汽车发动机曲轴加工工艺与夹具设计
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• • 由于曲轴是异形轴，加工曲轴连杆轴颈部位时不能直接在机床上进 夹具的定位方案 行加工。粗车第一、二连杆轴颈，精车第一、二连杆轴颈，粗磨第 一、二连杆轴颈以及半精磨第一、二连杆轴颈的时候，由于连杆轴 由零件图纸可以看出，连杆轴颈的设计轴向尺寸基准位于第三主 颈有一定的偏心距，所以需要设计专门的专用夹具对零件进行装夹。 轴颈的左端面，轴类零件的径向定位一般选用 V形块，为了方便工人
连杆轴颈 法兰盘 其他
粗车，半精车，粗磨，半精磨
粗车，半精车，粗磨 粗车，半精车，粗磨 粗车，半精车，钻，扩，铰
毛坯基本尺寸确定
从而确定毛坯基本尺寸如图 工序 工序 工序 经济 基本工序尺寸 基本工序尺寸 工序 经济 基本工序尺寸 基本工序尺寸 工序尺寸 余量 工序尺寸 工序尺寸 mm mm mm 余量 工序尺寸 mm 名称 精度 mm mm mm 名称 精度 mm mm mm 毛坯 毛坯 粗车 粗车 半精 92 122 84 152 82.8 113 75 142.9 80.6 110.8 72.8 140.5 80.2 110.4 72.4 140 80 110 72 92 122 ± 84 2 ± ± 22 152±2 82.8 113 75 142.9 80.6 110.8 72.8 140.5 80.2 110.4 72.4 140 110± 0.03
• 曲轴、凸轮轴、曲轴连杆、缸盖、缸体是内燃机的五大核心部件， 曲轴是内燃机中最重要的部分。曲轴是一种异形轴，曲轴工作时做 旋转运动，曲轴连杆轴颈与连杆之间相互配合，将作用在活塞上的 气体压力通过活塞推动连杆带动曲轴连杆轴颈转化为曲轴旋转的扭 矩输出给汽车。
曲轴加工方法
定位面 粗车，半精车，精车
主轴颈
1. 绘制产品零件图
2. 对零件进行结构分析及工艺分析
3. 确定毛坯种类及制造方法 4. 拟定零件机械加工工艺过程 5. 选择各工序的加工设备 6. 确定各工序的加工余量与工序尺寸 7. 计算各工序的切削用量 8. 填写机械加工工序卡片 9. 设计主要工序的专用夹具，绘制装配总图和主要零件图
零件介绍
90°硬 半精车 粗车第 半精磨 质合金 一主轴 第一连 砂轮 一连杆 第一主 半精磨 外圆车 精磨第 粗磨第 杆轴颈 颈 轴颈 第一主 砂轮 一主轴 一连杆 刀 颈 轴颈 90°硬 半精车 半精磨 粗车第 半精磨 质合金 精磨第 粗磨第 第一连 三主轴 第二连 砂轮 二连杆 第三主 外圆车 第三主 砂轮 三主轴 二连杆 颈 杆轴颈 轴颈 颈 轴颈 刀
的装卸，设计活动的夹具压板和六角螺钉来对零件进行夹紧。 • 所以我设计了加工曲轴连杆轴颈时（工序11、12、13、14）所用的 专用夹具。
夹具应力分析
• 划分网格 通过计算得出夹具的夹紧力为1830N，加载到夹具上进行应力分析
设计总结
• 设计创新点：
1.通过更换V形块和垫块可以调整一定范围内的偏心距 2.通过更换V形块、垫块和夹紧钉可以装夹不同大小曲轴 3.通过转动分度盘可以加工不同连杆轴颈 4.夹紧压板和夹紧螺杆的Hale Waihona Puke Baidu合可以实现零件的较快速装夹
粗糙度 粗糙度 粗糙度 粗糙度 Ra/ Ra/ Ra/ μ μ μ m m m Ra/ μ m
车 半精 半精 车 粗磨 磨 半精 半精 精磨 磨 磨
9.2 9 9.1 2.2 2.4 0.4 0.5 0.4 0.2
12-13 12-13 10-11 10-11 7-8 8-9 7-8 6-7 7-8
本科毕业设计（论文）
题目：汽车发动机曲轴加工工艺与夹具设计
学 专
院： 机电与汽车工程学院 业： 机械设计制造及其自动化
学 生 姓 名： 黄兴生 指 导 教 师： 王正伦
设计的主要内容
• 本设计是根据目标曲轴的加工技术要求，设计其机械工艺规程，然 后拟定夹具设计方案，完成夹具设计。主要完成以下工作：
• 待改进点：
1.夹紧螺母可以设计成快拆 2.装夹时需要将左右夹具体之间较容易造成误差
感谢帮助过我的老师和同学们
由于本人的设计能力
有限，在设计过程中难免
出现错误，恳请老师们多 多指教，本人十分乐意接 受你们的指正，本人将万 分感谢。
1.1 2.2 0.4 0.4 0.2 0.6
0.7 0.5 0.05 0.05 0.03 0.07
65 80 50 50 65 40
424 345 144 144 188 115
350 450 160 160 200 125
80.07 65.94 55.29 55.29 69.11 43.20
专用夹具设计
10-80 10-80 10-80 10-80 2.5-10 2.5-10 2.5-10 2.5-10 1.25-10 1.25-10 1.25-10 1.25-10 0.63-2.5 0.63-2.5 0.63-2.5
填写工序卡片
• 填写工序卡片 计算确定主要工序切削用量
工步 工步 刀具选 刀具选 择 择 初选切 计算主 选定主 计算切 被吃刀 进给量 初选切 计算主 选定主 计算切 削速度 轴转速 轴转速 削速度 被吃刀 量mm 进给量 mm/r 削速度 轴转速 轴转速 削速度 量mm mm/r m/min r/min r/min m/min m/min r/min r/min m/min 0.4 2.2 1.1 0.4 0.2 0.6 0.7 0.5 0.05 0.05 0.03 0.07 65 80 50 50 65 40 144 345 424 144 188 115 350 450 160 160 200 125 80.07 55.29 65.94 55.29 69.11 43.20
连杆轴颈 法兰盘 其他
粗车，半精车，粗磨，半精磨
粗车，半精车，粗磨 粗车，半精车，粗磨 粗车，半精车，钻，扩，铰
毛坯基本尺寸确定
从而确定毛坯基本尺寸如图 工序 工序 工序 经济 基本工序尺寸 基本工序尺寸 工序 经济 基本工序尺寸 基本工序尺寸 工序尺寸 余量 工序尺寸 工序尺寸 mm mm mm 余量 工序尺寸 mm 名称 精度 mm mm mm 名称 精度 mm mm mm 毛坯 毛坯 粗车 粗车 半精 92 122 84 152 82.8 113 75 142.9 80.6 110.8 72.8 140.5 80.2 110.4 72.4 140 80 110 72 92 122 ± 84 2 ± ± 22 152±2 82.8 113 75 142.9 80.6 110.8 72.8 140.5 80.2 110.4 72.4 140 110± 0.03
• 曲轴、凸轮轴、曲轴连杆、缸盖、缸体是内燃机的五大核心部件， 曲轴是内燃机中最重要的部分。曲轴是一种异形轴，曲轴工作时做 旋转运动，曲轴连杆轴颈与连杆之间相互配合，将作用在活塞上的 气体压力通过活塞推动连杆带动曲轴连杆轴颈转化为曲轴旋转的扭 矩输出给汽车。
曲轴加工方法
定位面 粗车，半精车，精车
主轴颈
1. 绘制产品零件图
2. 对零件进行结构分析及工艺分析
3. 确定毛坯种类及制造方法 4. 拟定零件机械加工工艺过程 5. 选择各工序的加工设备 6. 确定各工序的加工余量与工序尺寸 7. 计算各工序的切削用量 8. 填写机械加工工序卡片 9. 设计主要工序的专用夹具，绘制装配总图和主要零件图
零件介绍
90°硬 半精车 粗车第 半精磨 质合金 一主轴 第一连 砂轮 一连杆 第一主 半精磨 外圆车 精磨第 粗磨第 杆轴颈 颈 轴颈 第一主 砂轮 一主轴 一连杆 刀 颈 轴颈 90°硬 半精车 半精磨 粗车第 半精磨 质合金 精磨第 粗磨第 第一连 三主轴 第二连 砂轮 二连杆 第三主 外圆车 第三主 砂轮 三主轴 二连杆 颈 杆轴颈 轴颈 颈 轴颈 刀
的装卸，设计活动的夹具压板和六角螺钉来对零件进行夹紧。 • 所以我设计了加工曲轴连杆轴颈时（工序11、12、13、14）所用的 专用夹具。
夹具应力分析
• 划分网格 通过计算得出夹具的夹紧力为1830N，加载到夹具上进行应力分析
设计总结
• 设计创新点：
1.通过更换V形块和垫块可以调整一定范围内的偏心距 2.通过更换V形块、垫块和夹紧钉可以装夹不同大小曲轴 3.通过转动分度盘可以加工不同连杆轴颈 4.夹紧压板和夹紧螺杆的Hale Waihona Puke Baidu合可以实现零件的较快速装夹
粗糙度 粗糙度 粗糙度 粗糙度 Ra/ Ra/ Ra/ μ μ μ m m m Ra/ μ m
车 半精 半精 车 粗磨 磨 半精 半精 精磨 磨 磨
9.2 9 9.1 2.2 2.4 0.4 0.5 0.4 0.2
12-13 12-13 10-11 10-11 7-8 8-9 7-8 6-7 7-8
本科毕业设计（论文）
题目：汽车发动机曲轴加工工艺与夹具设计
学 专
院： 机电与汽车工程学院 业： 机械设计制造及其自动化
学 生 姓 名： 黄兴生 指 导 教 师： 王正伦
设计的主要内容
• 本设计是根据目标曲轴的加工技术要求，设计其机械工艺规程，然 后拟定夹具设计方案，完成夹具设计。主要完成以下工作：
• 待改进点：
1.夹紧螺母可以设计成快拆 2.装夹时需要将左右夹具体之间较容易造成误差
感谢帮助过我的老师和同学们
由于本人的设计能力
有限，在设计过程中难免
出现错误，恳请老师们多 多指教，本人十分乐意接 受你们的指正，本人将万 分感谢。
1.1 2.2 0.4 0.4 0.2 0.6
0.7 0.5 0.05 0.05 0.03 0.07
65 80 50 50 65 40
424 345 144 144 188 115
350 450 160 160 200 125
80.07 65.94 55.29 55.29 69.11 43.20
专用夹具设计
10-80 10-80 10-80 10-80 2.5-10 2.5-10 2.5-10 2.5-10 1.25-10 1.25-10 1.25-10 1.25-10 0.63-2.5 0.63-2.5 0.63-2.5
填写工序卡片
• 填写工序卡片 计算确定主要工序切削用量
工步 工步 刀具选 刀具选 择 择 初选切 计算主 选定主 计算切 被吃刀 进给量 初选切 计算主 选定主 计算切 削速度 轴转速 轴转速 削速度 被吃刀 量mm 进给量 mm/r 削速度 轴转速 轴转速 削速度 量mm mm/r m/min r/min r/min m/min m/min r/min r/min m/min 0.4 2.2 1.1 0.4 0.2 0.6 0.7 0.5 0.05 0.05 0.03 0.07 65 80 50 50 65 40 144 345 424 144 188 115 350 450 160 160 200 125 80.07 55.29 65.94 55.29 69.11 43.20