空壓機(jī)曲軸教材

1、1 引言1.1 畢業(yè)設(shè)計的目的畢業(yè)課程設(shè)計是學(xué)生在最后學(xué)習(xí)階段一次重要的設(shè)計訓(xùn)練與考核， 通過此環(huán) 節(jié)的實踐其目的是：1）培養(yǎng)學(xué)生在綜合運用已修課程所學(xué)的理論知識，結(jié)合教學(xué)掌握一定的設(shè) 計技能，并通過實際設(shè)計訓(xùn)練鞏固和提高所學(xué)的理論知識。2）通過實際設(shè)計訓(xùn)練，使學(xué)生掌握設(shè)計的一般方法和步驟，樹立正確的設(shè) 計思想， 建立工程概念， 培養(yǎng)學(xué)生獨立思考與集思廣益的團(tuán)隊合作方式， 為后續(xù) 從事技術(shù)工作與進(jìn)一步學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。3）通過設(shè)計計算，培養(yǎng)學(xué)生運用設(shè)計資料，手冊與國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的 能力，進(jìn)行一次全面的機(jī)械設(shè)計基本技能訓(xùn)練，提高綜合素質(zhì)。通過該畢業(yè)設(shè)計， 使學(xué)生達(dá)到以下目的： 能綜合的編寫機(jī)械加

2、工工藝過程卡 片，數(shù)控加工工序卡片， 數(shù)控加工刀具卡片等工藝文件， 能合理的確定加工工序 的定位與夾緊方案。1.2 畢業(yè)設(shè)計的基本要求：1.2.1 主要任務(wù)學(xué)生應(yīng)在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下獨立完成一項給定的設(shè)計任務(wù)， 編寫符合要求 的設(shè)計說明書，并正確繪制有關(guān)圖表1.2.2 知識要求學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計工作中， 應(yīng)綜合運用多學(xué)科的理論、 知識與技能， 分析與解 決工程問題1.2.3 能力要求學(xué)生應(yīng)學(xué)會依據(jù)技術(shù)課題任務(wù)， 進(jìn)行資料的調(diào)研、 收集、加工與整理和正 確使用工具書； 培養(yǎng)學(xué)生掌握有關(guān)工程設(shè)計的程序、 方法與技術(shù)范圍， 提高工程 設(shè)計計算、圖紙的繪制、編寫技能文件的能力；培養(yǎng)學(xué)生掌握實驗、測試等科學(xué)

3、研究的基本方法；鍛煉學(xué)生分析與解決工程實際問題的能力。1.2.4 綜合素質(zhì)要求通過畢業(yè)設(shè)計， 學(xué)生應(yīng)能樹立正確的設(shè)計思想； 培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)1態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實的工作作風(fēng)；在工作設(shè)計應(yīng)能樹立正確的工程意識與經(jīng)濟(jì)意識，樹立正確的生產(chǎn)觀點、經(jīng)濟(jì)觀點與全局觀點2 空壓機(jī)曲軸零件的分析2.1 空壓機(jī)的簡述 空氣壓縮機(jī)（英文為： air compre ssor）是氣源裝置中的主體，它是將原 動機(jī)（通常是電動機(jī)）的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成 體壓力能的裝置，是壓縮空氣的氣壓發(fā) 生裝置空壓機(jī)工作原理簡述 螺桿式單級壓縮 空壓機(jī)是由一對相互平行齒合的陰陽轉(zhuǎn)子（或 稱螺桿）在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)子齒槽之間的空 氣不斷地產(chǎn)生周期

4、性的容積變化，空氣則沿著 轉(zhuǎn)子軸線由吸入側(cè)輸送至輸出側(cè)，實現(xiàn)螺桿式 空壓機(jī)的吸氣、 壓縮和排氣的全過程。 空壓機(jī)的進(jìn)氣口和出氣口分別位于殼體的兩端， 陰轉(zhuǎn)子的槽與陽轉(zhuǎn)子的齒被主電機(jī)驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。 由電動機(jī)直接驅(qū)動壓縮機(jī)，使曲軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運 動，帶動連桿使活塞產(chǎn)生往復(fù)運動， 引起氣缸容積變化。 由於氣缸內(nèi)壓力的變化， 通過進(jìn)氣 閥使空氣經(jīng)過空氣濾清器（消聲器）進(jìn)入氣缸，在壓縮行程中，由於氣缸容積的縮小，壓縮 空氣經(jīng)過排氣閥的作用，經(jīng)排氣管，單向閥（止回閥）進(jìn)入儲氣罐，當(dāng)排氣壓力達(dá)到額定壓 力 0.7MPa 時由壓力開關(guān)控制而自動停機(jī)。當(dāng)儲氣罐壓力降至0.5-0.6MPa 時壓力開關(guān)自動 聯(lián)接啟動。2

5、.2 空壓機(jī)曲軸的作用空壓機(jī)曲軸是活塞式壓縮機(jī)中接受電動機(jī)以扭矩形式輸入的動力、并將旋 轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動的一個重要零件， 它在工作過程中將承受周期性的、 復(fù)雜的 交變載荷， 曲軸常用材料有優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和球墨鑄鐵等， 因此曲軸毛坯也就有 鍛造曲軸和鑄造曲軸兩大類。本設(shè)計當(dāng)中，曲軸采用鑄造毛坯。2.3 空壓機(jī)曲軸所選材料的特點本設(shè)計中的空壓機(jī)曲軸在工作過程中承受周期性的、復(fù)雜的交變載荷，選 用的材料是QT600-3 球墨鑄鐵，在力學(xué)性能方面是可行的。 QT600-3 球墨鑄鐵的特點有： （ 1）熱導(dǎo)率 QT600-3 組織中的石墨比基體組織（ P+F）導(dǎo)熱性能要好得多，因 此 QT600-3

6、熱導(dǎo)率較好。（ 2）減振性： 由于含碳量較高， QT600-3 減振性要優(yōu) 于鋼，球鐵中的碳主要以石墨的形式存在，石墨的球化率越高，減振性就越低， 所以應(yīng)選用球化率不是很高的球鐵 QT600-3。并且球鐵的減振性受溫度的影響很 小，不會因溫度升高或降低而變化。 （3）在切削性能方面： 球墨鑄鐵含有較 多的石墨，能起切削潤滑作用，因而切削加工阻力較小，切削速度較高。（4）耐蝕性 大量實驗結(jié)果證明，球墨鑄鐵在大氣中及淡水中，尤其是在流動的水 中，耐蝕性優(yōu)于鋼。 （5）耐磨性： 由于含碳量較高及石墨的作用，球墨鑄鐵是 良好的耐磨和減摩材料，其耐磨性要優(yōu)于鋼 , 可降低對鋼板的損傷，提高產(chǎn)品的 合格率

7、。球墨鑄鐵輥的制造工藝流程為： 鑄件澆鑄 鑄件探傷 去應(yīng)力退火金 屬切割加工 時效處理。球墨鑄鐵的澆鑄可采用砂型鑄造。與鍛鋼相比，鑄件 留取的加工余量要小得多， 材料本身切削加工性較好， 工藝過程相對簡單， 縮短 了加工周期。 曲軸接受電動機(jī)以扭矩形式輸入的動力、 并將旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹?線運動的工作流程中， 環(huán)境高溫易于上升， 但材料本身的溫度變化不大， 且球墨 鑄鐵在多方面的性能都接近或優(yōu)于中碳鍛鋼， 因此用球墨鑄鐵輥來代替承受沖擊 載荷不是很大的中碳鍛鋼輥，其 使用壽命至少不會降低。球墨鑄鐵在材料 性能、加工工藝等很多方面都優(yōu)于或接近中碳鍛鋼， 很好地解決了軋機(jī)前后因使 用中碳鍛鋼輥而造成的

8、鋼材或鑄坯的表面劃傷等難題，而且大幅度降低了成本。 球墨鑄鐵輥在軋機(jī)前后輥道上的成功應(yīng)用表明， 在冶金企業(yè)里， 球墨鑄鐵輥的應(yīng) 用具有很大的推廣價值。3 工藝規(guī)程設(shè)計3.1 空壓機(jī)曲軸的工藝分析QI ml圖3-1空壓機(jī)曲軸產(chǎn)品型號立式2-WH-3. 0/30產(chǎn)品名稱 多機(jī)組組合中壓空壓機(jī)材料 QT&00-3批量牛產(chǎn)5001)2)3)4)5)5M24-7H 、M12-7H 系列螺紋孔6)兩處 140+00.000228 270 四周平面7)兩處尺寸 75 的左右側(cè)面通空壓機(jī)曲軸的零件圖工藝分析，來確定零件加工的內(nèi)容、加工要求，初 步確定各個加工結(jié)構(gòu)的加工方法。3.1.1 確定加工內(nèi)容本設(shè)計中的空

9、壓機(jī)曲軸結(jié)構(gòu)較為簡單，主要有平面、軸系、孔系、螺紋等結(jié) 構(gòu)組成，毛坯為鑄件。根據(jù)附錄 1 的圖紙，得出的加工表面有： 尺寸 100+00.002035 的兩處軸頸 尺寸100-00.003716 的拐軸 尺寸 105-00.4240 的過渡軸，錐度 1:10 的軸，寬 28-00.002742 的鍵槽8)各類油孔及兩端 A6.3 中心孔等3.1.2 明確加工要求 根據(jù)零件圖紙中各加工表面的尺寸、形位公差、粗糙度等要求的具體分析?？梢缘贸隽慵饕庸ひ鬄椋?1) 尺寸 100-00.003716 的拐軸，尺寸公差大于 IT7 級，表面粗糙度要求較高， 為 Ra0.8 m，形位公差也有較高要求，

10、其圓柱度為0.015，該軸的中心線與基準(zhǔn) AB的平行度為 0.02。(2) 尺寸100+00.002035 的兩處軸頸，尺寸公差大于 IT7 級，表面粗糙度要求較 高，為 Ra1.6m，形位公差也有較高要求，其兩處軸頸與基準(zhǔn) A B 的同軸度 要求均為 0.02。同時兩處軸頸的圓柱度為 0.015。(3) 尺寸105-00.2404 的過渡軸與錐度 1:10 的軸，雖然尺寸精度不高，但在表 面粗糙度上也有較高要求，為 Ra1.6m。并且其中錐度軸在形位公差上要求其 表面相對基準(zhǔn) AB 的跳動范圍在 00.03，其中心線與基準(zhǔn) C 的中心線的共線度 為 0.05。4) 5M24-7H 、M12-

11、7H 系列螺紋孔尺寸精度較高，公差都為 IT7 級5) 鍵槽的精度一般，但形位公差有要求。其他一般加工要求為：油孔 32、20、 10 及各類加工平面只標(biāo)注了基 本尺寸，可按自由尺寸公差等級 IT11IT12 來處理，表面粗糙度要求不高，為Ra12.5m。圖紙中有技術(shù)要求：（1）1:10 圓錐面要用標(biāo)準(zhǔn)量規(guī)涂色檢查，接觸面不少于 80%（2）清除干凈油孔中的切削。（ 3）未注倒角為 145。（ 4）要求該零件材料為 QT600-33.1.3 擬定各結(jié)構(gòu)的加工方法 根據(jù)分析各加工部位的加工要求得出：（1）尺寸 100+00.000253 的兩處軸頸，尺寸 100-00.003716 的拐軸，尺寸

12、 105-00.4240 的過渡 軸，錐度 1:10 的軸擬選擇粗車 精車 磨削的方案。（ 2）平面類可用面銑刀粗銑 精銑的方法。（3）5M24-7H 、M12-7H 系列螺紋孔處可選用鉆中心孔 鉆底孔 擴(kuò) 孔 鉸孔（4）其余不重要表面可一次加工至尺寸 另外，在加工表面的形位公差的要求上，在加工時要根據(jù)定位基準(zhǔn)來保證。3.2 毛坯尺寸的確定毛坯的尺寸的確定詳見毛坯圖。其中，曲軸在鑄造時，左端軸100+00.000235 處在直徑方向流出工藝尺寸量，鑄造尺寸為 130mm，這樣是為了開拐前加工出工 藝鍵槽準(zhǔn)備，該工藝鍵槽與開拐工裝配合傳遞扭矩。圖 3-3 工序五：粗銑平面圖 3-47圖 3-5

13、工序八：粗車左右外圓圖 3-6工序九：銑工藝鍵槽圖 3-7工序十：粗車拐徑8圖 3-10 工序十三：鉆攻螺紋孔9圖 3-11工序十四：精車左右端外圓10圖 3-14 工序十七：磨圓錐面工序十九：銑鍵槽圖 3-16 工序二十：鉆左端各類孔11圖 3-17 工序二十一：鉆斜油孔3.4 機(jī)床的選擇熱處理設(shè)備的選擇工序二中，時效處理的設(shè)備選用空壓機(jī)曲軸，材料是由球墨鑄鐵 QT600-3，鑄件。尺寸精度較高，在工作過 程中主要是傳遞扭矩與傳動， 載荷較大。 為了達(dá)到消除工件在加工時產(chǎn)生的殘余 內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定鋼材組織和尺寸，尤為重要。需采用人工時效來改善其機(jī)械性能。因此，采用臺車爐的設(shè)備來實現(xiàn)本次時效處理，

14、臺車爐是國家標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能型 周期式作業(yè)爐，超節(jié)能結(jié)構(gòu)，采用復(fù)合纖維保溫，超輕質(zhì)高強(qiáng)度微珠真空 球節(jié)能磚，獨家生產(chǎn)防掉絲上斜 20擱絲磚，爐口防工件撞擊磚，自動密 封臺車和爐門，一體化連軌，不需基礎(chǔ)安裝，放在水平地面即可使用。主要用于高鉻、高錳鋼鑄件、灰口鑄鐵件、球墨鑄鐵件、軋輥、鋼球、破碎機(jī)錘頭、耐磨襯板淬火、退火、時效以及各種機(jī)械零件熱處理之用。根據(jù)本次零件的大小選用的臺車爐型號為 RT2-105-9其工作區(qū)尺寸為 1500 80060012外圓表面加工設(shè)備的選擇工序八、十、十四、十六中車削的設(shè)備選用 空壓機(jī)曲軸主要加工表面都屬于回轉(zhuǎn)體， 并且精度等級高，采用車床進(jìn)行粗、 精加工。再用磨床進(jìn)行表

15、面光整。削時采用的是型號為 CW6180普通車床，其主要用于車削內(nèi)外圓柱面、圓錐面及其它旋轉(zhuǎn)體零件，可加工各種常用的公制、英制、模數(shù)和徑節(jié)螺紋，并能拉削油溝和鍵槽。其結(jié)構(gòu)剛度與傳動剛度均較高，精度穩(wěn)定，并能進(jìn)行強(qiáng)力切削。圖 3-19 CW6180 普通車床工序十一、十五、十七中磨削的設(shè)備選用磨削時采用的是型號為 M1432外圓磨床。 M1432型萬能外圓磨床用于磨削圓 柱和圓錐形零件的外圓和內(nèi)孔。 機(jī)床的外磨砂輪、 內(nèi)磨砂輪、 工件、油泵及冷卻， 均以單獨的電機(jī)驅(qū)動。 機(jī)床的工作臺縱向運動， 可由液壓驅(qū)動， 也可用手輪搖動。 砂輪架橫向快速進(jìn)退由液壓驅(qū)動，其進(jìn)給運動由手輪機(jī)構(gòu)實現(xiàn)。圖 3-20

16、 M1432 外圓磨床13平面銑削設(shè)備的選用工序五、十二中的銑削平面的設(shè)備選用空壓機(jī)曲軸中有的平面結(jié)構(gòu)較簡單，可采用 X62W臥式銑床，該機(jī)床由普通 機(jī)床發(fā)展而來。它集于機(jī)械、液壓、氣動、伺服驅(qū)動、精密測量、電氣自動控制、 現(xiàn)代控制理論、計算機(jī)控制等技術(shù)于一體，是一種高效率、高精度能保證加工質(zhì) 量、解決工藝難題，而且又具有一定柔性的生產(chǎn)設(shè)備。圖 3-21 X62W 臥式銑床鍵槽的加工設(shè)備的選用工序九、十九中鍵槽加工的設(shè)備選用選用的是 X52K型號的立式銑床，可以銑平面、銑側(cè)面、銑溝槽、銑特型面、銑齒條，與分度頭和掛輪配合還可以銑球面和螺旋傘齒輪等14孔類的加工設(shè)備選擇工序七、十三中鉆孔的設(shè)備選

17、用選用型號為 T68 的臥式鏜床，其是鏜床中應(yīng)用最廣泛的一種。它主要是孔加工，鏜孔精度可達(dá) IT7 ，除擴(kuò)大工件上已鑄出或已加工的孔外，臥式鏜床還能銑 削平面、鉆削、加工端面和凸緣的外圓，以及切螺紋等，主要用在單件小批量生產(chǎn)和修理車間，加工孔的圓度誤差不超過 5 微米，表面粗糙度為 Ra0.631.25 微米。所以曲軸上左端 20孔，擴(kuò)32,孔，锪 60倒邊，鉆10油孔和 M12-7H螺紋底孔 10，鉆 M24-7H螺紋底孔 21，攻 M24-7H螺紋，攻 M12-7H螺紋等圖 3-23 T68 臥式鏜床斜油孔設(shè)備的選用工序二十一中斜油孔的設(shè)備選用斜油孔精度地， 但結(jié)構(gòu)特殊。 選用型號為 Z3

18、040的搖臂鉆床， 該機(jī)床屬于粗 加工機(jī)床，153.5 加工路線的制定3.5.1 加工階段劃分的依據(jù)對于一些加工質(zhì)量要求較高或較復(fù)雜的零件，通常將整個工藝路線劃分為以 下幾個階段：粗加工階段主要任務(wù)是切除各表面上的大部分余量，其關(guān)鍵問題是 提高生產(chǎn)率。半精加工階段完成次要表面的加工， 并為主要表面的精加工做準(zhǔn)備。 精加工階段保證各主要表面達(dá)到圖樣要求，其主要問題是如何保證 加工質(zhì)量 光整加工階段對于表面粗糙度和尺寸精度要求很高的表面，還需要 進(jìn)行光整加工階段。這個階段的主要目的是提高表面質(zhì)量，一般不能用 于提高形狀精度和位置精度。常用的加工方法有金剛車（鏜） 、研磨、珩 磨、超精加工、鏡面磨、

19、拋光及無屑加工等。3.5.2 加工順序的安排的原則切削加工順序的安排先粗后精 先安排粗加工， 中間安排半精加工， 最后安排精加工和光整 加工先主后次 先安排零件的裝配基面和工作表面等表面的加工， 后安排如 鍵槽、緊固用的光孔和螺紋孔等次要表面的加工。由于次要表面加工工 作量小，又常與主要表面有位置精度要求，所以一般放在主要表面的半 精加工之后精加工之前進(jìn)行。先面后孔 對于箱體、支架、連桿、底座等零件，先加工用作定位的平 面和孔的端面，然后再加工孔。這樣可以使工件定位夾緊穩(wěn)定可靠，利 于保證孔與平面的位置精度，減少刀具的磨損，同時也給孔加工帶來方 便?；嫦刃?用作精基準(zhǔn)的表面， 要首先加工出來

20、。 所以，第一道工序一 般是進(jìn)行定位面的粗加工和半徑加工 （有時包括精加工） ，然后再以精基 準(zhǔn)定位加工其他表面。例如，軸類零件的頂尖孔的加工。熱處理工序的安排16熱處理可以提高材料的力學(xué)性能，改善金屬的切削性能以及消除殘余應(yīng)力。 在制定工藝路線時， 應(yīng)根據(jù)零件的技術(shù)要求和材料的性質(zhì)， 合理地安排熱處理工 序。退火與正火 退火或正火的目的是為了消除組織的不均勻，細(xì)化晶粒， 改變金屬的加工性能。對高碳鋼零件用退火降低其硬度，對低碳鋼零件 用正火提高其硬度，以獲得適中的較好的可切削性，同時能消除毛坯制 造中的殘余應(yīng)力。退火與正火一般安排在機(jī)械加工之前進(jìn)行。時效處理 以消除內(nèi)應(yīng)力、減少工件變形為目的

21、。 為了消除殘余應(yīng)力， 在工藝過程中需安排時效處理。對于一般鑄件，常在粗加工前或之后安 排一次時效處理；對于要求較高的零件在半精加工后尚需再安排一次時 效處理； 對于一些剛性較差、 精度要求特別高的重要零件 （如精密絲杠、 主軸等），常常在每個加工階段之間都安排一次時效處理。調(diào)質(zhì)處理 零件淬火后在高溫回火，能消除內(nèi)應(yīng)力、改善加工性能并 能獲得較好的綜合力學(xué)性能。一般安排在粗加工之后進(jìn)行。對于一些性 能要求不高的零件，調(diào)質(zhì)也做最終熱處理。淬火、滲碳淬火和滲氮 他們的主要目的是提高零件的硬度和耐磨性， 常安排在精加工（磨削）之前進(jìn)行，其中滲氮由于熱處理溫度較低，零 件變很小，也可以安排在精加工之后

22、。輔助工序的安排檢查工序是主要的輔助工序， 除了每道工序由操作者自行檢查外， 在粗加工 之后，精加工之前，零件轉(zhuǎn)換車間時，以及重要工序之后和全部加工完畢、進(jìn)庫 之前，一般都要安排檢驗工序。另外，其他輔助工序有：表面強(qiáng)化和去毛刺、倒棱、清洗、防銹等。3.5.3 加工順序的擬定 （ 詳細(xì)見附表 ） 根據(jù)上述依據(jù)，本次設(shè)計的空壓機(jī)曲軸的工序安排如下： 鑄造毛坯料 人工時效處理非加工表面涂紅色防銹漆劃偏心距 1200.1mm及外形加工線17 粗銑 75mm 140mm兩平面、 270mm上兩平面，銑 140+00.002082 mm左右兩側(cè)面 劃兩軸端中心孔線，照顧各部分加工余量鏜鉆左、右兩端中心孔

23、A6.3 ，再鏜兩端面，保證總長度尺寸粗車左、右端外圓，粗車拐徑外側(cè)左、右端面在左端 125 -00 .021 mm外圓上銑工藝鍵槽車拐徑 110-00.003761 mm，車拐徑內(nèi)左、右側(cè)面，并倒圓角，外圓留余量兩中心孔定位，精磨拐徑至圖樣尺寸，磨圓角 R3精銑 75mm 140mm兩底面， 140+00.002082 mm左右兩側(cè)面， 270mm上平面，至圖樣尺 寸，保證中心距鉆、攻 4M24-7H螺紋一夾一頂，半精車左、右端各軸徑，留 0.6mm余量，保證長度尺寸 以端面兩中心孔定位，精磨左、右端各軸徑檔至圖樣尺寸，磨圓角 R3一夾一頂，半精車 1:10 圓錐，留磨量 以兩端中心孔定位，

24、精磨 1:10 圓錐至圖紙尺寸 劃鍵槽線銑鍵槽至圖樣尺寸鉆好左端軸孔、油孔及攻各類螺紋鉆拐徑斜油孔鉗工修油孔，倒角，清污垢檢驗各部分尺寸，涂油入庫3.6 加工工步的確定3.6.1 工步劃分的依據(jù)在一個工序中， 當(dāng)加工表面不變， 切削刀具不變、 切削用量中的進(jìn)給量和切 削速度不變的情況下所完成的那部分工藝過程稱為工步。 以下三個因素中任一因 素改變后， 即成為新的工步。 每一工步通常包括一個工作行程， 也可包括幾個工 作行程。為了提高生產(chǎn)率，用幾把刀具同時加工幾個加工表面的工步， 成為復(fù)合工步， 也可以看作一個工步。 對于在一次安裝中連續(xù)進(jìn)行的若干個相同的工步， 為了簡 化工序內(nèi)容的敘述，也視為

25、一個工步。詳細(xì)見附表183.6.2 工步的劃分工序粗銑中分為 4 個工步： 粗銑 75mm 140mm兩平面 270mm上兩平面 銑 140+00.000282 mm左側(cè)面銑 140+00.000282 mm右側(cè)面工序鏜鉆中分為 2 個工步： 鏜左端面 鉆中心孔 鏜右端面 鉆中心孔工序粗車中分為 3 個工步： 車左端外圓 車右端外圓 粗車拐徑外側(cè)左、右端面工序銑中分為 1 個工步： 在左端 125 -00 .021 mm外圓上銑工藝鍵槽工序10粗車中分為 4 個工步： 粗車拐徑 粗車拐徑內(nèi)側(cè)面 精車拐徑，留磨量 精車拐徑內(nèi)側(cè)面工序11中分為 1 個工步： 精磨拐徑至圖樣尺寸，磨圓角 R3工序1

26、2精銑中分為 3 個工步：19精銑 140+00.002028 mm左側(cè)面精銑 140+00.000228 mm右側(cè)面，至圖樣尺寸 精銑 75mm 140mm兩底面 精銑 270mm的上平面，保證距中心高 80mm，總高為 270mm 工序 13 鉆中分為 2 個工步： 鉆螺紋底孔 21 攻 4M24-7H螺紋工序 14 精車中分為 4 個工步： 車拐徑外側(cè)左、右端面至尺寸 精車左端軸頸，留磨量 精車右端軸頸，留磨量 其余各軸徑檔車至 106，保證長度尺寸工序 15 磨削中分為 3 個工步：精磨左端軸頸 精磨右端軸頸精磨 105-00.2404 的過渡軸，磨圓角 R3工序 16 精車中分為 1

27、 個工步：精車 1:10 圓錐，留磨量 0.6mm工序 17 磨削中分為 1 個工步：精磨 1:10 圓錐至圖紙尺寸工序 19 銑中分為 1 個工步：銑鍵槽至圖樣尺寸工序 20 鉆中分為 7 個工步：鉆左端 20 孔，深 136 擴(kuò)32, 孔，深 50 锪 60倒邊 鉆10油孔和 M12-7H螺紋底孔 10 鉆 M24-7H螺紋底孔 21 攻 M24-7H螺紋 攻 M12-7H螺紋工序 21 鉆中分為 1 個工步：鉆拐徑斜油孔203.7 定位與夾緊方案的分析3.7.1 基準(zhǔn)的分類與定位基準(zhǔn)的選擇原則 基準(zhǔn)是零件上用來確定其他點、線、面位置所依據(jù)的那些點、線、面。按其 功用不同，基準(zhǔn)可分為設(shè)計基

28、準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。（1）設(shè)計基準(zhǔn) 設(shè)計基準(zhǔn)是圖紙上所采用的基準(zhǔn)。它是標(biāo)注設(shè)計尺寸的起 點。（2）工藝基準(zhǔn) 工藝基準(zhǔn)是在工藝過程中所使用的基準(zhǔn)。工藝過程是個復(fù) 雜的過程，按用途不同工藝基準(zhǔn)又可分為定位基準(zhǔn)、 工序基準(zhǔn)、 測量基準(zhǔn)和裝配 基準(zhǔn)。這里需要選擇的是定位基準(zhǔn)。 工藝基準(zhǔn)是在加工、 測量和裝配時所使用的 必須是實在的。然而作為基準(zhǔn)的點、線、面有時并不一定具體存在（如孔和外圓 的中心線，兩平面的對稱中心面等） ，往往通過具體的表面來體現(xiàn)，用以體現(xiàn)基 準(zhǔn)的表面稱為基面。 零件在加工過程中， 定位基準(zhǔn)的選擇不僅對加工精度和確定 加工順序有很大的影響， 而且對工裝夾具的設(shè)計與制造影響也很大。 由

29、于定位基 準(zhǔn)是由零件上具體表面的體現(xiàn)， 因此，定位基準(zhǔn)的選擇實際上是定位基面的選擇。在進(jìn)行基準(zhǔn)的選擇時，一般遵循以下幾條基本原則。粗基準(zhǔn)選擇原則 用沒有經(jīng)過加工的表面作為定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。 對于待 加工零件而言，選擇粗基準(zhǔn)時，必須要達(dá)到以下兩個基本要求：其一，應(yīng)保 證所有加工表面都有足夠的加工余量；其二，應(yīng)保證工件的加工表面和不加 工表面之間有一定的位置精度。粗基準(zhǔn)的選擇如下 : 相互位置要求原則 加工余量合理分配原則 重要表面原則 不重復(fù)使用原則 便于工件裝夾原則對于曲軸零件一開始以兩端 100+00.000253 未加工外圓表面作為粗基準(zhǔn)，粗銑 75mm140mm兩平面、 270mm上平

30、面。精基準(zhǔn)的選擇原則 精加工的選擇應(yīng)有利于保證加工精度， 并使零件裝夾方 便。在選擇時，主要應(yīng)考慮以下幾點?；鶞?zhǔn)重合原則21基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 自為基準(zhǔn)原則 互為基準(zhǔn)原則 便于裝夾原則對于曲軸零件選取了兩端的 A6.3中心孔以及兩端 100+00.000253 已加工外圓表面 作為精基準(zhǔn)。輔助基準(zhǔn)的選擇 輔助基準(zhǔn)的選擇是為了便于裝夾或易于實現(xiàn)基準(zhǔn)統(tǒng)一而認(rèn)為制成的一種定位基準(zhǔn)。對于曲軸類零件加工所使用的兩個中心孔3.7.2 各加工表面定位與夾緊方案確定銑平面的裝夾方案示意圖如下：該工序中分四次裝夾， 都是用機(jī)用虎鉗裝夾， 限制五個自由度。 固定鉗口與底面限制 3 個自由度，分別是 X、Y、Z 的轉(zhuǎn)動,

31、 活動鉗口限制了 X的移動，Z的圖 3-26 工序五、十二中的裝夾方案車削左右兩端各軸檔的裝夾方案示意圖如下：使用兩種裝夾方案，一夾一頂方案，和雙頂尖裝夾，都限制五個自由度夾一頂方案中三爪卡盤限制 X、Y、Z的移動，活動頂尖限制 X、Y 的轉(zhuǎn)動。雙頂尖裝夾圖 3-27 工序十六中的裝夾方案示意圖22圖 3-28工序八、十四、十五、十七中的裝夾方案示意圖為了工件在回轉(zhuǎn)運動時，能夠受力平衡，因此運用了配重裝置，如圖所示圖 3-29 配重裝置 加工拐徑時的裝夾方案示意圖如下：使用的是一夾一頂裝夾方案，限制五個自由度。三爪卡盤限制 X、Y、Z 的 移動，活動頂尖限制 X 、 Y 的轉(zhuǎn)動。圖 3-30

32、工序十、十四中的裝夾方案23加工各類孔德裝夾方案示意圖如下：使用的裝夾方案是一個大平面定位壓緊方案， 限制四個自由度。 工作臺的大 平面限制 X、Y 的轉(zhuǎn)動， Z 的移動，壓板限制 Z 的移動。加工鍵槽時的裝夾方案示意圖如下：使用的裝夾方案是一個大平面定位壓緊方案， 限制四個自由度。 工作臺的大 平面限制 X、Y 的轉(zhuǎn)動， Z 的移動，壓板限制 Z 的移動。圖 3-32 工序九、十九中的裝夾方案示意圖243.8 工序尺寸的確定確定曲軸徑向的工序尺寸 曲軸外圓表面多次加工的工序尺寸只與加工余量有關(guān)。 根據(jù)毛坯尺寸， 應(yīng)將 總余量分為各工序加工余量， 然后由后往前計算工序尺寸。 曲軸外圓表面的工序

33、 加工余量、工序尺寸及 Ra值見下表 3-1 ：表 3-1 平面工序尺寸加工表面工序雙邊余量（mm)工序尺寸及公差（mm)表面粗糙度 Ra（ m）（mm）粗半精精粗半精精粗半精精+0.025 100+0.0038100.6+0.54+0.22+0.02512.56.31.61.4+0.087+0.0033.2+0.025 100+0.00381.40.6+0.54+0.087+0.025+0.00312.53.21.6-0.036 100-0.07181.40.6+0.54+0.087-0.036-0.07112.53.20.8-0.24 105-0.40860.6+0.54+0.22-0.2

34、412.56.31.60.4-0.403.21:10 圓錐860.6+0.54+0.22-0.2412.56.31.60.4-0.403.2平面類的工序尺寸本零件中平面的加工精度不高，其加工余量見毛坯圖確定各類油孔的工序尺寸一個10、兩個20 普通油孔及兩個 10的斜油孔，僅采取鉆孔加工即可，孔內(nèi)表面粗糙度幾乎不做要求，故各類孔德工序尺寸及加工余量如下： 32孔內(nèi)部的 20油孔雙邊余量 20,mm拐徑上的兩個 10 斜油孔雙邊余量均為 10mm25M12 螺紋內(nèi)部的 10 油孔M24螺紋內(nèi)部的 20 油孔雙邊余量 10mm雙邊余量 20mm確定螺紋孔的工序尺寸表 3-2 螺紋工序尺寸加工表面

35、mm工序雙邊余量（ mm）鉆底孔攻絲M12-7H內(nèi)螺紋102M24-7H內(nèi)螺紋213確定鍵槽的工序尺寸該鍵槽一次加工達(dá)到圖樣要求，故工序尺寸為：鍵槽寬：-0.02228 -0.024 mm徑向尺寸：距圓錐中心線 36 -00 .1 mm長度尺寸：216,mm3.9 切削參數(shù)的計算銑平面的切削參數(shù)的選擇：（ 1） 面銑刀直徑的選擇。面銑刀的直徑課參照下式選擇： D=（1.41.6 ）B式中 D 面銑刀直徑（ mm） B 銑削寬度（ mm） 其選擇依據(jù)可參考表 3-1表 3-3 面銑刀的直徑銑削寬度 B406080100120150200面銑刀直徑 D50608010010012512516016

36、02002002502503152）面銑刀齒數(shù)的選擇，見表 3-2表 3-4 面銑刀齒數(shù)銑刀直徑D/mm50638010012516020025031540050063026齒數(shù)粗齒34568101216202632中齒3456810121620263440細(xì)齒8101218243240526480（ 3）進(jìn)給速度 Vf 的選擇 進(jìn)給速度 Vf 與每齒進(jìn)給量 fz 有關(guān)。即 Vf=nZfz 式中 Vf 進(jìn)給速度（ mm/min）； n主軸轉(zhuǎn)速（ r/min ）； Z銑刀齒數(shù)； fz 每齒進(jìn)給量（ mm/z）。每齒進(jìn)給量是數(shù)控銑床加工中心的重要切削參數(shù)，根據(jù)零件的表面粗糙度、加工精度要求，刀具及

37、工件材料等因素，參數(shù)切削用量手冊或表 3-5 選取。表 3-5 進(jìn)給量 fz/ （ mm/z）工件材料每齒進(jìn)給量 fz/ （ mm/z）粗銑精銑高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀高速鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀鋼0.010.150.010.250.020.050.010.15鑄鐵0.120.200.150.30（4）切削速度 Vc 的選擇 切削速度與刀具耐用度、每齒進(jìn)給量、吃刀量、以及銑刀齒數(shù) Z 成反比，而 與銑刀直徑成正比， 此外還與工件材料、 刀具材料和加工條件等因素有關(guān)。 表為 銑削速度 Vc 的推薦范圍。表 3-6 切削速度 Vc（m/min）工件材料Vc(m/min)27高速鋼階刀硬質(zhì)合金刀低碳鋼18-

38、4266-150中碳鋼12-3654-120高碳鋼6-2136-75HT15021-3666-150HT2004-1845-90HT3004.5-1021-30實際加工中，切削參數(shù)確定后，還要計算出主軸轉(zhuǎn)速，其計算公式為： n=1000Vc/（D） 式中 Vc 切削線速度（ m/min）； n主軸速度（ r/min ）； D刀具直徑（ mm）+0.022例如：銑粗銑 75mm140mm兩平面， 270mm上兩平面，銑 140+0.008 mm左、右 側(cè)面時，根據(jù)表 3-1 ，選用的直徑為 160 的面銑刀，又因為平面的精度不高， 根據(jù)表 3-2 選用齒數(shù)為 8的粗齒面銑刀。 因為工件材料為鑄鐵

39、件， 粗銑，刀具用 硬質(zhì)合金刀具。根據(jù)表 3-3 選用的 fz 值為 0.2 。再根據(jù)表 3-4 ，選用的 Vc值為 80。計算出主軸轉(zhuǎn)速，其計算公式為： n=1000Vc/（ D）n=159r/min因此，進(jìn)給速度 Vf 即 Vf=n Zfz 的值計算為：Vf =254 （ m/min）孔加工的切削參數(shù)（高速鋼加工鑄鐵的切削用量） ：表 3-7 孔加工的切削參數(shù)HT150HT200HT30028鉆頭直徑Vc( m/min)f ( mm/r)Vc( m/min )f ( mm/r)Vc( m/min)f ( mm/r)1616240.070.1210180.050.15120.030.0861

40、216240.120.210180.10.185120.08020.410180.180.255120.150.2225016240.40.810180.250.45120.20.3例如：加工各類油孔底孔時的參數(shù)計算如下：主軸轉(zhuǎn)速計算為 477 r/min10 孔的 Vc選為 15（m/min） f 選值為 0.1520 孔的 Vc選為 15（m/min）主軸轉(zhuǎn)速計算為 238r/minf 選值為 0.2521 底孔的 Vc選為 15（m/min）主軸轉(zhuǎn)速計算為 227r/minf 選值為 0.25鏜孔的切削參數(shù)：表 3-8 鏜孔的切削參數(shù)工件材料鑄鐵鋼及合金鋁銅及其

41、合金工序切削用 量Vc(m/min)f(mm/r)Vc(m/min)f(mm/r)Vc(m/min)f(mm/r)刀具材 料粗加高速鋼20-250.4-1.515-300.35-0.7100-1500.5-1.5工硬質(zhì)35-5050-70100-250半精高速鋼20-350.15-0.4515-500.15-0.4100-2000.2-0.5加工硬質(zhì)50-7095-1355精加高速鋼70-900.08-0.12100-1350.12-0.1150-4000.06-0.1工硬質(zhì)529車削切削參數(shù)的選擇：（1）ap 的確定粗加工時， 在允許的條件下， 盡量一次切除該工序的全部余量， 背吃刀量 般為

42、 2mm5m。m半精加工時背吃刀量一般為 0.5mm1m。m 精加工時，背吃刀量為 0.1mm0.4mm。（ 2）進(jìn)給量 f 的確定粗車時一般取 0.3mm/r0.8mm/r 。精車時常取 0.1mm/r 0.3mm/r。 切斷時宜取 0.05mm/r0.2mm/r 。詳細(xì)計算數(shù)據(jù)如工序卡片，根據(jù)切削參數(shù)的合理選用，來計算主軸轉(zhuǎn)數(shù)磨削是參數(shù)的確定：（ 1）磨床的磨削速度很高，一般 Vc=30m/s50m/s，磨床的背吃刀量很小，一般 ap=0.01mm0.05m。m（ 2）主軸及切削速度 Vc。磨削速度可用下式計算： Vc=Dn/（100060） 式中 D 砂輪直徑（ mm）n 砂輪每分中轉(zhuǎn)速

43、（ r/min ）例如：磨削時，選用的 Vc=30 m/min 砂輪選用 200mm n = 2866 r/min303.10 部分?jǐn)?shù)控編程工序十六中半精車圓錐， 我們?yōu)榱隋F度的精度與效率， 也可以采用數(shù)控機(jī)床編程加工該表面。設(shè)備需用型號為 CK6180的數(shù)控機(jī)床圖如下：編程如下:G54 G90 G18 M03 S600;G00 X60 Z10;GO1 X41.7 Z0 F0.2;G01 X53.3 Z-216;GO1 Z-307;GOO X60;G00 Z40;M30;313.11 刀具的選用表 3-9序號刀具加工表面圖例T01160 端面銑刀T02外圓車刀75mm 140mm兩平面、 27

44、0mm上兩平面，銑 140+00.002028 mm左右兩側(cè)面 的粗精銑削及軸端面車左、右端外圓， 與拐 徑外側(cè)左、右端面，拐 徑與拐徑內(nèi)左、右側(cè)面T03 10 鍵槽銑刀工藝鍵槽T04 28 鍵槽銑刀28 鍵槽的加工T05 A6.3 中心鉆 鉆中心孔T0660角锪孔鉆锪 60倒角T07 10麻花鉆鉆10 油孔T08 20麻花鉆鉆20 油孔T09 21 麻花鉆鉆 M24 螺紋底孔T1032 擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔 32T11 M12 絲錐攻 M12 螺紋T12 M24 絲錐攻 M24 螺紋T13外圓砂輪磨削各類軸面323.12 量具的選擇一覽表表 3-10名稱圖例0 125mm游標(biāo)卡尺0 300mm游標(biāo)卡尺0 500mm游標(biāo)卡尺01000mm游標(biāo)卡尺100125外徑千分尺M(jìn)12標(biāo)準(zhǔn)螺栓M24標(biāo)準(zhǔn)螺栓333.13 夾具選用一覽表表 3-1134結(jié)論機(jī)械制造畢業(yè)設(shè)計是我們學(xué)完了大學(xué)的全部課程后，結(jié)合專業(yè)基礎(chǔ)課以及 所有的專業(yè)課的知識作為前提