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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)。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。
曲軸作為軸類零件，其主要加工表面是外圓及端面。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。按照機(jī)械加工工藝要求，需遵循先面后孔的原則，并且為了保證加工精度將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段?；鶞?zhǔn)選擇以外圓面作為粗基準(zhǔn)，以兩個(gè)中心孔作為精基準(zhǔn)，確定了其加工的工藝路線和加工中所需要的各種工藝參數(shù)。
在零件的夾具設(shè)計(jì)中，主要是根據(jù)零件加工工序要求，分析應(yīng)當(dāng)限制的自由度的數(shù)量，進(jìn)而根據(jù)零件的表面特征選定定位元件，再分析所選定位元件能否限定應(yīng)限自由度。確定了定位元件后還需要選擇夾緊元件，最后就是來(lái)完成專用夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：曲軸；加工工藝；工序；專用夾具
Abstract
This paper is the design of line machining technology of the three dimension modeling and parts of Crankshaft parts. According to desire, the author designed the fixture of the work-piece. Three dimension modeling described the process of the work-piece. Then auto generated the computer program according to the modeling.
The Crankshaft components as a class of axis, its main processing surface are the plane and the cylindrical. According to the machine-finishing technological requirement, after following the first surface then the hole principle, and is clear about the hole and the plane processing divides the rough machining and the precision work stage guarantees the working accuracy. The datum choice takes the cylindrical surface by the support surface, takes the fine datum by the support two center holes, had determined in its processing'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 work-piece when the machining. Then selected the gripping components and decided the contracture of the fixture.
Key words: crankshaft; machining processing; workstage; special fixture
目 錄
摘 要 III
ABSTRACT IV
目錄 V
1 緒論 1
1.1本課題的研究?jī)?nèi)容和意義 1
1.2國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 1
1.3本課題應(yīng)達(dá)到的要求 2
2 零件的造型 4
2.1 零件造型軟件的介紹 4
2.2 零件造型的流程 4
3 零件的工藝分析 8
3.1 零件的工藝分析 8
3.2 零件的功用分析 8
3.2.1 軸類零件的功用 8
3.2.2 軸類零件的主要技術(shù)要求 8
3.2.3 軸類零件的材料、毛坯及熱處理 9
4 零件工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 10
4.1 確定制造毛坯的方式 10
4.2 加工方法分析及確定 10
4.3 加工順序的安排 10
4.4 定位基準(zhǔn)的選擇 10
4.4.1 選擇定位基準(zhǔn)的方法 10
4.4.2 軸類零件的定位基準(zhǔn)與裝夾方法 12
4.5 擬定加工零件的工藝路線 13
5 毛坯尺寸、工序尺寸和機(jī)械加工余量的確定 17
5.1 工序尺寸及公差的確定 17
5.2 設(shè)備及工藝裝備的確定 20
5.3 切削用量及工時(shí)定額的確定 20
6 鉆4-φ22孔專用夾具設(shè)計(jì) 26
6.1 指出加工過(guò)程中的問(wèn)題 26
6.1.1 機(jī)床夾具的作用 26
6.1.2 鉆床夾具的類型 26
6.1.3 鉆夾具選擇的原則 27
6.2 夾具的設(shè)計(jì) 27
6.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 27
6.2.2 定位方案的確定 28
6.2.3 定位元件的確定 28
6.2.4 切削力及夾緊力計(jì)算 28
6.2.5鉆套、連接元件及鉆模板的設(shè)計(jì) 29
6.2.6 夾具體的設(shè)計(jì) 30
6.2.7 夾具精度分析 30
6.2.8 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 30
7車曲軸軸頸專用夾具設(shè)計(jì) 31
7.1 問(wèn)題的指出 31
7.2車夾具的選擇與設(shè)計(jì) 31
7.3 夾具設(shè)計(jì) 31
7.3.1 選擇定位基準(zhǔn) 31
7.3.2 確定定位元件 31
7.3.3 夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求 32
7.3.4 夾具體的設(shè)計(jì) 32
7.3.5 夾具精度分析 33
7.3.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 33
8 結(jié)論與展望 34
8.1結(jié)論 34
8.2不足之處及未來(lái)展望 34
畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié) 35
致謝 36
參考文獻(xiàn) 37
單拐曲軸工藝工裝設(shè)計(jì)
1 緒論
1.1本課題的研究?jī)?nèi)容和意義
機(jī)械的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是在完成了大學(xué)的全部課程之后，進(jìn)行的一次理論聯(lián)系實(shí)際的綜合運(yùn)用，使我對(duì)專業(yè)知識(shí)、技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事專業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。
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。
因而不僅要合理結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際來(lái)進(jìn)行零件加工工藝文件的編制，而且還要根據(jù)零件的加工要求和先進(jìn)的加工機(jī)床來(lái)設(shè)計(jì)先進(jìn)高效的夾具。
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。機(jī)械加工工藝文件的合理性也會(huì)受到企業(yè)各方面因素的制約，比如企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備、工人的技術(shù)水平及夾具的設(shè)計(jì)水平等，其中較為重要的是夾具的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)。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。好的夾具設(shè)計(jì)可以提高產(chǎn)品勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。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。所以對(duì)機(jī)械的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)具有十分重要的意義。
該課題主要是為了培養(yǎng)我們開發(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。
就我個(gè)人而言，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)隊(duì)自己所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行一次綜合運(yùn)用，也是對(duì)四年的學(xué)習(xí)深度的一個(gè)檢驗(yàn)。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)。因而具有十分重要的意義。
1.2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。人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到，夾具與操作人員改進(jìn)工作及機(jī)床性能的提高有著密切的關(guān)系，所以對(duì)夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的結(jié)合，夾具作為機(jī)床的一部分，成為機(jī)械加工中不可缺少的工藝裝備。
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?。我們把多年?lái)在夾具設(shè)計(jì)中遇到的一些小問(wèn)題歸納如下：零件的清根問(wèn)題在設(shè)計(jì)以端面和內(nèi)孔定位的夾具時(shí)，會(huì)遇到夾具體定位端面和定位外圓交界處清根問(wèn)題。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,。夾具要不要清根，應(yīng)根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)而定。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。端面與外圓定位時(shí)，與上述相同。讓刀問(wèn)題在設(shè)計(jì)圓盤類刀具(如銑刀、砂輪等)加工的夾具時(shí)，會(huì)存在讓刀問(wèn)題。設(shè)計(jì)這類夾具時(shí)，應(yīng)考慮銑刀或砂輪完成切削或磨削后，銑刀或砂輪的退刀位置，其位置大小應(yīng)根據(jù)所使用的銑刀或砂輪的直徑大小，留出超過(guò)刀具半徑的尺寸位置即可。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。
由于現(xiàn)代加工的高速發(fā)展，對(duì)傳統(tǒng)的夾具提出了較高要求，如快速、高效、安全等。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。同時(shí)為了減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工件的裝夾效率，還需要對(duì)夾具的夾緊機(jī)構(gòu)的行程進(jìn)行設(shè)計(jì)，以期以最短的夾緊行程，達(dá)到最佳的夾緊效果。
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總數(shù)的85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠，里約擁有數(shù)千甚至近萬(wàn)套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3-4年就要更新50-80％左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為10-20％左右。特別是近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)、（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求：
1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；
2）能裝夾一組具有相似性特征的工件；
3）能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；
4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；
5）采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；
6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
1.3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。并能根據(jù)零件的加工工序要求，分析零件的定位方式、金屬切削加工過(guò)程中的機(jī)床工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)、工件夾緊等方面的相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)理論知識(shí)，完成工件的有效定位及夾緊，從而使整個(gè)零件的加工工藝路線經(jīng)濟(jì)，工件定位方案合理，來(lái)達(dá)到產(chǎn)品的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。
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，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)是機(jī)械制造與自動(dòng)化專業(yè)的一個(gè)十分重要的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)， 是對(duì)入學(xué)以來(lái)所學(xué)的機(jī)械方面的知識(shí)進(jìn)行的一次全面的檢查、鞏固和提高。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是應(yīng)用所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(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。把所學(xué)的知識(shí)能夠綜合運(yùn)用到實(shí)際零件的加工中。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。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)涉及的知識(shí)面有夾具設(shè)計(jì)、零件安裝、加工工藝、數(shù)值計(jì)算、 刀具的性能、測(cè)量技術(shù)、CAD制圖、Autodesk?Inventor外還涉及到金屬材料、公差配合及加工設(shè)備等多方面的知識(shí)。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。但更多的是通過(guò)這次設(shè)計(jì)使我提高、鞏固、擴(kuò)大了自己所學(xué)到的理論知識(shí)與技能，提高自己設(shè)計(jì)計(jì)算、制圖、編寫技術(shù)文件的能力，學(xué)會(huì)正確使用技術(shù)資料、標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)等工具書，并在這次設(shè)計(jì)中培養(yǎng)了我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的獨(dú)立工作能力，掌握了一定的機(jī)械加工設(shè)計(jì)方法步驟和思路為以后的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)工作打下了良好的基礎(chǔ)。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。 由于本人水平有限，設(shè)計(jì)還有許多不足之處，希望老師給予批評(píng)和指正。
2 零件的造型
2.1 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。借助Inventor軟件，工程師可以將二維AutoCAD圖紙和三維數(shù)據(jù)整合到單一數(shù)字模型中，并生成最終產(chǎn)品的逼真圖像，以便于在實(shí)際制造前，對(duì)產(chǎn)品的外形、結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行驗(yàn)證。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，削減開發(fā)成本，縮短上市時(shí)間等特點(diǎn)。
2.2 零件造型過(guò)程
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題為單拐曲軸的工藝及工裝設(shè)計(jì)，零件的二維圖如圖2.1所示。
圖2.1 二維輪廓圖
根據(jù)零件的二維圖，打開造型軟件，選擇基準(zhǔn)面，首先草繪出零件的對(duì)稱面的平面輪廓，再通過(guò)旋轉(zhuǎn)可得到曲軸主軸頸的實(shí)體圖，如圖2.2所示。
圖2.2主軸頸旋轉(zhuǎn)圖
再對(duì)主軸頸與曲軸頸間連板進(jìn)行拉伸，如圖2.3所示。
圖2.2主軸頸旋轉(zhuǎn)圖
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2.4所示。
再對(duì)主軸頸與曲軸頸間連板進(jìn)行拉伸，如圖2.5所示。
根據(jù)二維圖，通過(guò)旋轉(zhuǎn)得到如圖2.6所示。
圖2.3 拉伸圖
圖2.4 曲軸頸三維圖
圖2.5 拉伸圖
圖2.6 主軸頸實(shí)體圖
根據(jù)二維圖，通過(guò)拉伸得到鍵槽，如圖2.7所示。
圖2.7 拉伸鍵槽
使用孔工具中的打孔命令打孔，如圖2.8所示。
圖2.8 打孔
使用孔工具中的打孔命令打孔，如圖2.9所示。
圖2.9 打孔
使用孔工具中的打孔命令繼續(xù)進(jìn)行打孔，如圖2.10所示。
圖2.10 打孔
三維圖完成如圖2.11所示。
圖2.11 三維圖
3 零件的工藝分析
3.1 零件工藝分析
1） 主軸頸、連桿軸頸本身精度：
主軸頸φ110+0.025 +0.003尺寸公差等級(jí)IT6，表面粗糙度Ra為1.25μm，連桿軸頸φ110-0.036 -0.071尺寸公差等級(jí)為IT7，表面粗糙度Ra為0.63μm，軸頸長(zhǎng)度公差等級(jí)為IT13，圓柱度誤差0.015，連桿軸竟的圓柱度誤差0.015。
2）位置精度，主軸頸與連桿軸頸的平行度φ0.02，主軸頸的同軸度誤差為φ0.02。
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=7.44＜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)。
3.2 零件的功用分析
3.2.1 軸類零件的功用
曲軸屬于軸類零件。
軸類零件是機(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。
對(duì)于軸類零件而言，它們都是長(zhǎng)度L大于直徑d的回轉(zhuǎn)體零件，若L／d≤12，通常稱為剛性軸，而L／d≥12則稱為撓性軸。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。
3.2.2 軸類零件的主要技術(shù)要求
軸通常是由支承軸頸支承在機(jī)器的機(jī)架或箱體上，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳遞和動(dòng)力傳遞的功能。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。因此，軸類零件的技術(shù)要求通常包含以下幾個(gè)方面。
（1）尺寸精度：主要指直徑和長(zhǎng)度的精度。直徑精度由使用要求和配合性質(zhì)確定：對(duì)主要支承軸頸，可為IT6～I(xiàn)T9；特別重要的軸頸可為IT5。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50～200μm。
（2）形狀精度：主要是指支承軸頸的圓度、圓柱度，一般應(yīng)將其控制在尺寸公差范圍內(nèi)，對(duì)精度要求高的軸，應(yīng)在圖樣上標(biāo)注其形狀公差。
（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)軸心線的垂直度等。普通精度的軸，配合軸頸對(duì)支承軸頸的徑向圓跳動(dòng)一般為10～30μm，高精度的為5～10μm。
（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。配合軸頸的表面粗糙度Ra值為3.2～0.8μm，支承軸頸的表面粗糙度Ra值為0.8～0.2μm。
（5）其他要求：為改善軸類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，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。
3.2.3 軸類零件的材料、毛坯及熱處理
軸類零件應(yīng)根據(jù)不同工作條件和使用要求選擇不同的材料和不同的熱處理方法，以獲得一定的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。
45鋼是一般軸類零件常用的材料，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。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。軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn可制造較高精度的軸，這類鋼經(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。對(duì)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。
軸類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。
軸類零件在機(jī)加工前、后和過(guò)程中一般均需安排一定的熱處理工序。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。如對(duì)鍛造毛坯通過(guò)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。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。在機(jī)加工過(guò)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。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。
曲軸是將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，或?qū)⑿D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)的零件。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。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。
4 零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
4.1 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QT600-2
曲軸的毛坯：此零件屬中批生產(chǎn)，固采用鑄造毛坯。
4.2 加工方法分析及確定
該零件是單拐曲軸。中批量生產(chǎn)。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(guò)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(lái)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。
4.3 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)。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。
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。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。
4.4 定位基準(zhǔn)的選擇
4.4.1 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。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(guò)的表面做定位基準(zhǔn)，以加工過(guò)表面為定位基準(zhǔn)的稱精基準(zhǔn)。
在加工中，首先使用的是粗基準(zhǔn)，但在選樣定位基準(zhǔn)時(shí)，為了保證零件的加工精度，首先考慮的是選擇精基準(zhǔn)，精基準(zhǔn)選定以后，再考慮合理地選擇粗基準(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(jiǎn)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。
(2)基準(zhǔn)統(tǒng)一原則當(dāng)零件上有許多表面需要進(jìn)行多道工序加工時(shí)，盡可能在各工序的加工中選用同一組基準(zhǔn)定位，稱為基準(zhǔn)統(tǒng)一原則?；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。
基準(zhǔn)統(tǒng)一原則在機(jī)械加工應(yīng)用較為廣泛，如階梯軸的加工，大多采用頂尖孔作統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)；齒輪的加工，一般都以內(nèi)孔和一端面作統(tǒng)一定位基準(zhǔn)加工齒坯，齒形；箱體零件加工大多以一組平面或一面兩孔作統(tǒng)一定位基準(zhǔn)加工孔系和端面；在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)線上，一般也需遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。
(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。例如在導(dǎo)軌磨床上磨削床身導(dǎo)軌時(shí)，為了保證加工余量小而均勻，采用百分表找正床身表面的方式裝夾工件。
(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。例如加工精度和同軸度要求高的套筒類零件，精加工時(shí)，一般先以外圓定位磨內(nèi)孔，再以內(nèi)孔定位磨外圓。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。
(5)裝夾方便原則所選定位基準(zhǔn)應(yīng)能使工件定位穩(wěn)定，夾緊可靠，操作方便，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
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(shuō)明一個(gè)方面的問(wèn)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(jiǎn)單。但實(shí)際運(yùn)用中往往出現(xiàn)相互矛盾的情況，這就要求從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面進(jìn)行綜合分析，抓住主要矛盾，進(jìn)行合理選擇。
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。這類基準(zhǔn)稱為輔助基準(zhǔn)。
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)。具體選擇一般應(yīng)遵下列原則：
1)為了保證零件各個(gè)加工面都能分配到足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量最小的面為粗基準(zhǔn)。
2)為了保證零件上加工面與不加工面的相對(duì)位置要求，應(yīng)選不加工面為粗基準(zhǔn)。當(dāng)零件上有幾個(gè)加工面，應(yīng)選與加工面的相對(duì)位置要求高的不加工面為粗基準(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)。零件上有些重要工作表面，精度很高，為了達(dá)到加工精度要求，在粗加工時(shí)就應(yīng)使其加工余量盡量均勻。
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。床身毛坯鑄造時(shí)，導(dǎo)軌面是朝下放置的，其表面層的金屬組織細(xì)微均勻，沒(méi)有氣孔、夾砂等缺陷。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。為了達(dá)到上述目的，在粗基準(zhǔn)選擇時(shí)，應(yīng)以床身導(dǎo)軌面為粗基準(zhǔn)先加工床腳平面，再以床腳面為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面，這樣就可以使導(dǎo)軌面的粗加工余量小而均勻。反之，若以床腳為粗基準(zhǔn)先加工導(dǎo)軌面，由于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。
以重要表面作粗基準(zhǔn)，在重要零件的加工中得到較多的應(yīng)用，例如機(jī)床主軸箱箱體的加工，通常是以主軸孔為粗基準(zhǔn)先加工底面或頂面，再以加工好的平面為精準(zhǔn)加工主軸孔及其他孔系，可以使精度要求高的主軸孔獲得均勻的加工余量。
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)。作為粗基準(zhǔn)的面應(yīng)無(wú)鍛造飛邊和鑄造澆冒口、分型面及毛刺等缺陷，用夾具裝夾時(shí)，還應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。
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。因粗基準(zhǔn)是毛面，表面粗糙、形狀誤差大，如果二次裝夾使用同一粗基準(zhǔn)，兩次裝夾中加工出的表面就會(huì)產(chǎn)生較大的相互位置誤差。
4.4.2 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(duì)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。
軸類零件粗加工時(shí)為了提高零件剛度，一般用外圓表面與頂尖孔共同作為定位基準(zhǔn)；軸較短時(shí)，可直接用外圓表面定位。
（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：
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。
2）卡盤和頂尖配合使用裝夾零件（一夾一頂）：粗加工時(shí)，切削力較大，常采用三爪自定心卡盤夾一頭，后頂尖頂另一頭的裝夾方法。
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。當(dāng)外圓為粗基準(zhǔn)時(shí)，必須先用反頂尖頂住工件左端，在毛坯兩端分別車出支承中心架的一小段外圓，方可使用此裝夾方法。
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(guò)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。當(dāng)零件的剛度較低時(shí)，可在雙頂尖之間加裝中心架或跟刀架作為輔助支承以提高支承剛度。
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。
（3） 選擇曲軸零件定位基準(zhǔn)
在加工單拐曲軸時(shí)以主軸頸為基準(zhǔn)，并打中心孔。以兩頂尖定位方式粗加工主軸頸，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。
4.5 擬定零件加工的工藝路線
1） 加工方法分析確定
該零件是單拐曲軸。中批量生產(chǎn)。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不能直接在軸端面上鉆中心孔，加工連桿時(shí)，可利用以加工過(guò)的主軸頸定位，安裝到專用的偏心卡盤分度夾具中使連桿軸頸的軸線與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線重合
2） 加工順序的安排
先以主軸頸為粗基準(zhǔn)連桿軸頸作支撐銑兩端面，粗打中心孔。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。
3） 加工階段的劃分說(shuō)明
加工階段分為：粗加工階段、半精加工階段、精加工階段
4）單拐曲軸機(jī)械加工工藝路線初步擬定
根據(jù)以上分析，現(xiàn)初步擬定單拐曲軸機(jī)械加工工藝路線分別如表4-1和4-2所示。
表4-1 加工工藝路線一
工序號(hào)
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120±0.10㎜及外形加工線
7
粗銑
用V形塊和輔助支承調(diào)整裝夾工件后壓緊，銑75㎜×140㎜平面和270㎜上、下面，留加工余量5~6㎜
X6132
8
銑
以75㎜×140㎜兩平面定位加緊，按線找正銑另一側(cè)面，留加工余量3㎜，厚度尺寸保證149㎜
X6132
9
銑
以75㎜×140㎜兩平面定位加緊，按線找正銑另一側(cè)面，留加工余量3㎜，保厚度尺寸為146+0.5 0㎜
X6132
10
檢驗(yàn)
超聲波檢查
超聲波檢測(cè)儀
11
劃線
劃軸兩端中心孔線，照顧各部加工余量
12
鉆
工件平放在鏜床工作臺(tái)上，壓φ110㎜兩處，鉆左端中心孔。
T617A
續(xù)表4-1
工序號(hào)
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φ110+0.025 +0.003 ㎜至φ1250 –0.021㎜，車右端所有軸徑至φ114±0.08㎜，粗車拐徑
外側(cè)左、右端面，保證拐徑外側(cè)的對(duì)稱度及尺寸為320㎜
CW6163
14
粗車
夾左端，右端上中心架車端面，去長(zhǎng)短保證總長(zhǎng)尺寸鉆中心孔
CW6163
15
銑
以75㎜×140㎜兩處平面定位壓緊，在左端φ1250 –0.021㎜上銑鍵槽寬10㎜、深5㎜、長(zhǎng)80㎜
X52K
16
粗車
粗車拐徑φ110-0.036 –0.071 ㎜尺寸至φ115㎜，粗車拐徑內(nèi)側(cè)面164+0.53 0㎜至162±0.8㎜.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φ110.-0.036 -0.071 ㎜至φ110.8±0.1㎜，車拐徑內(nèi)側(cè)面164+0.53 0㎜至尺寸要求，車倒圓R3
CW6163專用車拐工裝
18
精車
夾右端φ114±0.08㎜處，頂左端中心孔，精車軸徑至φ111㎜，長(zhǎng)度尺寸至94㎜保75㎜尺寸
CW6163
19
精車
夾左端（φ110㎜處）頂右端中心孔
精車軸徑至φ111㎜，長(zhǎng)度尺寸至103㎜，其余部分車至φ106㎜，保75㎜尺寸
CW6163
20
粗磨
以兩中心孔定位，磨右端軸徑至φ110.6+0.05 0㎜，軸徑φ105-0.24 -0.40㎜至尺寸φ105.6+0.05 0㎜
M1450B
21
粗磨
以兩中心孔定位，調(diào)頭裝夾，磨左端軸徑φ110+0.025 +0.003㎜至尺寸φ110.6+0.05 0㎜
M1450B
22
銑
精銑140+0.022 +0.008㎜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φ110.6+0.05 0㎜定位壓緊，鉆攻4×M24-7H螺紋孔
Z3050鉆模
25
磨
以兩端中心孔定位，磨拐徑φ110-0.036 -0.071㎜至圖樣尺寸。模圓角R3
M8260A
26
磨
以兩端中心孔定位，精磨兩拐徑φ110+0.025 +0.003㎜至圖樣尺寸，磨圓角R3，磨φ105-0.24 -0.40㎜至圖樣尺寸，磨圓角R3
M1432A
27
車
夾左端，頂右端中心孔，車1：10圓錐，留磨量1.5㎜
CW6180
28
磨
以兩端中心孔定位，磨1:10圓錐φ105㎜長(zhǎng)216㎜
M1432A
29
檢驗(yàn)
磁粉探傷各軸徑，拐徑
探傷機(jī)
30
劃線
劃鍵槽線28-0.022 -0.074㎜×176㎜
31
銑
銑鍵槽，以兩軸徑φ110-0.036 -0.071㎜定位，采用專用工裝夾具，銑鍵槽28-0.022 -0.074㎜×176㎜×10㎜至圖樣尺寸，
X5030A專用工裝
續(xù)表4-1
工序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
工藝裝備
32
鉆
鉆左端φ20㎜孔，孔深136㎜，擴(kuò)φ32㎜，深50㎜，锪60°角
T617A
33
鉆
重新裝夾工件，鉆φ10㎜油孔，及M42-7H底孔，M12-7H底孔，攻M24-7H，M12-7H螺紋
T617A
34
鉆
鉆拐徑φ10㎜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(kù)
涂油入庫(kù)
表4-2 加工工藝路線二
工序號(hào)
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φ32
特種兩面四軸鉆床
13
攻螺紋
在油孔上攻螺紋4-M24、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
續(xù)表4-2
工序號(hào)
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(méi)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(tái)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(tái)上
27
動(dòng)平衡
曲軸動(dòng)平衡量每端不大于120g.cm 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(tái)上
5）機(jī)加工工藝路線的確定
經(jīng)過(guò)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(jiǎn)潔，有利于批量生產(chǎn)，故選擇路線二。
5 毛坯尺寸、工序尺寸及機(jī)械加工余量的確定
5.1 工序尺寸及公差確定
1) 外圓表面的加工
本道工序尺寸為右軸頸的加工尺寸，以左右兩端面為基準(zhǔn)，粗車和精車選用CA6140車床進(jìn)行加工，最后使用萬(wàn)能外圓磨床加工。如表5-1所示。
表5-1右軸頸工序尺寸及公差 (mm)
工藝路線
基本尺寸
工序余量
工序精度
工序尺寸
鑄
115
1.4
粗車
112.4
2.6
0.140
半精車
110.4
2
0.054
磨
110
0.4
0.022
2) 外圓表面的加工
本道工序?yàn)樽筝S頸的基本工序尺寸，以左右兩端面為基準(zhǔn)，粗車和精車選用CA6140車床進(jìn)行加工，最后使用萬(wàn)能外圓磨床加工。如表5-2所示。
表5-2 左軸頸工序尺寸及公差 (mm)
工藝路線
基本尺寸
工序余量
工序精度
工序尺寸
鑄
115
1.4
φ1151.4
粗車
110.4
4.6
0.087
磨
110
0.4
0.035
3) 外圓表面的加工
本道工序?yàn)?：10錐度左端的基本工序尺寸，以左右兩端面為基準(zhǔn)，粗車和精車選用CA6140車床進(jìn)行加工，最后使用萬(wàn)能外圓磨床加工。如表5-3所示。
表5-3 錐度左端工序尺寸及公差 (mm)
工藝路線
基本尺寸
工序余量
工序精度
工序尺寸
鑄
110
1.4
φ1101.4
續(xù)表5-3
工藝路線
基本尺寸
工序余量
工序精度
工序尺寸
粗車
107.4
2.6
0.87
半精車
105.4
2
0.35
磨
105
0.4
0.16
4) 外圓表面的加工
本道工序?yàn)榍S最大外圓的基本工序尺寸，以左右兩端面為基準(zhǔn)，粗車和精車選用CA6140車床進(jìn)行加工，最后使用萬(wàn)能外圓磨床加工。如表5-4所示。
表5-4 外圓表面工序尺寸及公差 (mm)
工藝路線
基本尺寸
工序余量
工序精度
工序尺寸
鑄
145
1.4
φ1451.4
粗車
142.5
4.5
0.1
磨
140
0.5
0.016
5) 軸向長(zhǎng)度94mm的端面加工
本道工序?yàn)榍S左端的基本工序尺寸，以右端面為基準(zhǔn)，粗車和精車選用CA6140車床進(jìn)行加工，最后使用萬(wàn)能外圓磨床加工。如表5-5所示。
表5-5 曲軸左端工序尺寸及公差 (mm)
工藝路線
工序余量
工序尺寸
鑄
89
粗車
2.6
91.6
半精車
2
93.6
磨
0.4
94
6) 右端長(zhǎng)度為103mm的主軸頸軸向長(zhǎng)度的加工
本道工序?yàn)榍S左端外圓的長(zhǎng)度基本工序尺寸，以左右兩端面為基準(zhǔn)，粗車和精車選用CA6140車床進(jìn)行加工，最后使用萬(wàn)能外圓磨床加工。如表5-6所示。
表5-6 右端主軸頸長(zhǎng)度工序尺寸及公差 (mm)
工藝路線
工序余量
工序尺寸
鑄
98
續(xù)表5-6
工藝路線
工序余量
工序尺寸
粗車
2.6
100.4
半精車
2
102.4
磨
0.4
103
7) 軸向長(zhǎng)度為的跨距的加工
本道工序?yàn)榍S內(nèi)槽長(zhǎng)度的基本工序尺寸，以左右兩端面為基準(zhǔn)，粗車和精車選用CA6140車床進(jìn)行加工，最后使用萬(wàn)能外圓磨床加工。其工序尺寸及公差如表5-7所示。
表5-7 主軸頸間跨距工序尺寸及公差 (mm)
工藝路線
基本尺寸
工序余量
工序精度
工序尺寸
鑄
159
1.4
粗車
163.5
4.5
0.63
磨
164
0.5
0.53
8) 徑向270mm軸寬的加工
本道工序?yàn)榍S最大外圓端面的基本工序尺寸，以左右兩端面為基準(zhǔn)，粗車和精車選用CA6140車床進(jìn)行加工，最后使用萬(wàn)能外圓磨床加工。如表5-8所示。
表5-8 軸寬工序尺寸及公差 (mm)
工藝路線
工序余量
工序尺寸
鑄
275
粗銑
4.5
270.5
磨
0.5
270
9) 鍵槽的加工
本道工序?yàn)榍S右端鍵槽的基本工序尺寸，以左端面為基準(zhǔn)，選用X6132銑床進(jìn)行加工，最后使用萬(wàn)能外圓磨床加工。如表5-9所示。
表5-9 鍵槽工序尺寸及公差 (mm)
工藝路線
基本尺寸
工序余量
工序精度
工序尺寸
粗銑
27.7
0.13
磨
28
0.3
0.052
10) φ10油孔的加工
本道工序?yàn)榍S油槽的基本工序尺寸，以左右兩端面為基準(zhǔn)，選用Z525立式鉆床進(jìn)行加工，最后使用萬(wàn)能外圓磨床加工。如表5-10所示。
表5-10 油孔工序尺寸及公差 (mm)
工藝路線
工序余量
工序尺寸
粗銑
9.7
磨
0.3
10
5.2 設(shè)備及工藝裝備的確定
所用的設(shè)備有：臥式雙面中心鉆床、CA6140、特種多刀車床、立式銑床、搖臂鉆床、攻螺紋機(jī)床、液壓床、輥道、清洗機(jī)、檢驗(yàn)臺(tái)、外圓磨床、動(dòng)平衡機(jī)。
夾具有：頂尖、V形塊、偏心卡盤分度夾具。鉆直孔專用夾具、鉆斜孔專用夾具。
刀具有：90度車刀、R3圓弧車刀、銑刀、φ10、φ20鉆頭、砂輪、切斷刀。
量具有：千分尺、游標(biāo)卡尺、專用卡規(guī)。
5.3 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。
刀具：90°外圓車刀，刀片材料為YT15，
刀桿尺寸為16mm×25mm， kr=900，γ0=150，α0=80，rε=0.5mm 。
①確定切削用量：
1）背吃刀量：ap=5mm。
2）進(jìn)給量：根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4，選用f=0.5mm/r。
3）切削速度：查《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.27可得各系數(shù)，切削速度計(jì)算值如下：
（5-1）
代入數(shù)據(jù)可得：
=
=95.56(m/min)
4）確定主軸轉(zhuǎn)速：
(5-2)
= ≈276.66(r/min)
根據(jù)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速圖可知，可取n=450r/min。所以實(shí)際切削速度為:
=108.8(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：
(5-3)
式中：L=118, L1=4, L2=0
所以 ：min
2）?。?T輔=5min，=3%，=2%，T準(zhǔn)終=10min
3）單件的工時(shí)定額為：
=7.8min
（2）粗車主軸頸右端時(shí)：
切削用量：（車刀刀桿尺寸取2525）
ap=2.6 ，由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表5.3-1得f=1.3，
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表5.3-20查得v=59m/min，
則n=318v/d=31859/112.4=166.9=167r/min
工時(shí)定額：
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.3-1得：裝夾工件時(shí)間為1.1min
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.3-2得：松開卸下工件時(shí)間為0.76min，
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.3-3得：操作機(jī)床時(shí)間為：
0.02+0.04+0.03+0.09+0.08+0.02+0.01+0.02+0.03+0.06+0.04+0.04+0.03=0.51min
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.3-4得：測(cè)量工件時(shí)間為：0.1+0.14=0.24min
T1=0.76+1.1+0.51+0.24=2.61min
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表5.4-1得機(jī)動(dòng)時(shí)間為：T2=0.07+0.06+0.04+0.03=0.2min
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表3.3-33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=412.8x5/167x1.3x2.6=3.7min
則T總=T1+T2+T基+53+15=77.51
（3）粗車主軸頸左端時(shí)：
切削用量：a=2.6
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表5.3-1得：f=1.3mm/r
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表5.3-20得：v=59m/min
則n=318v/d=31859/112.4=166.9=167r/min
工時(shí)定額：（同上）T1=2.61min T2=0.2min T3=53min T4=15min
T基=91.65/1671.32.6=0.81min
T總=T1+T2+T3+T3+T基=74.62min
(4)半精車主軸頸右端時(shí)：
切削用量：（刀尖圓弧半徑取0.5）a=2
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表5.3-2得f=0.1mm/r
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表5.3-20得v=120m/min
則n=318v/d=318x120/110.4=346r/min
工時(shí)定額：（同上）T1=2.61min T2=0.2min T3=56min T4=15min
T基=lz/nfap=410.85/3460.12=29.7min
T總=T1+T2+T3+T4+T基=103.5min
(5)半精車主軸頸左端時(shí)：
切削用量：a=2
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表5.3-2得f=0.1mm/r
由《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表5.3-20得v=120m/min
則n=318v/d=318x120/110.4=346r/min
工時(shí)定額：（同上）T1=2.61min T2=0.2min T3=56min T4=15min
T基=93.65/3460