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1、汽车曲轴的机械加工工艺设计,课程设计任务书,设计题目：汽车曲轴的机械加工工艺规程设计（年 产量为成批、大量）内容：1.零件图 1张(A3)2.毛坯图 1张(A3)3.机械加工工艺过程卡片 X张(A4)4.机械加工工序卡片 X张(A4)5.课程设计说明书 1份,前言一、零件的分析（一）零件的作用（二）零件的工艺分析二、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式（二）基准的选择1、粗基准的选择2、精基准的选择,课程说明书内容,课程说明书内容,（三）制定工艺规程1、工艺路线方案一2、工艺路线方案二3、工艺方案分析4、确定最终方案（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定每一道工序的每个尺寸逐个确定。填入
2、工序卡。（五）确定切削用量及其基本工时,填入工序卡。（六）填写工艺过程卡片。,一、曲轴的工艺分析 曲轴属于细长轴类零件，它的几乎所有表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度通过加工即可获得，由于其工作环境的恶劣，加工精度要求较高。为了保证曲轴正常的工作，曲轴要有相对严格的技术要求。主要有：（1）曲轴主轴颈和连杆轴颈尺寸公差等级不低于IT6，轴颈的圆度0.05mm，轴颈表面粗糙度值为0.8um；连杆轴颈轴线对主轴颈轴线的平行度允差为0.03/100mm；曲柄半径公差为0.05mm；主轴颈、连杆轴颈与曲柄连接圆角的表面粗糙度值不大于；曲轴各连杆轴颈轴线之间的角度偏差不大于1.6um；曲轴的主
3、轴颈和连杆轴颈，应经过表面淬火或氮化，硬度应在HB225-305范围内等。,2.选择毛坯，确定毛坯尺寸,2.1 毛坯材料及其制造工艺 制造曲轴的材料目前主要有三大类，即锻钢、铸钢、和球墨铸铁。2.2 毛坯尺寸的确定查机械手册,2.3 确定毛坯尺寸公差,2.4 确定曲轴毛坯图,3.选择加工方法，制定加工路线,(1)定位基准的选择粗、精基准的选择 选择的粗基准要便于加工精基准，使所有加工表面有足够的加工余量并且保证相互位置精度，还要满足方便装夹等要求。选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便；要保证零件的加工精度，满足基准重合、基准统一、互为基准、自为基准和
4、便于装夹原则等。,6170曲轴为细长轴类零件，在曲轴加工过程中:(1)为了保证中心孔钻在主颈毛坯外圆面的轴线位置上，选用主轴颈的外圆面为粗基准;(2)为了保证所加工的基准面的轴向尺寸，选用第四主轴颈两侧面为轴向粗基准。(3)在第四主轴颈两侧上铣出两个工艺平面作为加工连杆颈时的辅助粗基准；(4)在加工主轴颈及同轴心的轴颈外圆时，以质量中心孔为精基准；(5)加工连杆颈时，用加工的法兰和小头的外圆及连杆颈外圆作为精基准。,(2)零件表面加工方法的选择,曲轴的加工表面有外圆、内孔、端面、键槽及螺纹孔等，材料为。各加工表面加工方法选择如下:外圆 曲轴两端外圆面表面粗糙度为1.6 um,粗车和精车后可达到
5、要求。各主轴颈、连杆轴颈表面粗糙度 0.8um，先经过车拉加工，再经过磨削可达到要求。孔 曲轴直油孔和斜油孔，表面粗糙度为12.5 um，通过钻孔后可满足加工要求。曲轴两端中心孔采用钻削即可达到加工要求。曲轴两端孔通过钻、扩满足要求，法兰端孔还要经过铰孔以达到加工要求。端面 曲轴零件为回转体，以两端面作为定位基准，考虑到生产效率等要求可采用铣削端面，后道工序采用车削可达到要求的表面粗糙度6.3um。键槽 根据键槽要求达到的表面粗糙度可采用铣键槽,表面粗糙度为6.3um。螺纹孔 先钻孔，利用丝锥攻丝。,(3)制定工艺路线,机械加工工艺路线是机械加工工艺规程的核心。按照先加工基准面后加工其他表面，
6、先粗基准表面后精基准表面，先主要表面后次要表面以及先加工平面后加工孔等原则进行加工，制订出适合工厂自身条件，确保加工质量、高效和低成本的最佳工艺路线。曲轴加工工艺路线如下：,工序1 毛坯检测 工序2 粗铣两端面 工序3 划两端中心孔线 工序4 钻中心孔 工序5 粗车法兰及小端外圆 工序6 精车法兰及小端外圆 工序7 铣平衡块两侧 工序8 粗车第四主轴颈 工序9 粗磨第四主轴颈 工序10 车拉全部主轴颈 工序11 铣曲轴连杆轴颈 工序12 车平衡块外圆及倒角 工序13 钻大头端上定位销孔 工序14 钻直油孔 工序15 钻斜油孔 工序16 去毛刺、清洗 工序17 中频淬火 工序18 精磨主轴颈和连
7、杆轴颈 工序19 铣键槽 工序20 钻两端孔 工序21 扩小端孔 工序22 扩、铰法兰端孔 工序23 钻6个螺纹底孔 工序24 攻6个螺纹底孔螺纹 工序25 油孔孔口倒角、抛光 工序26 擦拭及吹净曲轴 工序27 磁力探伤及退磁 工序28 轴颈滚压 工序29 轴颈变形检测 工序30 滚压校直 工序31 轴颈修磨 工序32 动平衡测量、去重 工序33 清洗表面铁屑 工序34 抛光所有轴颈 工序35 清洗、吹风 工序36 最终检验 工序37 防锈。,4、工序设计,(1)选择加工设备与工艺装备 拟定出加工工艺路线后，需要选择各工序的加工设备和工艺装备。如采用的机床，刀具，量具。(2)确定工序尺寸 确
8、定曲轴主要加工表面的工序尺寸。前面已确定各圆柱面的总加工余量（毛坯余量），应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。例：加工小端外圆柱面80.2mm,例：加工小端外圆柱面100.2mm 其尺寸精度要求为IT7级，表面粗糙度要求为，其工艺路线为：粗车精车即可达到加工要求。例：加工法兰外圆柱面200.2mm 尺寸精度要求为IT7级，表面粗糙度要求为，工艺路线为：粗车精车。相关资料得：精车余量：0.4 mm，粗车余量：3.5mm,计算各加工工序的基本尺寸。,例：加工主轴颈外圆柱面150mm 其尺寸精度要求为IT5级，表面粗糙度要求为 0.8
9、um，工艺路线为：粗车精车粗磨精磨,计算各加工工序的基本尺寸。例：加工连杆轴颈外圆柱面135mm 其尺寸精度要求为IT5级，表面粗糙度要求为0.8um，工艺路线为：粗车精车粗磨精磨。由相关资料得：精磨余量：0.1mm；粗磨余量：0.2mm，粗车余量：0.4 mm，则总加工余量为 4.0mm。计算各加工工序的基本尺寸。,5、确定切削用量及基本工时,（1）确定切削用量 切削用量包括背吃刀量、进给量 和切削速度.（2）基本时间的确定 时间定额是指在一定生产条件下，规定一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。它是安排作业计划、进行成本核算、确定设备数量、人员编制以及规划生产面积的重要依据。合理的制订时间定额对保证产品质量、提高劳动生产率、降低生产成本都是十分重要的。直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置、以及表面状态或材料性质的工艺过程所消耗的时间称为基本时间。它是时间定额组成中最基本的要素。,
