【正文】 一定的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。 40Cr 等合金結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸，這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面淬火處理后，具有較高的綜合力學(xué)性能。對于高轉(zhuǎn)速、重載荷等條件工作的軸，可選用 20CrMnTi、 20Mn2B 等低碳合 金鋼或 38CrMoAl 中碳滲氮鋼 ]14[ 。 軸類零件在機(jī)加工前、后和過程中一般均需安排一定的熱處理工序。如對鍛造毛坯通過退火或正火處理可以使鋼的晶粒細(xì)化、降低硬度、便于切削加工，同時(shí)也消除了鍛造應(yīng) 力。在機(jī)加工過程中的熱處理，主要是為了在各個(gè)加工階段完成后，消除內(nèi)應(yīng)力，以利于后續(xù)加工工序保證加工精度。 曲軸是將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，或?qū)⑿D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)的零件。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。 加工方法分析及確定 該零件是單拐曲軸。故選用中心孔定位，它是輔助基準(zhǔn)，裝夾方便節(jié)省找正時(shí)間又能保證連桿軸頸的位置精度，連桿軸頸與主軸頸的中心距為 120，所以不能直接在軸端面上鉆中心孔，加工連桿時(shí)，可以用加工過的主軸頸作為定位基準(zhǔn)，安裝到專用的偏心卡盤分度夾具中，以此來讓 連桿軸頸的軸線與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線重合，有利于零件的加工 ]5[ 。故選用中心孔定位的方法，它是輔助基準(zhǔn)，裝夾方便，不但能節(jié)省找正時(shí)間，還能保證連桿軸頸的位置精度。由于該零件的剛性差，所以要按先粗后精的原則安排加工順序，逐步提高加工精度，主軸頸與連桿軸頸的加工順序：先粗加工主軸頸，再半精加工主軸頸，以此為基準(zhǔn)粗加工連桿軸頸，再磨主軸頸，最后磨連桿軸頸。零件開始加工時(shí)，所有的面均未加工，只能以毛坯面作定位基準(zhǔn)，這種以毛坯面為定位基準(zhǔn)的，稱為粗基準(zhǔn)，以后的加工，必須以加工過的表面做定位基準(zhǔn)，以加工過表面為定位基準(zhǔn)的稱精基準(zhǔn)。 ① 精基準(zhǔn)的選擇原則 選擇精基準(zhǔn)時(shí)，重點(diǎn) 考慮是如何減少工件的定位誤差，保證工件的加工精度，同時(shí)也要考慮工件裝卸方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單，一般應(yīng)遵循下列原則： (1)基準(zhǔn)重合原則所謂基準(zhǔn)重合原則是指以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作定位基準(zhǔn)，以避免基準(zhǔn)不重合誤差?；鶞?zhǔn)統(tǒng)一可較好地保證各個(gè)加工面的位置精度，同時(shí)各工序所用夾具定位方式統(tǒng)一，夾具結(jié)構(gòu)相似，可減少夾具的設(shè)計(jì)、制造工作量。 (3)自為基準(zhǔn)原則有些精加工工序，為了保證加工質(zhì)量，要求加工余量小而均勻，采用加工面自身作定位基準(zhǔn)，稱為自為基準(zhǔn)原則。 (4)互為基準(zhǔn)原則為了使加工面獲得均勻的加工余量和加工面間有較高的位置精度，可采用加工面間互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。又如加工精密齒輪時(shí)，通常是齒面淬硬后再磨齒面及內(nèi)孔。 以上介紹了精基準(zhǔn)選擇的幾項(xiàng)原則，每項(xiàng)原則只能說明一個(gè)方面的問題，理想的情況是使基準(zhǔn)既 “重合 ”又 “統(tǒng)一 ”，同時(shí)又能使定位穩(wěn)定、可靠，操作方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單。 還應(yīng)該指出，工件上的 定位精基準(zhǔn)，一般應(yīng)是工件上具有較高精度要求的重要工作表面，但有時(shí)為了使基準(zhǔn)統(tǒng)一或定位可靠，操作方便，人為地制造一種基準(zhǔn)面，這些表面在零件的工件中并不起作用，僅僅在加工中起定位作用，如頂尖孔、工藝搭子等。 ② 粗基準(zhǔn)的選擇原則 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，重點(diǎn)考慮如何保證各個(gè)加工面都能分配到合理的加工余量，保證加工面與不加工面的位置尺寸和位置精度，同時(shí)還要為后續(xù)工序提供可靠精基準(zhǔn)。 2)為了保證零件上加工面與不加工面的相對位置要求，應(yīng)選不加工面為粗基準(zhǔn)。 3)為了保證零件上重要表面加工余量均勻，應(yīng)選重要表面為粗基準(zhǔn)。 例如車床床身導(dǎo)軌面是重要表面，不僅精度和表面質(zhì)量要求很高，而且要求導(dǎo)軌表面的耐磨性好，整個(gè)表面具有大體一致的物理力學(xué)性能。因此，導(dǎo)軌面粗加工時(shí)，希望加工余量均勻，這樣，不僅有利于保證加工精度，同時(shí)也可能使粗加工中切去一層金屬盡可能薄一些，以便留下一層組織緊密而耐磨的金屬層。反之，若以床腳為粗基準(zhǔn)先加工導(dǎo)軌面，由于全套設(shè)計(jì)（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 床身毛坯的平行度誤差，不得不在床身的導(dǎo)軌面上切去一層不均勻的較厚金屬，不利于床身加工質(zhì)量的保證。 4)為了使定位穩(wěn)定、可靠，應(yīng)選毛坯尺寸和位置比較可靠、平整光潔面作粗基準(zhǔn)。 5)粗基準(zhǔn)應(yīng)盡量避免重復(fù)使用，特別是在同一尺寸方向上只允許裝夾使用一次。 軸類零件的定位基準(zhǔn)與裝夾方法 （ 1）定位基準(zhǔn) 由軸類零件本身的結(jié)構(gòu)特征決定了最常用的定位基準(zhǔn)是兩頂尖孔，因?yàn)檩S類零件各外圓表面、螺紋表面的同軸度及端面對軸線的垂直度等這些精度要求，它們的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般都是軸的中心線，用頂尖孔作為定位基準(zhǔn)，重復(fù)安裝精度高，能夠最大限度地在一次安裝中加工出多個(gè)外圓和端面，這符合基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。 （ 2）裝夾方法 為保證軸類零件的加工精度，其裝夾尺可能遵守基準(zhǔn)重 合和基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，其裝夾方法有以下幾種 ]26[ ： 1）單用卡盤裝夾外圓表面（一夾）：用外圓表面定位時(shí)可用三爪自定心卡盤或四爪單動(dòng)卡盤夾住外圓表面。 3）卡盤和中心架配合使用裝夾零件（一夾一托）：加工軸上的軸向孔或車端面、鉆中心孔時(shí)，為提高剛性，可用三爪卡盤夾住一頭，中心架托住另一頭的裝夾方法。 4）兩頭頂尖裝夾零件（雙頂）：用前后頂尖與中心孔配合定位，通過撥盤和雞心夾帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，此法定位精度高，但支承剛度較低，傳動(dòng)的力矩較小，一般多用于外圓表面的半精加工和精加工。 5）當(dāng)生產(chǎn)批量大，零件形狀不規(guī)則時(shí)，可設(shè)計(jì)專用夾具裝夾。以兩頂尖定位方式粗加工主軸頸，全套設(shè)計(jì)（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 再半精加工主軸頸，再以偏心卡盤分度夾具夾住 主軸頸加工連桿軸頸。中批量生產(chǎn)。該零件的剛性差，應(yīng)按先粗后精的原則安排加工順序，逐步提高加工精度，主軸頸與連桿軸頸的加 工順序：先粗加工主軸頸再半精加工主軸頸，然后粗加工連桿軸頸，再磨主軸頸，再磨連桿軸頸。 表 41 加工工藝路線一 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 工藝裝備 1 鑄造 鑄造 2 清砂 清砂 3 熱處理 人工時(shí)效處理 4 清砂 細(xì)清砂 5 涂漆 非加工表面涂紅色 防銹漆 6 劃線 以毛坯外形找正，劃主要加工線，偏心距 120177。 T617A 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 續(xù)表 41 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 工藝裝備 13 粗車 夾右端頂左端中心孔，車左端外圓φ 110+ + ㎜至φ1250 –㎜，車右端所有軸徑至φ 114177。 ㎜ .裝夾在車拐徑專用工裝上 CW6163 專用車拐徑工裝 17 精車 精車拐徑φ ㎜至φ 177。 ㎜處，頂左端中心孔，精車軸徑至φ 111㎜，長度尺寸至 94 ㎜保 75 ㎜尺寸 CW6163 19 精車 夾左端（φ 110 ㎜處）頂右端中心孔 精車軸徑至φ 111 ㎜，長度尺寸至 103 ㎜，其余部分車至φ 106㎜，保 75 ㎜尺寸 CW6163 20 粗磨 以兩中心孔定位，磨右端軸徑至φ + 0 ㎜，軸徑φ ㎜至尺寸φ + 0 ㎜ M1450B 21 粗磨 以兩中心孔定位，調(diào)頭裝夾，磨左端軸徑φ 110+ +㎜至尺寸φ + 0 ㎜ M1450B 22 銑 精銑 140+ + ㎜兩端面至圖樣尺寸 X6132 23 銑 銑底面 75 ㎜ 140 ㎜，以兩側(cè)面定位并壓緊，保證距中心高80 ㎜，總高為 270 ㎜ X6132 24 鉆 以兩軸徑φ + 0 ㎜定位壓緊，鉆攻 4 M247H螺紋孔 Z3050 鉆模 25 磨 以兩端中心孔定位，磨拐徑φ ㎜至圖樣尺寸。角 T617A 33 鉆 重新裝夾工件，鉆φ 10㎜油孔，及 M427H底孔， M127H底孔，攻 M247H， M127H 螺紋 T617A 34 鉆 鉆拐徑φ 10 ㎜斜油孔，采用專用工裝裝夾 Z3032 35 鉗 修油孔、倒角、清污垢 36 檢驗(yàn) 檢查各部尺寸 37 入庫 涂油入庫 表 42 加工工藝路線二 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 工藝裝 備 1 鑄 鑄造，清理 2 熱處理 正火 3 鋸 4 鉆中心孔 銑曲軸兩端面鉆中心孔 臥式雙面中 心鉆床 5 粗車 粗車主軸頸右端 CA6140 6 粗車 粗車主軸頸左端 CA6140 7 半精車 半精車主軸頸右端 CA6140 8 半精車 半精車主軸頸左端 CA6140 9 粗車 粗車連桿軸頸切第一、二側(cè)板 特種多刀車 床 10 粗銑 粗銑連桿上、下及前、后端 X6132 11 鉆孔 在第一側(cè)板及主軸頸上鉆油孔 特種兩面四 軸鉆床 12 擴(kuò)孔 擴(kuò)孔φ 32 特種兩面四 軸鉆 床 13 攻螺紋 在油孔上攻螺紋 4M2 M12 并倒角 特種雙面臥式四軸攻螺紋機(jī)床 14 銑鍵槽 在主軸頸右端粗銑鍵槽 X6132 15 校直 校直 壓床 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 續(xù)表 42 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 工藝裝備 16 熱處理 淬火 17 去毛刺 在所有側(cè)面去除機(jī)械加工所留下的毛刺 輥道上 18 清理并吹 凈 在乳化液中清洗頂尖和油孔保證沒有贓物并吹凈 清洗機(jī)上 19 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)以上加工尺寸 檢驗(yàn)臺上 20 修正中心 孔 修正中心孔 21 磨削 磨削主軸頸右端并倒角 M1432A 22 磨 削 磨削主軸頸左端并倒角 M1432A 23 磨削 磨削連桿軸頸第一、二側(cè)板并倒角 M1432A 24 磨削 磨削連桿上、下及前、后端并倒角 M1432A 25 去毛刺吹 凈 在所有孔口處拋光棱邊在主軸頸、連桿軸頸上去毛刺并吹凈 輥道上 26 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)臺上 27 動(dòng)平衡 曲軸動(dòng)平衡量每端不大于 n=600r/min 動(dòng)平衡機(jī)上 28 去除不平 衡量 去除不平衡量 立式鉆床、立 式銑床 29 校直 校直 液壓床上 30 終檢 終檢 檢驗(yàn)臺上 5）機(jī)加工工藝路線的確定 經(jīng)過綜合 比較和分析，筆者認(rèn)為路線二，在保證產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上更加高效簡潔，有利于批量生產(chǎn)，故選擇路線二。如表 51 所示。如表 52 所示。如表 53 所示。如表 54 所示。如表 55 所示。如表 56 所示。其工序尺寸及公差如表 57 所示。如表 58 所示。如表 59 所示。如表 510 所示。 夾具有：頂尖、 V 形塊、偏心卡盤分度夾具。 刀具有： 90 度車刀、 R3 圓弧車刀、銑刀、φ φ 20 鉆頭、砂輪、切斷刀。 切削用量及工時(shí)定額確定 （ 1）粗車曲軸兩端面，鉆中心孔 機(jī)床： CA6140 臥式車床。外圓車刀，刀片材料為 YT15， 刀桿尺寸為 16mm 25mm， kr=900， γ 0=150， α 0=80， rε = 。 2）進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表 ，選用 f=。所以實(shí)際切削速度為 : 1 1 0 3 1 51 0 0 0 1 0 0 0wc dnv ? ? ???? =(m/min) 5）校驗(yàn)機(jī)床功率和機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度：略 ② 工時(shí)定額： 1）計(jì)算基本時(shí)間： 12b L L Lt nf??? (53) 式中： L=118, L1=4, L2=0 所以 ： 12 1 1 8 4 0 .7 7 53 1 5 0 .5b L L Lt nf?? ?? ? ??min 2）?。? T 輔 =5min， ? =3%， ? =2%， T 準(zhǔn)終 =10min 3）單件 的工時(shí)定額為： ? ?3 2 1 01 1 0 . 5 4 2 51 0 0 1 0 0 5TTT N????? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?準(zhǔn) 終作= （ 2）粗車主軸頸右端時(shí)： 切削用量：（車刀刀桿尺寸取 25? 25） ap= ，由《切削用量簡明手冊》表 得 f=， 由《切削用量簡明手冊》表 查得 v=59m/min， 則 n=318v/d=318? 59/==167r/min 工時(shí)定額： 由《切削用量簡明手冊》表 得：裝夾工件時(shí)間為 由《切削用量簡明手冊》表 得：松開卸下工件時(shí)間為 ， 由《切削用量簡明手冊》表 得：操作機(jī)床時(shí)間為： ++++++++++++= 由《切削用量簡明手冊》表 得：測量工件時(shí)間為： += T1=+++= 由《切削用量簡明手冊》表 得機(jī)動(dòng)時(shí)間為： T2=+++= 由《切削用量簡明手冊》表 得布置工作地、休息和生理時(shí)間分別為： T3=53min、 T4=15min T 基 =lz/nfap=則 T 總 =T1+T2+T 基 +53+15= （ 3）粗車主軸頸左端時(shí)： 全套設(shè)計(jì)（圖紙）請聯(lián)系 174320523 各專業(yè)都有 切削用量： ap = 由《切削用量簡明手冊》表 得： f=由《切削用量簡明手冊》表 得： v=59m/min 則 n=318v/d=318? 59/==167r/min 工時(shí)定額：（同上） T1= T2= T3=53min T4=15min T 基 =? 5/167? ? = T 總 =T1+T2+T3+T3+T 基 = (4)半精車主軸頸右端時(shí)： 切削用量：（刀尖圓