曲軸的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)

曲軸加工工藝及曲軸連桿軸頸磨床夾具設(shè)計(jì)完成時(shí)間2011年12月15日目錄摘要 21軸零件圖的分析 31.1曲軸零件及其工藝特點(diǎn) 31.2曲軸的主要技術(shù)要求 41.3曲軸零件加工要求 41.4曲軸零件工藝特點(diǎn) 42曲軸的機(jī)械加工 42.1曲軸的材料和毛坯 42.2曲軸的機(jī)械加工工藝過(guò)程 53曲軸連桿軸頸磨床夾具設(shè)計(jì) 3.1機(jī)床夾具的分類、基本組成和功用 3.2加緊方案 3.3定位基準(zhǔn)的選擇 3.4定位誤差分析 3.5夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 3.6夾具的使用方法 總結(jié) 20參考文獻(xiàn) 21 曲軸加工工藝及曲軸連桿軸頸磨床夾具設(shè)計(jì)鄭為山1軸零件圖的分析曲軸工作時(shí)的受力情況非常復(fù)雜。它不但受到很大的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和大小、方向都在周期性變化的彎曲應(yīng)力的作用，而且還受到振動(dòng)所產(chǎn)生的附加應(yīng)力的作用。因此曲軸應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、抗疲勞度及抗沖擊韌性。同時(shí)，由于曲軸工作時(shí)的旋轉(zhuǎn)速度提高，所以再設(shè)計(jì)曲軸時(shí)，應(yīng)使曲軸的主軸頸和連桿軸頸具有足夠的耐磨性，且曲軸的質(zhì)量應(yīng)當(dāng)平衡分布，以減少不平衡帶給曲軸的附加①所有主軸項(xiàng)頸和連桿軸頸尺寸公差等級(jí)不低于IT6,軸頸的圓度和軸頸母線間的平行②連桿軸頸軸線對(duì)主軸頸軸線的平行度允差為0.02/100mm;③長(zhǎng)度小于1.5m的曲軸，以兩端的主軸頸支撐時(shí)，中間主軸頸的徑向跳動(dòng)允差為允許凸起，以保證和飛輪端面可靠貼合⑥多缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、各連桿軸頸軸線之間的角度偏差不大于±30°⑧曲軸的主軸頸和連桿軸頸，應(yīng)經(jīng)過(guò)表面淬火或氮化，根據(jù)材料及熱處理規(guī)范的不同，其硬度為50~62HRC;①所有主軸頸和連桿軸需經(jīng)高頻淬火，其硬度為55-62HRC,淬火層深度不小于3mm;②曲軸的動(dòng)力不平衡量不得大于120gcm;⑤非加工表面應(yīng)清潔，不得有氧化皮、疊縫、結(jié)疤、分層和裂縫，不允許用錘輾或焊補(bǔ)法⑥未注尺寸公差：加工尺寸按Q/SB123—64,鍛造尺寸按Q/SB125—64。圖1-1所示曲軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：主軸頸和連桿軸頸分布在同一平面內(nèi)。四個(gè)連桿軸頸在主軸頸2曲軸的機(jī)械加工曲軸材料一般采用45鋼(精選含碳量為0.42%~0.47%),45Mn2,50Mn,40Cr,35CrMo圖1-1所示曲軸采用精選QT800-2模鍛毛坯。其鍛造工藝過(guò)程為：將坯料加熱至1180~1240℃;經(jīng)模鍛錘彎曲預(yù)鍛及終鍛；在壓床上切邊；再在模鍛錘上進(jìn)行熱校正；最后經(jīng)熱處理消除其內(nèi)應(yīng)力，調(diào)整其硬度值到207~241HBS。①熱處理：調(diào)質(zhì)硬度為207~241HBS。蘭厚度大于26.5mm時(shí)，不大于2.5mm。③法蘭上孔中心對(duì)主軸頸中心不同軸度不大于2mm。④曲軸彎曲不大于1mm。⑤錯(cuò)模誤差：縱向，當(dāng)連桿軸頸長(zhǎng)小于等于48mm時(shí)，不大于1mm,軸頸長(zhǎng)大于48mm,不大于2.5mm;徑向，當(dāng)連桿軸頸小于等于φ3mm,不大于1mm,軸頸大于φ3mm時(shí)，不大于2mm。⑥表面缺陷深度：不加工表面，允許有不大于2mm的凹坑及鏟除休整的痕跡；加工表面允許有不大于實(shí)際余量1/2的凹坑、發(fā)裂及氣孔。⑦周邊除注明處外，毛刺不大于8mm;B處毛刺不大于4mm;中166圓周縱向毛刺不大⑧不加工表面不允許有氧化皮、折疊、裂紋等缺陷。⑨φ166和φ52不充滿處允許焊補(bǔ)并磨光，具體按焊接技術(shù)條件進(jìn)行。2.2曲軸的機(jī)械加工工藝過(guò)程為某中批大量生產(chǎn)類型工廠加工圖1-1所示鋼制發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的機(jī)械加工工藝過(guò)程。C中批量生產(chǎn)類型曲軸的加工工藝過(guò)程工序名稱工序簡(jiǎn)圖及說(shuō)明設(shè)備熱處理正火端端面并從兩面鉆中心孔臥式雙面中心孔鉆床切第五側(cè)板面，車第三主軸頸085±0,5085±0,5 3667.8÷0.74+0C+0C慢特種多刀車床中87外圓：Vc=11.8m/minf=0.4mm/r側(cè)板：Vc=35m/minf=0.3mm.r中105外圓：Vc=14.2m/minf=0.1mm/r校直校直時(shí)，曲軸的彎曲撓度允許在5mm范圍內(nèi)壓床粗磨第三主軸頸Vc=20.3m/minf=0.005mm/粗糙度6.3外圓磨床檢驗(yàn)(抽φ86外圓上偏差0下偏差-0.14,長(zhǎng)度65.95上偏差0.12下偏差0,粗糙度6.3地點(diǎn)車一、后端適適用于特種多刀車床I、II、IV、V主軸頸Vc=6m/min法蘭外圓及端面Vc=11.2m/minf=0.6mm/rf=0.5mm/rφ42外圓Vc=2.9m/minf=0.1mm/r檢驗(yàn)檢在工作地點(diǎn)粗磨第一第五主軸頸粗磨第一軸頸外圓φ86°014長(zhǎng)度為60.85上偏差為0.12,下偏差為0粗磨第五軸頸外圓φ86°014長(zhǎng)度為84.6上偏差為0.12,下偏差為0倒圓角為R6Vc=24.3m/minf=0.005mm/r外圓磨床粗磨第粗磨第一軸頸外圓φ86°014長(zhǎng)度為59.75上偏差為0.2,下偏差為0粗磨第一軸頸外圓φ86°014長(zhǎng)度為60.85上偏差為0.2,下偏差為0外第四主軸頸倒圓角為R6Vc=24.3m/minf=0.005mm/r圓磨床銑定位面“E99臥式銑床切第 一、八側(cè)并粗車第四連桿軸頸士尺寸+J4特種多刀車床士gB士02AHDD低速Vc=6.1m/minf=0.2mm/r切第六側(cè)并粗車第一一、三連桿軸頸士0士0H五H+U666士2特種多刀車床中87外圓：高速Vc=11.8m/minf=0.4mm/r低速Vc=6.1m/minf=0.2mm/r)檢驗(yàn))(抽檢檢驗(yàn)11、12工序尺寸精度，及粗糙讀在工作地點(diǎn)校直校直時(shí)，允許曲軸被壓彎撓度不得大于5mm壓床粗磨第一、四連桿軸頸抽頸外圓中86°倒圓角R6Vc=21.6m/min,長(zhǎng)度59.75+.2特種外圓磨床精車法蘭外圓及端車油封軸頸并倒角+0,14+0,14+CCIl6φ160.8外圓：Vc=146.5m/min手動(dòng)進(jìn)給φ110外圓：Vc=102m/min手動(dòng)進(jìn)給車床φ85.6外圓：Vc=78m/min手動(dòng)進(jìn)給法蘭內(nèi)，外端面：Vc=146.5m/min手動(dòng)進(jìn)給精車軸前端車床精磨第)五主軸頸十)02/100R6±0.250,080,08外圓磨床R6±0.2E精磨簽四主軸頸+0175.016+0175.016580O|0.015 002/100//|0.05|B-D0,440,4CR6土0.25R6±0.25Vc=20m/minf=0.003mm/r外圓磨床精磨法蘭端面精磨法蘭端面至要加工尺寸Vc=50.3m/minf=0.005mm/i外圓磨床端：端：鉸軸承孔在后+0,14862-0,03+0,14862-0,038擴(kuò)孔中58Vc=10m/minf=0.56mm/r鏜孔中62Vc=62.7m/minf=0.17mm/r鉸孔φ62*001400:2Vc=62.7m/minf=0.17mm/r六角車床②160-0,040.04B-D8.0B-D0.0540,14旨品m0十0.08B-D心+0.034245+0.0090.03|B-D②160-0,040.04B-D8.0B-D0.0540,14旨品m0十0.08B-D心+0.034245+0.0090.03|B-D用于全部主軸鯨和連桿軸頸0.8特種外圓磨床檢驗(yàn)臺(tái)鉗工臺(tái)液壓壓床凸輪車床Z√精磨Z√連桿軸頸檢驗(yàn)Vc=21.4m/minf=0.003mm/r用于全郁血軸05十S/SR6±025用于所有主/002/100B-D0.02/100用于第8曲柄處的所有曲柄十用于全堡甫軸+0,400延上圓免軸.35○IVgs6B5準(zhǔn)備交驗(yàn)拋光在曲柄表面去所有的尖角和毛刺校直時(shí)，曲軸被壓彎程度不得大于5mm拋光所有主軸頸和連桿軸頸檢驗(yàn)0.04|B-D①160-0,04部⑥70 部 496-05部部404.5-085用于I、V主軸頸O|0.015用于I、V主軸頸O|0.015部 .02/100|B-D.U中1U+05 +05001恥001恥OOyyyygVgVr合⑧⑧前上國(guó)角軸5 5 0.03|B-D1 □0.05(-)/25 1 □0.05(-)/25 0.04|B-D處的所有曲柄 檢驗(yàn)臺(tái)清洗油封包裝入庫(kù)3曲軸連桿軸頸磨床夾具設(shè)計(jì)3.1機(jī)床夾具的分類、基本組成和功用機(jī)床夾具按其使用范圍可分為以下五種基本類型：通用夾具，專用夾具，通用可調(diào)整夾具和成組夾具，組合夾具，隨行夾具。機(jī)床夾具的基本組成，根據(jù)功用一般可分為：1)定位原件或裝置，用以確定工件在夾具中的正確位置；2)刀具導(dǎo)向原件或裝置，用以引導(dǎo)刀具或用以調(diào)整刀具相對(duì)于工件的位置；3)夾緊元件或裝置，用以?shī)A緊元件；4)連接原件，用以確定工件在機(jī)床上的正確位置并與機(jī)床相連接；5)夾具體，用以連接各夾具元件及裝置，使之成為一個(gè)整體，并通過(guò)它將夾具安裝在機(jī)床上；6)其他元件及裝置，如分度裝置、防錯(cuò)裝置等。機(jī)床夾具的功用一般為：1)保證加工質(zhì)量；2)提高生產(chǎn)率，降低成本；3)擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍，做到一機(jī)多能；4)平衡各工序時(shí)間，以便組織流水生產(chǎn)；5)減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安3.2夾緊方案而使工件牢牢地固定在V型塊上。以曲軸的第一、五主軸頸為定位基準(zhǔn)用兩個(gè)V型塊來(lái)限制曲軸γ、γ、2、2四個(gè)自由度，在3.4定位誤差分析因?yàn)楣ぜ亩ㄎ换鶞?zhǔn)和定位元件均有制造誤差，所以工件在夾具中定位后的實(shí)際位置將在一定范圍內(nèi)變動(dòng)，即存在一定的定位誤差，設(shè)計(jì)定位裝置時(shí)，就要控制這一誤差在加工中所允許的范圍產(chǎn)生定位誤差的原因有以下兩個(gè)方面：1)定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合；2)定位基準(zhǔn)位移。定面即為曲軸連桿軸頸工序基準(zhǔn)，即不存在基準(zhǔn)位移公差也不存在基準(zhǔn)不重合誤差，所以ε=0。所以基準(zhǔn)不重合誤差為則總的定位誤差為已知本工序中?=0.034,α=90°,故3.5夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖件號(hào)名稱件數(shù)材料備注1防轉(zhuǎn)塊Q2352過(guò)渡盤2HT2003V形架2HT2004雙頭螺柱25帶肩螺母26壓緊螺釘27螺母28擺動(dòng)壓塊250～55HRC9U形壓板240~45HRC支撐板440~45HRC防轉(zhuǎn)塊Q235配重塊HT2003.6夾具的使用方法1.本夾具用于M8230外圓磨床，半精磨汽油機(jī)曲軸的連桿軸頸。通過(guò)擰緊螺母，經(jīng)V形壓板位。通過(guò)擰緊螺母5,經(jīng)U形壓板9帶動(dòng)擺動(dòng)壓塊8夾緊工件。3.磨削完1、4連桿軸頸后，松開(kāi)工件，使其轉(zhuǎn)180°,當(dāng)工件的工藝定位面C與另一防轉(zhuǎn)