三拐曲軸加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)中承受沖擊載荷、傳遞動(dòng)力的重要零件，在發(fā)動(dòng)機(jī)五大件中最難以保證加工質(zhì)量。其材料是由碳素結(jié)構(gòu)鋼或球墨鑄鐵制成的，由于曲軸工作條件惡劣，因此對(duì)曲軸材質(zhì)以及毛坯加工技術(shù)、精度、表面粗糙度、熱處理和表面強(qiáng)化、動(dòng)平衡等要求都十分嚴(yán)格。如果其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)質(zhì)量沒(méi)有得到保證，則可嚴(yán)重影響曲軸的使用壽命和整機(jī)的可靠性。曲軸有

2、兩個(gè)重要部位：軸徑，拐徑，（還有其他）。軸徑被安裝在缸體上，拐徑與連桿大頭孔連接，連桿小頭孔與汽缸活塞連接，是一個(gè)典型的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程就是，活塞經(jīng)過(guò)混合壓縮氣的燃爆，推動(dòng)活塞做直線運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)連桿將力傳給曲軸，由曲軸將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。曲軸的旋轉(zhuǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力源。世界汽車(chē)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)曲軸的加工十分重視，并不斷改進(jìn)曲軸加工工藝。</p><p>　　在曲軸零件的加工工藝過(guò)程中軸與軸中心線之間要

3、有位置要求, 以毛坯軸兩端定位先加工兩中心孔,以?xún)啥酥行目锥ㄎ辉俅帧⒕庸じ鬏S的表面，然后以粗、精后的兩軸徑定位，采用專(zhuān)用夾具加工直油孔和銑鍵槽最后粗、精磨各軸。</p><p>　　在夾具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要以V形塊和支承板來(lái)定位，靠直壓板和螺母來(lái)夾緊，鉆直油孔時(shí)應(yīng)采用長(zhǎng)型快換鉆套，銑鍵槽時(shí)采用立式銑床，曲軸小頭處應(yīng)安裝一個(gè)對(duì)刀塊，夾具設(shè)計(jì)要方便、簡(jiǎn)單。</p><p>　　關(guān)鍵詞：曲軸；

4、加工工藝；專(zhuān)用夾具；中心孔；對(duì)刀塊</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Engine crankshaft is subject to impact load, transmission power of the important parts, the five pieces in the engine are the most

5、 difficult to ensure quality processing. Its material is from the carbon structure which made of steel or ductile iron, as a result of the poor working conditions, the crankshaft and the rough material processing technol

6、ogy, precision, surface roughness, heat treatment and surface hardening, dynamic balancing requirements are very stringent. If any of these are not a </p><p>　　In crankshaft machining process between the cen

7、tral axis, with the axis center line of the location of the requirements have to be rough-axis positioning processing at both ends of the two central hole to center hole location on both ends and then rough, finishing th

8、e surface of</p><p>　　the shaft, and then to crude, refined of the two shaft after positioning, the use of dedicated processing fixture straight hole and the final rough keyway milling, grinding of the shaft

9、. In the fixture design process, mainly V-shaped block and bearing plates to locate by direct plate and nut to clamp, drill hole should be directly used for drilling long set of fast, used vertical milling keyway millin

10、g, crankshaft head should be installed on a knife block, fixture design should be convenient an</p><p>　　Key words: crankshaft; processing technology; dedicated fixture; central hole; the knife block</p&g

11、t;<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1 緒 論1</b></p><p><b>　　2 零件分析2</b&

12、gt;</p><p>　　2.1 零件的作用2</p><p>　　2.2 零件的技術(shù)要求分析2</p><p>　　2.3 零件的結(jié)構(gòu)及其工藝性分析2</p><p>　　2.4 零件的加工面的分析3</p><p>　　3 機(jī)械加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)5</p><p><b>

13、;　　3.1 定義5</b></p><p>　　3.2 機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成5</p><p>　　3.3 工藝規(guī)程的作用5</p><p>　　3.4 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則5</p><p>　　3.5 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類(lèi)型5</p><p>　　3.6 確定毛坯的制造形式6</

14、p><p>　　3.7 基準(zhǔn)的選擇7</p><p>　　3.8 材料及熱處理8</p><p>　　3.9 分析并制訂工藝路線8</p><p>　　3.10 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定10</p><p>　　3.11 確定切削用量及基本工時(shí)13</p><p><b

15、>　　4 夾具設(shè)計(jì)17</b></p><p>　　4.1 打直油孔夾具設(shè)計(jì)17</p><p>　　4.2 銑鍵槽夾具設(shè)計(jì)25</p><p>　　5 加工方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析30</p><p>　　5.1工藝方案比較30</p><p>　　5.2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)31</p>

16、<p>　　5.3應(yīng)用舉例31</p><p><b>　　結(jié) 論34</b></p><p><b>　　致 謝35</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)36</b></p><p><b>　　附錄37</b></

17、p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　曲軸的主要作用是將活塞連桿組傳來(lái)的氣體壓力轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩，然后通過(guò)飛輪傳遞到汽車(chē)底盤(pán)的傳遞系統(tǒng)，此外，還用來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)和水泵、發(fā)電機(jī)、空調(diào)機(jī)、風(fēng)扇等輔助裝置。所以說(shuō)曲軸是機(jī)動(dòng)車(chē)動(dòng)力的核心來(lái)源。曲軸在工作中，要承受周期性變化的氣體壓力、往復(fù)的慣性力、離心力及扭矩和彎矩的共同作用，還要承受高溫，因此曲軸要有

18、足夠的剛度、強(qiáng)度、各表面的潤(rùn)滑性要好、耐磨，各軸頸表面要達(dá)到必要的加工精度，達(dá)到較高的動(dòng)平衡要求。曲軸一般是由前端軸、平衡重、連桿軸頸、主軸頸、曲柄和后端軸組成。</p><p>　　曲軸按結(jié)構(gòu)型式分為整體式和組合式兩大類(lèi)，整體式曲軸具有較高的強(qiáng)度和剛度、結(jié)構(gòu)緊湊和重量輕；組合式曲軸的優(yōu)點(diǎn)是加工方便，便于系列產(chǎn)品通用，缺點(diǎn)是強(qiáng)度和剛度差，裝配復(fù)雜。本設(shè)計(jì)產(chǎn)品是型號(hào)為YC4108Q的柴油機(jī)曲軸，主要用于輕型汽車(chē)和農(nóng)

19、用車(chē)，它很好的沿用了YC6108Q的技術(shù)。它為整體式曲軸，有4個(gè)曲拐，主軸頸和連桿頸分布在同一平面內(nèi)，4個(gè)連桿軸頸在主軸頸兩側(cè)呈兩兩分布，相互夾角180°；主軸頸與連桿頸之間有4個(gè)斜油孔相通，以便對(duì)連桿軸頸潤(rùn)滑。</p><p>　　YC4108Q采用了強(qiáng)度、沖擊韌性和耐磨性都比較高的球墨鑄鐵QT900-3材料。曲軸的工藝特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工的尺寸精度、形位精度和表面質(zhì)量要求較高；剛性特差，屬于易彎曲

20、變形的異形軸類(lèi)零件。制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)該是應(yīng)當(dāng)使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證。選用適當(dāng)?shù)臋C(jī)床，既保證生產(chǎn)進(jìn)度，又要考慮經(jīng)濟(jì)效果，以降低生產(chǎn)成本。此產(chǎn)品年生產(chǎn)綱領(lǐng)2500件/年。已經(jīng)達(dá)到了大批生產(chǎn)的水平，從生產(chǎn)效率，生產(chǎn)成本，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度的角度考慮，為YC4108Q產(chǎn)品設(shè)計(jì)一套專(zhuān)用機(jī)床夾具是非常必要的，曲軸在加工過(guò)程中要需要車(chē)、銑、鉆、磨等工藝裝備，本設(shè)計(jì)中涉及到鉆直油孔夾具和銑鍵槽夾具設(shè)

21、計(jì)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的主要工作是：對(duì)YC4108Q曲軸進(jìn)行工藝分析、工藝規(guī)程的制訂及夾具的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行工藝論證，對(duì)關(guān)鍵工序的加工余量、工序尺寸、工序公差、切削用量和工時(shí)定額進(jìn)行計(jì)算。在夾具設(shè)計(jì)中，對(duì)夾具結(jié)構(gòu)及定位方案進(jìn)行論證分析，對(duì)定位誤差、夾緊力進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，最后是對(duì)夾具的評(píng)估。</p><p><b>　　2 零件分析</b></p>

22、<p><b>　　2.1 零件的作用</b></p><p>　　題目所給定的零件是YC4108Q曲軸（見(jiàn)圖2-1），曲軸零件是柴油機(jī)機(jī)體中一個(gè)重要的零件。在柴油機(jī)工作時(shí)，動(dòng)力源是氣缸內(nèi)因受壓而使溫度劇增從而導(dǎo)致爆炸的霧化柴油與空氣的混合氣體，在這個(gè)過(guò)程中活塞受到強(qiáng)大的推力作用，被迅速的向外推出，在這個(gè)過(guò)程中氣體對(duì)活塞做功，但這只是柴油機(jī)工作四個(gè)沖程中的一個(gè)，接下來(lái)的三個(gè)沖程——

23、排氣沖程、吸氣沖程和壓縮沖程中外界對(duì)活塞并不做功，為了使活塞能自行的完成四個(gè)沖程，就需要一個(gè)裝置將做功沖程的能量?jī)?chǔ)存下來(lái)，以便在其他三個(gè)沖程中為活塞提供足夠的能量，于是，飛輪便產(chǎn)生了。但是，活塞的運(yùn)動(dòng)形式是往復(fù)式的直線運(yùn)動(dòng)，而飛輪的運(yùn)動(dòng)形式是繞固定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，在它們之間就需要一個(gè)運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換元件，于是，曲軸就成為它們的媒介，同時(shí)曲軸還可以把這部分能量提供給柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)各輔助系統(tǒng)進(jìn)行工作。</p><p>　　為了

24、給工作機(jī)械和柴油機(jī)各輔助系統(tǒng)提供足夠的能量，需要一根曲軸與多個(gè)氣缸相連接，這就需要曲軸有相應(yīng)個(gè)數(shù)的曲柄。在多缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，為了滿(mǎn)足點(diǎn)火順序，及運(yùn)行無(wú)死點(diǎn)等要求，就需要曲軸有相應(yīng)的形狀改變，例如，曲柄之間成120°夾角和曲柄之間成180°夾角等。</p><p>　　2.2 零件的技術(shù)要求分析</p><p>　　1．加工表面的尺寸精度</p><p&g

25、t;　　2．主要加工表面的形狀精度</p><p>　　3．主要加工表面之間的相互位置精度</p><p>　　4．各加工表面粗糙度以及表面質(zhì)量方面的其它要求</p><p>　　5．熱處理要求及其它技術(shù)要求（如動(dòng)平衡等）</p><p>　　6．零件的視圖、技術(shù)要求是否齊全——主要技術(shù)要求和加工關(guān)鍵</p><p>

26、　　7．零件圖所規(guī)定的加工要求是否合理</p><p>　　8．零件的選材是否恰當(dāng)，熱處理是否合理</p><p>　　另外，曲軸在工作時(shí)承受著不斷變化的壓力、慣性力和它們的力矩作用，因此要求曲軸具有強(qiáng)度高、剛度大、耐磨性好，軸頸表面加工尺寸精確，且潤(rùn)滑可靠。</p><p>　　2.3 零件的結(jié)構(gòu)及其工藝性分析</p><p>　　曲軸是柴

27、油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中的一個(gè)重要的零件。曲柄和連桿，活塞等組成曲柄連桿機(jī)構(gòu)。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，活塞向下的推力經(jīng)連桿傳到曲軸，由曲軸將活塞的直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S自身軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并向外輸出功率，經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)其它部件的運(yùn)動(dòng)。曲軸一般由曲軸前端，連桿軸頸，曲柄，主軸頸，曲軸后端組成。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的曲軸（圖2-1）為整體式曲軸，有4個(gè)曲拐，主軸頸和連桿頸分布在同一平面內(nèi)，4個(gè)連桿軸頸在主軸頸兩側(cè)呈兩兩分布，相互夾角1

28、80°；主軸頸與連桿頸之間有4個(gè)斜油孔相通，以便對(duì)連桿軸頸潤(rùn)滑。</p><p>　　機(jī)構(gòu)工藝性——保證使用要求的前提下，能否以高生產(chǎn)率和低成本制造。</p><p>　　曲軸的工藝特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工的尺寸精度、形位精度和表面質(zhì)量要求較高；剛性特差，屬于易彎曲變形的異形軸類(lèi)零件。</p><p>　　制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)該是應(yīng)當(dāng)使零件的幾何形狀、尺

29、寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理的保證。選用適當(dāng)?shù)臋C(jī)床，既保證生產(chǎn)進(jìn)度，又要考慮經(jīng)濟(jì)效果，以降低生產(chǎn)成本。</p><p>　　2.4 零件的加工面的分析</p><p>　　曲軸加工主要有五組加工面，他們相互有一定位置度的要求?，F(xiàn)分述如下：</p><p><b>　　1．五個(gè)φ85軸頸</b></p><p>　　

30、要求：徑向跳動(dòng)公差0.060mm，圓度公差為0.010mm。</p><p>　　2．四個(gè)φ66連桿軸頸</p><p>　　要求：與B面的平行度公差為0.020mm。</p><p><b>　　3．φ100大頭</b></p><p>　　要求：徑向跳動(dòng)公差0.040mm。</p><p>&

31、lt;b>　　4．φ45小頭</b></p><p>　　要求：徑向跳動(dòng)公差0.080mm。</p><p><b>　　5．曲柄</b></p><p>　　要求：端面跳動(dòng)公差0.030mm。</p><p>　　圖2-1 YC4108Q曲軸零件圖</p><p>　　3 機(jī)

32、械加工工藝過(guò)程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1 定義</b></p><p>　　機(jī)械加工工藝過(guò)程是機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的一部分，是直接生產(chǎn)過(guò)程，其原意是指采用金屬切削刀具或磨具來(lái)加工工件，使之達(dá)到所要求的形狀、尺寸、表面粗糙度和力學(xué)物理性能，成為合格零件的生產(chǎn)過(guò)程。由于制造技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在所說(shuō)的加工方法除切削和磨削外，還包括其他加工方法，如電加工、超聲波加工

33、、電子束加工、激光束加工，以及化學(xué)加工等幾乎所有的加工方法。</p><p>　　它是在具體的生產(chǎn)條件下，把最合理或較合理的工藝過(guò)程和操作方法，并按規(guī)定的形式寫(xiě)成工藝文件，經(jīng)審批后用來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)的。工藝規(guī)程中包括各個(gè)工序的排列順序、加工尺寸、公差及技術(shù)要求、工藝設(shè)備及工藝措施、切削用量及工時(shí)定額等內(nèi)容。</p><p>　　3.2 機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成</p><p&g

34、t;　　機(jī)械加工工藝過(guò)程由若干個(gè)按一定順序排列的工序組成，每道工序又包括若干工步，每個(gè)工步又包括幾次走刀。</p><p>　　1．工序——一個(gè)工人或一組工人在一個(gè)工作地點(diǎn)，連續(xù)完成一個(gè)或幾個(gè)零件的工藝過(guò)程中的某一部分。</p><p>　　2．安裝——工件經(jīng)一次裝夾后完成的那一部分工序內(nèi)容。</p><p>　　3．工位——一次裝夾后，工件在機(jī)床上所占的每個(gè)位置&

35、lt;/p><p>　　4．工步——工序中加工表面、切削工具、切削用量均保持不變的部分</p><p>　　5．走刀——切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步內(nèi)容。</p><p>　　3.3 工藝規(guī)程的作用</p><p><b>　　1．指導(dǎo)生產(chǎn)</b></p><p>　　2．組織生產(chǎn)和管理生

36、產(chǎn)</p><p>　　3．新建、擴(kuò)建和改建工廠和車(chē)間</p><p>　　3.4 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)原則</p><p><b>　　1．技術(shù)上的新近性</b></p><p><b>　　2．經(jīng)濟(jì)上的合理性</b></p><p><b>　　3．良好的勞動(dòng)條件&l

37、t;/b></p><p>　　3.5 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類(lèi)型</p><p>　　企業(yè)根據(jù)市場(chǎng)需求和自身的生產(chǎn)能力決定生產(chǎn)計(jì)劃。在計(jì)劃期內(nèi)，應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃成為生產(chǎn)綱領(lǐng)。計(jì)劃期為一年的生產(chǎn)綱領(lǐng)稱(chēng)為年生產(chǎn)綱領(lǐng)。</p><p>　　3.5.1 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)</p><p>　　該產(chǎn)品年產(chǎn)量為20000件/年，備品率為10

38、％，廢品率為1％</p><p><b>　　=22200件/年</b></p><p>　　式中 N——零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）；</p><p>　　Q——產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺(tái)/年）；</p><p>　　n——每臺(tái)產(chǎn)品中，該零件的數(shù)量（件/臺(tái)）；</p><p><b>　　a%—

39、—備品率；</b></p><p><b>　　b%——廢品率。</b></p><p>　　3.5.2 確定生產(chǎn)類(lèi)型</p><p>　　不同的生產(chǎn)類(lèi)型，其生產(chǎn)過(guò)程和生產(chǎn)組織、車(chē)間的機(jī)床布置、毛坯的制造方法、采用的工藝裝備、加工方法以及工人的熟練程度等都有很大的不同，因此在制定工藝路線時(shí)必須明確該產(chǎn)品的生產(chǎn)類(lèi)型。</p>

40、;<p>　　表3－1 各種生產(chǎn)類(lèi)型的規(guī)范表</p><p>　　已知零件為中型零件，根據(jù)上表可確定其生產(chǎn)類(lèi)型為大量生產(chǎn)。</p><p>　　本零件為重型零件的成批生產(chǎn)中的大量生產(chǎn)，適應(yīng)相應(yīng)的生產(chǎn)特點(diǎn)。</p><p>　　3.6 確定毛坯的制造形式</p><p>　　選擇毛坯時(shí)，應(yīng)考慮以下因素：</p>&

41、lt;p>　　1．零件材料的工藝性（如可鑄性和可塑性）以及零件對(duì)材料組織和性能的要求。例如鑄鐵和青銅不能鍛造，只能選鑄件。</p><p>　　2．零件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸。</p><p>　　3．生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小。它在很大程度上決定了所采用毛坯制造的方法。</p><p>　　4．現(xiàn)場(chǎng)的條件。這里主要現(xiàn)場(chǎng)的毛坯制造的實(shí)際工藝水平、設(shè)備狀況以及外協(xié)的可能性和經(jīng)

42、濟(jì)性，但同時(shí)也要考慮生產(chǎn)發(fā)展而采用較先進(jìn)的毛坯制造方法，如近凈鑄造方法等。</p><p>　　零件材料為QT900-3。考慮到曲軸在工作時(shí)承受這不斷變化的壓力、慣性力和它們的力矩作用，因此要求曲軸具有強(qiáng)度高、剛度大、耐磨性好，軸頸表面加工尺寸精確，且潤(rùn)滑可靠。因此應(yīng)選鑄造件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。由于零件的年產(chǎn)量為20000件，已達(dá)到大量生產(chǎn)的水平，而且零件輪廓較大，用球墨鑄鐵代替鋼材來(lái)做

43、曲軸，因?yàn)椴牧媳緛?lái)就便宜，再加上可以省曲鍛打工序，故可以大幅的降低成本，故可采用鑄造成型。這是從提高生產(chǎn)率、降低成本上考慮的，也是應(yīng)該的。</p><p><b>　　3.7 基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　基準(zhǔn)選擇是工藝規(guī)程中的重要工作之一?；鶞?zhǔn)選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大

44、批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。</p><p>　　3.7.1 粗基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　1．保證相互位置要求的原則</p><p>　　選擇與加工表面有相互位置要求的不加工表面為粗基準(zhǔn)。有加工表面和不加工表面時(shí)，選取不加工表面做基準(zhǔn)。</p><p>　　2．保證加工表面加工余量合理分配的原則</p><p>

45、　　選擇要求加工余量均勻的重要表面為粗基準(zhǔn)。都是加工表面時(shí)，選加工余量最小的面為基準(zhǔn)</p><p>　　3．便于工件裝夾的原則</p><p>　　應(yīng)選取大的平整光華的面為基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)盡可能平整、光潔，有足夠大的尺寸，不允許有鍛造飛邊、鑄造澆口、冒口或其他嚴(yán)重缺陷。以使定位準(zhǔn)確，裝夾牢固可靠。</p><p>　　4．粗基準(zhǔn)只能使用一次。</p>

46、;<p>　　3.7.2 精基準(zhǔn)的選擇</p><p><b>　　1．基準(zhǔn)重合原則</b></p><p>　　盡可能選擇被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)。</p><p><b>　　2．基準(zhǔn)統(tǒng)一原則</b></p><p>　　應(yīng)盡可能在多個(gè)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位。</p&

47、gt;<p>　　精基準(zhǔn)要盡早加工出來(lái)，并達(dá)到一定的精度?？墒构ぜ谝淮味ㄎ恢心芗庸けM量多的表面，減少工件搬動(dòng)和翻轉(zhuǎn)的次數(shù)，有利于提高各加工表面的位置精度，簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)，提高生產(chǎn)率。</p><p><b>　　3．互為基準(zhǔn)原則</b></p><p>　　為了使加工表面間有較高的相互位置度，并使加工余量均勻，采用互為基準(zhǔn)原則，反復(fù)加工的方法。</

48、p><p><b>　　4．自為基準(zhǔn)原則</b></p><p>　　旨在減小表面粗糙度，減小加工余量和保證加工余量均勻的工序，常以加工本身為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，稱(chēng)為自為基準(zhǔn)原則。</p><p><b>　　5．便于裝夾原則</b></p><p>　　所選擇的精基準(zhǔn)，應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、可靠，夾緊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單,

49、操作方便,這稱(chēng)為便于裝夾原則。</p><p>　　根據(jù)上述粗基準(zhǔn)選擇原則可選擇兩中心孔的連線作為粗基準(zhǔn)，因?yàn)檫@樣可使重要的加工面，例如曲軸各軸頸和連桿軸頸達(dá)到較高的精度。</p><p>　　3.8 材料及熱處理</p><p>　　曲軸材料選用QT900-3有很高的硬度、強(qiáng)度和耐磨性，可以替代原來(lái)昂貴的合金鋼材料，保證在工作時(shí)不變形。鑄鐵要經(jīng)過(guò)時(shí)效處理，以消除應(yīng)

50、力，并做噴丸處理，在完全加工完后還要蘸防銹油，以防止表面生銹。</p><p>　　3.9 分析并制訂工藝路線</p><p>　　3.9.1 加工階段的劃分</p><p>　　1．荒加工階段：安排在粗加工之前，若毛坯的余量特別大，表面及其粗糙時(shí)，為粗加工做準(zhǔn)備。</p><p>　　2．粗加工階段：去除各加工表面的大部分余量，使毛坯在形狀

51、上盡快接近成品，給后面的工序留下適當(dāng)?shù)募庸び嗔俊?lt;/p><p>　　3．半精加工階段：為精加工作準(zhǔn)備，留有一定的加工余量，加工精度為IT8~IT9，表面粗糙度為Ra6.3。</p><p>　　4．精加工階段：使零件的形狀尺寸達(dá)到圖紙要求，滿(mǎn)足各公差、配合、表面粗糙度等要求。</p><p>　　5．各加工面孔：在工序完成后達(dá)到圖樣技術(shù)要求，精度為IT7，表面粗糙

52、度為Ra1.6—0.8。</p><p>　　加工工藝路線劃分的原則：先粗后精，先面后孔，基準(zhǔn)先行，先主后次，往往是反復(fù)加工互為基準(zhǔn)而達(dá)到逐漸精確。</p><p>　　曲軸加工分為：粗、半精、精三個(gè)階段。</p><p>　　3.9.2 工序的集中與分散</p><p>　　3.9.2.1 工序集中：</p><p>

53、;　　零件的加工集中在少數(shù)工序內(nèi)完成，每一工序的加工內(nèi)容較多,因而使總的工序數(shù)目減少，使夾具的數(shù)目和工件的安裝次數(shù)也減少。</p><p><b>　　特點(diǎn)：</b></p><p>　　1．可減少工件裝夾次數(shù)，減少裝夾及搬運(yùn)時(shí)間。一次裝夾，可加工較多的平面，縮短輔助時(shí)間，易于保證加工表面的位置精度。</p><p>　　2．可減少工序數(shù)量、設(shè)

54、備數(shù)量、操作人員與生產(chǎn)場(chǎng)地便于生產(chǎn)計(jì)劃和調(diào)度工作有利于采用高效專(zhuān)用設(shè)備（如多工位組合機(jī)床等），提高生產(chǎn)率。</p><p>　　3．有利于采用高效專(zhuān)用設(shè)備及自動(dòng)化程度高的機(jī)床（如多工位組合機(jī)床、加工中心等），以提高生產(chǎn)率。</p><p>　　4．使用的設(shè)備及投資大，轉(zhuǎn)換產(chǎn)品較困難，要求工人的技術(shù)水平較高。</p><p>　　3.9.2.2. 工序分散</p

55、><p>　　工藝路線中的工步內(nèi)容分散在更多的工序中完成，每一工序的加工內(nèi)容少。</p><p><b>　　特點(diǎn)：</b></p><p>　　1．工件工序多，內(nèi)容簡(jiǎn)單，往往一個(gè)工序只有一些簡(jiǎn)單的工作內(nèi)容，可以采用最合理的切削用量，減少機(jī)動(dòng)時(shí)間，對(duì)操作工人技術(shù)水平要求不高。</p><p>　　2．設(shè)備與工藝簡(jiǎn)單，調(diào)整方便

56、，工人易于掌握，容易適應(yīng)產(chǎn)品的變化。</p><p>　　3．設(shè)備數(shù)目多，生產(chǎn)場(chǎng)地大，操作工人多，管理工作量較大。</p><p>　　3.9.3 制訂工藝路線</p><p>　　制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及其位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用專(zhuān)用機(jī)床配以專(zhuān)用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高

57、生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 </p><p><b>　　工藝路線方案：</b></p><p>　　表3-2 工藝路線方案表</p><p>　　3.10 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定</p><p>　　進(jìn)行機(jī)械加工余量的分析計(jì)算，是為了確定最有利的加工余量，以節(jié)省材

58、料。利用分析計(jì)算法，必須要有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，否則難以進(jìn)行。</p><p>　　影響機(jī)械加工余量的因素：</p><p>　　①前工序（或毛坯）加工后其表面粗糙度及表面缺陷。</p><p>　?、谇肮ば颍ɑ蛎鳎┑某叽绻睢?lt;/p><p>　?、矍肮ば颍ɑ蛎鳎└鞅砻嫦嗷ノ恢玫目臻g偏差，如彎曲度、垂直度和同軸度誤差等等。</p>

59、;<p><b>　　④本工序裝夾誤差。</b></p><p>　　確定毛坯的形狀和尺寸——盡量與零件接近</p><p>　　毛坯加工余量——毛坯制造尺寸與零件相應(yīng)尺寸的差值——加工總余量</p><p>　　毛坯公差——毛坯制造尺寸的公差</p><p>　　YC4108Q曲軸零件材料為QT900-3

60、，硬度為HBS270～321，同一根曲軸硬度差小于30HBS，生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，采用鑄造毛坯，鑄造好后要安排人工時(shí)效，以消除殘余應(yīng)力。</p><p>　　3.10.1 鑄件尺寸公差</p><p>　　鑄件尺寸公差分為16級(jí)，由于是大量生產(chǎn)，毛坯制造方法采用人工砂箱造型，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》選取鑄件尺寸公差等級(jí)為CT11，根據(jù)表3.1-21，選取錯(cuò)箱值為6mm。</p>

61、<p>　　3.10.2 鑄件機(jī)械加工余量</p><p>　　對(duì)于成批生產(chǎn)的鑄件加工余量由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》查得，根據(jù)表3.1-26，和上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下: </p><p>　　表3-3 毛坯加工余量表</p><p><b>　　⑴大頭工序尺寸：</b><

62、;/p><p>　　粗車(chē)：φ101.92Z=4.1mm</p><p>　　精車(chē)：φ100.12Z=1.8mm</p><p>　　精磨：φ1002Z=0.1mm</p><p><b>　　⑵小頭工序尺寸：</b></p><p>　　粗車(chē)：φ47.3

63、2Z=3.7mm</p><p>　　精車(chē)：φ45.52Z=1.8mm</p><p>　　精磨：φ452Z=0.1mm</p><p><b>　　⑶主軸頸工序尺寸：</b></p><p>　　粗車(chē)： φ87.12Z=3.9mm</p><

64、;p>　　半精車(chē)：φ85.1 2Z=2.0mm</p><p>　　精磨： φ852Z=0.1mm</p><p>　?、冗B桿軸頸工序尺寸：</p><p>　　粗車(chē)：φ69 2Z=3mm</p><p>　　粗磨：φ66.12Z=2.9mm

65、</p><p>　　精磨：φ662Z=0.1mm</p><p>　　3.10.3 零件－毛坯綜合圖</p><p>　　零件毛坯綜合圖一般包括以下內(nèi)容：鑄造毛坯形狀、尺寸及公差、加工余量與工藝余量、鑄造斜度及圓角、分型面、澆冒口殘根的位置、工藝基準(zhǔn)及其它有關(guān)技術(shù)要求等。本次設(shè)計(jì)的零件的澆冒口位置在零件小頭上方，具體采用的澆注系統(tǒng)為頂澆注式的一般形

66、式。具體要求見(jiàn)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》和《金屬工藝學(xué)實(shí)習(xí)教材》第一章。分型面選在軸頸的軸線與連桿軸頸的軸線所構(gòu)成的平面上，這樣分型，零件的上下箱對(duì)稱(chēng)，容易作砂箱。拔模斜度取2.5°，圓角取R8～10。</p><p>　　零件－毛坯綜合圖上的技術(shù)條件一般包括以下內(nèi)容：合金牌號(hào)、鑄造方法、鑄造的精度等級(jí)、未注明的鑄造斜度及圓角半徑、鑄件的檢驗(yàn)等級(jí)、鑄造綜合技術(shù)條件、鑄造交貨狀態(tài)、鑄件是否進(jìn)行氣壓或液壓試驗(yàn)、熱

67、處理硬度。具體的標(biāo)記見(jiàn)零件－毛坯綜合</p><p><b>　　圖。</b></p><p>　　圖3-1 YC4108Q曲軸鑄造毛坯圖</p><p>　　3.11 確定切削用量及基本工時(shí)</p><p>　　本次以第5道工序粗車(chē)、半精車(chē)第三主軸頸工序、第15道打直油孔工序和第30道銑鍵槽工序?yàn)槔?，以確定切削用量及基

68、本工時(shí)。</p><p>　　3.11.1 工序5 粗車(chē)、半精車(chē)第三主軸頸</p><p>　　工步1 檢查毛坯件大小頭尺寸</p><p>　　工步2 清除夾具定位面上的鐵屑、雜物</p><p>　　工步3 裝夾如圖所示，以大端外圓及小端中心孔定位</p><p>　　工步4 精車(chē)各主軸頸，保證圖示尺寸，及中間主軸

69、跳動(dòng)</p><p>　　工步5 檢查本工序尺寸及跳動(dòng)</p><p>　　圖3-2 YC4108Q曲軸粗車(chē)、半精車(chē)主軸頸工序圖</p><p>　　3.11.1.1 加工條件</p><p>　　工件材料：QT900-3</p><p>　　加工要求：保證如圖尺寸</p><p>　　刀具：主

70、軸車(chē)刀、R刀</p><p>　　3.11.1.2 計(jì)算切削用量</p><p>　　3.11.1.3 切削深度 </p><p>　　Z=6mm，分三刀，Z1=3mm,Z2=2mm,Z3=1mm</p><p>　　3.11.1.4 進(jìn)給量 </p><p>　　根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表8.4-2，當(dāng)?shù)稐U尺寸為 ，

71、 以及加工軸頸為100mm（實(shí)際加工軸頸為87mm，與100mm最為接近）時(shí),進(jìn)給量 ，在此選用 </p><p>　　3.11.1.5 計(jì)算切削速度 </p><p>　　按《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表8.4-8，切削速度的計(jì)算公式為</p><p>　　其中ap1=3mm,ap2=2mm,ap3=1mm,f=0.25mm/r,Cv=208,xv=0.40,yv=0.2

72、0,m=0.28,T=60,見(jiàn)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表8.4-8 有V1=56.20m/min,V2=66.10m/min,V3=87.22m/min</p><p>　　3.11.1.6 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速</p><p>　　根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，選擇n=260r/min</p><p>　　3.11.1.7切削工時(shí)</p><p>　　l=229.

73、6-97.6X2=34.4mm</p><p>　　3.11.2 工序15 鉆直油孔</p><p>　　工步1 裝夾如圖所示</p><p>　　工步2 以1、5主軸頸和一個(gè)連桿頸定位來(lái)鉆四個(gè)直油孔</p><p>　　圖3-3 YC4108Q曲軸鉆直油孔工序圖</p><p>　　3.11.2.1 加工條件<

74、/p><p>　　工件材料：QT900-3</p><p>　　加工要求：保證如圖尺寸</p><p>　　刀具：φ6錐柄加長(zhǎng)麻花鉆</p><p>　　3.11.2.2 鉆削深度 </p><p><b>　　l=75mm</b></p><p>　　3.11.2.3 進(jìn)給量

75、 </p><p>　　根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10.4-1，當(dāng)鉆頭直徑為6mm～8mm，鑄鐵硬度＞200HB時(shí)，進(jìn)給量f=0.22—0.26mm/r，在此選用f=0.25mm/r</p><p>　　3.11.2.4 計(jì)算切削速度</p><p>　　式中， ， ， ， ， , , ,見(jiàn)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表10.4-9</p><p>

76、　　3.11.2.5 確定主軸轉(zhuǎn)速</p><p>　　在實(shí)際生產(chǎn)中，我們選用 </p><p>　　3.11.2.6 計(jì)算切削工時(shí)</p><p><b>　　鉆削工時(shí) </b></p><p>　　3.11.3 工序21銑鍵槽</p><p>　　工步1 檢查精磨小頭軸頸尺寸</p>

77、;<p>　　工步2 裝夾工件，夾1、5主軸并使1連桿定位</p><p>　　工步3 銑鍵槽，保證鍵槽長(zhǎng)度、深度、寬度、對(duì)稱(chēng)度</p><p>　　工步4 松開(kāi)夾具，取下工件，去處毛刺</p><p>　　工步5 檢查合格后，轉(zhuǎn)下道工序。</p><p>　　圖3-4 YC4108Q曲軸銑鍵槽工序圖</p>&l

78、t;p>　　3.11.3.1 加工條件</p><p>　　工件材料：QT900-3氮化</p><p>　　加工要求：保證如圖尺寸</p><p><b>　　刀具：直柄鍵槽銑刀</b></p><p>　　3.11.3.2 計(jì)算切削用量</p><p>　　3.11.3.3切削深度<

79、;/p><p>　　3.11.3.4 進(jìn)給量</p><p>　　根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表9.4-1，和系統(tǒng)特性例如圓柱形銑刀、系統(tǒng)剛度大、功率<5等，選擇進(jìn)給量 ，在此處我們選取 </p><p>　　3.11.3.5計(jì)算切削速度</p><p>　　式中， , , , , , , ， ， , , 見(jiàn)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表9.4-8&l

80、t;/p><p>　　3.11.3.6 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速</p><p>　　實(shí)際生產(chǎn)中采用，則實(shí)際切削速度為</p><p>　　3.11.3.7 計(jì)算切削工時(shí)</p><p><b>　　則切削工時(shí)為 </b></p><p><b>　　4 夾具設(shè)計(jì)</b></p&g

81、t;<p>　　為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。</p><p>　　曲軸在加工過(guò)程中要需要車(chē)、銑、鉆、磨等工藝裝備，經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定進(jìn)行鉆直油孔夾具設(shè)計(jì)和銑鍵槽夾具設(shè)計(jì)。</p><p>　　4.1 打直油孔夾具設(shè)計(jì)</p><p>　　本夾具應(yīng)用在Z3040搖臂式鉆床上。刀具為φ6高速鋼錐柄加長(zhǎng)麻花鉆頭，對(duì)

82、4個(gè)直油孔進(jìn)行逐一加工。</p><p>　　4.1.1 問(wèn)題的提出</p><p>　　本夾具要求用來(lái)鉆主軸上4個(gè)φ6的直油孔，這4個(gè)φ6的直油孔對(duì)主軸及止推有一定的位置度要求。因此，在本道工序加工時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也要滿(mǎn)足精度要求。</p><p>　　4.1.2 夾具設(shè)計(jì)基本要求</p><p>　　夾具是

83、重要的工藝裝備之一，簡(jiǎn)稱(chēng)“工裝”。使用正確設(shè)計(jì)的工藝裝備，可以充分改善勞動(dòng)條件，降低勞動(dòng)成本，同時(shí)提高勞動(dòng)成產(chǎn)率。</p><p>　　機(jī)床專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)的基本要求可概括為以下幾個(gè)方面：</p><p>　　1、保證加工工件的加工精度</p><p>　　這是夾具設(shè)計(jì)的最基本的要求，其關(guān)鍵是正確的確定定位方案、夾緊方案、刀具導(dǎo)向方式及合理制訂夾具的技術(shù)要求。必要時(shí)應(yīng)進(jìn)

84、行誤差分析計(jì)算。</p><p>　　2、工裝設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性</p><p>　　專(zhuān)用工藝裝備的費(fèi)用是要計(jì)算在被加工產(chǎn)品的成本中的，如果使用專(zhuān)用工藝裝備可以使成本降低，則該工藝是合理的；否則，就應(yīng)認(rèn)真分析使用專(zhuān)用工藝裝備的必要性。工件的生產(chǎn)類(lèi)型為大量生產(chǎn)，為了降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，選用專(zhuān)用工藝裝備是合理的。</p><p>　　3、夾具總體方案應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)

85、</p><p>　　在大批生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)盡量采用各種快速、高效機(jī)構(gòu)，例如：多件夾緊、聯(lián)動(dòng)夾緊等，以縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率；在大批量生產(chǎn)中，則要求夾緊可靠，定位準(zhǔn)確，裝卸方便，易于操作，以提高生產(chǎn)效率，降低人工成本，滿(mǎn)足精度要求。</p><p>　　4、操作方便，工作安全，能減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度</p><p>　　如采用氣動(dòng)、液壓等機(jī)械化夾緊裝置，以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)

86、度，并可較好的控制夾緊力。夾具操作位置應(yīng)符合操作工人的習(xí)慣，必要時(shí)應(yīng)有安全保護(hù)裝置，以確保安全。</p><p><b>　　5、便于排屑</b></p><p>　　切削積集在夾具中，會(huì)破壞工件的正確的定位；切屑帶來(lái)的大量的熱量會(huì)引起夾具和工件的熱變形，影響加工質(zhì)量；切屑的清掃又會(huì)增加輔助工時(shí)，降低工作效率。切屑積集嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)損傷刀具或造成工傷事故，因此，排屑問(wèn)題

87、在加劇設(shè)計(jì)中必須給予充分的注意，在設(shè)計(jì)高效機(jī)床夾具時(shí)尤為重要。</p><p>　　6、有良好的結(jié)構(gòu)工藝性</p><p>　　設(shè)計(jì)的夾具應(yīng)便于制造、檢驗(yàn)、裝配、調(diào)整、維修等。</p><p>　　4.1.3 定位基準(zhǔn)及定位元件的選擇</p><p>　　定位元件在夾具中是至關(guān)重要的，它通過(guò)限制工件的自由度，來(lái)給工件定位。</p>

88、<p>　　鉆床夾具因?yàn)榇蠖季哂械毒邔?dǎo)向裝置，習(xí)慣上又稱(chēng)為鉆模。在機(jī)床夾具中，鉆模占有相當(dāng)大的比例。</p><p>　　鉆模根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為固定式鉆模、回轉(zhuǎn)式鉆模、翻轉(zhuǎn)式鉆模、蓋板式鉆模和滑柱式鉆模。本鉆模采用的是固定式結(jié)構(gòu)。</p><p>　　3號(hào)主軸頸在以前的工序中已經(jīng)粗磨過(guò)，已經(jīng)達(dá)到較高的精度，而且要加工的油孔在其兩邊成大致對(duì)稱(chēng)排列。按照基準(zhǔn)選用原則，工件以墊鐵

89、1限制其3個(gè)自由度，又以壓板限制其2個(gè)自由度，最后以3號(hào)連桿頸限制1個(gè)自由度，從而實(shí)現(xiàn)六自由度完全定位。夾具采用手柄夾板聯(lián)動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。</p><p>　　4.1.4 鉆頭及導(dǎo)向裝置</p><p>　　直油孔很深，故在生產(chǎn)中采用了φ6高速鋼錐柄加長(zhǎng)麻花鉆。為了便于操作，又從車(chē)間現(xiàn)有設(shè)備中選取，最后選用Z3040搖臂鉆床。</p><p>　　為了使直油孔達(dá)到一

90、定的位置度要求，本夾具中采用了鉆套導(dǎo)向。</p><p>　　4.1.5 工件的夾緊及夾緊裝置</p><p>　　在機(jī)械加工過(guò)程中，工件受到切削力、離心力、重力、慣性力等的作用，必然對(duì)其位置度有一定的影響，為了保證在這些外力作用下，工件仍在夾具中保持由已定位元件所確定的加工位置，而不致發(fā)生震動(dòng)或位移。因此，一般夾具結(jié)構(gòu)都必須設(shè)置一定的夾緊裝置將工件可靠固定。</p><

91、;p>　　4.1.5.1 夾緊裝置的組成</p><p>　　夾緊裝置由兩部分組成：</p><p><b>　　1．力源裝置</b></p><p>　　力源裝置是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置，其一般分為兩種，來(lái)自人力的，稱(chēng)為手動(dòng)夾緊；來(lái)自動(dòng)力的，如氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)等，稱(chēng)為機(jī)動(dòng)夾緊。</p><p>　　本夾具采用人力操

92、作手柄桿旋動(dòng)壓板螺栓，從而夾緊工件，屬于手動(dòng)夾緊。</p><p><b>　　2．夾緊機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　用來(lái)接受和傳遞作用力，使之變?yōu)閵A緊力并執(zhí)行夾緊任務(wù)的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為夾緊機(jī)構(gòu)。</p><p>　　4.1.5.2 對(duì)夾緊裝置的基本要求</p><p>　　夾緊裝置的設(shè)計(jì)或選用是否合理，直接影響到加工質(zhì)量與

93、生產(chǎn)率，夾緊裝置是決定一個(gè)工序能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，同時(shí)，該工序的精度等級(jí)的高低也受其直接影響。因此，對(duì)夾緊裝置提出如下基本要求：</p><p>　　1．在夾緊過(guò)程中應(yīng)能保持工件定位時(shí)所獲得的正確的位置。</p><p>　　2．夾緊可靠、適當(dāng)。夾緊機(jī)構(gòu)一般要有自鎖作用，要在保證工件在加工過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)和振動(dòng)，還要保證工件在加工過(guò)程中不產(chǎn)生過(guò)大夾緊變形和表面損傷。</p>&

94、lt;p>　　3．夾緊機(jī)構(gòu)的自動(dòng)化程度和復(fù)雜程度與工件的生產(chǎn)批量和生產(chǎn)方式相適應(yīng)，并有良好的機(jī)構(gòu)工藝性，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)力求簡(jiǎn)單、緊湊，并盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化元件。</p><p>　　4．夾緊動(dòng)作迅速，操作方便、安全、省力。</p><p>　　4.1.5.3 夾緊力要素的確定</p><p>　　夾緊力包括大小、方向和作用點(diǎn)三個(gè)要素，它們的確定是夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中首要解決

95、的問(wèn)題。</p><p>　　1． 夾緊方向的選擇：</p><p>　　夾緊力方向的選擇一般應(yīng)遵循以下原則：</p><p>　　夾緊力方向應(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位，而不能破壞定位。</p><p>　　為此，一般要求主要夾緊力應(yīng)垂直指向主要定位面。</p><p>　　夾緊力的方向應(yīng)盡可能與工件剛度最大的方向一致，以

96、減小工件變形。</p><p>　　夾緊力的作用方向應(yīng)盡可能與切削力、工件重力方向一致，以減小所需夾緊力。</p><p>　　2．夾緊力作用點(diǎn)的選擇</p><p>　　夾緊力作用點(diǎn)的選擇是指在夾緊力作用方向一定的情況下，確定夾緊元件與工件接觸點(diǎn)的位置和接觸點(diǎn)的數(shù)目。</p><p>　　在選擇夾緊力作用點(diǎn)的時(shí)候，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：</

97、p><p>　?、賷A緊力作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)支承元件或位于支撐元件所形成的支撐面內(nèi)，以保證工件已獲得的定位不變。</p><p>　　夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)處在工件剛性好的部位，以減小工件的夾緊變形。</p><p>　　夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近被加工表面，以便減少切削力對(duì)工件造成的反轉(zhuǎn)力矩。必要時(shí)應(yīng)在工件剛度差的部位增加輔助支承并施加夾緊力，以減少切削過(guò)程中的振動(dòng)和變形。</p

98、><p>　　4.1.5.4 相關(guān)夾緊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)介</p><p>　　幾種夾緊機(jī)構(gòu)的對(duì)比及選擇：</p><p>　　表4-1 夾緊機(jī)構(gòu)對(duì)比表</p><p>　　此外，還有兩種夾緊機(jī)構(gòu)，一種是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的定心夾緊機(jī)構(gòu)，但其要求是夾壓的是加工表面且該表面須精加工；另外一種是聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。 </p><p>　　綜合考慮到

99、結(jié)構(gòu)、增力比、自鎖性、夾緊速度、定位精度等條件，決定在本夾具種采用螺旋聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。</p><p><b>　　1．螺旋夾緊機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　利用螺旋副夾緊工件的機(jī)構(gòu)稱(chēng)為螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。實(shí)質(zhì)上螺旋為繞在圓柱體上的斜楔，因此，其作用原理與斜楔相同。由于它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠等優(yōu)點(diǎn)，很適用于手動(dòng)夾緊，它的主要缺點(diǎn)是夾緊動(dòng)作較慢，所以在機(jī)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)中應(yīng)用較

100、少。</p><p><b>　　單個(gè)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>　　如圖</b></p><p>　　圖4-4 單個(gè)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)</p><p>　　為簡(jiǎn)單的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。其中（a）為螺釘夾緊；（b）為螺母夾緊，它們都為單個(gè)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。</p><p>

101、　　在（a）中，螺釘頭部直接與工件表面接觸，螺釘轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，容易損傷工件表面或帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)破壞定位。因此，生產(chǎn)中采用螺旋、壓板組成螺旋壓板機(jī)構(gòu)。</p><p><b>　　2．聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　在機(jī)械加工中，根據(jù)工件的特點(diǎn)和生產(chǎn)率要求，常需要對(duì)一個(gè)工件上的幾個(gè)點(diǎn)或?qū)Χ鄠€(gè)工件同時(shí)夾緊，此時(shí)，為了減少工件裝夾時(shí)間，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，常采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。<

102、;/p><p>　　單件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)有兩種夾緊形式，一種是夾緊力作用在兩個(gè)互相垂直的方向上，稱(chēng)為雙聯(lián)動(dòng)夾緊。一種是夾緊力方向相同，稱(chēng)為平行聯(lián)動(dòng)夾緊，它們的夾緊力都可以通過(guò)杠桿長(zhǎng)度來(lái)調(diào)整。</p><p>　　在本專(zhuān)用夾具中采用的是兩個(gè)壓緊螺栓在同一水平面內(nèi)推動(dòng)壓板對(duì)工件進(jìn)行夾緊，因此該夾具屬于平行聯(lián)動(dòng)夾緊。</p><p>　　此外在使用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)注意：</

103、p><p>　　①必須設(shè)置浮動(dòng)環(huán)節(jié)，以補(bǔ)償同批工件尺寸的偏差變化，保證各夾緊點(diǎn)夾緊力同時(shí)作用且均勻一致。</p><p>　?、诼?lián)動(dòng)夾緊一般要求要有較大的總夾緊力，故機(jī)構(gòu)要有足夠的剛度，防止夾緊變形。</p><p>　　③工件在定位和夾緊聯(lián)動(dòng)時(shí)，應(yīng)保證夾緊時(shí)不破壞工件定位時(shí)所取得的位置。</p><p>　　夾緊力方向和加工表面的相互關(guān)系，避免

104、工件在定位、夾緊時(shí)積累誤差對(duì)加工精度的影響。</p><p>　　4.1.5.5 確定夾緊方案</p><p>　　理想的夾緊方式應(yīng)使夾緊力作用在主要定位面上，因此采用螺旋夾緊方式將工件壓緊在夾具體上，同時(shí)用定位支柱輔助支承，以提高系統(tǒng)剛度，減少振動(dòng)。</p><p>　　為保證加工時(shí)工藝系統(tǒng)的剛度并減小加工時(shí)工件的變形，應(yīng)該在靠近工件的加工部位增加輔助支承。夾具體

105、的設(shè)計(jì)應(yīng)使系統(tǒng)各部分有機(jī)的聯(lián)系起來(lái)，形成一個(gè)完整的夾具。</p><p>　　根據(jù)工件形狀及定位面特征，擬定夾緊方案為：</p><p>　　采用螺旋聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。如圖：</p><p>　　圖4-5 YC4108Q曲軸打直油孔工序裝夾示意圖</p><p>　　其中螺旋夾緊機(jī)構(gòu)如圖：</p><p>　　圖4-6 Y

106、C4108Q曲軸打直油孔螺旋夾緊機(jī)構(gòu)</p><p>　　4.1. 6 夾具在機(jī)床上的定位</p><p>　　本專(zhuān)用夾具其夾具體部分與Z3040鉆床相接觸，但其與鉆床之間并沒(méi)有保持相互定位的裝置。當(dāng)夾具與工件被放在鉆床上時(shí)，在其自身的重力的作用下，夾具體的下表面與工作臺(tái)之間會(huì)產(chǎn)生很大的摩擦力，其將會(huì)被自動(dòng)的固定在鉆床上。加工工件時(shí)，在完全依靠Z3040鉆床可以上下運(yùn)動(dòng)和繞立柱的極坐標(biāo)系范

107、圍內(nèi)自由活動(dòng)的機(jī)械搖臂，人工控制下，依靠鉆模板的導(dǎo)向作用，來(lái)給曲軸進(jìn)行打孔加工。</p><p>　　圖4-7 YC4108Q曲軸打直油孔夾具與機(jī)床定位示意圖</p><p>　　4.1.7 切削力及夾緊力的計(jì)算</p><p>　　切削刀具：φ6高速鋼錐柄加長(zhǎng)麻花鉆，則：</p><p>　　上式中, , , , , ,數(shù)據(jù)來(lái)自《機(jī)械加工

108、工藝手冊(cè)》</p><p>　　材料不同，修正系數(shù)KF</p><p><b>　　加工球墨鑄鐵時(shí)， </b></p><p><b>　　水平分力： </b></p><p><b>　　垂直分力： </b></p><p>　　在計(jì)算切削力時(shí)，必須考

109、慮安全系數(shù)，安全系數(shù)</p><p>　　——基本安全系數(shù)， </p><p>　　——加工性質(zhì)系數(shù)， </p><p>　　——刀具鈍化系數(shù)， </p><p>　　——斷續(xù)切削系數(shù)， </p><p><b>　　因此， </b></p><p>　　按照夾具設(shè)計(jì)原則合

110、理確定夾緊力的作用點(diǎn)和作用方向，即應(yīng)計(jì)算夾緊力的大小。計(jì)算夾緊力是很復(fù)雜的問(wèn)題，一般只能粗略的估計(jì)。因?yàn)樵趭A緊過(guò)程中，工件受到切削力、重力、沖擊力、離心力和慣性力等的作用，從理論上講，夾緊力的作用必須與上述作用力（矩）平衡。但是在不同條件下，上述作用力在平衡系中對(duì)工件所起的作用是各不相同的。為了簡(jiǎn)化夾緊力的計(jì)算，通常假設(shè)工藝系統(tǒng)是剛性的，切削過(guò)程是穩(wěn)定的，在這些假設(shè)條件下，根據(jù)切削力試驗(yàn)計(jì)算公式求出切削力，然后找出加工過(guò)程中最不利的瞬時(shí)

111、狀態(tài)，按靜力學(xué)原理求出夾緊力的大小。夾緊力大小的計(jì)算通常表現(xiàn)為夾緊力矩與摩擦力矩的平衡。夾緊力的計(jì)算公式：</p><p>　　式中 ——在最不利條件下由靜力學(xué)平衡計(jì)算求出夾緊力；</p><p>　　——實(shí)際需要的夾緊力；</p><p>　　——安全系數(shù)，一般取 ，粗加工取大值，精加工取小值。</p><p>　　本夾具采用螺旋聯(lián)動(dòng)夾緊，

112、增力比公式為：</p><p><b>　　——扳手長(zhǎng)</b></p><p><b>　　——螺紋中徑</b></p><p><b>　　α——螺紋升角</b></p><p><b>　　——螺紋摩擦角</b></p><p>

113、;　　由螺紋直徑φ12及手柄長(zhǎng)200mm（ 、α、 可查到）求得：</p><p>　　為克服水平切削力，實(shí)際夾緊力N應(yīng)為</p><p>　　式中， 和 為夾具定位表面及夾緊表面上的摩擦系數(shù)， ，螺桿作用力為：</p><p>　　因此本夾具安全可靠。</p><p>　　4.1.8 夾具精度分析</p><p>　

114、　夾具放在機(jī)床上必然會(huì)有一定的夾具定位誤差，所謂的定位誤差是由于定位不準(zhǔn)造成的某工件在工序尺寸（通常是指加工表面對(duì)工序基準(zhǔn)的距離尺寸）或位置度要求表面的加工誤差。夾具的定位誤差通常包括兩方面：</p><p>　?、眾A具各元件之間的位置誤差；</p><p>　?、矈A具中各定位元件的磨損。</p><p>　　曲軸在定為時(shí)，主要依靠定位支柱來(lái)定為，而定為支柱在定為過(guò)

115、程中又包括兩部分配合，襯套2和夾具體的配合 和襯套2與定為支柱的配合 ，定為誤差關(guān)鍵就在這兩部分的配合公差。</p><p><b>　　的公差為 </b></p><p><b>　　的公差為 </b></p><p><b>　　則，其公差為 ；</b></p><p>&

116、lt;b>　　的公差為 </b></p><p><b>　　的公差為 </b></p><p><b>　　則，其公差為 </b></p><p><b>　　所以其最大間隙為：</b></p><p>　　通常，對(duì)某一定位方案，經(jīng)分析計(jì)算其可能產(chǎn)生的定位誤

117、差，只要小于有關(guān)尺寸或位置公差的 ，一般即認(rèn)為定位方案能滿(mǎn)足該工序的加工要求。</p><p>　　而曲軸在該夾具上的允許誤差為 ，因此，該夾具定為滿(mǎn)足要求。</p><p>　　工件在夾具中的位置是由定位元件確定的，當(dāng)工件上的定位表面一旦與夾具上的定位元件相接觸或相配合，作為一個(gè)整體的工件的位置也就確定了。當(dāng)對(duì)于一批工件來(lái)說(shuō)，由于在各個(gè)工件的有關(guān)表面之間，彼此在尺寸及位置上均有著在公差范

118、圍內(nèi)的差異，但每個(gè)被定位元件的某些表面都會(huì)有自己的位置變動(dòng)量，從而造成在工序尺寸和位置要求上的加工誤差。</p><p>　　該零件在本工序的精度要求為自由公差，而本工序的主要定位面主軸頸3，尺寸精度要求也為自由公差，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，其對(duì)加工誤差的影響在要求范圍內(nèi)。</p><p>　　4.1.9 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明</p><p>　　如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)首先著

119、眼于定位精確，裝卸方便。在定位過(guò)程中，由于主軸頸3及其主側(cè)面已經(jīng)粗磨過(guò)，已經(jīng)達(dá)到較高的精度（ ），以其作為定位基準(zhǔn)，以定位鐵2作為定位部件，對(duì)其進(jìn)行定位能夠達(dá)到要求的定位精度（ ）；再把它放在其工作平臺(tái)墊鐵1上，然后通過(guò)手柄與壓板螺栓驅(qū)動(dòng)壓板推動(dòng)曲軸向墊鐵2移動(dòng)并將其壓緊。鉆孔的過(guò)程是通過(guò)鉆模板的定位，在襯套1內(nèi)的襯套的導(dǎo)向作用下，采用φ6高速鋼錐柄加長(zhǎng)麻花鉆對(duì)曲軸進(jìn)行鉆削，形成通孔，從而完成打直油孔工序。</p><