【正文】 四、 接受任務(wù)學(xué)生： 班 姓名 五、 開(kāi)始及完成日期： 自 2020 年 11 月 12 日 至 2020 年 5 月 25 日 六、 設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問(wèn)）： 指導(dǎo)教師 簽名 簽名 簽名 教研室主任 〔 學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng) 〕 簽名 系主任 簽名 2020 年 11 月 12 日原創(chuàng)通過(guò)答辯畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 194535455 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 通過(guò)答辯 摘 要 本文是對(duì)曲軸零件三維造型及零件的機(jī)械加工工藝路線(xiàn)的設(shè)計(jì)，并根據(jù)加工工序的要求完成對(duì)夾具的設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具裝置時(shí)，在滿(mǎn)足產(chǎn)品工作要求的情況下，應(yīng)盡可能多的采用標(biāo)準(zhǔn)件，提高其互換性要求，這樣可利于減少產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)成本，增加企業(yè)效益 。原創(chuàng)通過(guò)答辯畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 194535455 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 通過(guò)答辯 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書(shū) 一、 題目及專(zhuān)題 題目 單拐曲軸工藝工裝設(shè)計(jì) 專(zhuān)題 二、 課題來(lái)源及選題依據(jù) 課題來(lái)源為無(wú)錫某機(jī)械公司。該課題主要是為了培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)械產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)和創(chuàng)新的能力，要求學(xué)生能夠結(jié)合零件加工工藝與常規(guī)機(jī)床，針對(duì)實(shí)際使用過(guò)程中存在的金屬加工中所遇到的三維造型、機(jī)床的驅(qū)動(dòng)及工件夾緊問(wèn)題，綜合所學(xué)的機(jī)械三維造型、機(jī)械理論設(shè)計(jì)與方法、機(jī)械加工工藝及裝備等有關(guān)機(jī)械的知識(shí)，對(duì)高 效、快速夾緊裝置進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)金屬加工機(jī)床驅(qū)動(dòng)與夾緊的半自動(dòng)控制 。 三、 本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求 ① 該部件工作時(shí)，能正常運(yùn)轉(zhuǎn)； ② 熟悉有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格、手冊(cè)和資料的應(yīng)用； ③ 擬定零件的機(jī)械加工工藝方案，并對(duì)多個(gè)方案進(jìn)行對(duì)比分析，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)； ④ 對(duì)現(xiàn)代加工機(jī)床所需的快速夾緊系統(tǒng)具有初步的分析能力和改進(jìn)設(shè)計(jì)的能力； ⑤ 理論聯(lián)系實(shí)際的工作方法和獨(dú) 立工作能力深化和提高； ⑥ 設(shè)計(jì)繪制零件工作圖若干； ⑦ 編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 份。三維造 型主要表達(dá)了零件的造型過(guò)程，并可根據(jù)零件三維圖樣自動(dòng)生成零件的數(shù)控加工程序。其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，加工時(shí)間少，加工成本較低，但零件的加工精度要求較高?；鶞?zhǔn)選擇以外圓面作為粗基準(zhǔn)，以?xún)蓚€(gè)中心孔作為精基準(zhǔn)，確定了其加工的工藝路線(xiàn)和加工中所需要的各種工藝參數(shù)。確定了定位元件后還需要選擇夾緊元件，最后就是來(lái)完成專(zhuān)用夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。s craft route and the processing needs each technological parameter. In the designing of the fixture, selected the orientation units is the main work. And analyzed the restriction of the workpiece when the machining. Then selected the gripping ponents and decided the contracture of the fixture. Key words: crankshaft。 workstage。 機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，合理的機(jī)械加工工藝過(guò)程是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備、計(jì)劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測(cè)和健全勞動(dòng)組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。 合理的機(jī)械加工工藝文件不僅能提高一個(gè)企業(yè)的技術(shù)革新能力，而且可以較大程度地提高企業(yè)的利潤(rùn)，因而合理地編制零件的加工工藝文件就顯得時(shí)常重要。夾具是機(jī)械加工 系統(tǒng)的重要組成部分 ， 不論是傳統(tǒng)制造 ， 還是現(xiàn)代制造系統(tǒng) ， 夾具 的設(shè)計(jì) 都是十分重要的。 當(dāng)今激烈 的 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和企業(yè)信息化的要求 ,企業(yè)對(duì)夾具的設(shè)計(jì)及制造提出了 更高的要求。 該課題主要是為了培養(yǎng)我們開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)和創(chuàng)新機(jī)械產(chǎn)品的能力，要求我們能夠結(jié)合常規(guī)機(jī)床與零件加工工藝，針對(duì)實(shí)際使用過(guò)程中存在的金屬加工中所需要的三維造型、機(jī)床的驅(qū)動(dòng)及工件夾緊問(wèn)題，綜合所學(xué)的機(jī)械三維造型、機(jī)械理論設(shè)計(jì)與方法、機(jī)械加工工藝及裝備等知識(shí)，對(duì)高效、快速夾緊裝置進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)金屬加工機(jī)床驅(qū)動(dòng)與夾緊的半自動(dòng)控制。從中鍛煉了自己分析問(wèn)題、 解決問(wèn)題的能力，并希望通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)能養(yǎng)成一種嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)、求真、奮進(jìn)的工作態(tài)度，不僅是對(duì)生活的一種感悟，而且為參加工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個(gè)階段：第一個(gè)階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過(guò)程加速和趨于完善；第二階段，夾具成為人與機(jī)床之間的橋梁，夾具的機(jī)能發(fā)生變化，它主要 用于工件的定位和夾緊。 原創(chuàng)通過(guò)答辯畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 194535455 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 通過(guò)答辯 在夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中 ， 對(duì)于被加工零件的定位、夾緊等主要問(wèn)題 ,設(shè)計(jì)人員一 般都會(huì)考慮的比較周全 ， 但是 ， 夾具設(shè)計(jì)還經(jīng)常會(huì)遇到一些小問(wèn)題 ， 這些小問(wèn)題如果處理不好 ， 也會(huì)給夾具的使用造成許多不便 ， 甚至?xí)绊懙焦ぜ募庸ぞ?。端面和定位外圓分為兩 個(gè)單獨(dú)的零件 時(shí)無(wú)此問(wèn)題 ,。如果零件定位內(nèi)孔孔口倒角較小或無(wú)倒角 ， 則必須清根 ,如果零件定位孔孔口倒角較大或孔口是空位 ， 則不需要清根 ， 而且交界處可以倒為圓角 R。讓刀問(wèn)題在設(shè)計(jì)圓盤(pán)類(lèi)刀具 (如銑刀、砂輪等 )加工的夾具時(shí) ， 會(huì)存在讓刀問(wèn)題。更換問(wèn)題在設(shè)計(jì)加工結(jié)構(gòu)相同或相似 ， 尺寸不同的系列產(chǎn)品零件夾具時(shí) ， 為了降低生產(chǎn)成本 ,提高夾具的利用率 ， 往往會(huì)把夾具設(shè)計(jì)為只更 換某一個(gè)或幾個(gè)零件的通用型夾具 。要想達(dá)到這樣的生產(chǎn)要求，就必須計(jì)算加工工序零件在加工過(guò)程中由于切削力、重力、慣性力等所產(chǎn)生的切削力及切削力矩，按照夾具設(shè)計(jì)中所確定的夾緊方式進(jìn)行夾緊力的計(jì)算，為了減小夾具的具體尺寸，就需要增大夾具的定位區(qū)間，增大由夾緊力而產(chǎn)生的摩擦力矩、正壓力及由此而產(chǎn)生的摩擦力，以達(dá)到夾具小巧而精用的目的。 研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類(lèi)總數(shù)的 85％左右。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專(zhuān)用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠(chǎng)，里約擁有數(shù)千甚至近萬(wàn)套專(zhuān)用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔 34 年就要更新 5080％左右專(zhuān)用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為 1020％左右。 本課題應(yīng) 達(dá)到的要求 通過(guò)實(shí)際調(diào)研和采集相應(yīng)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、閱讀相關(guān)資料相結(jié)合，首先通過(guò)對(duì)零件的三維造型，對(duì)零件的基本結(jié)構(gòu)及作用有個(gè)大致的了解，在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)對(duì)金屬切削加工、金屬切削機(jī)床、機(jī) 械設(shè)計(jì)與理論等相關(guān)知識(shí)充分掌握后，分析零件的加工工藝，確定零件各原創(chuàng)通過(guò)答辯畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 194535455 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 通過(guò)答辯 加工表面的加工方法，進(jìn)而形成零件的機(jī)械加工工藝路線(xiàn)。 針對(duì)實(shí)際使用過(guò)程中存在的金屬加工工藝文件編制、工件夾緊及工藝參數(shù)確定及計(jì)算問(wèn)題，綜合所學(xué)的機(jī)械理論設(shè)計(jì)與方法、機(jī)械加工工藝文件編制及實(shí)施等方面的知識(shí)， 設(shè)計(jì)出一套適合于實(shí)際的零件加工工藝路線(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)適合于現(xiàn)代加工制造業(yè)、夾緊裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)。這次 畢業(yè) 設(shè)計(jì)是應(yīng)用所學(xué)基礎(chǔ)理論、專(zhuān)業(yè)知識(shí)與技能去分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的一次綜合訓(xùn)練。通過(guò)本次設(shè)計(jì)使我鞏固了已學(xué)的知識(shí)，加深了印象，使自己能夠運(yùn)用所學(xué)的機(jī)械加工知識(shí)解決一些具體的問(wèn)題 。通過(guò)這次畢業(yè) 設(shè)計(jì)我發(fā)現(xiàn)了自己還有許多知識(shí)還沒(méi)有掌握牢固。同時(shí)，也使我體會(huì)到了老師平時(shí)對(duì)我們的諄諄教導(dǎo)、 用心良苦。 原創(chuàng)通過(guò)答辯畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 194535455 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 通過(guò)答辯 2 零件的造型 零件造型軟件介紹 Autodesk Inventor 軟件為工程師提供了一套全面靈活的三維機(jī)械設(shè)計(jì)、仿真、工裝模具、可視化和文檔編制工具集，能夠幫助制造商超越三維設(shè)計(jì)，體驗(yàn)數(shù)字樣機(jī)解決方案。通過(guò)基于 Inventor 軟件的數(shù)字樣機(jī)解決方案，能夠以數(shù)字方式設(shè)計(jì)、可視化和仿真產(chǎn)品，進(jìn)而提高產(chǎn)品質(zhì)量，削減開(kāi)發(fā)成本，縮短上市時(shí)間等特點(diǎn)。 根據(jù)零件的二維圖，打開(kāi)造型軟件，選擇基準(zhǔn)面，首先草繪出零件的對(duì)稱(chēng)面的平面輪廓，再通過(guò)旋轉(zhuǎn)可得到曲軸主軸頸的實(shí)體圖，如圖 所示。 對(duì)草繪出的曲軸頸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，得到曲軸頸的實(shí)體如圖 所示。 根據(jù)二維圖，通過(guò)旋轉(zhuǎn)得到如圖 所示。 使用孔工具中的打孔命令打孔，如圖 所示。 圖 拉伸鍵槽 圖 打孔 圖 打孔 原創(chuàng)通過(guò)答辯畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 194535455 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 通過(guò)答辯 使用孔工具中的打孔命令繼續(xù)進(jìn)行打孔，如圖 所示。 圖 打孔 圖 三維圖 原創(chuàng)通過(guò)答辯畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 194535455 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 通過(guò)答辯 3 零件的工藝分析 零件工藝分析 1） 主軸頸、連桿軸頸本身精度： 主軸頸φ 110+ + 尺寸公差等級(jí) IT6，表面粗糙度 Ra 為 m，連桿軸頸φ 尺寸公差等級(jí)為 IT7，表面粗糙度 Ra 為 m，軸頸長(zhǎng)度公差等級(jí)為 IT13，圓柱度誤差 ，連桿軸竟的圓柱度誤差 。 3）零件結(jié)構(gòu)工藝性分析 曲軸的結(jié)構(gòu)與一般 軸不同，它有主軸頸、連桿軸頸、主軸頸和連桿軸頸之間的連接板組成，其 L/D=818/110=＜ 12，鋼性差，易變形，形狀復(fù)雜，它的工作特點(diǎn)是在變動(dòng)和沖擊載荷下工作，對(duì)曲軸的基本要求是高強(qiáng)度、高韌性、高耐磨性和回轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，因而安排曲軸加工過(guò)程應(yīng)考慮到這些特點(diǎn)。 軸類(lèi)零件是機(jī)器中的主要零件之一，它的主要功能是支承傳動(dòng)零件 (齒輪、帶輪、離合器等 )和傳遞扭矩。其加工表面主要有內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、軸肩、螺紋、花鍵、溝槽、鍵槽等組成。支承軸頸表面的精度及其與軸上傳動(dòng)件配合表面的位置精度對(duì)軸的工作狀態(tài)和精度有直接的影響 ]6[ 。 （ 1）尺寸精度：主要指直徑和長(zhǎng)度的精度。長(zhǎng)度精度要求一般不嚴(yán)格，常按未注公差尺寸加工，要求高時(shí)，可允許偏差為 50～ 200μ m。 （ 3）位置精度：主要指裝配傳動(dòng)件的配合軸頸相對(duì)裝配軸承的支承軸頸的同軸度、圓跳動(dòng)及端面對(duì)軸心線(xiàn)的垂直度等。 （ 4）表面粗糙度：是根據(jù) 軸運(yùn)轉(zhuǎn)速度和尺寸精度等級(jí)決定的。 （ 5）其他要求：為改善軸類(lèi)零件的切削加工性能或提高綜合力學(xué)性能及其使用壽命，原創(chuàng)通過(guò)答辯畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 194535455 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 通過(guò)答辯 必須根據(jù)軸的材料和使用要求，規(guī)定相應(yīng)的熱處理要求。 45 鋼是一般軸類(lèi)零件常用的材料，經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合力學(xué)性能。軸承鋼 GCr15和彈簧鋼 65Mn可制造較高精度的軸，這類(lèi)鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面高頻感應(yīng)加熱淬火后再回火，表面硬度可達(dá)50～ 58HRc，并具有較高的耐疲勞性能和耐磨性。 軸類(lèi)零件常用的毛坯是圓棒料、鍛件或鑄件等，對(duì)于外圓直徑相差不大的軸，一般以棒料為主；而對(duì)于外圓 直徑相差大的階梯軸或重要軸，常選用鍛件；對(duì)某些大型或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸（如曲軸），常采用鑄件。在機(jī)加工前，對(duì)毛坯進(jìn)行熱處理的目的主要是改善材料的切削加工性、消除毛坯制造過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。對(duì)于圓棒料毛坯，通過(guò)調(diào)質(zhì)處理或正火處理可以有效地改善切削加工性。在終加工 工序前的熱處理，目的是為了達(dá)到要求的表面力學(xué)物理性能，同時(shí)也消除應(yīng)力。它是往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)、剪切機(jī)與沖壓機(jī)械的重要零件。 原創(chuàng)通過(guò)答辯畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 194535455 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 通過(guò)答辯 4 零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 確定毛坯的制造形式 曲軸工作時(shí)要承受很大的轉(zhuǎn)矩及變形的彎曲應(yīng)力，容易產(chǎn)生扭振、折斷及軸頸磨損，要求材料應(yīng)有較高的強(qiáng)度、沖擊韌度、疲勞強(qiáng)度和耐磨性，所以要求用球墨鑄鐵 QT6002 曲 軸的毛坯：此零件屬中批生產(chǎn)，固采用鑄造毛坯。中批量生產(chǎn)。 加工順序的安排 此零件是單拐曲軸，剛性差且易變形，屬中批量生產(chǎn)。 先以主軸頸為粗基準(zhǔn)連桿軸頸作支撐銑兩端面，打中心孔。 定位基準(zhǔn)的選擇 選擇定位基準(zhǔn)的方法 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分。 在加工中，