工藝夾具畢業(yè)設(shè)計22機(jī)械類畢業(yè)設(shè)計（固定式空壓機(jī)曲軸的工裝設(shè)計）

1 四 川 ？ 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）說 明 書 題 目 典型零件（ LWJ-20/7固定式空 壓機(jī)曲軸）的工藝及工裝設(shè)計 學(xué) 生 系 別 機(jī)電工程系 專 業(yè) 班 級 學(xué) 號 指 導(dǎo) 教 師 摘 要 I 摘 要 曲軸 是 空壓機(jī) 最重要的機(jī)件之一。 它的使用壽命決定著空壓機(jī)的使用壽命。在工作時曲軸承受著很大的扭轉(zhuǎn)力矩和大小及方向都在不斷變化的彎曲力，有時還承受著扭轉(zhuǎn)振動。整個空壓機(jī)的可靠性 ，在很大程度上取決與曲軸的強(qiáng)度。曲軸和軸頸在很高的比壓下高速運動，并且由于載荷的沖擊性，使軸頸與軸承之間不易建立穩(wěn)定的油膜，易引起軸頸和軸承的強(qiáng)烈磨損，嚴(yán)重的情況下甚至引起軸承的燒損，嚴(yán)重影響空壓機(jī)的使用壽命和工作可靠性。在制造時應(yīng)使軸頸具有足夠的耐磨性，并且應(yīng)達(dá)到曲軸各部分的尺寸、形狀和位置精度以及表面粗糙度的要求。 關(guān)鍵詞 :曲軸 ,使用壽命 ,扭轉(zhuǎn)振動 ,比壓 Abstract II Abstract Crankshaft air compressor is the most important one of the innards. It determines the life of the compressor life. Crankshaft at work under enormous torque and reverse the size and direction are constantly changing bending, sometimes subject to torsional vibration. The reliability of the entire air compressor, to a large extent, depend and crank the intensity. Journal of the crankshaft and high pressure over the high-speed movement, and because of the impact load, Bearing Journal and so difficult to estab -lish stability between the film, it can lead to the journal and bearing wear strong, seve -re cases could even lead to the burning of bearings, compressor serious impact on the service life and reliability. In the Journal so that manufacturers should have sufficie -nt wear resistance, and should reach all parts of the crankshaft size, The shape and location accuracy and surface roughness requirements. Keywords: crankshaft; life; torsional vibration than pressure 前 言 III 前 言 曲軸是活塞式發(fā)動機(jī)的主要零部件之一，用來將活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運動。根據(jù)發(fā)動機(jī)氣缸的數(shù)目，曲軸一般分單缸、雙缸、三缸、四缸和六缸曲軸。曲軸的加工工藝復(fù)雜，特別是軸頸有很高的尺寸和形位公差要求，一般按 6級精度制造，粗糙度不高于 Ra0.8m 。軸頸表面需要熱處理以提高其耐磨性，常用的熱處理形式為氮化和高頻淬火。 本設(shè)計是 LWJ-20/7 固定式空壓機(jī)曲軸的工藝及工裝設(shè)計。要求年生產(chǎn)任務(wù)為 500件。本曲軸的材料為 QT600-3。 近年來，球墨鑄鐵和稀土球墨鑄鐵得到了廣泛的運用，其特點為：可鑄性好，有較高的 強(qiáng)度和較小的缺口敏感性，有較好的減振性及耐磨性。 通過對典型零件工藝及工裝設(shè)備設(shè)計，使我們能夠?qū)⒋髮W(xué)四年所學(xué)知識融會貫通，也使我們在設(shè)計過程中不斷學(xué)習(xí)一些新知識。同時，為我們即將步入工作崗位，作為機(jī)械設(shè)計制造技術(shù)人員從事機(jī)械設(shè)計制造工作打下一定基礎(chǔ)。通過畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)，培養(yǎng)我們廣泛查找資料、分析問題、解決問題的能力，使我們養(yǎng)成認(rèn)真仔細(xì)，精益求精的科學(xué)工作習(xí)慣。 此次畢業(yè)設(shè)計有著其特殊的重要性，其一：是對本人大學(xué)四年來學(xué)習(xí)的一次綜合檢驗，是一次大型的將自己所學(xué)與現(xiàn)實的應(yīng)用的一次結(jié)合，對以后的工作學(xué)習(xí)都有重要的 指導(dǎo)意義。其二：教育部對學(xué)院進(jìn)行教學(xué)評估 即將到來 ，學(xué)院 的各項事業(yè)需要我們?nèi)w學(xué)生的大力支持與配合 ， 作為學(xué)院的一名學(xué)生 我們更應(yīng)該在各方面都要做到優(yōu)秀，認(rèn)真做好教學(xué)科研等各方面的工作，尤其 是畢業(yè)設(shè)計這一方面。同學(xué)們也認(rèn)真對待，積極查閱有關(guān)資料，作好每 周必須完成的任務(wù)。在老師和學(xué)生的共同努力下， 將學(xué)院布置的畢業(yè)設(shè)計 圓滿完成 。 在設(shè)計的過程中得到 張 老師 及其其他帶畢業(yè)設(shè)計的 老師 們 的大力幫助和輔導(dǎo)，在此表示深深的敬意和衷心感謝，另外對關(guān)心幫助我們設(shè)計的同學(xué)和老師表示感謝。由于本人的設(shè)計水平有限，錯誤在所難免， 敬請各位同學(xué)老師批評指正。 目 錄 4 目 錄 摘 要 . I Abstract . I 前 言 . III 第一章 綜 述 . 1 1.1零件的分析 . 3 1.1.1 零件的作用 . 3 1.1.2 零件的工藝分析 . 3 1.1.3 零件的工序分析 . 4 1.2工藝規(guī)程設(shè)計 . 5 1.2.1 毛坯的選擇與設(shè)計 . 5 1.2.2 基面的選擇 . 8 1.2.3 制定工藝路線 . 8 1.2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 . 9 1.2.5 確定切削用量及基本工時 . 10 第二章 夾具設(shè)計 . 34 2.1問題的提出 . 34 2.2夾具設(shè)計 . 34 2.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 . 34 2.2.2 切削力及夾緊力計算 . 34 2.2.3 定位誤差分析與計算 . 35 2.2.4 夾具使用說明 . 36 參 考 文 獻(xiàn) . 37 致 謝 . 38 第一章 綜 述 1 第一章 綜 述 LWJ-20/7 型空氣壓縮機(jī) LWJ-20/7 type Air Compressor 用途及使用范圍： Application and usage 該壓縮機(jī)主要為風(fēng)動機(jī)械、風(fēng)動工具提供穩(wěn)定氣源，廣泛用于礦山開采、建筑施工，輕工建材、機(jī)械制造等行業(yè)，具有高效、節(jié)能、安全、可靠的特點。 The air compressor mainly provide the gas source for the pneumatic machine and tool of clean compressed air,and applicable for light industry,textile,constructive material,mechanical manufacturing and etc.Merits:high efficiency,energy saving,safety,andsecurity. 主要技術(shù)參數(shù)： Main technical parameter 壓縮機(jī) Compressor 容積流量 （ Cubage flow） :20m3/min 額定排氣壓力 （ Rated exhausting gas pressure） :0.7Mpa 轉(zhuǎn)速 （ Rotational speed） :980r/min 軸功率 （ Power from the shaft） :=103KW 氣缸數(shù) *氣缸直徑 （ Nos of cylineders*diameter of cylinder） :1*380/1*250mm 重量 (Weight):1950kg 外形尺寸（長 *寬 *高） (Overall dimensions)(L*W*H):2385*1525*2300mm 電動機(jī) （ Motor） 型號 （ Type） :YW110-6/560 轉(zhuǎn)速 （ Rotational speed） :980r/min 功率 （ Power） :110KW 額定電壓 （ Rated voltage） :380V 儲氣罐 （ Gas tank） C-2/0.8,筒體直徑 （ diameter of main boby） 1000mm 啟動器 Starter XJ01-115 型式及特點 Pattern and characteristic 本機(jī)為 L 型、兩列、兩級、雙作用、水冷、有十字頭的固定式無基礎(chǔ)往復(fù)活塞空氣壓縮機(jī)。該機(jī)只需放在硬質(zhì)水平地面接上儲氣罐即可使用，可為用戶節(jié)約大量安裝費用，同時可省去電機(jī)安裝“對中”這一較為復(fù)雜的，技術(shù)性要求較高的過程。 2 This.machine.is.of.LV.model,double-row,double-step,double-function,water-cooling,intercrossing,fixed,no basic reciprocating piston type air compressor.This machine does not need any mounting base,it is enough that you put the machine onto the hard ground and connect with gas tank,which it will save a great amount of cost for base construction,also it has avoid a technical trouble of coupling during the motor installation. LWJ-20/7 | 固定式空壓機(jī) 型號： LWJ-20/7 結(jié)構(gòu)形式：水冷 排氣量 m3/min： 20 排氣壓力 Mpa： 0.7 軸功率 Kw： 102 轉(zhuǎn)速 r/min： 980 驅(qū)動機(jī)型號： YW112-6/560 驅(qū)動機(jī)功率： 112 外形尺寸： 238515252250 主機(jī)重量 Kg： 1950 四川理工 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 1.1 零件的分析 1.1.1零件的作用 題目所給定的零件是 LWJ-20/7 固定式空壓機(jī)曲軸的工藝及工裝設(shè)計。要求年生產(chǎn)任務(wù)為 500件。其工作原理是：電機(jī)曲軸連桿滑道（ 形成往復(fù)運動）氣體氣閥活塞壓縮氣體冷卻器氣罐（緩沖）。 曲軸的作用有：（ 1）把連桿傳來的推力變?yōu)樾D(zhuǎn)的力量（扭矩），經(jīng)過曲軸、飛輪傳給傳動裝置。（ 2）帶動凸輪軸、風(fēng)扇、冷卻水泵。液壓油泵等其他裝置工作。 1.1.2 零件的工藝分析 本曲軸是個單拐曲軸 ,它們之間有一定的位置要求 .現(xiàn)分述如下 : 1.以 025.0 003.06110 k mm 為軸頸的外圓表面 這一組加工表面包括 : 025.0003.06110 kmm 兩外圓加工表面及 025.0003.06109 kmm 和025.0 002.06108 k mm 兩臺階面； 025.0 003.06109 k mm 臺階與軸中心線有同軸度要求， 025.0 002.06108 k mm左側(cè)端面有一 30 的盲孔和兩個 M12的螺紋孔，右側(cè)端面有四個 M16 的螺紋孔，它們與軸中心孔還有同心度和圓跳動 要求；在長軸端有一 0052.0928 Nmm 的鍵，其中要求其平行度不超過 0.05mm。 2.以 036.0 071.07100 f mm 曲拐為中心的加工表面 這一組加工表面包括： 036.0071.07100 fmm 軸， 82 兩油孔，以及起于 30 盲孔內(nèi)，終于曲拐右側(cè)斜面的深長孔 10 。 3.以曲拐為中心的兩側(cè)平面和一底平面 這一組加工表面包括：兩側(cè)平面上的四個半圓鍵槽 R12，底平面上用于安裝平衡塊的四個螺紋孔 HM 62244 。 這三組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是： （ 1） 025.0 003.06110 k 的圓柱度要求為 0.01mm；圓跳動 要求為 0.015 mm； （ 2） 025.0 002.06108 k 右側(cè)端面有同心度要求 mm025.0 和圓跳動 要求 0.05 mm； （ 3） 025.0 003.06109 k mm 臺階與軸中心線同心度要求 mm025.0 ； （ 4） 036.0071.07100 fmm 曲拐為中心的軸線與 曲軸本身的中心線有平行度要求 0.02mm和圓柱度要求 0.01； （ 5）以曲拐為中心的兩側(cè)平面有平行度要求 0.20，底平面的四個螺紋孔HM 62244 與底平面的垂直度要求 mm06.0 。 第一章 綜 述 4 1.1.3 零件的工序 分析 完善的工藝技術(shù)條件是為了滿足產(chǎn)品的技術(shù)要求，故工藝技術(shù)條件應(yīng)切實可行，便于操作。分析如下： 1、銑端面工序有兩個作用：保證曲軸的總長；保證中心孔的質(zhì)量。若端面不平，則中心鉆上兩個切削刃的受力不均，鉆頭引偏而折斷。這也是 “ 先面后孔 ” 原則的具 體應(yīng)用。 2、中心孔的重要性：中心孔除影響曲軸的質(zhì)量分布外，它的重要性還在于它是曲軸加工的重要精基準(zhǔn)，直接影響曲軸的加工精度，因此中心孔必須滿足其質(zhì)量要求。但工件經(jīng)過粗加工后，中心孔的精度往往不可避免地受到影響，所以在精加工之前，必須對中心孔進(jìn)行修研，確保符合其技術(shù)要求。可用油石或橡膠砂輪修研。 3、打中心孔是采用找出曲軸的幾何中心來代替質(zhì)量中心，是以毛坯的外表作為基準(zhǔn)。毛坯外表光潔圓整，則打出的中心孔位置誤差就小。 4、按照 C620-1 車床的工裝結(jié)構(gòu)，必須先粗車 曲軸兩端面 。 兩端面 是加工長度尺寸的一個基準(zhǔn) 。 5、銑定位面。為了使車連頸時角度分布均勻，按照鑄造毛坯原理去掉鑄造余量 ,故必須銑好定位面。不論定位面向那邊有所偏移 ,都會嚴(yán)重改變鑄件曲軸工序余量的均勻分布 ,嚴(yán)重偏移的致使連頸加工不足而致廢。 6、粗磨連頸是一道重要工序。粗磨連頸要保證中心高尺寸。磨床首尾兩端偏心夾具的移動會引起主連軸頸中心高的變化，應(yīng)仔細(xì)調(diào)整至合適之處反鎖固定。此外若中心架調(diào)整不恰當(dāng)會引起曲軸變形而致中心高超差，而砂輪進(jìn)刀太快則會引起角度偏移 ,甚至曲軸斷裂。 7、國家頒布的曲軸技術(shù)條件明確規(guī)定，每根曲軸必須經(jīng)磁力探傷并且執(zhí)行嚴(yán)格的磁力 探傷標(biāo)準(zhǔn) ,它是曲軸加工過程中唯一可較直觀地檢查曲軸淺表層質(zhì)量的工序；注意探傷后曲軸必須退磁。 8、鉆斜油孔使用的是專用鉆床。此工序主要保證鉆斜油孔的角度和它的進(jìn)出口位置。斜油道的作用是在軸頸與軸瓦相對運動時提供潤滑油，如果油孔口偏移 ,那么進(jìn)入軸瓦油道的潤滑油減少，造成發(fā)動機(jī)整體燃油經(jīng)濟(jì)性下降 ,甚至有可能造成早期磨損，軸瓦抱死等嚴(yán)重事故。所以 ,在加工時首先要保證直油道與斜油道交接口足夠大 ,其次要保證直油道在軸頸方向不偏移，因此對斜油孔鉆模應(yīng)常予檢查。鉆頭進(jìn)入到與直油孔口交接處應(yīng)減慢進(jìn)刀速度 ,避免鉆頭折斷。 9、精磨主軸頸時應(yīng)把兩頂尖孔倒角處抹干凈 ,去掉砂粒、油泥 ,確保加工基準(zhǔn) 四川理工 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 中心孔的精度，必要時修研。 精磨開始前，要提前啟動機(jī)床，使砂輪運轉(zhuǎn)一定時間后 ,利用修整器把砂輪的厚度和圓弧修整。修好圓弧后應(yīng)用圓弧規(guī)檢查 ,看圓弧是否和兩側(cè)面相切，如不相切 ,要檢查表面修整器是否有偏心或其它問題 ,問題找出并解決后再重新修圓弧至合格。砂輪的圓周表面要修細(xì)致 ,否則不能保證磨削后軸頸的粗糙度而形成螺旋紋印。因為曲軸較長，必須用中心架作為一個輔助支撐 。 測量時，應(yīng)千分尺和表架上的千分表結(jié)合起來使用。 10、油孔口拋光工序相當(dāng)重要，因 為如果油孔口有毛刺，則會刮傷軸瓦，造成早期拉毛現(xiàn)象；如果油孔口有尖角，則曲軸運轉(zhuǎn)時應(yīng)力集中形成裂紋影響其使用壽命；特別是如果主油道口與斜油道口交接處過渡不圓整，粗糙度低，更容易形成應(yīng)力集中。 11、隨著技術(shù)的發(fā)展，曲軸動不平衡的要求越來越嚴(yán)格，動不平衡量越小，曲軸工作時運轉(zhuǎn)越平穩(wěn)，噪音越小，磨損越少，壽命越長。 由以上分析可知，對于加工這些表面而言，可以按照 先加工其中一個表面或端面，然后借助于專用夾具加工其它表面，并且保證它們之間的位置精度要求。 1.2 工藝規(guī)程設(shè)計 1.2.1 毛坯的選擇與設(shè)計 設(shè)計 零件機(jī)械加工工藝規(guī)程時，往往是首先要對其毛坯的生產(chǎn)作出制造方法的選擇與形狀的設(shè)計，而合理的毛坯 方案又將對隨后加工中確保產(chǎn)品質(zhì)量、縮短生產(chǎn)周期與降低生產(chǎn)成本具有重要影響 。 一般，在做毛坯制造方法的選擇與形狀設(shè)計時，可根據(jù)以下主要參數(shù)確定： 1、 被加工零件的結(jié)構(gòu)形狀，制造精度與幾何尺寸； 2、 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)； 3、 零件所采用的材料； 4、 現(xiàn)有各方面的生產(chǎn)條件。 結(jié)合本設(shè)計的具體情況，其年產(chǎn)量為 500 件，采用 QT600-3鑄鐵，而且主要是為我們西部地區(qū)的中小型企業(yè)設(shè)計。因此其毛坯的選擇與設(shè)計的步驟如下： 1.2.1.1鑄造工藝性 審查與鑄造方案確定 由于我們所設(shè)計的是 LWJ-20/7 型空壓機(jī)曲軸 ，根據(jù)曲軸的特性，我們可知其強(qiáng)度要求高，韌性中等，硬度中等，采用退火，工藝性較復(fù)雜，成本要求中等，尺寸較大，而且重量較重，因此我們選擇了球墨鑄鐵。 1.2.1.2鑄造方案的選擇 第一章 綜 述 6 綜合經(jīng)濟(jì)的合理性考慮，由于主要是為中西部地區(qū)的中小型企業(yè)生產(chǎn)的專用夾具，而且是單件 小 批量，因此造型方法我們選用一般 手工的砂型鑄造 ，其特點是 成本低 ,而且方便 ，其應(yīng)用范圍多用于單件或 小 批量生產(chǎn)的中小型鑄件。 1.2.1.3鑄件尺寸公差等級的選用 鑄造尺寸公差的代號為 CT， 公差等級分為 16 級，各級公差數(shù)值我們通過機(jī)械加工工藝手冊第一卷，表 3.1-21和表 3.1-22 鑄件尺寸公差數(shù)值查出，例如：圖樣上規(guī)定一般尺寸的公差為 CT10，則壁厚尺寸公差為 CT11，公差帶應(yīng)對稱于鑄件基本尺寸設(shè)置，有特例要求時，也可以采用非對稱設(shè)置，但應(yīng)在圖樣上注明。鑄件基本尺寸是鑄件圖樣上給定的尺寸，包括機(jī)械加工余量。 對于成批和大量生產(chǎn)的鑄件，可以通過對設(shè)備和工裝的改進(jìn)，調(diào)整和維修，嚴(yán)格控制型塵位置，獲得更高的等級，一種鑄造方法鑄件尺寸的精度取決于生產(chǎn)過程的各種因素，其中包括：鑄件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性；模型 和壓型的類型；模型和壓型的精度；鑄造金屬及合金種類；造型材料的種類；鑄造廠的操作水平等，綜合考慮，由于選用的是砂型 手工 造型，采用球墨鑄鐵；因此，公差等級為 CT8CT10，在此我們選用 CT9。 根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊第一卷，表 3.1-21鑄件尺寸公差數(shù)值（一），可知該曲軸的公差數(shù)值為 4.6mm。由表 3.1-23知公差等級在 9 10級的錯型值為 1.0mm。 1.2.1.4鑄件機(jī)械加工余量 采用砂型 手工 造型所生產(chǎn)的球墨鑄鐵的機(jī)械加工余量查機(jī)械加工工藝手冊第一卷，表 3.1-26,鑄鐵件機(jī)械加工余量 (JB2854-80)知為 :頂、側(cè)為 9.0mm,底為 7.0mm。 鑄鐵件的機(jī)械加工余量共分 9 個等級 5 13 級。又按零件圖的基本尺寸大小分成10 個尺寸組。由于機(jī)械加工和鑄造等工藝上的要求，允許挑選其他 等級的加工余量；也允許在同一鑄件上某局部范圍內(nèi)挑選不同等級的加工余量，但都應(yīng)當(dāng)在有關(guān)圖樣和技術(shù)文件上注明。鑄孔的機(jī)械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機(jī)械加工余量選擇。 1.2.1.5鑄件澆注位置及分型面選擇 A 澆注位置選定原則 1） 、 鑄件的重要加工面或主要工作面，一般應(yīng)處于底面或側(cè)面，避免氣孔、砂眼、縮松、縮 孔等缺陷出現(xiàn)在工作面上。對于體收縮大的合金鑄件，為放置冒口和修整毛坯方便，重要加工面或主要工作面可以朝上。 2） 、鑄件的大平面盡可能朝下或采用傾斜澆注，避免夾砂和夾渣缺陷。 3） 、將鑄件的薄壁部分放在鑄型的下部或側(cè)面，以免產(chǎn)生澆不足、冷隔等。 B、分型面選定原則 1）、鑄件盡可能放在一個砂箱內(nèi)，或加工面和加工基準(zhǔn)面放在同一砂箱內(nèi)，以保證鑄四川理工 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 件的尺寸精度。 2）、 盡量減少分型面的數(shù)量，并力求采用分型面代替特殊形狀的分型面。 3）、 盡量減少型芯或活塊的數(shù)量，并盡量減低砂箱高度，以便于起模和修型 。 4）、 把主要型芯放在下半砂箱中，以利于下芯，合箱和便于檢查型腔尺寸。 1.2.1.6鑄造斜度 查表 3.1-38。由于是砂型鑄造，外表面斜度為 0 30，內(nèi)表面斜度為 1 1.2.1.7鑄造工藝余量 鑄造 工藝余量是為了確保鑄件質(zhì)量，滿足鑄造工藝和機(jī)械加工工藝要求而多加 在鑄件毛坯上的金屬。在零件加工完畢時，應(yīng)將它除掉。如果不影響零件的使用性能，又經(jīng)設(shè)計部門允許也可保留在零件上。 鑄造工藝余量的大小，形狀及位置取決于工藝需要及零件結(jié)構(gòu) ，它 在鑄件圖上的表示方法與加工余量相同。 1.2.1.8鑄造毛坯圖的內(nèi)容 鑄造毛坯圖一般包括以下內(nèi)容：鑄造毛坯的形狀尺寸及公差，加工余量與工藝余量；鑄造斜度及圓角，分型面，澆冒口殘根位置，工藝基準(zhǔn)，合金牌號，鑄造方法及其他有關(guān)技術(shù)要求。 在毛坯圖上只標(biāo)注有特殊要求的公差，鑄造斜度及圓角，一般的不注在圖上，而寫在技術(shù)條件中。 1.2.1.9技術(shù)要求 鑄造毛坯圖上的技術(shù)條件一般包括以下內(nèi)容： 1） 合金牌號： QT600-3。 2） 鑄造方法：砂型 手工 鑄造。 3） 鑄造的精度等級： CT9。 4） 未注明的鑄造斜度及圓角半徑：一般抄自零件圖。 5） 鑄件綜合技術(shù)條件及檢驗規(guī)則的文件號：抄自零件圖或有關(guān)文件自行確定。 6） 鑄件的檢驗等級。 7） 鑄件的交貨狀態(tài)；如鑄件的表面形狀應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)；允許澆冒口殘根大?。阂话銥?2 5mm。 8） 鑄件是否進(jìn)行氣壓或液壓試驗。 9） 熱處理硬度： HB190 269 第一章 綜 述 8 1.2.2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中重要工作之一?；孢x擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則， 加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 （ 1）粗基準(zhǔn)的選擇。對于一般軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。但對本零件來說，按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面時， 應(yīng)以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn)；若零件有若干個不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)），現(xiàn)以曲軸兩端面作粗基準(zhǔn)，利用專用夾具裝夾曲軸短的那頭， 這樣限制了 y 、 y 、 z 、 z 四個自由度。 另一頭也用專用夾具裝夾，而專用夾具 安裝在角鐵上，角鐵 又 裝 在花盤上?？紤]到曲軸另一端軸頸較長， 剛度不容易保證，因此設(shè)計該處的夾具 時 角鐵伸長應(yīng)長些，并設(shè)計一個梯形的檔塊， 這樣限制了 x 、 x 兩個自由度，達(dá)到了完全定位。 而夾緊機(jī)構(gòu)就是靠“ U”形槽的合攏并靠擰緊螺母來壓緊端蓋來實現(xiàn)。 （ 2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。在此，應(yīng)選已加工表面作為精基準(zhǔn)。 1.2.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件 的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為 小 批生產(chǎn)的條 件，可以考慮采用普通機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工件集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。 工藝路線方案制定如下： 工序 1 粗車兩端面，并鉆中心孔。以未加工的外圓表面作為粗基準(zhǔn)，曲軸處配重達(dá)到平衡； 工序 2 車外圓 132 105 工序 3 精車兩頭端面并鉆中心孔 工序 4 半精車外圓 工序 5 精車外圓 工序 6 車曲拐 127105 ，以工序 4和工序 5中精車了的兩外圓面作為精基準(zhǔn)，使用專用夾具裝夾曲拐兩頭，并配重。 工序 7 粗 銑平面 工序 8 精銑 工序 7中的平面。 四川理工 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 工序 9 鉆孔 mm30 及倒角，選用機(jī)床：轉(zhuǎn)塔車床 C365L。 工序 10 鉆深孔 33410 ， C620-3臥式車床。 工序 11 鉆曲拐處兩油孔 82 ，并倒角 120 。 工序 12 鉆左端面兩螺紋孔 216122 HM 工序 13 攻螺紋 216122 HM 工序 14 掉頭鉆、攻螺紋 286164 HM 工序 15 鉆、攻螺紋 HM 62244 。 工序 16 銑半圓鍵槽 2224R 。 工序 17 銑鍵槽 20028 R 工序 18 磨削外圓 工序 19 精磨外圓 工序 20 磨削曲拐 1.2.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 LWJ-20/7型空氣壓縮機(jī)曲軸零件材料為 QT600-3，硬度b 600N/mm2 =0.6GPa，生產(chǎn)類型為小 批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 根據(jù) 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： 鑄件的加工余量與工藝余量一般可按下式計算： 15.02.0max ACAe （見機(jī)械加工工藝手冊公式 6-16 P517） 式中： e 余量值； C 系數(shù) （由于為鑄件且為 小 批生產(chǎn)，因此系數(shù) C在澆注頂面時取 0.65，澆注底面及側(cè)面時取 0.45） ； Amax 鑄 件的最大尺寸 mm； A 加工表面的最大尺寸 mm； 查機(jī)械加工工藝手冊表 8-10，粗車及半精車外圓的加工余量為 3.0mm，直徑公差為 81.052.0 mm。 查機(jī)械加工工藝手冊表 8-11，半精車后磨外圓的加工余量及公差，粗磨加工工余量為 0.30mm，半精磨加工余量為 0.20mm。 直徑公差為 130.0081.0 。 查機(jī)械加工工藝手冊表 8-13金剛石刀半精車及精車外圓的加工余量為 0.1mm。 查機(jī)械加工工藝手冊表 8-116，鉆孔為 1mm，擴(kuò)孔時的 加工余量為 1.2mm，擴(kuò)孔后鉸孔的加工余量為 0.2mm。 查機(jī)械加工工藝手冊表 8-29，半精車端面的加工余量為 1.5mm，粗車端面尺寸第一章 綜 述 10 公差為 10.170.0 mm。 1.2.5 確定切削用量及基本工時 工序 1 粗車兩端面，并鉆中心孔。以未加工的外圓表面作為粗基準(zhǔn)，曲軸處配重達(dá)到平衡。本工序采用計算法確定切削用量。 1、 加工條件 工件材料： QT600-3， b 600N/mm2 =0.6GPa。鑄造。 加工要求：粗車兩端面。 機(jī)床： C620-1 刀具：刀片材料：高速鋼端面車刀。 刀桿尺寸： 16mm 25mm， 刀片厚度： 4.5mm 6mm。 后角： a0=6， s=-4 -6 （查機(jī)械加工工藝 設(shè)計 實用手冊續(xù)表 12-15 P987） 2、 計算切削用量 （ 1） 粗車端面 132 1） 鑄造后粗車端面的余量為 1.10mm。查機(jī)械加工工藝 設(shè)計 實用手冊表 8-41,P658。但實際上，由于以后還要鉆中心孔，因此端 面不必全部加工，故此時實際端面的最大加工余量按 Zmax=5.5mm,分兩次加工。 ap=3mm 計 2） 進(jìn)給量 f 根據(jù)機(jī)械加工工藝 設(shè)計 實用手冊續(xù)表 15-10 P1306。當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm 25mm， ap 3mm 以及工件直徑為 132mm 時： f=0.5 0.7 mm/r 按 C620-1車床 說明書 ,取 f=0.5mm/r 3）計算切削速度 按機(jī)械加工工藝 設(shè)計 實用手冊表 15-13， P1308。切削速度的計算公式為 ： c=vyxpm kfaTCvvvm/s 其中： Cv =158， xv=0.15,yv=0.40,m=0.2。 （查機(jī)械加工工藝 設(shè)計 實用手冊續(xù)表 15-13， P1309） 修正系數(shù) kv =kMv ktv kkv kkrv kBv kMv=(HB190)vn ,其中 nv=1.7 四川理工 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 kMv=( 7.1190190)=1.0 ktv =0.83 kkv =1.04 kkrv =0.73 kBv =0.97 =( 97.073.004.183.00.15.0360 158 40.015.02.0 ) =45.66 (m/s) 4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ： ns=wcdv1000=132 66.451000 110.17 (r/min) 按機(jī)床說明書，選取 n=125 r/min。所以實際切削速度 ： v=1000dn=51.81 (mm/s) 5)切削工時 按機(jī)械加工工藝手冊表 2.5-3 P694 ti =fnLi L=2 1dd+l1 + l2 + l3其中： l1 =2 l2 =0 l3=0 L=2 0139 +2+0+0=71.5 mm ti =fnL i= 26005.0 5.71 =0.477 (min) 工序 2 車外圓 132 105 （ 1） 粗車外圓 132 105到 120 105 1）切削深度 單邊余量 Z=4.5mm,分兩次切除。 2）進(jìn)給量 根據(jù)機(jī)械加工工藝 設(shè)計 實用手冊 續(xù)表 15-10 P1306，當(dāng)?shù)綏U 尺寸為16mm 25mm， ap 3mm 以及工件直徑為 132mm 時： f=1.0 1.4 （ mm/r） 按機(jī)床說明書 取 f=1.0 （ mm/r） 3）計算切削速度 見機(jī)械加工工藝設(shè)計實用手冊表 15-13， P1308。切削速度的計算公式為： vyxpmvc kfaTCvvv （ m/s） 其中： CV=158 15.0vx40.0vy20.0m 修正系數(shù)：kvBvrvtvv kkkkk 83.0tvk 73.0rvk 97.0Bvk 18.1kvk 第一章 綜 述 12 （見機(jī)械加工工藝設(shè)計實用手冊表 15-17至表 15-22 P1312-P1313） 18.197.073.083.015.460 158 4.015.02.0 cv85.30 （ m/min） 4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 8.46721 85.301 0 0 01 0 0 0 wcs d vn（ r/min） 按機(jī)床說明選取 n=600 r/min。 所以實際切削速度： 6.391 0 0 0 600211 0 0 0 dnv （ m/min） 5）檢驗機(jī)床功率 主切削力 cF 按切削手冊表 1.29 所示公式計算： Fcncyzppcc kvfaCF FxfcFc其中： 2795FcC0.1Fcx75.0Fcy15.0Fcn94.065060065075.0 FnbMpk 89.0krk 5.101289.094.01225.05.12795 15.075.0 cF（ N） 切削時消耗功率cP為： 675.0106 405.1 0 1 2106 44 ccc vFP （ kw） 由切削手冊表 1.30中 C620-1機(jī)床說明書可知 ,C620-1主電動機(jī)功率為 7.8kw,當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為 80r/min,主軸傳遞的最大功率為 3.5kw,所以機(jī)床功率足夠 ,可以正常加工 . 6)校 驗機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng) 已知主切削力 NFc 5.1012,徑向切削力pF按機(jī)械加工工藝設(shè)計實用手冊表15-3 P1300 所示公式計算： ppFpFpFp FncyxpFp kvfaCF 其中： 1940FpC9.0Fpx6.0Fpy3.0Fpn916.0650600650 1.1 FnbMpk 5.0krk 76.1995.0897.01225.05.11940 3.06.09.0 pF（ N） 而軸向切削力 ： 四川理工 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 ffFfFfFf FncyxfFf kvfaCF 114FfC 0.1Ffx 75.0Ffy 0Ffn 1650600650 0 FnbMfk 17.1kk 因此， 軸向切削力 ： 17.1112275.05.1114 05.0 fF 27.173 （ N） 取機(jī)床導(dǎo)軌與床鞍之間的摩擦系數(shù) 1.0 ，則切削力在縱向進(jìn)給方向?qū)M(jìn)給機(jī)構(gòu)的作用力為： pcf FFFF )76.1995.1012(1.027.173 496.276 （ N） 而機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可承受的最大縱向力為 3530N（見切削手冊表 1.30），故機(jī)床 進(jìn)給系統(tǒng)可正常工作。 7）切削工時： nflllt 321 其中： mml 105 mml 41 03 l 87.01125 4105 t（ min） （ 2）粗車外圓 638132 到 638120 1）切削深度 單邊余量 Z=4.5mm,分兩次切除。 2）進(jìn)給量 根據(jù)機(jī)械加工工藝 設(shè)計實用手冊續(xù)表 15-10 P1306，當(dāng)?shù)綏U尺寸為16mm 25mm， ap 3mm 以及工件直徑為 132mm 時： f=1.0 1.4 （ mm/r） 按機(jī)床說明書 取 f=1.0 （ mm/r） 3）計算切削速度 見機(jī)械加工工藝設(shè)計實用手冊表 15-13， P1308。切削速度的計算公式為： vyxpmvc kfaTCvvv （ m/s） 其中 ： CV=158 15.0vx40.0vy20.0m 修正系數(shù)：kvBvrvtvv kkkkk 83.0tvk 73.0rvk 97.0Bvk 18.1kvk 第一章 綜 述 14 （見機(jī)械加工工藝設(shè)計 實用手冊表 15-17至表 15-22 P1312-P1313） 18.197.073.083.015.460 158 4.015.02.0 cv85.30 （ m/min） 4)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 8.46721 85.301 0 0 01 0 0 0 wcs d vn（ r/min） 按機(jī)床說明選取 n=450 r/min。 所以實際切削速度： 16.331 0 0 0 801321 0 0 0 dnv （ m/min） 5）切削工時： nflllt 321 其中： mml 638 mml 5.41 03 l 1.11600 5.4638 t（ min） 工序 3 精車 兩頭端面并鉆中心孔 1）切削深度 ap=3mm 2）進(jìn)給量 f 根據(jù)機(jī)械加工工藝設(shè)計實用手冊續(xù)表 15-10 P1306。當(dāng)?shù)稐U尺寸為16mm 25mm， ap 3mm 以及工件直徑為 132mm 時： f=0.5 0.7 mm/r 按 C620-1車床說明書 ,取 f=0.5mm/r 3）計算切削速度 按機(jī)械加工工藝設(shè)計實用手冊表 15-13， P1308。切削速度的計算公式為： c=vyxpm kfaTCvvvm/s 其中： Cv =158， xv=0.15,yv=0.40,m=0.