曲轴加工工艺及双面钻削阶梯孔夹具设计.doc

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1、 毕 业 设 计（论文）（_08_届）设计（论文）题目 曲轴加工工艺及双面钻削阶梯孔夹具设计 系 部 机械与电子工程系 班 级 08机制一班 学 生 姓 名 徐涛涛 指 导 教 师 杨丽 二零一零 年 六 月 十 日摘 要:随着社会的快速向前发展，人们的生活水平不断提高，人们对汽车的性能的需求也越来越高。其中汽车的动力性、安全性和排放性能己成为人们关心的主要内容。除了拥有先进的设计结构外，汽车各个零部件的加工质量也发挥着至关重要的作用。作为汽车的核心部件，发动机的零部件的加工质量是整个汽车加工的基础。曲轴是内燃机的主要零部件之一，负责将活塞往复运动转变为旋转运动，承受着复杂的交变应力，直接影响

2、着内燃机的寿命，而设计的先进性和加工工艺的合理性是提高曲轴寿命、保证内燃机正常运转的重要保证。本文针对常州柴油机厂S195型柴油机曲轴加工工艺的设计，对曲轴加工中较为重要的工序进行了研究，并完成双面钻削阶梯孔夹具的设计。设计说明书1份，外文资料及翻译各一份。在这次毕业设计过程中，我受到了唐建新老师的悉心指导，感到受益颇多，在此表示感谢！关键词: 曲轴 工艺 设计 夹具Abstract：With the quick forward development of society,the livings tandard of people is constantly raised, and the

3、requirement to the various capabilities of automobile of people is also more and more higher.Among them motive force and safe nature of automobile and emission capability have become the major content that people are concerned about.Except possesses the design structure of first-in, the process qual

4、ity of each parts of automobile is also giving play to the most importance effect.As the main parts of automobile,the p rocess quality of the parts of engine is the foundation of whole automobile process.Crankshaft is one of the main parts of intenralc ombustione ngine,which is in charge of converti

5、ng position back and forth movement into rotating movment ,undergoing complicated interaction stress,afecting the life of internal combustion engine drictly,the advanced design and the resonable manufacturing process technology are most important surport to improve the life of crankshaft and keep th

6、e engine in normal position. This dissertation takes the design of manufacturing process of S195 series crankshaft of the Factory Changzhou Diesel Engine for example,doing sone reserch on the most important processes of Crankshaft processing, and completed the design of the fixture on drilling hole.

7、 The graduate design drawings, including five (one of which CAD drawings), machining process cards 1, machining processes card five, design brochures 1, information and foreign language translation, and an. The graduation in the design process, I was a teachers careful guidance of HE Qing, is quite

8、a lot of benefit, and expressed thanks for this!Keywords: crankshaft; design; process; fixture目 录1 绪论41.1 选题背景及课题来源41.2 本课题研究设计内容42 零件分析52.1 曲轴类零件分析52.2 曲轴零件的结构特点62.3 曲轴的技术要求72.4 曲轴的加工要求72.5 零件加工过程中特点与难度分析73 曲轴工艺规程制定93.1 S19505006曲轴材料及毛坯的选择93.2 生产类型及其工艺特点93.3 定位基准的选择103.4 工艺规程的拟订和主要工序123.5 加工余量、切削用量

9、、工序尺寸及毛坯尺寸的确定173.6 主要工序切削用量194 钻阶梯孔夹具设计224.1. 组合机床专用夹具的特点224.2 工件定位方法及定位元件224.3 被加工零件工序图244.4 钻阶梯孔夹具的定位支承系统254.5 夹紧机构系统的确定274.6 绘制夹具装配图28参 考 文 献32致谢：331 绪论1.1 选题背景及课题来源以信息技术为代表的现代科学技术的发展对装备制造业提出了更高、更新的要求， 更加突出了机械装备制造业作为高新技术产业化载体在推动整个社会技术进步和产业升级中不可替代的基础作用。作为国民经济增长和技术升级的原动力，机械工业将伴随高新技术和新兴产业的发展而共同进步，并充

10、分体现先进制造技术向只能化、柔性化、网络化、精密化、绿色化合全球化方向发展的总趋势和时代特征。详细表现为:1、 地位 “ 基础化”, 2、 产品高技术化, 3、 服务个性化,4、 经营规模化。如果没有汽车，我们现在的生活简直无法想象，无怪乎有人说:汽车是改变世界的机器。汽车工业的历史，是不断发展技术、扩大生产、推动社会前进的历史，同时又要克服其自身发展带来的环境污染，人身安全等问题.1997年12月世界各国进一步提出排放的废气量要低于4990年的排除量的7-9%，这就要求积极推进提高发动机的燃烧率，减轻车身行驶时的阻力、减轻车身质量等技术的实用化。发动机是汽车最主要的组成部分之一，它的性能好坏

11、直接决定汽车的行驶性能，故有汽车的心脏之称。发动机零件要求精度高，结构复杂。而曲轴是发动机的主要零件之一，形状复杂、刚性差、技术要求高，因此，如何选择材料、结构设计紧凑合理以及如何加工出合格的曲轴，显得尤为重要。本文针对常柴S195系列柴油机的曲轴加工工艺的设计，对曲轴加工中较为关键的几个方面做了一些研究和探索，并应用于实际中，不但保证了新产品的试制成功，也提高了原有产品的质量。1.2 本课题研究设计内容 曲轴作为柴油机的一个重要零部件，国内、外对其研究开发都很重视。欧美汽车工业发达的国家，经过多年的积累，对曲轴的结构已经有了可套用的经验公式，一般经过计算机三维设计，再通过计算机模型模拟测试系

12、统对曲轴的各项强度指标进行分析，使曲轴在初期达到完美的设计。而国内在设计分析手段上比较落后，只能后期通过实验和测试来加以修正。在加工工艺方面，国内、外基本相同，不同的是采用的设备，国外大多采用了先进的数控设备为主，而国内大多以手动设备为主，精度差，效率较低。这就要求我们在实际设计加工工艺的过程中充分考虑各方面的因素，在借鉴国外先进的工艺方案的同时充分考虑现有设备资源的利用和改造，达到少投入，大收益。本课题所研究的内容(1)确定科学合理的加工工艺方案;(2)确定夹具的总体设计方案;(3)对各关键部件进行理论设计;(4)完成夹紧系统的设计及分析。2 零件分析及设计任务2.1 曲轴类零件分析曲轴在柴

13、油机中是承受载荷和传递动力的重要部件，也是柴油机五大部件中最难以保证加工质量的零部件，其性能，水平直接影响整机的性能水平和可靠性。因此，各工业发达国家十分重视曲轴的生产，不断改进其材质和加工手段，以提高其性能水平，满足柴油机行业的需要。近几年来，我国曲轴加工发展十分迅速，尤其是大功率柴油机曲轴。本次设计给出的零件是常州材油机厂生产的S-195曲轴零件，曲轴是发动机中承受冲击载荷、传递动力的重要零件，在发动机五大件中最难以保证加工质量。曲轴是轴类零件中加工难度较大的一种零件，曲轴零件形状很规则，曲轴主要用来支承传动零件，传递运动和扭矩，主要特点是：首先在外力作用下带动曲轴旋转，曲折部分的连杆轴颈

14、上的连杆传动至筒缸内活塞，压缩高压油点燃，然后油燃烧后的高压带动连杆继续旋转。这样一来，曲轴既由开始的主运动转变成被动转动将转动传递出去。再通过其他转动带动工件运动。由此可见，曲轴是内燃机内部的重要零件，是内燃机与工作机之间主要的连接件，这便使得零件的加工难度和要求增高。曲轴是柴油机中价格最贵的重要零件。其成本大致占整机成本的1/10。曲轴承受着由缸内气体作用力、往复惯性力和旋转惯性力引起的周期性变化的弯曲和扭转负荷。一般情况下，曲轴最常见的损坏原因是弯曲疲劳。归纳起来对曲轴设计要求有以下几个方面曲轴的设计要求：1. 足够的疲劳强度，设计时特别要设法缓和应力集中现象，尽可能加强弯曲疲劳强度较弱

15、的曲臂部分，选用适当材料或采用必要的强化工艺措施。2. 尽可能大的弯曲刚度和扭转刚度，以保证活塞连杆组和个轴承的可靠工作，避免产生严重的扭振、纵振和横振。为了提高弯曲刚度，最好是增加轴颈的直径，尽量争取较大的轴颈重叠度和减小跨度。为了提高扭转刚度，也需加粗轴颈和减小曲轴的总长。但是由于曲柄销直径的加大不仅受到活塞拆装的限制，而且会因转动惯量的增加导致扭振固有频率降低，对扭振不利，因此应该主要加粗主轴颈，并尽量将曲柄销作成空心的。同样的道理，应尽量减小平衡块的重量和消除曲柄臂的肩部。3. 应保证主轴承和曲柄销轴承有足够的承压面积和可靠的润滑，轴颈具有良好的耐磨性。为此要在曲轴及轴承材料的选择、制

16、造工艺、降低轴承负荷及合理设计润滑油道等方面给与保证。4. 尽可能采用普通材料，如碳素钢或球墨铸铁，以降低制造成本，采用高合金钢材料，对应力集中比较敏感，表面粗糙度要好，否则疲劳强度会下降，过渡区应应力不能集中。由上面可以看出曲轴设计时应首先考虑曲轴的疲劳强度，其次是曲轴尺寸的问题，现今科学技术的发展，加工精度的提高，新材料的研制使曲轴工艺更加的完善，曲轴加工的前景将是非常美好的。2.2 曲轴零件的结构特点 此次毕业设计的课题是：曲轴工艺及双面钻削阶梯孔夹具设计。采用的是江苏常州柴油机厂生产的S195型柴油机发动机用曲轴。曲轴的工作情况决定了曲轴的结构特点。轴类零件的功用为支承传动零件，传递扭

17、矩和承受载荷以及保证装在轴上的工件（刀具）具有一定的回转精度。曲轴在轴类零件分类中属于异行轴，是发动机上的一个重要零件，承受由活塞通过连杆传来的力，并将活塞的往复运动通过曲柄连杆机构变为旋转运动，将发动机所做的功传递出去。曲轴在工作时所承受的是很大的扭转力矩以及大小和方向都变化的弯曲力。本次毕业设计给出的零件是常州柴油机厂生产的曲轴零件，如图1所示。其材料为球墨铸铁（QT60-2），零件为铸件。汽车，拖拉机用的发动机和固定式高速发动机的曲轴常用整体式模锻件，而重型和低速发动机的曲轴常用组合式的模锻件。整体式曲轴具有强度高、刚性好、结构紧凑等优点，但是组合式曲轴毛坯制造和机械加工比整体式的简单。

18、S195-05006型曲轴有左、右二个主轴颈和一个连杆轴颈，其外形结构是曲轴类零件中比较简单的一种。它的工作过程是：在外力作用下使曲轴旋转，通过连杆轴颈上连杆将运动传递到缸筒内的活塞，从而压缩缸内的高压油并将油点燃，燃烧的高压油将自身的内能转换为动能推动活塞运动，运动又传到连杆再通过连杆带动连杆轴颈，这样曲轴继续旋转。 图1 曲轴零件图2.3 曲轴的技术要求（1）铸件应该经过正火处理，硬度为HB240-290。（2）未注圆角半径为3毫米。（3）不加工面不应有毛刺、裂缝、结疤、夹渣等缺陷，并应清理清洁。（4）所有加工表面应光洁、不得有裂缝、压痕、毛刺、气孔、凹痕以及非金属夹渣物、在磨光表面上不得

19、有刻痕和黑点。（5）用锥形规涂色检查锥面，密合面应不少于70。（6）仔细清除油道及其他的金属屑，脏物及其他杂物并清洗吸干。（7）中心孔必须保持完好。（8）精加工后，应经磁力探伤并退磁。（9）70d、60d三处轴颈硬度HRC40-48，淬深1.5-4.5mm，轴颈圆角处允许不淬火，但在距离轴颈端面10mm内均匀过渡。（10）油塞允许采用直螺纹M241.5。2.4 曲轴的加工要求 该零件的加工要求很高，加工面的数量多而且种类繁多。有车外圆、端面、铣键槽、攻丝、扩孔、磨外圆、打中心孔、车倒角、钻油孔、车外螺纹等。加工类型、位置精度、形状精度、尺寸精度要求很高。如钻斜油孔2-6，孔中心线与连杆轴心线上

20、一点的连线的位置公差为2，孔口倒角为2.545，粗糙度为6.3，抛光后达到0.8，其余各表面质量要求各不相同，粗糙度由12.5-0.4各不相同，跨度很大。2.5 零件加工过程中特点与难度分析在曲轴加工过程中，圆角面很多表面质量要求各不相同，由于曲轴零件不是很规则，故较多采用仿形车床和组合机床。现以加工油塞孔中的扩油塞为例：油塞孔中的枕头座直径为25，而螺纹孔的直径为24非常接近，且枕头座孔的内端与70主轴颈外圆面距离很小，加工时易产生干涉现象，故加工此部位比较困难。主要存在以下原因：（1）加工时易产生干涉（2）切削排除困难（3）加工时保持，较高的稳定性针对上述困难，需要在加工时采取相 应的措施

21、。如在卧式组合机床上加工，采用专用夹具等等。又如加工2-6的斜油孔：孔的直径仅为6mm，孔径已经比较小，且与水平面的倾斜角为61，而且孔长达到98 mm。需采用多级进 图2 加工示意图给方式加工，以免产生刀具折断，或排屑困难，加工困难体现如下： （1）切屑排除困难 零件示意图（2）需采用多级进给（3）加工时定位精度要求较高，对刀具的性能亦有较高的要求。针对上述加工困难，在加工时采用了相应措施。如在专用机床上进行加工，采用了专业夹具及导向装置。再如加工连杆轴颈表面时，我采用了成形刀具一次性加工完毕，但由于主轴的回转中心与连杆轴颈的回转中心不在同一条线上。所以在设计夹具时要使夹具体的回转中心与连杆

22、轴颈的回转中心重合，以便加工顺利进行，否则只能加工连杆轴颈的一侧，而不能达到加工双面要求。2.6 零件的设计任务设计题目：曲轴加工工艺及双面钻削阶梯孔夹具设计(1) 绘制零件图(2) 拟订曲轴机械加工工艺规程(3) 钻阶梯孔工序图(4) 专用夹具装配图(5) 夹具体零件图(6) 其他零部件图(7) 说明书一份3 曲轴工艺规程制定3.1 S19505006曲轴材料及毛坯的选择曲轴的毛坯材料为球墨铸铁：QT60-2（GB1348-78），采用IT2级的缺口敏感性等优点，而且成本低，正适合曲轴这样承受变载荷、受力复杂、力学性能要求高的零件，具有较好的经济性。确定毛坯的种类的几种只方法：毛坯是铸件，采

23、用金属模机器砂型铸造，形状比较复杂，半精度等级IT10。其特点；生产率比手工制造砂型高几倍至几十倍，设备复杂，对工人的技术要求低，适于制造中小型铸件。在选择毛坯时，从以下几个方面来考虑：1、 零件材料的工艺特性以及零件对材料组织和性能的要求：2、 零件的结构形状和外形尺寸3、 生产纲领的大小4、 现场的生产条件其具体要求要具体对待，确定最佳的方法。3.2 生产类型及其工艺特点零件的生产纲领： N = Qn(1+a)(1+b)式中 N 零件的生产纲领，件/年； Q 产品的年产量，台/年； n 每台产品中包含零件的数量； a 该零件备件的百分率，%； b 该零件废品的百分率，%；划分生产类型时，既

24、要根据生产纲领，同时还要考虑零件的体积，质量等因素。值得一提的是生产类型将直接影响工艺过程的内容和生产的组织形式，并在一定程度上对产品的结构设计也起着重要的作用。 S195型柴油机用曲轴的产量为10000件/年，属大批量生产类型，其工艺特性是广泛采用专用机床、专用夹具及专用刀具、量具，机床按工艺路线合理有序地排列，组织生产；该曲轴在工艺设计上广泛采用了组合机床进行加工的方式，工艺特性更加合理，大大减少了工人的劳动强度，提高了生产率。3.3 定位基准的选择3.3.1 工件定位的基本原理定位的目的是使工件在夹具中相对于机床，刀具占有确定的正确位置，并且应用夹具定位元件，还能使同一批工件在夹具中的加

25、工位置一致性好。一个物体在三维空间中可能具有的运动，称之为自由度。在OXYZ坐标系中，物体可以有沿X，Y，Z轴的移动及绕X，Y，Z轴的转动，共有六个独立的运动，即有六个自由度。所谓工件的定位，就是采取适当的约束措施，来消除工件的六个自由度，以实现工件的定位。工件定位原理工件定位，就是要使工件在夹具中占据某个确定的正确加工位置。工件定位可归纳为以下三点：1一个工件在空间有六个不定度；2运用各种定位元件限制工件某一方向上的不定度，工件在该方向上的位置就确定了。3通过多个定位元件的组合，限制一定数目的不定度，才可满足该工序的加工精度要求。六点定位原理是采用六个按一定规则布置的约束点，限制工件的六个自

26、由度，使工件实现完全定位。基准的概念：用来确定生产对象上几何要素的几何关系所依据的那些点、线、面。基准的分类设计基准：设计规定表面位置的依据。具体地说，在零件图上设计基准就是一个点、线、面，用它来标定其它点、线、面的位置。工艺基准：在加工和装配过程中所用的依据工艺基准的组成：工序基准：在工序图上标出的加工表面的尺寸和它的位置尺寸称为工序尺寸，而标注加工表面位置的基准称工序基准。定位基准：加工时使工件在机床或夹具上占有正确位置所采用的基准。或使工件在要求得到的工序尺寸方向上的位置得到固定。度量基准：检验时用来确定被测量零件在量具上位置的表面。装配基准：装配时用来确定零件或部件在机器上位置的表面。

27、3.3.2 工件定位基准选择定位基准选择得正确与否是关系到工艺路线和夹具结构设计是否合理的主要因素之一，并将影响到工件的加工精度，生产率和生产成本。因此，定位基准的选择是指定工艺规程的主要内容之一。选择定位基准主要是为了保证零件加工表面之间以及加工表面与未加工表面之间的相互位置精度，所以定位基准的选择从相互位置精度要求的表面间去找。定位基准分为精基准、粗基准和辅助基准。曲轴在最初的加工工序中，只能用毛坯上未经加工的表面作为定位基准，即粗基准。在后续工序中，则使自己加工表面作为精定位基准，在指定工艺规程时，总是先考虑选择合适的粗基准，把精基准加工出来。另外，为了使工件便于装夹和易于获得所需加工精

28、度，可在某一部位作辅助基准用以定位。下面就从曲轴的整个加工工艺过程的全局出发，再分析曲轴的结构特点、实际基准和技术要求的基础上，根据粗基准的选择原则，来确定合理的定位基准。(1) 粗基准的选择原则1选择要求加工余量小而均匀的重要表面为粗基准，以保证表面有足够而均匀的加工余量。2某些表面不需要加工，则应选择其中与加工表面有相互位置精度要求的表面为粗基准。3选择比较平整、光滑、有足够大的面积的表面为粗基准，不允许有浇口，冒口的残迹和飞边，以确保安全、可靠、误差小。粗基准在一般情况下只允许在第一道工序中使用一次，尽量避免重复使用。根据以上原则选出曲轴加工的粗基准：铣两端面钻中心孔选两主轴颈为粗基准；

29、粗车扇形面、短轴端、长轴端、粗磨主轴颈、粗磨连杆轴颈，定位基准选为中心孔。(2) 精基准的选择原则选择精基准时主要考虑应保证加工精度并使工件装夹得方便、准确、可靠，应遵循以下几个原则：1. 基准重合的原则。尽量选择工序基准（或设计基准）为定位基准。2. 基准不变的原则。尽可能使各个工序的定位基准相同，基准不变可使各个工序所用的夹具统一，从而减少了设计和制造夹具的时间和费用，加速了生产准备工作，降低了生产成本，多数表面用同一组定位基准进行 加工，避免因基准转换过多带来的误差，有利于保证起相互位置精度；由于基准不变就有可能在一次装夹中加工许多表面，使各个表面之间达到很高的位置精度，又可避免由于多次

30、装夹带来的装夹误差和减少多次装载工件的辅助时间，有利于提高生产率。3. 互为基准反复加工的原则。当两个表面相互位置精度要求较高时，则两个表面互为基准反复加工，可以不断提高定位基准的精度，保证两个表面之间相互位置精度。4. 自为基准的原则。当精加工或光整加工要求余量而均匀时，可选择加工表面本身为精基准，以保证加工质量和提高生产率。5. 应能使工件装夹稳定可靠，夹具简单。一般常采用面积大、精度高和粗糙度较低的表面为精基准。考虑了以上原则，再结合具体方法、因素后选择基准，选择时要考虑下列因素：1. 应能获得经济加工精度的加工方法。2. 选择加工方法要能保证加工表面的几何形状和相互位置精度要求。3.

31、所选加工方法要与工件材料的加工性能相适应。4. 所选加工方法要与本厂现有生产条件相适应。因此，具体的选择如下：两端面：粗铣两主轴颈：粗车精车粗磨精磨抛光连杆轴颈：粗铣粗磨精磨抛光扇形面：粗车3.4 工艺规程的拟订和主要工序 零件加工的工艺规程就是一系列不同工序的综合。由于生产规模和具体情况的不同，对同一零件的加工工序可能有很多的方案。应当根据具体条件采用其中最完善和最经济的一种方案。工艺规程选择要考虑的基本因素如下。（1）生产规模是决定生产类型的主要因素，即设备、用具、机械化、自动化程度等。（2）制造零件所用的坯料或型材的形状、尺寸和精度。（3）零件材料性质。（4）零件制造的精度，包括尺寸公差

32、、形位公差以及零件图上所指定的要求。（5）零件表面粗糙度。（6）特殊限制条件，如：工厂设备和用具条件。（7）编制的加工规程要在生产规模与生产条件下达到最经济与安全的效果。3.4.1 各表面的加工方法的选择零件加工的规程就是一系列不同工序的综合，工序规程要根据下列基本因素来选择：1. 生产规模是决定生产类型的主要因素，亦即是设备、刀具、机械化与自动化程度等的选择依据。2. 制造零件所用的坯料或是型材的形状、尺寸和精度，它是选择加工总余量和加工过程中头几道工序的决定因素。根据以上问题的分析和结合实际的生产情况，拟订出工艺规程。3. 零件材料的性质（如硬度、可加工性、热处理性等），它是决定热处理工序

33、和选用设备及切削用量的依据。4. 零件的表面粗糙度是决定表面精加工工序的类别和次数的重要因素。5. 编制规程要在既定生产规模与生产条件下达到最终经济与安全的效果。 3.4.2 设备的选择各表面加工方法确定以后，应选择适当的机床以满足各表面的加工要求。机床设备的选择除考虑现有生产条件外，还要考虑以下四个方面：1. 机床工作区域的尺寸应当与零件的外轮廓尺寸相适应，也就是根据零件的外轮廓尺寸来选择机床的形式和规格，以便充分发挥的使用性能。2. 机床的精度应该与工件要求的加工精度相适应。机床精度过低，不能满足工件加工精度的要求：过高，则是一种浪费。3. 机床的功率、刚度和工作参数应该与最合理的切削用量

34、相适应。粗加工时选择有足够功率和足够刚度的机床，以免切削深度和进给量的选用受限制：精加工时选择有足够刚度和足够转速范围的机床，以保证零件的加工精度和粗糙度。4. 机床生产率应该对工件的生产类型相适应。对于大批生产。宜采用高效率机床、专用机床和半自动机床。 在曲轴的机加工过程中。由于是大批量生产，故采用了组合机床、高效率的机床及专用机床和半自动机床。为了便于组织生产、安排计划和均衡机床的负荷，常将工艺过程划分为若干个工序，按照工序划分为时的两个不同的原则，即是工序的集中和工序的分散。在制定工艺规程时，车曲轴的长短轴及扇形面时就采用工序集中的原则将粗精集中在一起，先粗后精，按次序加工，在加工其他的

35、工序时，考虑到曲轴的结构特点、技术要求和设备等具体生产条件后，采用工序分散的原则来加工，这样使所需的设备和工艺装备结构简单化，调整容易，操作简单，且专用性很强。因此，采用了一些比较常用的但效率较高的机床来生产，夹具的设计也较简单且专用性强。根据以上问题繁荣分析和结合实际的生产情况，拟定出工艺规程。3.4.3 曲轴加工工艺规程的拟定工艺规程：具体生产条件下说明并规定工艺过程的书面文件。工艺规程的作用指导生产的主要技术文件；设计加工过程使用的刀、夹、量具和其它工艺装备的根据，是改进生产、进步机械化自动化，及新建扩建的根据；生产组织管理工作、计划工作的根据；便于积累、交流、推广行之有效的生产经验。工

36、艺规程加工阶段的划分粗加工阶段：切除大部分加工余量，如何获得高生产率，加工精度低，表面粗糙度值大。半精加工阶段：使主要表面消除粗加工留下的误差，达到一定的精度及精加工余量，为精加工做准备，并完成一些次要表面如钻孔、铣键槽等加工。精加工阶段：使各主要表面达到图纸要求。光整加工阶段：对于精度要求很高的表面（IT6以上，Ra0.2以上），采用此加工，不用于纠正几何形状和相互位置误差。划分加工阶段原因：保证加工质量；合理利用设备；合理安排热处理 ；便于发现毛坯缺陷。 拟定工艺路线的出发点是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度等技术要求能得到保证。工艺路线的拟定一般需要做两方面的工作：一是根据生产纲领

37、确定加工工序和工艺内容，根据工序的集中和分散程度划分工艺；二是选择工艺基准，即主要选择定位基准和检验基准。在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能机床、组合机床和专用夹具，并尽量采用工序集中的原则，减少安装的次数来提高生产率。除此之外，还应尽量考虑经济精度以便使生产成本尽量下降，根据以上原则，拟定的工艺路线如下：010 铸 铸造020 热 正火至HB240-290030 铣，钻 铣两端面，钻中心孔 卧式双面组合铣床 专用夹具，镶齿套式面铣刀，中心孔钻头040车 车外圆,车螺纹 C7632 专用夹具，硬质合金外圆车刀，端面车刀050车 粗车扇形面（外圆及侧面） C7632 专用夹具

38、，硬质合金外圆车刀，端面车刀060车 粗车连杆轴颈 C7632 专用夹具，硬质合金外圆车刀，端面车刀070钻 修正中心孔 双面钻床 中心孔钻头080车 粗车短轴端 C7632 专用夹具，硬质合金外圆车刀，端面车刀090钻 钻斜油孔 组合机床 专用夹具，6深孔钻头100钻 钻连杆轴颈4油孔 组合机床 专用夹具，4直柄长麻花钻110钻 钻2-25阶梯孔 组合机床 专用夹具，组合钻头120车 精车各外圆 C7632 专用夹具，硬质合金外圆车刀，端面车刀130车 精车连杆轴颈 C7632 专用夹具，硬质合金外圆 车刀，端面车刀140攻 攻丝2-G1/2螺纹 组合机床 专用夹具，管螺纹螺母丝锥 150磨

39、 磨50轴颈, 70主轴轴颈M1412 专用夹具160磨 磨锥面1：20 M1412 专用夹具170热处理 时效处理,去内应力 180修 修整中心孔 台式钻床 专用夹具190磨 精磨锥面1：20,至图纸要求 M1412 专用夹具200磨 磨小头轴颈28.6 M1412 专用夹具210磨 精磨主轴轴颈70 M1412 专用夹具220磨 精磨连杆轴颈65 M1412 专用夹具230铣 铣两键槽 X5020B 专用夹具 （1）铣左端键槽 （2）铣锥面上的键槽240钻 平衡并去除不平衡质量 Z515 专用夹具 麻花钻头250抛光 抛光主轴轴颈及连杆轴颈 曲轴抛光机260检 检验 探伤 退磁3.4.4

40、曲轴加工工艺过程工序卡工艺过程：在生产过程中，凡是改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品和半成品的过程。 工艺过程工序卡是工艺过程中的一个工序，使用图片的形式描述加工内容和过程。 图3 钻阶梯孔工序图 图4 攻阶梯孔螺纹 图5 钻中心孔 图6 车扇形面3.5 加工余量、切削用量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定3.5.1 加工余量的确定为了保证零件图上某平面的精度和粗糙度值，需要从其他坯表面上切去全部多余的金属层，这一个金属层的总厚度即是该表面的加工余量。1 加工余量的分类 1）加工总余量：毛坯与零件图的设计尺寸之差称为加工总余量。2）工序余量：相邻两工序的工序尺寸之差。由于工序尺寸

41、有公差，故实际切削的余量是一个变值，使加工余量有基本余量（又称公余量、名义余量）、最大余量和最小余量之分。此外，工序加工余量还有单边余量和双边余量之分。单边余量：指非对称加工面的余量。双边余量：指对称（回转体）加工面的余量。2 影响加工余量的因素1）上道工序留下的表面粗糙度Ha及表面缺陷层Da。 2）上道工序的尺寸公差Ta 。 3）工件各表面相互位置的空间偏差a 。指不包括尺寸公差范围内的形状误差及位置误差。4）本道工序安装误差b 3 工件加工余量的确定确定加工余量的方法有三种：计算法、查表法和经验法。工厂中广泛应用查表法，表格是以工厂的生产实践和实验所积累的数据为基础并结合具体加工情况加以修

42、正制定的。如金属机械加工工业人员手册，因此。在本次设计中我们也采用查表法来查出各表面的加工余量。查机械加工工艺手册，综合得出铸件机械加工余量见表1,表2.各表面的加工余量数值见零件毛坯图。 图7 曲轴毛坯图表1 零件圆柱面加工余量基本尺寸/mm加工余量 /mm附注 基本尺寸/mm加工余量 /mm 附注 30 70 R96 65 30 30 30 30双侧双侧单侧双侧 50 25 G1/2 303025双侧双侧双侧表2 零件各端面加工余量基本尺寸/mm加工余量 /mm附注基本尺寸/mm加工余量 /mm附注305（两外端面）281（70左侧面）2035（70右侧面）505050单侧单侧单侧40（厚

43、度为29的扇形内侧面）192（厚度为29的扇形外侧面）4545单侧单侧3.5.2 切削用量的确定目前许多工厂是通过切实可行的切削用量手册、实践资料或工艺试验来确定切削用量的。相同的加工条件，选用不同的切削用量，会产生不同的切削效果。切削用量选低了，会降低生产效率，增加生产成本；切削用量选高了，会加速刀具的磨损，降低加工质量，增加磨刀时间和磨刀费用，也会影响生产效率和生产成本。因此，要求选用一些合理的切削用量，在满足经济性和高效率情况下，加工出符合质量要求的零件。 查组合机床设计手册得高速钢钻头加工铸铁件的切削用量，见表3表 3 高速钢钻头加工铸铁件的切削用量加工直径d/mm160200HB200241HB300400HBv/mmmS/mmrv/mmmS/mmrv/mmmS/mmr509016240.40.