单拐曲轴机械加工工艺规程与夹具设计

东南大学

《制造工程基础》

课程设计说明书

单拐曲轴的机械加工工艺规程

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指导老师：

目录《制造工程基础》课程设计任务书1

第一部分工艺设计说明书2

1. 零件图工艺性分析2

2. 毛坯选择3

3．机加工工艺路线确定3

4. 工序尺寸及其公差确定6

5. 设备及其工艺装备确定8

6．切削用量及工时定额确定8

第二部分工序夹具设计说明书14

1. 工序尺寸精度分析14

2. 定位方案确定14

3.定位元件确定15

参考文献16

机械加工工艺过程卡片附录

机械加工工序卡片附录

《制造工程基础》课程设计任务书

题目：设计单拐曲轴的机械加工工艺规程

原始资料：零件图一张；生产纲领为大批生产

要求完成的内容：（1）零件—毛坯合图1张（2）机械加工工艺过程综合卡片1张（3）关键工序的机械加工工序卡片若干张

(４)课程设计说明书1份

班级及学号

姓名

2015年.5月

第一部分工艺设计说明书

1 零件图工艺性分析

1.1零件结构功用分析

曲轴是将直线运动转变成旋转运动，或将旋转运动转变为直线运动的零件。它是往复式发动机、压缩机、剪切机与冲压机械的重要零件。曲轴的结构与一般轴不同，它有主轴颈、连杆轴颈、主轴颈和连杆轴颈之间的连接板组成。

1.2零件技术条件分析

1）主轴颈、连杆轴颈本身精度：

+0.025尺寸公差等级IT6，表面粗糙度Ra为3.2μm,1.6μm；连杆主轴颈∅110+0.003

−0.036尺寸公差等级为IT7，表面粗糙度Ra为1.6μm,圆柱度误差0.015；轴颈∅110−0.071

+0.025，公差等级为IT13，圆柱度误差0.015。

轴颈长度∅110∓0.003

2）位置精度和其他分析

主轴颈与连杆轴颈的平行度∅0.02mm，两个主轴颈的同轴度误差为∅0.02mm。

曲轴的拐颈和轴颈的偏心距为120±0.10 mm，在加工时要注意回转平衡。

−0.022mm×176mm对1:10锥度轴线的对称度公差为0.05mm，且锥度对键槽28−0.074

A-B轴线的平行度公差为∅0.03mm。轴颈和拐颈的连接处为光滑圆角，目的是减少应力集中。○E是包容原则。加工后应清除油孔中的一切杂物。

1.3零件结构工艺性分析

曲轴的结构与一般轴不同，它有主轴颈、连杆轴颈、主轴颈和连杆轴颈之间的连接板组成，其L/D=818/110=7.4＜12，钢性差，易变形，形状复杂，它的工作特点是在变动和冲击载荷下工作，对曲轴的基本要求是高强度、高韧性、高耐磨性和回转平稳性，因而安排曲轴加工过程应考虑到这些特点。

2 毛坯选择

2.1毛坯类型

曲轴工作时要承受很大的转矩及变形的弯曲硬力，容易产生扭振、折断及轴颈磨损，要求材料应有较高的强度、冲击韧度、疲劳强度和耐磨性，所以要求用球墨铸铁QT600-2.

曲轴的毛坯：此零件属大量生产，固采用铸造毛坯。

2.2毛坯余量确定

由书机械加工工艺设计资料表1.2-10查得毛坯加工余量为5，毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得为 1.4.

2.3毛坯－零件合图草图

3．机加工工艺路线确定

3.1加工方法分析确定

该零件是单拐曲轴，大批生产。故选用中心孔定位，它是辅助基准，装夹方便、定心准确、节省矫正时间，又能保证连杆轴颈的位置精度。

连杆轴颈与主轴颈的中心距为60，不能直接在轴端面上钻中心孔。加工连

杆时，可利用以加工过的主轴颈定位，安装到专用的偏心卡盘分度夹具中使连杆轴颈的轴线与转动轴线重合。

3.2加工顺序的安排

先以主轴颈为粗基准连杆轴颈作支撑铣两端面，粗打中心孔。该零件的刚性差，应按先粗后精的原则安排加工顺序，逐步提高加工精度。

主轴颈与连杆轴颈的加工顺序：先粗加工主轴颈、再半精加工主轴颈，然后粗加工连杆轴颈、磨主轴颈，再磨连杆轴颈。

3.3定位基准选择

在加工中，首先使用的是粗基准，但在选样定位基准时，为了保证零件

的加工精度，首先考虑的是选择精基准，精基准选定以后，再考虑合理地选

择粗基准。考虑多种基准选择的原则，制定定位基准如下：

先以主轴颈为基准铣曲轴两端面并打中心孔，再以两顶尖定位方式粗加

工主轴颈，半精加工主轴颈，再以偏心卡盘分度夹具夹住主轴颈加工连杆轴颈、磨主轴颈，最后磨连杆轴颈。

3.4加工阶段的划分说明

加工阶段分为：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。

3.5单拐曲轴机械加工工艺路线初步拟定

工序号工序名称工序内容(单位：mm)工艺装备

1 铸造铸造、清砂

2 热处理正火

3 锯锯式样、涂漆划线

4 钻中心孔铣曲轴两端面，钻中心孔

5 粗车粗车主轴颈右端，自端面起右侧长度为412.8，

直径∅107.4−0.87

0；主轴颈长度为100.6，直径

∅112.4−0.14

CA6140

工序号工序名称工序内容(单位：mm)工艺装备

6 粗车粗车主轴颈左端，自端面起左侧轴颈长为91.6，

∅112.4−0.14

CA6140

7 半精车中心孔顶左端，半精车主轴颈右端CA6140

8 半精车中心孔顶右端，半精车主轴颈左端CA6140

9 粗车粗车连杆轴颈左右侧板特种多刀车床

10 粗铣粗铣连杆侧板上下及前后端铣床

11 钻孔在左侧板及主轴颈上钻油孔特种两面四轴钻床

12 扩孔扩孔∅32特种两面四轴钻床

13 攻螺纹在油孔上攻螺纹4-M24、M12并倒角

特种双面卧式四轴

攻螺纹机床

14 铣键槽在主轴颈右侧粗铣键槽铣床

15 校直校直压床

16 热处理淬火

17 去毛刺在所有侧面去除机械加工所留下的毛刺辊道

18 清理并吹净在乳化液中清洗顶尖和油孔的所有脏物清洗机

19 检验检验以上尺寸检验台

20 修正中心孔修正中心孔

21 磨削磨削主轴颈右侧并倒角外圆磨床

22 磨削磨削主轴颈左侧并倒角外圆磨床

23 磨削磨削连杆轴颈侧板并倒角外圆磨床

24 磨削磨削连杆上下、前后端并倒角外圆磨床

25 去毛刺吹净在所有孔口处抛光棱边，在主轴颈、连杆轴颈上

去毛刺并吹净

辊道

26 检验检验检验台

27 动平衡曲轴动平衡量每端不大于120g∙cm(n=

600 r/min)

动平衡机

28 去除不平衡量去除不平衡量

立式钻床、立式铣

床

29 校直校直液压床

30 终检终检检验台