柴油機曲軸及其夾具設(shè)計

1、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計柴油機曲軸機械加工工藝及其夾具設(shè)計THE DIESEL ENGINE CRANKSHAGTS PROCESSING TECHNOLOGY AND THE FIXTURE DESIGGN學(xué)生姓名：陳 卓學(xué) 號：200941914304年級專業(yè)及班級：2009級機械設(shè)計制造及其 自動化（3）班指導(dǎo)老師及職稱：董亮 副教授學(xué) 部：理工學(xué)部湖南·長沙提交日期：2013年5月湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計誠信聲明本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。除文中已

2、經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。同時，本論文的著作權(quán)由本人與湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院、指導(dǎo)教師共同擁有。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 畢業(yè)設(shè)計作者簽名： 年 月 日目 錄摘 要1關(guān)鍵詞11 前言21.1 設(shè)計的主要內(nèi)容21.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀22 柴油機曲軸工藝設(shè)計32.1 分析零件圖32.1.1 零件的作用32.1.2 零件的工藝分析32.2 確定生產(chǎn)類型3 2.3 確定毛坯32.3.1 確定毛坯的種類32.3.2 確定鑄件余量及形狀32.3.3 畫鑄件零件綜合

3、圖32.4 機械加工工藝過程設(shè)計32.4.1 選擇表面加工方法42.4.2 確定工藝過程方案5 2.5 選擇加工設(shè)備與工藝裝備62.5.1 選擇機床62.5.2 選擇夾具62.5.3 選擇刀具62.5.4 選擇量具72.6 確定工序尺寸72.7 確定切削用量及時間定額92.7.1 工序070（粗車長頭）切削用量及時間定額92.7.2 工序130（鉆孔14.2）切削用量及時間定額122.7.3 工序240（銑K面）切削用量及時間定額143 R180柴油機曲軸第一套夾具設(shè)計153.1 明確設(shè)計任務(wù)、收集分析原始資料15 3.1.1 加工工件的零件圖153.1.2 設(shè)計任務(wù)書153.1.3 工序簡圖

4、163.1.4 分析原始資料16 3.2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案163.2.1 根據(jù)六點定位規(guī)則確定工件的定位方式163.2.2 選擇定位元件，設(shè)計定位裝置163.2.3 分析計算定位誤差163.2.4 確定工件的夾緊裝置17 3.3 繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖183.3.1 擬訂夾具總裝圖的尺寸、公差與配合以及技術(shù)要求183.3.2 繪制夾具總裝配圖194 R180柴油機曲軸第二套夾具設(shè)計19 4.1 明確設(shè)計任務(wù)、收集分析原始資料204.1.1 加工工件的零件圖204.1.2 設(shè)計任務(wù)書204.1.3 工序簡圖204.1.4 分析原始資料20 4.2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案20 4.3 夾具定位誤差分析21

5、 4.4 擬訂夾具總裝圖的尺寸、公差與配合及技術(shù)要求214.4.1 尺寸、公差與配合214.4.2 制訂技術(shù)要求21 4.5 繪制夾具總裝圖215結(jié)論22參考文獻(xiàn)22致謝23附錄23 柴油機曲軸機械加工工藝及夾具設(shè)計學(xué) 生：陳 卓指導(dǎo)老師：董 亮（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院，長沙 410128）摘 要：曲軸是柴油發(fā)動機的重要零件。它的作用是把活塞的往復(fù)直線運動變成旋轉(zhuǎn)運動，將作用在活塞的氣體壓力變成扭矩，用來驅(qū)動工作機械和柴油發(fā)動機各輔助系統(tǒng)進(jìn)行工作。本設(shè)計是根據(jù)被加工R180柴油機曲軸的技術(shù)要求，進(jìn)行機械工藝規(guī)程設(shè)計，然后運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計。主要工

6、作有：繪制產(chǎn)品零件圖，了解零件的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求；根據(jù)生產(chǎn)類型和所在企業(yè)的生產(chǎn)條件，對零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和工藝分析；確定毛坯的種類及制造方法；擬定零件的機械加工工藝過程，選擇各工序的加工設(shè)備和工藝設(shè)備，確定各工序的加工余量和工序尺寸，計算各工序的切削用量和工時定額；填寫機械加工工藝過程卡片、機械加工工序卡片等工藝卡片；設(shè)計指定的專用夾具，繪制裝配總圖和主要零件圖。關(guān)鍵詞：機械制造;加工工藝;曲軸;夾具The Diesel Engine Crankshafts Processing Technology and theFixture DesignAuthor:Chen ZhuoTutor:Don

7、g Liang(Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128) Abstract:Crankshaft is a very important parts of diesel engine. Is action is change the to and fro straight-line motion of the piston into rotary motion and change the gas pressure on the piston into torqu

8、e, that is used to drive executive body and accessory system of the diesel engine. This design is on the basis of technical requirement of the R180 diesel engine crankshaft to design the technological procedure. And then use the fundamental and method of the fixture design to fix the fixture design

9、programme and complete the structural of the fixture. The main work is: Parts drawing, understand the characteristic of structure and technical requirement; Accroding to the types of manufacturing and the plant conditions of the company we will analyse the structure and craft of the crankshaft; Fix

10、the type and manufacturing method of the roughcast; Fix the processing technic of the crankshft,select device and equipment fix the machining allowance and working procedure size and count the cutting specifications and time allowance.; Fix the Processing technological process card and Machine-finis

11、hing operation card; Design the special fixture and plan the assembling drawing and main parts drawing.Key words: Machine manufacture, Processing craft, Crankshaft, fixture1 前言制造業(yè)生產(chǎn)的是具有直接使用價值的產(chǎn)品，而這些產(chǎn)品與社會的生產(chǎn)活動和人民生活息息相關(guān)。當(dāng)今制造業(yè)不僅是科學(xué)發(fā)展和技術(shù)發(fā)明轉(zhuǎn)換為現(xiàn)實規(guī)模生產(chǎn)力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并已成為為人類提供生活所需物質(zhì)財富和精神財富的重要基礎(chǔ)。良好的居住環(huán)境，充分的能源供給，便捷的交通

12、和通信設(shè)施，豐富多彩的應(yīng)刷出版、廣播影視和網(wǎng)絡(luò)媒體，優(yōu)良的醫(yī)療保健手段，可靠的國家和社會安全以及抵抗自然災(zāi)害的能力等，均需要制造業(yè)的支持。21.1 設(shè)計的主要內(nèi)容柴油發(fā)動機曲軸機械加工工藝規(guī)程與夾具設(shè)計（生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批量生產(chǎn)）。掌握工業(yè)規(guī)程設(shè)計的基本要求，設(shè)計工藝規(guī)程內(nèi)容及步驟，制作機械加工工藝過程卡片，機械加工工序卡片。掌握專用機床夾具設(shè)計的基本要求，設(shè)計主軸箱零件加工2個主要工序的專用機床夾具，掌握夾具設(shè)計的程序與內(nèi)容，繪制夾具總圖和主要零件圖，編寫夾具設(shè)計使用說明書。1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀伴隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，我國的發(fā)動機曲軸生產(chǎn)得到較大的發(fā)展，總量已具相當(dāng)?shù)囊?guī)模，無論是設(shè)計水平，還是

13、產(chǎn)品品種、質(zhì)量、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)方式都有很大的發(fā)展。曲軸在發(fā)動機中是承受載荷傳遞動力的重要零部件，也是發(fā)動機五大零部件中最難以保證加工質(zhì)量的零部件，其性能、水平直接影響整機的性能水平及可靠性。因此，各工業(yè)發(fā)達(dá)國家十分重視曲軸的生產(chǎn)，不斷改進(jìn)其材質(zhì)及加工手段， 以提高其性能水平，滿足發(fā)動機行業(yè)的需要。近幾年來， 國內(nèi)曲軸加工發(fā)展十分迅速。尤其是大功率柴油機曲軸。先進(jìn)的加工工藝加工出的曲軸質(zhì)量好、效率高且穩(wěn)定，伴隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，我國的發(fā)動機曲軸生產(chǎn)得到較大的發(fā)展，總量已具相當(dāng)?shù)囊?guī)模，無論是設(shè)計水平，還是產(chǎn)品品種、質(zhì)量、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)方式都有很大的發(fā)展。2 柴油機曲軸工藝設(shè)計2.1 分析零件圖2.

14、1.1 零件的作用曲軸是柴油機的一個主要零件。曲軸主要用于作往復(fù)運動的機械中。2.1.2 零件的工藝分析曲軸圖樣的視圖、尺寸、公差和技術(shù)要求齊全、正確；零件選用材料為QT800-2，該材料具有較高的強度、韌性和塑性，切削性能良好；結(jié)構(gòu)工藝性比較好。根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及一般機床所能達(dá)到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面，上述各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。2.2 確定生產(chǎn)類型已知零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排的基本傾向為：加工設(shè)備以自動化和專用設(shè)備為主，通用設(shè)備為輔；機床按流水線或自動線排列；采用高效專用夾具；廣泛采用專用夾具；廣泛采用專用量具、量儀和自動

15、檢驗裝置。這樣生產(chǎn)效率高。2.3 確定毛坯2.3.1 確定毛坯種類根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。并依其結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小和生產(chǎn)類型，毛坯的鑄造方法選用金屬模機械砂型鑄造。根據(jù)機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊表155鑄件尺寸公差等級采用CT9級。2.3.2 確定鑄件余量及形狀根據(jù)機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊表157，取加工余量為MA-G級。查機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊表158確定各表面的鑄件機械加工余量。對于金屬模機械砂型鑄造，根據(jù)機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊表159鑄件最小孔的直徑，故本零件上的孔不鑄出。2.3.3 畫鑄件零件綜合圖（見曲軸零件毛坯圖）2.4 機械加工工藝過程設(shè)計2.4.1

16、 選擇表面加工方法根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟精度，查機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊表1532表1534選擇零件主要表面（依次為從長頭到短頭）的加工方法與方案如下：M36X2螺紋：粗車（IT12）精車（IT6）割槽33X4.8（IT11）車螺紋M36X2。1：8圓錐面：粗車（IT12）半精車（IT10）銑鍵槽12N9（IT8）磨削（IT6）。45圓柱面：粗車（IT12）半精車（IT10）磨削（IT6）拋光（IT5）。50圓柱面：粗車（IT12）半精車（IT10）割槽47X2.2粗磨（IT7）精磨（IT6）。60圓柱面：粗車（IT12）半精車（IT10）。K面：銑（IT9）鉆孔

17、48（IT12）鉸孔48（IT9）鉆孔2M10（IT12）攻絲2-M10。45連桿頸圓柱面：粗車（IT12）半精車（IT10）粗磨（IT7）精磨（IT6）拋光（IT5）。14.2斜孔：鉆（IT12）。5斜油孔：鉆（IT12）拋光（IT8）。60圓柱面：粗車（IT12）半精車（IT10）。50圓柱面：粗車（IT12）半精車（IT10）粗磨（IT7）精磨（IT6）。40圓柱面：粗車（IT12）半精車（IT10）割槽38.5X3（IT10）銑鍵槽5N9（IT8）粗磨（IT7）精磨（IT6）。19孔：鉆孔18.5（IT12）鉸孔19（IT8）。M6螺紋：鉆孔25（IT12）攻絲2-M6。2.4.2 確

18、定工藝過程方案（1）擬定方案 由于各表面加工方法已基本確定，現(xiàn)按照“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”、“基準(zhǔn)先行”的原則，初步擬定兩種工藝過程方案，見表1。表1 工藝過程方案Table 1 Process plan 方案 方案工序號工序內(nèi)容工序號工序內(nèi)容毛坯毛坯010按鑄件要求檢驗010批量毛坯抽檢020熱處理020銑兩端面030批量毛坯抽檢030鉆中心孔B5040銑兩端面040檢測曲軸硬度方案方案 工序號工序內(nèi)容工序號工序內(nèi)容050鉆中心孔B5050粗車短頭，依次為40h6，50k6，60060檢測曲軸硬度060粗車長頭，依次為M36X2，1：8圓錐面，45h9，50m6, 60070

19、粗車短頭，依次為40h6，50k6，60070精車短頭，依次為40h6，50k6，60080粗車長頭，依次為M36X2，1：8圓錐面，45h9，50m6, 60080精車長頭，依次為M36X2，1：8圓錐面，45h9，50m6, 60 續(xù)表1 方案 方案工序號工序內(nèi)容工序號工序內(nèi)容090車開檔，粗車連桿頸45090割槽38.5X3,割槽33X4.8,割槽47X2.2100精車短頭，依次為40h6，50k6，60,割槽38.5X3100車開檔110精車長頭，依次為M36X2，1：8圓錐面，45h9，50m6, 60, 割槽33X4.8, 割槽47X2.2110粗、精車連桿頸45120精車連桿頸4

20、5120鉆孔14.2130鉆孔14.2130鉆斜油孔5140鉆斜油孔5140鉆孔18.5，鉸孔19150鉆孔18.5，鉸孔19150修正中心孔160修正中心孔160粗磨兩端主軸頸50170按工藝要求進(jìn)行中間檢驗170粗磨兩端主軸頸50180粗磨兩端主軸頸50180銑鍵槽5N9190粗磨連桿頸45190銑鍵槽12N9200銑鍵槽5N9200銑K面210銑鍵槽12N9210鉆鉸48220銑K面220鉆攻2M10230鉆鉸48230鉆攻2M6240鉆攻2M10240精磨主軸頸50k6，50m6，磨45h9250鉆攻2M6250精磨連桿頸45260精磨主軸頸50k6，50m6，磨45h9260磨1：8

21、圓錐面270精磨連桿頸45270車螺紋M36X2280磨40h6280油孔5拋光 續(xù)表1 方案 方案工序號工序內(nèi)容工序號工序內(nèi)容290磨1：8圓錐面290在N處打廠標(biāo)及檢驗標(biāo)記300車螺紋M36X2300探傷310油孔5拋光310清洗320探傷320氮化330檢驗各相關(guān)尺寸330拋光連桿頸、油封檔340在N處打廠標(biāo)及檢驗標(biāo)記340清洗、檢驗、包裝350清洗360氮化370按氮化工藝要求檢驗380拋光連桿頸、油封檔390清洗、檢驗、包裝（2）方案論證 方案的優(yōu)點在于基本遵循粗精加工劃分階段的原則。方案的不足之處是加工過程中的檢驗太少，不利于控制曲軸的加工質(zhì)量。根據(jù)以上分析，確定方案為曲軸零件加工

22、的工藝路線。2.5 選擇加工設(shè)備與工藝裝備2.5.1 選擇機床考慮到大量生產(chǎn)，盡量選用高效機床。 工序070、080、090、100均為圓柱面的車削加工，用CJK6140數(shù)控車床加工方便且效率高。 工序180、190、260、270、280、290均為圓柱面的磨削加工，用JK101數(shù)顯曲軸磨床加工方便且效率高。 其余表面加工均采用通用機床。如：C6140臥式車床、X62W萬能銑床、Z5125立式鉆床等。2.5.2 選擇夾具考慮到大量生產(chǎn)，均采用專用夾具。2.5.3 選擇刀具 在車床上加工的工序，均采用YG6硬質(zhì)合金外圓車刀，并盡量采用成形車刀。 在銑床上加工的工序，銑平面選用YG6A硬質(zhì)合金圓

23、盤銑刀，銑鍵槽選用鍵槽銑刀。 在磨床上加工的工序，磨主軸頸選用砂輪P600X63X305，C46K2B35，其外徑為600mm，厚度為63mm，內(nèi)徑為305mm；磨連桿頸選用砂輪P600X25X305，C46K2B35，其外徑為600mm，厚度為25mm，內(nèi)徑為305mm。 在鉆床上加工的工序，均選用麻花鉆和機用絲錐。2.5.4 選擇量具工序070粗加工可選通用量具?，F(xiàn)按計量器具的不確定度選擇量具。粗車40h6mm至mm。查互換性技術(shù)測量應(yīng)用手冊表5.1-1知計量器具不確定度允許值=0.029mm。查互換性技術(shù)測量應(yīng)用手冊表5.1-2，選擇分度值0.02mm的游標(biāo)卡尺，其不確定度U=0.02m

24、m，U<，可以選用。其他工序所用量具詳見工序卡片。2.6 確定工序尺寸徑向各圓柱表面加工時的工藝基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合。前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)依據(jù)機械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊第十五章有關(guān)資料確定各表面精加工、半精加工余量，由后向前推算工序尺寸，并確定其公差，見表2。表2 各表面工序尺寸及公差Table 2 The surface process dimensions and tolerances加工表面 加工內(nèi)容加工余量精度等級工序尺寸量具表面粗糙度Ra(µ)M36X2螺紋鑄件車螺紋精車半精車粗車50.41.03.6CT9IT6IT10IT1241

25、7;1.00.86.312.51：8圓錐面鑄件磨削半精車粗車50.41.03.6CT9IT6IT10IT120.86.312.5 續(xù)表2加工表面加工內(nèi)容加工余量精度等級工序尺寸量具表面粗糙度Ra(µ)45油封檔鑄件研磨磨削半精車50.41.0CT9IT6IT1050±1.00.86.345油封檔粗車3.6IT1212.550主軸頸（長頭）鑄件精磨粗磨半精車粗車50.20.61.13.1CT9IT6IT7IT10IT1255±1.00.80.86.312.560（長頭）鑄件半精車粗車51.13.9CT9IT10IT1265±1.16.312.560（短頭）

26、鑄件半精車粗車51.13.9CT9IT10IT1265±1.16.312.550主軸頸（短頭）鑄件精磨粗磨半精車粗車50.20.61.13.1CT9IT6IT7IT10IT1255±1.00.80.86.312.5 續(xù)表2加工表面加工內(nèi)容加工余量精度等級工序尺寸量具表面粗糙度Ra(µ)40圓柱面鑄件精磨粗磨半精車粗車50.20.61.03.2CT9IT6IT7IT10IT1245±1.00.80.86.312.545連桿頸鑄件研磨精磨粗磨半精車粗車50.20.61.03.2CT9IT5IT6IT7IT10IT1250±1.00.40.80.86

27、.312.548孔鉸孔鉆孔0.27.8IT8IT127.81.612.52M10X1.25攻絲鉆孔8.8IT128.812.519孔鉸孔鉆孔0.518.5IT8IT1218.51.612.52M6攻絲鉆孔5IT12512.514.2斜孔鉆孔14.2IT1214.212.52.7 確定切削用量及時間定額2.7.1 工序070（粗車長頭）切削用量及時間定額本工序選用CJK6140數(shù)控車床，撥盤、頂尖裝夾，分三個工步：工步1為車40h6，工步2為車50k6主軸頸，工步3為車60。加工后表面粗糙度為Ra12.5µ。(1) 工步1粗車40h61）選擇刀具 選擇外圓車刀。 根據(jù)切削用量簡明手冊表

28、1.1，由于車床的中心高為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸BXH=16mmX25mm，刀片厚度為4.5mm。 根據(jù)切削用量簡明手冊表1.2，可選擇YG6牌號硬質(zhì)合金。 車刀幾何形狀（見表1.3），選擇平面帶倒棱前刀面，r=60°，r=10°，。=6°，。=12°，s= 10°，=0.8mm， =10°，=0.4mm。2）選擇切削用量 確定切削深度p 由于粗加工余量僅為1.6mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故p=（4541.8）/2mm=1.6mm 確定進(jìn)給量f 根據(jù)切削用量簡明手冊表1.6，在粗車鑄鐵、表面粗糙度Ra=12.5m時f=

29、0.250.40mm/r按CJK6140數(shù)控車床說明書選擇f=0.36mm/r 選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 根據(jù)切削用量簡明手冊表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1.0mm，車刀壽命T=60min。 確定切削速度Vc 切削速度Vc可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出。根據(jù)切削用量簡明手冊表1.27 (1)式中=故Vc=69.6m/min n=492r/min按CJK6140數(shù)控車床說明書，選擇n=500r/min，這時Vc=110m/min。最后決定的車削用量為p=1.6mm，f=0.36mm/r，n=500r/min，Vc=110m/min。3）計算基本工時 （2）式中L=l+y+，l=12mm，

30、根據(jù)切削用量簡明手冊表1.26，車削時的入切量及超切量y+=2.1mm，則L=12+2.1mm=14.1mm，故tm=0.08min(2) 工步2粗車50k6主軸頸1）選擇刀具 選擇外圓車刀。 根據(jù)切削用量簡明手冊表1.1，由于車床的中心高為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸BXH=16mmX25mm，刀片厚度為4.5mm。 根據(jù)切削用量簡明手冊表1.2，可選擇YG6牌號硬質(zhì)合金。 車刀幾何形狀（見表1.3），選擇平面帶倒棱前刀面，r=60°，r=10°，。=6°，。=12°，s= 10°，r=0.8mm，=10°，=0.4mm。

31、2）選擇切削用量 確定切削深度p 由于粗加工余量僅為1.55mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故p=（5551.9）/2mm=1.55mm 確定進(jìn)給量f 根據(jù)切削用量簡明手冊表1.6，在粗車鑄鐵、表面粗糙度Ra=12.5m時f=0.250.40mm/r 選擇車刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 根據(jù)切削用量簡明手冊表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1.0mm，車刀壽命T=60min。 確定切削速度Vc 切削速度Vc可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出。根據(jù)切削用量簡明手冊表1.27 （3）式中=故Vc=69.9m/min n=405r/min按CJK6140數(shù)控車床說明書，選擇n=500r/min，這時Vc=86m/mi

32、n。最后決定的車削用量為p=1.55mm，f=0.36mm/r，n=500r/min，Vc=86m/min。3）計算基本工時 (4)式中L=l+y+，l=21mm，根據(jù)切削用量簡明手冊表1.26，車削時的入切量及超切量y+=2.1mm，則L=21+2.1mm=23.1mm，故tm=0.13min(3) 工步3粗車601）選擇刀具選擇R3成形車刀。2）選擇切削用量 確定切削深度p 由于粗加工余量僅為1.95mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故p=（6561.1）/2mm=1.95mm 確定進(jìn)給量f 根據(jù)切削用量簡明手冊表1.6，在粗車鑄鐵、表面粗糙度Ra=12.5m時f=0.250.40mm/r 選擇車

33、刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 根據(jù)切削用量簡明手冊表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1.0mm，車刀壽命T=60min。 確定切削速度Vc 切削速度Vc可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出。根據(jù)切削用量簡明手冊表1.27 （5）式中=故Vc=59.7m/min n=271r/min按CJK6140數(shù)控車床說明書，選擇n=500r/min，這時Vc=110m/min。最后決定的車削用量為p=1.95mm，f=0.36mm/r，n=500r/min，Vc=110m/min。3）計算基本工時 （6）式中L=l+y+，l=6mm，根據(jù)切削用量簡明手冊表1.26，車削時的入切量及超切量y+=3.6mm，則L=6+3.

34、6mm=9.6mm，故tm=0.05min2.7.2 工序130（鉆孔14.2）切削用量及時間定額本工序選用Z5125立式鉆床，專用夾具裝夾。（1）選擇刀具選擇高速鋼麻花鉆頭，其直徑d。=14.2mm。鉆頭幾何形狀為：雙錐修磨橫刃，=30°，2=118°，21=70°，b=3.5mm，。=12°，=55°，b=2mm，l=4mm。（2）選擇切削用量1）決定進(jìn)給量f 按加工要求決定進(jìn)給量：根據(jù)切削用量簡明手冊表2.7，當(dāng)加工要求為H12H13精度，鑄鐵的硬度大于200HBS，d。=14.2mm時，f=0.370.45mm/r。由于l/d=47/1

35、4.2=3.3>3，故應(yīng)乘孔深修正系數(shù)k1f=0.915，則f=（0.370.45）X0.915mm/r=0.340.41mm/r 按鉆頭強度決定進(jìn)給量：根據(jù)切削用量簡明手冊表2.8，當(dāng)灰鑄鐵硬度大于213HBS，d。=14.2mm，鉆頭強度允許的進(jìn)給量f=1.0mm/r。 按機床進(jìn)給機構(gòu)強度決定進(jìn)給量：根據(jù)切削用量簡明手冊表2.9，當(dāng)灰鑄鐵硬度大于210HBS，d。14.5mm，機床進(jìn)給機構(gòu)允許的軸向力為8830N時，進(jìn)給量為0.81mm/r。從以上三個進(jìn)給量比較可以看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為f=0.340.41mm/r。根據(jù)Z5125鉆床說明書，選擇f=0.36mm/r。

36、2）決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由切削用量簡明手冊表2.12，當(dāng)d。=14.2mm時，鉆頭后刀面最大磨損量取為0.8mm，壽命T=60min。3）決定切削速度 由切削用量簡明手冊表2.15，當(dāng)f=0.36mm/r時，Vt=13m/min。切削速度的修正系數(shù)為：kTv=1.0，kcv=1.0，klv=0.85，ktv=1.0，故v=vt·kv=13X1.0X1.0X0.85X1.0m/min=11.1m/minn=1000v/(d。)=248.8r/min根據(jù)Z5125鉆床說明書，可考慮選擇n=272r/min,但因所選轉(zhuǎn)數(shù)較計算轉(zhuǎn)數(shù)為高，會使刀具壽命下降，故可將進(jìn)給量降低一級，即取f=0

37、.28mm/r；也可選擇較低一級轉(zhuǎn)數(shù)n=195r/min,仍用f=0.36mm/r，比較這兩種方案：第一方案 f=0.28mm/r,n=272r/min nf=272×0.28mm/min=76.16mm/min第二方案 f=0.36mm/r,n=195r/min nf=195×0.28mm/min=70.2mm/min因為第一方案nf的乘積較大，基本工時較少，故第一方案較好。這時Vc=12m/min;f=0.28mm/r。（3）計算基本工時 （7）式中L=l+y+，l=47mm，根據(jù)切削用量簡明手冊表2.29，入切量及超切量y+=6mm，則L=47+6mm=53mm，故t

38、m=0.70min2.7.3 工序240（銑K面）切削用量及時間定額（1）選擇刀具1）根據(jù)切削用量簡明手冊表1.2，選擇YG6A硬質(zhì)合金刀片。根據(jù)切削用量簡明手冊表3.1，銑削深度p4mm時，圓盤銑刀直徑d。為80mm，a為60mm。但已知銑削寬度ae為70mm，故應(yīng)根據(jù)銑削寬度ae49mm，選擇d。=80mm。由于采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金圓盤銑刀，故齒數(shù)z=12（表3.12）。2）銑刀幾何形狀（表3.2）；由于鑄鐵硬度大于200HBS，故選擇r=60°，r=30°，r=5°，。=8°（假定cmax>0.08mm）, 。=10°, s= 10&#

39、176;，。1=5°。（2）選擇切削用量1）決定銑削深p 由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則p=h=3mm2)決定每齒進(jìn)給量fz 根據(jù)切削用量簡明手冊表3.3，當(dāng)使用YG6A，銑床功率為4.5KW時，fz=0.200.30mm/z取fz=0.30mm/z3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù)切削用量簡明手冊表3.8，由于銑刀直徑d。=80mm，故刀具壽命T=180min（表3.8）。4）決定切削速度Vc和每分鐘進(jìn)給量Vf 切削速度Vc可根據(jù)切削用量簡明手冊表3.27中的公式計算，也可直接由表中查出。根據(jù)切削用量簡明手冊表3.27的公式進(jìn)行計算。各修正系數(shù)為：kMv=0.72，k

40、sv=0.8 (見表1.28) kv= kMv ksv=0.576故 Vc=14.5m/min n=58r/min根據(jù)X62W型銑床說明書選擇n=60r/min,Vfc=235mm/min因此實際切削速度和每齒進(jìn)給量為vc=d。n/1000=3.14*80*60/1000m/min=15m/minfzc=Vfc/n z=235/(60*12)mm/z=0.33mm/z（3）計算基本工時 （8）式中L=l+y+，l=40mm，根據(jù)切削用量簡明手冊表3.25，入切量及超切量y+=17mm，則L=40+17mm=57mm，故tm=0.32min3 R180柴油機曲軸第一套夾具設(shè)計3.1 明確設(shè)計任務(wù)

41、、收集分析原始資料3.1.1 加工工件的零件圖（見曲軸零件毛坯圖）3.1.2 設(shè)計任務(wù)書（見表3）表3 設(shè)計任務(wù)書Table 3 The design plan descriptions of工件名稱曲軸夾具類型鉆床夾具材料QT800-2生產(chǎn)類型大量生產(chǎn)機床型號Z5125同時裝夾工件數(shù)13.1.3 工序簡圖（見圖1）圖1 工序卡片230Fig.1 Process card 230本夾具設(shè)計的是第230道工序鉆、鉸8孔的鉆床夾具。本工序加工要求如下： 保證工序圖所示尺寸32、52±0.20、18； 相對K面的垂直度為0.03mm； 相對三軸頸共面的位置度為0.05。3.1.4 分析原始

42、資料 主要從以下幾方面分析： 工件的輪廓尺寸小，剛性好，結(jié)構(gòu)簡單。工件在夾具上裝夾方便，且定位夾緊元件較好布置。 本工序所使用的機床為Z5125立鉆，刀具為通用標(biāo)準(zhǔn)刀具。 本工序是在工件其他表面半精加工后進(jìn)行加工的，所以工件獲得比較精確的定位基面。 生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。所以應(yīng)在保證工件加工精度要求和適當(dāng)提高生產(chǎn)率的前提下，盡可能地簡化夾具結(jié)構(gòu)，以縮短夾具設(shè)計與制造周期，降低設(shè)計與制造成本，獲得良好的經(jīng)濟效益。3.2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案3.2.1 根據(jù)六點定位規(guī)則確定工件的定位方式由工序簡圖可知，該工序限制了工件六個自由度?，F(xiàn)根據(jù)加工要求來分析其必須限制的自由度數(shù)目及其基準(zhǔn)選擇的合理性。為保證工

43、序尺寸32mm、520.20mm、18mm，應(yīng)限制工件6個自由度。定位基準(zhǔn)為兩主軸頸、45連桿頸外圓和主軸頸軸肩。為了保證相對K面的垂直度，需限制工件Y方向旋轉(zhuǎn)自由度，其定位基準(zhǔn)為連桿頸。由以上分析可知，根據(jù)工件加工要求分析工件應(yīng)限制的自由度、采用的定位基準(zhǔn)與工序簡圖所限制的自由度、使用的定位基準(zhǔn)相同。3.2.2 選擇定位元件，設(shè)計定位裝置根據(jù)已確定的定位基面結(jié)構(gòu)形式，確定定位元件的類型和結(jié)構(gòu)尺寸。(1) 選擇定位元件根據(jù)以上分析，本工序限制了工件6個自由度，定位基準(zhǔn)為兩主軸頸、連桿頸和主軸頸軸肩。相應(yīng)夾具上的定位元件為在兩主軸頸處選V型塊定位，連桿頸處選支承釘定位。(2) 確定定位元件尺寸及

44、配合偏差V型塊的設(shè)計參照工件尺寸設(shè)計，具體尺寸詳見夾具零件圖R180A1102支承釘根據(jù)GB/T222691設(shè)計。3.2.3 分析計算定位誤差通過定位誤差分析，判斷所設(shè)計的定位裝置是否合理。造成定位誤差的原因是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合以及定位基準(zhǔn)的位移誤差兩個方面。(1) 基準(zhǔn)不重合誤差 由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合而造成的定位誤差，稱為基準(zhǔn)不重合誤差。尺寸520.20mm的定位誤差B=icos （9）式中，I定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)間尺寸鏈組成環(huán)的公差。i方向與加工尺寸方向間的夾角。由于用V型塊定位加工孔，即=900所以 B=0即基準(zhǔn)不重合誤差為0。(2) 基準(zhǔn)位移誤差由于定位基準(zhǔn)的誤差或定位支承

45、的誤差而造成的定位基準(zhǔn)位移，即工件實際位置對確定位置的理想要素的誤差，這種誤差稱為基準(zhǔn)位移誤差。在本道工序中，若不計V形塊的誤差而僅有工件基準(zhǔn)面的圓度誤差時，其工件的定位中心會發(fā)生偏移，產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差Y。Y= （10）式中，工件定位基準(zhǔn)的直徑公差。/2V形塊的半角V形塊的對中性好，即其沿x向的位移誤差為零。本次設(shè)計的V形塊的=1050所以：Y=0.630左端：=0.03mm代入上式，Y=0.019mm右端：=0.07mm代入上式，Y=0.044mm(3) 誤差的合成由于B=0左端D=Y=0.019mm右端D=Y =0.044mm而Tc=0.5mmD左<1/3TcD右<1/3Tc因

46、此該方案能滿足位置尺寸520.20mm的要求。相對K面垂直度的定位誤差計算同上。B=0, Y=0即D=0所以，此方案能滿足加工要求。3.2.4 確定工件的夾緊裝置(1) 確定夾具類型 由工序簡圖可知，本工序所加工的四孔，位于同一平面內(nèi)，孔徑不大，輪廓尺寸小及生產(chǎn)批量大等原因，采用鉆模。(2) 計算切削力與夾緊力工件在加工時受到軸向力的作用。根據(jù)金屬切削用量手冊查知Fx=9.81CFx d0ZF fyFkF （10）已知d。=7.8mm，取f=0.1mm/r，其余各參數(shù)值可由金屬切削用量手冊查出，代入上式得Fx=809.2N(3) 設(shè)計夾緊裝置本設(shè)計所設(shè)計的夾緊機構(gòu)如圖圖示的夾緊機構(gòu),能產(chǎn)生的夾緊力F可由下圖