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寧波大紅鷹學院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
課題名稱
CA-10型汽油機曲軸加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計
課題來源
教師擬定
課題類型
工程設(shè)計
指導教師
學生姓名
專 業(yè)
機械設(shè)計制造及其自動化
學 號
一、選題的目的及意義
CA-10型汽油機曲軸加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計是本人在基本完成大學的學習任務后完成的一次由理論轉(zhuǎn)化為實際生產(chǎn)的一個過程，將我在大學期間學習到的東西全部整合到一起運用到實踐當中去，使本人對自己所學的專業(yè)知識，專業(yè)技能，和專業(yè)所從事的方向有了更深層次的學習與了解，為我以后的工作打下基礎(chǔ)。機械加工工藝主要是實現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計，保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源，降低成本的重要手段，是企業(yè)進行生產(chǎn)準備，計劃調(diào)度，加工操作，生產(chǎn)安全，技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)。然而夾具在制造系統(tǒng)中也是一個非常重要的組成部分，好的夾具可以提高勞動生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本，還可以擴大機床的使用范圍，而這個CA-10型汽油機曲軸的精度，材料的好壞，加工的工藝將直接影響到發(fā)動機的使用效率和壽命，所以本次設(shè)計要實現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計，保證產(chǎn)品質(zhì)量還要在保證產(chǎn)品加工精度的同時提高生產(chǎn)率，節(jié)約成本。
二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
從英國莫里斯的“工藝美術(shù)運動”，到德國的包豪斯設(shè)計革命以及美國的廣泛傳播
改革開放以來，隨著中國與世界的接軌，中國不斷的引進了西方先進的加工技術(shù)，而且隨著世界科技的飛速發(fā)展，數(shù)控機床，加工中心，柔性制造單元，柔性制造系統(tǒng)等一系列高端設(shè)備得以廣泛的運用，使得我國的加工精度和加工方法也發(fā)生了革命性的改變。[1][3]產(chǎn)品更新?lián)Q代的加快，產(chǎn)品需求的多樣化，是制造業(yè)面臨巨大挑戰(zhàn)，特別像CA-10型汽油機曲軸這種不規(guī)則零件就出現(xiàn)了重大問題，現(xiàn)階段CA-10型汽油機曲軸零件加工還打不到自動化加工，它的工藝好需要人工畫線的方法來保證，而零件的裝夾也是通過人工來完成的，所以現(xiàn)階段我國對CA-10型汽油機曲軸這種不規(guī)則零件的加工的效率還是比較低的階段。夾具方面人們也從過去傳統(tǒng)的夾具的裝夾，定位，刀具的引導定位為夾具的裝夾和定位，隨著數(shù)字化加工設(shè)備的擴大化，已經(jīng)將夾具的引導刀具功能完全替代，給今后的夾具的快速裝夾與定位提出了更高的要求。[2]
三、本課題的研究手段和預期結(jié)果
1、研究內(nèi)容
(1)查閱文獻資料，詳細研究零件圖，了解零件的結(jié)構(gòu)。
(2)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)選取毛坯的種類和制造方法毛坯余量的選擇。
(3)制定工藝規(guī)程和可行性分析。
(4)選擇粗精基準，計算和選擇金屬切削機床的技術(shù)參數(shù)。
(5)根據(jù)CA-10型汽油機曲軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計工序過程中的專用夾具。
2、本課題可能遇到的問題及其研究方法
（1）在剛開始的時候工序的劃分以及定位基準會比較難選擇，所以就在過程中腰認真分析零件圖，了解CA-10型汽油機曲軸的結(jié)構(gòu)特點及相關(guān)的技術(shù)要求而加工工序要根據(jù)生產(chǎn)類型，零件的結(jié)構(gòu)來認真分析。
（2）在夾具設(shè)計的時候也可能遇到問題，比如工件的定位是否正確，定位精度是否滿足要求等等，所以要調(diào)查現(xiàn)階段國內(nèi)外比較先進的CA-10型汽油機曲軸結(jié)構(gòu)，從整體上把握設(shè)計的方向，了解CA-10型汽油機曲軸的加工工藝規(guī)程及夾具的設(shè)計原理。
（3）通過大量的資料，研究零件的結(jié)構(gòu)，選擇合適的加工方法，及選擇合理的基準和工序安排。
（4）熟悉夾具的結(jié)構(gòu)選擇合理的機床及裝夾設(shè)備，確定加工余量和工序，進行精細的準確的尺寸計算，和時間的估算。
3、課題預期結(jié)果
（1）了解了CA-10型汽油機曲軸的作用，完成對零件的結(jié)構(gòu)分析，并制作出合理的夾具及裝夾方案
（2）在保證經(jīng)濟和尺寸精度的要求下制定出合理的加工方法及加工工序。
（3）在老師的要求下及自己的計劃內(nèi)完成各項任務。
4、完成課題所需的工作條件
在前期得做好各項準備，要查閱大量的文獻了解CA-10型汽油機曲軸的結(jié)構(gòu)，并在CAD，PRO/E上畫出這個零件，認真去了解他的結(jié)構(gòu)，這當中就需要一些工具書比如機械加工工藝手冊，夾具設(shè)計圖冊，刀具設(shè)計手冊以及有關(guān)教材及參考資料，最后如果有需要還可以選擇去工廠調(diào)研，以上條件具備完成本課題所需的工作條件。
四、研究進度
第1—第2周 完成收集資料，開題報告，文獻綜述及外文翻譯等
第3--第5周 根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和尺寸要求，完成工藝規(guī)程設(shè)計
第6—第9周 工藝裝備設(shè)計
第10—第12周 編寫設(shè)計說明書
第13周 畢業(yè)設(shè)計答辯
五、主要參考文獻資料
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[2] 應雷. 淺談我國機械制造業(yè)的困境和發(fā)展戰(zhàn)略對策[J]. 科技資訊, 2010,(27) :112
[3] 侯志楠. 淺析機械制造技術(shù)的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀及趨勢[J]. 2010/20
[4] 濮良貴，紀名剛. 機械設(shè)計[M] .高等教育出版社，2006
[5] 黎震，朱江峰. 先進制造技術(shù)[M] . 北京理工大學出版，2009
[6] 鄭修本. 機械制造工藝學[M] . 北京：機械工業(yè)出版社，2007
[7] 徐鴻本. 機床夾具設(shè)計手冊[M].遼寧：遼寧科學技術(shù)出版社，2004
[8] 聞邦椿. 機械設(shè)計手冊（第5版）第1卷 機械工業(yè)出版社， 2010
[9] 張捷. 機械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M] . 西南交通大學出版社 ，2006
[10]盧秉桓. 機械制造基礎(chǔ)[M] .北京：機械工業(yè)出版社，2008
[11] 王先逵. 機械制造工藝學[M] .北京：機械工業(yè)出版社，2004
[12] Handbook of Machine Tools Manfred weck[J] ,2005
[13]Boyes W E. Jigs and Fixture .America,SME[J],2006
指導教師簽名： 年 月 日
寧波大紅鷹學院
畢業(yè)論文（設(shè)計）
文獻綜述
論文題目 CA-10型汽油機曲軸加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計
學 院
專 業(yè)
姓 名
學 號
指導教師
2015年1月5日
文獻綜述
1、 前言
機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件，是一切有關(guān)工生產(chǎn)人員都應嚴格執(zhí)行、認真貫徹的紀律性文件。生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝規(guī)程來體現(xiàn)。而機床夾具是在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義。
機械的加工工藝及夾具設(shè)計是在完成了大學的全部課程之后，進行的一次理論聯(lián)系實際的綜合運用，使我對專業(yè)知識、技能有了進一步的提高，為以后從事專業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。機械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進行生產(chǎn)準備，計劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟效益的技術(shù)保證。然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。因此，好的夾具設(shè)計可以提高產(chǎn)品勞動生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴大機床的使用范圍，從而使產(chǎn)品在保證精度的前提下提高效率、降低成本。當今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化的要求,企業(yè)對夾具的設(shè)計及制造提出了更高的要求。
2、 發(fā)展歷史
從1949年以來，我國機械工業(yè)有了很大的發(fā)展，已經(jīng)成為工業(yè)中產(chǎn)品門類比較齊全、具有相當規(guī)模和一定技術(shù)基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)部門之一，其機械加工和夾具也有很大的發(fā)展，但是與工業(yè)發(fā)達國家相比，我們這方面的水平還存在著階段性的差距，主要表現(xiàn)在機械產(chǎn)品質(zhì)量和水平不夠高，加工工藝過程不合理，夾具應用也比較少，使其加工工人勞動強度大，加工出來的產(chǎn)品也不理想。
夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個階段：第一個階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過程加速和趨于完善；第二階段，夾具成為人與機床之間的橋梁，夾具的機能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾，夾具與操作人員改進工作及機床性能的提高有著密切的關(guān)系，所以對夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機床的結(jié)合，夾具作為機床的一部分，成為機械加工緊。人們越來越認識到中不可缺少的工藝裝備。
3、 發(fā)展現(xiàn)狀
長期以來，加工工藝編制是由工藝人員憑經(jīng)驗進行的。如果由幾位工藝員各自編制同一個零件的工藝規(guī)程，其方案一般各不相同，而且很可能都不是最佳方案。這是因為工藝設(shè)計涉及的因素多，因果關(guān)系錯綜復雜。CAPP將是機械加工工藝的發(fā)展趨勢，它不僅提高了工藝設(shè)計的質(zhì)量，而且使工藝人員從繁瑣重復的工作中擺脫出來，集中精力去考慮提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量問題。
制造業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)，隨著以計算機技術(shù)為主導的現(xiàn)代科學技術(shù)的迅速發(fā)展，以“時間驅(qū)動”為特征的市場競爭、產(chǎn)品更新?lián)Q代的加快、商品需求的多樣化、用戶素質(zhì)的提高等使制造業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，特別像后鋼板彈簧吊耳類不規(guī)則零件的加工就出現(xiàn)了一些問題，在現(xiàn)階段像后鋼板彈簧吊耳類的加工還沒達到現(xiàn)代自動化的水平。在現(xiàn)代的中小批量生產(chǎn)中，它的加工工藝還需人工畫線的方法來保證其精度，而對工件的裝夾也是通過人工的方法進行的。因此我國對后鋼板彈簧吊耳類不規(guī)則零件的加工還處于效率低、成本高的階段。
機床夾具最早出現(xiàn)在18世紀后期。隨著科學技術(shù)的不斷進步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。
國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3～4年就要更新50～80％左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10～20％左右。特別是近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應用，對機床夾具提出了如下新的要求：
1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本；
2）能裝夾一組具有相似性特征的工件；
3）能適用于精密加工的高精度機床夾具；
4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具；
5）采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產(chǎn)率；
6）提高機床夾具的標準化程度。
4、發(fā)展趨勢
隨著機械工業(yè)的迅速發(fā)展，對產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來愈高的要求，使多品種，中小批生產(chǎn)作為機械生產(chǎn)的主流，為了適應機械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢，必然對機床夾具提出更高的要求。特別像后鋼板彈簧吊耳類不規(guī)則零件的加工還處于落后階段。在今后的發(fā)展過程中，應大力推廣使用組合夾具、半組合夾具、可調(diào)夾具，尤其是成組夾具。在機床技術(shù)向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精高效模塊組合通用經(jīng)濟方向發(fā)展。
（1）特種加工 它是指一些物理的、化學的加工方法，如電火花加工、電解加工、超聲波加工、激光加工、離子束加工等。特種加工方法的主要對象是難加工材料的加工，如金剛石、陶瓷等超硬材料的加工，其加工精度可達分子級加工單位或原子級加工單位，所以它又常常是精密加工和超精密加工的重要手段。特種加工與傳統(tǒng)加工相結(jié)合的復合加工有較大的發(fā)展前途。
（2）快速成形 利用離散、堆積成形概念，可將一個三維實體分解為若干二維實體制造出來，再經(jīng)堆積而構(gòu)成三維實體。
（3）精密工程 它包括精密加工的超精密加工技術(shù)、微細加工和超微細加工技術(shù)、微型機械和納米技術(shù)等方面。當前，以納米技術(shù)為代表的超精密加工技術(shù)和以微細加工為手段的微型機械技術(shù)有重要意義，它們代表了這一時期精密工程的方向。
（4）傳統(tǒng)加工工藝的改造和革新 這一方面的技術(shù)潛力很大，如高速切削、超高速切削、強力磨削、超硬材料磨具的出現(xiàn)都對加工理論的發(fā)展、加工質(zhì)量和效率的提高有重要意義。另一方面，舊設(shè)備的改造和挖潛，如普通機床改造成數(shù)控機床等，對機械工業(yè)的發(fā)展和提高是不容忽視的。
5、設(shè)計面臨的問題
在設(shè)計中，需要對零件加工工藝方案和夾具進行設(shè)計，在確定加工工藝方案時，可能會出現(xiàn)工藝路線的不合理，甚至出現(xiàn)不能保證加工所要求達到的精度。在進行夾具設(shè)計時，可能因定位基準選擇不合理，出現(xiàn)過定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保證。在選擇夾緊機構(gòu)時由于機構(gòu)的大小，尺寸等不合理，而達不到夾緊的目的，也可能因夾緊力作用點或作用面的位置不合理而使工件產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)。所以在設(shè)計過程中應制訂多套方案，以供比較選擇最優(yōu)，同時還要多請教指導老師和同學，并多查閱相關(guān)的書籍來盡可能好的完成設(shè)計。
6、總結(jié)
在機械制造中，為完成需要的加工工序、裝配工序及檢驗工序等，使用著大量的夾具。利用夾具，可以提高勞動生產(chǎn)率，提高加工精度，減少廢品，可以擴大機床的工藝范圍，改善操作的勞動條件。因此，夾具是機械制造中的一項重要的工藝裝備。夾具設(shè)計的基礎(chǔ)理論一個好的機床夾具，首先要保證能加工出合格的產(chǎn)品。為此，所設(shè)計的夾具首先應滿足以下兩項要求：第一，在未受外力作用時，加工件對刀具和機床應保持正確的位置，即加工件應有正確的定位。第二，在加工過程中，作用于加工件上的各種外力，不應當破壞加工件原有的正確定位，即對加工件應有正確的夾緊。
綜上，機械加工藝及夾具隨著科技的發(fā)展都使計算機技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、控制論及系統(tǒng)工程與制造技術(shù)的結(jié)合為制造系統(tǒng)，形成現(xiàn)代制造工程學。而物料流、能量流、信息流是組成制造系統(tǒng)的三個基本要素。現(xiàn)代加工都為集成化的系統(tǒng)加工，這雖減輕了工人的勞動強度，但同時對工人的知識水平要求較高。這需要我們?nèi)轿坏恼J知現(xiàn)代科技知識。因此，在以后的學習中需要我們?nèi)轿坏膶W習其各個相關(guān)領(lǐng)域的知識，不能只注重一點，為將來的人才戰(zhàn)略提出了新的要求。
參考文獻
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[9]?柯明揚，機械制造工藝學[M].?北京:北京航天航空大學出版社，1995
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[12] Haffman E G. Jig and Fixture Design.America, VNR Co.,1980.
[13] Boyes W E. Jigs and Fixture .America,SME,1982.
大紅鷹學院
本科畢業(yè)設(shè)計
CA-10型汽油機曲軸加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計
學生姓名：
學生學號：
院 系：
年級專業(yè)：
指導教師：
摘 要
此次畢業(yè)設(shè)計任務是對三拐曲軸零件的機械加工工藝夾具的設(shè)計，主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計合理的加工工藝過程。此外還對三拐曲軸零件的工序的加工設(shè)計了專用夾具.
本文主要對三拐曲軸零件主要以V形塊和支承板來定位，靠直壓板和彈簧來夾緊，銑鍵槽時2個V形塊與銑刀不能干涉，因此要降低V形塊高度，夾具設(shè)計要方便、簡單。
關(guān)鍵詞：加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具
III
ABSTRACT
The graduation design task is to design the fixture machining process of crank shaft parts, including the parts of the analysis, the choice of blank, the clamping, the formulation process route, tool selection, cutting dosage, process documents. Choose the correct methods for processing, manufacturing process design. In addition, processing of loom crank parts design process special fixture.
This paper focuses on the loom crankshaft parts mainly in the V block and the support plate to locate, near the straight plate and spring clamp, keyway milling for 2 V block interference and the cutter can not, so to reduce the V block height, fixture design to be convenient, simple.
Keywords: processing technology, processing methods, process, fixture
目 錄
摘 要 II
ABSTRACT I
1 緒論 1
1.1機械加工工藝概述 1
1.2機械加工工藝流程 1
1.3夾具概述 2
1.4機床夾具的功能 2
1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 3
1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 3
1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 3
2 零件分析 5
2.1零件的作用 5
2.2零件的工藝分析 5
2.2.1以拐徑為?55mm為中心的加工表面 6
2.2.2以軸心線兩端軸為中心的加工表面 6
2.2.3零件圖樣分析分析 6
3 工藝規(guī)程設(shè)計 6
3.1確定毛坯的制造形式 6
3.2基面的選擇 6
3.2.1 粗基準選擇 7
3.2.2 精基準的選擇 7
3.3制定工藝路線 7
3.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 9
3.4.1加工兩端中心線上的外圓表面 9
3.4.3 銑1：10圓錐處鍵槽 10
3.4.4 車磨拐徑為Φ55 mm 10
3.5 確定切削用量 10
4 銑曲拐端面夾具設(shè)計 26
4.1設(shè)計要求 26
4.1.1定位基準的選擇 26
4.1.2定位元件的設(shè)計 26
4.1.3銑削力與夾緊力計算 27
4.1.4加緊原件的選擇 31
4.1.5對刀塊和塞尺設(shè)計 31
4.2 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 32
4.3 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 33
5 銑曲軸鍵槽專用夾具設(shè)計 34
5.1定位基準的選擇 34
5.2定位元件的設(shè)計 34
5.3銑削力與夾緊力計算 35
5.4對刀塊和塞尺設(shè)計 36
6 數(shù)控加工程序 38
總 結(jié) 39
參 考 文 獻 40
致 謝 41
1 緒論
1.1機械加工工藝概述
機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù)。
一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。
機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。
比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳 細的數(shù)據(jù)了，機械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明。比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。
總的來說，加工工藝是每個步驟的詳細參數(shù)工藝流程是綱領(lǐng)，工藝規(guī)程是某個廠根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝。
1.2機械加工工藝流程
機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備、工件的檢驗項目及 檢驗方法、切削用量、時間定額等。
制訂工藝規(guī)程的步驟
1) 計算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。
2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件進行工藝分析。
3) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。
4) 確定各工序所用的設(shè)備及刀具、夾具、量具和輔助工具。
5) 填寫工藝文件。
6) 選擇毛坯。
7) 擬訂工藝路線。
8) 確定切削用量及工時定額。
8) 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗方法。
在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內(nèi)容進行調(diào)整，以提高經(jīng)濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術(shù)、新工藝的引進，新材料、先進設(shè)備的應用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。
1.3夾具概述
現(xiàn)代生產(chǎn)中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準備中占有極其重要的地位。
夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。
在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在機床夾具設(shè)計是一項重要的技術(shù)工作。
1.4機床夾具的功能
在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。
1．機床夾具的主要功能
機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。
定位
定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。
確定工件在夾具中占有正確位置的過程。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。
（2）夾緊
由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。
2．機床夾具的特殊功能
機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向。
（1）對刀 如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。
（2）導向 導向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模
如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置
并引導其進行鉆削。。鏜床夾具（鏜模）也具有導向功能。
1.5機床夾具的發(fā)展趨勢
隨著科學技術(shù)的巨大進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。
1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀
數(shù)控機床（NC）、加工中心（MC）、成組技術(shù)（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術(shù)的應用現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場激烈的競爭。特別是近年來，，對機床夾具提出了如下新的要求：
1）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具。
2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。
3）提高機床夾具的標準化程度。
4）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本。
5）適用于精密加工的高精度機床夾具。
6）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產(chǎn)率。
1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向
現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標準化、精密化、高效化、柔性化四個方面。
標準化
機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。
目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148~T2259—91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。
夾具的標準化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。
通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。
精密化
精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在1μm內(nèi)；又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達0.2～0.5μm。
高效化
高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力裝置的夾具等。
柔性化
機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調(diào)整、拼裝、組合等方式，以適應可變因素的能力。
具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機床夾具等。可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。
2 零件分析
2.1零件的作用
題目所給定的零件是單杠內(nèi)燃機上的曲軸，它位于內(nèi)燃機連桿處，曲軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，帶動連桿使活塞產(chǎn)生往復運動，并將旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為直線運動，它在工作過程中將承受周期性的復雜的交變載荷。其主要作用是傳遞轉(zhuǎn)矩，是連桿獲得所需的動力。
2.2零件的工藝分析
由內(nèi)燃機的曲軸零件圖可知，它的外表面上有多個平面需要進行加工，此外各表面上還需加工一系列螺紋、孔和鍵槽。因此可將其分為兩組加工表面，它們相互間有一定的位置要求.現(xiàn)分析如下:
2.2.1以拐徑為?55mm為中心的加工表面
這一組加工表面包括: 拐徑?55mm加工及其倒圓角,它的加工表面的位置要求是Φ55 mm平行度公差為Φ0.04 mm。
2.2.2以軸心線兩端軸為中心的加工表面
這一組加工表面：1：10錐度面上75x12mm的鍵槽，，各軸的外圓表面, 右。
這組加工表面有一定的圓柱度要求，主要是：
這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要有：
(1)曲軸拐徑Φ55 mm軸心線與A基準軸心線的平行度公差Φ0.04mm
又以上分析可知，對于這兩組加工表面而言，可在仿型車床上一起加工。
2.2.3零件圖樣分析分析
1、零件圖樣分析
l）φ55mm兩軸徑同軸度公差為φ0.03mm。
2）1:20錐度部分對A-B軸心線同軸度公差為φ0.03mm。
3）三個拐徑分別對A-B軸心線平行度公差為φ0.03mm。
4）熱處理，人工時效處理227~270HBS。
5）曲軸材料為QT600-3。
3 工藝規(guī)程設(shè)計
3.1確定毛坯的制造形式
零件材料QT600-3?？紤]到內(nèi)燃機曲軸的零件較大，零件比較復雜，且大批量生產(chǎn)應采用模鍛。而且投資較少，成本較低，生產(chǎn)周期短。
3.2基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。不盲目的選擇基面，否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。
3.2.1 粗基準選擇
在大批生產(chǎn)的條件下，通常都是采取夾具中裝夾。
3.2.2 精基準的選擇
加工曲軸的主軸頸止以及與主軸頸同旋轉(zhuǎn)軸心線的其它配合部分和曲柄外圓弧面、外端面時，同軸類零件外圓表面加工一樣，采用輔助精基準－頂針孔。用頂針孔作為精基準，符合基面同一的原則，從而可以保證一次安裝中加工的各表面的同軸度或垂直度。對于主軸頸較大而偏心距又較小的曲軸，可以在曲軸兩端面上分別各打出兩個頂針孔A及B，使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。
3.3制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點，應該是使零件的幾何形狀、尺寸精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
工藝路線方案：
表2-10三拐曲軸機械加工工藝過程卡
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
工藝裝備
1
鑄
鑄造（左端φ55mm處鑄造尺寸為φ75mm）
2
清砂
清砂
3
熱處理
人工時效處理
4
清砂
細清砂
5
涂漆
非加工表面涂紅色防銹漆
6
劃線
按毛坯外形找正，照顧各加工面，劃外形尺寸線
7
銑
經(jīng)兩軸徑部分定位壓緊分別銑兩個端面保證總長尺寸520mm，鉆左端中心孔B4
X55W
（端銑）
8
粗車
夾右端外圓，找正兩軸徑外圓。頂左端中心孔，車兩軸徑處，其中1：20一端（右端）尺寸為φ55mm，另一端（左端）尺寸為φ70mm（工藝尺寸）
CW6163
9
粗車
倒頭裝夾工件左端φ70mm處，中心架夾帶錐一端φ55mm軸徑上，鉆右端中心孔B4，粗車錐度一端各部尺寸，留加工余量5mm（其中φ70mm車至圖樣尺寸）
CW6163
10
劃線
在左端φ70mm軸徑上劃鍵槽線深5mm、寬12mm、長75mm（工藝用鍵槽），注意與靠φ70mm最近的拐在同一平面內(nèi)
11
銑
以兩φ55mm定位裝夾工件銑鍵槽寬12mm、長75mm
X52K
12
粗車
采用專用工裝裝病例工件粗車曲軸三個拐徑及拐徑兩個側(cè)面，（專用工裝為轉(zhuǎn)夾具，可進行三等分分度）留加工余量5mm
專用工裝
CW6163
13
精車
采用專用工裝裝夾工件精車曲軸三個拐徑及拐徑兩個側(cè)面，留磨量0.8mm~1mm
CW6163
14
精車
夾工件左端，頂右端中心孔，車工件右端各部尺寸，留加工余量0.8~1mm，車1：20錐度留加工余量1mm
CW6163
15
精車
倒頭，采用兩頂尖裝夾工件，車左端尺寸φ55mm至φ55mm，倒角R5
CW6163
16
檢驗
檢查曲軸偏心距
17
磨
以兩中心孔定位裝夾工件（專用工裝），磨拐徑三處至圖樣尺寸φ55mm，靠磨拐徑兩側(cè)及圓角R5
M8240
18
磨
以兩中心孔定位裝夾工件，磨軸徑兩處φ55mm至圖樣尺寸磨φ50mm至圖樣尺寸
M1432A
19
磨
夾工件左端，中心架夾右端φ55mm處，找正，磨1：20錐度至圖樣尺寸
M1432A
錐度環(huán)規(guī)銅皮
20
劃線
劃12mm×6mm鍵槽
21
銑
以兩軸徑定位裝夾工件銑12mm×6mm鍵槽
X52K
22
鉗
修銼飛刺
23
檢驗
磁粉探傷
24
檢驗
按圖樣檢驗工件各部尺寸精度
25
入庫
涂油入庫
3.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
內(nèi)燃機曲軸零件材料為QT600-3，硬度190~270HBS，毛坯重量約為40.3kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用毛坯鍛件。
3.4.1加工兩端中心線上的外圓表面
由于這些表面的粗糙度要求較高，它們的表面粗糙度有Ra1.6和Ra3.2，根據(jù)工序要求，軸徑Φ55mm還要研磨。
粗車：參照《機械加工工藝手冊》表2.3-22，其余量規(guī)定為 ，現(xiàn)取。
精車：參照《機械加工工藝手冊》表2.3-39，其余量規(guī)定為 1mm
粗磨：參照《機械加工工藝手冊》表2.3-42，其余量規(guī)定為 ，現(xiàn)取。
研磨：參照《機械加工工藝手冊》表2.3-44，其余量規(guī)定為 現(xiàn)取。
軸徑Φ55mm，鍛造毛坯的基本尺寸分別為：
55+（2.5+1+0.5）*2=76mm,65+（2.5+1+0.5+0.01）*2=73.02mm。
根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3-18,鍛件尺寸公差為，現(xiàn)取1mm。對軸徑Φ55mm有：
毛坯的名義尺寸為：55+（2.5+1.1+0.5）*2=76mm
毛坯最小尺寸為：76-1=75 mm
毛坯最大尺寸為：76+1=77mm
精車后尺寸為：55+0.5*2=69mm
粗磨后尺寸與零件圖尺寸相同，即Φ55mm
而對于錐度為1：10的軸徑粗糙度要求為Ra 3.2,精車能達到要求，此時直徑粗加工余量2Z=5mm精加工為0.5mm能滿足加工要求。而對于飛輪外螺紋表面粗糙度要求為Rm故粗車就能達到要求。
3.4.3 銑1：10圓錐處鍵槽
根據(jù)工藝要求，端面精度要求不高粗糙度為Ra3.2,需要粗精銑鍵槽，此時的余量2Z=3mm已能滿足加工要求。
3.4.4 車磨拐徑為Φ55 mm
由于表面的粗糙度要求較高，它們的表面粗糙度都是Ra，根據(jù)工序要求，拐徑Φ55 mm加工分粗、精車，還有粗、研磨。
粗車：參照《機械加工工藝手冊》表2.3-5，其余量規(guī)定為 ，現(xiàn)取。
精車：參照《機械加工工藝手冊》表2.3-39，其余量規(guī)定為 。
粗磨：參照《機械加工工藝手冊》表2.3-42，其余量規(guī)定為 ，現(xiàn)取。
研磨：參照《機械加工工藝手冊》表2.3-44，其余量規(guī)定為 ，現(xiàn)取。
拐徑Φ55 mm鍛造毛坯的基本尺寸為：55+（2.5+1+0.5+0.01）*2=58.02mm。
根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3-18,鑄件尺寸公差等級選用-1~2，取鍛件尺寸公差為，對軸徑?95 mm有：
毛坯的名義尺寸為：55+（2.5+1+0.5+0.01）*2=58.02mm；
毛坯最小尺寸為：58.02mm-1mm=57.02mm;
毛坯最大尺寸為：58.02mm+1mm=59.02mm;
精車后尺寸為：55+0.5+0.01=55.51mm；
研磨后尺寸與零件圖尺寸相同，即Φ55 mm。
3.5 確定切削用量
工序1：經(jīng)兩軸徑部分定位壓緊分別銑兩個端面保證總長尺寸520mm，鉆左端中心孔B4
加工材料：QT600-3
在專用夾具中。
刀具：YG8硬質(zhì)合金端銑刀。根據(jù)《機械加工工藝師手冊》第2版，表3.4-63，可選銑刀直徑=220mm,齒數(shù)Z=6。
1）確定背吃刀量ap：
2）確定進給量f：
根據(jù)《機械加工工藝師手冊》第2版，表3.4-15，可查得=0.20~0.29mm/z。選擇=0.20mm/z，故
3）確定切削速度v：
根據(jù)《機械加工工藝師手冊》第2版，表3.4-25，可選擇=50m/min。
按X52K機床的轉(zhuǎn)速，選擇，所以實際切削速度v：
工作臺每分鐘進給量為：
按X52k機床工作臺進給量表，選擇=130mm/min。
則實際每齒進給量為：
工額定時的計算：
式中：=485mm，取l1=86mm，
取，，。
工序2：夾右端外圓，找正兩軸徑外圓。頂左端中心孔，車兩軸徑處，其中1：20一端（右端）尺寸為φ55mm，另一端（左端）尺寸為φ70mm（工藝尺寸）
加工條件
工件材料：QT600-3, 鍛件。
加工要求：粗車左端外圓Φ55 mm。
機床：仿型車床 刀具：YG6
1)被吃刀量：取單邊余量Z=2mm，
2)進給量f：根據(jù)[3] 表2.4-3，取。
3)切削速度：
按[3] 表2.4-20，切削速度，
4)機床主軸轉(zhuǎn)速：
按機床說明書，與相近的轉(zhuǎn)速為400 ，則：.
實際銑削速度：
5)檢驗機床功率：主切削力Fc按[3]表2.4-9，可查得
由仿型車床說明書可知，車床主電動機功率為13KW，當主軸轉(zhuǎn)速為400 r/min時，主軸傳遞的功率為7.5kW，所以機床功率足夠，可以正常工作。
6)計算切削工時：按[3]表2.5-3，取
被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=52.5mm
刀具切入長度：L1=/tg+(2~3)
主偏角=0,L1=2mm
刀具切出長度：取
工序3：倒頭裝夾工件左端φ70mm處，中心架夾帶錐一端φ55mm軸徑上，鉆右端中心孔B4，粗車錐度一端各部尺寸，留加工余量5mm（其中φ70mm車至圖樣尺寸）
加工條件
工件材料：QT600-3, ，鍛件。
機床：仿型車床 刀具：YG6
1) 被吃刀量：取單邊余量Z=4mm，
2) 進給量f：根據(jù)[3]表2.4-3，取。
3) 切削速度：
按[3]表2.4-20，
切削速度：，
4) 機床主軸轉(zhuǎn)速：
按[3]表3.1-22可得，與相近的轉(zhuǎn)速為400r/min，則實際速度：
。
5)檢驗機床功率：主切削力Fc按[3]表2.4-20，可查得
由車床說明書可知，車床主電動機功率為75KW，當主軸轉(zhuǎn)速為400r/min時，主軸傳遞的功率為4.5kW，所以機床功率足夠，可以正常工作。
6) 計算切削工時：按《工藝手冊》表2.5-3，取
被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=44mm
刀具切入長度：L1=/tg+(2~3)
主偏角=0, L1=2mm
刀具切出長度：取
工序4：采用專用工裝裝病例工件粗車曲軸三個拐徑及拐徑兩個側(cè)面，（專用工裝為轉(zhuǎn)夾具，可進行三等分分度）留加工余量5mm
機床：仿型車床 刀具：YG6
（1）粗車拐徑Φ55 mm
1)被吃刀量：參照[3]表2.3-5，其余量規(guī)定為 ， 現(xiàn)也取。分兩次加工，=2.5mm。
2)進給量f：根據(jù)[3]表2.4-3，取。
3)切削速度：
按[2]表1.27，切削速度計算公式（壽命選T=60min）。
式中： 所以：
4)機床主軸轉(zhuǎn)速：
按[3]表3.1-22可得，與相近的轉(zhuǎn)速為590r/min，則實際速度
。
5)檢驗機床功率：主切削力Fc按[2]表1.29所示公式計算
式中：
所以：
切削時消耗功率PC為:
由機床說明書可知，主電動機功率為75KW，當主軸轉(zhuǎn)速為590r/min時，主軸傳遞的功率為45kW，所以機床功率足夠，可以正常工作。
6) 計算切削工時：按[3]表2.5-3，取
被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=123mm
刀具切入長度：L1=/tg+(2~3)
主偏角=0, L1=2mm
刀具切出長度：取
本工序機動時間：
工序5： 精車拐徑Φ55 mm尺寸
機床：仿型車床 刀具：YG6
1 )被吃刀量：=0.6mm。
2) 進給量f：根據(jù)[3]表2.4-4，預估切削速度
1.33，取。
3) 切削速度：
按[2]表1.27，切削速度計算公式（壽命選T=60min）。
式中： 所以：
4) 機床主軸轉(zhuǎn)速：
按[3]表3.1-22可得，與相近的轉(zhuǎn)速為1000r/min，則實際速度
。
5) 計算切削工時：按[3]表2.5-3，取
被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=89mm
刀具切入長度：L1=/tg+(2~3)
主偏角=0, L1=2mm
刀具切出長度：取
本工序機動時間：
工序6：精車軸徑Φ55 mm
機床：仿型車床 刀具：YG6
1) 被吃刀量：=0.6mm。
2) 進給量f：根據(jù)[3]表2.4-4，預估切削速度1.33，取。
3) 切削速度：
按[2]表1.27，切削速度計算公式（壽命選T=60min）。
式中： 所以：
4) 機床主軸轉(zhuǎn)速：
按機床說明書，與相近的轉(zhuǎn)速為700r/min，則實際速度
。
5) 計算切削工時：按[3]表2.5-3，取
被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=52.5mm
刀具切入長度：L1=/tg+(2~3)
主偏角=0, L1=2mm
刀具切出長度：取
本工序機動時間：
工序7： 精車軸徑Φ65 mm
機床：CW6180B臥式車床 刀具：YG6
1 )被吃刀量：=0.6mm。
2)進給量f：根據(jù)[3]表2.4-4，預估切削速度1.33，取。
3) 切削速度：
按[2]表1.27，切削速度計算公式（壽命選T=60min）。
式中： 所以：
4) 機床主軸轉(zhuǎn)速：
按[3]表3.1-22可得，與相近的轉(zhuǎn)速為740r/min，則實際速度
。
5) 計算切削工時：按[3]表2.5-3，取
被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=74mm
刀具切入長度：L1=/tg+(2~3)
主偏角=0, L1=2mm
刀具切出長度：取
本工序機動時間：
工序8：粗車錐度1：10軸
機床：仿型車床 刀具：YG6
1)被吃刀量：=0.6mm。
2)進給量f：根據(jù)[3]表2.4-4，預估切削速度1.33，取。
3)切削速度：
按[2]表1.27，切削速度計算公式（壽命選T=60min）。
式中： 所以：
4) 機床主軸轉(zhuǎn)速：
按[3]表3.1-22可得，與相近的轉(zhuǎn)速為540r/min，則實際速度。
5) 計算切削工時：按[3]表2.5-3，取被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=145mm
刀具切入長度：L1=/tg+(2~3)
主偏角=0, L1=2mm
刀具切出長度：取
本工序機動時間：
工序9：精車錐度1：10軸
機床：仿型車床 刀具：YG6
1)被吃刀量：=0.6mm。
2)進給量f：根據(jù)[3]表2.4-4，預估切削速度1.33，取。
3)切削速度：
按[2]表1.27，切削速度計算公式（壽命選T=60min）。
式中： 所以：
4) 機床主軸轉(zhuǎn)速：
按[3]表3.1-22可得，與相近的轉(zhuǎn)速為740r/min，則實際速度。
5) 計算切削工時：按[3]表2.5-3，取被切削層長度：由毛坯尺寸可知L=145mm
刀具切入長度：L1=/tg+(2~3)
主偏角=0, L1=2mm
刀具切出長度：取
本工序機動時間：
工序10：銑鍵槽12mm×6mm鍵槽
機床：X52k
刀具：高速鋼鑲齒三面刃槽銑刀 ，齒數(shù) L=20
1) 銑削深度：
2) 每齒進給量：根據(jù)[3]表2.4-76，取
3) 銑削速度：參照[3]表2.4-86，?。?
4) 機床主軸轉(zhuǎn)速：，
取
實際銑削速度：
5) 給量：
工作臺每分進給量：
6) 刀具切入長度：精銑時
被切削層長度：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機動時間：
工序11：粗磨軸徑Φ55 mm
機床：M1455A磨床
1）砂輪的直徑與寬度：砂輪的直徑與寬度：根據(jù)[3]表3.1-45，砂輪的直徑D=550mm，砂輪的寬度取B=75 mm
2)工件回轉(zhuǎn)速度與轉(zhuǎn)數(shù)：根據(jù)[3]表2.4-148，查得
=0.233~0.476,取=0.355，
3)軸向進給量:根據(jù)[3]表2.4-148，查得
=(0.5~0.8)B，取=45
4）徑向切入進給量：根據(jù)[3]表2.4-1480，
預估=0.355mm可查得=0.0176~0.0110，取=0.155
5）每分種金屬磨除量Z可用公式計算：
Z=1000 mm
6) 機動時間：
被磨削層長度：
單面余量：
局部修磨的系數(shù)k：根據(jù)[3]表2.5-11，
機動時間
工序12：粗磨軸徑Φ70m
機床：M1455A磨床
1）砂輪的直徑與寬度：砂輪的直徑與寬度：根據(jù)[3]表3.1-45，砂輪的直徑D=550mm，砂輪的寬度取B=75 mm
2) 工件回轉(zhuǎn)速度與轉(zhuǎn)數(shù)：根據(jù)[3]表2.4-148，查得=0.233~0.476,取=0.355，
3) 軸向進給量:根據(jù)[3]表2.4-148，查得=(0.5~0.8)B，取=45
4）徑向切入進給量：根據(jù)[3]表2.4-1480，預估
=0.355mm可查得=0.0176~0.0110，取=0.155
5）每分種金屬磨除量Z可用公式計算：
Z=1000 mm
6) 機動時間：
被磨削層長度：
單面余量：
局部修磨的系數(shù)k：根據(jù)[3]表2.5-11，
機動時間
工序13：粗磨拐徑Φ55 mm
機床：M1455A磨床
1) 砂輪的直徑與寬度：根據(jù)[3]表3.1-45，砂輪的直徑D=550mm，砂輪的寬度取B=75 mm
2) 工件回轉(zhuǎn)速度與轉(zhuǎn)數(shù)：根據(jù)[3]表2.4-148，查得=0.233~0.476,取=0.355，
3) 軸向進給量:根據(jù)[3]表2.4-148，查得=(0.5~0.8)B，取=45
4) 徑向切入進給量：根據(jù)[3]表2.4-1480，預估=0.355mm可查得=0.0176~0.0110，取=0.155
5) 每分種金屬磨除量Z可用公式計算：
Z=1000 mm
6) 機動時間：
被磨削層長度：
單面余量：
局部修磨的系數(shù)k：根據(jù)[3]表2.5-11，
機動時間
工序14：研磨拐徑Φ55 mm
機床：M1432A磨床
1) 砂輪的直徑與寬度：根據(jù)[3]表3.1-45，砂輪的直徑D=400mm，砂輪的寬度取B=55 mm
2) 工件回轉(zhuǎn)速度與轉(zhuǎn)數(shù)：根據(jù)[3]表2.4-149，取=0.6 ，
3) 軸向進給量:根據(jù)[3]表2.4-149，查得=(0.5~0.8)B，
4) 徑向切入進給量：根據(jù)[3]表2.4-149，預估=0.6mm可查得=0.0028
5) 每分種金屬磨除量Z可用公式計算：
Z=1000 mm
6) 機動時間：
被磨削層長度：
單面余量：
局部修磨的系數(shù)k：根據(jù)[3]表2.5-11，
機動時間
工序15：精磨軸徑Φ55 mm
機床：M1432A磨床
1) 砂輪的直徑與寬度：根據(jù)[3]表3.1-45，砂輪的直徑D=400mm，砂輪的寬度取B=55 mm
2) 工件回轉(zhuǎn)速度與轉(zhuǎn)數(shù)：根據(jù)[3]表2.4-149，取=0.6 ，
3) 軸向進給量:根據(jù)[3]表2.4-149，查得=(0.5~0.8)B，
4) 徑向切入進給量：根據(jù)[3]表2.4-149，預估=0.6mm可查得=0.0028
5) 每分種金屬磨除量Z可用公式計算：
Z=1000 mm
6) 機動時間：
被磨削層長度：，
單面余量：
局部修磨的系數(shù)k：根據(jù)[3]表2.5-11，
機動時間
本工序的機動時間：=+=0.34
工序16：磨1：10圓錐
（1）粗磨1：10圓錐
機床：M1455A磨床
1) 砂輪的直徑與寬度：砂輪的直徑與寬度：根據(jù)[3]表3.1-45，砂輪的直徑D=550mm，砂輪的寬度取B=75 mm
2) 工件回轉(zhuǎn)速度與轉(zhuǎn)數(shù)：根據(jù)[3]表2.4-148，查得=0.233~0.476,取=0.355，
3） 軸向進給量:根據(jù)[3]表2.4-148，查得=(0.5~0.8)B，取=45
4）徑向切入進給量：根據(jù)[3]表2.4-1480，預估=0.355mm可查得=0.0176~0.0110，取=0.155
5）每分種金屬磨除量Z可用公式計算：
Z=1000 mm
6) 機動時間：
被磨削層長度：
單面余量：
局部修磨的系數(shù)k：根據(jù)[3]表2.5-11，
機動時間
工序18：磁粉探傷各軸徑，拐徑
工序19：鉗工，修油孔，倒角，清污垢。
工序20：檢查。
4 銑曲拐端面夾具設(shè)計
4.1設(shè)計要求
本夾具主要用來銑三拐曲軸端面。由加工本道工序的工序簡圖可知。銑端面時，左右端面有尺寸要求520，以及端面均有表面粗糙度要求Rz12.5。本道工序僅是對端面進行加工。因此在本道工序加工時，主要應考慮提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。同時應保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。
4.1.1定位基準的選擇
在進行端面銑加工工序時，左右兩端的軸沒加工，用兩個V型塊定位。因此工件選用兩端軸中心線作為定位基準。選擇兩個V型塊作為定位基面限制了工件的四個自由度，還要一個擋板，限制一個自由度。夾具上的定位元件是：其中定位元件為擋板和兩個V型塊。
4.1.2定位元件的設(shè)計
本工序選用的定位基準為兩個V形塊和定位銷作定位，所以相應的夾具上的定位元件應主要是兩個V形塊。因此進行定位元件的設(shè)計主要是對V形塊進行設(shè)計。
由機床夾具設(shè)計手冊查的可知:
根據(jù)工件的直徑 D=55mm可知V形塊的結(jié)構(gòu)尺寸如下：
表4.6 V形塊的結(jié)構(gòu)尺寸
H
D
55
55
12
18
12
30
15
25
125
V形塊設(shè)計如圖：
圖4.6 V形塊圖
4.1.3銑削力與夾緊力計算
根據(jù)《機械加工工藝手冊》可查得：根據(jù)《機械加工工藝手冊》可查得：銑削力計算公式為
圓周分力
查表可得：
代入得
查表可得銑削水平分力、垂直分力、軸向分力與圓周分力的比值為：
夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。
1．液動夾緊裝置
液動夾緊裝置以壓縮空氣作為動力源推動夾緊機構(gòu)夾緊工件。常用的氣缸結(jié)構(gòu)有活塞式和薄膜式兩種。
活塞式氣缸按照氣缸裝夾方式分類有固定式、擺動式和回轉(zhuǎn)式三種，按工作方式分類有單向作用和雙向作用兩種，應用最廣泛的是雙作用固定式氣缸。
2．液壓夾緊裝置
液壓夾緊裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理基本與液動夾緊裝置相同，所不同的是它所用的工作介質(zhì)是壓力油。與氣壓夾緊裝置相比，液壓夾緊具有以下優(yōu)點：①傳動力大，夾具結(jié)構(gòu)相對比較小；②油液不可壓縮，夾緊可靠，工作平穩(wěn)Z③噪聲小。它的不足之處是須設(shè)置專門的液壓系統(tǒng)，應用范圍受限制。
根據(jù)切削力，夾緊力的影響因素，在夾緊不利狀態(tài)過程，該夾緊力的計算應該根據(jù)機械平衡原理來設(shè)計。最后，為了確保可靠夾緊，數(shù)值乘以安全系數(shù)實際所需夾緊力。
初步確定液壓缸參數(shù)
表5-1 按負載選擇工作壓力[1]
負載/ KN
<5
5~10
10~20
20~30
30~50
>50
工作壓力/MPa
< 0.8~1
1.5~2
2.5~3
3~4
4~5
≥5
表5-2 各種機械常用的系統(tǒng)工作壓力[1]
機械類型
機 床
農(nóng)業(yè)機械
小型工程機械
建筑機械
液壓鑿巖機
液壓機大中型挖掘機
重型機械
起重運輸機械
磨床
組合
機床
龍門
刨床
拉床
工作壓力/MPa
0.8~2
3~5
2~8
8~10
10~18
20~32
由于鉆削力為4239N，往往要取大一些，在這取負載約為10000N，初選液壓缸的設(shè)計壓力P1=3MPa，為了滿足工作這里的液壓缸課選用單桿式的，并在快進時差動連接，則液壓缸無桿腔與有桿腔的等效面積A1與A2應滿足A1=2A2（即液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d應滿足：d=0.707D。為防止切削后工件突然前沖，液壓缸需保持一定的背壓，暫取背壓為0.5MPa，并取液壓缸機械效率。則液壓缸上的平衡方程
故液壓缸無桿腔的有效面積：
液壓缸直徑
液壓缸內(nèi)徑：
按GB/T2348-1980，取標準值D=80mm；因A1=2A，故活塞桿直徑d=0.707D=56mm（標準直徑）
則液壓缸有效面積為：
2.缸體壁厚的校核
查機械設(shè)計手冊，取壁厚為10mm。則
根據(jù)時； （4-2）
可算出缸體壁厚為：
<10mm
則液壓缸的外徑
式中 ————許用應力；（Q235鋼的抗拉強度為375-500MPa，取400MPa，為位安全系數(shù)取5，即缸體的強度適中），P-缸筒試驗壓力。
3.缸筒結(jié)構(gòu)設(shè)計
缸筒兩端分別與缸蓋和缸底鏈接，構(gòu)成密封的壓力腔，因而它的結(jié)構(gòu)形式往往和缸蓋及缸底密切相關(guān)[6]。因此，在設(shè)計缸筒結(jié)構(gòu)時，應根據(jù)實際情況，選用結(jié)構(gòu)便于裝配、拆卸和維修的鏈接形式，缸筒內(nèi)外徑應根據(jù)標準進行圓整。
活塞桿是液壓缸傳遞力的主要零件，它主要承受拉力、壓力、彎曲力及振動沖擊等多種作用，必須有足夠的強度和剛度。其材料取Q235鋼。
1.活塞桿直徑的計算[1]
由=2 可知活塞桿直徑：
按GB/T2348—1993將所計算的d值圓整到標準直徑，以便采用標準的密封裝置。圓整后得：
d=56mm
按最低工進速度驗算液壓缸尺寸，查產(chǎn)品樣本，調(diào)速閥最小穩(wěn)定流量，因工進速度v=0.4m/min為最小速度，則由式
（4-3）
本例=78.5>1.25，滿足最低速度的要求。
2.活塞桿強度計算：
<56mm （4-4）
式中 ————許用應力；（Q235鋼的抗拉強度為375-500MPa，取400MPa，為位安全系數(shù)取5，即活塞桿的強度適中）
3．活塞桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計
活塞桿的外端頭部與負載的拖動電機機構(gòu)相連接，為了避免活塞桿在工作生產(chǎn)中偏心負載力，適應液壓缸的安裝要求，提高其作用效率，應根據(jù)負載的具體情況，選擇適當?shù)幕钊麠U端部結(jié)構(gòu)。
4.活塞桿的密封與防塵
活塞桿的密封形式有Y形密封圈、U形夾織物密封圈、O形密封圈、V形密封圈等[6]。采用薄鋼片組合防塵圈時，防塵圈與活塞桿的配合可按H9/f9選取。薄鋼片厚度為0.5mm。為方便設(shè)計和維護，本方案選擇O型密封圈。
由上述計算易得：
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用液壓缸夾緊機構(gòu)。
夾具在裝夾時，由在定位時造成圓周上存在定位誤差；夾具體在零件的內(nèi)孔端面上定位時，也存在定位誤差，從而會造成由原來的面接觸變成點接觸，從而使零件在定位時發(fā)生。
4.1.4加緊原件的選擇
用液壓缸加壓板加緊曲軸曲拐側(cè)面
4.1.5對刀塊和塞尺設(shè)計
由于本道工序是完成三拐曲軸端面的銑加工，所以選用直角對刀塊。根據(jù)GB2243—80直角對刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖所示：
圖4.7 直角對刀塊圖
塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖4.8 平塞尺圖
塞尺尺寸為：
表4.8 塞尺尺寸
公稱尺寸H
允差d
C
3
-0.006
0.25
夾具體的設(shè)計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這些主要元件設(shè)計好后即可畫出夾具的設(shè)計裝配草圖。
4.2 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)
對夾具體的設(shè)計的基本要求
（1）應該保持精度和穩(wěn)定性
在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。
（2）應具有足夠的強度和剛度
保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應有足夠的厚度，剛度可以適當加固。
（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應該不錯
夾較大的工件的外觀，更復雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應該簡單。
（4）應便于鐵屑去除
在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應在夾具體上面。
（5）安裝應牢固、可靠
夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當夾安裝在重力的中心，夾具應盡可能低，支撐面積應足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。
加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應便于鐵屑。此外，夾點技術(shù)，經(jīng)濟的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設(shè)計中還應考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應便排出鐵屑。
4.3 夾具設(shè)計及操作的簡要說明
在夾緊機構(gòu)設(shè)計中，常常遇到工件需要多點同時夾緊，或多個工件同時夾緊，有時需要使工件先可靠定位再夾緊，或者先鎖定輔助支承再夾緊等等，這是為了操作方便、迅速、提高生產(chǎn)率，減輕勞動強度，就需要采用聯(lián)動夾緊機構(gòu)。如圖4所示。
聯(lián)動夾緊有夾緊和松開兩種狀態(tài)，由電磁鐵控制油缸來實現(xiàn)。
鉸鏈夾緊機構(gòu)是一種增力機構(gòu)，增力倍數(shù)較大，應用廣泛。鉸鏈夾緊機構(gòu)的特點是動作迅速，增力比大，易于改變力的作用方向。缺點是自鎖性能差。如圖5所示。
鉸鏈夾緊有夾緊和松開兩種狀態(tài)，由電磁鐵控制油缸來實現(xiàn)。
如前所述，該工件為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了液動夾緊方式。這類夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。
此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。
該夾具方案符合生產(chǎn)要求，效率高，做了可活動銷，滿足保持正確的加工位置
41
5 銑曲軸鍵槽專用夾具設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度。在加工零件時，需要設(shè)計專用夾具。
本夾具主要用來銑曲軸鍵槽。由加工本道工序的工序簡圖可知。因此在本道工序加工時，主要應考慮提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。同時應保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。
5.1定位基準的選擇
在進行端面銑加工工序時，左右兩端的軸已加工，用兩個V型塊定位。因此工件選用兩端軸中心線作為定位基準。選擇兩個V型塊作為定位基面限制了工件的四個自由度，而支承板作為定位基面，限制了工件的一個自由度。夾具上的定位元件是：其中定位元件為支承板和兩個V型塊 .
5.2定位元件的設(shè)計
本工序選用的定位基準為兩個V形塊和支承板作定位，所以相應的夾具上的定位元件應主要是兩個V形塊。因此進行定位元件的設(shè)計主要是對V形塊進行設(shè)計。
由機床夾具設(shè)計手冊查的可知:
根據(jù)工件的直徑 D=55mm可知V形塊的結(jié)構(gòu)尺寸如下：
表4-6 V形塊的結(jié)構(gòu)尺寸
H
D
>50-100
50
12
18
12
30
15
25
140
V形塊設(shè)計如圖：
圖4-6 V形塊圖
5.3銑削力與夾緊力計算
根據(jù)《機械加工工藝手冊》可查得：根據(jù)《機械加工工藝手冊》可查得：銑削力計算公式為
高速鋼鑲齒三面刃槽銑刀
圓周分力
查表可得：
代入得
=
查表可得銑削水平分力、垂直分力、軸向分力與圓周分力的比值為：
當用兩把銑刀同時加工時銑削水平分力
銑削加工產(chǎn)生的水平分力應由夾緊力產(chǎn)生的摩擦力平衡。
即： （）
計算出的理論夾緊力F再乘以安全系數(shù)k既為實際所需夾緊力
即： 取k=2
5.4對刀塊和塞尺設(shè)計
由于本道工序是完成曲軸曲拐端面的銑加工，所以選用直角對刀塊。根據(jù)GB2243—80直角對刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖所示：
圖3-7 直角對刀塊圖
塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖4-8 平塞尺圖
塞尺尺寸為：]
表4-8 塞尺尺寸
公稱尺寸H
允差d
C
3
-0.006
0.25
夾具體的設(shè)計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這些主要元件設(shè)計好后即可畫出夾具的設(shè)計裝配草圖。整個夾具的結(jié)構(gòu)夾具裝配圖所示。
6數(shù)控加工程序
O0010
N05 % //起始
N10 T07M0