【正文】 在論文的設(shè)計過程中，得到了劉老師的大力幫助，在此向他們表示誠摯的謝意。設(shè)計過程中除了考察專業(yè)課的能力之外還培養(yǎng)了我們分析問題、解決問題和克服困難的能力，為以后的工作奠定了良好的基礎(chǔ)，更是對我們?nèi)陮I(yè)課學習的一個良好的總結(jié)。在設(shè)計過程中，劉老師不顧自身工作繁重，在百忙之中不辭勞苦地指導，在此，對劉老師表示誠摯的感謝。雖然該夾具能完成一定的加工要求，但也存在一定弊端，所以設(shè)計更好的專用夾具有待努力！ 進一步提高加工精度，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)的成本，提高產(chǎn)品的競爭力是今后努力的方向。利用該夾具主要是鉆曲下底面，在后道工序中需在曲柄下底面上鉆孔，因此，對曲柄下底面有平行度要求，在本夾具設(shè)計中，其定位基面是曲軸兩端Φ 70m6 主軸頸圓柱面，即定位基準為主軸線，故足以滿足其對主軸的平行度要求，因此本道工序的加工，主要是應考慮如何提高勞動的生產(chǎn)率，降低勞動強度，而精度則不是主要問題。根據(jù) 曲軸的材料要求，機械性能要求及各項技術(shù)要求選用 35CrMo 為毛坯。 [7] 32 結(jié) 論 本設(shè)計綜合考慮了多方面的可行性，不僅使其在使用方面更加方便可靠，而且在成本方面有所降低，后期可能性維修方面也有所改善，方便控制易于檢修，更高程度上實現(xiàn)了機電一體化。 磁粉探傷的工藝流程為：預處理 — 磁化 — 施加磁浮液 — 檢查 — 退磁 —— 后處理。通常使用 的磁粉探傷設(shè)備有固態(tài)探傷機（ CJW41000 通用式）、 MD1060 磁粉探傷機等，作為磁粉探傷用磁粉有熒光磁粉和非熒光磁粉，磁懸液為液體分散劑，為磁粉和分散劑按一定的比例配比而成，其中水分散劑是應用最廣泛的一種，具有良好的分散性、潤濕性、一定的消防性、消泡性等，消泡性可自動消除由于攪拌作用引起的大量泡沫，保證正常的檢驗，最后具有高的穩(wěn)定性，在使用過程中其性能不發(fā)生變化。另外采用超聲波、 X 射線和渦流檢測等方法，同樣可以實現(xiàn)對表面和內(nèi)部裂紋的全面檢測，甚至可以明顯區(qū)分晶粒度的大小，為熱處理的產(chǎn)品質(zhì)量問題提供鑒定和區(qū)別的依據(jù)。 圖 42端面跳動度測量示圖 31 曲軸的最終檢測方法 采用磁力 熒光探傷方法進行，在暗室內(nèi)用大電流直流電來磁化曲軸，裂紋處漏磁與磁粉相互作用，使磁力線發(fā)生變形，逸出工件的表面形成磁 極并形成可檢測的漏磁場，在工件的表面噴灑熒光粉磁粉磁懸浮液，磁粉便會吸附在裂紋處，顯示處裂紋的位置、形狀和大小等。 30 技術(shù)要求的測量方法 參考文獻 [9]知，平行度的測量 (如圖 41)，把工件兩端軸頸妥放在專用檢驗工具上，再在垂直和水平 4 個 不同位置檢查曲軸軸線對兩端軸頸軸線的平行度，其平均誤差應小于圖紙規(guī)定的公差 。車刀有：端面車刀、外圓車刀、槽刀、螺紋車刀。先選擇Φ 12的合金鋼擴孔鉸刀，再攻絲至 M12，專用夾具、游標卡尺、圓孔塞規(guī)?？紤]到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題，采用立銑，選用 X5032 萬能銑床（參考文獻 [1]表 ），選擇直徑 d0＝ 125mm,齒數(shù) z＝ 6可轉(zhuǎn)位面銑刀、專用夾具和游標卡尺。工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。 測量工具選擇及測量方法設(shè)計 由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，固加工設(shè)備宜以通用機床為主。如曲軸的各軸臺的加工都是以大 頭的軸臺為精基準加工。 精基準的選擇 1. 用工序基準作為基準，實現(xiàn)基準的重合，以免產(chǎn)生基準不重合誤差，例如法蘭孔的加工。 ，故能夠滿足加工要求。 定位精度分析 基面 10mm 的尺寸，是在一次裝夾下完成，其尺寸為自由尺寸，加工要求不是很高。 由于采用了鉸鏈壓板，用 M20 的螺栓完全能夠滿足要求。 結(jié)合以上分 析，并與指導老師協(xié)商，決定采用方案二的夾具結(jié)構(gòu)。另外方案一用螺釘和 V型塊聯(lián)結(jié)夾緊工件，看起來比較繁雜又剛度不夠。方案二用兩個中間定位螺柱限制其一個轉(zhuǎn)動自由度。采用兩個鉸鏈壓板（半圓弧形）夾緊工件，在兩個壓板中間部位固 定一個鉆模板， 28 考慮到產(chǎn)品為大批量生產(chǎn)，選用可換式鉆套可以克服固定式鉆套磨損后無法更換的特點。 通過查閱資料，并與指導老師協(xié)商，確定以下兩種設(shè)計方案： 方案一：工件用兩個 V 型塊，一個中間浮動型塊及左型塊的端面定位，采用型塊與螺釘連接夾緊工件。 確定設(shè)計方案 本道工序為鉆曲柄下底面四配通孔，參考文獻 [13]曲柄下 底面對曲軸的主軸線有位置精度的要求，按照基準重合原則，并考慮目前曲軸兩端Φ 70m6(mm)主軸頸已經(jīng)精加工，則定位基面選擇為曲軸兩端Φ 70m6(mm)主軸頸圓柱面，本道工序夾具選用普通通用夾具結(jié)構(gòu)即可。一般是根據(jù)計算的墊片厚度先車削一個偏心工件，接著檢驗這個工 件的偏心距，測出偏心誤差值并適當修正墊片厚度，直到加工出偏心距合格的零件為止。 2. 扇形墊片厚度的計算 在車削偏心距較大（ e6mm）的工件時，可以應用扇形墊片如圖 32。 [12] 1. 方形墊片厚度的計算 車削偏心距較小（ e ≤ 5～ 6mm）的偏心工件，可以用方形墊片如圖 31。 墊片的形狀和厚度，可以根據(jù)偏心距的大小不同來選擇。 連桿頸加工專用夾具計算方法 車削時，先把工件車到需要的直徑和長度，并把兩個端面車平。為延長定位元件更換周期，提高夾具使用壽命，定位元件工作表面應有較高的耐磨性。 3. 有較高的耐磨性 工件的裝卸會磨損定位元件工件表面，導致定位元件工件表面精度下降，引起定 位精度的下降。 2. 足夠的強度和剛度 底面定位不僅限制工件的自由度，還有支承工件、承受夾緊力和切削力的作用。定位元件工作表面的精度直接影響工件的定位精度，因此定位元件工作表面應有足夠的精度，以保證加工精度要求。回火溫度取 160℃，保溫 小時。 本次實驗 35CrMo 在高頻淬火后表層硬度值達到 53～55HRC 之間，硬度在表層分布均勻。 調(diào)質(zhì)態(tài)的 35CrMo 雖然具有良好的綜合性能，但是曲軸的表面要求有良好 的耐磨性，調(diào)制態(tài)的硬度遠遠不夠，因此需要進行高頻淬火來增加表面硬度及其耐磨性。圖 27 為表層與心部的過渡區(qū)域。圖 28 為高頻淬火后的表層組織。試樣心部依然保持原 來的組織不變，心部組織如圖 26，為顆粒大小均勻綜合性能良好的回火索氏體。這種粗大的組織硬度比細馬氏體降低很多。從圖 25 可以看出，試樣 1 經(jīng)過高頻淬火以后，表面得到的并不是所需要的針狀馬氏體，而是粗大的組織。 表面處理及用材分析 表面熱處理工藝 目的：在工件表面一定深度內(nèi)獲得馬氏體組織，而其心部仍保持著表面淬火前的組織狀態(tài)，以獲得表面層硬而耐磨，心部又有足夠塑性、韌性的工件。如圖 23 21 圖 23 去應力退火工藝圖 進行去應力退火時，金屬在一定溫度作用下通過內(nèi) 部局部塑性變形 (當應力超過該溫度下材料的屈服強度時 )或局部的弛豫過程 (當應力小于該溫度下材料的屈服強度時 )使殘余應力松弛而達到消除的目的。因此，殘余應力將影響材料的使用性能或?qū)е鹿ぜ^早失效。多數(shù)情況下，在工藝過程結(jié)束后，金屬內(nèi)部將保留一部分殘余應力。 [16] 圖 21 35CrMo淬火態(tài)（ 500x） 20 圖 22 35CrMo調(diào)制態(tài)（ 500x） 由于隨回火溫度的升高，馬氏體的塑性韌性上升，強度硬度下降，因而，調(diào)質(zhì)獲得的組織具有良好的綜合性能，使強度、塑性、韌性得到了良好的配合，且改善了材料 的機械加工性能，并為后續(xù)的熱處理及加工做了組織上的準備。 由于淬火后獲得的馬氏體組織不夠穩(wěn)定，因此，需要高溫回火獲得穩(wěn)定的組織，回火索氏體。這是因為油冷冷速在 500～ 350℃時最快，其下比較慢。硬度測得在 51～ 53HRC 之間，且硬度分布均勻。其保溫時間可由經(jīng)驗公式 t≈（ ～）? D ，由于實驗室一般取上限所以可得出淬火保溫時間大約為 25min。 ????表V m i n/ 39。 (2) 鉸孔切削用量 確定進給量 f：根據(jù)文獻 [1]表 r/~ ?表 ,按該表注 4，取較小的進給量，按 Z535 機床說明書取 rmmf /? 。＞ ， 故 選 擇 的 鉆 削 切 削 用 量 可 用 ， 即 ? ，rmm/ ? , min/195n r? ， min/14d0 m? ,此時 NF 5016? ， ??M ，kwm ? 。m ??????? 表 機床有效功率 P＇ E為： kwP E E39。 (3) 確定切削速度 v、軸向力 F、扭矩 M 及切削功率 Pm：用不同的刀具材料進行鉆、鉸孔的 V、 F、 M、 Pm 均可按文獻 [1]表 及表 進行計算，采用 插 入 法 查 文 獻 [1] 表 得： min/17 mv ?表， NF 4732?表, mNM n ?? , kwpm ?表 ，于實際加工條件與上表所給條件不完全相同而查文獻 [1]表 的到切削速度的修正系數(shù)： Mv ? , lv ?,則有： m i n/ m m???? m i n/16222 39。 ???表 按 Z535 立式鉆床說明書取 rmm / ? 根據(jù)文獻 [1]表 ，鉆頭強度所允許的進給量 rmm / ＞‘ ，根據(jù)文獻 [1]表 ，由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力 5690?mzxF，允許的進給量 rmm/ ＞‘’ 。 (2) 確定鉆削用量 確定進給量 f：根據(jù)文獻 [1]表 rmm /~ ?表 ,由于孔深與孔徑之比 0 ??d, ? 。 Φ Φ 4加工：分別選用 Φ Φ 4 的直柄麻花鉆（參考文獻 [1]表 ）。 M15 加工：選用Φ 的直柄麻花鉆（參考文獻 [1]表 ），再攻絲至 M15。 rd v ???? ?? 按機床說明書取 min/710rn? ,則車削速度為： m i n/1561000 707101000v mdn ????? ?? 故：精車切削用量為： m i n )/710m i n (/156,/,1 ???? nnrmmfmmap 工件中孔的加工 工件中的孔和螺紋孔的精度和加工步驟 孔加工方法如表 14 表 14孔加工方法 加工要求 加工精度 加工步驟 M12 IT8 鉆孔 — 鉸孔 — 攻絲 M15 IT11 鉆孔 — 攻絲 M33 IT11 鉆孔 — 攻絲 Φ 6 IT12 鉆孔 Φ 4 IT11 鉆孔 16 M12 加工：選用Φ 的直柄麻花鉆（參考文獻 [1]表 ）。 m??? m039。 故 m in/ 039。 (2) 確定車削速度 V, 車削力 F 和車削功率 Pm,查文獻 [1]表 得：min/162V0 mm? ， NZ 500F 0 ? , kww 0 ? 。 ＞ ，故上述切削用量可用，即 mmap 5? , rmmf /? , min/80mv? , min/320rn? 求三個切削力 zF 、yF和xF, zF 已由前面算出 NFz 3556? ，查文獻 [1]表 和文獻 [1]表 得 NFyT 1170?, NFxT 1280?。 ????? ? 因 mTz pp 39。n m i n/32680 8210001000n 39。 ???? 根據(jù) Tv39。 mT ???? NZT 3 5 5 8 6 5F 39。 工序 40 粗主軸頸，工序 50 精車主軸頸 1. 粗車 根據(jù)文獻 [1]表 ，在車刀 H B＝ 25 16mm，工件直徑Φ D≤ 100，取mmap 5~3? 時，零件小很多，而實際車削深度又達到表中 mm5~3 的上限，故 f要取規(guī)定范圍的小值，暫取 rmmf /? ，因本工序為非強力重負荷切削，故對車刀的強度、刀桿強度和機床進給機構(gòu)強度不進行校驗。 rd vn ???? ?? m i n/1 5 81 3 mmzna ff ?????‘ 根據(jù) X5032 立 式銑 床 說明 書取 ： min/158rn? ， m in/150v mmRf ?, min/59vR m? ， zmmR / f ? 3. 校驗機床功率 考慮工件材料硬度及實際銑削功率為： m ????表 此外，銑削功率還與銑削速度有關(guān)，由表查出 min/mm59v ?表，現(xiàn)在實際上選用 min/59v R mm? 。 (3) 確定銑削速度 v及銑削功率mp 查文獻 [1]表 得 min/59mv ?表