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柴油机曲轴工艺过程及夹具设计

重庆大学网络教育学院

毕业设计（论文）

柴油机曲轴零件加工工艺及夹具设计

学生所在校外学习中心江苏张家港校处学习中心批次层次专业111 专升本机械设计制造及其自动化学号 w11107861

学生

指导教师

起止日期 2013.1.21--2013.4.14

摘要

曲轴是发动机上的一个重要的旋转机件，装上连杆后，可承接活塞的上下(往复)运动变成循环运动。曲轴主要有两个重要加工部位：主轴颈和连杆颈。主轴颈被安装在缸体上，连杆颈与连杆大头孔连接，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。而曲轴加工的好坏将直接影响着发动机整体性能的表现。曲轴的材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的，有两个重要部位：主轴颈，连杆颈。

这次毕业设计介绍柴油机曲轴加工工艺规程及相关夹具的设计，及曲轴的规程制定中遇到问题的分析，经济性分析，工时定额，切削用量的计算。同时还介绍曲轴加工中用到的两套夹具的设计过程。在工艺设计中，结合实际进行设计，对曲轴生产工艺进行了改进，优化了工艺过程和工艺装备，使曲轴的生产加工更经济、合理。

根据现阶段机械零件的制造工艺和技术水平，本着以制造技术的先进性，合理性，经济性进行零件的形状、尺寸、精度等级、表面粗糙度、材料等技术分析。并根据以上分析来选择合理的毛坯制造方法，设计工艺规程，夹具设计。

关键词：柴油机曲轴工艺夹具

中文摘要…………………………………………………………………………………………I

1.引言 (1)

2.曲轴的生产纲领 (2)

3.零件的分析 (2)

3.1曲轴的用途及工作条件 (2)

3.2分析零件上的技术要求，确定要加工的表面 (3)

3.3加工表面的尺寸和形状精度 (4)

3.4尺寸和位置精度 (4)

3.5加工表面的粗糙度及其它方面的质量要求 (4)

3.6热处理要求 (4)

4.曲轴材料和毛坯的定 (4)

4.1确定毛坯的类型 (4)

4.2确定毛坯的生产方法 (4)

4.3确定毛坯的加工余量 (4)

5.曲轴的工艺过程设计 (5)

5.1粗、精加工的定位基准 (5)

5.1.1粗加工 (5)

5.1.2粗加工 (5)

5.2工件表面加工方法的选择 (5)

5.3曲轴机械加工的基本路线 (5)

5.4加工余量及毛坯尺寸 (6)

5.5工序设计 (6)

5.5.1加工设备与工艺装备的选择 (8)

5.5.2机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 (9)

5.6确定工时定额 (11)

5.7机械加工工艺规程卡片和机械加工工序卡片 (12)

5.7.1机械加工工艺过程卡片 (12)

5.7.2机械加工工序卡片 (12)

6.柴油机曲轴加工键槽夹具设计 (13)

6.1.1夹具类型的分析 (13)

6.1.2工装夹具定位方案的确定 (13)

6.1.3工件夹紧形式的确定 (13)

6.1.4对刀装置 (13)

6.1.5分度装置的确定以及补补助装置 (14)

6.1.6夹具定位夹紧方案的分析论证 (14)

6.1.7夹具结构类型的设计 (15)

6.2夹具总图设计 (16)

6.4绘制夹具零件图 (16)

7.结论 (17)

8.参考文献 (18)

1.引言

曲轴是内燃机中的重要零件之一，是承受冲击载荷传递动力的关键零件，在内燃机五大件（机体、缸盖、曲轴、连杆、凸轮轴）中是最难以保证加工质量的零件。由于曲轴工况条件恶劣，因此对曲轴的材质、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。若其中任何一个环节没有保证质量，即可严重影响曲轴的寿命和整机的可靠性，因此包括中国在内的世界各国对曲轴的加工都十分重视，都在不断的改进曲轴加工工艺，最大可能的提高曲轴寿命。

曲轴质量（指轻重）约占内燃机质量的10%，成本约占整机的10%～12%，其材质大体分两类：一类是锻钢，一类是球墨铸铁。由于采用铸造方法可获得较为理想的结构形状，从而减轻质量，且机加工余量随铸造工艺水平的提高而减小，目前国外球铁铸造曲轴的单边加工余量可达2～3mm。另外球墨铸铁的切削性能良好，并且和钢质曲轴一样可以进行各种热处理和表面强化处理来提高曲轴的抗疲劳强度、硬度和耐磨性。而且球铁中的内摩擦所耗功比钢大，减小了工作时的扭转振动的振幅和应力，应力集中也没有刚质曲轴敏感。所以球墨铸铁曲轴在国内外得到了广泛的应用。统计资料表明，车用发动机曲轴采用球铁材质的比例为：美国85%，日本40%，俄罗斯、比利时、荷兰和德国也已大批量生产。国内采用球铁曲轴的趋势则更加明显，中小型功率柴油机曲轴85%以上用球铁。

近年来随着行业的不断发展，通过引进技术消化吸收和自行开发总体水平有了较大的提高。但是我们也应该看到，我国内燃机曲轴生产技术距世界先进水平仍相差很远，甚至于还满足不了我国内燃机工业技术发展的要求。国内曲轴专业生产厂家虽然不是很多，但存在整体规模小、专业化程度低、企业设备陈旧、产品设计和工艺落后、性能寿命和可靠性差、品种杂乱和“三化”程度低等差距，它是影响整机适应国内及国际市场能力的重要因素。随着我国加入WTO，内燃机零部件行业将面临更加激烈的市场竞争，也将迎来新的发展与机遇。我们只有充分了解国内外内燃机曲轴制造技术现状及发展趋势，及时的改进和提高曲轴制造技术水平，生产出具有世界一流水平的内燃机曲轴，才能以实力参与市场竞争。

2.曲轴的生产纲领

生产纲领是企业在计划期内应当生产的产品产量，曲轴的的年生产纲领就是包括备品和废品在内的年产量，计算公式如下：

N=Q×n（1+a%）（1+b%）（件/年）

式中N—零件的年常量（件/年）;Q—产品的年产量（根/年）;

N—每台产品中该曲轴的数量（件/台）；a%--备用率；b%--废品率；

本次设计的柴油机曲轴年产量为5000台，其中n=1，a=8， b=1，

故生产纲领：N=5000×1×（1+8%）（1+1%）=5454（件/年）

生产类型为企业生产，生产专业化程度分类为，单件生产、小批量生产、中批量生产、大批量生产。

本次设计的柴油机曲轴生产纲领为5454件，零件重量不超过20KG,根据有关资料分析得出结论为，中批量生产。

3.零件的分析

3.1曲轴的用途及工作条件

曲轴的功用是把活塞、连杆传来的气体力转变为转矩，用以驱动汽车的传动系统和发动机的配气机构以及其他辅助装置。曲轴在周期性变化的气体力、惯性力及其力矩的共同作用下工作，承受弯曲和扭转交变载荷。

曲轴应有足够的抗弯曲、抗扭转的疲劳强度和刚度；轴颈应有足够大的承压表面和耐磨性；曲轴的质量应尽量小；对各轴颈的润滑应该充分。

图1-1 曲轴的结构图

曲轴一般由主轴颈，连杆轴颈、曲柄、平衡块、前端和后端等组成。一个主轴颈、一个连杆轴颈和一个曲柄组成了一个曲拐。

主轴颈是曲轴的支承部分，通过主轴承支承在曲轴箱的主轴承座中。主轴承的数目不仅与发动机气缸数目有关，还取决于曲轴的支承方式。

连杆轴颈是曲轴与连杆的连接部分，在连接处用圆弧过渡，以减少应力集中。

曲柄是主轴颈和连杆轴颈的连接部分，断面为椭圆形，为了平衡惯性力，曲柄处铸有(或紧固有)平衡重块。平衡重块用来平衡发动机不平衡的离心力矩，有时还用来平衡一部分往复惯性力，从而使曲轴旋转平稳。

曲轴前端装有齿轮，驱动风扇和水泵的皮带轮以及起动爪等。为了防止机油沿曲轴轴颈外漏，在曲轴前端装有一个甩油盘，在齿轮室盖上装有油封。曲轴的后端用来安装飞轮。3.2分析零件图上技术要求，确定主要加工表面

技术要求零件应经正火处理，处理后硬度要求HBS240-300.

主要加工表面是主轴颈、连杆轴颈以及键槽的加工。

3.3加工表面的尺寸和形状精度

.主轴颈、连杆轴颈本身的精度，即尺寸公关等级h6，轴颈长度公差等级为IT9～IT10。轴颈的形状公差，如圆度、圆柱度控制在尺寸公差之半。

3.4尺寸和位置精度

包括主轴颈与连杆轴颈的平行度：一般为100mm之内不大于0.02mm；

圆柱度：不大于0.008mm；同轴同心度：不大于?0.02mm；全跳度：不大于?0.025mm;

跳度：不大于0.03mm;连杆轴颈的位置度不大于±20′。

3.5加工表面粗糙度及其它方面的表面质量要求

表面粗糙度Ra值为1.25～0.4μm。

3.6热处理要求

曲轴在加工前需正火处理HBS240-300.

4.曲轴的材料和毛坯的确定

4.1确定毛坯的类型

曲轴工作时要承受很大的转矩及交变的弯曲应力，容易门生扭振、折断及轴颈磨损，因此要求用材应有较高的强度、冲击韧度、疲劳强度和耐磨性。常用材料有：一般曲轴为35、40、45钢或球墨铸铁QT700-2；对于高速、重载曲轴，可采用40Cr、42Mn2V等材料。

本次设计的曲轴材质采用QT700-2.就可以满足需求。

4.2确定毛坯的生产方法

因为此次产品属于中批量生产，毛坯需要用铁型覆砂造型加工，以保证产品质量及产品产量。

4.3确定毛坯的加工余量

查寻相关手册确定了产品加工用余量。

5.曲轴工艺过程设计

5.1粗、精加工的定位基准

曲轴的尺寸精度、加工表面形状精度以及位置精度的要求都很高，但刚性比较差，容易产生变形，这就给曲轴的机械加工带来了很多困难，必须予以充分的重视。

5.1.1粗加工

在粗车主轴颈的时候用两端的中心孔定位，大头卡在卡盘上，进行加工。

在粗加工连杆轴颈的时候一毛坯基准定位，以保证180°的限位角。

5.1.2精加工

精磨主轴以磨床轴瓦定位，精磨连杆以轴瓦定位并用百分表调整。

键槽加工以连杆定位

5.2工件表面加工方法的选择

曲轴需要加工的表面有：主轴颈、连杆轴颈、键槽、外圆、磨削外圆、铣键槽。

根据曲轴的结构特点及机械加工的要求，加工顺序大致可归纳为：铣两端面；钻中心孔；粗、精车连杆轴颈；粗、精车各处外圆；精磨连杆轴颈、主轴颈和外圆；车端面、铣键槽等。

5.3曲轴机械加工工艺基本路线

（1）检验铸件

（2）热处理正火

（3）批量毛坯抽查

（4）铣两端面

（5）钻主轴颈中心孔

（6）检验硬度值

（7）粗车短头

（8）粗车长头

（9）粗车连杆轴颈

（10）精车连杆轴颈

（11）精车短头

（12）精车长头

（13）修正中心孔

（14）按工艺要求检验

（15）粗磨主轴颈

（16）粗磨连杆轴颈

（17）精磨连杆轴颈

（18）精磨主轴颈

（19）精磨?30 小头

（20）精磨锥度

（21）研磨抛光

（22）铣短头键槽

（23）铣长头键槽

（24）除污垢，煤油清洗

（25）全数检验

5.4 加工余量及毛坯尺寸

见毛坯图

5.5 工序设计

此轴的除一般加工规律外，也有它的工艺特点，主要包括形状复杂，刚性差及技术要求高，针对这些特点应采取相应的措施

铣曲轴两端面,钻中心孔：

本工序在钻铣车组合车床上完成，主要保证曲轴总长及中心孔的质量，若端面不平则中心钻上的两切削刃的受力不均，钻头可能引偏而折断，因此采用先面后孔的原则。中心孔除影响曲轴质量分布外，它还是曲轴加工的重要基准贯穿整个曲轴加工始终。因而直接影响曲轴加工精度。打中心孔在本次工艺设计中因考虑设备因素，采用找出曲轴的几何中心代替质量中心。打中心孔以毛坯的外表面作为基准，因而毛坯外表面质量好坏直接影响孔的位置误差。

曲轴主轴颈的粗、精车削：

由于曲轴年产量大，主轴颈加工采用车削，在刚度较强的普通车床上进行。曲轴安装在

前、后顶尖上线一端用大盘夹住而另一端用顶尖顶住，用硬质合金车几道工序上完成主轴颈的车削。由于加工余大且不均匀，旋转不平衡，加工时产生冲击，因此工件要夹牢固。车床、刀具、夹具要有足够的刚性。主轴颈车削顺序是先精车一端主轴颈及轴肩，然后以车好的主轴颈定位。另一侧用顶尖以中心孔定位。车另一端主轴颈、肩及各个轴颈，半精度及精车都按此顺序进行，逐渐提高主轴颈及其他轴颈的加工精度。

曲轴连杆轴颈的粗、精车削：

主轴颈及其它外圆车好后，以主轴颈作为加工连杆轴颈的基准，采用专用的车夹具、车削连杆轴颈，车削同样在普通车床上进行。车削连杆轴颈需要解决的是角度定位（两连杆轴颈轴线需要控制在180度+30度或180度—30度）以及曲轴旋转的不平衡问题。这些都由专用夹具来保证，夹具体为一对用以定位的V型块组成，装在接盘上。接盘与车床过渡接盘靠中间的定位销定位并连接，接盘在过渡接盘上靠棱形定位销可转180度，依次车削两个连杆轴颈。V型块中心与车床主轴线距离一个曲轴半径。车削过程中，一端与曲轴主轴颈定位并夹紧，另一端靠偏中心座夹紧，中心座上钻有中心孔，中心孔偏心距同样为一个曲轴半径。用顶尖顶紧中心孔，这样就能保证连杆轴颈轴线与车床主轴线一致。安装夹具体的接盘上有平衡块，消除曲轴旋转时不平衡力矩的生。曲轴加工时由于受到离心力和两顶尖的轴向压紧偏心力的作用，容易发生弯曲变形，为了加强工件刚度，用撑杆来撑住另一个曲拐的开移。车削连杆轴颈时为了使切削力不致于太大，每次车削余量控制在1~1.5mm内，同时车床旋转不能太高，刀具采用高速钢或Yg8的合金刀具。

轴颈的磨削：

由于主轴颈及连杆轴颈精度较高，尺寸精度为h6级，表面粗糙度1.6~0.4μm，并且具有较高的形状精度及位置精度。因此主轴颈与连杆轴颈精车后要进行磨削，以提高精度表面粗糙度。

在工艺设计中，首先磨主轴颈然后磨连杆轴颈。中间主轴颈磨好后才能磨其余轴颈，磨主轴颈和连杆轴颈的安装方法基本上与车轴颈相同，磨主轴颈是以中心孔定位，在外圆磨床上进行，磨连杆轴颈则以经过精磨的两端主轴颈定位，以保证与主轴颈的轴线距离及平行度要求，磨连杆轴颈是在曲轴磨床上进行的。

由于轴颈宽度不大，采用横向进给磨削法，生产率较高，磨轮的外形需仔细地修整，因为直接影响轴颈与圆角的形状，磨削余量根据车削后的精度而定，粗磨余量值每边0.2~0.3mm，精磨余量控制在0.1~0.15 mm内。

在横向进给磨削中，磨轮对工件的压力很大，为避免曲轴弯曲，采用可以调节的中心架，否则就不能去掉上道工序留下的弯曲度，最好待这个轴颈的摆差减小才开始使用中心架。

磨削主轴颈时应把两顶尖孔倒角处抹干净，去砂粒及油泥，确保加工基准——中心孔的精度，磨削工序之前必须修研中心孔。

钻连杆轴颈孔：

钻连杆直径25的孔，使用专用的钻孔胎具，使用旋转胎具保证位置的精度，可以长头和短头两面的连杆孔快速的反转。

键槽加工：

这个键槽主要用于飞轮，加工此键槽应安排在主轴颈精车工序之后，这样能保证定位精度及控制键槽的深度以及对称度。键槽加工是以连杆轴颈定位平行度，用主轴颈来定位同轴同心度，同样用专用夹具在普通铣床上进行可是加工出来的产品更加稳定，使加工效率提升。

研磨抛光：

因为产品尺寸精度为h6级，表面粗糙度1.6~0.4μm，要求较高所以用毡轮加研磨膏抛光，以达到标准的要求。

5.5.1加工设备与工艺装备的选择

工序号工序名称设备名称型号夹具、刀检具及辅具

004 铣两侧面断面铣床ZBT8216-1铣刀

005 打中心孔中心孔钻床ZBT8216-1可调中心架中心钻

007 粗车短头CW6130 顶尖车刀

008 粗车长头CW6130 顶尖车刀

009 粗车连杆轴颈CW6130 专用偏心车床车刀

010 精车连杆轴颈CA6140 专用偏心车床车刀

011 精车短头CJK6140 顶尖车刀

012 精车长头CJK6140 顶尖车刀

014 修正中心孔CA6140 顶尖，中心钻

016 粗磨主轴颈 MQ8260 轴瓦千分尺、卡板

017 粗磨连杆轴颈MQ8260 轴瓦偏心胎具千分尺、卡板018 精磨连杆轴颈MQ8260 轴瓦偏心胎具千分尺、卡板019 精磨主轴颈MQ8260 轴瓦千分尺、卡板

020 粗磨?30 小头MQ8260 轴瓦千分尺

工序号工序名称设备名称型号

夹具、刀检具及辅具 021 精磨锥度 MQ8260 轴瓦顶尖千分尺

022 研磨抛光顶尖 023 铣短头键槽 ZX6350C 铣键槽工装 024 铣短头键槽 ZX6350C 铣键槽工装

a.机床的选择

考虑到中批量生产，尽量选用高效机床。

① 工序009、010均为圆柱面的车削加工，用CJK6140数控车床加工方便且效率高。 ② 工序016、017、018、019、020、021均为圆柱面的磨削加工，用MQ8260曲轴磨床加工方便且效率高。

③ 其余表面加工均采用通用机床。如：CW6130卧式车床、ZX6350C 钻铣床、Z3020A 立式钻床等。

b.选择夹具

考虑到大量生产，均采用专用夹具。

c. 选择刀具

① 在车床上加工的工序，均采用YG8硬质合金外圆车刀。

② 在铣床上加工的工序，铣平面选用YG6A 硬质合金圆盘铣刀，铣键槽选用键槽铣刀。 ③ 在磨床上加工的工序，磨主轴颈选用砂轮P600X63X305，C46K2B35，其外径为600mm ，厚度为63mm ，内径为305mm ；磨连杆颈选用砂轮P600X25X305，C46K2B35，其外径为600mm ，厚度为25mm ，内径为305mm 。

④ 在钻床上加工的工序，均选用麻花钻和机用丝锥。

c.选择量具

工序009粗加工可选通用量具。现按计量器具的不确定度选择量具。

粗车Ф70h6mm 至Φ0019.070 mm 。查《互换性技术测量应用手册》表5.1-1知计量器具不确定度允许值1U =0.029mm 。查《互换性技术测量应用手册》表5.1-2，选择分度值0.02mm 的游标卡尺，其不确定度U=0.02mm ，U<1U ，可以选用。

其他工序所用量具详见工序卡。

5.5.2机械加工余量、工序尺寸及公差的确定主轴颈工序尺寸及公差的确定

表4-1:曲轴主轴颈的工序及公差

工序名称工序余量经济精度工序尺寸及公差铸造Φ79±1

粗车 6.2mm IT11

精车 1.3mm IT8

磨削0.5mm 0.5mm Φ70h6

连杆轴颈工序尺寸及公差的确定

表4-2:曲轴连杆轴颈的工序及公差

工序名称工序余量经济精度工序尺寸及公差铸造Φ73±1

粗车 6.5mm IT10

精车 1.3mm IT8

磨削0.5mm IT8 Φ65h6

φ50 -00.1 mm外圆工序尺寸及公差的确定

表4-3:曲轴φ220-0.12mm外圆的工序及公差

工序名称工序余量经济精度工序尺寸及公差

铸造Φ59±1

粗车 6.5mm IT11

精车 1.5mm IT8

磨削 0.5mm IT11 φ50 -00.1 mm

5.6确定工时定额

曲轴主要加工表面的工序安排

曲轴的主要加工表面为主轴颈、连杆轴颈、各外圆；次要加工表面为两端面、键槽。此外，还有还有检验、清洗、去毛刺等工序。

确定工时定额

粗车连杆轴颈至φ66.80-0.2。（1）被吃刀量

a ：取

a =1mm ，

（2）进给量f ：取0.5/f mm r =。（3）机床主轴转速: 取n=600r/min

（4）切削速度：min /5.531000/)6004.2814.3(1000/)(m n d v w c =??==π （5）计算切削工时：被切削层长度l =30mm min 22.0min 5

.060030=×==

nf l t m ，因为粗车走刀两次，故t m =0.22min 精车连杆轴颈至φ65.50-0.2。

（1）被吃刀量p a ：取p a =0.65mm ，

（2）进给量f ：取f=0.3mm/r （3）机床主轴转速: 取n=800r/min

（4）切削速度：min /8.641000/)8008.2514.3(1000/)(m n d v w c =??==π （5）计算切削工时：被切削层长度l =38mm

min 275.0min 3

.080038

=×==nf l t m ，因为粗车走刀两次，故t m =0.275min

5.7机械加工工艺规程卡片和机械加工工序卡片

5.7.1 机械加工工艺过程卡片（见附件1）

5.7.2 机械加工工序卡片（见附件2）

6. 柴油机曲轴加工键槽夹具设计

6.1夹具结构方案的确定

6.1.1夹具类型的分析

铣床夹具主要用于加工零件上的平面、凹槽、键槽、花键、缺口及各种成形面。由于铣削加工通常是夹具随工作台一起作进给运动，按进给方式不同铣床夹具可分为直线进给式、圆周进给式和靠模进给式三种类型。

这类铣床用得最多。夹具安装在铣床工作台上，加工中随工作台按直线进给方式运动。根据工件质量、结构及生产批量，将夹具设计成单件多点、多件平行和多件连续依次夹紧的联动方式，有时还要采用分度机构，均为了提高生产效率。

圆周进给铣削方式在不停车的情况下装卸工件，一般是多工位，在有回转工作台的铣床上使用。

这种夹具结构紧凑，操作方便，机动时间与辅助时间重叠，是高效铣床夹具，使用于大批量生产。

这种带有靠模的铣床夹具用在专用或通用铣床上加工各种非圆曲面。靠模的作用是使工件获得辅助运动，形成仿形运动。按主进给运动方式，靠模铣床夹具可分为直线进给和圆周进给两种。

6.1.2工件夹具定位方案的确定

轴类夹具用V型铁支撑，待工件精加工完成后，用?90台肩定位。

6.1.3工件夹紧形式的确定

(1)夹紧既不应破坏工件的定位，或产生过大的夹紧变形，又要有足够的夹紧力，防止工件在加工中产生振动；

(2)足够的夹紧行程，夹紧动作迅速，操纵方便、安全省力；

(3)手动夹紧机构要有可靠的自锁性，机动夹紧装置要统筹考虑夹紧的自锁性和原动力的稳定性；

(4)结构应尽量简单紧凑，制造、维修方便

根据以上分析，键槽加工用压板形式夹紧形式，有一端带轴，另一端用羊角螺栓夹紧。

6.1.4 对刀装置

对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定夹具和刀具的相对位置。对刀装置的结构形式取决于加工表面的形状。

对刀块常用销钉和螺钉紧固在夹具体上，其位置应便于使用塞尺对刀，不妨碍工件装卸。对刀时，在刀具与对刀块之间加一塞尺，避免刀具与对刀块直接接触而损坏刀刃或造成对刀块过早磨损。塞尺有平塞尺和圆柱形塞尺两种，其厚度和直径为3～5mm,制造公差h6。对刀块和塞尺均已标准化（设计时可查阅相关手册），使用时，夹具总图上应标明塞尺尺寸及对刀块

工作表面与定位元件之间的位置。对刀装置应设置在便于对刀而且是工件切入的一端。

6.1.5分度装置的确定以及补助装置

确定柴油机曲轴的连杆轴颈的与键槽的角度用可调节的固定块进行调整，调整更加稳定快捷。

6.1.6夹具定位夹紧方案分析论证

由工序图可知，该工序限制了工件2个自由度。现根据加工要求来分析其必须限制的自由度数目及其基准选择的合理性。

为保证键槽的定位尺寸。定位基准为两主轴颈、Φ65连杆颈外圆和主轴颈轴肩。为了保证键槽相对曲轴中心的平行度，需限制工件Y 方向旋转自由度，其定位基准为连杆颈。

由以上分析可知，根据工件加工要求分析工件应限制的自由度、采用的定位基准与工序简图所限制的自由度、使用的定位基准相同。

根据已确定的定位基面结构形式，确定定位元件的类型和结构尺寸。 (1) 选择定位元件

根据以上分析，本工序限制了工件2个自由度，定位基准为两主轴颈、连杆颈和主轴颈轴肩。相应夹具上的定位元件为在两主轴颈处选V 型块定位，连杆颈处选支承钉定位。

(2) 确定定位元件尺寸及配合偏差 V 型块的设计参照工件尺寸设计。 (1) 确定夹具类型

由工序简图可知，本工序所加工的键槽，位于同一轴线，生产批量大等原因，采用V 星铁支撑，压板压紧的方式。

(2) 计算切削力与夹紧力根据《金属切削用量手册》查知

Fx=9.81C Fx d 0ZF fy F k F （2-3）

已知d 。=7.8mm ，取f=0.1mm/r ，其余各参数值可由《金属切削用量手册》查出，代入上式得

Fx=809.2N

(3) 设计夹紧装置

本设计所设计的夹紧机构如图∶

图示的夹紧机构,能产生的夹紧力F ′可由下图压板受力分析图求得。

F ′=2)21(''L L L F +η （2-4）

式中，η—夹紧机构效率,取η=0.9 ; F ″—螺栓的许用夹紧力(N)

选取L1=L2，由《机床夹具设计》表3-8查得：当螺杆螺纹公称直径d=10mm时，F″=3570N 所以，F′=2F″η=2?3570?0.9=6426KN

6.1.7 夹具的结构类型的设计

上述得到的夹具结构总体设计，按照相关资料绘制夹具结构草图。

拟订夹具总装图的尺寸、公差与配合以及技术要求

这里包括夹具总图的主要尺寸和技术要求。主要尺寸指决定夹具精度和使用的那些尺寸,主要技术条件通常是指夹具上某些表面的形位公差要求和其他一些特殊技术说明。

(1) 尺寸、公差与配合

①夹具轮廓尺寸

长?宽?高=500mm?200mm?150mm

②工件与定位元件间的联系尺寸

两V形块要保证一定的同轴度要求。

(2) 制订技术条件

主要包括以下几个方面：

①两V形块V形表面待装配时进行调整加工；

②配打V形块与夹具体、钻模板与夹具体定位用销钉；

③加工前调整垫圈，使支承钉5对工件定位；

6.2 夹具总图设计

步骤如下∶

a.根据工件在几个视图上的投影关系,分别画出其轮廓线；

b. 布置定位元件；

c.布置夹紧机构；

d. 安排联接元件、设计夹具体、并完成夹具总装图；

e.标注总图尺寸、公差与配合、技术要求。

6.3夹紧力的计算及夹具精度的校核6.4绘制夹具零件图

见附件3

468曲轴工艺规程及钻模夹具的毕业设计

摘要本文介绍了曲轴加工过程中定位、装夹、加紧、钻模以及曲轴加工方面、夹具设计上的相关知识。综述了国内外目前微型车曲轴的制造技术及发展趋势。通过对曲轴的使用性能、工作条件、结构、技术要求的了解，对曲轴的加工工艺规程进行研究改进,提出了在加工过程中常出现的问题及改进的办法，使曲轴的精度和表面质量得到很大提高，降低了废品率，提高了劳动生产率。并绘制夹具的二维与三维图形。与在对国内外夹具的设计现状进行分析的基础上，针对中小企业广泛使用夹具常出现的情况，我们有必要对夹具进行设计，具有现代机床夹具设计的相关知识，这样可有效地提高夹具设计的速度和质量，从而提高企业效益。此外，本文顺应现代机械设计发展趋势，利用Pro/E绘出曲轴及重要工序夹具的三维图。关键词：曲轴；夹具；设计；三维图；Pro/E

ABSTRACT This paper introduces the crankshaft machining process of location 、clamping、intensify、jig and the relevant knowledge on crankshaft processing and the design of fixture. Reviewed the current micro-car crankshaft manufacturing technology and development trends. Through the use of performance, working conditions, structure and understanding of the technical requirements of the crankshaft processing improvements in the processing of those problems and improving the method, so that the crankshaft precision and surface quality can be improved greatly, reduced the reject rate, improved labor productivity. Furthermore, I am conversing the size of the chain. In considering the reasonableness of the crankshaft design, stress analysis for the crankshaft and the related calculation and verification. In the domestic and international fixture design for the analysis of the status quo, based on extensive use of the regular fixture. We need to design fixture, fixture with modern design knowledge, This will effectively increase the speed fixture design and quality, there by improving enterprise efficiency. In addition, the paper conform to the modern mechanical design development trends, using the Pro/E to draw the 3D map of crankshaft and the important processes on the fixture. Key words：Crank；Fixture；Design；3D Map；Pro/E

材料力学课程设计单缸柴油机曲轴

材料力学课程设计班级：作者：题目：单缸柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、疲劳强度校核指导老师： 2007.11.05

班级姓名一、课程设计的目的材料力学课程设计的目的是在于系统学习材料力学后，能结合工程中的实际问题，运用材料力学的基本理论和计算方法，独立地计算工程中的典型零部件，以达到综合运用材料力学的知识解决工程实际问题之目的。同时，可以使我们将材料力学的理论和现代计算方法及手段融为一体。既从整体上掌握了基本理论和现代的计算方法，又提高了分析问题，解决问题的能力；既把以前所学的知识综合应用，又为后继课程打下基础，并初步掌握工程中的设计思想和设计方法，对实际工作能力有所提高。 1）使所学的材料力学知识系统化，完整化。让我们在系统全面复习的基础上，运用材料力学知识解决工程实际问题。 2）综合运用以前所学的各门课程的知识（高等数学、工程图学、理论力学、算法语言、计算机等），使相关学科的知识有机地联系起来。 3）使我们初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法，为后续课程的学习打下基础。二、课程设计的任务和要求要系统复习材料力学课程的全部基本理论和方法，独立分析、判断设计题目的已知所求问题，画出受力分析计算简图和内力图，列出理论依据并导出计算公式，独立编制计算程序，通过计算机给出计算结果，并完成设计计算说明书。三、设计题目某柴油机曲轴可以简化为下图所示的结构，材料为球墨铸铁(QT450-5)弹性常数为E 、μ，许用应力为[σ]，G 处输入转矩为e M ，曲轴颈中点受切向力t F 、径向力r F 的作用，且r F = 2t F 。曲柄臂简化为矩形截面，1.4≤h D ≤1.6，2.5≤h b ≤4, 3l =1.2r,已知数据如下表：

柴油机曲轴设计

1前言 1.1柴油机与曲轴 1.1.1柴油机的工作原理柴油机的每个工作循环都要经历进气、压缩、做功和排气四个过程。四行程柴油机的工作过程：柴油机在进气冲程吸入纯空气，在压缩冲程接近终了时，柴油经喷油泵将油压提高到10MPa以上，通过喷油器以雾状喷入气缸，在很短时间内与压缩后的高温空气混合，形成可燃混合气。压缩终了时气缸内空气压力可达3.5～4.5MPa，温度高达476.85℃～726.85℃，极大地超过柴油的自燃温度，因此柴油喷人气缸后，在很短的时间内即着火燃烧，燃气压力急剧达到6～9MPa，温度升高到1726.85℃～2226.85℃。在高压气体推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转做功。废气同样经排气门、排气管等处排出。四行程柴油机的每个工作循环均经过如下四个行程：（1）进气行程在这个行程中，进气门开启，排气门关闭，气缸与化油器相通，活塞由上止点向下止点移动，活塞上方容积增大，气缸内产生一定的真空度。可燃混合气被吸人气缸内。活塞行至下止点时，曲轴转过半周，进气门关闭，进气行程结束。由于进气道的阻力，进气终了时气缸内的气体压力稍低于大气压，约为0.07～0.09MPa。混合气进入气缸后，与气缸壁、活塞等高温机件接触，并与上一循环的高温残余废气相混合，所以温度上升到96.85℃～126.85℃。（2）压缩行程进气行程结束后，进气门、排气门同时关闭。曲轴继续旋转，活塞由下止点向上止点移动，活塞上方的容积缩小，进入到气缸中的混合气逐渐被压缩，使其温度、压力升高。活塞到上止点时，压缩行程结束。压缩终了时鼓，混合气温度约为326.85℃～426.85℃，压力一般为0.6～ 1.2MPa。（3）做功行程活塞带动曲轴转动,曲轴通过转动把扭矩输出。（4）排气行程进气口关闭，排气口打开，排除废气。由上可知，四行程汽油机或柴油机，在一个工作循环中，只有一个行程作功，其余三个行程作为辅助行程都是为作功行程创造条件的。因此，单缸发动机工作不平稳。现代汽车都采用多缸发动机，在多缸发动机中，所有气缸的作功行程并不同时进行，而尽可能有一个均匀的作功间隔，因而多缸发动机曲轴运转均匀，工作平稳，并可获得足够大的功率。例如六缸发动机，在一个工作循环中，曲轴要旋转720°，曲轴转角每隔120°就有一个气缸作功。

曲轴工艺规程设计及系列夹具设计

编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目：曲轴工艺规程设计及系列夹具设计信机系机械工程及其自动化专业学号：0923185 学生姓名：陈其伟指导教师：张大骏（职称：高级工程师）（职称：） 2012年5月25日

无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）《空压机曲轴工艺的规程设计及系列夹具设计》是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用、表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班级：机械94 学号：0923185 作者姓名： 2013年5月25日

无锡太湖学院信机系机械工程及其自动化专业毕业设计论文任务书一、题目及专题：１、题目空压机曲轴工艺规程设计及系列夹具设计２、专题二、课题来源及选题依据 1无锡力源压缩机有限公司 2产品图纸 3产品材料：QT600-3 4年产量2000件三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 1．工艺规程设计;（工艺过程卡片和工序卡片） 2．夹具设计3套，包括总图及零件图，折合A0图纸不少于3张; 3．设计说明书一份；(不少于10000字） 4．专业论文翻译；（不少10000字符） I

四、接受任务学生：机械94班姓名陈其伟五、开始及完成日期：自2012年11月12日至2013年5月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教研室主任〕签名〔学科组组长研究所所长系主任签名 2012年11月12日 II

摘要本次设计的主要内容包括空压机曲轴的工艺规程设计和系列夹具设计的两大方面。制定工艺规程设计的原始资料包括：零件的图样，产品验收质量标准，产品的年生产纲领和生产类型、毛坯图样、生产条件、零件材料等。制定工艺规程设计步骤如下：审查零件的图样，工艺方案的确定，对样品进行工艺分析，零件的毛坯选择以及毛坯图说明;工艺设计过程（包括加工段的分析，工序的集中和分散，工序顺序的安排，定位基准的选择，零件表面加工方法的选择);制定工艺路线（工艺方案，工艺方案的比较与分析），工序间尺、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的确定，加工余量、切削用量、工时定额的确定，填写工艺文件。夹具设计必须满足的要求有：保证加工精度，夹具的总体方案应与年生产纲领相适应，安全、方便、减轻劳动强度，排屑顺畅，具有良好的强度、刚度和结构工艺性。夹具设计包括工件的定位，定位误差的分析与计算，夹紧机构的确定，夹具力的确定（包括方向，作用点和大小）。当工艺规程及夹具设计确定后，再绘制夹具总装配图、主要零件图和说明书的编写。关键词：工艺规程设计；夹具设计；加工余量；定位误差 III

发动机曲轴结构设计

发动机曲轴结构设计 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998

曲轴的结构曲轴的作用是把活塞往复运动通过连杆转变为旋转运动，传给底盘的传动机构。同时，驱动配气机构和其它辅助装置，如风扇、水泵、发电机等【18】。曲轴一般由主轴颈，连杆轴颈、曲柄、平衡块、前端和后端等组成，如图所示。一个主轴颈、一个连杆轴颈和一个曲柄组成了一个曲拐，直列式发动机曲轴的曲拐数目等于气缸数，而V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。图主轴颈是曲轴的支承部分，通过主轴承支承在曲轴箱的主轴承座中。主轴承的数目不仅与发动机气缸数目有关，还取决于曲轴的支承方式。曲柄是主轴颈和连杆轴颈的连接部分，断面为椭圆形，为了平衡惯性力，曲柄处常设置平衡重。平衡重用来平衡发动机不平衡的离心力矩及一部分往复惯性力，从而保证了曲轴旋转的平稳性【19】。曲轴的连杆轴颈是曲轴与连杆的连接部分，曲柄与主轴颈的相连处用圆弧过渡，以减少应力集中。直列发动机的连杆轴颈数目与气缸数相等而V型发动机的连杆轴颈数等于气缸数的一半。

曲轴前端装有正时齿轮，以驱动风扇和水泵的皮带轮以及起动爪等。为了防止机油沿曲轴轴颈外漏，在曲轴前端装有一个甩油盘，在齿轮室盖上装有油封。曲轴的后端用来安装飞轮，在后轴颈与飞轮凸缘之间制成档油凸缘与回油螺纹，以阻止机油向后窜漏。曲轴的形状和曲拐相对位置取决于气缸数、气缸排列和发动机的发火顺序。多缸发动机的发火顺序应使连续作功的两缸保持尽量远的距离，这样既可以减轻主轴承的载荷，又能避免可能发生的进气重叠现象。此外作功间隔应力求均匀，也就是说发动机在完成一个工作循环的曲轴转角内，每个气缸都应发火作功一次，以保证发动机运转平稳。曲轴的作用：它与连杆配合将作用在活塞上的气体压力变为旋转的动力，传给底盘的传动机构。同时，驱动配气机构和其它辅助装置，如风扇、水泵、发电机等。工作时，曲轴承受气体压力，惯性力及惯性力矩的作用，受力大而且受力复杂，并且承受交变负荷的冲击作用。同时，曲轴又是高速旋转件，因此，要求曲轴具有足够的刚度和强度，具有良好的承受冲击载荷的能力，耐磨损且润滑良好【20】。曲轴的疲劳损坏形式曲轴的工作情况十分复杂，它是在周期性变化的燃气作用力、往复运动和旋转运动惯性力及其他力矩作用下工作的，因而承受着扭转和弯曲的复杂应力。曲轴箱主轴承的不同心度会影响到曲轴的受力状况，其次，由于曲轴弯曲与扭转振动而产生的附加应力，再加上曲轴形状复杂，结构变化急剧，产生了严重的应力集中。最后曲轴主轴颈与曲柄销是在比压下进行高速转动，因而产生强烈的磨损。因此柴油机在运转中发生曲轴裂纹和断裂事故不为鲜见，尤其是发电柴油机曲轴疲劳破坏较多。依曲轴产

柴油机曲轴工艺过程及夹具毕业设计论文

重庆大学网络教育学院毕业设计（论文）柴油机曲轴零件加工工艺及夹具设计学生所在校外学习中心江苏张家港校处学习中心批次层次专业111 专升本机械设计制造及其自动化学号 w11107861 学生指导教师起止日期 2013.1.21--2013.4.14

摘要曲轴是发动机上的一个重要的旋转机件，装上连杆后，可承接活塞的上下(往复)运动变成循环运动。曲轴主要有两个重要加工部位：主轴颈和连杆颈。主轴颈被安装在缸体上，连杆颈与连杆大头孔连接，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。而曲轴加工的好坏将直接影响着发动机整体性能的表现。曲轴的材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的，有两个重要部位：主轴颈，连杆颈。这次毕业设计介绍柴油机曲轴加工工艺规程及相关夹具的设计，及曲轴的规程制定中遇到问题的分析，经济性分析，工时定额，切削用量的计算。同时还介绍曲轴加工中用到的两套夹具的设计过程。在工艺设计中，结合实际进行设计，对曲轴生产工艺进行了改进，优化了工艺过程和工艺装备，使曲轴的生产加工更经济、合理。根据现阶段机械零件的制造工艺和技术水平，本着以制造技术的先进性，合理性，经济性进行零件的形状、尺寸、精度等级、表面粗糙度、材料等技术分析。并根据以上分析来选择合理的毛坯制造方法，设计工艺规程，夹具设计。关键词：柴油机曲轴工艺夹具

目录中文摘要…………………………………………………………………………………………I 1.引言 (1) 2.曲轴的生产纲领 (2) 3.零件的分析 (2) 3.1曲轴的用途及工作条件 (2) 3.2分析零件上的技术要求，确定要加工的表面 (3) 3.3加工表面的尺寸和形状精度 (4) 3.4尺寸和位置精度 (4) 3.5加工表面的粗糙度及其它方面的质量要求 (4) 3.6热处理要求 (4) 4.曲轴材料和毛坯的定 (4) 4.1确定毛坯的类型 (4) 4.2确定毛坯的生产方法 (4) 4.3确定毛坯的加工余量 (4) 5.曲轴的工艺过程设计 (5) 5.1粗、精加工的定位基准 (5) 5.1.1粗加工 (5) 5.1.2粗加工 (5) 5.2工件表面加工方法的选择 (5) 5.3曲轴机械加工的基本路线 (5) 5.4加工余量及毛坯尺寸 (6) 5.5工序设计 (6) 5.5.1加工设备与工艺装备的选择 (8) 5.5.2机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 (9) 5.6确定工时定额 (11) 5.7机械加工工艺规程卡片和机械加工工序卡片 (12) 5.7.1机械加工工艺过程卡片 (12) 5.7.2机械加工工序卡片 (12) 6.柴油机曲轴加工键槽夹具设计 (13) 6.1.1夹具类型的分析 (13) 6.1.2工装夹具定位方案的确定 (13) 6.1.3工件夹紧形式的确定 (13) 6.1.4对刀装置 (13) 6.1.5分度装置的确定以及补补助装置 (14) 6.1.6夹具定位夹紧方案的分析论证 (14) 6.1.7夹具结构类型的设计 (15) 6.2夹具总图设计 (16) 6.4绘制夹具零件图 (16)

曲轴的加工工艺及夹具设计.

明达职业技术学院毕业设计曲轴加工工艺及曲轴连杆轴颈磨床夹具设计专业机电一体化技术学生姓名郑为山班级09 机电一班学号 62093138 指导教师问德刚完成时间2011年12月15日

目录摘要 (2) 1轴零件图的分析 (3) 1.1曲轴零件及其工艺特点 (3) 1.2曲轴的主要技术要求 (4) 1.3曲轴零件加工要求 (4) 1.4 曲轴零件工艺特点 (4) 2曲轴的机械加工 (4) 2.1曲轴的材料和毛坯 (4) 2.2 曲轴的机械加工工艺过程 (5) 3曲轴连杆轴颈磨床夹具设计 (14) 3.1 机床夹具的分类、基本组成和功用 (14) 3.2加紧方案 (15) 3.3定位基准的选择 (15) 3.4定位误差分析 (15) 3.5夹具结构简图 (17) 3.6夹具的使用方法 (19) 总结 (20) 参考文献 (21) 致谢 (22)

曲轴加工工艺及曲轴连杆轴颈磨床夹具设计郑为山【摘要】曲轴是汽车发动机的关键零件之一,其性能好坏直接影响到汽车发动机的质量和寿命.曲轴在发动机中承担最大负荷和全部功率,承受着强大的方向不断变化的弯矩及扭矩，同时经受着长时间高速运转的磨损，因此要求曲轴材质具有较高的刚性、疲劳强度和良好的耐磨性能。发动机曲轴的作用是将活塞的往复直线运动通过连杆转化为旋转运动，从而实现发动机由化学能转变为机械能的输出。本课题是曲轴的加工工艺的分析与设计进行探讨。工艺路线的拟定是工艺规程制订中的关键阶段，是工艺规程制订的总体设计。所撰写的工艺路线合理与否，不但影响加工质量和生产率，而且影响到工人、设备、工艺装备及生产场地等的合理利用，从而影响生产成本。所以，本次设计是在仔细分析曲轴零件加工技术要求及加工精度后，合理确定毛坯类型，经过查阅相关参考书、手册、图表、标准等技术资料，确定各工序的定位基准、机械加工余量、工序尺寸及公差，最终制定出曲轴零件的加工工序卡片。【关键词】发动机曲轴工艺分析工艺设计夹具

缸柴油机曲轴》

材料力学课程设计学号：41091307 姓名：吴茂坤题目：单缸柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、疲劳强度校核指导老师：李锋 2011.10.20

目录一、课程设计的目的 (2) 二、课程设计的任务和要求 (2) 三、设计题目 (3) 四、设计过程 (4) 1、画出曲轴的内力图 (4) 2、设计曲轴颈直径d和主轴颈直径D (6) 3、校核曲柄臂的强度 (7) 4、校核主轴颈H-H截面处的疲劳强度 (9) 5、用能量法计算A-A截面的转角yθ,zθ (9) 五、设计的改进措施及方法 (13) 六、程序计算部分 (13) 七、设计体会 (15) 八、参考文献 (15)

一、课程设计的目的材料力学课程设计的目的是在于系统学习材料力学后，能结合工程中的实际问题，运用材料力学的基本理论和计算方法，独立地计算工程中的典型零部件，以达到综合运用材料力学的知识解决工程实际问题之目的。同时，可以使我们将材料力学的理论和现代计算方法及手段融为一体。既从整体上掌握了基本理论和现代的计算方法，又提高了分析问题，解决问题的能力；既把以前所学的知识综合应用，又为后继课程打下基础，并初步掌握工程中的设计思想和设计方法，对实际工作能力有所提高。 1）使所学的材料力学知识系统化，完整化。让我们在系统全面复习的基础上，运用材料力学知识解决工程实际问题。 2）综合运用以前所学的各门课程的知识（高等数学、工程图学、理论力学、算法语言、计算机等），使相关学科的知识有机地联系起来。 3）使我们初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法，为后续课程的学习打下基础。二、课程设计的任务和要求要系统复习材料力学课程的全部基本理论和方法，独立分析、判断设计题目的已知所求问题，画出受力分析计算简图和内力图，列出理论依据并导出计算公式，独立编制计算程序，通过计算机给出计算结果，并完成设计计算说明书。

曲轴铣端面打中心孔专用夹具毕业设计说明书

毕业设计说明书作者：__________________ 学号： __________________ 专业：__________________________________________ 题目曲轴铳端面打中心孔专用夹具设计指导者：_______________________________________ （姓名）（专业技术职务）评阅者：_______________________________________ （姓名）（专业技术职务）年月日

曲轴铳端面打中心孔专用夹具设计摘要：此次毕业设计任务是对曲轴零件的夹具的设计及机械加工工艺设计。曲轴零件的加工过程中对曲轴主轴中心线有位置要求。加工时先以毛坯两主轴外圆面定位先铣端面，再加工中心孔，之后以两端中心孔定位再粗、精加工各轴的表面、螺纹、铣键槽和铣曲拐端面，最后粗、精磨各轴颈。在夹具的设计过程中，曲轴以V形块和支承钉来定位，靠直压板夹紧。采用圆柱铣刀立铣曲轴端面，加工中心孔采用可换钻套。铣端面时两个钻套与铣刀不能干涉，因此钻套在铣端面时要远离毛坯，故通过设计燕尾槽导轨，满足钻套需要移动的问题。铣刀通过两个直角对刀块进行对刀。关键词：曲轴，加工工艺，夹具设计

1 引言 (1) 1.1曲轴的结构特点 (1) 1.2曲轴的工艺特征 (1) 1.3零件的技术要求 (2) 1.4需要注意的形位公差 (2) 1.5国内曲轴加工技术现状 (2) 1.6国际曲轴加工现状 (3) 1.7夹具 (3) 2.工艺规程的制定 (4) 2.1曲轴材料及毛坯 (5) 2.2生产类型 (5) 2.3曲轴典型加工工艺 (6) 2.4定位基准的选择 (6) 2.5工艺路线的拟定 (7) 2.6毛坯机械加工余量确定 (8) 2.7刀具选择及切削用量的选取 (9) 2.8切削力的计算 (10) 2.8.1铣削力的计算 (10) 2.8.2钻削力矩的计算 (11) 2.9曲轴工序图的绘制 (11) 2.9.1被加工零件工序图的作用和要求 (11) 2.9.2被加工零件工序图的内容曲轴工序图的绘制 (11) 3.专用夹具设计 (12)

柴油发动机曲轴机械加工工艺规程设计及夹具(毕业设计)

柴油发动机曲轴机械加工工艺规程设计及夹具设计由吴祖德t053329 于星期五, 2009/06/19 - 12:41下午发表 ?学士学位 ?机电与汽车工程学院学号: 05120332 专业: 机械设计制造及其自动化研究方向: 机械设计与制造导师姓名: 曾宏达中图分类号: TH16 论文总页码: 47 参考文献总数: 20 曲轴是柴油发动机的重要零件。它的作用是把活塞的往复直线运动变成旋转运动，将作用在活塞的气体压力变成扭矩，用来驱动工作机械和柴油发动机各辅助系统进行工作。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。本设计是根据被加工曲轴的技术要求，进行机械工艺规程设计，然后运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计。主要工作有：绘制产品零件图，了解零件的结构特点和技术要求；根据生产类型和所在企业的生产条件，对零件进行结构分析和工艺分析；确定毛坯的种类及制造方法；拟定零件的机械加工工艺过程，选择各工序的加工设备和工艺设备，确定各工序的加工余量和工序尺寸，计算各工序的切削用量和工时定额；填写机械加工工艺过程卡片、机械加工工序卡片等工艺卡片；设计指定的专用夹具，绘制装配总图和主要零件图。中文关键字: 机械制造，加工工艺，曲轴，夹具英文题目: Technological process design and fixture design of diesel engine crankshaft 英文摘要: Crankshaft is a very important parts of diesel engine. Ist action is change the to

柴油机曲轴工艺设计方案[]

0 引言本次毕业设计是关于R180柴油机曲轴的工艺设计及其中两道工序的夹具设计。曲轴是柴油机中的关键零件之一，其材质大体分为两类：一是钢锻曲轴，二是球墨铸铁曲轴。由于采用铸造方法可获得较为理想的结构形状,从而减轻质量，且机加工余量随铸造工艺水平的提高而减小。球铁的切削性能良好，并和钢制曲轴一样可以进行各种热处理和表面强化处理，来提高曲轴的抗疲劳强度和耐磨性。而且球铁中的内摩擦所耗功比钢大，减小了工作时的扭转振动的振幅和应力，应力集中也没有钢制曲轴来的敏感。所以球墨铸铁曲轴在国内外得到广泛采用。本次设计中曲轴的材质为球铁。从目前整体水平来看, 毛坯的铸造工艺存在生产效率低，工艺装备落后，毛坯机械性能不稳定、精度低、废品率高等问题。从以下几个工艺环节采取措施对提高曲轴质量具有普遍意义。①熔炼国内外一致认为,高温低硫纯净铁水的获得是生产高质量球铁的关键所在。为获得高温低硫磷的纯净铁水，可用冲天炉熔化铁水，经炉外脱硫，然后在感应电炉中升温并调整成分。②球化处理③孕育处理冲天炉熔化球铁原铁水,对铜钼合金球铁采用二次孕育。这对于防止孕育衰退，改善石墨形态，细化石墨及保证高强度球铁机械性能具有重要作用。④合金化配合好铜和钼的比例对形成珠光体组织十分有利,可提高球铁的强度,而且铜和钼还可大大降低球铁件对壁厚的敏感性。⑤造型工艺气流冲击造型工艺优于粘土砂造型工艺，可获得高精度的曲轴铸件，该工艺制作的砂型具有无反弹变形量的特点,这对于多拐曲轴尤为重要。⑥浇注冷却工艺采用立浇—立冷，斜浇—斜冷、斜浇—反斜冷三种浇注方式较为理想,其中后一种最好。斜浇—反斜冷的优点是：型腔排气充分，铁水充型平稳，浇注系统撇渣效果好，冒口对铸件的补缩效果好，适应大批量流水线生产。目前，国内大部分专业厂家普遍采用普通机床和专用组合机床组成的流水线生产，生产效率、自动化程度较低。曲轴的关键技术工程仍与国外相差1～2个数量级。国外的机加工工艺大致可归纳为如下几个特点。①广泛采用数控技术和自动线，生产线一般由几段独立的自动化生产单元组成，具有很高的灵活性和适应性。采用龙门式自动上下料，集放式机动滚道传输，切削液分粗加工与精加工两段集中供应和回收处理。②曲轴的主要加工工序基准中心孔，一般采用质量定心加工方式，这样在静平衡时，加工量很少。③轴颈的粗加工一般采用数控铣削或车拉工艺。工序质量可达到国内粗磨后的水平，且切削变形小、效率高。铣削和车拉是曲轴粗加工的发展方向。④国外的曲轴磨床均采用CNC控制技术，具有自动进给、自动修正砂轮、自动补偿和自动分度功能，使曲轴的磨削精度和效率显著提高。⑤油

柴油机曲轴工艺设计及夹具设计

学科门类：工学单位代码：３２０２２毕业设计说明书 R180柴油机曲轴工艺设计及夹具设计学生姓名所学专业班级学号指导教师盐城工学院机械工程系二○**年六月

任务书一、设计（论文）内容任务：R180柴油机曲轴工艺设计及夹具设计二、设计（论文）依据 Ⅰ.被加工零件材料为QT800-2,硬度240-300HBS Ⅱ.生产纲领，5万台/年，两班制三、技术要求 ⑴、机床要求运转平稳，结构简单，工作可靠，装卸方便，维修及调整便利。 ⑵、加工精度应符合零件图要求。 ⑶、夹具设计要求定位合理，夹紧可靠，结构简单，操作方便，调试及维修方便，提高生产效率。四.毕业设计（论文）物化成果的具体内容及要求 (具体内容参照机械工程系毕业设计<论文>大纲及实施细则的有关要求填写) 1、零件加工工序图1张A1 2、机床尺寸联系图1张A0 3、生产率计算卡1分 4、夹具装配图1张A0 5、零件图6—11张A4—A2

6、设计说明书1份，字数在1万字以上。 . 毕业设计（论文）进度计划六. 主要参考文献： 1.谢家瀛.组合机床设计简明手册.北京:机械工业出版社,1994.

2.大连组合机床研究所.组合机床设计(第一册).北京:机械工业出版社,1975. 3.大连组合机床研究所.组合机床设计参考图册.机械工业出版社,1975 4.沈阳工业大学.组合机床设计.上海:上海科学技术出版社,198 5. 5.王先达.机械制造工艺学.北京:机械工业出版社,1995. 6.杨黎明.机床夹具设计手册.北京:国防工业出版社,1996. 7.徐仁发.机床夹具设计.重庆:重庆大学出版社,1993. 8.孟少庚.机械加工工艺手册.北京:机械工业出版社,1992. 9.戴曙.金属切削机床.北京:机械工业出版社,1994. 10.杨列群.形状和位置公差,位置度公差.北京:中国标准出版社,1992. 七、其他

材料力学课程设计单缸柴油机曲轴

材料力学课程设计班级：441006班作者：刘百川44100608 题目：单缸柴油机曲轴的强度设计及刚度计算、疲劳强度校核题号：4 数据号：24 指导老师：李锋

课程设计的目的材料力学课程设计的目的是在于系统学习材料力学课程之后，结合工程中的实际问题，运用材料力学的基本理论和计算方法，独立地计算工程中的典型零部件，以达到综合运用材料力学的知识解决工程实际问题的目的。同时，可以使学生将材料力学的理论和现代计算方法及手段融为一体。既从整体上掌握了基本理论和现代的计算方法，又提高了分析问题、解决问题的能力；既是对以前所学的知识的综合应用，又为后续课程的学习打下基础，并初步掌握工程设计思想和设计方法，对实际工作能力有所提高。具体有以下六项： 1.使所学的材料力学知识系统化，完整化。 2.在系统全面复习的基础上，运用材料力学知识解决工程实际中的问题。 3.由于选题力求结合专业实际，因而课程设计可以把材料力学知识与专业需要结合起来。 4.综合运用以前所学的各门课程的知识（高等数学、工程图学、理论力学、算法语言、计算机等），使相关学科的知识有机地联系起来。 5.使我们初步了解和掌握工程实践中的设计思想和设计方法。 6.为后续课程的学习打下基础。课程设计的任务和要求参加设计者要系统复习材料力学课程的全部基本理论和方法，独立分析、判断设计题目的已知条件和所求问题，画出受力分析计算简图和内力图，列出理论依据并导出计算公式，独立编制计算程序，通过计算机给出计算结果，并完成设计计算说明书。

设计题目某柴油机曲轴可以简化为下图所示的结构，材料为球墨铸铁(QT450-5)弹性常数为,E μ，许用应力为[σ]，G 处输入转矩为e M ，曲轴颈中点受切向力t F 、径向力r F 的作用，且2t r F F = 。曲柄臂简化为矩形截面，1.4 1.6h D ≤≤，2.54h b ≤≤, 3 1.2l r =。

发动机曲轴加工工艺分析与设计

发动机曲轴加工工艺分析与设计摘要曲轴是汽车发动机的关键零件之一,其性能好坏直接影响到汽车发动机的质量和寿命.曲轴在发动机中承担最大负荷和全部功率,承受着强大的方向不断变化的弯矩及扭矩，同时经受着长时间高速运转的磨损，因此要求曲轴材质具有较高的刚性、疲劳强度和良好的耐磨性能。发动机曲轴的作用是将活塞的往复直线运动通过连杆转化为旋转运动，从而实现发动机由化学能转变为机械能的输出。本课题仅175Ⅱ型柴油机曲轴的加工工艺的分析与设计进行探讨。工艺路线的拟定是工艺规程制订中的关键阶段，是工艺规程制订的总体设计。所撰写的工艺路线合理与否，不但影响加工质量和生产率，而且影响到工人、设备、工艺装备及生产场地等的合理利用，从而影响生产成本。所以，本次设计是在仔细分析曲轴零件加工技术要求及加工精度后，合理确定毛坯类型，经过查阅相关参考书、手册、图表、标准等技术资料，确定各工序的定位基准、机械加工余量、工序尺寸及公差，最终制定出曲轴零件的加工工序卡片。关键词：发动机，曲轴，工艺分析，工艺设计目录第一章概述1 第二章确定曲轴的加工工艺过程3 2.1曲轴的作用3 2.2曲轴的结构及其特点3 2.3曲轴的主要技术要求分析4 2.4曲轴的材料和毛坯的确定4 2.5曲轴的机械加工工艺过程4 2.6曲轴的机械加工工艺路线5 第三章曲轴的机械加工工艺过程分析 6 3. 1曲轴的机械加工工艺特点6 3. 2曲轴的机械加工工艺特点分析7 3. 3曲轴主要加工工序分析 (8) 3.3.1铣曲轴两端面,钻中心孔 (8) 3.3.2曲轴主轴颈的车削 (8) 3.3.3曲轴连杆轴颈的车削 (8) 3.3.4键槽加工 (9) 3.3.5轴颈的磨削 (9) 第四章机械加工余量、工序尺寸及公差的确定9 4.1曲轴主要加工表面的工序安排9 4.2机械加工余量、工序尺寸及公差的确定10 4.2.1主轴颈工序尺寸及公差的确定10 4.2.2连杆轴颈工序尺寸及公差的确定10 4.2.3φ22 -00.12外圆工序尺寸及公差的确定10 4.2.4φ20 0-0.021外圆工序尺寸及公差的确定11 4.3 确定工时定额11 4.4 曲轴机械加工工艺过程卡片的制订12 谢辞13

汽车发动机曲轴材料的选择及工艺设计

专业课程设计任务书学生姓名：班级：设计题汽车发动机曲轴材料的选择及工艺设计目：设计内容： 1根据零件工作原理，服役条件，提出机械性能要求和技术要求。 2、选材，并分析选材依据。 3、制订零件加工工艺路线，分析各热加工工序的作用。 4、制订热处理工艺卡，画出热处理工艺曲线，对各种热处理工艺进行分析，并分析所得到的组织，说明组织及性能的检测方法与使用的仪器设备。 5、分析热处理过程中可能产生的缺陷及补救措施。 6、分析零件在使用过程中可能出现的失效方式及修复措施。

目录 0 刖言.............................................................................. .1 1 汽车发动机曲轴的工作条件及性能要求......... . (2) 1.1汽车发动机曲轴的工作条件 (3) 1.2汽车发动机曲轴的性能要求及技术要求 (3) 2 汽车发动机曲轴的材料选择及分析................... .4 2.1零件材料选择的基本原则 (4) 2.2曲轴常用材料简介 (5) 2.3汽车发动机曲轴材料的确定 (5) 3 曲轴的加工工艺路线及热处理工艺的制定......... .. (6) 3.135CrMo曲轴热处理要求 ................................ .. (6) 3.2汽车曲轴的热处理工艺的制定 (6) 3.2.1 调质处理............................. .... ..... (7) 3.2.2去应力退火 .............................. ... .... .. (8) 3.2.3圆角高频淬火和低温回火 ..................... .. .... (9) 4 曲轴热处理过程中可能产生的缺陷及预防措施 ....... (11) 4.1校直过程引起材料原始裂纹 (11) 4.2曲轴圆角淬火不当引起裂纹源 (12) 4.3淬火畸变与淬火裂纹 (12) 4.4淬火导致氧化、脱碳、过热、过烧 ....................... ..13 4.5 淬火硬度不足 (13) 5 曲轴在使用过程中可能产生的失效形式及分析 (13) 6 课程设计的收获与体会............. ........ (14) 7 参考文献 (15)

曲轴工艺规程设计及系列夹具设计

摘要本次设计的主要内容包括空压机曲轴的工艺规程设计和系列夹具设计的两大方面。制定工艺规程设计的原始资料包括：零件的图样，产品验收质量标准，产品的年生产纲领和生产类型、毛坯图样、生产条件、零件材料等。制定工艺规程设计步骤如下：审查零件的图样，工艺方案的确定，对样品进行工艺分析，零件的毛坯选择以及毛坯图说明; 工艺设计过程（包括加工段的分析，工序的集中和分散，工序顺序的安排，定位基准的选择，零件表面加工方法的选择); 制定工艺路线（工艺方案，工艺方案的比较与分析），工序间尺、公差、表面粗糙度及毛坯尺寸的确定，加工余量、切削用量、工时定额的确定，填写工艺文件。夹具设计必须满足的要求有：保证加工精度，夹具的总体方案应与年生产纲领相适应，安全、方便、减轻劳动强度，排屑顺畅，具有良好的强度、刚度和结构工艺性。夹具设计包括工件的定位，定位误差的分析与计算，夹紧机构的确定，夹具力的确定（包括方向，作用点和大小）。当工艺规程及夹具设计确定后，再绘制夹具总装配图、主要零件图和说明书的编写。关键词：工艺规程设计；夹具设计；加工余量；定位误差

Abstract The design of the main contents include two aspects of the M3400 thermostat process planning and fixture series. The original development of process planning include: part drawings and assembly drawings must be quality standards for product acceptance, the agenda for the annual production and production type, rough drawings, production conditions. Development of process planning, follow these steps: review of part design, process analysis part, select the part of the rough, draw a rough diagram, process design (including positioning reference choice, the choice of the parts of the surface processing methods, processing the order of arrangement process combinations), process design (including choice of machine tool equipment and tooling, the determination of allowance in the process, the process of determination of dimensions and tolerances, the choice of cutting the amount of time quota determined), the technical and economic analysis, the complete process documents. The fixture design requirements that must be met: ensure accuracy the fixture overall program should be adapted to the agenda for the annual production, safe, convenient, reduce labor intensity and smooth chip, has good strength, stiffness and structure of the process. Fixture design including jigs and fixtures design overview, the choice of positioning with locating datum clamp mechanism design, positioning error analysis and calculation, the clamping mechanism to determine the clamping force OK. When the process planning and fixture design is determined, and then draw a the fixture assembly drawings, preparation of the main parts diagram and instructions. Keywords: process planning; fixture design; allowance; positioning error

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