单拐曲轴课程设计说明书

图2.3 曲轴偏心距检测示意图
偏心距e=（H -Φ /2）-（H -Φ /2）
式中 H ——曲轴拐径最高点………………………………式(1)
H （H ）——曲轴轴径最高点…………………………式(2)
Φ ——曲轴拐径实际尺寸……………………………式(3)
Φ （Φ ）——曲轴轴径实际尺寸……………………式(4)
68+（2.5+1+0.5）*2=76mm,65+（2.5+1+0.5+0.01）*2=73.02mm。
根据《机械加工工艺手册》表2.3-18,锻件尺寸公差为 ，现取1mm。对轴径Φ68mm有：
毛坯的名义尺寸为：68+（2.5+1.1+0.5）*2=76mm
毛坯最小尺寸为：76-1=75 mm
毛坯最大尺寸为：76+1=77mm
（4）曲轴偏心距76.5mm的检验方法如图2-3。将等高V形块放在工作平台上，以曲轴两轴径Φ68mm作为测量基准。将曲轴放在V形块上。首先用百分表将两轴径的最高点调整到等高（可用纸垫V形块的方法），并同时用高度尺测出轴径的最高点实际尺寸H ,H (如两轴径均在公差范围内，这时H 和 H 应等高)。用百分表将曲轴拐径调整到最高点位置上，同时用高度尺测出拐径最高点实际尺寸H 。在用外径千分尺测出拐径Φ1和轴径Φ2，Φ3的实际尺寸。这样经过计算可得出偏心距的实际尺寸。
3.2基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。不盲目的选择基面，否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。
3.2.1 粗基准选择
在大批生产的条件下，通常都是采取夹具中装夹。
3.2.2 精基准的选择
加工条件
工件材料：45钢,锻件。
加工要求：粗车左端外圆Φ68 mm。
机床：仿型车床刀具：YG6
1)被吃刀量 ：取单边余量Z=2mm，
2)进给量f：根据[3]表2.4-3，取 。
3)切削速度：
按[3]表2.4-20，切削速度 ，
4)机床主轴转速：
按机床说明书，与 相近的转速为400 ，则：.
实际铣削速度 ：
4)机床主轴转速：
按[3]表3.1-22可得，与 相近的转速为400r/min，则实际速度：
。
5)检验机床功率：主切削力Fc按[3]表2.4-20，可查得
由车床说明书可知，车床主电动机功率为75KW，当主轴转速为400r/min时，主轴传递的功率为4.5kW，所以机床功率足够，可以正常工作。
6)计算切削工时：按《工艺手册》表2.5-3，取
2 零件分析
2.1零件的作用
题目所给的零件是单拐曲轴，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。
2
由内燃机的曲轴零件图可知，它的外表面上有多个平面需要进行加工，此外各表面上还需加工一系列螺纹、孔和键槽。因此可将其分为两组加工表面，它们相互间有一定的位置要求.现分析如下:
求都十分严格。如果其中任何一个环节质量没有得到保证，则可严重影响曲轴的使用寿命和整机的可靠性。
本设计结合AutoCAD绘出曲轴的零件图。工艺规程方面分别有确定零件的生产类型、零件毛坯的制造形式、零件的热处理、确定工艺路线、确定机械加工余量和工序尺寸及毛坯尺寸、定位基准的选择、确定各工序工艺装备、切削用量及工时定额、确定各工序的工时定额要求精度、材料及毛坯类型的选择进行了较为全面的分析。并对各种加工工艺路线的分析，选取了加工工艺完善却比较精密和经济的工艺路线进行分析比较选取了最优方案；对加工零件各部位进行分析和有关切削深度、进给量和切削速度等的计算，确保加工的可行性。
5)检验机床功率：主切削力Fc按[3]表2.4-9，可查得
由仿型车床说明书可知，车床主电动机功率为13KW，当主轴转速为400r/min时，主轴传递的功率为7.5kW，所以机床功率足够，可以正常工作。
6)计算切削工时：按[3]表2.5-3，取
被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知L=52.5mm
刀具切入长度 ：L1= / tg +(2~3)
被切削层长度 ：由毛坯尺寸可知L=44mm
刀具切入长度 ：L1= / tg +(2~3)
主偏角 =0, L1=2mm
刀具切出长度 ：取
工序4：粗车拐径Φ50 mm
机床：仿型车床刀具：YG6
（1）粗车拐径Φ50 mm
1)被吃刀量 ：参照[3]表2.3-5，其余量规定为 ，现也取 。分两次加工， =2.5mm。
2)进给量f：根据[3]表2.4-3，取 。
3)切削速度：
按[2]表1.27，切削速度计算公式（寿命选T=60min）。
式中： 所以：
4)机床主轴转速：
按[3]表3.1-22可得，与 相近的转速为590功率：主切削力Fc按[2]表1.29所示公式计算
式中：
所以：
粗车：参照《机械加工工艺手册》表2.3-22，其余量规定为 ，现取 。
精车：参照《机械加工工艺手册》表2.3-39，其余量规定为1mm
粗磨：参照《机械加工工艺手册》表2.3-42，其余量规定为 ，现取 。
研磨：参照《机械加工工艺手册》表2.3-44，其余量规定为 现取 。
轴径Φ68mm，Φ65 mm，Φ65 锻造毛坯的基本尺寸分别为：
6）铣角向定位。
7）粗车连杆轴颈外圆及曲柄臂开裆。
8）粗磨长头轴承位外圆。
9）粗磨短头轴承位外圆。
10）粗磨连杆颈外圆。
11）粗铣长头键槽。
12）精铣长头键槽。
13）倒角。
14）精磨连杆颈外圆。
15）粗磨1：10的锥度。
16）车飞轮螺母锁紧外螺纹 。
17）钻Φ8透孔。
18）研磨连杆颈外圆。
19）点击。
（5）曲轴拐径轴线与轴径轴线平行度的检查，可参照图2-3进行。当用百分表将两轴径的最高点，调整到等高后，可用百分表再测出拐径Φ 最高点两处之差（距离尽可能远些），然后通过计算可得出平行度值。
3 工艺规程设计
3.1确定毛坯的制造形式
零件材料45钢。考虑到内燃机曲轴的零件较大，零件比较复杂，且大批量生产应采用模锻。而且投资较少，成本较低，生产周期短。
课 程 设 计 说 明 书
题目：曲轴
班级：机械0922
姓名：
学号：12
日期：2012年6月30日
1 绪 论
曲轴关键技术是整个产业最关心的问题之一。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。由于曲轴工作条件恶劣，因
此对曲轴材质以及毛坯加工技术、精度、表面粗糙度、热处理和表面强化、动平衡等要
毛坯最小尺寸为：58.02mm-1mm=57.02mm;
毛坯最大尺寸为：58.02mm+1mm=59.02mm;
精车后尺寸为：50+0.5+0.01=50.51mm；
研磨后尺寸与零件图尺寸相同，即Φ50 mm。
3.5 确定切削用量
工序1：铣端面，打中心孔
加工材料：45钢
工序2：粗车外圆Φ68 mm。
研磨：参照《机械加工工艺手册》表2.3-44，其余量规定为 ，现取 。
拐径Φ50 mm锻造毛坯的基本尺寸为：50+（2.5+1+0.5+0.01）*2=58.02mm。
根据《机械加工工艺手册》表2.3-18,铸件尺寸公差等级选用-1~2，取锻件尺寸公差为 ，对轴径Ø95 mm有：
毛坯的名义尺寸为：50+（2.5+1+0.5+0.01）*2=58.02mm；
3.4.2 粗车Ø65 mm 与M36mm外圆端面
根据工艺要求，端面精度要求不高粗糙度为Ra12.5 。只需要粗加工就可以了。
粗车：参照《机械加工工艺手册》表2.3-5，其余量规定为 ，现取 。锻造毛坯的基本尺寸为：716+2+2=720mm。
3.4.3 铣1：10圆锥处键槽
根据工艺要求，端面精度要求不高粗糙度为Ra3.2 ,需要粗精铣键槽，此时的余量2Z=3mm已能满足加工要求。
这组加工表面有一定的圆柱度要求，主要是：
(1)Φ65 和轴心基准A的同轴度。
(2)Φ65 和基准A的同轴度。
(3)Φ68和基准A的同轴度。
这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要有：
(1)曲轴拐径Φ50 mm轴心线与A基准轴心线的平行度公差Φ0.04mm
又以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可在仿型车床上一起加工。
加工曲轴的主轴颈止以及与主轴颈同旋转轴心线的其它配合部分和曲柄外圆弧面、外端面时，同轴类零件外圆表面加工一样，采用辅助精基准－顶针孔。用顶针孔作为精基准，符合基面同一的原则，从而可以保证一次安装中加工的各表面的同轴度或垂直度。对于主轴颈较大而偏心距又较小的曲轴，可以在曲轴两端面上分别各打出两个顶针孔A及B，使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。
3.3制定工艺路线
制定工艺路线的出发点，应该是使零件的几何形状、尺寸精度等技术要求能得到合理的保证。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
工艺路线方案：
1）铣端面和打中心孔，在专用机床上完成。
2）粗车长头各外圆及锥度。
3）调头粗车短头各外圆。
4）精车短头个外圆。
5）调头精车长头个外圆。
精车后尺寸为：68+0.5*2=69mm
粗磨后尺寸与零件图尺寸相同，即Φ68mm
对轴径Φ65 mm有：
毛坯的名义尺寸为：65+（2.5+1+0.5+0.01）*2=73.02mm。