cuò)裝置等。 因本曲軸長徑比較大，同時(shí)具有曲拐，因此剛性較差。 （ 4）：在有可能產(chǎn)生變形的工序后面增設(shè)校直工序。 B：粗基準(zhǔn)選擇用曲軸兩端的中心孔。 D：曲軸軸向定位以主軸頸軸肩定位，工藝設(shè)計(jì)時(shí)定位基準(zhǔn)應(yīng)盡量與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一致。連桿軸頸側(cè)面有較高的端 面跳動(dòng)要求，并同時(shí)滿足和磨削表面的粗糙度要求，這就要求夾具有較好的定位和夾緊裝置，盡量減少定位和夾緊誤差。 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 6110 曲軸連桿軸頸粗磨夾具設(shè)計(jì) 工件在機(jī)床上的定位，實(shí)際上包括工件在夾具上的定位和夾具在機(jī)床上的定位兩個(gè)方面，這里只討論工件在夾具上的定位。 在制定曲軸的粗磨工藝規(guī)程時(shí)，已經(jīng)初步考慮了加工工藝基準(zhǔn)問題，并繪制了工序簡圖如 31。177。 3 0 ′ 以 內(nèi) 圖 31 6110 曲軸連桿軸頸粗磨工序圖 計(jì)算切削力 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 刀具： 8 0 8 1 3 4 6 5 3 5P S A A L B? ? ? ? ?型砂輪 在一般外圓磨削情況下，磨削力可分 為相互垂直的三個(gè)分力，即； tF 切向磨削力（砂輪旋轉(zhuǎn)的切向方向） nF 法向磨削力（砂輪和工件接觸面的法線方向） aF 軸向磨削力（縱向進(jìn)給方向） 其中，切向磨削力 tF 是確定磨床電動(dòng)機(jī)功率的主要參數(shù)，又稱為主磨削力：法向力 nF 作用于砂輪的切入方向，壓向工件，直接影響工件的精度和加工表面的質(zhì)量；軸向磨削力 aF 作用于機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)，但與 tF 和 nF 相比較數(shù)值較小，一般不考慮。 將 N值帶入上世的實(shí)際夾緊力為： 22122si n2si n2MG fDW ff????? （ 35） 其中已知 D=， G=， 1f = 2f =， 090?? ， 3 1 4 1 .8 3 7 .5 5 5 8 9 8 7 .322FDM N m m?? ? ? ? ? ?，算得： 002 5 8 9 8 7 . 3 7 4 8 . 7 2 0 . 2 57 5 . 1 sin 4 5 2 6 8 6 . 50 . 2 50 . 2 5 sin 4 5WN? ????? ii ：壓蓋夾緊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的夾緊力 查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 1213 螺母夾緊力可得用扳手的 M20 六角螺母許黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 用夾緊力 0W =7950N，顯然 0 2WW＞ ，故本夾具可以安全的工作。 2Dw B g j ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? （ 36） 本夾具的主要定位元件為 V型塊，軸向定位時(shí)定位基準(zhǔn) —— 右夾具體的左端面與止推面的接合面即為曲軸連桿軸頸工序基準(zhǔn)，即不存在基準(zhǔn)位移公差也不存在基準(zhǔn)不重合誤差，所以 0?? 。左右夾具體的中心線即為主軸的回轉(zhuǎn)中心線。 V型塊的定位靠定位銷 8來實(shí)現(xiàn)。由于分度盤的 3 個(gè)齒面為 0120 精確分度，因此保證了個(gè)連桿軸頸的角度偏差并滿足了工藝要求。 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 總結(jié) 對(duì)任何制造業(yè)來說，制造工藝的基本要求主要是兩個(gè)方面：一是質(zhì)量要達(dá)到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求；二是生產(chǎn)時(shí)消耗的物質(zhì)和勞動(dòng)量最少。 當(dāng)然，目前國際上還有更加先進(jìn)的曲軸加工工藝和機(jī)床設(shè)備，只鉆一對(duì)質(zhì)量中心孔，選用日本的 Mazak 五軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行一系列的加工。首先要感謝的是我的指導(dǎo)老師 王老師 ， 在整個(gè)過程中他給了我很大的幫助。同時(shí) 感謝所有任課老師 四 年來對(duì)我的培養(yǎng) 。