曲軸箱零件加工工藝設計【說明書+CAD】

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論機械制造工業(yè)是國民經濟最重要的部門之一，是一個國家或地區(qū)經濟發(fā)展的支柱產業(yè)，其發(fā)展水平標志著該國家或地區(qū)的經濟實力，技術水平生活水準和國防實力。機械制造工業(yè)是制造農業(yè)機械動力機械運輸機械礦山機械等機械產品的工業(yè)生產部門，也是為國民經濟各部門提供冶金機械化工設備和工作母機等裝備的部門。機械制造業(yè)是國民經濟的裝備部，是為國民經濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產業(yè)。不論是傳統(tǒng)產業(yè)，還是新興產業(yè)，都離不開各種各樣的機械裝備。機械制造工藝技術是在人類生產實踐中產生并不斷發(fā)展的它的內容極其廣泛，包括零件的毛坯制造，機械加工及熱處理和產品的裝配等。但是在研究工藝問題上，可歸納為質量，生產率和經濟性三類。（1）保證和提高產品質量：產品質量包括整臺機械的裝配精度使用性能使用壽命和可靠性，以及零件的加工精度和加工表面質量。（2）提高勞動生產率：提高勞動生產率的方法一是提高切削用量采用高速切削高速磨削和重磨削。二是改進工藝方法創(chuàng)造新工藝。（3）降低成本：要節(jié)省和合理選擇原材料，研究新材料；合理使用和改進現(xiàn)有設備，研制新的高效設備等。對于上述三類問題要辨證地全面地進行分析。要在滿足質量要求的前提下，不斷提高勞動生產率和降低成本。以優(yōu)質高效低耗的工藝去完成零件的加工和產品的裝配，這樣的工藝才是合理的和先進的工藝。第1章 零件分析1.1零件的作用題目所給的零件是小型40拖拉機的曲軸箱,它的主要作用是固定曲軸以及汽缸活塞與曲軸的連接.用于傳遞運動和動力.1.2零件的工藝分析曲軸箱這個零件,從零件圖上可以看出,主要是由一些面和孔所組成.其主要平面有五組,現(xiàn)將五組平面分述如下:1 以52K7軸承孔軸線即基準A為中心的加工平面包括汽缸孔56H8軸線位置度誤差不超過0.05，軸承孔端面與基準A的垂直度誤差不超過0.1，軸承孔端面與基準A的位置度誤差不超過0.32 以56H8汽缸孔軸線即基準B為中心的加工面，包括汽缸端面螺紋孔與基準B的位置度誤差不超過0.3。3 以曲軸箱底面即基準C為中心的加工平面與基準C的平面度誤差不大于0.025。軸承孔內圓柱面與基準C的平行度為0.05，與內表面圓柱度為0.013。4 底面四個9孔相互位置度為0.5。5 斜油孔軸線與汽缸孔軸線偏轉角為22.5度。 由以上分析可知，對于上述這些加工平面而言，為保證其加工精度即相互位置精度，而且考慮到生產批量比較大，我們可以借助專用夾具來進行加工，以保證它們之間的加工精度和相互位置精度，以提高勞動生產率。第2章 工藝規(guī)程設計2.1確定毛坯的制造形式及材料考慮到軸承在運動時的偏心載荷產生的振動，為保證零件工作可靠，零件采用吸振性，穩(wěn)定性較好，切削加工性好，價格也比較低廉的灰鑄鐵HT-33。由于生產批量較大，零件尺寸不大，結構比較復雜，因此我們采用鑄造的形式，從而提高勞動生產率，降低成本。2.2基準的選擇1. 基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；鶞蔬x擇正確，可以較容易的保證加工質量，提高勞動生產率，否則將給加工帶來困難或無法加工。2. 粗基準的選擇： 按粗基準的選擇原則，即當零件有不加工表面時，應以這個不加工面為粗基準。如果零件有若干個不加工表面時，則應以粗糙度要求最高的哪個表面為粗基準。因此，在開始加工時，我們選取底板上表面作為粗基準。3. 精基準的選擇原則：應遵照盡可能減小工件的定位誤差，保證工件的加工精度，同時也要考慮裝夾工件的方便，夾具結構簡單。選擇精基準時一般應遵循下列原則：（1）基準重合原則（2）基準統(tǒng)一原則（3）自為基準原則（4）互為基準原則對于曲軸箱的精基準的選擇，由于其結構較復雜，為保證其精度，因此應盡可能遵守基準重合原則和基準統(tǒng)一原則，當工序基準和設計基準不重合時，要進行尺寸換算。第3章 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點應該使零件的幾何形狀尺寸精度及位置精度等技術性能得到妥善的保證。在生產綱領已確定為成匹生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床。配以專用夾具。并盡量使工序集中，來提高生產率。除此之外，還應考慮經濟效果以便使生產成本盡量降低。工序： I 粗精銑底面II 粗銑頂面III 磨頂面IV鉆鉸底面孔V 銑側面，粗銑軸承孔端面VI 粗擴缸套座孔 倒角VII粗擴軸承孔VIII 粗精擴側面孔56IX精細軸承孔端面X 鉆斜油孔 锪平面 倒角 攻絲XI在側面鉆孔 倒角 攻絲XII 半精鏜 精鏜軸承孔 精鏜缸套座孔XIII 在頂面上鉆孔 倒角 攻絲XIV 在軸承孔端面上鉆孔 倒角 攻絲XV清洗 吹凈XVI 檢驗第4章 機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定曲軸箱材料：H715-33硬度：HB170-241毛坯重量約：3公斤生產類型： 中匹生產毛坯形式： 鑄件精度等級： II級精度等級4.1軸承孔加工余量的確定：為了減少軸承孔的加工余量和節(jié)省材料。在鑄造時應把孔鑄出來。由于加工后的精度為52K7(+0.009-0.021) ，所以按機械制造工藝設計手冊（表1-49）-以下均稱“手冊”知，機械加工余量為3.5。由于本零件較小，所以取3mm,兩邊為6mm.所以毛坯軸承孔鑄造尺寸為46，并經粗擴，半精鏜，精鏜加工到到各工序尺寸。其加工余量為（表1-29）粗擴51mm Zz=5mm半精鏜51.8mm Zz=0.8mm精鏜52mm Zz=0.2mm4.2 缸套孔的機械加工余量的確定缸套孔同樣是在鑄造時應直接鑄出。由于要求尺寸為56H8，查手冊（1-49）可知加工余量為3.5mm.同樣對于本零件取3mm,Zz=6mm.所以缸套孔毛坯尺寸為50。經粗擴，精鏜至加工要求尺寸。各工序加工余量為表（1-29）粗擴55 Zz=5mm精鏜56H8 Zz=1mm4.3側面孔56加工余量的確定側面孔在鑄造時鑄出，要求尺寸為56查手冊（1-49），并根據(jù)本零件尺寸，取側面毛坯尺寸為50，孔的機械加工總余量為6mm。由于此孔要求精度不高，所以經粗精擴到要求尺寸。加工尺寸及加工余量如下（表1-29）4.4曲軸箱側面加工余量的確定零件側面與缸套孔軸線的距離為42，查表（1-49）知機械加工總余量為2.5mm，根據(jù)本零件特點取3mm加工余量。所以缸套孔軸線與側面距離為45mm。4.5.軸承孔端面加工余量確定由于零件要求軸承孔端面與缸套孔軸線的距離為72-0.2mm.查手冊得機械加工總余量為3mm。所以軸承孔端面與缸套孔軸線的距離為75mm。并由表（1-46）知偏差為0+mm。加工中粗精加工分開進行，各工序尺寸及加工余量如下（表1-28）。粗銑9孔與軸承孔端面為42mm。Z=1mm。精銑9孔與軸承孔端面為40+mm。Z=2mm。4.6頂平面加工余量及底平面加工余量的確定按計算確定加工余量1）鑄造毛坯余量（底面）不平度+粗糙度R2=800mm（表1-13）彎=0.7um/mm（表1-14）以平面為基準的鑄件P=P翹=A彎P=A彎*L=0.7*136=95.2毛坯公差T=2000um（表1-46）2）粗銑余量加工精度IT15 Ra 25 (表1-15)T=1.4mm=1400um剩余空間偏差P剩=K精P毛P剩=0.06 95.2=5.7umK精為提高精度系數(shù),由表1-22知K=0.06P毛毛坯空間偏差為95.2見前定位誤差=0.5mm由圖紙尺寸要求得不平度Rz=100um(表1-16)缺陷層下缺=100um（表1-15）Zmm=Rz+T缺+P+安 =800+95.2+500 =1395.23）精銑余量加工表面粗糙度按圖紙要求Ra=6.3尺寸公差按圖紙要求為0.5mm不平度R=25um（表1-15）所以 P=K精*P毛 =0.04*5.7 =0.23由表1-22知，K精取0.04為安裝誤差，取尺寸公差的即=166umZmm=100+100+5.7+166=371.7mm粗銑計算尺寸為104.5+0.371*2=105.24mm將上面由手冊中查得的各項收據(jù)分別填入下表，同時按“機械工藝設計手冊”第4頁規(guī)定的步驟，計算出這個表的各工序的極限尺寸余量，也并填入表中。加工余量計算表底面加工工序工步余量組成um計算余量Zmmum計算尺寸mm公差Tmm極限尺寸mm余量極限mmRzTP最大最小最大最小銑底面計算尺寸105-0.5鑄造毛坯80095.2108.032000110108.4粗銑底面1001005.75002*1395.2105.241400106105.23.42.8精銑底面250.0231662*371.7104.55001051041.640.74同樣確定頂面余量為2mm.于是毛坯高度尺寸為110+1mm.第5章 確定切削用量及基本工時5.1工序I:粗精銑底面本工序用計算法1. 加工條件:鑄鐵HT15-33加工要求:粗精銑底面,保證尺寸108+0.5,粗糟度Ra=3.2.機床：立式銑床X52。刀具：端銑刀110刀片YG8齒數(shù)6個2. 計算切削用量底面加工余量為2mm，粗銑加工余量為1.5mm，精加工余量為0.5mm都是一次走刀加工完成。所以吃刀深度分別為 a 粗P=1.5mm a 精 P=0.5mm計算進給量：af=0.3mm/z(表3-28)計算切削深度，刀具耐用度t=120(表3-27)粗銑底面時V=kv(m/min)查表（3-29）知Cv=445 qv=0.2Xv=0.15 Yv=0.35 Zv=0.2mv=0 m=0.32代入上式V=kv（刀具10-18式） =98m/min=1.634m/s確定機床主軸轉速n=4.738/s=283.84r/min按機床選300r/min（付表4-16-1）所以 實際切削速度V=103.62m/min=1.727m/s切削工時 T= （表7-7） L1=0.5110-+2=15mm（表7-7） L2=2mm （表7-7） L=136 由表知 所以 T2=0.28m/n=17S精銑底面：ap=0.5 af=0.3mm/z 見前切削速度：V=（刀具課本10-18式） 所以：V= =95.2m/min=1.587m/s.確定機床轉速n=103.62m/min=1.727m/s切削工時同上計算的方法Fmz=fz n z=0.3*6*300=540mmL1=0.5(D-)+2=15mmL2=2mmTl=0.28min=17s5.2工序II： 粗銑頂平面加工要求：粗銑頂面，保證尺寸105.5+0.1 粗糙度Ra=6.3機床：立式銑床 X52K刀具：端面硬質合金銑刀110YG-8 齒數(shù)6根據(jù)要求加工余量為2.5mm，一次加工完成所以吃刀深度為2.5mm即：ap=2.5mm走刀量 af=0.25mm/z（表3-28）計算切削速度；刀具耐用度=120min（表3-27）V=79.5m/min=1.32m/s確定機床轉速n=3.85r/s=231r/min根據(jù)機床所有的轉速選用235r/min實際速度 V=81.16m/min=1.35m/s切削工時計算fmz=fz*z*n=0.25*6*235=352.5L1=0.5(D-)+2=0.5*(110-)+2=16.76mmL2=2mm L=75mm(表7-7)T=0.26min=15.8s檢驗本機功率PM=FZ*v*10-3(k.m)FZ=9.81*54.5ae1.0af0.74ap0.9d0-1。0*6=1788NV=1.35m/s所以：銑削功率P=1788*1.35*10-3=2.4千瓦，而由表4-16知X52主電機功率為7.5千瓦，因此機床功率足夠。檢驗機床進給強度由于FZ=1788N由手冊P185知Ffn=0.5Fz=0.5*1788=894NFf=0.3FZ=0.3*1788=536.4NFe=0.9FZ=0.9*1788=1609.2N取機床導軌與溜板之間的摩擦系數(shù)n=0.1則機床進給機構沿橫向進給方向的受力為：Ff+（Ffn+Fe）*0.1=536.4+(894+1609.2+)*0.1=780.72N而X52橫向進給機構允許受的最大力為3500N，因此進給機構能正常工作5.3工序III：磨平面保證尺寸1050.02 粗糙度Ra1.6 機床：平面磨床 M7130加工余量 0.5mm分十次進給完成所以：每次進給0.05mm n=1500r/min工時計算：T=由工件大小知一次可裝夾兩排工件,每排有四個工件,共可裝8個工件,即Z=8工件均移動長度136*4+20=564mm工件均移動寬度b=168mm。由圖知K取0.1（表7-14）Zb=0.5mm V=0.3m/sf(t)=0.05mm/單行程 fB=1000r/min（表4-13）T=15.8min5.4工序IV鉆鉸底面孔鉆9孔進給量由（表3-38）知為0.5mm/r切削速度由（表3-42）知系數(shù)為0.22mm/sV=467.8r/min 對于Z35鉆床選n=420r/min實際切削速度為V=0.19m/s同樣鉆8.7孔，進給量為0.5mm/r(表3-38)同樣計算出V并對照Z35鉆床取n=530r/min而V=0.24m/s鉸90.02進給量1.0mm/r(表3-34)切削速度由(表3-50)知V=0.155m/s即n=326r/min對于Z35機床轉速為335r/min（付表4-4-1）即v=0.16m/s工時計算T=L2=4L1=()ctgkr+2 取kr=600 L1=*ctg600+2=4.6mm L=10T=0.089min=5.3m/s同樣T8.7=55 鉸孔ap=0.15L1=20mm T=6.08s5.5工序V：銑側面 粗銑軸承孔端面保證側面尺寸200.1粗糙度Ra6.3軸承孔端面加工42，粗糙度Ra6.3由圖及前計算知 側面余量為3mm. dp=3mm軸承孔端面ap=1mm對于側面加工余量較大，因此每齒進給量為0.2mm/Z對于軸承孔端面取每齒進給量af=0.35mm/Z(表3-28)刀具用110YG8硬質合金端面銑刀刀具耐用度t=120min(表3-27)V1=78m/min=1.3m/s V2=82.4m/min=1.37m/s所以n1=3.76r/s=225.8r/min同樣n2=237r/min按X62所有的轉速取n1=n2=235r/min實際轉速 n=1.35m/s工時計算：T= 取L2=2mm(表7-7)L1=0.5(110-)+2=14.6mmL1,=0.5(110-)+2=13.4mmT1=0.25minT2=0.17min5.6工序VI：粗擴缸套孔550.1用55擴孔鉆（高速鋼）鉆孔切削速度由表3-42知為0.22mm/s.擴孔速度為鉆孔速度的1/3。（表3-54）所以:擴孔速度為0.073m/s.ap擴=5mm進給量f擴=1.8f鉆.f鉆由（表3-38）知為1.1mm/r所以 f擴=1.98mm/r對于切削速度V=0.073m/s 所以n=25.36r/min根據(jù)機床轉速選n=68r/min 實際轉速v=0.19m/s工時計算：L1=()ctgkr+2 kr=600所以L1=（）ctg600+2=3.4mmL=8mm L2=2mmT擴=0.1min5.7工序VII：粗擴軸承孔51+0.1同上工序計算 n擴51=68r/min ap=5mm f擴51=1.98mm/r工時TG=0.42min5.8工序VIII：擴側面孔56計算方法同上工序 V擴56=68r/minap56=5mm f56=1.98mm/r T56=0.098min5.9工序IX：精銑軸承孔端面保證尺寸400.05V= ap=2mm 由前工序知af=0.3mm/z（表2-28）用110YG8硬質合金端面銑刀，刀具耐用度t=120minV=78.5m/min=1.3m/sn=3.76r/s=225.8r/min根據(jù)機床 取n=235r/min實際速度v=1.35m/sT計算方法與工序VI方法相同T=0.17min5.10工序X：鉆斜油孔锪平面倒角攻絲鉆8.5孔進給量由表3-18知為0.5mm/r用高速鋼鉆頭切削速度由表3-42知為0.22m/sn=494.56r/min附表4-5中Z525鉆床速度為n=545r/min實際速度v=0.24m/s锪平面，用平面锪鉆20*75 無公式近似計算n=210r/min由目錄4.5-1知 ，取n=195r/min實際速度 V=0.20m/s攻絲M10-6H 螺距為5mm切削用量由表3.63知切削速度為0.105m/sn=200r/min實際速度V=0.102m/s工時計算：T鉆=取kr=600L1=()ctgkr+2=ctg600+2=4.5mmL2=2mm f=0.5mm/rT=0.093min攻絲時間T攻=0.034min5.11工序XI：在側面鉆孔 倒角 攻絲鉆四個M6螺紋 底孔5.1深12,鉆Z螺紋底孔11，倒角,攻M6-6H絲，。攻Z絲 ，設備Z35鉆5孔，進給量由（表3-38）知f=0.3mm/r高速鋼鉆頭由表3-42知切削速度為0.22mm/s 即 n=840.76r/min根據(jù)機床選n=850r/min實際切削速度為v=0.49m/s工時計算 若鉆頭 kr=600L1=ctg600+2=3.4mmT=0.068min對于鉆11孔用同上方法可算出f=0.6mm/rn=420r/min V=0.24m/s T1=0.068min攻M6絲及Z“1/4”絲，查表3-63知切削速度分別為0.081m/s 和0.2m/sn=257r/min同理n,=318.5r/min，根據(jù)機床選n分別為n5=265r/min n,=335r/min T5=0.025min,同理 T,=0.021min5.12工序XII：半精鏜 精鏜軸承孔 精鏜缸套座孔刀具X10+65 YG3鏜刀，半精鏜至尺寸52+0.009-0.029 精鏜缸套座孔至56+0.046,主軸轉速V，轉速V51=163m/s V56=176m/s按V=計算，為保證其光潔度按經驗f=0.08mm ap半=0.8mm ap精=0.2mm ap56精=1.004mm.T52=0.63min T56=0.1min在精鏜軸承孔時要保證尺寸105+0.02同時要保證尺寸38+0.08，此時設計基準與工序基準不重合，故要進行尺寸換算。使加工完后保證尺寸38+0.08，尺寸鏈如圖：A0為組成環(huán)A1為增環(huán) A2減環(huán)。所以A0=A1-A2 A2=A1-A0=105-38=67mm。為保證加工精度取38尺寸公差的1/3計算：BsA0=BsA1-BXA2 BXA2=BsA1-BXA0 =0.02-(-0.02)=0.04BXA2=BXA1-BSA2 BsA2=BXA1-BXA0 =-0.02-0.02=-0.04A2=67+0.04 即高度方向上必須保證67+0.045.13工序XIII：在頂面鉆孔 倒角 攻絲鉆M8螺紋底孔6.7深18，倒角攻絲M8絲深12。計算方法同工序XI。鉆6.7孔：f=0.4mm/r n=670r/min 既V=0.23m/sT=0.09min 攻M8絲 n=265r/min 螺距 t=1.25 T=0.036mi5.14工序XIV 在軸承孔端面鉆孔 攻絲鉆M6底孔5深12，倒角120度至外徑，攻M6-6絲深8。計算方法同上工序。鉆5孔 f=0.3mm/r n=850r/min V=0.99m/s T=0.068min攻M8絲 n=265r/min t=1mm T=0.025min第6章 工藝過程卡體會與感受通過本次畢業(yè)設計，讓我受益匪淺，使我在綜合知識的應用上有了很大的提高。此次設計不僅讓我在專業(yè)知識技能上有了很大的提高，在做人方面也給了我很大的提高。在本次畢業(yè)設計中，老師給了我很大的幫助。每當我有困難時，老師總是很耐心的指導我，她認真負責的工作態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神和深厚的理論水平都使我受益匪淺。他無論在理論上還是在實踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高。這對于我以后的工作和學習都是一種巨大的幫助。在此，我特向老師表示感謝，感謝她對我的耐心教導。通過本次設計，讓我清楚的認識到了它是一個漫長而精心細致的過程，來不得半點的馬虎。它不僅是對我綜合能力的測驗，更是對我綜合素質的測驗。在設計的過程中，由于涉及的面比較寬，我查閱了很多資料，做了大量的運算，讓我對以前所學的知識有了一個全面和系統(tǒng)的了解，讓我提高了很多。在設計的過程中，主要有兩方面的困難：其一是大量煩瑣的運算，其二是要輸入大量的數(shù)學公式。由于我的設計要進行大量的數(shù)學運算，而且公式都比較繁瑣，參數(shù)很多，一不小心就會出錯，所以有時候算的我頭暈腦脹。在寫論文的時候，有大量的數(shù)學公式要往電腦上打，而數(shù)學公式不像文字那樣很容易打，每輸入一個公式就得吊入公式，切換輸入法等，這樣要花費很多時間和精力，而且我也沒有機器。但不管怎么說，我還是克服了種種困難，最終而且提前完成了任務?？偟膩碚f，通過這次設計，讓我把以前所學的理論知識真正的用于實際，使我的綜合能力有了很大的提高。這些對我以后走向工作，走向社會是一個很大的幫助。參考資料1 機械制造工藝設計手冊 哈爾濱工業(yè)大學 編 機械工業(yè)出版社1985年 2 金屬切削速查速算手冊第2版 機械工業(yè)出版社 2003.53 金屬切削原理與刀具 上海理工大學工程技術學院 編 機械工業(yè)出版社 03年9月第3版 4 機械制造工藝及夾具 河南工業(yè)職業(yè)技術學院 編 機械工業(yè)出版社 2004年 第 24 頁 共23頁