曲軸箱的加工工藝設(shè)計(jì)

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本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 第 1 頁 - 曲軸箱的加工工藝設(shè)計(jì) 1 曲軸箱的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 曲軸箱的技術(shù)要求 需要的聯(lián)系 78290349 加工表面 尺寸及偏差 公差及精度等級(jí) 表面粗糙度 (形位公差 箱蓋上表面 蓋下表面 行度 口孔 座上表面 行度 座下表面 口面、 缸口孔面與軸承孔中心 線 行度 直度 承孔 承孔面 曲軸箱形狀特殊，為實(shí)現(xiàn)配合要求，加工精度要求較高。 （ 1） 審查曲軸箱的工藝 分析零件圖可知，曲軸箱要求先粗銑、精銑箱蓋，底座上下表面，以底座下表面為基準(zhǔn)，本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 第 2 頁 - 打磨箱蓋與底座結(jié)合面，保證箱體尺寸，在通過合箱來加工重要部位，軸承孔、軸承面、缸扣孔、缸口面。由于表面粗糙度較高，需要粗、精銑、刮表面來達(dá)到要求。雖然重要加工部件精度相對(duì)較高，但也可以在正常生產(chǎn) 條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保證質(zhì)量地加工出來，因此零件地工藝較好。 （ 2）確定曲軸箱地生產(chǎn)類型 依要求知 :"Q=1000 臺(tái) /年 ,m=1 件 /臺(tái) ;結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際 ,備品率 a%廢品率 b%分別取 3%和5%，代入公式：Ｎ =500×1×(1+3%)×(1+5%)=541 件 /年 該曲軸箱為小批量生產(chǎn)。 1． 1 確定毛坯 （ 1）選擇毛坯 該零件材料為 坯為鑄件，在小批量生產(chǎn)類型下，考慮到零件結(jié)構(gòu)比較簡單，所以采用砂型鑄造的方法生產(chǎn)毛坯。鑄件精度低，加工余量大。 （ 2）、確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械余量。 查表確定毛坯的尺寸 公差及機(jī)械加工余量： ①由表 12－ 3 得： 曲軸箱毛坯鑄件的公差等級(jí) 由表 12－ 4 得： 曲軸箱鑄件尺寸公差為 5? 由表 12－ 5 得： 曲軸箱鑄件得機(jī)械加工余量等級(jí)為 9 ④由表 12－ 2 得： 曲軸箱鑄件得機(jī)械加工余量為 ． 2 擬定曲軸的工藝路線 （ 1） 定位的選擇 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定粗基準(zhǔn)，然后在確定精基準(zhǔn)。在工件加工時(shí)，因毛坯精度較低，粗加工時(shí)以采用劃線找正裝夾。為保證曲軸箱上重要表面的精度，根據(jù)粗基準(zhǔn)選擇原則，以箱蓋下表面為基準(zhǔn)加 工箱蓋上表面。以底座上表面為粗基準(zhǔn)加工底座下表面。在由精基準(zhǔn)選擇原則中互為基準(zhǔn)原則來加工箱蓋上下表面、底座上下表面。軸承孔、面由底座下表面為基準(zhǔn)加工，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了要求，減少了誤差。 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 第 3 頁 - （ 2） 表面加工方法的確定 加工表面 尺寸精度等級(jí) 表面粗造度 加工方案 備注 箱蓋上表面 銑－半精銑 表 1－ 8 箱蓋下表面 銑－精銑－磨 表 1－ 8 缸口孔 銑－半精銑－精銑 表 1－ 7 底座上表面 銑－精銑－磨 表 1－ 8 底座下表面 銑－半精銑 表 1－ 8 軸承面 銑－半精銑 表 1－ 8 軸承孔 銑－半精銑－精銑 表 1－ 7 缸口面 銑－半精銑 表 1－ 8 箱體輸油孔面 銑 表 1－ 8 箱體出油孔面 銑 表 1－ 8 （ 3） 加工階段的劃分 曲軸箱的加工精度要求較高，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工、精加工，磨加工幾個(gè)階段。 在粗加工階段，首先將粗基準(zhǔn)準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準(zhǔn)。定位加工，保證其他加工表面的精度要求。 其中箱體的軸承孔加工是通過合箱 ，上定位銷來加工，并且上下箱不能互換，要打標(biāo)記。在加工好后要用心棒檢查。然后加工缸口，用心軸，軸承孔面，底座底面定位，加工其缸口保證孔與軸承孔中心線的垂直度，同時(shí)并刮缸口端面保證與軸承孔中心線的平行度。 最后加工一些不重要的孔。 （ 4） 工序集中與分散 先用工序集中原則安排曲軸箱的加工工序。該曲軸箱為小批量生產(chǎn)，可采用普通機(jī)床，配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率。運(yùn)用工序集中原則，縮短輔助時(shí)間，方便加工。 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 第 4 頁 - （ 5） 工序順序的安排 ① 機(jī)械加工工序 A 遵循“先基準(zhǔn)后其他”的原則，在工藝過程開始先將上述定位基準(zhǔn)面加工出來 ，如底座的下表面。 B、遵循“先主后次”的原則，先安排粗加工主要表面：箱體上下表面、結(jié)合面、軸承面，缸口面。后加工次要的箱體的輸、出油孔面。 C、遵循“先粗后精”的原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 D、遵循“先面后孔”的原則，在每個(gè)加工階段均先加工平面，再加工孔。因?yàn)檫@樣加工平面出來時(shí)系統(tǒng)的剛性較好。 ② 熱處理 人工時(shí)效 ③ 輔助工序 毛坯檢驗(yàn)、去毛刺、清洗、終檢工序 綜上工藝分析可簡單整理為； 鑄件必須進(jìn)行時(shí)效處理，以消除應(yīng)力．有條件時(shí)應(yīng)在露天存放一年以上再加工． 為提高孔的加工精度，應(yīng)將粗鏜 、半精鏜和精鏜分開進(jìn)行 孔的尺寸精度檢驗(yàn)，使用內(nèi)徑千分表或內(nèi)徑百分表進(jìn)行測量． 同一軸線上各孔的同軸度，可采用檢驗(yàn)心軸進(jìn)行檢驗(yàn)． 各軸孔的軸線之間的平行度，以及軸孔的軸線與基準(zhǔn)面的平行度，均應(yīng)通過檢驗(yàn)心軸進(jìn)行測量． 為了保證加工精度應(yīng)使定位基準(zhǔn)統(tǒng)一，該零件主要定位基準(zhǔn)， 軸承孔面，心軸定位 。 底座底面為輔助定位 （ 6） 確定工藝路線 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 第 5 頁 - 軸軸 箱箱 的的 加加 工工 工工 藝藝 路路 線線 工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 設(shè)備 1 鑄造 2 熱處理 人工時(shí)效 3 檢驗(yàn) 4 劃線 劃箱蓋下表面線找正裝夾 工作臺(tái) 5 銑 銑箱蓋上 下表面 互為基準(zhǔn) 立銑床 6 劃線 7 鉆孔 鉆箱蓋下表面的孔系 以下表面為基準(zhǔn) 8 劃線 劃底座上表面線找正裝夾 9 銑 銑底座上下表面 互為基準(zhǔn) 立銑床 10 劃線 11 鉆孔 鉆底座上表面的孔系 以上表面為基準(zhǔn) 鉆床 12 磨 打磨箱體結(jié)合面。 磨床 13 油漆 14 合箱 上螺栓打銷孔，打標(biāo)記 15 銑 銑軸承面 以下表面為基準(zhǔn) 立銑床 16 鏜 鏜軸承孔并刮面 以下表面為基準(zhǔn) 17 鉆 鉆軸承孔系 鉆套 18 銑 銑兩缸口 專用夾具 鏜床 19 鏜 鏜兩缸口并刮面 專用夾具 鏜床 20 鉆 鉆兩缸口 專用夾具 鏜床 21 鏜 鏜輸油孔 以下表面為基準(zhǔn) 22 鉆 鉆出油孔面 以下表面為基準(zhǔn) 23 銑 銑輸油孔面 以下表面為基準(zhǔn) 24 鉗 去毛刺 25 清洗 26 檢驗(yàn) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 第 6 頁 - 1． 3 機(jī)床設(shè)備及工藝裝備選用 機(jī)床設(shè)備的選用和工藝裝備的選用：根據(jù)小批量生產(chǎn)類型工藝特征，選擇通用機(jī)床和部分專用夾具來加工，在工藝卡片中均寫出。 1． 4 加工余量、工序尺寸和公差的確定 （ 1）工序 9：銑面 ① 以底座下表面 B 定位，粗銑上表面 A，保證工序尺寸 ② 以 A 為基準(zhǔn)定位，粗銑 B，保證工序尺寸 ③ 以 B 為基準(zhǔn)定位，半精銑 A,保證工序尺寸 ④ 以 A 為基準(zhǔn)定位，精銑 B，保證工序尺寸 有少量的磨削余量。通過磨削達(dá)到表面粗糙度的要求。 各工序寸： 通過 軸承孔面，心軸為主要定位 ,斜板為輔助定位。這存在著 X、 Y 轉(zhuǎn)動(dòng)方向 上的過定位。由于軸承孔面與軸承孔的垂直度很高 ,都是加工面 ,底面也是加工面 ,過定位是合適的。箱體采用一次裝夾，減少裝夾誤差。 （ 2）夾緊機(jī)構(gòu) 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 第 7 頁 - 夾緊機(jī)構(gòu)在機(jī)床夾具設(shè)計(jì)中占有很重要 的地位。一般來說設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)該考慮夾緊必須保證定位準(zhǔn)確可靠，而不能破壞定位；工件和夾具的變形必須在允許的范圍內(nèi)；各元件要有足夠的強(qiáng)度和剛度；操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習(xí)慣等。本工序中夾緊部分選自上向下壓緊 . 特別的壓板來夾緊箱體。通過擰緊螺母使壓板壓緊箱體，實(shí)現(xiàn)夾緊。 用此壓板通過特定的螺栓來箱體。壓板上開的兩 U 型槽便于調(diào)節(jié)安裝的位置。 上面的圖是特質(zhì)螺栓兩端均帶螺紋，長螺紋一端上螺母，短螺紋一端上 T 型槽， T 型螺栓的尺寸根據(jù) 床的工作臺(tái)設(shè)計(jì)。通過上圖裝置把底板固定在工作臺(tái) 上。底板圖如下 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 第 8 頁 - 底板上沉孔的大小根據(jù)所選的鏜床的工作臺(tái) T 型槽確定。而另外的孔是安裝斜板 ,輔助支撐 和螺栓用的。 底板上的凸臺(tái)表面粗糙度為 、 Y 方向的轉(zhuǎn)動(dòng)和 Z 方向的移動(dòng)。 此斜板可以阻止箱體沿 Z 軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，并保證箱體放的位置準(zhǔn)確。 （ 3）對(duì)刀裝置 利用鏜床上的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，一次裝夾加工兩缸口 ，采用打表找圓心的方法找鑄孔的圓心來對(duì)刀，確定對(duì)刀面與定位元件之間的尺寸 關(guān)系。 （ 4）夾具與機(jī)床連接元件 采用四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)定位鍵固定在斜板的四角處的沉孔中，用 T 型螺栓固定底板的位置。用于確定鏜床夾具相對(duì)機(jī)床的旋轉(zhuǎn)，進(jìn)給方向的正確位置，并保證定位鍵與工作臺(tái) T 型槽相匹配的要求。 （ 5）定位誤差的分析 一批工件依次在夾具中進(jìn)行定位時(shí)，由于工序基準(zhǔn)的變動(dòng)對(duì)加工表面位置尺寸所造成的極限值之差值稱為定位誤差。產(chǎn)生定位誤差的因素主要有工件在夾具中的定位、夾緊誤差；家具帶著工件安裝在機(jī)床上，相對(duì)機(jī)床主軸或運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的位置誤差；加工過程中的本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 第 9 頁 - 誤差，如機(jī)床幾何精度、工藝系統(tǒng)的受力、受熱變形、切削振動(dòng)等原因 引起的誤差。設(shè)計(jì)夾具定位方案時(shí)，要充分考慮此定位方案的定位誤差是否在允許的范圍內(nèi)。一般定位誤差應(yīng)控制在工件允差的 1/3 之內(nèi)。 由于加工基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一致。定位誤差主要為軸承孔與心軸之間的誤差。 2． 3 夾具裝備圖 2． 4 繪制夾具零件圖 3 設(shè)計(jì)總結(jié)及個(gè)人體會(huì) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)里最為重要的課程之一，為了能順利完成，我在長壁煤礦機(jī)械廠實(shí)習(xí)了一個(gè)多月，目的是了解機(jī)床。首先，請(qǐng)師傅給我解剖了一臺(tái)普通車床的工作原理，其次有師傅對(duì)機(jī)床講解機(jī)床的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，功能。最后還了解了其它設(shè)備。這對(duì)我?guī)椭艽?，特別是普通車床改裝其它機(jī)床，對(duì)我啟迪很大，使我對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)有了想法。通過在工廠實(shí)習(xí)，認(rèn)識(shí)了解了許多機(jī)床和其性能，并通過親手操作知道各種機(jī)床適合加工哪些部件，這為我畢業(yè)設(shè)計(jì)中合理選擇設(shè)備打下基礎(chǔ)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)專業(yè)的一次完整的綜合應(yīng)用，在查找資料，解決實(shí)際問題方面得到了很大的提高。本次設(shè)計(jì)近兩個(gè)月，通過這次設(shè)計(jì)使我深刻的認(rèn)識(shí)到機(jī)械設(shè)計(jì)的重要性。這次設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的最好檢驗(yàn)，是對(duì)所學(xué)知識(shí)系統(tǒng)以及系統(tǒng)運(yùn)用專業(yè)知識(shí)的能力，同時(shí)在分析問題，解決問題和獨(dú)立取舍資料能力上得到進(jìn)一步鍛煉，為以后工作奠定良好的 基礎(chǔ)。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì)所學(xué)專業(yè)有了‘質(zhì)’的飛躍，也為我今后的工作學(xué)習(xí)奠定了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成，使我體驗(yàn)到了一種成就感。相信在今后的學(xué)習(xí)和工作中，我會(huì)繼續(xù)努力，做一名對(duì)社會(huì)有用之人。 4 致謝 “衷心藏之，何日忘之”在我即將完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)之際，我要再次衷心感謝幫助我，指導(dǎo)我的師傅，老師。特別是孫老師， 他既注重從宏觀上把握這個(gè)課題的發(fā)展方向，加以總體指導(dǎo)，又注重培養(yǎng)我獨(dú)立思考的能力。他 用其多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，不辭辛勞的對(duì)我指導(dǎo)，才使得我畢業(yè)設(shè)計(jì)能順利完成。感激之情難以言表。最后我想說聲： 謝謝！ 5 參考資料 (1)《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》 馮辛安 主編 第二版 機(jī)械工業(yè)出版社 (2)《機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》 鄒青 主編 機(jī)械工業(yè)出版社； 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） - 第 10 頁 - (3)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 楊黎明 主編 國防工業(yè)出版社； (4) 《金屬機(jī)械加工人員手冊(cè)》 趙如福 主編 上海科學(xué)技術(shù) 出版社； (5) 《機(jī)械零件手冊(cè)》 周開勤 主編 高等教育出版社； (6)《互換性與技術(shù)測量》 韓進(jìn)宏 主編 機(jī)械工業(yè)出版；