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題目：設計“單拐曲軸”零件的機械加工工藝規(guī)程 （小批生產(chǎn)） 內容： 1、零件圖 1張 2、機械加工工藝過程卡片 1張 3、機械加工工序卡片 1套 4、課程設計說明書 1份 班 級： 學 生： 指 導 教 師： 系 主 任： 目 錄 1、曲軸零件及其工藝特點……………………………………………………1 2、曲軸的材料和毛坯…………………………………………………………1 3、曲軸加工的工藝特點分析…………………………………………………2 4、尺寸公差等級……………………………………………………………………2 5、技術要求……………………………………………………………………2 6、工藝路線……………………………………………………………………3 7、確定切削用量及基本工時…………………………………………………4 工序01：鑄造，清理……………………………………………………………4 工序02：正火…………………………………………………………………4 工序03：粗刨兩側面、上下面和斜角…………………………………………4 工序04：超聲波檢查…………………………………………………………4 工序05：劃左端頂尖孔線………………………………………………………4 工序06：鉆左端頂尖孔…………………………………………………………4 工序07：車兩端主軸頸…………………………………………………………4 工序08：粗、精車連桿軸頸和連桿軸頸內測面………………………………6 （1）車連桿軸頸內測面……………………………………………………6 （2）粗、精車連桿軸頸，留加工余量0.6mm……………………………7 工序09：精車兩軸頸…………………………………………………………8 工序10：精車左端面，鉆和，倒角，忽棱邊…………10 （1）精車左端面……………………………………………………………10 （2）鉆……………………………………………………………11 （3）鉆……………………………………………………………11 工序11：精車1：10錐體，車端面，倒角，鉆右端頂尖孔………………12 （1）精車1：10錐體…………………………………………………12 （2）車端面…………………………………………………………………12 工序12：精刨左右側面和270mm上下兩面……………………13 工序13：劃鍵槽，螺孔，油孔各處…………………………………………13 工序14：鉆各處油孔和鉆螺紋孔內經(jīng)（按線加工）………………………13 （1）鉆……………………………………………………………13 （2）鉆……………………………………………………………14 工序15： 磨兩主軸頸和軸頸…………………14 工序16：磨連桿頸……………………………………………15 工序17：磨1;10錐頸……………………………………………………15 工序18：磁粉檢驗…………………………………………………………15 工序19：銑鍵槽……………………………………………………………15 工序20：攻三處螺紋，修連桿軸頸上油孔孔口，刨邊倒鈍………16 工序21：按圖紙要求檢驗……………………………………………………16 工序22：上油入庫……………………………………………………………16 8、參考文獻…………………………………………………………………………16 9、附錄一 機械加工工藝過程卡片………………………………………………17 10、附錄二 機械加工工序卡片……………………………………………………19 11、附錄三 零件圖………………………………………………………………35 iv 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片 零件號 零件名稱 001 單拐曲軸 工序號 工序名稱 設備 夾具 刀具 量具 工時/min 名稱 型號 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格/mm 01 鑄、清理 02 熱處理、正火 03 粗刨140左右面 牛頭刨 B6050 平口鉗 刨刀 W18Cr4V 卡尺 300 粗刨270上下面 粗刨倒角 04 檢驗，超聲波檢驗 05 劃左端頂尖孔線 鉗工臺 劃針 06 鉆左端頂尖孔 臥式車床 C620-1 車床專用夾具 中心鉆 B3 07 車兩端主軸頸 臥式車床 C620-1 車床專用夾具 外圓車刀 YT15 卡尺 150 3.4 08 粗、精連桿頸 臥式車床 C620-1 車床專用夾具 外圓車刀 YT15 卡尺 150 8.04 車連桿軸頸內側面 外圓車刀 YT15 卡尺 150 2.24 09 精車兩端主軸頸 臥式車床 C620-1 車床專用夾具 外圓車刀 YT15 卡尺 150 2.21 10 精車左端面 臥式車床 C620-1 車床專用夾具 端面車刀 YT15 卡尺 150 0.98 鉆 鉆頭 直徑20mm 0.95 鉆 鉆頭 直徑32mm 0.53 忽棱邊 外圓車刀 YT15 倒角 外圓車刀 YT15 11 精車1：10錐體 臥式車床 C620-1 車床專用夾具 外圓車刀 YT15 卡尺 150 0.96 車端面 端面車刀 YT15 0.98 倒角 外圓車刀 YT15 鉆右端頂尖孔 中心鉆 B3 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片 零件號 零件名稱 001 單拐曲軸 工序號 工序名稱 設備 夾具 刀具 量具 工時/min 名稱 型號 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格/mm 12 精刨140左右面 牛頭刨 B6050 平口鉗 W18Cr4V 卡尺 300 精刨270上下面 13 劃鍵槽 鉗工臺 劃針 劃螺孔 劃針 劃油孔 劃針 14 鉆油孔 鉆床 Z525 鉆床專用夾具 鉆頭 直徑10mm 0.57 鉆螺紋孔內經(jīng) 鉆頭 直徑20mm 2.25 15 磨主軸頸 磨床 磨床專用夾具 砂輪 卡尺 150 磨軸頸 卡尺 150 16 磨連桿頸 磨床 磨床專用夾具 卡尺 150 17 磨1：10錐頸 磨床 磨床專用夾具 卡尺 150 18 檢驗，磁粉探傷 19 銑鍵槽 銑床 XA6132 銑床專用夾具 立銑刀 直徑28mm 卡尺 150 0.83 20 攻三處螺紋 鉗工臺 絲錐 M24、M12 修連桿軸頸的油孔 刨邊倒鈍 板銼 21 檢驗 卡尺 150 22 入庫 - 18 - 1、曲軸零件及其工藝特點 曲軸是將直線運動轉變?yōu)樾D運動，或將旋轉運動轉變成直線運動的零件。曲軸工作時的受力情況非常復雜。它不但受到很大的扭轉應力和大小、方向都在周期性變化的彎曲應力的作用，而且還受到振動所產(chǎn)生的附加應力的作用。因此曲軸應具有足夠的強度、剛度、抗疲勞強度及抗沖擊韌性。同時，由于曲軸工作時的旋轉速度高，所以在設計曲軸時，應使曲軸的主軸頸和連桿軸頸有足夠的耐磨性，且曲軸的質量應當平衡分布，以減少不平衡帶給曲軸的附加載荷。 曲軸的工藝特點主要取決于結構特點和技術要求。作為曲軸加工，其主要問題就是工件本身剛性差、零件技術要求高。這就需要在加工過程中采用一系列相應的措施，以使加工后的零件符合圖紙的設計要求。應采用的措施大致有： 1） 盡量減小或抵消切削力； 2） 提高曲軸的支承剛性，以減小受力變形； 3） 加工工藝要分階段，以減小粗加工對精加工的影響。 2、曲軸的材料和毛坯 曲軸的材料一般采用45鋼、45Mn2、50Mn、40Cr、35CrMo、QT60-2球墨鑄鐵等。 根據(jù)不同的生產(chǎn)類型和工廠的具體條件，該曲軸為球墨鑄鐵QT60-2材料所以采用鑄造毛坯。 3、曲軸加工的工藝特點分析 1）該零件的生產(chǎn)批量不大，因此選用中心孔定位，它是輔助基準，裝夾方便，節(jié)省找正時間，又能保證位置精度。 2）該零件剛度較差，故粗車、精車和磨均以工序分開。 4、尺寸公差等級 尺寸 公差等級 尺寸 公差等級 IT6 IT9 IT7 IT9 IT10 IT5 IT12 5、技術要求 項目 說明 兩處的外圓柱面的軸線，必須位于直徑為公差值0.02，且與A、B公共基準軸線同軸的圓柱面內 兩處的外圓柱面必須位于半徑差為公差值0.02的兩同軸圓柱面之間 外圓軸線必須位于直徑為公差值0.02，且平行于A、B公共基準軸線的圓柱面內 鍵槽的中心平面必須位于距離為公差值0.05的兩平行面之間，該兩平面對稱配置在通過基準軸線的輔助平面兩側 圓錐面對兩處的外圓柱面的軸線的徑跳公差0.03 6、工藝路線 工序號 工序名稱 工序內容 01 鑄 鑄造，清理 02 熱處理 正火 03 刨 粗刨左右側面和27mm上下面和斜角，留加工余量5mm 04 檢驗 超聲波檢查 05 劃線 劃左端頂尖孔線，照顧左右側面和兩端主軸頸的加工余量均勻 06 鉆 鉆左端頂尖孔 07 車 兩端主軸頸（）車至，表面粗糙度值（工藝用） 08 車 粗、精車連桿軸頸，留加工余量0.6mm，連桿軸頸內測面至尺寸要求（專用偏心夾具） 09 車 精車兩軸頸，留加工余量0.6mm 10 車 精車左端面，鉆和，倒角，忽棱邊 11 車 精車1：10錐體，車端面，倒角，鉆右端頂尖孔 12 刨 精刨左右側面和270mm上下兩面至圖紙要求 13 劃線 劃鍵槽，螺孔，油孔各處 14 鉆 鉆各處油孔和鉆螺紋孔內經(jīng)（按線加工） 15 磨 磨兩主軸頸和軸頸至圖紙要求 16 磨 磨連桿頸（偏心夾具） 17 磨 磨1;10錐頸至圖紙要求 18 檢驗 磁粉探傷 19 銑 銑鍵槽 20 鉗 攻三處螺紋，修連桿軸頸上油孔孔口，刨邊倒鈍 21 檢驗 按圖樣要求檢驗 22 入庫 上油包裝 7、確定切削用量及基本工時 工序01：鑄造，清理 工序02：正火 工序03：粗刨兩側面、上下面和斜角。 工件材料：QT60-2,190—270HB，鑄造 加工要求：粗刨左右側面和27mm上下面和斜角，留加工余 量5mm 機 床：B6050牛頭刨 刀 具：W18Cr4V 1）切削深度：2mm 2）進 給 量：f=1.0mm/雙行程 3）切削速度：v=20m/min 工序04：超聲波檢查 工序05：劃左端頂尖孔線。 加工要求：劃左端頂尖孔線，照顧左右側面和兩端主軸頸 的加工余量均勻 工 具：劃線工具 工序06：鉆左端頂尖孔 加工要求：劃左端頂尖孔線，照顧左右側面和兩端主軸頸的加工余量均勻 機 床：C620-1臥式車床 刀 具：復合中心鉆B3 工序07：車兩端主軸頸（），同時應校驗機床功率及進給機構強度。 加工要求：兩端主軸頸（）車至，表面粗糙度 值 機 床：C620-1臥式車床 刀 具：刀片材料YT15、刀桿尺寸、、、 、 1）切削深度：單邊余量2mm，可一次切除 2）進 給 量：查《切削用量簡明手冊》，第9頁，表1.4 選用 f=1.0mm/r 3）計算切削速度：查《切削用量簡明手冊》第9頁，表1.27 、、、 4）確定主軸轉速： 按機床選取n=150r/min 所以實際切削速度 5）檢驗機床功率：主切削力查《切削用量簡明手冊》第38頁，表1.29計算公式 其中：、、 、 切削時消耗功率Pc為： 查《切削用量簡明手冊》第40頁，表1.30中C620-1機床說明書可知，C620-1主電動機功率為7.8kw，當主軸轉速為150r/min時，主軸傳遞的最大功率為5.9kw，所以機床功率足夠，可以正常加工。 6）檢驗機床進給系統(tǒng)強度：已知主切削力，徑向切削力Fp查《切削用量簡明手冊》第38頁，表1.29計算公式 其中： 、、、 進給力： 其中： 、、、 取機床的導軌和床鞍之間的摩擦系數(shù)，則切削力在縱向進給方向對進給機構的作用力為 查《切削用量簡明手冊》第40頁，表1.30中C620-1機床說明書可知，機床的進給機構可承受的最大縱向力為3530N，故機床的進給系統(tǒng)可以正常加工。 7）切削工時： 其中：、、 所以： 工序08：粗、精車連桿軸頸和連桿軸頸內測面 加工要求：粗、精車連桿軸頸，留加工余量0.6mm，連桿軸頸內測面至尺寸要求（專用偏心夾具） （1）車連桿軸頸內測面 1）切削深度：連桿軸頸內測面的最大加工余量，分兩次加工， 計 2）進 給 量：查《切削用量簡明手冊》第9頁，表1.4 選用 f=1.0mm/r 3）計算切削速度：查《切削用量簡明手冊》第9頁，表1.27 、、、 4）確定主軸轉速： 按機床選取n=76r/min 所以實際切削速度 5）切削工時： 其中：、、 所以： （2）粗、精車連桿軸頸，留加工余量0.6mm 1）切削深度：單邊余量2mm，可一次切除 2）進 給 量：查《切削用量簡明手冊》第9頁，表1.4 選用 f=1.0mm/r 3）計算切削速度：查《切削用量簡明手冊》第9頁，表1.27 、、、 4）確定主軸轉速： 按機床選取n=150r/min 所以實際切削速度 5）切削工時： 其中：、、 所以： 工序09：精車兩軸頸 加工要求：精車兩軸頸，留加工余量0.6mm 機 床：C620-1臥式車床 刀 具：刀片材料YT15、刀桿尺寸、、、 、 1）切削深度：單邊余量1.5mm，可一次切除 2）進 給 量：查《切削用量簡明手冊》第9頁，表1.4 選用 f=1.0mm/r 3）計算切削速度：查《切削用量簡明手冊》第9頁，表1.27 、、、 4）確定主軸轉速： 按機床選取n=230r/min 所以實際切削速度 5）檢驗機床功率：主切削力查《切削用量簡明手冊》第38頁，表1.29計算公式 其中：、、 、 切削時消耗功率Pc為： 查《切削用量簡明手冊》P40，表1.30中C620-1機床說明書可知，C620-1主電動機功率為7.8kw，當主軸轉速為150r/min時，主軸傳遞的最大功率為5.9kw，所以機床功率足夠，可以正常加工。 6）檢驗機床進給系統(tǒng)強度：已知主切削力，徑向切削力Fp查《切削用量簡明手冊》第38頁，表1.29計算公式 其中： 、、、 進給力： 其中： 、、、 取機床的導軌和床鞍之間的摩擦系數(shù)，則切削力在縱向進給方向對進給機構的作用力為 查《切削用量簡明手冊》第40頁，表1.30中C620-1機床說明書可知，機床的進給機構可承受的最大縱向力為3530N，故機床的進給系統(tǒng)可以正常加工。 7）切削工時： 其中：、、 所以： 工序10：精車左端面，鉆和，倒角，忽棱邊。 機 床：C620-1臥式車床 刀 具：刀片材料YT15、刀桿尺寸、、、 、 （1）精車左端面 1）切削深度：連桿軸頸內測面的最大加工余量，分兩次加工， 計 2）進 給 量：查《切削用量簡明手冊》第9頁，表1.4 選用 f=1.0mm/r 3）計算切削速度： 4）確定主軸轉速： 按機床選取n=120r/min 所以實際切削速度 5）切削工時： 其中：、、 所以： （2）鉆 機 床：C620-1臥式車床 刀 具：高速鋼、標準鉆頭、直徑20mm 1）進給量的確定：查《切削用量簡明手冊》，第50頁，表2.7 f=0.8mm/r 2）切削速度的確定：查《切削用量簡明手冊》，第55頁，表2.13及2.14 V=13m/min 按機床選取n=230r/min 所以實際切削速度 3）切削工時： （3）鉆 刀 具：高速鋼、標準鉆頭、直徑32mm 1）進給量的確定：查《切削用量簡明手冊》，第50頁，表2.7 f=1.0mm/r 2）切削速度的確定：查《切削用量簡明手冊》，第55頁，表2.13及2.14 V=14m/min 按機床選取n=150r/min 所以實際切削速度 3）切削工時： 工序11：精車1：10錐體，車端面，倒角，鉆右端頂尖孔 （1）精車1：10錐體 1）切削深度：最大切削余量1mm，可一次切除 2）進 給 量：查《切削用量簡明手冊》第9頁，表1.4 選用 f=1.0mm/r 3）計算切削速度：查《切削用量簡明手冊》第9頁，表1.27 、、、 4）確定主軸轉速： 按機床選取n=230r/min 所以實際切削速度 5）切削工時： 其中：、、 所以： （2）車端面 1）切削深度：連桿軸頸內測面的最大加工余量，分兩次加工， 計 2）進 給 量：查《切削用量簡明手冊》第9頁，表1.4 選用 f=1.0mm/r 3）計算切削速度： 4）確定主軸轉速： 按機床選取n=120r/min 所以實際切削速度 5）切削工時： 其中：、、 所以： 工序12：精刨左右側面和270mm上下兩面 加工要求：精刨左右側面和270mm上下兩面至圖紙要求 機 床：B6050牛頭刨床 刀 具：W18Cr4V 1）切削深度：2.5mm，分兩次加工 2）進 給 量：f=1.0mm/雙行程 3）切削速度：v=20m/min 工序13：劃鍵槽，螺孔，油孔各處。 工 具：劃線工具 工序14：鉆各處油孔和鉆螺紋孔內經(jīng)（按線加工） 機 床：Z525鉆床 刀 具：高速鋼、標準鉆頭、直徑10、20mm （1）鉆 1）進給量的確定：查《切削用量簡明手冊》，第50頁，表2.7 f=0.8mm/r 2）切削速度的確定：查《切削用量簡明手冊》，第55頁，表2.13及2.14 V=13m/min 按機床選取n=230r/min 所以實際切削速度 3）切削工時： （2）鉆 1）進給量的確定：查《切削用量簡明手冊》，第50頁，表2.7 f=0.5mm/r 2）切削速度的確定：查《切削用量簡明手冊》，第55頁，表2.13及2.14 V=9m/min 按機床選取n=272r/min 所以實際切削速度 3）切削工時： 工序15： 磨兩主軸頸和軸頸 加工要求：磨兩主軸頸和軸頸至圖紙要求 機 床：磨床 選擇砂輪：《查機械制造工藝簡明手冊》 1）砂輪轉速：、 2）軸向進給量： 3）工件速度： 工序16：磨連桿頸 機 床：磨床 夾 具：偏心夾具 選擇砂輪：《查機械制造工藝簡明手冊》 1）砂輪轉速：、 2）軸向進給量： 3）工件速度： 工序17：磨1;10錐頸 加工要求：磨1;10錐頸至圖紙要求 機 床：磨床 夾 具：偏心夾具 選擇砂輪：《查機械制造工藝簡明手冊》 1）砂輪轉速：、 2）軸向進給量： 3）工件速度： 工序18：磁粉檢驗 工序19：銑鍵槽 加工要求：保證鍵寬 機 床：XA6132銑床 刀 具：高速鋼立銑刀 1）切削深度：最大余量12mm，可一次切除 2）進 給 量：查《切削用量簡明手冊》第103頁，表3.22 選用 3）計算切削速度：查《切削用量簡明手冊》第107頁，表3.27 、、、 、、 4)確定主軸轉速： 根據(jù)XA6132型立銑床說明書《切削用量簡明手冊》第111頁，表3.30 選取n=300r/min 按機床選取n=150r/min 5）切削工時： 工序20：攻三處螺紋，修連桿軸頸上油孔孔口，刨邊倒鈍 刀 具：絲錐 M24、M12、板銼 工序21：按圖紙要求檢驗 工序22：上油入庫 8、參考文獻 [1] 趙家齊編. 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