【正文】 aft process analysis and process design III 目錄 摘 要 ..................................................... I ABSTRACT................................................. II 前 言 .................................................. IV 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸零件圖的分析 .............................. 1 ....................................... 曲軸的功能和用途 1 ................................... 曲軸的結(jié)構(gòu)和技術(shù) 要求 1 ............................................ 2 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類(lèi)型 ........................... 2 ..................................... 審查零件圖樣工藝性 3 .............................................. 選擇毛坯 3 ........................................... 工藝過(guò)程設(shè)計(jì) 3 確定加工余量及毛坯尺寸、設(shè)計(jì)毛坯圖 .................. 8 重要工序設(shè)計(jì) ........................................ 9 確定切削用量及基本時(shí)間 .............................. 11 ........................................... 16 機(jī)床夾具的分類(lèi)、基本組成和功用 ...................... 17 6110 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸夾具的設(shè)計(jì)思路 ....................... 17 IV 6110 曲軸連桿軸頸粗磨夾具設(shè)計(jì) ....................... 19 總 結(jié) .................................................. 27 參考文獻(xiàn) ............................................. 28 致 謝 .............................................. 29 前 言 曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)上的一個(gè)重要的旋轉(zhuǎn)機(jī)件，裝上連桿后，可承接活塞的上下 (往復(fù) )運(yùn)動(dòng)變成循環(huán)運(yùn)動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程就是，活塞經(jīng)過(guò)混合壓縮氣的燃爆，推動(dòng)活塞做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)連桿將力傳給曲軸，由曲軸將直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。側(cè)蓋設(shè)置于曲軸臂中，側(cè)蓋與曲軸銷(xiāo)之間成形有一空間，該空間連接于第一油路與第一機(jī)油緩沖室之間。在對(duì)連桿頸進(jìn)行隨動(dòng)磨削時(shí)，曲軸以主軸頸為軸線(xiàn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并在一次裝夾下磨削所有連桿頸。曲軸內(nèi)設(shè)有主軸頸 通向連桿軸頸的供油孔。20′。 選擇毛坯 曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)上必須的傳動(dòng)件，要求具有較高的剛度、強(qiáng)度、耐磨性和平衡。 （二）精基準(zhǔn)的選擇 曲軸和一般的軸類(lèi)零件相同，最重要的精基準(zhǔn)三中心孔。 曲軸的主軸頸和連桿軸頸的技術(shù)要求都很?chē)?yán)格，所以各軸頸表面加工一般安排為：粗車(chē) —— 精車(chē) —— 粗磨 —— 精磨 —— 超精加工。鋼曲軸在加工的過(guò)程中，軸頸產(chǎn)生跳動(dòng)的原因之一是，曲軸經(jīng)加工后應(yīng)力重新分布，從而造成變形，所以在曲軸的第一主軸頸精磨之后，應(yīng)緊接著安排齒輪軸、皮帶輪軸頸的精磨工序，在第七主軸頸精磨工序之后，應(yīng)緊接著安排油封軸頸的精磨工序 ，以免內(nèi)應(yīng)力重新分布，造成過(guò)大的影響。斜油孔口在淬火時(shí)由于受熱不均勻很容易發(fā)裂，因此必須在熱處理前對(duì)其進(jìn)行壓堵處理，而方案一也忽略了這一點(diǎn)。 （ 4） 機(jī)械加工余量 根據(jù)鍛件質(zhì)量、 2F 、 2S 查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第一卷表 查得直徑方向?yàn)?，水平方向?yàn)椤? 工序 9：根據(jù)曲軸的車(chē)削直徑和長(zhǎng)度，為保證加工精度和加工效率，據(jù)《金屬機(jī)床加工工藝人員手冊(cè)》表 818 選用 CK6140 數(shù)控機(jī)床，采用精車(chē)主軸頸專(zhuān)用夾具，采用 YT15 硬質(zhì)合金車(chē)刀，選用可轉(zhuǎn)位車(chē)刀（ GB207887， GB208087），切槽刀亦選用高速鋼。 1. 確定主要圓柱面的工序尺寸 圓柱表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關(guān)。 3. 銑鍵槽 零件圖樣要求鍵槽精度為 IT7，槽寬 ? 。 15 （ 2）確定進(jìn)給量 f ： 參照《金屬機(jī)械加工人員手冊(cè)》表 1449，選用的中心空鉆，為帶護(hù)錐 60176。 （ 4）確定主軸轉(zhuǎn)速 n： 1000 60 ssVn d???? ? （ 28） 按 MQ1350B 外圓磨床的轉(zhuǎn)速， n=3200r/min。已知條件同工序 1，查 GFM 公司曲軸內(nèi)銑床型號(hào)及技術(shù)參數(shù)表選用 FKP20/1型單刀盤(pán)內(nèi)銑床，選用刀盤(pán)型號(hào)為 MKJ，內(nèi)徑 300mm? ，刀片號(hào) 16/8。所以，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是裝備設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。 （ 2）：在加工時(shí)盡量使切削力的作用相互抵消，可用前后刀架同時(shí)橫向進(jìn)給。 C：精加工時(shí)仍用中心孔作為基準(zhǔn)，但要重新修磨中心孔，避免精加工時(shí)因中心孔磨損引起加工誤差。 綜合分析以上問(wèn)題，本夾具的設(shè)計(jì)存在特殊之處，對(duì)各部分的要求 23 都相對(duì)較高，在設(shè)計(jì)時(shí)必須認(rèn)真思考和全面地衡量，盡可能地減少夾具導(dǎo)致的加工誤差和降低精度的因素。 177。外圓磨床磨削力的實(shí)驗(yàn)公式： 25 t F p s w a sF C a v v f b N? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? （ 31） 式中 FC 切除單位體積的切屑所需壓力（ 2/N mm ）； pa 切削深度（ mm）； wv 工件速度（ m/min）； sv 砂輪速度（ m/s）； af 軸向進(jìn)給量（ mm）； sb 砂輪寬度（ mm）； 參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 ，可查得 FC =22， a =，? =， ? =， ? =， ? =；由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 取 sv =35m/s；已知 pa =，工件磨削表面直徑 wd =62mm，由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 可查得 wv =24m/min；砂輪寬度 sb =8mm，(0 . 5 ~ 0 . 8 ) 8 0 . 4 ~ 0 . 6 4af m m? ? ?，本工序取 mm? ，由此算得： 0. 6 0. 76 0. 76 0. 62 0. 382 2 0 .1 3 5 2 4 0 .5 8 1 3 2 2 .32 .0 4 2 .0 4 1 3 2 2 .3 2 6 9 7 .5tntFNF F N N? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 在計(jì)算切削力時(shí)，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù) 1 2 3 4K K K K K? ? ? ? （ 32） 式中 1K 基本安全系數(shù)， ； 2K 加工性質(zhì)系數(shù)， ； 3K 磨具鈍化系數(shù)， ； 4K 斷續(xù)切削系數(shù)， ； 則： 1 . 5 1 . 2 1 . 2 1 . 1 1 3 2 2 . 3 3 1 4 1 . 8tF K F N N? ? ? ? ? ? ? ? 由于法向切削力有左右兩夾具體承受，因此在計(jì)算所需夾緊力時(shí)只需考慮切向磨削力 tF 。0.05沉 孔 φ 3 3 深 1 04 φ 2 2 通B B 視 圖2 4 5 30 C C 視 圖1 1 02 4 5 4 φ 2 2 通沉 孔 φ 3 3 深 1 0D D 視 圖157 圖 32MQ1350B 外圓磨床 6110 曲軸連桿軸頸夾具裝備圖 該夾具主要由左夾具體 右?jiàn)A具體 左夾具 V 型塊 右?jiàn)A具V 型塊 1分度盤(pán) 壓蓋 定位塊 14 和翻轉(zhuǎn)塊 19 等零件組成。 加工時(shí)，將精磨后的第七主軸頸和第一主軸頸只與夾具的左右 V型塊上，用百分表調(diào)整第 1 或第 6 連桿軸頸軸心線(xiàn)，使其處于磨床主軸回轉(zhuǎn)中心位置，然后夾緊曲軸，再將分度盤(pán)套在曲軸皮帶輪軸頸上，使3 個(gè)齒面中的一個(gè)緊靠在翻轉(zhuǎn)塊上，然后用內(nèi)六角螺釘將其固在皮帶輪軸頸上，這樣就可以磨削第 6 連桿軸頸了。對(duì)大量生產(chǎn)的汽車(chē)制造業(yè)來(lái)說(shuō)，這兩個(gè)基本要求尤為重要。 老 師淵博的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。 36 。首先要感謝的是我的指導(dǎo)老師 XX 老師 ， 在整個(gè)過(guò)程中他給了我很大的幫助。 總結(jié) 對(duì)任何制造業(yè)來(lái)說(shuō)，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。 V 型塊的定位靠定位銷(xiāo) 8 來(lái)實(shí)現(xiàn)。 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?jiàn)A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?? 。 3 0 ′ 以 內(nèi) 圖 31 6110 曲軸連桿軸頸粗磨工序圖 磨削力及夾緊力的計(jì)算 計(jì)算切削力 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(xiàn)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(chēng)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。 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(wèn)題，并繪制了工序簡(jiǎn)圖如 31。連桿軸頸側(cè)面有較高的端面跳動(dòng)要求，并同時(shí)滿(mǎn)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。 B：粗基準(zhǔn)選擇用曲軸兩端的中心孔。 剛性差 因本曲軸長(zhǎng)徑比較大，同時(shí)具有曲拐，因此 剛性較差。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(guò)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。 （ 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? 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