【正文】 粗銑 5 CT9 IT6 IT7 IT10 IT12 Ф 55177。 13 加工余量、工序尺寸和公差的計(jì)算： ⑴ 圓柱面加工余量、工序尺寸以及公差、和粗糙度， 由 《機(jī)械設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》得出：曲軸上各 圓柱面加工余量，工序尺寸以及公差和粗糙度如表 (a)、 (b)、 (c)。 綜上所述，該換工件工序的安排順序?yàn)椋夯鶞?zhǔn)加工 —— 主要表面粗加工及一些余量大的表面加工 —— 主要表面半精加工及次要表面加工 —— 熱處理 —— 主要表面精加工，超精加工。 由于毛坯為鑄件，壁厚不均勻，在加熱冷卻及相變過(guò)中。 工序的集中與分散 該曲軸的生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，且工序較多。 該曲軸粗選擇左端面和第 8曲柄右側(cè)面為粗基準(zhǔn)進(jìn)行加工。 加工齒輪軸，主軸和曲柄側(cè)面時(shí)，以第 8側(cè)板右側(cè)面為精基準(zhǔn)，符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 曲軸毛坯的選擇 選擇毛坯 曲軸工作時(shí)要承受很大的轉(zhuǎn)矩及交變的彎曲應(yīng)力，容易產(chǎn)生扭振、折斷及軸頸磨損，因此要求所用材料應(yīng)有較高的強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和耐磨性。 曲 軸的主要技術(shù)要求 為了保證曲軸的正常工作，對(duì)曲軸規(guī)定了嚴(yán)格的技術(shù)要求。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。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。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)。世界各 國(guó)的發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)對(duì)曲軸。尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸。我國(guó)的各大發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)經(jīng)過(guò)多年的學(xué)習(xí)和探索，已經(jīng)掌握了很多較為先進(jìn)的血軸加工技術(shù)，生產(chǎn)效率較高，生產(chǎn)線(xiàn)中的大部分設(shè)各也已國(guó)產(chǎn)化。因此世界各國(guó)對(duì)曲軸的加工都十分重視，都在不斷地改進(jìn)曲軸加 工工藝，最大可能地提高曲軸壽命。我們只有充分了解國(guó)內(nèi)外內(nèi)燃機(jī)曲軸制造技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，及時(shí)改進(jìn)和提高曲軸制造技術(shù)水準(zhǔn)，才能制造出具有世界一流水平的內(nèi)燃機(jī)曲軸，以實(shí)力參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。 因此，人們對(duì)汽車(chē)的性能要求也在不斷提高，不論是經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性，還是穩(wěn)定性、安全性，甚至是排放性等各方面都要逐一考慮 。如果其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)質(zhì)量沒(méi)有得到保證，則可嚴(yán)重影響曲軸的使用壽命和整機(jī)的可靠性，因此我們應(yīng)不斷改進(jìn)曲軸加工工藝。 研究方向及發(fā)展現(xiàn)狀 曲軸是內(nèi)燃機(jī)中承受沖擊載荷傳遞動(dòng)力的關(guān)鍵零件，也是在內(nèi)燃機(jī) 5 大件(機(jī)體、缸蓋、曲軸、連桿、凸輪軸 )中最難以保證加工質(zhì)量的零件。但是我國(guó)距世界先進(jìn)水平仍相差很遠(yuǎn)，甚至于還 滿(mǎn)足不了我國(guó)內(nèi)燃機(jī)工業(yè)技術(shù)發(fā)展的要求。曲軸在發(fā)動(dòng)機(jī)中是承受載荷傳遞動(dòng)力的重要零部件，也是發(fā)動(dòng)機(jī)五大零部件中最難以保證加工質(zhì)量的零部件，其性能、水平直接影響整機(jī)的性能水平及可靠性。而制造業(yè)，特 別是裝備制造業(yè)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的主力軍，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的原動(dòng)力，發(fā)展制造業(yè)始終是振興經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的最佳路徑。 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 曲軸的 材料是由碳素結(jié)構(gòu)鋼或 球墨鑄鐵 制成的，有兩個(gè)重要部位：主 4 軸頸，連桿頸，（還有其他）。曲軸銷(xiāo)設(shè)置于曲軸臂之中，并且抵接于軸頸。粗加工設(shè)備一般采用多刀車(chē)床車(chē)削曲軸主軸頸及連桿軸頸，工序質(zhì)量穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生較大的加工應(yīng)力，難以達(dá)到合理的加工余量。曲軸工作時(shí)的旋轉(zhuǎn)速度很高，曲軸的軸頸和連桿軸頸需要足夠的耐磨性，且曲軸的質(zhì)量分 布應(yīng)當(dāng)平衡，以防因不平衡而產(chǎn)生離心力使曲軸承受附加載荷。 位置精度，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 ，中大型低速軸 為～ ；各連桿軸頸的位置度不大于 177。 9 第 3章 曲軸機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì) 工藝基準(zhǔn)的選擇 基面的選擇 是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇得正確，合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，否則，就會(huì)使加工工藝過(guò)程問(wèn)題百出，嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。鉆孔和攻螺紋以已加工曲柄側(cè)面為基準(zhǔn)。 ⑵ 半精加工階段：粗磨 銑 各主軸頸曲柄和連桿軸頸 ,精銑加工和 銑 螺紋，鉆，擴(kuò)定位，斜油孔，法蘭定位孔，安裝孔孔。 ③ 遵循 “ 先主后次 ” 原則，先加工主要表面。 ① 校直工序：由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工序較多，為嚴(yán)格控制加工質(zhì)量，保證直線(xiàn)度精度，減少?gòu)U品率，應(yīng)在加工階段安排多次校直工序，本加工工藝規(guī)程安排在第 03， 14， 23， 28， 35， 47 工序，采用液壓壓床設(shè)備。 ⑵ 自終加工工序起，即從設(shè)計(jì)尺寸開(kāi)始，至第一道工序，逐次加上（對(duì)被包容面）或減去（對(duì)包容面）個(gè)工序的基本余量 ，便可得到各工序的基本工序尺寸。ｍ ) Ф 45 油封檔 粗銑 IT12 0 ?? 14 Ф 40 主軸頸 鑄件 精磨 粗磨 半精銑 粗銑 5 CT9 IT6 IT7 IT10 IT12 Ф 55177。加工后表面粗糙度為 Ra≤ ｍ。γ。 最后決定的銑削用量為： α p=， f=， n=500r/min， Vc=110m/min。γ。 最后決定的車(chē)削用量為： α p=， f=， n=500r/min， Vc=86m/min。 鉆頭幾何形狀為：雙錐修磨橫刃，β =30176。 = 時(shí)， f=～ 。 =時(shí)，鉆頭后刀面最大磨損量取為 ，壽命 T=60min。f=。 κ rε =30176。 1=— 5176。 22 第 4 章 鉆床夾具的設(shè)計(jì) 夾具的概念 夾具的定義 夾具是用以裝夾工件的裝置。特點(diǎn)：能較好地適應(yīng)加工工序和加工對(duì)象的變換，一般結(jié)構(gòu)均已定型，尺寸、規(guī)格系列化。 5） 組合夾具： 由可循環(huán)使用的標(biāo)準(zhǔn)夾具零、部件組裝成易于聯(lián)接和拆卸的夾具。 夾 具要不要清根， 應(yīng)根 據(jù)工件的 結(jié) 構(gòu)而定。 為 了使定位件能 夠順 利拆下 來(lái) ，可以在定位件中心 設(shè)計(jì)一 螺孔，用一螺桿 擰 入螺孔 內(nèi) ，定位件就能 順 利地被 頂出。 2）有足夠的強(qiáng)度和剛度 加工過(guò)程中，夾具體要承受較大的切削力和夾緊力。可以在夾具體上開(kāi)排屑槽或在夾具體下部設(shè)置排屑斜面。 對(duì)于一些工型或者凹槽類(lèi)的夾具 ，可以考慮到使用焊接，這樣可以節(jié)省所用的材料，降低成本。本文 選擇 固定式 鉆 模。一般取dH ?? (d 為鉆 套孔直 徑 )。 鉆床夾具應(yīng)具有確定刀具位置和方向的導(dǎo)向組件 —— 鉆套和導(dǎo)套以及安裝鉆套的鉆范本。另外可以用作油路孔 檢驗(yàn)夾 具。由于在進(jìn)行斜油孔鉆模時(shí)要完全限制住曲軸的 6 個(gè)自由度， 27 左右 2 個(gè) V 型塊及 V 型塊夾板互相配合可以限制曲軸除在 X 方向轉(zhuǎn)動(dòng)以外的 5個(gè)自由度，因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)還要限制曲軸 X方向轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，根據(jù)曲軸自身加工基準(zhǔn)選擇在第 2 個(gè)曲柄處設(shè)計(jì)一個(gè)定位裝置，用來(lái)限制曲軸 X 方向轉(zhuǎn)動(dòng)，可以設(shè)計(jì)一個(gè)類(lèi)似于凹形槽的裝置即可，這樣便完全限制住了曲軸的 6個(gè)自由度，保證加工時(shí)的準(zhǔn)確性。直 徑 的 檢驗(yàn) ，可以用心 軸 。 V 型塊的設(shè)計(jì)主要為了完成曲軸定位、支撐的作用，以及配合 V 型塊夾板對(duì)曲軸進(jìn)行加緊，在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到這 3 方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。 圖 V 形塊 滑板的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)一個(gè)滑板如圖 所示，滑板選用燕尾式結(jié)構(gòu)，滑板的設(shè)計(jì)主要是為了完成曲軸在底座上平穩(wěn)的移動(dòng)，在設(shè)計(jì)上選用燕尾式，這樣的結(jié)構(gòu)能夠更好的與支座的燕尾式凹槽配合固定住滑板，限制滑板在底座上的自由度，保證滑板能夠沿著導(dǎo) 軌穩(wěn)定的移動(dòng)。為了保證支座以及液壓缸能夠固定在底座上，在底座上要鉆出 4個(gè)定位孔分別定位支座以及液壓缸，還要鉆出 8 個(gè)螺栓孔用來(lái)和液 壓缸和支座配合進(jìn)行固定。將鉆模板上限位 元部分鑲上硬質(zhì)合金，增強(qiáng)耐磨性，可延長(zhǎng)夾具使用壽命。只有在換向閥切換時(shí)，壓力油向液壓缸供給，液控單向閥被反向打開(kāi)，液壓缸活塞才能運(yùn)動(dòng)。液壓發(fā)生機(jī)構(gòu)在液壓系統(tǒng)中的位置和作用如圖 所示。 — 管道、油箱、過(guò)濾器及控制儀表 液壓管道是連接液壓泵和液壓動(dòng)力機(jī)的通道，它們對(duì)液壓機(jī)械的使用性能有很大的影響，在工藝安裝過(guò)程上，除了進(jìn)行細(xì)致的檢查外，對(duì)管道布局必須平行垂直正齊。 活塞和活塞桿的結(jié)構(gòu)很多，常見(jiàn)的除一體式、錐銷(xiāo)式連接外，還有螺紋式連液壓發(fā)生裝置 泵 液壓控制裝置 方向閥 液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu) 缸 —— 活塞 33 接和半環(huán)式連接等多種形式。 外嚙合齒輪泵的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，質(zhì)量輕，制造方便，價(jià)格低廉，工作可靠，自吸能力強(qiáng)（容許的吸油真空度大），對(duì)油液污染不敏感，維護(hù)容易。液控單向閥又稱(chēng)單向閉鎖閥，其作用是使液流有控制的單向流動(dòng)。因?yàn)椴捎靡缌鏖y的系統(tǒng)，泵的供油壓力隨負(fù)載的增大而增加，能量損失小，系統(tǒng)發(fā) 熱少。 溢流閥是結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的流量閥，常與其它形式的閥相結(jié)合，形成單向節(jié)流閥或行程節(jié)流閥?；钊骄鶠閱蜗蜃饔?，其缸體長(zhǎng)度大而伸縮長(zhǎng)度小、使用油壓低（一般不超過(guò) 14MPa）。根據(jù)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，選用外齒合齒輪泵。 。 ，設(shè)計(jì)定位裝置 根據(jù)已確定的定位基面結(jié)構(gòu)形式，確定定位元件的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)尺寸。 ? — ? i 方向與加工尺寸方向間的夾角。 (1)確定夾具類(lèi)型 由工序簡(jiǎn)圖可知，本工序所加工的四孔，位于同一平面內(nèi)，孔徑不大，輪廓尺寸小及生產(chǎn)批量大等原因，采用鉆模。主要尺寸指決定夾具精度和使用的那些尺寸 ,主要技術(shù)條件通常是指夾具上某些表面的形位公差要求和其他一些特殊技術(shù)說(shuō)明。 40 結(jié) 論 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，主要完成了曲軸加工工藝分析設(shè)計(jì)與專(zhuān)用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)。 c)夾具內(nèi)部的配合尺寸 這部分的主要配 合尺寸有Ф 10H7/r6 (2)制訂技術(shù)條件 主要包括以下幾個(gè)方面： V形塊 V形表面待裝配時(shí)進(jìn)行調(diào)整加工； V形塊與夾具體、鉆模板與夾具體定位用銷(xiāo)釘； ，使支承釘 5對(duì)工件定位； 16F7/m6，襯套與鉆模板配合Ф 24H7/r6。 根據(jù)《金屬切削用量手冊(cè)》查知： Fx= d0ZF fyFkF （ 23） 已知 d。 (2)基準(zhǔn)位移誤差 由于定位基準(zhǔn)的誤差或定位支承的誤差而造成的定位基準(zhǔn)位移，即工件實(shí)際位置對(duì)確定位置的理想要素的誤差，這種誤差稱(chēng)為基準(zhǔn)位移誤差。相應(yīng)夾具上的定位元件為在兩主軸頸處選 V 型塊定位，連桿頸處選支承釘定位。 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 由工序簡(jiǎn)圖可知，該工序限制了工件六個(gè)自由度。 2)油管內(nèi)徑 d 的選擇 根據(jù)管路計(jì)算結(jié)果選用 軟管內(nèi)徑 5? （ HG440666）鋼絲 增強(qiáng)液壓橡膠軟管 。 浮拄式油缸又分為單向作用式與雙向作用式。 油箱屬于非標(biāo)準(zhǔn)件，在實(shí)際情況下常根據(jù)需要自行設(shè)計(jì)。因此，必須對(duì)液壓油中的雜質(zhì)和污染物的顆粒進(jìn)行清理。 液控單向閥 的 主要 以下兩種作用。此外，它的流量脈動(dòng)大，因而壓力脈動(dòng)和噪聲都較大。半環(huán)式連接結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，拆裝不便，但工作較可靠。 關(guān)于壓力控制回路和速度控制回路，是由液壓元件所組成，可起到完成運(yùn)動(dòng)速度調(diào)節(jié)壓力等特定作用。此 滑板液壓系統(tǒng) 所采用的是液體壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€(xiàn)往復(fù)運(yùn) 32 動(dòng)機(jī)械能的單作用推力油缸。的夾角，滑板要克服這個(gè)摩擦力與重力沿滑板方向的分力才能向上運(yùn)動(dòng)。 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 滑板 設(shè)備液壓系統(tǒng) ，要求滑板能夠在底座上能夠左右滑動(dòng)，并且能在特定的位置保持穩(wěn)定 。第三，要保 證 生 產(chǎn) 效率。 29 圖 燕尾滑板 支座的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)一個(gè)支座如圖 所示，設(shè)計(jì)支座主要是為了支撐鉆模板，因此支座上下面采用 2面支撐，為了節(jié)省材料，因此上下 2 個(gè)面與中間鋼板采用焊接連接在一起。 V 形塊兩斜面的夾角選用 90176。如 圖 所示為鉆模夾具布置方案。它的作用主要是支 撐鉆模板， 為 它和 鉆頭 提供 一 個(gè)較 好的角度和高度。主要體 現(xiàn) 在 夾緊 和量具方面。鉆套高度一般為加工孔徑的 ~2 倍。 鉆 套底面 應(yīng) 與工件表面留一定空 間 ，方便排屑 [5]。 鉆 套 裝配 在 鉆 模板上，其作用是確定被加工孔的位置和引 導(dǎo) 刀具加工。鍛造后也需要經(jīng)退火處理。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，重心越高則支承面應(yīng)越大；夾具底面四 邊應(yīng)凸出，使夾具體的安裝基面與機(jī)床的工作臺(tái)面接觸良好。因此夾具體須有一定的壁厚，鑄造和焊接夾具體常設(shè)置加強(qiáng)肋，或在不影響工件裝卸的情況下采用框架 式夾具體。 .4）防松問(wèn)題 在 夾 具 設(shè)計(jì) 中， 經(jīng) 常 會(huì) 使用 雙頭 螺柱， 雙頭 螺柱一端固定于 夾 具上，另一端用螺母 壓緊 于加工的零件。 端面與外 圓 定位 時(shí) ，也采取一 樣 的