【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安全。為了讓夾具有更好的發(fā)展，夾具行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng) 建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時(shí)局進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。 [3] [11] [14] 嶠蛇 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 嶠蛇 伴隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，我國(guó)的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸生產(chǎn)得到較大的發(fā)展，總量已具相當(dāng)?shù)囊?guī)模，無(wú)論是設(shè)計(jì)水平，還是產(chǎn)品品種、質(zhì)量、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)方式都有很大的發(fā)展。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。因此，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家十分重視曲軸的生 產(chǎn)，不斷改進(jìn)其材質(zhì)及加工手段， 以提高其性能水平，滿足發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)的需要。近幾年來(lái)， 國(guó)內(nèi)曲軸加工發(fā)展十分迅速。尤其是大功率柴油機(jī)曲軸。先進(jìn)的加工工藝加工出的曲軸質(zhì)量西安工業(yè)大學(xué)北方 信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 嶠蛇 4 嶠蛇 好、效率高且穩(wěn)定，伴隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，我國(guó)的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸生產(chǎn)得到較大的發(fā)展，總量已具相當(dāng)?shù)囊?guī)模，無(wú)論是設(shè)計(jì)水平，還是產(chǎn)品品種、質(zhì)量、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)方式都有很大的發(fā)展。 嶠蛇 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 嶠蛇 曲軸機(jī)械加工工藝規(guī)程與夾具設(shè)計(jì)，掌握工業(yè)規(guī)程設(shè)計(jì)的基本要求，設(shè)計(jì)工藝規(guī)程內(nèi)容及步驟，制作機(jī)械加工工序卡片。 嶠蛇 掌握專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的基本要求，設(shè) 計(jì)曲軸零件加工 1 到 2 個(gè)主要工序的專用機(jī)床夾具，掌握夾具設(shè)計(jì)的程序與內(nèi)容，繪制夾具總圖和主要零件圖，編寫夾具設(shè)計(jì)使用說(shuō)明書。 嶠蛇 本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想： 嶠蛇 (1) 應(yīng)保證零件的加工質(zhì)量，結(jié)構(gòu)性能可靠，使用安全，操作方便。 嶠蛇 (2) 盡量提高生產(chǎn)率和降低消耗。 嶠蛇 (3) 具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，便于制造，調(diào)整，維修，且便于切屑的清理，盡量減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，工藝規(guī)程正確，完整，統(tǒng)一，清晰。 嶠蛇 工藝規(guī)程中的計(jì)算單位應(yīng)全部使用法定計(jì)量資料。 [4] 嶠蛇 嶠蛇2 零件分析 嶠蛇 5 嶠蛇 2 零件分析 嶠蛇 零件的作用 嶠蛇 曲軸是空氣壓縮機(jī)的重要零件。它的作用是把活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將作用在活塞上的氣體壓力變成扭矩，用來(lái)驅(qū)動(dòng)工作機(jī)械和各輔助系統(tǒng)進(jìn)行工作 。 嶠蛇 曲軸在工作時(shí)承受著不斷變化的壓力、慣性力和它們的力矩作用，因此要求曲軸具有強(qiáng)度高、剛度大、耐磨性好，軸頸表面加工尺寸精確。 [1] 嶠蛇 曲軸工藝分析 嶠蛇 曲軸一般是由自由端、功率輸出端和若干個(gè)曲拐組成。單怪曲拐由主軸頸、連桿軸頸組成。如零件圖 所示 嶠蛇 圖 曲軸 三維模型 嶠蛇 曲軸的工藝特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工的尺寸精度、 形位精度和表面質(zhì)量要求較高；剛性差，屬于易彎曲變形的異性軸類零件。 嶠蛇 嶠蛇西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 嶠蛇 6 嶠蛇 嶠蛇 圖 曲軸零件圖 嶠蛇 由曲軸零件圖（如圖 ）可知，它有多個(gè)外圓平面需要進(jìn)行加工，此外各表面上還需加工孔和鍵槽。因此可將其分為兩組加工表面，它們相互間有一定的位置要求它們之間有一定的位置要求 . 嶠蛇 這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要有： 嶠蛇 (1)曲軸拐徑 216。50 mm軸心線與 AB 軸心線的平行度公差 。又以上分析可知，對(duì)于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表 面，并保證他們的位置精度要求。 嶠蛇 (2)為保證加工精度，對(duì)所有加工的部位均應(yīng)采用粗、精加工分開(kāi)的原則。 嶠蛇 (3)曲軸加工應(yīng)充分考慮在切削時(shí)平衡裝置。 嶠蛇 1）車削拐徑用專用工裝及配重裝置。 嶠蛇 2）粗、精車軸徑都應(yīng)在曲軸拐徑的對(duì)面加裝配重。 嶠蛇 (4)1： 10 錐度環(huán)規(guī)與塞規(guī)要求配套使用，環(huán)規(guī)檢測(cè)曲軸錐度，塞規(guī)檢測(cè)與之配套的電機(jī)轉(zhuǎn)子錐孔或聯(lián)軸器錐孔，以保證配合精度。 嶠蛇 (5)曲軸拐徑、軸徑圓度測(cè)量，可在機(jī)床上用百分表測(cè)出。圓柱度的檢測(cè)，可以在每個(gè)軸上選取 個(gè)截面測(cè)量，通過(guò)計(jì)算可得出圓柱度值。 [3] 嶠蛇3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 嶠蛇 7 嶠蛇 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 嶠蛇 確定毛坯的材料與制造形式 嶠蛇 機(jī)械零件常用的毛坯主要有鑄件、鍛件、焊接件、各種型材及板料等。選擇毛坯要綜合考慮零件材料及其力學(xué)性能、零件材料的工藝性、零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸、生產(chǎn)類型、工廠生產(chǎn)條件。曲軸要求較高的剛性和沖擊韌性，其形狀尺寸以軸為主，毛坯形狀較復(fù)雜，采用 45 鋼較合適，大批量生產(chǎn)曲軸可用鍛造，由于生產(chǎn)綱領(lǐng)是 20200 件，是大批量生產(chǎn)故采用模鍛。其鍛造工藝為：將坯料加熱至 1180~1240℃，經(jīng)模鍛錘彎曲預(yù)鍛及終鍛；在壓床上切邊；再在模鍛 錘上進(jìn)行熱校正；最后經(jīng)熱處理消除內(nèi)應(yīng)力，調(diào)整硬度值到 207~241HBS。 [5] 嶠蛇 曲軸毛坯主要技術(shù)要求有： 嶠蛇 1） 熱處理：調(diào)質(zhì) 207— 241HBS。 嶠蛇 2） 中心線對(duì)主軸頸的中心線同軸度不大于 2mm。 嶠蛇 3） 曲軸彎曲不大于 1mm 嶠蛇 基面的選擇 嶠蛇 機(jī)械加工的最初工序只能用共件毛坯上未加工表面作為定位基準(zhǔn)，這種定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。用已經(jīng)加工過(guò)的表面作定位基準(zhǔn)則稱為精基準(zhǔn)。在制定零件機(jī)械加工工藝規(guī)程時(shí)，總是先考慮選擇怎樣的精基準(zhǔn)定位把工件加工到設(shè)計(jì)要求，然后考慮選擇怎樣的 粗基準(zhǔn)定位，把用作精基準(zhǔn)的表面加工出來(lái)。 嶠蛇 粗基準(zhǔn)的選擇 嶠蛇 粗基準(zhǔn)選擇的要求應(yīng)能保證加工面與非加工表面之間的位置要求及合理分配各加工面的余量。同時(shí)要為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)。具體有以下原則：為了保證加工面與非加工面之間的位置要求，應(yīng)選擇非加工面為粗基準(zhǔn)；為了保證各加工面都有足夠的加工余量，應(yīng)選擇毛坯余量最小的面為粗基準(zhǔn)；為了保證重要加工面的余量均勻，應(yīng)選擇為粗基準(zhǔn)；粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，在同一尺寸方向上，通常只允許使用一次；作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整光潔，以使工件定位穩(wěn)定可靠，夾 緊方便。 [1] 嶠蛇 曲軸也是屬于軸類零件，以外圓作為粗基準(zhǔn)，可分別以主軸頸和連桿軸頸作為粗基準(zhǔn)。 嶠蛇西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 嶠蛇 8 嶠蛇 精基準(zhǔn)的選擇 嶠蛇 精基準(zhǔn)選擇時(shí)應(yīng)能保證加工精度和裝夾可靠方便，有以下原則：基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)同一原則；自為基準(zhǔn)原則；互為基準(zhǔn)原則；保證工件定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、操作方便的原則。精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。 嶠蛇 制定工藝路線 嶠蛇 工藝路線是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的總體布局。其主要任務(wù)是選擇零件表面的加工方法、確定加工順序、劃分加工階段。根據(jù)工藝 路線，可以選擇各工序的工藝基準(zhǔn)，確定工序尺寸、設(shè)備、工裝、切削用量和時(shí)間定額等。在擬定工藝路線時(shí)應(yīng)從實(shí)際情況出發(fā)，充分考慮應(yīng)用各種新工藝、新技術(shù)的可行性和經(jīng)濟(jì)性。 嶠蛇 選擇零件表面加工方法的主要根據(jù)：零件材料性質(zhì)及熱處理要求；零件加工表面的尺寸公差等級(jí)和表面粗糙度；零件加工表面的位置精度要求；零件的形狀尺寸；生產(chǎn)類型；具體的生產(chǎn)條件。 嶠蛇 機(jī)械加工工序的安排原則：概括為十六字訣：基準(zhǔn)先行，先主后次，先粗后精，先面后孔。在零件切削加工工藝過(guò)程中，首先要安排加工基準(zhǔn)面得工序。作為精基準(zhǔn)表面，一般都安排在第一 道工序進(jìn)行加工，以便后續(xù)工序利用該基準(zhǔn)定位加工其它表面。其次安排加工主要表面。至于次要表面則可在主要表面加工后穿插進(jìn)行加工。當(dāng)零件需要分階段進(jìn)行加工時(shí)，即先進(jìn)行粗加工，再進(jìn)行半精加工，最后進(jìn)行精加工和光整加工?？傊砻娲植诙戎底畹偷谋砻婧妥罱K加工工序必須安排在最后加工，盡量避免磕碰高光潔的表面。所有機(jī)械零件的切削加工總是先加工出平面（端面），然后再加工內(nèi)孔。 嶠蛇 熱處理工序的安排：預(yù)備熱處理的是改善加工性能，為最終熱處理作好準(zhǔn)備和消除殘余應(yīng)力，如正火、退火和時(shí)效處理。它安排在粗加工前后和需要消除應(yīng)力處。最 終熱處理的目的是提高力學(xué)性能，如調(diào)質(zhì)、淬火、滲碳淬火、滲氮等。調(diào)質(zhì)、淬火、滲碳淬火安排在半精加工之后，精加工之前進(jìn)行，以便在精加工磨削時(shí)糾正熱處理變形。 嶠蛇 輔助工序的安排：輔助工序主要包括檢驗(yàn)、去毛刺、清洗、涂防銹油等。檢驗(yàn)工序是主要的輔助工序，重要零件粗加工或半精加工后，重要工序加工之前，零件外送車間加工之前，零件全部加工結(jié)束之后都要檢驗(yàn)。去毛刺也是不可缺少的工序，在成批生產(chǎn)中，對(duì)于車削回轉(zhuǎn)表面的毛刺均由車工去除；對(duì)于刨、銑、磨、鉆等表面毛刺均由鉗工去除。 [3] 嶠蛇 方案 一： 嶠蛇 工序 鍛造 嶠蛇 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 嶠蛇 9 嶠蛇 工序 熱處理 嶠蛇 工序 粗車兩側(cè)面 ,劃左端頂尖孔線 嶠蛇 工序 粗車主軸頸兩端 嶠蛇 工序 半精車主軸頸兩端和 1:10 錐體 嶠蛇 工序 粗車連桿軸頸 嶠蛇 工序 精車主軸頸兩端和錐體 嶠蛇 工序 精車連桿軸頸 嶠蛇 工序 精車兩側(cè)面 嶠蛇 工序 攻 M36 螺紋 嶠蛇 工序 1在主軸頸右端鉆 的小孔 嶠蛇 工序 1在主軸頸右端銑鍵槽 嶠蛇 工序 1校直 嶠蛇 工序 1去毛刺吹凈 嶠蛇 工序 1檢驗(yàn) 嶠蛇 工序 1動(dòng)平衡 嶠蛇 工序 1去除不平衡量 嶠蛇 工序 1校直 嶠蛇 工序 1終檢 嶠蛇 方案 二 :嶠蛇 鍛造 嶠蛇 清理 嶠蛇 熱處理 嶠蛇 銑曲軸兩端面并打中心孔 嶠蛇 粗車主軸頸右端 嶠蛇 粗車主軸頸左端 嶠蛇 車錐度 嶠蛇 半精車主軸頸左端 嶠蛇 半精車主軸頸右端 嶠蛇 銑鍵槽、退刀槽 嶠蛇 1校直 嶠蛇 1熱處理：淬火 嶠蛇 1去毛刺 嶠 蛇 1清洗吹凈 嶠蛇 1檢驗(yàn) .嶠蛇 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 嶠蛇 10 嶠蛇 1修磨中心孔 嶠蛇 1磨主軸頸右端 嶠蛇 1磨主軸頸左端 嶠蛇 1磨錐度 嶠蛇 粗車連桿軸頸 嶠蛇 2半精車連桿軸頸 嶠蛇 2磨連桿軸軸頸及左右端面并圓角 嶠蛇 2鉆孔 嶠蛇 2在 M36 上車螺紋 嶠蛇 2去毛刺 嶠蛇 2清洗 嶠蛇 2動(dòng)平衡試驗(yàn) 嶠蛇 2終檢、入庫(kù) 嶠蛇 工藝路的比較與分析： 嶠蛇 方案二采用的是一步到位的加工方法，雖然看似精細(xì)，但卻因?yàn)榧庸ふ`差的存在而不能保證加工精度，可能產(chǎn)生大量的廢品，故這種方法并不可行。方案一的加工方 法采用了逐步加工的方法，避免了不必要的誤差，能最大限度的保證零件的工藝要求，并且充分考慮到工人加工時(shí)可避免劃傷手，基準(zhǔn)面的選擇也在保證了加工精度的前提下盡量減少反復(fù)的裝夾，節(jié)省了裝夾時(shí)間也更適合加工，故選擇方案一。 嶠蛇 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 嶠蛇 選零件材料為 45 鋼生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，以此為依據(jù)確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 嶠蛇 確定加工余量 嶠蛇 合理選擇加工余量對(duì)零件的加工質(zhì)量和整個(gè)工藝過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性都有很大影響，余量過(guò)大，則浪費(fèi)材料及工時(shí)、增加機(jī)床和刀 具的消耗；余量過(guò)小，則不能去掉加工前存在的誤差和缺陷層，影響加工質(zhì)量，造成廢品。故應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下盡量減少加工余量。確定加工余量有以下三種方法： 嶠蛇 1）分析計(jì)算法 通過(guò)分析影響加工余量的諸因素并應(yīng)用理論公式進(jìn)行計(jì)算來(lái)確定工序余量； 嶠蛇 2）查表修正法 實(shí)際生產(chǎn)中，加工余量常常是按有關(guān)工藝手冊(cè)和資料結(jié)合具有具體情況加以修正確定的； 嶠蛇 3）經(jīng)驗(yàn)估算法 由一些有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員或工人根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，采用類比估西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 嶠蛇 11 嶠蛇 算法確定加工余量。 [9] 嶠蛇 確定工序尺寸及公差 嶠蛇 表 工序 尺寸及公差 嶠蛇 加工表面 嶠蛇 工序名稱 嶠蛇 工序余量 嶠蛇 工序基本尺寸 嶠蛇 工序經(jīng)濟(jì)精度 嶠蛇 工序尺寸及其偏差 嶠蛇 表面粗 糙度 嶠蛇 公差 等級(jí) 嶠蛇 公差 嶠蛇 曲軸 嶠蛇 兩端面 嶠蛇 粗車 嶠蛇 2 嶠蛇 717 嶠蛇 IT11 嶠蛇 嶠蛇 721 嶠蛇 嶠蛇 精車 嶠蛇 嶠蛇 715 嶠蛇 IT8 嶠蛇 嶠蛇 716 嶠蛇 嶠蛇 毛坯 嶠蛇 5 嶠蛇 721 嶠蛇 嶠蛇 嶠蛇 716 嶠蛇 嶠蛇 曲軸 嶠蛇 右端80? 嶠蛇 粗車 嶠蛇 2 嶠蛇 81 嶠蛇 IT11 嶠蛇 嶠蛇 83 嶠蛇 嶠蛇 半精車 嶠蛇 嶠蛇 嶠蛇 IT9 嶠蛇 嶠蛇 81 嶠蛇 嶠蛇 精車 嶠蛇 嶠蛇 80 嶠蛇 IT8 嶠蛇 嶠蛇 80 嶠蛇 嶠蛇 毛坯 嶠蛇 3 嶠蛇 83 嶠蛇 嶠蛇 嶠蛇 83 嶠蛇 嶠蛇 曲軸 嶠蛇 右端