【正文】 、 公差 及表面粗糙度 和毛坯基本尺寸的確定 工序尺寸 及公差的確定有兩種情況：一種是工序尺寸及其公差與零件上某設(shè)計(jì)尺寸或其他工序尺寸相關(guān)，需要通過(guò)解算尺寸鏈來(lái)確定。 確定加工余量的方法有三種方法，分別是： 分析計(jì)算法 、 查表法 和 經(jīng)驗(yàn)法。顯然，加工總余量等于各加工工序余量之和 。 重慶交通大學(xué) 17屆制 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 11 劃分加工工序 表 加工工序 序號(hào) 工序名稱(chēng) 定位基準(zhǔn) 1 粗車(chē)曲軸前端面 第三主軸頸 2 鉆 兩端 中心孔 按劃線 3 粗車(chē)一、三主軸頸 一、三主軸頸、中心孔 4 半精車(chē)一、三主軸頸 一、三主軸頸、中心孔 5 粗車(chē)第二主軸頸 第三主軸頸、中心孔 6 半精車(chē)第二主軸頸 第三主軸頸、中心孔 7 半精 磨一、三主軸頸 中心孔 8 精磨一、三主軸頸 中心孔 9 半精 磨第二主軸頸 中心孔 10 精磨第二主軸頸 中心孔 11 粗車(chē)一、二連桿軸頸 一、三主軸頸 12 半精車(chē)一、二連桿軸頸 一、三主軸頸 13 粗磨一、二連桿軸頸 一、三主軸頸 14 半精磨一、二連桿軸頸 一、三主軸頸 15 鉆兩個(gè) Φ8斜油孔 16 粗車(chē)曲軸前端外圓 第三主軸頸、中心孔 17 半精車(chē)曲軸前端外圓及端面 第三主軸頸 18 粗車(chē)曲軸后端外圓及端面 第一、二主軸頸 19 半精車(chē)曲軸后端外圓及端面 第一、二主軸頸 20 鉆、鉸曲軸后端六個(gè)螺栓孔 按劃線 21 擴(kuò)、鉸曲軸后端中心孔 Φ40 22 電熱淬火 23 在曲軸前端銑鍵槽 24 攻六個(gè)螺紋 M20 主要工序的 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 確定加工余量 加工余量 分為加工總余量和加工工序余量：加工總余量即毛坯余量，是指毛坯尺寸與零件尺寸之間的差，也就是某加工表面上應(yīng)該切除的材料厚度。 結(jié)合圖紙要求和 表 [11]、表 [11]、表 [11]，加工主軸頸、連桿軸頸等外圓表面時(shí)，大致選擇以下加工方法。但隨著機(jī)械制造技術(shù)水平的不斷提高，各種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度也是在不斷地提高，所以也要結(jié)合實(shí)際的加工水平?jīng)Q定加工方法。統(tǒng)計(jì)資料表明，任何一種加工方法加工誤差與加工成本之間的關(guān)系都大體上和圖 [11]符合。 加工方法的選擇 首先要選擇零件的加工方法，需要考慮加工的經(jīng)濟(jì)精度。 制定工藝路線 制定 工藝路線是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟，工藝路線的優(yōu)劣，對(duì)零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本以及人工勞動(dòng)強(qiáng)度都有很大的影響。粗基準(zhǔn)的選擇有以下幾個(gè)原則：保證相互位置原則、余量均勻分配原則、便于工件裝夾原則、粗基準(zhǔn)在一個(gè)方向上只能使用一次原則。選擇定位基準(zhǔn)時(shí)有以下幾個(gè)原則：基準(zhǔn)重合原則、基準(zhǔn) 統(tǒng)一原則、互為基準(zhǔn)原則、自為基準(zhǔn)原則、 便于裝夾原則。 精 基準(zhǔn)的選擇 選擇精基準(zhǔn)時(shí) ， 應(yīng)該重點(diǎn)考慮 如何減少工件 加工時(shí)的定位誤 差 。 在 實(shí)際的 加工 過(guò)程 當(dāng) 中， 我們 應(yīng)該先加工出 粗基準(zhǔn)， 在進(jìn)行后續(xù)加工。 圖 馬鞍山萬(wàn)馬機(jī)床 CK6140 1500 重慶交通大學(xué) 17屆制 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 6 圖 無(wú)錫燁林機(jī)床 MW1350B1500 基準(zhǔn)的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)， 零件的 加工過(guò)程 當(dāng) 中 ,零件質(zhì)量的好壞直接由 定位基準(zhǔn) 選擇的好壞 所決定 。 機(jī)床 的選擇 由圖紙中可知，零件的長(zhǎng)度 L=918mm，加工連桿軸頸時(shí)加上夾具后總長(zhǎng)度L=1060mm，回轉(zhuǎn)直徑也達(dá)到了 ?360以上，所以對(duì)機(jī)床也有一定的行程要求。因?yàn)?35CrMo 的靜力強(qiáng)度 較好， 沖擊韌性 和抗 疲勞 強(qiáng)度較高 ，在 溫度 達(dá)到 500℃ 的時(shí)候，仍然可以 長(zhǎng)期工作 ，所以選擇 35CrMo 較為適合 。 主要的加工表面有主軸頸、連桿軸頸和曲軸端面， 技術(shù)要求和尺寸要求由 如圖 圖紙的 中給出。 本 次 設(shè)計(jì) 主要 是 針對(duì) 直列式兩缸發(fā)動(dòng)機(jī) 的曲軸加工工藝及其夾具 的 設(shè)計(jì)。 曲軸的 主軸 頸主要起支撐作用 。 一個(gè)曲軸有一個(gè)或多個(gè)曲拐 。曲軸是 一種 異形軸 ，如圖 ， 曲軸 工作時(shí) 做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) ， 曲軸連桿軸頸與 連桿 之間 相互 配合 ， 將 作用 在活塞上的氣體壓力 通過(guò)活塞推動(dòng)連桿帶動(dòng)曲軸連桿軸頸 轉(zhuǎn)化 為 曲軸 旋轉(zhuǎn) 的 扭矩輸出給汽車(chē) 。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠家主要通過(guò)引進(jìn)技術(shù)消化吸收再自行研發(fā)，總體水平有了很大的提升。曲軸生產(chǎn)與開(kāi)發(fā)能力較強(qiáng)的企業(yè)主要有：德國(guó)蒂森克虜伯、日本住友、印度巴勒特等少數(shù)幾家巨頭，給全球各大汽車(chē)制造商的發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)商進(jìn)行配套，它們憑借領(lǐng)先的綜合研發(fā)和制造實(shí)力占據(jù)了國(guó)際曲軸市場(chǎng)的大部分市場(chǎng)份額。 在全球市場(chǎng)上，歐美汽車(chē)工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，經(jīng)過(guò)多年的積累，對(duì)曲軸的結(jié)構(gòu)已經(jīng)有了可套用的經(jīng)驗(yàn)公式，一般經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)，再通過(guò)計(jì)算機(jī)模型模擬測(cè)試系統(tǒng)對(duì)曲軸的各項(xiàng)強(qiáng)度指標(biāo)進(jìn)行分析，使曲軸在初期達(dá)到完美的設(shè)計(jì)?？杉庸らL(zhǎng)度 450700mm、回轉(zhuǎn)直徑在 380mm 以內(nèi)的各種曲軸 ,具有加工精度高、切削效率高等特點(diǎn) ， 連 桿頸的直徑誤差為 177。曲軸車(chē)－車(chē)?yán)?藝可在一次設(shè)定中完成所有同心圓的車(chē)削，通過(guò)特殊卡盤(pán)和刀具系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)柔性加工，特別適用于曲柄臂側(cè)面不需要加工，軸頸有沉割槽的曲軸 。如， CNC 車(chē)削和 CNC 外銑加工都采用了數(shù)控技術(shù)，可提高曲軸的加工精度， CNC 外銑還采用了多刀盤(pán)同時(shí)加重慶交通大學(xué) 17屆制 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 3 工，可大大提高加工效率，這兩種機(jī)床的造價(jià)較低，適用于經(jīng)濟(jì)型曲軸的加工。 自 20 世紀(jì) 70～ 80 年代以來(lái)世界各國(guó)相繼研制出了曲軸的 CNC 車(chē)削、 CNC 外銑、CNC 內(nèi)銑、曲軸車(chē)－車(chē)?yán)认冗M(jìn)的加工工藝方法及加工設(shè) 備 [6]。歐美汽車(chē)工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，經(jīng)過(guò)多年的積累，對(duì)曲軸的結(jié)構(gòu)已經(jīng)有了可套用的經(jīng)驗(yàn)公式，一般經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)，再通過(guò)計(jì)算機(jī)模型模擬測(cè)試系統(tǒng)對(duì)曲軸的各項(xiàng)強(qiáng)度指標(biāo)進(jìn)行分析，使曲軸在初期達(dá)到完美的設(shè)計(jì)。 武漢理工大學(xué)鄒 蕾 [5]覺(jué)得曲軸復(fù)合車(chē)削試驗(yàn)裝置是針對(duì)曲軸加工高精度 ， 加工工藝高柔性以及經(jīng)濟(jì)性等新工藝要求而研發(fā)設(shè)計(jì)的曲軸加工車(chē)床 ， 其通過(guò)平行四邊形刀架系統(tǒng)以及相關(guān)內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)了刀架連桿對(duì)曲軸連桿頸外圓的隨動(dòng)切削 ， 可“一次定位、完全加工”曲軸外圓粗、半精加工所有工藝內(nèi)容 ,工藝效率高同時(shí)作為曲軸加工的一套完整工藝裝備 ， 試驗(yàn)裝置本身的幾何精度及其相關(guān)部件的靜、動(dòng)態(tài)性能是影響該工藝裝備精度的重要因素 ， 其研究主要結(jié)合該試驗(yàn)裝置的功能原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等分析影響曲軸加工精度的主要因素 ， 并提出相關(guān)改善和提高的方法。并且對(duì)汽車(chē)各零部件的要求也越來(lái)越高，尤其是對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)中的 5C 件，精度要求高、質(zhì)量要求穩(wěn)定、成本要求低、交付要求及時(shí)，這是供應(yīng)商面臨的一個(gè)非常嚴(yán)峻的形勢(shì)。該材質(zhì)曲軸經(jīng)軸頸淬火和圓角滾壓強(qiáng)化工藝處理后，綜合性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)的球墨鑄鐵曲軸，達(dá)到了非調(diào)質(zhì)鍛鋼的水平，在增壓柴油機(jī)上得到了大量的應(yīng)用，并且效果良好。 天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院張洪 波 [2]以 CY4102 型柴油機(jī)曲軸為例，通過(guò)對(duì)該曲軸設(shè)計(jì)尺寸與經(jīng)驗(yàn)公式比較，分析其設(shè)計(jì)合理性；著重分析了目前常用的曲軸強(qiáng)化手段和朝柴的曲軸氮化工藝，通過(guò)對(duì)各種強(qiáng)化手段的比較，提出不同曲軸應(yīng)采用不同的強(qiáng)化重慶交通大學(xué) 17屆制 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 2 手段；并經(jīng)過(guò)對(duì)朝柴現(xiàn)行曲軸加工工藝的介紹，與世界先進(jìn)加工工藝作比較，對(duì)朝柴現(xiàn)行曲軸工藝提出改進(jìn)方向。通過(guò)合理編排工藝，運(yùn)用統(tǒng)籌的理念，利用普通機(jī)床，解決了曲軸平衡塊組裝偏斜的難題，與同類(lèi)企業(yè)的工藝相比更先進(jìn)。通過(guò)對(duì)滾壓工藝在難以加工材料中的應(yīng)用研究，得到了一組適宜 42CrMoA 調(diào)質(zhì)鋼的滾壓工藝參數(shù)，并通過(guò)改進(jìn)通、盲孔的加工工藝，將滾壓工藝成功應(yīng)用到曲軸斜油孔、法蘭孔的加工。夾具設(shè)計(jì)選擇的是曲軸連桿軸頸的 車(chē)、磨 工序，定位時(shí)選擇兩個(gè) V 形塊定位， 夾緊時(shí) 用壓板 壓 緊，夾具上 確定好合適的偏心距，并設(shè)計(jì)分度盤(pán)以加工不同曲軸連桿軸頸。 因?yàn)樵撉S需要大規(guī)模生產(chǎn)， 所以， 為了提高生產(chǎn)效率， 并同時(shí)保證其 加工精度。 fixture 汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸加工工藝與夾具設(shè)計(jì) IV 目 錄 摘 要 ......................................................................................................................................II Abstract ................................................................................................................................... III 1 緒論 .................................................................................................................................... 1 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 ..................................................................................................... 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ..................................................................................................... 1 2 零件分析 ............................................................................................................................ 4 零件的作用 ............................................................................................................. 4 曲軸零件分析 ......................................................................................................... 4 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) .................................................................................................................... 5 確定毛坯的材料和制造形式 ................................................................................. 5 機(jī)床的選擇 ............................................................................................................. 5 基準(zhǔn)的選擇 ............................................................................................................. 6 精基準(zhǔn)的選擇 ...................................................................................... 6 粗基準(zhǔn)的選擇 ...................................................................................... 6 制定工藝