工藝夾具-柴油機(jī)曲軸

工藝夾具-柴油機(jī)曲軸,工藝,夾具,柴油機(jī),曲軸 專業(yè)訂作機(jī)械畢業(yè)設(shè)計，機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計，減速器設(shè)計，工藝及工裝夾具設(shè)計 聯(lián)系 QQ 8343085950 引言本次畢業(yè)設(shè)計是關(guān)于R180柴油機(jī)曲軸的工藝設(shè)計及其中兩道工序的夾具設(shè)計。曲軸是柴油機(jī)中的關(guān)鍵零件之一，其材質(zhì)大體分為兩類：一是鋼鍛曲軸，二是球墨鑄鐵曲軸。由于采用鑄造方法可獲得較為理想的結(jié)構(gòu)形狀,從而減輕質(zhì)量，且機(jī)加工余量隨鑄造工藝水平的提高而減小。球鐵的切削性能良好，并和鋼制曲軸一樣可以進(jìn)行各種熱處理和表面強(qiáng)化處理，來提高曲軸的抗疲勞強(qiáng)度和耐磨性。而且球鐵中的內(nèi)摩擦所耗功比鋼大，減小了工作時的扭轉(zhuǎn)振動的振幅和應(yīng)力，應(yīng)力集中也沒有鋼制曲軸來的敏感。所以球墨鑄鐵曲軸在國內(nèi)外得到廣泛采用。本次設(shè)計中曲軸的材質(zhì)為球鐵。從目前整體水平來看, 毛坯的鑄造工藝存在生產(chǎn)效率低，工藝裝備落后，毛坯機(jī)械性能不穩(wěn)定、精度低、廢品率高等問題。從以下幾個工藝環(huán)節(jié)采取措施對提高曲軸質(zhì)量具有普遍意義。熔煉 國內(nèi)外一致認(rèn)為,高溫低硫純凈鐵水的獲得是生產(chǎn)高質(zhì)量球鐵的關(guān)鍵所在。為獲得高溫低硫磷的純凈鐵水，可用沖天爐熔化鐵水，經(jīng)爐外脫硫，然后在感應(yīng)電爐中升溫并調(diào)整成分。球化處理 孕育處理 沖天爐熔化球鐵原鐵水,對銅鉬合金球鐵采用二次孕育。這對于防止孕育衰退，改善石墨形態(tài)，細(xì)化石墨及保證高強(qiáng)度球鐵機(jī)械性能具有重要作用。合金化配合好銅和鉬的比例對形成珠光體組織十分有利,可提高球鐵的強(qiáng)度,而且銅和鉬還可大大降低球鐵件對壁厚的敏感性。 造型工藝氣流沖擊造型工藝優(yōu)于粘土砂造型工藝，可獲得高精度的曲軸鑄件，該工藝制作的砂型具有無反彈變形量的特點(diǎn),這對于多拐曲軸尤為重要。澆注冷卻工藝采用立澆立冷，斜澆斜冷、斜澆反斜冷三種澆注方式較為理想,其中后一種最好。斜澆反斜冷的優(yōu)點(diǎn)是：型腔排氣充分，鐵水充型平穩(wěn)，澆注系統(tǒng)撇渣效果好，冒口對鑄件的補(bǔ)縮效果好，適應(yīng)大批量流水線生產(chǎn)。目前，國內(nèi)大部分專業(yè)廠家普遍采用普通機(jī)床和專用組合機(jī)床組成的流水線生產(chǎn)，生產(chǎn)效率、自動化程度較低。曲軸的關(guān)鍵技術(shù)項目仍與國外相差12個數(shù)量級。國外的機(jī)加工工藝大致可歸納為如下幾個特點(diǎn)。廣泛采用數(shù)控技術(shù)和自動線，生產(chǎn)線一般由幾段獨(dú)立的自動化生產(chǎn)單元組成，具有很高的靈活性和適應(yīng)性。采用龍門式自動上下料，集放式機(jī)動滾道傳輸，切削液分粗加工與精加工兩段集中供應(yīng)和回收處理。曲軸的主要加工工序基準(zhǔn)中心孔，一般采用質(zhì)量定心加工方式，這樣在靜平衡時，加工量很少。軸頸的粗加工一般采用數(shù)控銑削或車?yán)に?。工序質(zhì)量可達(dá)到國內(nèi)粗磨后的水平，且切削變形小、效率高。銑削和車?yán)乔S粗加工的發(fā)展方向。國外的曲軸磨床均采用CNC控制技術(shù)，具有自動進(jìn)給、自動修正砂輪、自動補(bǔ)償和自動分度功能，使曲軸的磨削精度和效率顯著提高。油孔的加工采用鼓輪鉆床和自動線，近幾年隨著槍鉆技術(shù)的應(yīng)用，油孔的加工大多已采用槍鉆自動線鉆孔修緣拋光。曲軸的拋光采用CNC控制的砂帶拋光機(jī)，所有軸頸一次拋光只需20多秒，粗糙度可達(dá)Ra0.4以下，大大減小了發(fā)動機(jī)的磨合期。動平衡一般采用CNC控制的綜合平衡機(jī)，測量、修正一次完成。檢驗一般在生產(chǎn)線上配備MARPOSS或HOMWORK綜合檢測機(jī)，實現(xiàn)在線檢測，對曲軸的幾乎所有機(jī)加工項目均可一次完成檢測、顯示和打印。曲軸的清洗采用專用精洗機(jī)定點(diǎn)定位清洗，保證了曲軸清潔度要求。廣泛采用了軸頸過渡圓角滾壓技術(shù)。專用圓角滾壓機(jī)自動控制，對所有軸頸圓角進(jìn)行一次滾壓，而且滾壓力和滾壓角度可自動調(diào)節(jié)，使圓角處產(chǎn)生最佳的殘余壓應(yīng)力，提高了曲軸的疲勞強(qiáng)度。曲軸熱處理的關(guān)鍵技術(shù)是表面強(qiáng)化處理。一般均正火處理，為表面處理作好組織準(zhǔn)備。表面強(qiáng)化處理一般采用感應(yīng)淬火或氮化工藝，少數(shù)廠家還引進(jìn)了圓角淬火技術(shù)和設(shè)備。球鐵曲軸具有諸多優(yōu)點(diǎn)，國內(nèi)外廣泛采用。但整體水平與國外還有相當(dāng)差距，除生產(chǎn)規(guī)模小、管理落后外，主要差距仍是制造工藝的落后。借鑒國外的先進(jìn)技術(shù)和工藝方法是提高我國曲軸制造水平的捷徑。制定工藝規(guī)程的思路是：收集和熟悉制定工藝規(guī)程的有關(guān)資料圖樣，進(jìn)行零件的結(jié)構(gòu)工藝性；確定毛坯的類型及制造方法；選擇定位基準(zhǔn)；擬定工藝路線；確定各工序的工序余量、工序尺寸及其公差；確定各工序的設(shè)備，刀具、夾具、量具和輔助工具；確定各工序的切削用量及時間定額；確定主要工序的技術(shù)要求及檢驗方法；進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，選擇最佳方案；編制工藝文件。機(jī)械制造技術(shù)的新發(fā)展包括計算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計和計算機(jī)輔助制造。計算機(jī)輔助制造是指通過計算機(jī)直接或間接地與企業(yè)中的物質(zhì)資源和人力資源交換信息，實現(xiàn)計算機(jī)對制造過程各環(huán)節(jié)的管理、控制和操作。柔性制造系統(tǒng)工作內(nèi)容有：生產(chǎn)工程分析和設(shè)計；生產(chǎn)計劃調(diào)度；工作站和設(shè)備的運(yùn)行控制；工程監(jiān)測和質(zhì)量保證；物資供應(yīng)與財會管理。計算機(jī)集成制造系統(tǒng)包括計算機(jī)輔助設(shè)計、計算機(jī)輔助工藝規(guī)程、計算機(jī)輔助制造、計算機(jī)輔助質(zhì)量管理和自動存取等。夾具設(shè)計的思路是：明確設(shè)計任務(wù)，收集設(shè)計資料；擬訂夾具的結(jié)構(gòu)方案、繪制結(jié)構(gòu)草圖；繪制夾具總裝圖。繪制夾具總裝圖的順序和方法：用雙點(diǎn)化線或紅色筆繪出工件的輪廓外形和主要表面，并用網(wǎng)紋線表示出加工余量；視工件輪廓為透明體，分別繪出定位、導(dǎo)向、夾緊及其他元件或裝置，最后繪制夾具體，形成一個夾具整體；標(biāo)注尺寸、公差與配合和技術(shù)要求；對零件進(jìn)行編號，填寫零件明細(xì)欄和標(biāo)題欄；繪制夾具零件圖。計算機(jī)輔助繪制夾具裝配圖：1、通常采用“菜單”的形式，對夾具元件圖形進(jìn)行編目和檢索。2、夾具裝配圖由若干夾具元件圖形拼接而成。在微機(jī)上開發(fā)的系統(tǒng)中可采用以下幾種方法進(jìn)行圖形消隱：按配合形式分別存圖；利用圖形軟件的一些基本命令作消隱處理；參數(shù)化建庫的消隱處理。 1 R180柴油機(jī)曲軸工藝設(shè)計1.1 分析零件圖1.1.1 零件的作用曲軸是柴油機(jī)的一個主要零件。曲軸主要用于作往復(fù)運(yùn)動的機(jī)械中。1.1.2 零件的工藝分析曲軸圖樣的視圖、尺寸、公差和技術(shù)要求齊全、正確；零件選用材料為QT800-2，該材料具有較高的強(qiáng)度、韌性和塑性，切削性能良好；結(jié)構(gòu)工藝性比較好。根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及一般機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面，上述各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。1.2 確定生產(chǎn)類型已知零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)為120000件，零件質(zhì)量3.76kg，由機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊表152可確定其生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。故初步確定工藝安排的基本傾向為：加工設(shè)備以自動化和專用設(shè)備為主，通用設(shè)備為輔；機(jī)床按流水線或自動線排列；采用高效專用夾具；廣泛采用專用夾具；廣泛采用專用量具、量儀和自動檢驗裝置。這樣生產(chǎn)效率高。1.3 確定毛坯1.3.1 確定毛坯種類根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。并依其結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小和生產(chǎn)類型，毛坯的鑄造方法選用金屬模機(jī)械砂型鑄造。根據(jù)機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊表155鑄件尺寸公差等級采用CT9級。1.3.2 確定鑄件余量及形狀根據(jù)機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊表157，取加工余量為MA-G級。查機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊表158確定各表面的鑄件機(jī)械加工余量。對于金屬模機(jī)械砂型鑄造，根據(jù)機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊表159鑄件最小孔的直徑，故本零件上的孔不鑄出。1.3.3 畫鑄件零件綜合圖（見曲軸零件毛坯圖）1.4 機(jī)械加工工藝過程設(shè)計1.4.1 選擇表面加工方法根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，查機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊表1532表1534選擇零件主要表面（依次為從長頭到短頭）的加工方法與方案如下：M36X2螺紋：粗車（IT12）精車（IT6）割槽33X4.8（IT11）車螺紋M36X2。1：8圓錐面：粗車（IT12）半精車（IT10）銑鍵槽12N9（IT8）磨削（IT6）。45圓柱面：粗車（IT12）半精車（IT10）磨削（IT6）拋光（IT5）。50圓柱面：粗車（IT12）半精車（IT10）割槽47X2.2粗磨（IT7）精磨（IT6）。60圓柱面：粗車（IT12）半精車（IT10）。K面：銑（IT9）鉆孔48（IT12）鉸孔48（IT9）鉆孔2M10（IT12）攻絲2-M10。45連桿頸圓柱面：粗車（IT12）半精車（IT10）粗磨（IT7）精磨（IT6）拋光（IT5）。14.2斜孔：鉆（IT12）。5斜油孔：鉆（IT12）拋光（IT8）。60圓柱面：粗車（IT12）半精車（IT10）。50圓柱面：粗車（IT12）半精車（IT10）粗磨（IT7）精磨（IT6）。40圓柱面：粗車（IT12）半精車（IT10）割槽38.5X3（IT10）銑鍵槽5N9（IT8）粗磨（IT7）精磨（IT6）。19孔：鉆孔18.5（IT12）鉸孔19（IT8）。M6螺紋：鉆孔25（IT12）攻絲2-M6。1.4.2 確定工藝過程方案（1）擬定方案 由于各表面加工方法已基本確定，現(xiàn)按照“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”、“基準(zhǔn)先行”的原則，初步擬定兩種工藝過程方案，見表1。表1 工藝過程方案方案方案工序號工序內(nèi)容工序號工序內(nèi)容毛坯毛坯010按鑄件要求檢驗010批量毛坯抽檢020熱處理020銑兩端面030批量毛坯抽檢030鉆中心孔B5040銑兩端面040檢測曲軸硬度方案方案工序號工序內(nèi)容工序號工序內(nèi)容050鉆中心孔B5050粗車短頭，依次為40h6，50k6，60060檢測曲軸硬度060粗車長頭，依次為M36X2，1：8圓錐面，45h9，50m6, 60070粗車短頭，依次為40h6，50k6，60070精車短頭，依次為40h6，50k6，60080粗車長頭，依次為M36X2，1：8圓錐面，45h9，50m6, 60080精車長頭，依次為M36X2，1：8圓錐面，45h9，50m6, 60090車開檔，粗車連桿頸45090割槽38.5X3,割槽33X4.8,割槽47X2.2100精車短頭，依次為40h6，50k6，60,割槽38.5X3100車開檔110精車長頭，依次為M36X2，1：8圓錐面，45h9，50m6, 60, 割槽33X4.8, 割槽47X2.2110粗、精車連桿頸45120精車連桿頸45120鉆孔14.2130鉆孔14.2130鉆斜油孔5140鉆斜油孔5140鉆孔18.5，鉸孔19150鉆孔18.5，鉸孔19150修正中心孔160修正中心孔160粗磨兩端主軸頸50170按工藝要求進(jìn)行中間檢驗170粗磨連桿頸45180粗磨兩端主軸頸50180銑鍵槽5N9190粗磨連桿頸45190銑鍵槽12N9200銑鍵槽5N9200銑K面210銑鍵槽12N9210鉆鉸48220銑K面220鉆攻2M10230鉆鉸48230鉆攻2M6240鉆攻2M10240精磨主軸頸50k6，50m6，磨45h9250鉆攻2M6250精磨連桿頸45260精磨主軸頸50k6，50m6，磨45h9260磨1：8圓錐面270精磨連桿頸45270車螺紋M36X2280磨40h6280油孔5拋光290磨1：8圓錐面290在N處打廠標(biāo)及檢驗標(biāo)記300車螺紋M36X2300探傷方案方案工序號工序內(nèi)容工序號工序內(nèi)容310油孔5拋光310清洗320探傷320氮化330檢驗各相關(guān)尺寸330拋光連桿頸、油封檔340在N處打廠標(biāo)及檢驗標(biāo)記340清洗、檢驗、包裝350清洗360氮化370按氮化工藝要求檢驗380拋光連桿頸、油封檔390清洗、檢驗、包裝（2）方案論證 方案的優(yōu)點(diǎn)在于基本遵循粗精加工劃分階段的原則。方案的不足之處是加工過程中的檢驗太少，不利于控制曲軸的加工質(zhì)量。根據(jù)以上分析，確定方案為曲軸零件加工的工藝路線。1.5 選擇加工設(shè)備與工藝裝備1.5.1 選擇機(jī)床考慮到大量生產(chǎn)，盡量選用高效機(jī)床。 工序070、080、090、100均為圓柱面的車削加工，用CJK6140數(shù)控車床加工方便且效率高。 工序180、190、260、270、280、290均為圓柱面的磨削加工，用JK101數(shù)顯曲軸磨床加工方便且效率高。 其余表面加工均采用通用機(jī)床。如：C6140臥式車床、X62W萬能銑床、Z5125立式鉆床等。1.5.2 選擇夾具考慮到大量生產(chǎn)，均采用專用夾具。1.5.3 選擇刀具 在車床上加工的工序，均采用YG6硬質(zhì)合金外圓車刀，并盡量采用成形車刀。 在銑床上加工的工序，銑平面選用YG6A硬質(zhì)合金圓盤銑刀，銑鍵槽選用鍵槽銑刀。 在磨床上加工的工序，磨主軸頸選用砂輪P600X63X305，C46K2B35，其外徑為600mm，厚度為63mm，內(nèi)徑為305mm；磨連桿頸選用砂輪P600X25X305，C46K2B35，其外徑為600mm，厚度為25mm，內(nèi)徑為305mm。 在鉆床上加工的工序，均選用麻花鉆和機(jī)用絲錐。1.5.4 選擇量具工序070粗加工可選通用量具?，F(xiàn)按計量器具的不確定度選擇量具。粗車40h6mm至mm。查互換性技術(shù)測量應(yīng)用手冊表5.1-1知計量器具不確定度允許值=0.029mm。查互換性技術(shù)測量應(yīng)用手冊表5.1-2，選擇分度值0.02mm的游標(biāo)卡尺，其不確定度U=0.02mm，U3，故應(yīng)乘孔深修正系數(shù)k1f=0.915，則f=（0.370.45）X0.915mm/r=0.340.41mm/r 按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)切削用量簡明手冊表2.8，當(dāng)灰鑄鐵硬度大于213HBS，d。=14.2mm，鉆頭強(qiáng)度允許的進(jìn)給量f=1.0mm/r。 按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度決定進(jìn)給量：根據(jù)切削用量簡明手冊表2.9，當(dāng)灰鑄鐵硬度大于210HBS，d。14.5mm，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力為8830N時，進(jìn)給量為0.81mm/r。從以上三個進(jìn)給量比較可以看出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為f=0.340.41mm/r。根據(jù)Z5125鉆床說明書，選擇f=0.36mm/r。2）決定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 由切削用量簡明手冊表2.12，當(dāng)d。=14.2mm時，鉆頭后刀面最大磨損量取為0.8mm，壽命T=60min。3）決定切削速度 由切削用量簡明手冊表2.15，當(dāng)f=0.36mm/r時，Vt=13m/min。切削速度的修正系數(shù)為：kTv=1.0，kcv=1.0，klv=0.85，ktv=1.0，故v=vtkv=13X1.0X1.0X0.85X1.0m/min=11.1m/minn=1000v/(d。)=248.8r/min根據(jù)Z5125鉆床說明書，可考慮選擇n=272r/min,但因所選轉(zhuǎn)數(shù)較計算轉(zhuǎn)數(shù)為高，會使刀具壽命下降，故可將進(jìn)給量降低一級，即取f=0.28mm/r；也可選擇較低一級轉(zhuǎn)數(shù)n=195r/min,仍用f=0.36mm/r，比較這兩種方案：第一方案 f=0.28mm/r,n=272r/min nf=2720.28mm/min=76.16mm/min第二方案 f=0.36mm/r,n=195r/min nf=1950.28mm/min=70.2mm/min因為第一方案nf的乘積較大，基本工時較少，故第一方案較好。這時Vc=12m/min;f=0.28mm/r。（3）計算基本工時 （12）式中L=l+y+，l=47mm，根據(jù)切削用量簡明手冊表2.29，入切量及超切量y+=6mm，則L=47+6mm=53mm，故tm=0.70min1.7.3 工序240（銑K面）切削用量及時間定額（1）選擇刀具1）根據(jù)切削用量簡明手冊表1.2，選擇YG6A硬質(zhì)合金刀片。根據(jù)切削用量簡明手冊表3.1，銑削深度p4mm時，圓盤銑刀直徑d。為80mm，a為60mm。但已知銑削寬度ae為70mm，故應(yīng)根據(jù)銑削寬度ae49mm，選擇d。=80mm。由于采用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金圓盤銑刀，故齒數(shù)z=12（表3.12）。2）銑刀幾何形狀（表3.2）；由于鑄鐵硬度大于200HBS，故選擇r=60，r=30，r=5，。=8（假定cmax0.08mm）, 。=10, s= 10，。1=5。（2）選擇切削用量1）決定銑削深p 由于加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)切完，則p=h=3mm2)決定每齒進(jìn)給量fz 根據(jù)切削用量簡明手冊表3.3，當(dāng)使用YG6A，銑床功率為4.5KW時，fz=0.200.30mm/z取fz=0.30mm/z3）選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù)切削用量簡明手冊表3.8，由于銑刀直徑d。=80mm，故刀具壽命T=180min（表3.8）。4）決定切削速度Vc和每分鐘進(jìn)給量Vf 切削速度Vc可根據(jù)切削用量簡明手冊表3.27中的公式計算，也可直接由表中查出。根據(jù)切削用量簡明手冊表3.27的公式進(jìn)行計算。各修正系數(shù)為：kMv=0.72，ksv=0.8 (見表1.28) kv= kMv ksv=0.576故 Vc=14.5m/min n=58r/min根據(jù)X62W型銑床說明書選擇n=60r/min,Vfc=235mm/min因此實際切削速度和每齒進(jìn)給量為vc=d。n/1000=3.14*80*60/1000m/min=15m/minfzc=Vfc/n z=235/(60*12)mm/z=0.33mm/z（3）計算基本工時 （13）式中L=l+y+，l=40mm，根據(jù)切削用量簡明手冊表3.25，入切量及超切量y+=17mm，則L=40+17mm=57mm，故tm=0.32min其余工序切削用量及基本時間見工序卡片。1.8 填寫工藝規(guī)程卡1.8.1 機(jī)械加工工藝過程卡片（見附件1）1.8.2 機(jī)械加工工序卡片（見附件2）2 R180柴油機(jī)曲軸第一套夾具設(shè)計2.1 明確設(shè)計任務(wù)、收集分析原始資料2.1.1 加工工件的零件圖（見曲軸零件毛坯圖）2.1.2 設(shè)計任務(wù)書（見表3）表3 設(shè)計任務(wù)書一工件名稱曲軸夾具類型鉆床夾具材 料QT800-2生產(chǎn)類型大量生產(chǎn)機(jī)床型號Z5125同時裝夾工件數(shù)12.1.3 工序簡圖（見圖1）圖1 工序卡片230本夾具設(shè)計的是第230道工序鉆、鉸8孔的鉆床夾具。本工序加工要求如下： 保證工序圖所示尺寸32、520.20、18； 相對K面的垂直度為0.03mm； 相對三軸頸共面的位置度為0.05。2.1.4 分析原始資料 主要從以下幾方面分析： 工件的輪廓尺寸小，剛性好，結(jié)構(gòu)簡單。工件在夾具上裝夾方便，且定位夾緊元件較好布置。 本工序所使用的機(jī)床為Z5125立鉆，刀具為通用標(biāo)準(zhǔn)刀具。 本工序是在工件其他表面半精加工后進(jìn)行加工的，所以工件獲得比較精確的定位基面。 生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。所以應(yīng)在保證工件加工精度要求和適當(dāng)提高生產(chǎn)率的前提下，盡可能地簡化夾具結(jié)構(gòu)，以縮短夾具設(shè)計與制造周期，降低設(shè)計與制造成本，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。2.2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案2.2.1 根據(jù)六點(diǎn)定位規(guī)則確定工件的定位方式由工序簡圖可知，該工序限制了工件六個自由度。現(xiàn)根據(jù)加工要求來分析其必須限制的自由度數(shù)目及其基準(zhǔn)選擇的合理性。為保證工序尺寸32mm、520.20mm、18mm，應(yīng)限制工件6個自由度。定位基準(zhǔn)為兩主軸頸、45連桿頸外圓和主軸頸軸肩。為了保證相對K面的垂直度，需限制工件Y方向旋轉(zhuǎn)自由度，其定位基準(zhǔn)為連桿頸。由以上分析可知，根據(jù)工件加工要求分析工件應(yīng)限制的自由度、采用的定位基準(zhǔn)與工序簡圖所限制的自由度、使用的定位基準(zhǔn)相同。2.2.2 選擇定位元件，設(shè)計定位裝置根據(jù)已確定的定位基面結(jié)構(gòu)形式，確定定位元件的類型和結(jié)構(gòu)尺寸。(1) 選擇定位元件根據(jù)以上分析，本工序限制了工件6個自由度，定位基準(zhǔn)為兩主軸頸、連桿頸和主軸頸軸肩。相應(yīng)夾具上的定位元件為在兩主軸頸處選V型塊定位，連桿頸處選支承釘定位。(2) 確定定位元件尺寸及配合偏差V型塊的設(shè)計參照工件尺寸設(shè)計，具體尺寸詳見夾具零件圖R180A1102支承釘根據(jù)GB/T222691設(shè)計。2.2.3 分析計算定位誤差通過定位誤差分析，判斷所設(shè)計的定位裝置是否合理。造成定位誤差的原因是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合以及定位基準(zhǔn)的位移誤差兩個方面。(1) 基準(zhǔn)不重合誤差 由于定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合而造成的定位誤差，稱為基準(zhǔn)不重合誤差。尺寸520.20mm的定位誤差B=icos （2-1）式中，I定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)間尺寸鏈組成環(huán)的公差。i方向與加工尺寸方向間的夾角。由于用V型塊定位加工孔，即=900所以 B=0即基準(zhǔn)不重合誤差為0。(2) 基準(zhǔn)位移誤差由于定位基準(zhǔn)的誤差或定位支承的誤差而造成的定位基準(zhǔn)位移，即工件實際位置對確定位置的理想要素的誤差，這種誤差稱為基準(zhǔn)位移誤差。在本道工序中，若不計V形塊的誤差而僅有工件基準(zhǔn)面的圓度誤差時，其工件的定位中心會發(fā)生偏移，產(chǎn)生基準(zhǔn)位移誤差Y。Y= （2-2）式中，工件定位基準(zhǔn)的直徑公差。/2V形塊的半角V形塊的對中性好，即其沿x向的位移誤差為零。本次設(shè)計的V形塊的=1050所以：Y=0.630左端：=0.03mm代入上式，Y=0.019mm右端：=0.07mm代入上式，Y=0.044mm(3) 誤差的合成由于B=0左端D=Y=0.019mm右端D=Y =0.044mm而Tc=0.5mmD左1/3TcD右1/3Tc因此該方案能滿足位置尺寸520.20mm的要求。相對K面垂直度的定位誤差計算同上。B=0, Y=0即D=0所以，此方案能滿足加工要求。2.2.4 確定工件的夾緊裝置(1) 確定夾具類型 由工序簡圖可知，本工序所加工的四孔，位于同一平面內(nèi)，孔徑不大，輪廓尺寸小及生產(chǎn)批量大等原因，采用鉆模。(2) 計算切削力與夾緊力工件在加工時受到軸向力的作用。根據(jù)金屬切削用量手冊查知Fx=9.81CFx d0ZF fyFkF （2-3）已知d。=7.8mm，取f=0.1mm/r，其余各參數(shù)值可由金屬切削用量手冊查出，代入上式得Fx=809.2N(3) 設(shè)計夾緊裝置本設(shè)計所設(shè)計的夾緊機(jī)構(gòu)如圖圖示的夾緊機(jī)構(gòu),能產(chǎn)生的夾緊力F可由下圖壓板受力分析圖求得。F= （2-4）式中，夾緊機(jī)構(gòu)效率,取=0.9 ; F螺栓的許用夾緊力(N)選取L1=L2，由機(jī)床夾具設(shè)計表3-8查得：當(dāng)螺桿螺紋公稱直徑d=10mm時，F(xiàn)=3570N所以，F(xiàn)=2F=235700.9=6426KN2.3 繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖上述得到的夾具結(jié)構(gòu)總體設(shè)計，按照相關(guān)資料繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖。2.3.1 擬訂夾具總裝圖的尺寸、公差與配合以及技術(shù)要求這里包括夾具總圖的主要尺寸和技術(shù)要求。主要尺寸指決定夾具精度和使用的那些尺寸,主要技術(shù)條件通常是指夾具上某些表面的形位公差要求和其他一些特殊技術(shù)說明。(1) 尺寸、公差與配合 夾具輪廓尺寸長寬高=195mm140mm220mm 工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸兩V形塊要保證一定的同軸度要求。 夾具內(nèi)部的配合尺寸這部分的主要配合尺寸有10H7/r6 (2) 制訂技術(shù)條件 主要包括以下幾個方面： 兩V形塊V形表面待裝配時進(jìn)行調(diào)整加工； 配打V形塊與夾具體、鉆模板與夾具體定位用銷釘； 加工前調(diào)整墊圈，使支承釘5對工件定位； 鉆套與襯套配合16F7/m6，襯套與鉆模板配合24H7/r6。2.3.2 繪制夾具總裝圖步驟如下 根據(jù)工件在幾個視圖上的投影關(guān)系,分別畫出其輪廓線； 布置定位元件； 布置夾緊機(jī)構(gòu)； 安排聯(lián)接元件、設(shè)計夾具體、并完成夾具總裝圖； 標(biāo)注總圖尺寸、公差與配合、技術(shù)要求。3 R180柴油機(jī)曲軸第二套夾具設(shè)計3.1 明確設(shè)計任務(wù)、收集分析原始資料3.1.1 加工工件的零件圖（見曲軸零件毛坯圖）3.1.2 設(shè)計任務(wù)書（見表4）表4 設(shè)計任務(wù)書工件名稱曲軸夾具類型鉆床夾具材 料QT800-2生產(chǎn)類型大量生產(chǎn)機(jī)床型號Z5125同時裝夾工件數(shù)13.1.3 工序簡圖（見圖2）圖2 工序卡片130本夾具設(shè)計的是第130道工序鉆14.2孔的鉆床夾具。本工序加工要求如下： 保證工序圖所示尺寸45； 斜角3。3.1.4 分析原始資料 主要從以下幾方面分析： 工件的輪廓尺寸小，剛性好，結(jié)構(gòu)簡單。工件在夾具上裝夾方便，且定位夾緊元件較好布置。 本工序所使用的機(jī)床為Z5125立鉆，刀具為通用標(biāo)準(zhǔn)刀具。 本工序是在工件其他表面半精加工后進(jìn)行加工的，所以工件獲得比較精確的定位基面。 生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。所以應(yīng)在保證工件加工精度要求和適當(dāng)提高生產(chǎn)率的前提下，盡可能地簡化夾具結(jié)構(gòu)，以縮短夾具設(shè)計與制造周期，降低設(shè)計與制造成本，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。3.2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案此道工序的定位、夾緊方式和上面設(shè)計的夾具基本相同，由于設(shè)計說明書篇幅所限，這里就不再重述。這里主要確定引導(dǎo)元件的結(jié)構(gòu)類型和主要尺寸。鉆套結(jié)構(gòu)，由夾具零部件國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T226391、GB/T26591來選取。主要尺寸如下：鉆套內(nèi)徑為14.2F8mm鉆套外徑為20m6mm3.3 夾具定位誤差分析由于定位方式、夾緊方式和上面所設(shè)計夾具的定位方式、夾緊方式基本相同，經(jīng)計算該夾具定位方案是可行的。3.4 擬訂夾具總裝圖的尺寸、公差與配合及技術(shù)要求這里包括夾具總圖的主要尺寸和技術(shù)要求。主要尺寸指決定夾具精度和使用的那些尺寸,主要技術(shù)條件通常是指夾具上某些表面的形位公差要求和其他一些特殊技術(shù)說明。3.4.1 尺寸、公差與配合 夾具輪廓尺寸長寬高=240mm100mm255mm 工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸兩定位塊要保證一定的同軸度要求。 夾具內(nèi)部的配合尺寸這部分的主要配合尺寸有20m6。3.4.2 制訂技術(shù)條件 主要包括以下幾個方面： 兩定位塊定位表面待裝配時進(jìn)行調(diào)整加工； 配打定位塊與夾具體、鉆模板與夾具體定位用銷釘； 加工前調(diào)整墊圈，使支承釘5對工件定位。3.5 繪制夾具總裝圖步驟如下 根據(jù)工件在幾個視圖上的投影關(guān)系,分別畫出其輪廓線； 布置定位元件； 布置夾緊機(jī)構(gòu)； 安排聯(lián)接元件、設(shè)計夾具體、并完成夾具總裝圖； 標(biāo)注總圖尺寸、公差與配合、技術(shù)要求。 4 結(jié)論為期兩個半月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，回顧整個過程，我覺得受益匪淺。畢業(yè)設(shè)計是應(yīng)用所學(xué)基礎(chǔ)理論，專業(yè)知識與技能去分析和解決生產(chǎn)實際問題的一次綜合訓(xùn)練。通過這次畢業(yè)設(shè)計鞏固、擴(kuò)大和強(qiáng)化了自己所學(xué)到的理論知識與技能，提高自己設(shè)計計算、制圖、編寫技術(shù)文件的能力，學(xué)會正確使用技術(shù)資料、標(biāo)準(zhǔn)、手冊等工具書，并在設(shè)計中培養(yǎng)自己理論聯(lián)系實際，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)工作打下了良好的基礎(chǔ)。我是在保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低成本、并充分利用現(xiàn)有生產(chǎn)條件保證工人具有良好而安全的勞動條件的前提下，進(jìn)行工藝設(shè)計和夾具設(shè)計的。由于自己能力所限，設(shè)計中還有許多不足之處，懇請各位老師、同學(xué)們批評指正。致 謝為期兩個半月的畢業(yè)設(shè)計結(jié)束了,這是畢業(yè)之前最后一次、也是最為復(fù)雜的一次綜合設(shè)計。這次畢業(yè)設(shè)計能順利完成，首先，感謝母校多年來的辛勤培育。其次，要衷心地感謝我的指導(dǎo)老師劉必榮老師！從畢業(yè)設(shè)計開始直到結(jié)束，無論是在學(xué)習(xí)、工作還是生活中，都得到了劉老師無微不至的關(guān)懷和精心的指導(dǎo)！也正是劉老師以其深厚專業(yè)的知識、豐富的實踐經(jīng)驗為本課題的設(shè)計提供了有效的指導(dǎo)和理論依據(jù)，才能是本課題得以圓滿結(jié)束和論文順利完成。本課題從選題、設(shè)計到編寫完稿，都得到老師的熱情指導(dǎo)，在此向我的老師表示我深切的謝意！。另外，還要感謝江懷動力集團(tuán)、悅達(dá)集團(tuán)、中環(huán)集團(tuán)等單位為我提供了很好的實習(xí)機(jī)會,使我學(xué)到了許多課本上學(xué)不到的知識。對于在畢業(yè)設(shè)計期間給予過我?guī)椭耐瑢W(xué)和朋友在此也深表感謝。參考文獻(xiàn)1 李云.機(jī)械制造工藝及設(shè)備設(shè)計指導(dǎo)手冊.機(jī)械工業(yè)出版社，19962 薛源順.機(jī)床夾具設(shè)計.機(jī)械工業(yè)出版社，20003 李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊.機(jī)械工藝出版社，19934 上海標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會.機(jī)械精度設(shè)計手冊.中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，19905 袁長良.機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計手冊.中國計量出版社，19896 王之煦.簡明機(jī)械設(shè)計手冊.機(jī)械工業(yè)出版社，19977 朱龍根.簡明機(jī)械零件設(shè)計手冊. 機(jī)械工業(yè)出版社，19978 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會.金屬切削手冊.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，19829 孔德淳.化學(xué)熱處理.航空工業(yè)出版社，199210 艾興.金屬切削用量手冊.機(jī)械工業(yè)出版社，199611 李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊.機(jī)械工藝出版社，1994附件清單序號圖名圖號圖幅1曲軸零件毛坯圖R180-5-4A22K面四孔鉆鉸夾具裝配圖R180-A11-00A13夾具體R180-A11-01A14V形快R180-A11-02A35支承釘R180-A11-03A46墊圈R180-A11-04A47鉆模板R180-A11-05A48鉆鉸套R180-A11-06A49襯套R180-A11-07A410壓板R180-A11-08A311帶肩六角螺母R180-A11-09A412螺栓R180-A11-10A413鉸鏈叉座R180-A11-11A41414.2孔鉆夾具裝配圖R180-A08-00A115支承桿R180-A08-01A416支承釘R180-A08-02A417鉆模板R180-A08-03A418鉆套R180-A08-04A419定位塊R180-A08-05A420壓緊螺栓R180-A08-06A421壓板R180-A08-07A422定位塊2R180-A08-08A423夾具體R180-A08-09A1- 27 -