【正文】 l requirements and machining precision, reasonably determine the blank type, after consulting relevant reference, manuals, charts, standards, technical data to determine the locating datum, mechanical process and procedure dimensions and tolerances, eventually developing a crank parts processing process card. Keywords: engine crankshaft process analysis and process design 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 III 目錄 摘 要 ................................................................ I ABSTRACT ............................................................. II 前 言 ............................................................... IV 發(fā)動機曲軸零件圖的分析 .......................................... 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 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 ....................................... 2 審查零件圖樣工藝性 .............................................. 3 選擇毛坯 ........................................................ 3 工藝過程設(shè)計 .................................................... 3 確定加工余量及毛坯尺寸、設(shè)計毛坯圖 .............................. 8 重要工序設(shè)計 .................................................... 9 確定切削用量及基本時間 ......................................... 11 .....................................................16 機床夾具的分類、基本組成和功用 ................................. 17 6110 發(fā)動機曲軸夾具的設(shè)計思路 ................................... 17 6110 曲軸連桿軸頸粗磨夾具設(shè)計 ................................... 19 總 結(jié) ............................................................... 27 參考文獻 .......................................................28 致 謝 ........................................................29 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 IV 前 言 曲軸是發(fā)動機上的一個重要的旋轉(zhuǎn)機件，裝上連桿后，可承接活塞的上下 (往復(fù) )運動變成循環(huán)運動。 學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計 CA6110 發(fā)動機曲軸的加工工藝及夾具設(shè)計 學(xué)生姓名： 學(xué) 號 : 指導(dǎo)教師： 所在學(xué)院： 工程學(xué)院 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 中國曲軸主要有兩個重要加工部位：主軸頸和連桿頸。曲軸的旋轉(zhuǎn)是發(fā)動機的動力源 。連桿大端軸承設(shè)置于曲軸臂之中，曲軸銷套設(shè)于連桿大端軸承之中，第二油路連接于第二機油緩沖室與連桿大端軸承之間。在磨削過程中，磨頭實現(xiàn)往復(fù)擺動進給，跟蹤著偏心回轉(zhuǎn)的連桿頸進 行磨削加工。 圖 曲軸結(jié)構(gòu)圖 曲軸在低轉(zhuǎn)速時主要受到燃燒壓力的作用，在高轉(zhuǎn)速時主要受到慣性力和彎曲振 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 2 動、扭轉(zhuǎn)振動合成的附加力的作用。 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 解放 CA6110 發(fā)動機的曲軸，該產(chǎn)品年產(chǎn)量 Q=100000（臺 /年）， n=1（件 /臺），設(shè)其備品率 a%為 10%，機械加工廢品率β %為 1%，現(xiàn)制定該曲軸零件的機械加工工藝規(guī)程。該零件的材料為整體軟氮化，輪廓尺寸不大且形狀比較復(fù)雜，又屬于大批量生產(chǎn)，因此采用模鍛成型。 曲軸軸向上的精基準，一般選取曲軸一端的端面或軸頸的止推面。 對于本 6110 發(fā)動機曲軸進行粗加工時，以中間主軸頸為輔助定位基準，所以先粗加工和半精加工中間主軸頸，然后再加工其他主軸頸。同時為了避免曲軸剛度降低造成這些軸頸磨削后徑向跳動增大，其他主軸頸的精磨應(yīng)該放在這些軸頸的精磨之后。方案二對方案一中的問題作了一些較大改進，但如果仔細分析其在工序安排上仍然存在問題，如連桿軸頸的粗、精銑最好安排在相鄰兩道工序中以減少工件的搬運，在一臺機器上進行加工完畢，提高生產(chǎn)效率。以上查得的加工余量適用于機械加工表面粗糙度 Ra≥ m， Ra＜ m的表面余量要適當(dāng)增大。量檢具選用 24240C 型氣動量具和手提式曲軸表面粗糙度檢驗儀。前面根據(jù)有關(guān)資料已查出本零件各圓柱面的總加工余量（毛坯余量），應(yīng)將總加工余量分為各工序加工余量，然后往前計算工序尺寸。 確定切削用量及基本時間 切削用量一般包括切削深度、進給量及切削速度三項，確定 方法是先確定切削深度、進給量，再確定切削速度。復(fù)合中心鉆，由 d=8mm 可查得 f=。 （ 5）確定粗磨第一主軸頸的基本時間： 參照《金屬機械加工人員手冊》表 1527 可查得外圓磨床的機動時間為： 1 ( 43 .9 2 ) 2 2 m in55 10 48 4j w B tL hKTin f f ? ? ? ?? ? ? ??? （ 29） 其中 K— 外圓磨系數(shù)，據(jù)表 1527 取 ； wn — 工件每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)（ r/min） , 1000 1000 13 55 / m 75wwwvnrd? ? ?? ? ??? （ 210） 粗磨齒輪軸頸 確定切削深度 ea ： 由于雙邊余量為 ,參照《金屬機械加工人員手冊》表 14128，工作臺一次往復(fù)行程橫向進給量 0 .0 2 3 6 ~ 0 .0 4 7 4tf m m? ,取為 mm? ，故可在 次行程內(nèi)完成。 各數(shù)據(jù)計算方法同 、 ，步驟從略。 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 17 機床夾具的分類、基本組成和功用 機床夾具按其使用范圍可分為以下五種基本類型：通用夾具，專用夾具，通用可調(diào)整夾具和 成組夾具，組合夾具，隨行夾具。 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 18 （ 3）：合理安排工位次序以減少加工變形，按先 粗后精的原則安排加工工序，逐步提高精度 。也可一端用主軸 頸定位，另一端用中心孔定位以提高剛度。在保證加工質(zhì)量的前提下，還要考慮提高生產(chǎn)率和降低成本，減輕工人的勞動強度。 2 0 ′120176。 計算夾緊力 i ：夾緊工件所需的夾緊力 如前所述，本工序只需計算防止工件轉(zhuǎn)動所需的夾緊力 W，根據(jù)工件力矩平衡條件可得： 12222DDW f N f M? ? ? （ 33） 式中 NV 型塊工作面對工件的反作用力， 22sin 2GWN??? （ 34） G工件自重； D工件定位基準直徑； M切削力矩； 1f ， 2f 夾緊面和夾具定位面上的摩擦系數(shù)。左右夾具的一端分別和磨床的頭架和尾架主軸相連接，用 V 型塊定位。當(dāng)磨削第 5 和 4 連桿軸頸時，只需要將翻轉(zhuǎn)塊掀起，曲軸順時針旋轉(zhuǎn)一定角黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 26 度 ( 0120 )再返向旋轉(zhuǎn)曲軸，是分度盤的另一 個齒面緊靠在翻轉(zhuǎn)快上，然后夾緊曲軸就又可以磨削了。在好的產(chǎn)品設(shè)計的前提下，汽車的質(zhì)量和可靠性就取決于工藝工 作的好壞。不僅使我掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。是你們在我有困難的時候幫我們解決困難。類似這樣的新技術(shù)，目前國內(nèi)汽車發(fā)動機曲軸的加工還處于研究階段，從經(jīng)濟效益和加工難度上考慮這是顯而易見的。 由于用 V型塊定位，零件支撐軸頸的偏差會引起曲軸軸頸的變化和產(chǎn)生錐度，因此要嚴格控制支撐軸頸的偏差。翻轉(zhuǎn)塊整體淬火處理，分度盤的 3個齒面和 M16 螺孔淬火處理，以保證耐磨性。 因為工件的定位基準和定位元件均有制造誤差，所以工件在夾具中定位后的實際位置將在一定范圍內(nèi)變動，即存在一定的定位誤差，設(shè)計定位裝置時，就要控制這一誤差在加工中所允許的范圍內(nèi)。20′120176。在本夾具設(shè)計中，由零件圖可知，曲軸六個連桿軸頸中心線對主軸中心線有平衡度要求，其設(shè)計基準為主軸頸中心線。 綜上分析，鑒于磨削連桿軸頸夾具的典型性和特殊性，決定設(shè)計六個連桿軸頸的粗磨夾具，本夾具將用于 MQ1350B 外圓磨床。 曲軸技術(shù)要求較高，加工面多，需要保證的尺寸、形狀、位置精度較多。 機床夾具的功用一般為： 1）保證加工質(zhì)量； 2）提高生產(chǎn)率，降低成本； 3）擴大機床工藝范圍，做到一機多 能； 4）平衡各工序時間 ，以便組織流水生產(chǎn)； 5）減輕工人勞動強度，保證生產(chǎn)安全。 mm? 25 / minWvm? 35 /sv m s? 20 /Bf mm r? 4500 / minnr? 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 16 ? 工序 35（精磨六個連桿軸頸）切削用量及基本時間的確定 本工序為精加工工序，連用 MB0350B 外圓磨床，使用精磨連桿曲軸專業(yè)夾具，所選砂輪的寬度 16Mb mm? 各數(shù)據(jù)計算方法同 、 ，步驟從略。 （ 3）確定切削速度 v： 切削速度 v可以根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出。 （ 4）確定主軸轉(zhuǎn)速 n 按 MP73銑鉆組合機床的轉(zhuǎn)速，取 n=655r/min。已知材料為 QT8002， b? =650Mpa ，鍛件，有外皮；機床型號為 MP73 銑鉆組合機床，工件裝夾在銑鉆專用夾具上。 參照《機械加工工藝手冊》表 、 ，表 由最后工序的尺寸可一次算得 本零件各圓柱表面的加工余量、工序尺寸及公差以及表面粗糙度。 工序 29：據(jù)《金屬機械加工工藝人員手冊》表 833 選用 MO1350B 外圓磨床，使用頂尖定位、 100～ 130JB339283 雞心卡頭夾 緊，并使用中心架，由表 1076（ GB412784）選用 PSA150 16 40A46L5B35 型砂輪；量檢具選用分度值 測量范圍 0～ 125mm 的游標卡尺， 2