毕业设计（论文）-多拐曲轴工艺及夹具设计（全套图纸） .doc

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1、摘 要曲轴是发动机中承受冲击载荷、传递动力的重要零件，在发动机五大件中最难以保证加工质量。其材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的，由于曲轴工作条件恶劣，因此对曲轴材质以及毛坯加工技术、精度、表面粗糙度、热处理和表面强化、动平衡等要求都十分严格。如果其中任何一个环节质量没有得到保证，则可严重影响曲轴的使用寿命和整机的可靠性。曲轴有两个重要部位：轴径，拐径，（还有其他）。轴径被安装在缸体上，拐径与连杆大头孔连接，连杆小头孔与汽缸活塞连接，是一个典型的曲柄滑块机构。发动机工作过程就是，活塞经过混合压缩气的燃爆，推动活塞做直线运动，并通过连杆将力传给曲轴，由曲轴将直线运动转变为旋转运动。曲轴的旋转是发动

2、机的动力源。世界汽车工业发达国家对曲轴的加工十分重视，并不断改进曲轴加工工艺。在曲轴零件的加工工艺过程中轴与轴中心线之间要有位置要求, 以毛坯轴两端定位先加工两中心孔,以两端中心孔定位再粗、精加工各轴的表面，然后以粗、精后的两轴径定位，采用专用夹具加工直油孔和铣键槽最后粗、精磨各轴。在夹具的设计过程中，主要以V形块和支承板来定位，靠直压板和螺母来夹紧，钻直油孔时应采用长型快换钻套，铣键槽时采用立式铣床，曲轴小头处应安装一个对刀块，夹具设计要方便、简单。关键词：曲轴；加工工艺；专用夹具；中心孔；对刀块全套CAD图纸，加153893706IIIAbstractEngine crankshaft i

3、s subject to impact load, transmission power of the important parts, the five pieces in the engine are the most 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 ro

4、ugh material processing technology, precision, surface roughness, heat treatment and surface hardening, dynamic balancing requirements are very stringent. If any of these are not a part of quality assurance that can be seriously affected the life of the crankshaft and machine reliability. There are

5、two important parts of the crankshaft: shaft diameter, Po Drive, (and others). Shaft has been installed in the cylinder block, the Po Drive and connecting rod big hole, connecting rod and cylinder head piston connecting hole, is a typical slider-crank mechanism. Engine working process is that the Pi

6、stons after the blasting compressed gas mixture to promote the piston to do linear motion and force through the connecting rod to the crankshaft will be from the crankshaft to linear motion into rotary movement. The rotation of the crankshaft is the engine power source. The world automobile industry

7、 in developed countries are attach great importance to improve the processing crankshaft and crankshaft processing technology.In crankshaft machining process between the central axis, with the axis center line of the location of the requirements have to be rough-axis positioning processing at both e

8、nds of the two central hole to center hole location on both ends and then rough, finishing the surface ofthe 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. In the f

9、ixture 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 milling, crankshaft head should be installed on a knife block, fixture design should be convenien

10、t and simple. Key words: crankshaft; processing technology; dedicated fixture; central hole; the knife block目 录摘 要IAbstractII1 绪 论12 零件分析22.1 零件的作用22.2 零件的技术要求分析22.3 零件的结构及其工艺性分析22.4 零件的加工面的分析33 机械加工工艺过程设计53.1 定义53.2 机械加工工艺过程的组成53.3 工艺规程的作用53.4 工艺规程的设计原则53.5 计算生产纲领，确定生产类型53.6 确定毛坯的制造形式63.7 基准的选择73.8

11、 材料及热处理83.9 分析并制订工艺路线83.10 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定103.11 确定切削用量及基本工时134 夹具设计174.1 打直油孔夹具设计174.2 铣键槽夹具设计255 加工方案的技术经济分析305.1工艺方案比较305.2 技术经济指标315.3应用举例31结 论34致 谢35参考文献36附录371 绪 论曲轴的主要作用是将活塞连杆组传来的气体压力转变为转矩，然后通过飞轮传递到汽车底盘的传递系统，此外，还用来驱动发动机的配气机构和水泵、发电机、空调机、风扇等辅助装置。所以说曲轴是机动车动力的核心来源。曲轴在工作中，要承受周期性变化的气体压力、往复的惯性力、

12、离心力及扭矩和弯矩的共同作用，还要承受高温，因此曲轴要有足够的刚度、强度、各表面的润滑性要好、耐磨，各轴颈表面要达到必要的加工精度，达到较高的动平衡要求。曲轴一般是由前端轴、平衡重、连杆轴颈、主轴颈、曲柄和后端轴组成。曲轴按结构型式分为整体式和组合式两大类，整体式曲轴具有较高的强度和刚度、结构紧凑和重量轻；组合式曲轴的优点是加工方便，便于系列产品通用，缺点是强度和刚度差，装配复杂。本设计产品是型号为YC4108Q的柴油机曲轴，主要用于轻型汽车和农用车，它很好的沿用了YC6108Q的技术。它为整体式曲轴，有4个曲拐，主轴颈和连杆颈分布在同一平面内，4个连杆轴颈在主轴颈两侧呈两两分布，相互夹角18

13、0；主轴颈与连杆颈之间有4个斜油孔相通，以便对连杆轴颈润滑。YC4108Q采用了强度、冲击韧性和耐磨性都比较高的球墨铸铁QT900-3材料。曲轴的工艺特点是：结构复杂，加工的尺寸精度、形位精度和表面质量要求较高；刚性特差，属于易弯曲变形的异形轴类零件。制定工艺路线的出发点，应该是应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证。选用适当的机床，既保证生产进度，又要考虑经济效果，以降低生产成本。此产品年生产纲领2500件/年。已经达到了大批生产的水平，从生产效率，生产成本，保证加工质量，降低劳动强度的角度考虑，为YC4108Q产品设计一套专用机床夹具是非常必要的，曲轴在加工过程中

14、要需要车、铣、钻、磨等工艺装备，本设计中涉及到钻直油孔夹具和铣键槽夹具设计。本设计的主要工作是：对YC4108Q曲轴进行工艺分析、工艺规程的制订及夹具的设计，并进行工艺论证，对关键工序的加工余量、工序尺寸、工序公差、切削用量和工时定额进行计算。在夹具设计中，对夹具结构及定位方案进行论证分析，对定位误差、夹紧力进行详细的计算，最后是对夹具的评估。2 零件分析2.1 零件的作用题目所给定的零件是YC4108Q曲轴（见图2-1），曲轴零件是柴油机机体中一个重要的零件。在柴油机工作时，动力源是气缸内因受压而使温度剧增从而导致爆炸的雾化柴油与空气的混合气体，在这个过程中活塞受到强大的推力作用，被迅速的向

15、外推出，在这个过程中气体对活塞做功，但这只是柴油机工作四个冲程中的一个，接下来的三个冲程排气冲程、吸气冲程和压缩冲程中外界对活塞并不做功，为了使活塞能自行的完成四个冲程，就需要一个装置将做功冲程的能量储存下来，以便在其他三个冲程中为活塞提供足够的能量，于是，飞轮便产生了。但是，活塞的运动形式是往复式的直线运动，而飞轮的运动形式是绕固定轴的转动，在它们之间就需要一个运动形式的转换元件，于是，曲轴就成为它们的媒介，同时曲轴还可以把这部分能量提供给柴油机发动机各辅助系统进行工作。为了给工作机械和柴油机各辅助系统提供足够的能量，需要一根曲轴与多个气缸相连接，这就需要曲轴有相应个数的曲柄。在多缸发动机中

16、，为了满足点火顺序，及运行无死点等要求，就需要曲轴有相应的形状改变，例如，曲柄之间成120夹角和曲柄之间成180夹角等。2.2 零件的技术要求分析1加工表面的尺寸精度2主要加工表面的形状精度3主要加工表面之间的相互位置精度4各加工表面粗糙度以及表面质量方面的其它要求5热处理要求及其它技术要求（如动平衡等）6零件的视图、技术要求是否齐全主要技术要求和加工关键7零件图所规定的加工要求是否合理8零件的选材是否恰当，热处理是否合理另外，曲轴在工作时承受着不断变化的压力、惯性力和它们的力矩作用，因此要求曲轴具有强度高、刚度大、耐磨性好，轴颈表面加工尺寸精确，且润滑可靠。2.3 零件的结构及其工艺性分析曲

17、轴是柴油机发动机中的一个重要的零件。曲柄和连杆，活塞等组成曲柄连杆机构。发动机工作时，活塞向下的推力经连杆传到曲轴，由曲轴将活塞的直线运动变为曲轴自身轴线的旋转运动，并向外输出功率，经传动系统驱动其它部件的运动。曲轴一般由曲轴前端，连杆轴颈，曲柄，主轴颈，曲轴后端组成。本次设计的曲轴（图2-1）为整体式曲轴，有4个曲拐，主轴颈和连杆颈分布在同一平面内，4个连杆轴颈在主轴颈两侧呈两两分布，相互夹角180；主轴颈与连杆颈之间有4个斜油孔相通，以便对连杆轴颈润滑。机构工艺性保证使用要求的前提下，能否以高生产率和低成本制造。曲轴的工艺特点是：结构复杂，加工的尺寸精度、形位精度和表面质量要求较高；刚性特

18、差，属于易弯曲变形的异形轴类零件。制定工艺路线的出发点，应该是应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证。选用适当的机床，既保证生产进度，又要考虑经济效果，以降低生产成本。2.4 零件的加工面的分析曲轴加工主要有五组加工面，他们相互有一定位置度的要求。现分述如下：1五个85轴颈要求：径向跳动公差0.060mm，圆度公差为0.010mm。2四个66连杆轴颈要求：与B面的平行度公差为0.020mm。3100大头要求：径向跳动公差0.040mm。445小头要求：径向跳动公差0.080mm。5曲柄要求：端面跳动公差0.030mm。图2-1 YC4108Q曲轴零件图433 机械加工

19、工艺过程设计3.1 定义机械加工工艺过程是机械产品生产过程的一部分，是直接生产过程，其原意是指采用金属切削刀具或磨具来加工工件，使之达到所要求的形状、尺寸、表面粗糙度和力学物理性能，成为合格零件的生产过程。由于制造技术的不断发展，现在所说的加工方法除切削和磨削外，还包括其他加工方法，如电加工、超声波加工、电子束加工、激光束加工，以及化学加工等几乎所有的加工方法。它是在具体的生产条件下，把最合理或较合理的工艺过程和操作方法，并按规定的形式写成工艺文件，经审批后用来指导生产的。工艺规程中包括各个工序的排列顺序、加工尺寸、公差及技术要求、工艺设备及工艺措施、切削用量及工时定额等内容。3.2 机械加工

20、工艺过程的组成机械加工工艺过程由若干个按一定顺序排列的工序组成，每道工序又包括若干工步，每个工步又包括几次走刀。1工序一个工人或一组工人在一个工作地点，连续完成一个或几个零件的工艺过程中的某一部分。2安装工件经一次装夹后完成的那一部分工序内容。3工位一次装夹后，工件在机床上所占的每个位置4工步工序中加工表面、切削工具、切削用量均保持不变的部分5走刀切削刀具在加工表面上切削一次所完成的工步内容。3.3 工艺规程的作用1指导生产2组织生产和管理生产3新建、扩建和改建工厂和车间3.4 工艺规程的设计原则1技术上的新近性2经济上的合理性3良好的劳动条件3.5 计算生产纲领，确定生产类型企业根据市场需求

21、和自身的生产能力决定生产计划。在计划期内，应当生产的产品产量和进度计划成为生产纲领。计划期为一年的生产纲领称为年生产纲领。3.5.1 计算生产纲领该产品年产量为20000件/年，备品率为10，废品率为1N=Qn1+a%+b%=20000 1(1+10%+1%)=22200件/年式中 N零件的年生产纲领（件/年）； Q产品的年产量（台/年）； n每台产品中，该零件的数量（件/台）； a%备品率； b%废品率。3.5.2 确定生产类型不同的生产类型，其生产过程和生产组织、车间的机床布置、毛坯的制造方法、采用的工艺装备、加工方法以及工人的熟练程度等都有很大的不同，因此在制定工艺路线时必须明确该产品的

22、生产类型。 表31 各种生产类型的规范表已知零件为中型零件，根据上表可确定其生产类型为大量生产。本零件为重型零件的成批生产中的大量生产，适应相应的生产特点。3.6 确定毛坯的制造形式选择毛坯时，应考虑以下因素：1零件材料的工艺性（如可铸性和可塑性）以及零件对材料组织和性能的要求。例如铸铁和青铜不能锻造，只能选铸件。2零件的结构形状和外形尺寸。3生产纲领的大小。它在很大程度上决定了所采用毛坯制造的方法。4现场的条件。这里主要现场的毛坯制造的实际工艺水平、设备状况以及外协的可能性和经济性，但同时也要考虑生产发展而采用较先进的毛坯制造方法，如近净铸造方法等。零件材料为QT900-3。考虑到曲轴在工作

23、时承受这不断变化的压力、惯性力和它们的力矩作用，因此要求曲轴具有强度高、刚度大、耐磨性好，轴颈表面加工尺寸精确，且润滑可靠。因此应选铸造件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。由于零件的年产量为20000件，已达到大量生产的水平，而且零件轮廓较大，用球墨铸铁代替钢材来做曲轴，因为材料本来就便宜，再加上可以省曲锻打工序，故可以大幅的降低成本，故可采用铸造成型。这是从提高生产率、降低成本上考虑的，也是应该的。3.7 基准的选择基准选择是工艺规程中的重要工作之一。基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生

24、产无法正常进行。3.7.1 粗基准的选择1保证相互位置要求的原则选择与加工表面有相互位置要求的不加工表面为粗基准。有加工表面和不加工表面时，选取不加工表面做基准。2保证加工表面加工余量合理分配的原则选择要求加工余量均匀的重要表面为粗基准。都是加工表面时，选加工余量最小的面为基准3便于工件装夹的原则应选取大的平整光华的面为基准。粗基准的表面应尽可能平整、光洁，有足够大的尺寸，不允许有锻造飞边、铸造浇口、冒口或其他严重缺陷。以使定位准确，装夹牢固可靠。4粗基准只能使用一次。3.7.2 精基准的选择1基准重合原则尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准。2基准统一原则应尽可能在多个工序中采用同一组精基

25、准定位。精基准要尽早加工出来，并达到一定的精度。可使工件在一次定位中能加工尽量多的表面，减少工件搬动和翻转的次数，有利于提高各加工表面的位置精度，简化夹具设计，提高生产率。3互为基准原则为了使加工表面间有较高的相互位置度，并使加工余量均匀，采用互为基准原则，反复加工的方法。4自为基准原则旨在减小表面粗糙度，减小加工余量和保证加工余量均匀的工序，常以加工本身为基准进行加工，称为自为基准原则。5便于装夹原则所选择的精基准，应能保证定位准确、可靠，夹紧机构简单,操作方便,这称为便于装夹原则。根据上述粗基准选择原则可选择两中心孔的连线作为粗基准，因为这样可使重要的加工面，例如曲轴各轴颈和连杆轴颈达到较

26、高的精度。3.8 材料及热处理曲轴材料选用QT900-3有很高的硬度、强度和耐磨性，可以替代原来昂贵的合金钢材料，保证在工作时不变形。铸铁要经过时效处理，以消除应力，并做喷丸处理，在完全加工完后还要蘸防锈油，以防止表面生锈。3.9 分析并制订工艺路线3.9.1 加工阶段的划分1荒加工阶段：安排在粗加工之前，若毛坯的余量特别大，表面及其粗糙时，为粗加工做准备。2粗加工阶段：去除各加工表面的大部分余量，使毛坯在形状上尽快接近成品，给后面的工序留下适当的加工余量。3半精加工阶段：为精加工作准备，留有一定的加工余量，加工精度为IT8IT9，表面粗糙度为Ra6.3。4精加工阶段：使零件的形状尺寸达到图纸

27、要求，满足各公差、配合、表面粗糙度等要求。5各加工面孔：在工序完成后达到图样技术要求，精度为IT7，表面粗糙度为Ra1.60.8。加工工艺路线划分的原则：先粗后精，先面后孔，基准先行，先主后次，往往是反复加工互为基准而达到逐渐精确。曲轴加工分为：粗、半精、精三个阶段。3.9.2 工序的集中与分散3.9.2.1 工序集中： 零件的加工集中在少数工序内完成，每一工序的加工内容较多,因而使总的工序数目减少，使夹具的数目和工件的安装次数也减少。特点：1可减少工件装夹次数，减少装夹及搬运时间。一次装夹，可加工较多的平面，缩短辅助时间，易于保证加工表面的位置精度。2可减少工序数量、设备数量、操作人员与生产

28、场地便于生产计划和调度工作有利于采用高效专用设备（如多工位组合机床等），提高生产率。3有利于采用高效专用设备及自动化程度高的机床（如多工位组合机床、加工中心等），以提高生产率。4使用的设备及投资大，转换产品较困难，要求工人的技术水平较高。3.9.2.2. 工序分散工艺路线中的工步内容分散在更多的工序中完成，每一工序的加工内容少。特点：1工件工序多，内容简单，往往一个工序只有一些简单的工作内容，可以采用最合理的切削用量，减少机动时间，对操作工人技术水平要求不高。2设备与工艺简单，调整方便，工人易于掌握，容易适应产品的变化。3设备数目多，生产场地大，操作工人多，管理工作量较大。3.9.3 制订工艺

29、路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及其位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大量生产的条件下，可以考虑采用专用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 工艺路线方案：表3-2 工艺路线方案表工序号工序名称设备名称设备型号1毛坯下料2正火处理，消除内应力3粗铣、半精铣两端面以及打中心孔铣端面，打中心孔专用机床CE61634粗车、半精车大小端外圆普通车床CW6136A5粗车、半精车第三主轴颈曲轴车床S12176粗磨第三主轴颈及其大盘侧面外圆磨床GZ0737粗车、半精车1、2、4、5主轴颈曲轴车床S

30、1130B8粗车，半精车连杆颈曲轴车床S1130B9粗磨1、2、4、5主轴颈及其大盘侧面外圆磨床GZ07310粗磨连杆颈及其大盘侧面外圆磨床GZ07311中间检查主轴颈、连杆颈尺寸12对主轴进行磁力探伤探伤机CLN-4000A13修研中心孔14精车大端面及外圆普通车床CW6136A15精磨小头外圆磨床MB163216精磨大头外圆磨床MB163217精磨连杆轴颈及大盘侧面外圆磨床GZ07318精磨主轴颈及其大盘侧面外圆磨床GZ07319中间检查20铣定位面普通铣床MB163221铣键槽立式升降台铣床X5030A22钻直油孔摇臂钻床Z304023钻斜油孔摇臂钻床Z304024动平衡试验动平衡机YQ

31、W16025对曲轴外表面抛光自动沙袋抛光机MBA1632/126清洗27终检28防锈29包装3.10 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定进行机械加工余量的分析计算，是为了确定最有利的加工余量，以节省材料。利用分析计算法，必须要有可靠的实验数据，否则难以进行。影响机械加工余量的因素：前工序（或毛坯）加工后其表面粗糙度及表面缺陷。前工序（或毛坯）的尺寸公差。前工序（或毛坯）各表面相互位置的空间偏差，如弯曲度、垂直度和同轴度误差等等。本工序装夹误差。确定毛坯的形状和尺寸尽量与零件接近毛坯加工余量毛坯制造尺寸与零件相应尺寸的差值加工总余量毛坯公差毛坯制造尺寸的公差YC4108Q曲轴零件材料为QT9

32、00-3，硬度为HBS270321，同一根曲轴硬度差小于30HBS，生产类型为大批生产，采用铸造毛坯，铸造好后要安排人工时效，以消除残余应力。3.10.1 铸件尺寸公差铸件尺寸公差分为16级，由于是大量生产，毛坯制造方法采用人工砂箱造型，根据机械加工工艺手册选取铸件尺寸公差等级为CT11，根据表3.1-21，选取错箱值为6mm。3.10.2 铸件机械加工余量对于成批生产的铸件加工余量由机械加工工艺手册查得，根据表3.1-26，和上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下: 表3-3 毛坯加工余量表加工表面加工余量毛坯尺寸大头6106小头651主轴颈691连

33、杆轴颈672大头工序尺寸：粗车：101.92Z=4.1mm精车：100.12Z=1.8mm精磨：1002Z=0.1mm小头工序尺寸：粗车：47.32Z=3.7mm精车：45.52Z=1.8mm精磨：452Z=0.1mm主轴颈工序尺寸：粗车： 87.12Z=3.9mm半精车：85.1 2Z=2.0mm精磨： 852Z=0.1mm连杆轴颈工序尺寸：粗车：69 2Z=3mm粗磨：66.12Z=2.9mm精磨：662Z=0.1mm3.10.3 零件毛坯综合图零件毛坯综合图一般包括以下内容：铸造毛坯形状、尺寸及公差、加工余量与工艺余量、铸造斜度及圆角、分型面、浇冒口残根的位置、工艺基准及其它有关技术要求

34、等。本次设计的零件的浇冒口位置在零件小头上方，具体采用的浇注系统为顶浇注式的一般形式。具体要求见机械加工工艺手册和金属工艺学实习教材第一章。分型面选在轴颈的轴线与连杆轴颈的轴线所构成的平面上，这样分型，零件的上下箱对称，容易作砂箱。拔模斜度取2.5，圆角取R810。零件毛坯综合图上的技术条件一般包括以下内容：合金牌号、铸造方法、铸造的精度等级、未注明的铸造斜度及圆角半径、铸件的检验等级、铸造综合技术条件、铸造交货状态、铸件是否进行气压或液压试验、热处理硬度。具体的标记见零件毛坯综合图。图3-1 YC4108Q曲轴铸造毛坯图3.11 确定切削用量及基本工时本次以第5道工序粗车、半精车第三主轴颈工

35、序、第15道打直油孔工序和第30道铣键槽工序为例，以确定切削用量及基本工时。3.11.1 工序5 粗车、半精车第三主轴颈工步1 检查毛坯件大小头尺寸工步2 清除夹具定位面上的铁屑、杂物工步3 装夹如图所示，以大端外圆及小端中心孔定位工步4 精车各主轴颈，保证图示尺寸，及中间主轴跳动工步5 检查本工序尺寸及跳动图3-2 YC4108Q曲轴粗车、半精车主轴颈工序图3.11.1.1 加工条件工件材料：QT900-3加工要求：保证如图尺寸刀具：主轴车刀、R刀3.11.1.2 计算切削用量3.11.1.3 切削深度 Z=6mm，分三刀，Z1=3mm,Z2=2mm,Z3=1mm3.11.1.4 进给量 根

36、据机械加工工艺手册表8.4-2，当刀杆尺寸为25mm40mm，ap3mm以及加工轴颈为100mm（实际加工轴颈为87mm，与100mm最为接近）时,进给量f=1.01.4mm/r，在此选用f=1.2mm/r3.11.1.5 计算切削速度 按机械加工工艺手册表8.4-8，切削速度的计算公式为v=x=CvTmapxvfyv(m/min) 其中ap1=3mm,ap2=2mm,ap3=1mm,f=0.25mm/r,Cv=208,xv=0.40,yv=0.20,m=0.28,T=60,见机械加工工艺手册表8.4-8 有V1=56.20m/min,V2=66.10m/min,V3=87.22m/min3.

37、11.1.6 确定机床主轴转速根据实际应用，选择n=260r/min3.11.1.7切削工时l=229.6-97.6X2=34.4mm3.11.2 工序15 钻直油孔工步1 装夹如图所示工步2 以1、5主轴颈和一个连杆颈定位来钻四个直油孔图3-3 YC4108Q曲轴钻直油孔工序图3.11.2.1 加工条件工件材料：QT900-3加工要求：保证如图尺寸刀具：6锥柄加长麻花钻3.11.2.2 钻削深度 l=75mm3.11.2.3 进给量 根据机械加工工艺手册表10.4-1，当钻头直径为6mm8mm，铸铁硬度200HB时，进给量f=0.220.26mm/r，在此选用f=0.25mm/r3.11.2

38、.4 计算切削速度v=cvd0ZvTmapxvfyvkv(m/min)式中， cv=8.1， Zv=0.25， xv=0， yv=0.55， m=0.125, d0=6, T=20,见机械加工工艺手册表10.4-9v=18.69m/min3.11.2.5 确定主轴转速n=1000vd=992.04r/min在实际生产中，我们选用n实际=1020r/min3.11.2.6 计算切削工时钻削工时t=4ln实际f=1.21min3.11.3 工序21铣键槽工步1 检查精磨小头轴颈尺寸工步2 装夹工件，夹1、5主轴并使1连杆定位工步3 铣键槽，保证键槽长度、深度、宽度、对称度工步4 松开夹具，取下工件

39、，去处毛刺工步5 检查合格后，转下道工序。图3-4 YC4108Q曲轴铣键槽工序图3.11.3.1 加工条件工件材料：QT900-3氮化加工要求：保证如图尺寸刀具：直柄键槽铣刀3.11.3.2 计算切削用量3.11.3.3切削深度Z=4.5mm3.11.3.4 进给量根据机械加工工艺手册表9.4-1，和系统特性例如圆柱形铣刀、系统刚度大、功率5等，选择进给量0.12mm/raf0.20mm/r，在此处我们选取af=0.15mm/r3.11.3.5计算切削速度v=Cvd0qvTmapxvafyvawuvZpv式中， Cv=17, qv=0.20, xv=0.2, yv=0.4,uv=0.5,pv

40、=0.1, m=0.15， d0=12， T=60, ap=4.5, aw=12见机械加工工艺手册表9.4-8v=6.01m/min3.11.3.6 确定机床主轴转速n=1000vd=159.50r/min实际生产中采用，则实际切削速度为v实际=dn实际1000=6.78m/min3.11.3.7 计算切削工时则切削工时为t=lafn实际=230.15180=0.85min4 夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。曲轴在加工过程中要需要车、铣、钻、磨等工艺装备，经过与指导老师协商，决定进行钻直油孔夹具设计和铣键槽夹具设计。4.1 打直油孔夹具设计本夹具应用在

41、Z3040摇臂式钻床上。刀具为6高速钢锥柄加长麻花钻头，对4个直油孔进行逐一加工。4.1.1 问题的提出本夹具要求用来钻主轴上4个6的直油孔，这4个6的直油孔对主轴及止推有一定的位置度要求。因此，在本道工序加工时，应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，同时也要满足精度要求。4.1.2 夹具设计基本要求夹具是重要的工艺装备之一，简称“工装”。使用正确设计的工艺装备，可以充分改善劳动条件，降低劳动成本，同时提高劳动成产率。机床专用夹具设计的基本要求可概括为以下几个方面：1、保证加工工件的加工精度这是夹具设计的最基本的要求，其关键是正确的确定定位方案、夹紧方案、刀具导向方式及合理制订夹具的技术要求

42、。必要时应进行误差分析计算。2、工装设计的经济性专用工艺装备的费用是要计算在被加工产品的成本中的，如果使用专用工艺装备可以使成本降低，则该工艺是合理的；否则，就应认真分析使用专用工艺装备的必要性。工件的生产类型为大量生产，为了降低劳动强度，提高生产效率，选用专用工艺装备是合理的。3、夹具总体方案应与生产纲领相适应在大批生产时，应尽量采用各种快速、高效机构，例如：多件夹紧、联动夹紧等，以缩短辅助时间，提高生产率；在大批量生产中，则要求夹紧可靠，定位准确，装卸方便，易于操作，以提高生产效率，降低人工成本，满足精度要求。4、操作方便，工作安全，能减轻工人的劳动强度如采用气动、液压等机械化夹紧装置，以

43、减轻工人的劳动强度，并可较好的控制夹紧力。夹具操作位置应符合操作工人的习惯，必要时应有安全保护装置，以确保安全。5、便于排屑切削积集在夹具中，会破坏工件的正确的定位；切屑带来的大量的热量会引起夹具和工件的热变形，影响加工质量；切屑的清扫又会增加辅助工时，降低工作效率。切屑积集严重时，还会损伤刀具或造成工伤事故，因此，排屑问题在加剧设计中必须给予充分的注意，在设计高效机床夹具时尤为重要。6、有良好的结构工艺性设计的夹具应便于制造、检验、装配、调整、维修等。4.1.3 定位基准及定位元件的选择定位元件在夹具中是至关重要的，它通过限制工件的自由度，来给工件定位。钻床夹具因为大都具有刀具导向装置，习惯

44、上又称为钻模。在机床夹具中，钻模占有相当大的比例。钻模根据其结构特点可分为固定式钻模、回转式钻模、翻转式钻模、盖板式钻模和滑柱式钻模。本钻模采用的是固定式结构。3号主轴颈在以前的工序中已经粗磨过，已经达到较高的精度，而且要加工的油孔在其两边成大致对称排列。按照基准选用原则，工件以垫铁1限制其3个自由度，又以压板限制其2个自由度，最后以3号连杆颈限制1个自由度，从而实现六自由度完全定位。夹具采用手柄夹板联动螺旋夹紧机构。4.1.4 钻头及导向装置直油孔很深，故在生产中采用了6高速钢锥柄加长麻花钻。为了便于操作，又从车间现有设备中选取，最后选用Z3040摇臂钻床。为了使直油孔达到一定的位置度要求，

45、本夹具中采用了钻套导向。4.1.5 工件的夹紧及夹紧装置在机械加工过程中，工件受到切削力、离心力、重力、惯性力等的作用，必然对其位置度有一定的影响，为了保证在这些外力作用下，工件仍在夹具中保持由已定位元件所确定的加工位置，而不致发生震动或位移。因此，一般夹具结构都必须设置一定的夹紧装置将工件可靠固定。4.1.5.1 夹紧装置的组成夹紧装置由两部分组成：1力源装置力源装置是产生夹紧作用力的装置，其一般分为两种，来自人力的，称为手动夹紧；来自动力的，如气动、液压、电动等，称为机动夹紧。本夹具采用人力操作手柄杆旋动压板螺栓，从而夹紧工件，属于手动夹紧。2夹紧机构用来接受和传递作用力，使之变为夹紧力并执行夹紧任务的机构称为夹紧机构。4.1.5.2 对夹紧装置的基本要求夹紧装置的设计或选用是否合理，直接影响