柴油機(jī)曲軸零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及銑扇板內(nèi)側(cè)面設(shè)計(jì)【說明書+CAD】
柴油機(jī)曲軸零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及銑扇板內(nèi)側(cè)面設(shè)計(jì)【說明書+CAD】,說明書+CAD,柴油機(jī)曲軸零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及銑扇板內(nèi)側(cè)面設(shè)計(jì)【說明書+CAD】,柴油機(jī),曲軸,零件,機(jī)械,加工,工藝,規(guī)程,銑扇板內(nèi),側(cè)面,設(shè)計(jì),說明書,仿單,cad
淮 海 工 學(xué) 院
2006 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
學(xué)生姓名
寧 真
學(xué) 號(hào)
5102102112
班 級(jí)
機(jī)械021
專 業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
指導(dǎo)教師
文 西 芹
選題情況
課題名稱
柴油機(jī)曲軸工藝設(shè)計(jì)
難易程度
偏難
√
適中
偏易
工作量
較大
√
合理
較小
符 合
規(guī)范化
的要求
任務(wù)書
有
√
無
開題報(bào)告
有
√
無
外文翻譯質(zhì)量
優(yōu)
良
中
差
學(xué)習(xí)態(tài)度、 出勤情況
好
√
一般
差
工作進(jìn)度
快
按計(jì)劃進(jìn)行
√
慢
中期工作
匯報(bào)及解
答問題情況
優(yōu)
良
√
中
差
中期成績(jī)
畢 業(yè)
設(shè) 計(jì)
（論文）
調(diào) 整
情 況
沒有調(diào)整
指導(dǎo)教師（簽名）
年 月 日
教
研
室
意
見
教研室主任（簽名）
年 月 日
淮 海 工 學(xué) 院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
設(shè)計(jì)(論文)題目： 柴油機(jī)曲軸工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
系 （院）： 東港學(xué)院機(jī)電工程系
專業(yè)班級(jí)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化021
學(xué)生姓名: 寧真 學(xué) 號(hào): 5102102112
起 迄 日 期: 2006年 2 月 20 日 ~ 6月23日
設(shè)計(jì)(論文) 地點(diǎn): 東港學(xué)院機(jī)電工程系
指 導(dǎo) 教 師: 文西芹 職稱： 副教授
教 研 室 主 任： 張石平
發(fā)任務(wù)書日期: 2006年 2月19日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)達(dá)到的目的：
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是大學(xué)學(xué)習(xí)的最后一個(gè)綜合性的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)要求學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和處理專業(yè)問題的能力；總結(jié)對(duì)在學(xué)期間所學(xué)知識(shí)的檢驗(yàn)與總結(jié);訓(xùn)練使學(xué)生受到科學(xué)研究，工程設(shè)計(jì)和解決問題的能力;完成工程師的基本訓(xùn)練和初步具有從事科學(xué)研究的能力。
設(shè)計(jì)依據(jù)：
曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要部件之一，其加工面較多、定位、裝夾較為復(fù)雜。因此制訂合理的加工路線、設(shè)計(jì)合理的夾具結(jié)構(gòu)是非常重要的。設(shè)計(jì)中提供曲軸毛坯圖一張，各種加工車床等條件。本課題來源于生產(chǎn)實(shí)際，選用此課題具有一定的實(shí)際意義。
2.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
任務(wù)要求：
一 總體要求
工藝流程符合實(shí)際，體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、高效。
二 具體要求
1、 曲軸加工工藝流程的制訂
2、 編制全套加工工藝卡片
三 圖紙要求
1 、曲軸毛坯設(shè)計(jì)圖
2、 夾具圖
3、圖紙中要有計(jì)算機(jī)成圖（至少1/3）。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
3.對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成果的要求〔包括圖表、實(shí)物等硬件要求〕：
曲軸零件圖一張
曲軸夾具圖兩張
加工工序卡一套
圖紙中要含有計(jì)算機(jī)出圖，圖紙量折合零號(hào)圖紙4A0張。
英文資料翻譯（至少3000單詞量以上）
設(shè)計(jì)說明書一份（參考資料不少于20篇）
說明：設(shè)計(jì)說明書、英文資料翻譯等均采用計(jì)算機(jī)打印文檔。
4.主要參考文獻(xiàn)：
［1］ 譚正三.內(nèi)燃機(jī)夠造.中國農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社，1989
［2］ 楊連聲.內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì).中國農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社，1980
［3］ 陳日曜.金屬切削原理.第2版，機(jī)械工業(yè)出版社，2002
［4］ 余光國，馬俊，張光發(fā).機(jī)床夾具設(shè)計(jì).重慶大學(xué)出版社，1995
［5］ 王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社，1995
［6］ 陳宏鈞.實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社，1997
［7］ 王啟平.機(jī)械制造工藝學(xué).第4版，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1995
［8］ 陳純乙.低速柴油機(jī)曲軸制造工藝及加工設(shè)備.造船工業(yè)建設(shè)，1998
［9］ 張明智.單缸柴油機(jī)曲軸連桿的加工：制造技術(shù)與機(jī)床，1999
［10］ 江學(xué)仁.美國車用柴油機(jī)曲軸加工工藝：拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車，1995
［11］ 吉國光.柴油機(jī)曲軸加工中的幾個(gè)問題：柴油機(jī)，1994
［12］ 耿學(xué)寨，蔡果.發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸加工工藝參數(shù)的優(yōu)化：車用發(fā)動(dòng)機(jī)，1998
［13］ 余云良.曲軸加工余量分配對(duì)曲軸加工質(zhì)量的影響：內(nèi)燃機(jī)，1997
［14］ 李海國.曲軸車床夾具的改進(jìn)設(shè)計(jì)：機(jī)械制造，2002
［15］ 李海國.車削曲軸連桿頸的可調(diào)整夾具：制造技術(shù)與機(jī)床，2002
畢業(yè)設(shè)計(jì)論文）任務(wù)書
5.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)度計(jì)劃：
序號(hào)
起 迄 日 期
工 作 內(nèi) 容
1
2006 .2.20~3.10
畢業(yè)實(shí)習(xí)調(diào)研
2
2006 .3.11~3.24
外文翻譯、開題報(bào)告
3
2006 .3.25~4.17
工藝流程制訂及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
4
2006 .4.18~4.30
加工工序卡編寫
5
2006 .5.1~5.10
曲軸毛坯設(shè)計(jì)圖繪制
6
2006 .5.11~5.25
繪制夾具圖
7
2006 .5.26~6.9
編寫設(shè)計(jì)說明書
8
2006 .6.10~6.17
指導(dǎo)教師審核材料、學(xué)生打印相關(guān)材料并準(zhǔn)備答辯
9
2006 .6.18~6.23
畢業(yè)答辯
指導(dǎo)教師
日期：
年 月 日
教研室審查意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
系（院）意見：
系（院）領(lǐng)導(dǎo)：
年 月 日
淮 海 工 學(xué) 院
2006 屆學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)前期工作材料
設(shè)計(jì)(論文)題目: 柴油機(jī)曲軸工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名： 寧 真 學(xué) 號(hào)： 5102102112
系 （院）： 東港學(xué)院機(jī)電工程系
專業(yè)班級(jí)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 021
指導(dǎo)教師： 文西芹 副教授
(姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))
材 料 目 錄
序號(hào)
名 稱
數(shù)量
備 注
1
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)選題、審題表
1
2
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書
1
3
畢業(yè)實(shí)習(xí)調(diào)研報(bào)告
1
4
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告〔含文獻(xiàn)綜述〕
1
5
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯〔含原文〕
1
6
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
1
2006年 5月
注：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查工作結(jié)束后，請(qǐng)將本封面與目錄中各材料合訂成冊(cè)，并統(tǒng)一存放在學(xué)生“畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料袋”中（一律用A4紙）。
廠名
機(jī)械加工工藝卡過程片
產(chǎn)品型號(hào)
175Ⅱ型
零（部）件圖號(hào)
共3頁
產(chǎn)品名稱
柴油機(jī)
零（部）件名稱
柴油機(jī)曲軸
第1頁
材料牌號(hào)
QT700-02
毛坯種類
鑄造
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
1
每臺(tái)件數(shù)
1
備注
工序號(hào)
工序與工步內(nèi)容
車
間
機(jī)床及編號(hào)
夾具及編號(hào)
工具
切削規(guī)范
工時(shí)
切削
輔助
測(cè)量
切（㎝）
切速（㎝/min）
轉(zhuǎn)板（r/min）
進(jìn) 刀
準(zhǔn)備
單件
01
鑄造
鑄造
02
回火
熱處理
03
檢驗(yàn)
10
銑兩端面
機(jī)加
雙面銑床
銑端面夾具×M1
0.5
16
280
1.5
20
鉆兩端面中心孔
機(jī)加
Z520
0.4
15
300
1.5
30
車長端外圓
機(jī)加
C620
三爪卡盤、頂尖
0.5
86
480
1.5
40
車扇板外圓
機(jī)加
C365L
三爪卡盤四爪卡盤
0.6
74
430
1.5
50
車短頭外圓
機(jī)加
CE7120
仿型車床夾具
0.1~0.5
56~63
355
0.7~2
描圖
60
車長頭外圓
機(jī)加
CE7120
仿型車床夾具
0.1~0.3
62~65
355
1.15
70
銑扇板內(nèi)側(cè)面
機(jī)加
內(nèi)側(cè)銑床
曲軸內(nèi)側(cè)銑床夾具
0.56
30
258
1
描效
80
扇板內(nèi)側(cè)面清角
機(jī)加
C630
車曲軸扇板夾具
0.6
76
415
1.5
90
修正中心孔
機(jī)加
616車床
三爪卡盤
28
350
1.5
底圖號(hào)
100
磨φ40外圓
機(jī)加
MQ1420
雞心夾頭
12.5
100
0.5
裝訂號(hào)
110
粗磨主頸軸
機(jī)加
MQ1420
雞心夾頭
15.4
100
0.5
編制（日期）
審核（日期）
會(huì)簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
廠名
機(jī)械加工工藝卡過程片
產(chǎn)品型號(hào)
175Ⅱ型
零（部）件圖號(hào)
共3頁
產(chǎn)品名稱
柴油機(jī)
零（部）件名稱
柴油機(jī)曲軸
第2頁
材料牌號(hào)
QT700-02
毛坯種類
鑄造
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
1
每臺(tái)件數(shù)
1
備注
工序號(hào)
工序與工步內(nèi)容
車
間
機(jī)床及編號(hào)
夾具及編號(hào)
工具
切削規(guī)范
工時(shí)
切削
輔助
測(cè)量
切（㎝）
切速（㎝/min）
轉(zhuǎn)板（r/min）
進(jìn)刀
準(zhǔn)備
單件
120
銑連桿軸頸
機(jī)加
彎頭銑床
曲軸彎頭銑夾具
0.5
32.5
258
1.5
130
粗磨連桿軸頸
機(jī)加
M8260
三爪卡盤
8.05
64
0.25
140
鉆配車孔
機(jī)加
專用車床
鉆磨Z M2
0.4
18.5
330
150
鉆過油孔
機(jī)加
Z520
鉆磨Z M4
11.3
600
2
160
擴(kuò)鉸配車孔
機(jī)加
Z520
銑鍵槽夾具
11.3
600
170
銑鍵槽及止退槽
機(jī)加
立式銑床
銑鍵槽夾具
0.3
15
390
4
180
銑鍵槽12N9
機(jī)加
X920
銑鍵槽夾具
0.2
25.6
680
0.2
190
鉆小油孔及倒角
機(jī)加
Z512
鉆?6油孔夾具
15
600
描圖
200
鉆大端面螺孔
機(jī)加
Z512-2
螺孔鉆模
0.2
9.4
600
210
攻絲
機(jī)加
折臂攻絲
1
24
150
描效
220
精磨主軸頸
機(jī)加
MQ8240
磨主軸頸夾具
12
65
0.1
230
精磨連桿軸頸
機(jī)加
M8260
磨連桿軸頸夾具M(jìn)
9.0
64
0.15
底圖號(hào)
240
車小頭螺紋M36
機(jī)加
C618
三爪卡盤
29.4
260
0.2
裝訂號(hào)
250
車長端螺紋M54
機(jī)加
C618
三爪卡盤
1.5
42.4
250
0.3
編制（日期）
審核（日期）
會(huì)簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
廠名
機(jī)械加工工藝卡過程片
產(chǎn)品型號(hào)
175Ⅱ型
零（部）件圖號(hào)
共3頁
產(chǎn)品名稱
柴油機(jī)
零（部）件名稱
柴油機(jī)曲軸
第3頁
材料牌號(hào)
QT700-02
毛坯種類
鑄造
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
1
每臺(tái)件數(shù)
1
備注
工序號(hào)
工序與工步內(nèi)容
車
間
機(jī)床及編號(hào)
夾具及編號(hào)
工具
切削規(guī)范
工時(shí)
切削
輔助
測(cè)量
切（㎝）
切速（㎝/min）
轉(zhuǎn)板（r/min）
進(jìn)刀
準(zhǔn)備
單件
260
粗磨錐面
機(jī)加
MQ1470
磨錐面夾具
15.4
100
0.25
270
精磨錐面
機(jī)加
MQ1470
磨錐面夾具
15.4
100
0.25
280
磁力探傷
機(jī)加
磁力探傷機(jī)
290
氮化
機(jī)加
300
拋光各主軸頸
機(jī)加
車床
拋光夾具
0.2
15.4
100
0.1
描圖
描效
底圖號(hào)
裝訂號(hào)
編制（日期）
審核（日期）
會(huì)簽（日期）
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
淮 海 工 學(xué) 院
畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研報(bào)告
系 （ 院）： 東 港 學(xué) 院 機(jī) 電 工 程 系
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
姓 名： 寧 真
學(xué) 號(hào)： 5102102112
設(shè)計(jì)題目： 柴油機(jī)曲軸工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
指導(dǎo)老師： 文 西 芹
指導(dǎo)教師評(píng)語：
簽名：
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)調(diào)研報(bào)告
文獻(xiàn)查詢時(shí)間：2006.2.20~2006.3.10
文獻(xiàn)查詢資料：網(wǎng)絡(luò)資源
文獻(xiàn)查詢地點(diǎn)：淮海工學(xué)院東港學(xué)院機(jī)電系機(jī)房
調(diào)研實(shí)習(xí)時(shí)間：2006.2.20-2006.3.10
調(diào)研實(shí)習(xí)地點(diǎn)：淮海工學(xué)院東港學(xué)院機(jī)電系機(jī)房
調(diào)研實(shí)習(xí)目的：通過調(diào)研和實(shí)習(xí)，開拓視野，了解曲軸工藝規(guī)程研究和發(fā)展現(xiàn)狀。積累知識(shí)，為設(shè)計(jì)作鋪墊，也為以后的工作打基礎(chǔ)。
調(diào)研實(shí)習(xí)內(nèi)容：
一、調(diào)研
隨著社會(huì)的快速向前發(fā)展,人們的生活水平不斷提高,人們對(duì)汽車的性能的需求也越來越高.其中汽車的動(dòng)力性、安全性和排放性能已成為人們關(guān)心的主要內(nèi)容.除了擁有先進(jìn)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)外,汽車各個(gè)零部件的加工質(zhì)量也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用.作為汽車的核心部件,發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件的加工質(zhì)量是整個(gè)汽車加工的基礎(chǔ).曲軸是內(nèi)燃機(jī)的主要零部件之一,負(fù)責(zé)將活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),承受著復(fù)雜的交變應(yīng)力,直接影響著內(nèi)燃機(jī)的壽命,而設(shè)計(jì)的先進(jìn)性和加工工藝的合理性是提高曲軸壽命、保證內(nèi)燃機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保證.該文針對(duì)4D型柴油機(jī)曲軸加工工藝的設(shè)計(jì),對(duì)曲軸加工中較為重要的工序,鉆中心孔、動(dòng)平衡、連桿頸加工、拋光等工藝進(jìn)行了研究,并應(yīng)用于實(shí)際中,提高了原產(chǎn)品的質(zhì)量,保證了4D型新產(chǎn)品的試制成功.
汽車曲軸是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零件。我廠是專鍛造廠,已生產(chǎn)了各種曲軸鍛件60余種,占全廠件年產(chǎn)量的70%以上。曲軸鍛件一般較復(fù)雜,生工藝流程周期長,任何一個(gè)環(huán)節(jié)出了問題都會(huì)造停產(chǎn)。因此,如何針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)問題,改進(jìn)工藝設(shè)計(jì),避鍛造缺陷,提高鍛件質(zhì)量,十分重要錘鍛曲軸分類及工藝路線根據(jù)曲軸鍛造分模面形式和拐數(shù)可按如下分類:
水平分模面曲軸——
單拐曲軸(α=0°)
雙拐曲軸(α=180°)
四拐曲軸(α=180°)
空間分模面曲軸——
三拐曲軸(α=120°)
四拐曲軸(α=90°)
六拐曲軸(α=120°) (α——相鄰連桿軸頸軸線所在平面間的夾角) 曲軸模鍛的通用工藝路線為:預(yù)熱→切料→加→錘鍛→熱切邊→鐓法蘭→熱(冷)校正→劃線→洗(工間檢查)→熱處理→酸洗清理→(冷校直)→ 檢查→入庫。根據(jù)曲軸類別,針對(duì)每種曲軸的形狀 點(diǎn),工藝路線還可進(jìn)行不同的組合選擇。鍛件圖分模面位置的確定分模面關(guān)系到模具制造、鍛件成形、出模及材料 用率等問題。水平分模曲軸,位置容易確定,空間模曲軸相對(duì)就有一定難度。
二、總結(jié)
通過幾天的實(shí)習(xí)帶給我們的，應(yīng)遠(yuǎn)非我們所接觸到的那些操作技能，也不僅僅是通過幾項(xiàng)工種所要求我們鍛煉的幾種能力，更多的則需要我們每個(gè)人在實(shí)習(xí)結(jié)束后根據(jù)自己的情況去感悟，去反思，勤時(shí)自勉，有所收獲，以達(dá)到這次實(shí)習(xí)的真正目的。
淮 海 工 學(xué) 院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
設(shè)計(jì)（論文）題目：曲軸工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名： 寧 真 學(xué) 號(hào)： 5102102112
專業(yè)班級(jí)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化021
指導(dǎo)教師： 文西芹 職 稱： 副教授
2006年 3 月 24 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
1.本課題的研究意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢(shì)
曲軸是內(nèi)燃機(jī)中最重要的零件之一。它的功用是將活塞和連軸桿傳來的氣體力轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩輸出，以驅(qū)動(dòng)與其相連的動(dòng)力裝置，此外還驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)本身的配氣機(jī)構(gòu)及各種附件。曲軸在工作中受到氣體力、往復(fù)慣性力以及它們產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和彎矩的作用，受力情況十分復(fù)雜。其精度要求非常高，它的加工質(zhì)量對(duì)內(nèi)燃機(jī)的工作性能，對(duì)裝配勞動(dòng)量都要很大的影響。因此,各要素的尺寸精度、位置精度和表面質(zhì)量要求相當(dāng)高。曲軸中幾個(gè)主要加工表面、連桿表面、軸承軸頸及錐面鍵槽的精度要求都較高，連桿軸頸需經(jīng)過拋光。所以研究曲軸對(duì)曲軸的生產(chǎn)具有一定的實(shí)際意義。
我國內(nèi)燃機(jī)曲軸專業(yè)生產(chǎn)主要企業(yè)共63家(據(jù)2000年《中國內(nèi)燃機(jī)工業(yè)年鑒》數(shù)據(jù))，近年來隨著行業(yè)的不斷發(fā)展，通過引進(jìn)技術(shù)消化吸收，自行開發(fā)總體水平有了較大的提高。但是我們也應(yīng)該看到，我國內(nèi)燃機(jī)曲軸生產(chǎn)技術(shù)距世界先進(jìn)水平仍相差很遠(yuǎn)，甚至于還滿足不了我國內(nèi)燃機(jī)工業(yè)技術(shù)發(fā)展的要求。國內(nèi)曲軸專業(yè)生產(chǎn)廠家雖然不是很多，但存在整體規(guī)模小、專業(yè)化程度低、企業(yè)設(shè)備陳舊、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝落后、性能壽命和可靠性差、品種雜亂及“三化”程度低等差距，它是影響整機(jī)適應(yīng)國內(nèi)及國際市場(chǎng)能力的重要因素。而國外，大都采用高科技的自動(dòng)化的生產(chǎn)設(shè)備，規(guī)模大、專業(yè)化程度高、產(chǎn)品壽命可靠。隨著我國加入WTO，內(nèi)燃機(jī)零部件行業(yè)將面臨更加激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，也將迎來新的發(fā)展與機(jī)遇。我們只有充分了解國內(nèi)外內(nèi)燃機(jī)曲軸制造技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，及時(shí)的改進(jìn)和提高曲軸制造技術(shù)水平，生產(chǎn)出具有世界一流水平的內(nèi)燃機(jī)曲軸，才能以實(shí)力參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。
可以看出目前國內(nèi)曲軸制造技術(shù)與國外先進(jìn)技術(shù)有相當(dāng)?shù)牟罹?。雖然國內(nèi)部分骨干企業(yè)從發(fā)達(dá)國家引進(jìn)了不少先進(jìn)設(shè)備，但整體技術(shù)水平仍比較低。我們只有借鑒國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，立足本國現(xiàn)實(shí)，既要做到引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，又必須進(jìn)行消化、吸收，全面提高我國曲軸制造技術(shù)水平。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
2.本課題的基本內(nèi)容，可能遇到的困難，提出解決問題的方法和措施
設(shè)計(jì)的內(nèi)容是175Ⅱ型柴油機(jī)曲軸加工工藝規(guī)程。
基本內(nèi)容
1.原始數(shù)據(jù)
①曲軸的工作圖（175Ⅱ型柴油機(jī)曲軸零件工作圖）；②產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)
生產(chǎn)綱領(lǐng)是企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量，某零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)就是包括備品和廢品在內(nèi)的年產(chǎn)量，計(jì)算公式如下：
(件/年)
式中 ——零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）；——產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺(tái)/年）；
——每臺(tái)產(chǎn)品中，該零件的數(shù)量（件/臺(tái)）；——備用品率；——廢品率。
本次設(shè)計(jì)所加工的175Ⅱ型柴油機(jī)曲軸要求年產(chǎn)量為15萬臺(tái)，其中，，
故生產(chǎn)綱領(lǐng)：（件/年）
2.技術(shù)要求：
曲軸的兩個(gè)支承軸頸的尺寸精度都是IT6，長頭端軸頸尺寸?55K6，工藝要求為?，短頭端軸頸尺寸為?50K6，工藝要求?。錐面對(duì)主軸頸中心線的跳動(dòng)0.04，用精度等級(jí)為K2的錐形量規(guī)涂色檢驗(yàn)，錐面密合面應(yīng)不小于70%。保證錐度為1：8 。連桿軸頸要求精度磨至?寬4 并要求保證靠長頭端扇板兩側(cè)軸肩間距離為28±0.105，表面粗糙度為0.8。扇板精度要求表面粗糙度為12.5，兩扇板內(nèi)側(cè)面之間的距離為46，同時(shí)必須清角，清角必須與兩扇板內(nèi)側(cè)平整相接。鉆過油孔要求尺寸?4.0表面粗糙度為12.5，平衡孔要求尺寸 ?，小油孔要求尺寸表面?6.6表面粗糙度為12.5，孔口傾角1.2×45°。
3．設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和要求：
(1)曲軸加工工藝流程的制定；
(2)編制全套加工工藝卡片；
二）可能遇到的困難及解決方法
因所學(xué)知識(shí)有限，對(duì)夾具的感性認(rèn)識(shí)不夠，在設(shè)計(jì)中如何根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際制訂工藝流程，設(shè)計(jì)合理的夾具是一個(gè)難題，但在老師的指導(dǎo)下，利用現(xiàn)有資料，盡可能完成設(shè)計(jì)任務(wù)。
3.本課題擬采用的研究手段（途徑）和可行性分析
本課題需采用理論聯(lián)系實(shí)際的方法，既要通過查找資料，理解曲軸的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、通過到現(xiàn)場(chǎng)觀察實(shí)踐，了解曲軸的加工方法、所用工裝夾具，從而設(shè)計(jì)性方案和科學(xué)合理的工藝路線。
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指導(dǎo)教師意見：
（對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見和對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的預(yù)測(cè)）
曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要部件之一，其加工面較多、定位、裝夾較為復(fù)雜。因此制訂科學(xué)合理的加工路線、設(shè)計(jì)合理有效的夾具結(jié)構(gòu)是非常重要的。該生主要進(jìn)行銑連桿軸頸的夾具和銑扇板內(nèi)側(cè)面夾具設(shè)計(jì)，有一定的難度，但只要精心組織、合理利用時(shí)間，還是能按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)。
指導(dǎo)教師：
年 月 日
教研室審查意見：
教研室負(fù)責(zé)人：
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說明書
題 目： 柴油機(jī)曲軸工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
作 者： 寧 真 學(xué) 號(hào)： 5102102112
系 (院)： XX機(jī)電工程系
專業(yè)班級(jí)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化021
指導(dǎo)者： 副教授
評(píng)閱者：
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要
柴油機(jī)曲軸工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
摘 要：曲軸是單缸柴油機(jī)的心臟部件之一，它的功用是將活塞和連軸桿傳來的氣體力轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩輸出，以驅(qū)動(dòng)與其相連的動(dòng)力裝置，此外還驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)本身的配氣機(jī)構(gòu)及各種附件。由于柴油機(jī)曲軸在工作中受力情況復(fù)雜，所以曲軸的加工工藝及加工精度要求較高。柴油機(jī)曲軸加工面較多、定位、裝夾較為復(fù)雜，因此需制訂合理的加工路線。本說明書介紹了175Ⅱ型柴油機(jī)曲軸加工工藝規(guī)程的編制及相關(guān)夾具的設(shè)計(jì)，及曲軸的規(guī)程制定中遇到問題的分析、經(jīng)濟(jì)性分析、工時(shí)定額、切削用量的計(jì)算。同時(shí)還介紹曲軸加工中用到的兩套夾具的設(shè)計(jì)過程，包括定位、夾緊及誤差的計(jì)算分析。
關(guān)鍵詞：曲軸 加工 工藝規(guī)程 夾具
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文摘要
The Design of Process Criterion for Diesel Engine’s Craft
Abstract: The craft is one of the core parts of the diesel engine, which has the function of transferring the air pressure from the piston and craft level to the output torque to drive the engine equipments, besides it also drives the air constructions and attachments which actuates the internal combustion engine owns itself. The craft of the diesel engine is complicated of force, so it needs higher precision for its performance and manufacture. It’s complex for the cutting planes, locating jig and fixture, so we need to design a reasonable route progress. The manual instruction includes the craft progress, jig designs, the problems analysis in design, economic, production time, and cuttings measure, the two sets of jigs’ design and the location as well as the tolerance’s calculation.
Keywords: craft;manufacture;operation sheet;jigs and fixtures
目 錄
1 引言……………………………………………………………………………… 1
2 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂…………………………………………………………… 1
2.1 機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用…………………………………………………………… 1
2.2 制訂機(jī)械加工工始資料……………………………………………………………… 2
2.3 曲軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及主要技術(shù)要求…………………………………………………… 2
2.4 制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的主要問題……………………………………………… 4
2.5 工藝規(guī)程的擬訂…………………………………………………………………… 12
2.6 工藝尺寸的計(jì)算…………………………………………………………………… 14
2.7 工藝過程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析………………………………………………………… 17
2.8 確定切削用量……………………………………………………………………… 20
3 曲軸夾具的設(shè)計(jì)………………………………………………………………… 22
3.1 夾具設(shè)計(jì)的要求……………………………………………………………… 22
3.2 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)原理…………………………………………………………… 25
3.3 機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 34
3.4 銑連桿軸頸的夾具設(shè)計(jì)……………………………………………………… 37
3.5 銑扇板內(nèi)側(cè)面夾具設(shè)計(jì)……………………………………………………… 37
結(jié)論 ………………………………………………………………………………… 39
致謝 ………………………………………………………………………………… 40
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………… 41
淮海工學(xué)院二○○六屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第42頁 共42頁
1 引言
曲軸是內(nèi)燃機(jī)中最重要的零件之一。它的功用是將活塞和連軸桿傳來的氣體力轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩輸出，以驅(qū)動(dòng)與其相連的動(dòng)力裝置，此外還驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)本身的配氣機(jī)構(gòu)及各種附件。曲軸在工作中受到氣體力、往復(fù)慣性力以及它們產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和彎矩的作用，受力情況十分復(fù)雜。其精度要求非常高，它的加工質(zhì)量對(duì)內(nèi)燃機(jī)的工作性能，對(duì)裝配勞動(dòng)量都要很大的影響。因此,各要素的尺寸精度、位置精度和表面質(zhì)量要求相當(dāng)高。曲軸中幾個(gè)主要加工表面、連桿表面、軸承軸頸及錐面鍵槽的精度要求都較高，連桿軸頸需經(jīng)過拋光。所以研究曲軸對(duì)曲軸的生產(chǎn)具有一定的實(shí)際意義。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我更加深入系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了各種機(jī)械加工工藝依據(jù)、方法，夾具的定位、夾緊方法以及其優(yōu)缺點(diǎn)。此課題要求我們充分了解柴油機(jī)曲軸加工過程中的實(shí)際情況，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)并發(fā)揮主觀能動(dòng)性，要求對(duì)已有的加工工藝進(jìn)行優(yōu)化、合理安排各道工序使其生產(chǎn)效率高同時(shí)具有經(jīng)濟(jì)性。查閱相關(guān)資料，將所學(xué)知識(shí)于實(shí)際相結(jié)合。經(jīng)過深思熟慮最終設(shè)計(jì)出一套完整的曲軸加工工藝規(guī)程加工過程中要用的夾具。
我希望通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題鞏固、擴(kuò)大和強(qiáng)化自己所學(xué)到的理論知識(shí)與技能，提高自己設(shè)計(jì)計(jì)算、制圖、編寫技術(shù)文件的能力，正確使用技術(shù)資料、標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)等工具書，并在設(shè)計(jì)中培養(yǎng)自己理論聯(lián)系實(shí)際、嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和獨(dú)立工作能力，為畢業(yè)后從事技術(shù)工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
2 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂
2.1 機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用
機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造過程和操作方法等的文件，用于指導(dǎo)工人操作和用于生產(chǎn)工藝管理等的各種技術(shù)文件。
機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用：
⑴ 機(jī)械加工工藝規(guī)程是組織車間生產(chǎn)的主要技術(shù)文件
機(jī)機(jī)械加工工藝規(guī)程是車間中一切從事生產(chǎn)的人員都要嚴(yán)格、認(rèn)真貫徹執(zhí)行的工藝技術(shù)文件，按照它組織生產(chǎn)，就能做到各工序科學(xué)地銜接，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低消耗。
⑵ 機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備和計(jì)劃調(diào)度的主要依據(jù)
有了機(jī)械加工工藝規(guī)程，在產(chǎn)品投入生產(chǎn)之前就可以根據(jù)它進(jìn)行一系列的準(zhǔn)備工作，如原材料和毛坯的供應(yīng)，機(jī)床的調(diào)整，專用工藝裝備（如專用夾具、刀具和量具）的設(shè)計(jì)與制造，生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃的編排，勞動(dòng)力的組織，以及生產(chǎn)成本的核算等。有了機(jī)械加工工藝規(guī)程，就可以制定所生產(chǎn)產(chǎn)品的進(jìn)度和相應(yīng)的調(diào)度計(jì)劃，使生產(chǎn)均衡有序地進(jìn)行。
⑶ 機(jī)械加工工藝規(guī)程是新建或擴(kuò)建工廠、車間的基本技術(shù)文件
在新建或擴(kuò)建工廠、車間時(shí)，只有根據(jù)機(jī)械加工工藝規(guī)程和生產(chǎn)綱領(lǐng)，才能準(zhǔn)確地確定生產(chǎn)所需機(jī)床的種類和數(shù)量，工廠或車間的面積，機(jī)床的平面布置，生產(chǎn)工人的工種、等級(jí)、數(shù)量、以及各種輔助部門的安排等。
⑷ 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂能保證加工質(zhì)量，可靠地達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙
所要求的各項(xiàng)技術(shù)條件，確保較高的生產(chǎn)率，確保按期完成力爭(zhēng)提前完成生產(chǎn)計(jì)劃并減少人力物資的消耗，降低生產(chǎn)成本，成為最經(jīng)濟(jì)合理的工藝方案。
⑸ 盡量降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，使操作工人有安全良好的工作條件。
2.2 制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原始資料
⑴ 曲軸的工作圖（175Ⅱ型柴油機(jī)曲軸零件工作圖）
⑵ 產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)
生產(chǎn)綱領(lǐng)是企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量，某零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)就是包括備品和廢品在內(nèi)的年產(chǎn)量，計(jì)算公式如下：
(件/年)
式中 ——零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件/年）；——產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺(tái)/年）；
——每臺(tái)產(chǎn)品中，該零件的數(shù)量（件/臺(tái)）；——備用品率；——廢品率。
本次設(shè)計(jì)所加工的175Ⅱ型柴油機(jī)曲軸要求年產(chǎn)量為15萬臺(tái)，其中，，
故生產(chǎn)綱領(lǐng)：（件/年）
生產(chǎn)類型是企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。一般分為：?jiǎn)渭a(chǎn)、成批生產(chǎn)、大批量生產(chǎn)
本次設(shè)計(jì)加工的175Ⅱ型柴油機(jī)曲軸的生產(chǎn)綱領(lǐng)為214200件，零件重量不超過10㎏，查閱有關(guān)資料屬于大批量生產(chǎn)。
2.3 曲軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及主要技術(shù)要求
2.3.1 分析曲軸的零件圖
零件的結(jié)構(gòu)對(duì)其機(jī)械加工工藝過程的影響很大.使用性能完全相同而結(jié)構(gòu)不同的兩個(gè)零件，他們的加工難易和制造成本可能有很大的差別。所謂良好的工藝性，首先是這種結(jié)構(gòu)便于機(jī)械加工，即在同樣的生產(chǎn)條件下能夠采用簡(jiǎn)便和經(jīng)濟(jì)的方法加工出來。此外，零件結(jié)構(gòu)還應(yīng)適應(yīng)生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件的要求。
曲軸是內(nèi)燃機(jī)中最重要的零件之一。它的功用是將活塞和連軸桿傳來的氣體力轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩輸出，以驅(qū)動(dòng)與其相連的動(dòng)力裝置，此外還驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)本身的配氣機(jī)構(gòu)及各種附件。曲軸在工作中受到氣體力、往復(fù)慣性力以及它們產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和彎矩的作用，受力情況十分復(fù)雜。其精度要求非常高，它的加工質(zhì)量對(duì)內(nèi)燃機(jī)的工作性能，對(duì)裝配勞動(dòng)量都要很大的影響。因此,各要素的尺寸精度、位置精度和表面質(zhì)量要求相當(dāng)高.其主要尺寸和精度要求見曲軸零件圖。
曲軸中幾個(gè)主要加工表面、連桿表面、軸承軸頸及錐面鍵槽的精度要求都較高，連桿軸頸需經(jīng)過拋光。
根據(jù)曲軸的工作特點(diǎn)，對(duì)其設(shè)計(jì)要求如下：
⑴ 合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（結(jié)構(gòu)已定）。
⑵ 足夠的剛度、強(qiáng)度。
⑶ 足夠的耐磨性、抗震性及尺寸穩(wěn)定性。
⑷ 一定的尺寸精度、形狀精度、位置精度和表面質(zhì)量。
⑸ 由于曲軸在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)連桿過程中承受交變載荷，因此它還應(yīng)具有一定抗疲勞強(qiáng)度。
以上其中第⑵、⑶、⑸項(xiàng)要求可以通過選擇曲軸的材料及熱處理工藝予以解決，曲軸的制造精度則由機(jī)械加工來加以保證。
2.3.2 曲軸加工的技術(shù)要求
⑴ 曲軸支承軸頸的精度
曲軸在發(fā)電機(jī)中是以它的兩個(gè)支承軸頸與相應(yīng)的軸承內(nèi)孔相配合，從而確定了曲軸在發(fā)電機(jī)中的位置，同時(shí)其軸承的位置也被確定下來。
曲軸的兩個(gè)支承軸頸的尺寸精度都是IT6，長頭端軸頸尺寸?55K6，工藝要求為?，短頭端軸頸尺寸為?50K6，工藝要求? 。
曲軸支承頸表面的形位誤差（圓度、同軸度、平行度、局部跳動(dòng)）將直接影響到曲軸的工作精度，造成曲軸的徑向圓跳動(dòng)、和端面圓跳動(dòng)，這些跳動(dòng) 又影響其驅(qū)動(dòng)活塞的壓縮平穩(wěn)性。曲軸的軸肩軸承端面對(duì)曲軸回轉(zhuǎn)軸心線的垂直度誤差是使曲軸產(chǎn)生端面圓跳動(dòng)的原因之一。
設(shè)△1和△2分別是曲軸軸肩和軸承端面對(duì)回轉(zhuǎn)軸心線的垂直度誤差。
從理論上講，在曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)總是垂直度誤差較大，一方的最高點(diǎn)在垂直度誤差較小的一方的表面上滑動(dòng)，因此端面圓跳動(dòng)量總是取△1和△2中較小的數(shù)值，若△1或△2任意一個(gè)垂直度誤差為零，即軸肩或軸承端面之一對(duì)回轉(zhuǎn)軸心線嚴(yán)格垂直，則曲軸沒有圓跳動(dòng)。
⑵ 曲軸工作表面的精度
曲軸工作表面是指安裝飛輪的錐面及連接連桿的拐頸，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)連桿帶動(dòng)缸體中的活塞移動(dòng)。安裝飛輪的工作表面是錐面，具有配合要求的尺寸精度、形狀精度、粗糙度和接觸精度。技術(shù)要求錐面對(duì)主軸頸中心線的跳動(dòng)0.04，用精度等級(jí)為K2的錐形量規(guī)涂色檢驗(yàn)，錐面密合面應(yīng)不小于70%。
加工表面應(yīng)光潔不得有裂紋、壓傷、刻痕和黑點(diǎn)等缺陷，保證錐度為1：8。
連桿軸頸要求精度磨至?寬4 并要求保證靠長頭端扇板兩側(cè)軸肩間距離為28±0.105，表面粗糙度為0.8。
同時(shí)技術(shù)要求軸頸表面必須光潔不得有裂痕、壓痕、黑點(diǎn)等缺陷。
⑶ 曲軸其他表面及孔的精度
其他表面指扇板內(nèi)側(cè)、鍵槽，孔指小油孔、過油孔及平衡孔。
扇板精度要求表面粗糙度為12.5，兩扇板內(nèi)側(cè)面之間的距離為46，同時(shí)必須清角，清角必須與兩扇板內(nèi)側(cè)平整相接。鉆過油孔要求尺寸?4.0表面粗糙度為12.5，平衡孔要求尺寸 ?，小油孔要求尺寸表面?6.6表面粗糙度為12.5，孔口傾角1.2×45°。
⑷ 曲軸各表面的表面層
所有曲軸的支承軸頸表面、工作表面及其他配合表面都受到不同程度的摩擦作用，曲軸采用滾動(dòng)軸承、軸頸可以不要求很高的耐磨性，因?yàn)槟Σ赁D(zhuǎn)移給軸承環(huán)和滾動(dòng)體，但是它仍然要求適當(dāng)提高其硬度以改善它的裝配工藝性和裝配精度。滾動(dòng)軸承的軸頸表面硬度為HRC40～50。
2.3.3 加工毛坯的分析
由于生產(chǎn)規(guī)模大，宜采用高精度和高生產(chǎn)率的毛坯制造方法。精度較高的毛坯制造方法的生產(chǎn)率一般也較高，即節(jié)約原材料又減少機(jī)械加工勞動(dòng)量，又可簡(jiǎn)化工藝和工藝設(shè)備、降低產(chǎn)品的總成本。選擇毛坯時(shí)應(yīng)考慮工件結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小、對(duì)零件的機(jī)械性能的要求及本廠現(xiàn)有的設(shè)備和技術(shù)水平，還應(yīng)考慮可能性和經(jīng)濟(jì)性等因素。
本次設(shè)計(jì)曲軸材料選用為QT700-02鑄件。根據(jù)制造廠現(xiàn)有的毛坯生產(chǎn)條件和曲軸生產(chǎn)數(shù)量屬于大批量生產(chǎn)類型的生產(chǎn)綱領(lǐng)，采用鐵型覆砂工藝的生產(chǎn)方法，性能高、成本低、效率高、毛坯精度高、加工余量小且組織均勻無脹砂、縮砂、縮孔等缺陷，表面尺寸精度高，可達(dá)到IT6～7級(jí)的精度，表面質(zhì)量可達(dá)到表面粗糙度12.5。經(jīng)粗加工后采用正火處理加氮化處理，要求布氏硬度為240～300HBS，同一根曲軸硬度差≤50HBS。
2.4 制訂機(jī)械加工工藝過程的主要問題
2.4.1 基準(zhǔn)的確定
基準(zhǔn)是用來確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面或其組合,在機(jī)器零件的設(shè)計(jì)和加工過程中,按不同要求選擇哪些點(diǎn)、線、面作為基準(zhǔn),是直接影響零件加工工藝性和表面間尺寸、位置精度的主要因素之一。
定位基準(zhǔn)的選擇與工藝過程的制訂有密切的關(guān)系，故有必要多設(shè)想幾種定位方案比較他們的優(yōu)缺點(diǎn)，周密地考慮定位方案與工藝過程的關(guān)系，尤其對(duì)加工精度的影響。合理選擇定位基準(zhǔn)對(duì)保證加工精度和確保加工順序都有決定性的影響，基準(zhǔn)的選擇其實(shí)就是基面的選擇。
根據(jù)作用的不同，基準(zhǔn)可分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。
設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：零件設(shè)計(jì)圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。這是設(shè)計(jì)人員從零件的工作條件、性能要求出發(fā)，適當(dāng)考慮加工工藝性而選定的。一個(gè)零件圖上可以有一個(gè)也可以有多個(gè)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。
工藝基準(zhǔn)：零件在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)，成為工藝基準(zhǔn)。其中又包括工藝基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)，現(xiàn)分析如下。
⑴ 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)
設(shè)計(jì)基準(zhǔn)就是在零件設(shè)計(jì)圖紙上用來確定其他點(diǎn)、線和面的位置的基準(zhǔn)。即零件圖紙上標(biāo)注尺寸的起點(diǎn)。
⑵ 工藝基準(zhǔn)
工藝基準(zhǔn)是在加工裝配過程中所采用的基準(zhǔn)。根據(jù)用途的不同可分為：定位基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)。
① 定位基準(zhǔn)
工件在機(jī)床上或夾具中進(jìn)行加工時(shí)用作定位的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。當(dāng)加工主軸頸時(shí)，其位置是由夾具上定位相接的面確定的，故該接觸面即是本道工序的定位基準(zhǔn)。
② 工序基準(zhǔn)
在工序圖中，用來確定本工序所加工表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)。應(yīng)對(duì)各工序中的工件加工面作具體分析、確定某面或線作為該工序的基準(zhǔn)。工序基準(zhǔn)采用工件上實(shí)際表面的點(diǎn)、線、面以外，還可以是工件表面的幾何中心、對(duì)稱面或?qū)ΨQ線等。例，加工主軸頸時(shí)以主軸中心線為加工的工序基準(zhǔn)。
③ 測(cè)量基準(zhǔn)
在測(cè)量時(shí)所采用的基準(zhǔn)，稱為測(cè)量基準(zhǔn)。
根據(jù)不同工序要求測(cè)量已加工平面位置時(shí)使用不同的測(cè)量基準(zhǔn)，如測(cè)量曲軸總長時(shí)應(yīng)以曲軸兩端面為測(cè)量基準(zhǔn)。
④ 裝配基準(zhǔn)
在機(jī)器裝配時(shí)，用來確定零件或部件在產(chǎn)品中所采用的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。
2.4.2 定位基準(zhǔn)的選擇
正確選擇定位基準(zhǔn)是設(shè)計(jì)工藝過程的一項(xiàng)重要內(nèi)容。
在最初的工序中只能選擇未加工的毛坯表面作為定位基準(zhǔn)，這種表面稱為粗基準(zhǔn)。用加工過的表面作為定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。另外，為了滿足工藝需要在工件上專門設(shè)計(jì)的定位面，稱為輔助基準(zhǔn)。
⑴ 粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)的選擇影響各加工面的余量分配及不需加工表面之間的位置精度。這兩方面的要求常相互矛盾，因此在選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，必須首先明確那一方面是主要的，一般可遵循如下原則：
① 如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求，則應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。
② 如果必須首先保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)該選擇該表面作粗基準(zhǔn)。
③ 選作粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)平整，沒有澆口、冒口或飛邊等缺陷，以便定位可靠。
④ 粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，即不應(yīng)重復(fù)使用，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。
⑵ 精基準(zhǔn)的選擇
選擇精基準(zhǔn)時(shí)應(yīng)考慮如何保證加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便等因素，一般遵循如下原則：
① 用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，以便消除基準(zhǔn)不重合誤差，即所謂“基準(zhǔn)重合”原則。
② 當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便的加工其他各表面時(shí)，應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中采用此組精基準(zhǔn)定位，即所謂“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。
選作統(tǒng)一基準(zhǔn)的表面，一般都應(yīng)是面積較大、孔以及其他距離較遠(yuǎn)的幾個(gè)面的組合。
③ 當(dāng)精加工或光整加工工序要求余量盡可能小而且均勻時(shí)，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，而該加工表面與表面之間的位置精度則要求由先行工序保證，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。
④ 為了獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，在選擇精度基準(zhǔn)時(shí)，可遵循“互為基準(zhǔn)”的原則。
⑤ 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)使定位準(zhǔn)確，夾緊可靠。為此，精基準(zhǔn)的面積與被加工表面相比，應(yīng)有較大的長度與寬度，以提高其位置精度。
因此曲軸的設(shè)計(jì)加工應(yīng)采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則，交替或共同使用中心孔和外表面作為定位基準(zhǔn)。
2.4.3 零件表面加工方法的選擇
零件表面的加工方法，首先取決于加工表面應(yīng)有的技術(shù)要求。但應(yīng)注意，這些技術(shù)要求不是一定就是零件圖所規(guī)定的要求，有時(shí)還可能由于工藝上的原因而在某些方面高于零件圖上的要求。如果由于基準(zhǔn)不重合而提高對(duì)某些表面的加工要求，或由于被作為精基準(zhǔn)而可能對(duì)其提出更高的加工要求。
當(dāng)明確了各加工表面的技術(shù)要求后，即可據(jù)此選擇能保證該要求的最終加工方法，并確定需幾個(gè)工步的加工方法。所選擇的加工方法，應(yīng)滿足零件的質(zhì)量、良好的加工經(jīng)濟(jì)性和高的經(jīng)濟(jì)效率的要求。為此，選擇加工方法時(shí)應(yīng)考慮以下各因素：
⑴ 任何一種加工方法能獲得的加工精度和表面粗糙度都有一個(gè)相當(dāng)大的范圍，但只有在某一個(gè)較窄的范圍才是經(jīng)濟(jì)的，這個(gè)范圍的加工精度就是經(jīng)濟(jì)加工精度。為此，在選擇加工方法時(shí)，應(yīng)選擇相應(yīng)的能獲得經(jīng)濟(jì)加工精度的加工方法。例如，公差為IT7級(jí)的和表面粗糙度為Ra0.4外圓表面，通過精心車削可以達(dá)到精度要求，但不如采用摸削經(jīng)濟(jì)。各種加工方法可達(dá)到的經(jīng)濟(jì)加工精度和表面粗糙度，可參閱工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)中的有關(guān)資料。
⑵ 要考慮工件材料的性質(zhì)。例如，對(duì)淬火鋼應(yīng)采用磨削加工，但對(duì)有色金屬采用磨削加工就會(huì)發(fā)生困難，所以一般采用金剛鏜削或高速精細(xì)車削加工。
⑶ 要考慮工件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小。例如，回轉(zhuǎn)工件可以用車削或磨削等加工孔，而箱體上IT7級(jí)公差的孔，一般就不宜采用車削或磨削，而通常采用鏜削或鉸削加工。孔徑小的宜采用鉸孔，孔徑大或長度較短的孔宜采用鏜孔。
⑷ 要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性要求。大批大量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)采用高效率的先進(jìn)工藝，如平面和孔的加工采用拉削代替普通的銑、刨和鏜孔等加工方法。甚至可以從根本上改變毛坯的制造方法，以減少機(jī)械加工的勞動(dòng)量。
⑸ 要考慮工廠或車間的現(xiàn)有設(shè)備情況和技術(shù)條件。選擇加工方法時(shí)應(yīng)充分利用現(xiàn)有的設(shè)備，挖掘企業(yè)的潛力，發(fā)揮工人的積極性和創(chuàng)造性。但也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有的加工方法和設(shè)備，采用新技術(shù)和提高工藝水平，此外還應(yīng)考慮設(shè)備負(fù)荷的平衡。
2.4.4 加工順序的安排
零件表面的加工方法確定之后，就要安排加工的先后順序，同時(shí)還要安排熱處理、檢驗(yàn)等其他工序在工藝過程中的位置。零件加工順序安排的是否合適，對(duì)加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率率和經(jīng)濟(jì)性有較大的影響?，F(xiàn)將有關(guān)加工順序安排的原則和應(yīng)注意的問題分述如下。
⑴ 加工工藝的劃分
零件加工時(shí)，往往不是依次加工完各個(gè)表面，而是將各表面的粗、精加工分開進(jìn)行，為此，一般都將整個(gè)工藝過程劃分為幾個(gè)加工階段，這就是在安排加工順序時(shí)所應(yīng)遵循的工藝過程劃分階段的原則。按加工性質(zhì)和作用的不同，工藝過程可以劃分如下幾個(gè)階段：
① 粗加工階段
這個(gè)階段主要任務(wù)是卻去大部分加工余量，為半精加工提供定位基準(zhǔn)，因此主要是提高生產(chǎn)率的問題。
② 半精加工階段
這階段的作用是為零件主要表面的精加工做好準(zhǔn)備（達(dá)到一定的精度和表面粗糙度，的精加工余量），并完成一些次要表面的加工（如鉆孔、攻絲、銑鍵槽等），一般在熱加工以前進(jìn)行。
③ 精加工階段
對(duì)于零件上的精度和表面粗糙度要求高（精度在IT7級(jí)或以上，表面粗糙度在Ra0.8以下）的表面，還要安排精加工階段。這個(gè)階段的任務(wù)主要是提高加工表面的各項(xiàng)精度要求和降低表面粗糙度。
有時(shí)由于毛坯余量特別大，加工表面十分粗糙，在粗加工前還需要去黑皮的加工階段，稱荒加工階段。為了及時(shí)地發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷和減少運(yùn)輸工作量，通常把荒加工放在毛坯車間中進(jìn)行。此外，對(duì)零件上的精度和表面粗糙要求特高的表面還應(yīng)在精加工后進(jìn)行光整加工。稱為光整加工階段。
2 機(jī)械加工順序的安排
一個(gè)零件上往往有幾個(gè)加工表面需要加工，這些表面不僅本身有一定的精度要求，而且各表面間還有一定的位置要求。為了達(dá)到這些精度要求，各表面的加工順序就不能隨便安排，而必須遵循一定的原則，這就是定位基準(zhǔn)的選擇和轉(zhuǎn)換決定著加工順序，以及前工序?yàn)楹罄m(xù)工序準(zhǔn)備好定位基準(zhǔn)的原則。
⑶ 熱處理工序的安排
熱處理工序在工藝過程中的安排是否恰當(dāng)，是影響零件加工質(zhì)量和材料使用性能的重要因素。熱處理的方法、次數(shù)和在工藝過程中的位置，應(yīng)根據(jù)零件材料和熱處理的目的而定。
① 退火或正火
為了得到較好的表面質(zhì)量、減少刀具磨損，需要對(duì)毛坯預(yù)先進(jìn)行熱處理，以消除組織的不均勻，降低硬度、細(xì)化晶粒，提高加工性。對(duì)高碳鋼零件用退火降低其硬度，對(duì)低碳鋼零件卻要用正火的辦法提高其硬度；對(duì)鍛造毛坯，因表面軟硬不均不利于切削，通常也進(jìn)行正火處理。退火、正火等，一般應(yīng)安排在機(jī)械加工之前進(jìn)行。
② 時(shí)效
為了消除殘余應(yīng)力應(yīng)進(jìn)行時(shí)效處理（其中包括人工時(shí)效和自然時(shí)效）。殘余應(yīng)力無論在應(yīng)力制造還是在切削加工時(shí)都會(huì)殘留下來，不設(shè)法消除就會(huì)引起工件變形，降低產(chǎn)品質(zhì)量，甚至造成廢品。
對(duì)于一般鑄件，只需在粗加工后進(jìn)行一次時(shí)效處理即可，或在鑄造毛坯以后安排一次時(shí)效處理。
③ 淬火
淬火可提高材料的機(jī)械性能（硬度和抗拉強(qiáng)度等）。淬火后尚需回火以取得所需要的硬度與組織。由于工件淬火后常產(chǎn)生較大的變形，因此，淬火工序一般安排在精加工階段的磨削加工之后進(jìn)行。
④ 滲碳
由于滲碳的溫度高，容易產(chǎn)生變形，因此一般滲碳工序安排在精加工之前進(jìn)行。
氮化處理是為了提高零件的表面硬度和抗腐蝕性，一般安排在工藝過程的后部、該表面的最終加工之前。氮化處理前應(yīng)調(diào)質(zhì)。
⑤ 表面處理
為了提高零件的抗腐蝕能力、耐磨性、抗高溫能力和導(dǎo)電率等，一般都采用表面處理的方法。如在零件的表面鍍上一層金屬鍍層（鉻、鋅、鎳、銅以及金、銀、鉬等）或使零件表面形成一層氧化膜。表面處理工序一般均安排在工藝過程的最后進(jìn)行。
⑷ 輔助工序的安排
輔助工序種類很多，包括中間檢驗(yàn)、洗滌、防銹、特種檢驗(yàn)和表面熱處理等。
① 檢驗(yàn)
檢驗(yàn)工序一般安排粗加工全部結(jié)束之后，精加工之前；送往外車間加工的前后（特別是熱處理前后）；化費(fèi)工時(shí)用于工序和重要工序的前后。以便及時(shí)控制質(zhì)量，避免浪費(fèi)工時(shí)。
② 特種檢驗(yàn)
X射線、超聲波探傷等多用于工件材料內(nèi)部質(zhì)量的檢驗(yàn)，一般安排在工藝過程的開始。熒光檢驗(yàn)、磁力探傷主要用于工件表面質(zhì)量的檢驗(yàn)，通常安排在精加工階段。如果用于檢驗(yàn)毛坯的裂紋，則安排在加工前進(jìn)行。
③ 清洗、涂防銹油
一般安排在最后工序。
2.4.5 工序的組合
安排了加工順序之后，就可將各加工表面的各次加工，按不同的加工階段和先后的順序組合成若干個(gè)工序，組合時(shí)可采用工序分散或工序集中的原則。
綜合以上多種因素工藝過程的前幾道工序的定位基準(zhǔn)和加工過程大致安排如下：
⑴ 用毛坯外圓表面作為粗基準(zhǔn)銑兩端面，證尺寸294±1.05。
⑵ 用毛坯外圓表面作為粗基面鉆長端中心孔。
⑶ 用毛坯短頭外圓表面和中心孔定位，車長端外圓。
⑷ 用長頭端外圓表面作為表面精基準(zhǔn)面定位，車扇板外圓及鉆中心孔。
⑸ 用長頭端外圓表面作為精基準(zhǔn)面和短頭中心孔定位，車短頭端外圓。
⑹ 用短頭端外圓作為精基準(zhǔn)面和中心孔定位，用仿形車刀粗精仿車長端外圓。
2.4.6 加工工藝路線的擬訂
擬訂工藝路線是制訂工藝規(guī)程中最為關(guān)鍵性的一步，它于定位基準(zhǔn)面的選擇有著密切的關(guān)系。工藝路線不但影響加工的質(zhì)量和效率，而影響到工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、設(shè)備投資、車間面積、生產(chǎn)成本等問題。工藝路線的主要工作是：選擇定位基準(zhǔn)，選擇各表面的加工方法，安排工序的先后順序，確定工序的集中與分散程度等。
⑴ 根據(jù)分析研究曲軸的零件圖，其加工方法和方案，參考《機(jī)械制造工藝學(xué)》表1-13 、1-14、1-15有：
① 工件端面加工方案有
粗車——半精車——精車
粗銑——精銑
② 曲軸頸的加工方案
粗車——半精車——粗磨——精磨——鏡面磨
粗車——半精車——粗磨——精磨——超精加工
粗車——半精車——精車——精磨——研磨
粗車——半精車——精車——精磨——拋光
③ 錐面的加工方案
粗車——半精車——磨削
粗車——半精車——粗磨——精磨
④ 孔的加工方案
鉆——擴(kuò)——鉸
鉆——粗拉——精拉
鉆——粗鉸——精鉸
⑵ 加工階段的劃分
由于曲軸的加工質(zhì)量要求較高，把整個(gè)加工過程分為以下幾個(gè)階段：
① 粗加工階段
在這一階段中切除較大量的加工余量，獲得高的生產(chǎn)率。
② 半精加工階段
這一階段為精加工作好準(zhǔn)備，保證一定的精加工余量，并完成幾個(gè)次要面的加工。
③ 精加工階段
這一階段保證各主要面達(dá)到圖紙要求的質(zhì)量。
④ 光整加工階段
這一階段拋光精度要求很高，表面粗糙度參數(shù)值要求很小的表面。
⑶ 工序順序的安排
① 根據(jù)工廠生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和車間生產(chǎn)設(shè)備情況及遵循一般的加工原則：先粗后精、先主后次、先基面后其他面、先面后孔、在曲軸的加工過程中，在加工好一些工序后必須進(jìn)行退刀槽、倒角等工序的加工，這些工序在實(shí)際中自行安排。
② 熱處理工序的安排
曲軸是鑄件也是加工要求較高的基準(zhǔn)件，必須消除內(nèi)應(yīng)力防止加工過程中產(chǎn)生的變性影響加工精度，使零件報(bào)廢增多，增大消耗，同時(shí)防止產(chǎn)生裝配誤差，所以必須在鑄件取出后加工前進(jìn)行回火處理，并檢驗(yàn)。
曲軸加工完后需進(jìn)行氮化處理，氮化處理是在加熱的情況下把活性氮原子滲入表面層，形成硬度很高的氮化物。
因?yàn)榈幚淼臏囟群艿停?00～600℃）而且不需要經(jīng)過淬火，所以氮化的熱處理變形很小。與滲碳相比，氮化層形成較大的壓應(yīng)力，所以氮化后的抗疲勞強(qiáng)度極限可提高約15～35‰氮化層還具有抗腐蝕性，可以替代鍍鋅、發(fā)藍(lán)及其他化學(xué)鍍層。
氮化層深度只有0.5mm左右，由于是精磨之后的氮化最后拋光使拋光所去的氮化層薄而均勻。
③ 檢驗(yàn)工序的安排
由于曲軸的尺寸精度、位置精度要求很高，所以在每加工完一道工序之后都要設(shè)計(jì)一道檢驗(yàn)工序，依保證各尺寸精度的要求、位置精度要求，最后必須安排一道最終檢驗(yàn)，按零件圖加工技術(shù)要求進(jìn)行檢驗(yàn)。
⑷ 加工余量的確定及工序尺寸的確定
零件在機(jī)械加工工藝過程中，各個(gè)加工表面本身的尺寸及各個(gè)加工表面相互之間的距離尺寸和位置關(guān)系，在每一道工序中是不同的，它們隨著工藝過程的進(jìn)行而不斷改變，一直到工藝過程結(jié)束，達(dá)到圖紙上所規(guī)定的要求。在工藝過程中，某工序加工達(dá)到應(yīng)達(dá)到的尺寸稱為工序尺寸。工序尺寸的正確確定不僅和零件圖上的設(shè)計(jì)尺寸有關(guān)系，還與各工序的工序余量有關(guān)系。
① 加工余量的確定
加工余量是指在加工過程中，從被加工表面上切除的金屬層厚度。加工余量分工序余量和加工總余量（毛坯余量）二種。相鄰兩工序的工序尺寸之差稱為工序余量。毛坯尺寸與成品零件圖的設(shè)計(jì)尺寸之差就稱為加工總余量即毛坯余量，其值等于各工序的工序余量總和。
由于加工表面的形狀不同，加工余量又可分為單邊余量和雙邊余量?jī)煞N。如平面的加工余量則是單邊余量，即實(shí)際所切除的金屬層厚度。對(duì)于外圓和孔等旋轉(zhuǎn)表面而言，加工余量是從直徑上考慮的，故稱雙邊余量。實(shí)際切除的金屬厚度是從直徑上的加工余量的一半。
因各工序尺寸都有公差，故實(shí)際切除的金屬層厚度不等，就產(chǎn)生了工序余量的最大值和最小值。在工藝過程中，用極值法還是用調(diào)整法計(jì)算工序余量的最大值和最小值，它們的概念是不同的。極值法是按試切加工原理計(jì)算，調(diào)整法是按加工過程中誤差復(fù)原的原理來計(jì)算。為了便于加工和計(jì)算，工序尺寸一般按“如體原則”（指向工件材料體內(nèi)的方向）標(biāo)注極限偏差。對(duì)于外表面的工序尺寸取上偏差為零，而對(duì)于內(nèi)表面的工序尺寸取下偏差為零。
極值法計(jì)算的工序最大余量偏大，工序余量偏小，使得工序余量波動(dòng)較大，工序余量的偏差過大。所以在制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程中，單件或小批量生產(chǎn)時(shí)用極值法計(jì)算，大批量生產(chǎn)和生產(chǎn)穩(wěn)定時(shí)用調(diào)整法計(jì)算，這樣可節(jié)約材料、降低成本。
加工總余量的大小，對(duì)零件的加工質(zhì)量和生產(chǎn)率以及經(jīng)濟(jì)性均有較大的影響。余量過大不但增加機(jī)械加工的勞動(dòng)量，也增加材料、工具、電力等的消耗從而增加了成本，并使切削力增大而引起工件的變形較大。相反，余量過小不能保證零件的加工質(zhì)量。確定加工余量的基本原則是在保證加工質(zhì)量的前提下盡量減小加工余量。目前，工廠中確定加工余量的方法一般有兩種，一種是靠經(jīng)驗(yàn)缺定，但這種方法不夠準(zhǔn)確，為了保證不出廢品，余量總是偏大，多用于單件小批生產(chǎn)。另一種方法是查閱有關(guān)加工余量的表格來確定，這種方法應(yīng)用比較廣泛。
比較合理的方法是加工余量的分析計(jì)算法。這種方法是在了解和分析影響加工余量基本因素的基礎(chǔ)上，加以綜合計(jì)算來確定余量的大小。
加工總余量的數(shù)值，一般與毛坯制造精度有關(guān)。同樣的毛坯制造方法，總余量的大小又與生產(chǎn)類型有關(guān)，批量大的總余量可以小一些。由于粗加工的工序余量的變化范圍很大，半精加工和精加工的加工余量較小，所以在一般情況下加工總余量的分配是足夠的。
② 工序尺寸的確定
在零件的機(jī)械加工工藝過程中，各工序的工序尺寸及工序余量在不斷地變化，其中一些工序尺寸在零件圖上往往不標(biāo)出或不存在，需要在制定工藝過程時(shí)予以確定。而這些不斷變化的工序尺寸之間又存在著一定的聯(lián)系，需要用工藝尺寸鏈原理去分析它們的內(nèi)在聯(lián)系，掌握它們的變化規(guī)律，正確地計(jì)算出各工序的工藝尺寸。
本設(shè)計(jì)的曲軸毛坯是球墨鑄鐵鑄件，查閱《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》可知鑄造件的毛坯厚度約2～5mm，表面層有缺陷，其特點(diǎn)是有較高的硬度，如果刀具的刀刃切在表面層，將使刀具加速磨損，因此刀具切入金屬的厚度應(yīng)大于表面層的厚度，大批量生產(chǎn)類型用金屬模鑄造查得機(jī)械加工余量約為2.5mm。
對(duì)于工序余量，可按工廠工人實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)估計(jì)平面采用單邊余量，軸、孔采用直徑上的雙邊余量，也可查閱參照《金屬加工工藝人員手冊(cè)》或《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》。
實(shí)際生產(chǎn)中影響工序余量的因素比較復(fù)雜，下面做幾點(diǎn)說明作為確定工序余量的參考。
① 上道工序的表面粗糙度（Ra）
由于尺寸測(cè)量是在表面粗糙度的高峰上進(jìn)行的，任何后續(xù)工序都應(yīng)減小表面粗糙度，因此在加工中首先要把上工序所形成的表面粗糙度切去。
② 上工序的表面破壞層（Da）
由于切削加工都在表面上留下一層塑性變形層，這一層金屬組織已遭破壞，必須在本工序中予以切除。
③ 上工序的尺寸公差（Ta）
上工序的尺寸公差愈大，則本道工序的標(biāo)稱余量愈大。本道工序應(yīng)切除上道工序尺寸公差中包含的各種可能產(chǎn)生的誤差。在工序余量?jī)?nèi)要包括上工序的尺寸公差。
④ 上工序的形狀和位置誤差（Pa）
零件上有一些形狀和位置誤差不包括在尺寸公差的范圍內(nèi)，但這些誤差又必須在加工中加以糾正，這是就必須單獨(dú)考慮其影響。
⑤ 本工序的裝夾誤差（）
裝夾誤差應(yīng)包含定位誤差（包括夾具本身的誤差）和夾緊誤差。由于這項(xiàng)誤差直接影響被加工表面與切削刀具的相對(duì)位置，所以加工余量中應(yīng)包含這項(xiàng)誤差。
2.5 工藝規(guī)程的擬訂
由于零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)性和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度等，都與工藝過程有著密切關(guān)系，為此應(yīng)在進(jìn)行充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，多設(shè)計(jì)一些方案經(jīng)分析比較，最后確定一個(gè)最合理的工藝過程。經(jīng)過以上問題的分析、研究、評(píng)比和估算以后，就可盡量考慮工序的集中，減少裝夾和調(diào)整的次數(shù)，以利于保證加工表面間的位置精度。經(jīng)過綜合分析和調(diào)整，就得到大批量生產(chǎn)條件下的曲軸零件機(jī)械加工工藝過程：
序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容及要求
基面
設(shè)備
1
鑄造
按曲軸鑄造工藝進(jìn)行
2
回火
消除內(nèi)應(yīng)力
3
檢驗(yàn)
符合加工前要求
4
銑兩端面
保證尺寸294±1.05mm
兩軸頸及扇板外側(cè)軸肩
雙面銑床
5
鉆長端中心孔
短頭端軸頸及軸肩
鉆床Z520
6
荒車長端外圓
要求尺寸?600-0.12及表面粗糙度12.5
短頭端軸肩
車床C620
7
車扇板外圓及鉆孔60°
保證尺寸R86-0.54mm
C365L
7J
檢驗(yàn)
保證尺寸及表面質(zhì)量，不允許有鑄造毛面
8
粗精車短頭外圓及扇板外側(cè)
①仿型車刀粗車
②仿型車刀半精車、精車
③橫切刀架切槽
短頭端面
CE7120
仿型車床
8J
檢驗(yàn)
保證符合圖紙上的加工要求
9
粗精車長頭外圓
①橫切刀架扇板平面及?70外圓
②仿型刀架粗車
③ 仿型刀架精車
短頭端面
CE7120
9J
檢驗(yàn)
保證符合圖紙上的加工要求
10
銑扇板內(nèi)側(cè)
保證內(nèi)側(cè)表面質(zhì)量達(dá)到圖紙上要求
短頭端軸肩
內(nèi)側(cè)銑床
11
扇板內(nèi)面清角
清角需與兩扇板內(nèi)側(cè)平整相接
C630
12
短頭倒角
C620
12J
檢驗(yàn)
保證符合圖紙上的加工要求
13
擴(kuò)鉸調(diào)整孔
14
修整中心孔
①修右端中心孔
②修右端60°錐面
C1616
15
粗磨主軸頸
①粗磨右端主軸頸?50.2-0.06并保證尺寸35.8
②粗磨飛輪端主軸頸?55.2-0.06并保證兩軸頸距98.3-0.15
MQ1420
15J
檢驗(yàn)
保證符合圖紙上的加工要求
16
車調(diào)速孔及倒角
16J
檢驗(yàn)
保證符合圖紙上的加工要求
17
銑連桿軸頸
銑連桿軸頸?45.9-0.1寬41+0.15并保證尺寸28.7±0.1
彎頭銑床
17J
檢驗(yàn)
保證符合圖紙上的加工要求
18
粗磨連桿軸頸
① 粗磨連桿軸頸?45.3-0.06
② 精磨R35使連桿軸頸靠長端一側(cè)至主軸頸尺寸為28.4±0.05
M8260
曲軸磨床
18J
檢驗(yàn)
保證符合圖紙上的加工要求
19
磨齒輪軸頸
M1332B
19J
檢驗(yàn)
保證符合圖紙上的加工要求
20
精車扇板外圓及倒角
C618
21
銑過油孔臺(tái)面
X6132
21J
檢驗(yàn)
保證符合圖紙上的加工要求
22
鉆平衡孔
鉆?14平衡孔
專用鉆床
23
鉆過油孔
鉆 ?4油孔
主中心線
鉆床Z520
24
鉸過油孔
鉆床Z520
24J
檢驗(yàn)
保證符合圖紙上的加工要求
25
鉆?5斜油孔
臺(tái)鉆
26
?5斜油孔倒角
臺(tái)鉆
26J
檢驗(yàn)
保證符合圖紙上的加工要求
27
銑鍵槽8N9
① 銑鍵槽8N9
② 銑止退槽8+0.30
立式銑床
28
銑鍵槽12N9
鍵槽銑床X920
28J
檢驗(yàn)
保證符合圖紙上的加工要求
29
鉆小油孔及倒角
① 鉆?6油孔
② 孔口倒角
臺(tái)鉆Z512
30
鉆端面螺孔
鉆端面螺孔的底孔及倒角
臺(tái)鉆Z512
31
攻絲
攻絲2-M6-7H
折臂攻絲機(jī)
31J
檢驗(yàn)
保證符合圖紙上的加工要求
32
精磨主軸頸
① 精磨右端主軸頸?50-0.005-0.020保證尺寸13+0.2
② 精磨飛輪端主軸頸?55-0.009-0.006并保證兩主軸頸間尺寸98-0.14
外圓磨床MQ8240
32J
檢驗(yàn)
主軸頸表面應(yīng)光潔，不得有裂紋、壓傷、刻痕和黑點(diǎn)等缺陷
33
精磨連桿軸頸
精磨連桿軸頸?45-0.055-0.010寬42-0.160并保證尺寸28±0.105
曲軸磨床M8260
33J
檢驗(yàn)
保證符合圖紙上的加工要求
34
車螺紋
① 車外圓及退刀槽光錐面端平面保證尺寸1140-0.35
② 車螺紋M36×2-6K 外徑?360-0.08中徑?34.700-0.170
C618
34J
檢驗(yàn)
保證符合圖紙上的加工要求
35
粗精磨錐面
粗精磨錐度1：8
外圓磨床MQ1420
35J
檢驗(yàn)
① 錐面對(duì)主軸頸中心線的圓跳動(dòng)為0.04
② 用精度等級(jí)為K2的錐型量規(guī)涂色檢驗(yàn)錐面密合面應(yīng)不小于70%
③ 加工表面應(yīng)光潔，不得有裂紋、壓傷、刻痕和黑點(diǎn)等缺陷
36J
最終檢驗(yàn)
符合曲軸零件紙上的技術(shù)要求
2.6 工藝尺寸的計(jì)算
由于加工的需要，在工序附圖或工藝規(guī)程中要標(biāo)注一些專供加工用的尺寸，這類尺寸就稱為工藝尺寸。工藝尺寸往往不能直接采用零件圖上的尺寸，而需要另行計(jì)算，通常有以下幾種情況：
⑴ 基準(zhǔn)不重合的尺寸計(jì)算
在制訂工藝過程中當(dāng)定位基面與零件圖上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合時(shí)，為了經(jīng)濟(jì)合理地達(dá)到零件原設(shè)計(jì)的精度，就要校驗(yàn)或重新規(guī)定零件上有關(guān)尺寸的上下偏差，本設(shè)計(jì)中沒有必要進(jìn)行基準(zhǔn)不重合的尺寸換算。
⑵ 工序尺寸的計(jì)算
在零件的機(jī)械加工工藝過程中，各工序的工序尺寸及工序余量在不斷地變化，其中一些工序尺寸在零件圖上往往不標(biāo)出或不存在，需要在制訂工藝過程時(shí)予以確定。而這些不斷變化的工藝尺寸之間存在著一定的聯(lián)系，需要用工藝尺寸鏈原理去分析它們的內(nèi)在聯(lián)系，掌握它們的變化規(guī)律，正確的計(jì)算出各工序的工序尺寸。
機(jī)械加工過程中，零件尺寸的獲得總有一個(gè)先后順序。因此，工藝尺寸就與設(shè)計(jì)尺寸不同。就某一個(gè)尺寸而言，它是在加工過程中經(jīng)過若干個(gè)工序，逐步切除余量提高加工精度而最后才達(dá)到圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求的。
① 工藝尺寸鏈及其組成環(huán)、封閉環(huán)的確定
工序尺寸及其公差就是根據(jù)零件圖的設(shè)計(jì)要求，考慮到加工中的基準(zhǔn)、工序間的余量以及工序的經(jīng)濟(jì)精度等條件。因此，零件加工后的最終尺寸及其公差就和有關(guān)工序的工序尺寸及其公差以及工序余量具有尺寸鏈的關(guān)聯(lián)性，構(gòu)成一種工藝尺寸鏈。
工藝尺寸是根據(jù)加工的需要，在工藝附圖或工藝規(guī)程中所給出的尺寸。尺寸鏈?zhǔn)窍嗷ヂ?lián)系且按一定順序排列的封閉尺寸組成。由此可知工藝尺寸鏈?zhǔn)窃诩庸み^程中的個(gè)有關(guān)工藝尺寸所組成的尺寸鏈。首先確定組成環(huán)、封閉環(huán)，組成環(huán)分為兩類：一類叫增環(huán)，另一類叫減環(huán)。
② 工藝尺寸鏈的計(jì)算式
工藝尺寸鏈的計(jì)算方法有兩種，即極值法和概率法。封閉環(huán)的基本尺寸等于組成環(huán)中所有增環(huán)的基本尺寸減去所有減環(huán)的基本尺寸，目前在生產(chǎn)中廣泛采用極值法，其基本計(jì)算式如下：
式中：
，和 ——封閉環(huán)的基本尺寸、最大極限尺寸和最小極限尺寸；
， 和——組成環(huán)中減環(huán)的基本尺寸、最大極限尺寸和最小極限尺寸；
，和——組成環(huán)中增環(huán)的基本尺寸、最大極限尺寸和最小極限尺寸；
，和——封閉環(huán)、增環(huán)和減環(huán)的上偏差；
，和——封閉環(huán)、增環(huán)和減環(huán)的下偏差；
、——封閉環(huán)、組成環(huán)的公差；
m——尺寸鏈中的增環(huán)數(shù)；
n——尺寸鏈中的減環(huán)數(shù)；
上述六個(gè)工藝尺寸鏈的計(jì)算式，分別用于封閉環(huán)和組成環(huán)的基本尺寸、最大極限尺寸、最小極限尺寸、上偏差、下偏差和公差的計(jì)算。
若將工藝尺寸鏈中的各環(huán)的基本尺寸改用平均尺寸標(biāo)注，且公差變?yōu)閷?duì)稱分布的形式，則往往可使計(jì)算過程方便而不易發(fā)生錯(cuò)誤。這是組成環(huán)的平均尺寸為
封閉環(huán)的平均尺寸為
式中：——增環(huán)的平均尺寸；
——減環(huán)的平均尺寸。
采用平均尺寸后，各環(huán)尺寸及基偏差即可標(biāo)注成如下形式進(jìn)行計(jì)算
⑶ 孔系坐標(biāo)尺寸的計(jì)算
孔系的坐標(biāo)尺寸，通常在零件圖上多數(shù)已經(jīng)標(biāo)注清楚，一般不必計(jì)算。
下面就幾個(gè)重要工序尺寸進(jìn)行計(jì)算：
工序1：銑兩端面
一短頭端面為基面，在保證A=294±1.05尺寸的基礎(chǔ)上保證A1 、A 2、 A3的尺寸，A0為間接保證的尺寸。
偏差為：
即：
此計(jì)算采用“入體原則”。
長頭端軸軸承頸的加工
偏差按等級(jí)公差值原則重新分配，采用“入體原則”
偏差為：
即：
短頭軸承頸的加工
偏差按等級(jí)公差值原則重新分配，采用“入體原則”
偏差為：
即：
2.7 工藝過程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析
2.7.1 時(shí)間定額的估算
時(shí)間定額是在一定的生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所消耗的時(shí)間。它是安排作業(yè)計(jì)劃、進(jìn)行成本核算、確定設(shè)備數(shù)量、人員編制以及規(guī)劃生產(chǎn)面積的重要根據(jù)。因此，時(shí)間定額是工藝規(guī)程的重要組成部分。
時(shí)間定額定的過緊，容易誘發(fā)忽視產(chǎn)品質(zhì)量的傾向，或者會(huì)影響工人的主動(dòng)性，創(chuàng)造性和積極性。時(shí)間定額定的過松就起不到指導(dǎo)生產(chǎn)和促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展的積極作用。因此合理地制訂時(shí)間定額對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本都是十分重要的。
完成一個(gè)零件的一道工序的時(shí)間定額稱為單位時(shí)間定額，它包括下列組成部分：
⑴ 基本時(shí)間（）
直接改變生產(chǎn)對(duì)象的尺寸、形狀、相對(duì)位置，以及表面形狀或材料性質(zhì)等的工藝過程所消耗的時(shí)間，稱為基本時(shí)間。
⑵ 輔助時(shí)間（）
為實(shí)現(xiàn)工藝過程而必須進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間，稱為輔助時(shí)間。這里所說的輔助動(dòng)作包括：裝卸工件、開動(dòng)和停止機(jī)床、改變切削用量、測(cè)量工件尺寸以及進(jìn)刀和退刀動(dòng)作等。
確定輔助時(shí)間的方法主要有兩種：在大批大量生產(chǎn)中，可先將各輔助動(dòng)作分解，然后查表確定各分解動(dòng)作所消耗的時(shí)間，并進(jìn)行累加；在小批量生產(chǎn)中，可按基本時(shí)間的百分比進(jìn)行估算，并在實(shí)際中修改百分比，使之趨于合理。
⑶ 布置工作地時(shí)間（）
為使加工正常進(jìn)行，工人照管工作地（如更換刀具、潤滑機(jī)床、清洗切削、收拾刀具等）所消耗的時(shí)間，稱為布置工作地時(shí)間。又稱工作地點(diǎn)服務(wù)時(shí)間，一般按操作時(shí)間的2%～7%來計(jì)算。
⑷ 休息和生理需要時(shí)間（）
工人為了在工作班內(nèi)，為恢復(fù)體力和滿足生理需要所消耗的時(shí)間，稱為休息和生理需要時(shí)間，一般按操作時(shí)間的2%來計(jì)算。
⑸ 準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間（）
工人為了生產(chǎn)一批產(chǎn)品和零、部件，進(jìn)行準(zhǔn)備和結(jié)束工作所消耗的時(shí)間稱為準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。這里所說的準(zhǔn)備和結(jié)束工作包括：在加工進(jìn)行前熟悉工藝文件、領(lǐng)取毛坯、安裝刀具和夾具、調(diào)整車床和刀具工作等必須準(zhǔn)備的工作，加工一批工件終了后需要拆下和歸還工藝裝備，發(fā)送成品等結(jié)束工作。如果一批工件的數(shù)量為n，則每個(gè)零件所分?jǐn)偟臏?zhǔn)備與結(jié)束時(shí)間為。可以看出，當(dāng)n很大時(shí)，就可以忽略不計(jì)。
單件時(shí)間的時(shí)間計(jì)算公式：
單件工時(shí)定額的計(jì)算公式：
在大量生產(chǎn)中, 單件工時(shí)定額可忽略即：
下面就幾道工序進(jìn)行計(jì)算：
工序1：銑兩端面（一次同時(shí)加工三個(gè)工件）
銑床轉(zhuǎn)速：
進(jìn)給量：
中間有空行大概，故時(shí)間為。
輔助時(shí)間根據(jù)工人操作的熟練程度和實(shí)際操作中的經(jīng)驗(yàn)來推算所用時(shí)間的長短。
布置工作地時(shí)間，休息和生理需要時(shí)間 ，根據(jù)平時(shí)的習(xí)慣及動(dòng)作速度來決定時(shí)間的長短。
折合時(shí)間約為
工序2：荒車長端外圓，車床轉(zhuǎn)速
進(jìn)給量：
荒車分兩次其中有個(gè)自動(dòng)退刀約為，故。
折合時(shí)間約為
故
其他工序時(shí)間不再一一列出，見工藝卡。
2.7.2 工藝過程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
通常有兩種方法來分析工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題。其一是對(duì)同一加工對(duì)象的幾種工藝方案進(jìn)行比較；其二是計(jì)算一些技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，再加以分析。
制訂機(jī)械加工工藝過程時(shí)，在同時(shí)能滿足被加工精度和表面質(zhì)量的要求下，通?？梢杂袔追N不同的加工方案來實(shí)現(xiàn)。其中有些方案有很高的生產(chǎn)率，但設(shè)備和夾具方面的投資較大；另一些可以節(jié)約投資，但生產(chǎn)率較低。因此，不同的方案有不同的經(jīng)濟(jì)效果。
制造一個(gè)零件或一臺(tái)產(chǎn)品所必須的一切費(fèi)用的總和，就是零件或產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。這種費(fèi)用分為與工藝過程有關(guān)的費(fèi)用和與工藝過程無關(guān)的費(fèi)用兩類，其中與工藝過程有關(guān)的費(fèi)用約占70～75%。因此，對(duì)不同的工藝方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析和評(píng)比時(shí)，就只需分析、評(píng)比它們與工藝過程直接有關(guān)的生產(chǎn)費(fèi)用，即所說的生產(chǎn)成本，可分為可變費(fèi)用和不可變成本。
在全年工藝成本中包含兩種類型的費(fèi)用。一種是與年產(chǎn)量N同步增加的費(fèi)用，稱為全年可變費(fèi)用N*V，如材料費(fèi)、通用機(jī)床折舊費(fèi)等；另一種是不隨年產(chǎn)量變化的全年不變費(fèi)用C，如專用機(jī)床折舊費(fèi)等。這是由于專用機(jī)床為某零件的某加工工序所用，它不能被用于其它工序的加工，當(dāng)產(chǎn)量不足，負(fù)荷不滿時(shí)，就只能閑置不用。由于設(shè)備的折舊年限（或年折舊費(fèi)用）是確定的，因此專用機(jī)床的全年費(fèi)用不隨年產(chǎn)量變化。
因此，一種零件（或一道工序）的全年工藝成本S可用下式表示：
S=V*N+C
式中，V——每零件的可變費(fèi)用（元/件）；
N——零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件）；
C——全年的不可變費(fèi)用（元）。
單件工藝（或工序）成本Si就是：Si=V+C/N （元/件）
可見，全年工藝成本S與零件年生產(chǎn)綱領(lǐng)N成線性正比關(guān)系，而單件工藝成本Si則與N成雙曲線關(guān)系，即當(dāng)N很小時(shí)，由于設(shè)備負(fù)荷很低,單件工藝成本Si就會(huì)很高,如果在NN2的情況下,則結(jié)果相反,因Si已相應(yīng)地很低,所以此時(shí)即使N有較大的變化ΔN2,對(duì)Si的影響也已不是很敏感（ΔSi2就是很小）。這種雙曲線變化關(guān)系表明：當(dāng)C值（主要是專用設(shè)備費(fèi)用）一定時(shí)，若年生產(chǎn)綱領(lǐng)角小，則C/N與V相比在成本中所占的比重較大，因此N的增大就會(huì)使成本顯著下降，這種情況就相當(dāng)于單件生產(chǎn)與小件生產(chǎn)；反之，當(dāng)生產(chǎn)綱領(lǐng)超過一定的范圍，使C/N所占比重已很小，此時(shí)就需采用生產(chǎn)率更高的方案使V減小，才能獲得很好的經(jīng)濟(jì)效果就相當(dāng)于大批大量生產(chǎn)的情況。
2.8 確定切削用量
2.8.1 切削用量的確定
在切削加工時(shí)，根據(jù)不同的工件材料、刀具材料和其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求來選擇適宜的切削用量。切削用量的大小，反映了單位時(shí)間內(nèi)金屬切除量的
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