发动机曲轴工艺设计及其中两道工序的夹具设计毕业论文.docx

发动机曲轴工艺设计及其中两道工序的夹具设计摘要本文主要介绍了发动机曲轴工艺设计及其中两道工序的夹具设计。本文作者是在保证产品质量、提高生产率、降低成本、充分利用现有生产条件、保证工人具有良好而安全劳动条件的前提下进行设计的。在工艺设计中，作者结合实际进行理论设计，对曲轴传统生产工艺进行了改进，优化了工艺过程和工艺装备，使曲轴的生产加工更经济、合理。在夹具设计部分，作者在收集加工所用机床、刀具及辅助工具等有关资料后，对工件材料、结构特点、技术要求及工艺分析的基础上，按照夹具设计步骤设计出符合曲轴生产工艺及夹具制造要求的夹具。关键词：发动机 曲轴 工艺 夹具AbstractThis text introduce engine crankshaft technological design and two of them jig of processdesign mainly. The author of this text is guaranteeing product quality, boost productivity, lowercosts, utilize existing working condition, guaranteeing worker to have good work prerequisite ofterms to design In technological design, the author combine carrying on theory design, improvethe traditional production technology of the crankshaft actually, optimize craft course and craftequip, enable economy rational even more of production and processing of the crankshaft.Designing in the jig , the author collect the relevant materials, such as lathe, cutter and handlingtooh etc. At the foundation of the analyse of work piece material, specification requirement andcraft, and make jig of request according to jig measure design and cankshaft productiontechnology and jig.ABSTRACT第1章绪论.1.1课题研究的意义及现状5L2论文主要研究内容5第2章发动机曲轴零件图分析2.1零件的作用分析.2.2零件的工艺分析第3章工艺规程设计3.1计算生产纲领,确定生产类型.3.2选择毛坯93. 3工艺过程设计93. 3. 1定位基准的选择93. 3. 2加工阶段的划分与工序顺序的安排103. 3. 3制定工艺路线113.4确定加工余量、设计毛配图173. 4. 1确定机械加工余量173. 4.2设计毛配图183. 5部分重要工序设计183. 5. 1选择加工设备和工艺装备183. 5. 2确定工序尺寸203.6确定切削用量及基本工时213.6.1 工序1：铳端面钻中心孔213.6.2 工序8：粗磨第一主轴颈和齿轮轴颈223.6.3 工序9：精车二、三、五、六、七主轴颈、油封轴颈、法兰233.6.4 工序13：内铳六个连杆轴颈、及其过渡圆角243.6.5 工序29：精车第四主轴颈及过渡圆角253.6.6 工序34：精磨六个连杆轴颈263.6.7 工序35：在齿轮轴颈、皮带轮轴颈上铳键槽26第4章夹具设计283.1 打直油孔夹具设计283.1.1 定位基准及定位元件的选择283.1.2 钻头及导向装置284. 1. 3夹具在机床上的定位304. 1. 4切削力及夹紧力的计算304. 1.5夹具精度分析324.1 6夹具设计及操作的简要说明33参考文献34总结35致谢36外文翻译37第1章绪论1.1 课题研究的意义及现状机械工业是国民经济的部门的装备部，国民经济各部门的技术水平和经济效益，在很大规模上取决于机械工业所能提供装备的技术性能、质量和可靠性。因此，机械工业的技术水平和规模是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志。改革开放以来，机械工业充分利用国内外两方面的技术资源，有计划地进行企业改造，引导企业走依靠科技进步的道路，使制造技术、产品质量、水平以及经济效益都有很大的提高。制造技术已经是生产、国际竞争，产品革新的一种重要手段，所有的国家都在利用和发展它。制造技术已经不是单纯的制造工艺方法和产品设计，它是一个从产品概念到最总产品的集成活动和系统，是一个功能系统和信息处理系统。机械制造是一个离散的生产过程，它主要表现在制造过程中的各个环节之间是彼此关联或者不关联的。因此实现制造过程自动化的难度比较大。另外，机械制造过程的实施以来个人的经验和技术较多，难以用数学方法、规律、逻辑进行描述。这样就使得机械制造科学长期以来发展的比较缓慢。20世纪70年代以前，发动机曲轴粗加工采用的加工方式是多刀车床车削曲轴主轴颈和连杆轴颈，20世纪80年中期又出现了 CNC内铳工艺，20世纪90年代中期又开发出CNC高速外铳，20世纪90年代开发的CBN高速磨削。由以上演变可以看出，曲轴的加工工艺正向着高速、高效、复合化方向发展。目前较为流行的粗加工工艺是主轴颈采用车一车拉工艺和高速外铳，连杆颈采用高速随动外铳，全部采用干式切削；精加工采用数控磨床加工，具有自动进给、自动修正砂轮、尺寸和圆度自动补偿、自动分度和两端电子同步驱动等功能。主轴颈和连杆颈可一次装夹全部磨削完毕；超精加工采用数控砂带抛光机，带尺寸控制装置。有系统论、信息论和控制技术、传感技术、与机电一体化技术的迅速发展，对机械制造科学的发展产生了深远的影响。由系统化、信息化和控制化所形成的系统科学与方法论,从系统中各组成部分之间的相互联系、相互作用、相互制约的关系来分析对象，这种方法论与机械制造科学的结合丰富了机械制造科学的内涵，出现了质量体系等等。机械制造的发展已经从一种经验、技艺、方法逐步成长为一门传统工程科学。它的发展为繁荣国内市场、扩大出口创汇，推动国民经济的发展起了重要作用。1.2 论文主要研究内容本设计说明书主要是应用机械制造工艺学的基本原理和理论知识对曲轴加工工艺过程的设计、零件的分析和工装设备的安排。曲轴是发动机中承受冲击载荷、传递动力的重要零件，在发动机五大件中最难以保证加工质量。由于曲轴工作条件恶劣，因此对曲轴材料以及毛坯加工技术、精度、表面粗糙度、热处理和表面强化、动平衡等要求都十分严格。如果其中任何一个环节质量没有得到保证，则可严重影响曲轴的使用寿命和整机的可靠性。世界汽车工业发达国家对曲轴的加工十分重视，并不断改进曲轴加工工艺。随着WTO的加入，国内曲轴生产厂家已经意识到形势的紧迫性，引进了为数不少的先进设备和技术,以期提高产品的整体竞争力，使得曲轴的制造加工技术水平有了大幅度的提高，特别是近五年来发展更为速猛。本人在设计过程中对传统加工工艺方法基础上略有创新，但因为水品有限，任有不少局限之处。毕业设计是大学阶段学习情况的整体检测，同样是我们自己对所学专业知识的实际检验和总的复习。通过本次毕业设计，必将加深我对本行业的深入了解和热爱。由于所学知识有限，再加上没有多少实践经验，设计过程会有不少不足之处，我希望各位老师给与指教。同时我将吸取教训，在以后的工作过程中尽量避免以上情况的发生，尽量使自己达到一个合格设计人员。第2章发动机曲轴零件图分析1.1 零件的作用分析曲轴的主要作用是将活塞连杆组传来的气体压力转变为转矩，然后通过飞轮传递到汽车底盘的传递系统，止匕外，还用来驱动发动机的配气机构和水泵、发电机、空调机、风扇等辅助装置。所以说曲轴是发动机的动力的核心来源。曲轴在工作中，要承受周期性的变化的气体压力、往复的惯性力、离心力及扭矩和弯矩的共同作用，还要承受高温，因此曲轴要有足够的刚度、强度、各表面的润滑良好、耐磨，各轴颈表面要达到必要的加工精度,达到较高的动平衡的要求。2. 2零件的工艺分析从零件图（BYSJ-01）中可以看出，曲轴这个零件一共由几个组成部分，现将这几个部分分述如下：1）主轴颈主轴颈是曲轴的支撑点，共有七个主轴颈，轴颈为075h6 （?0.0N），第一主轴颈长43.8：黑,第四主轴颈宽7037,第七主轴颈宽59±0.23,第二，三，五，六主轴颈宽38；°b.为了最大限度地增加曲轴的刚度，通常将主轴颈设计的粗些，这是因为增加主轴颈尺寸的副作用较小，能使重叠度增加，曲轴的刚度增加，又能减轻扭振的危害，所以主轴颈由CA15O66增加到075。2）连杆轴颈连杆曲轴与连杆大头连接，轴颈为e62h6 （二。19），轴颈宽38Hl0（；°°）,连杆轴颈与主轴颈的重叠度为11.35mm（CA15曲轴仅为6. 85mm）.3）油封轴颈油封轴颈直径为6 100h7 （?。035）.4）曲轴臂曲柄臂用以连接主轴颈和连杆轴，它呈长圆形，宽曲柄半径为R57.15）m,有十二个曲柄臂，其厚度由前向后（小端为前）分别为：20.5, 21, 20.8, 20.7,20.8, 20.5, 20.7, 20.8, 20.7, 20.8, 20.7, 20. 8 （mm）.曲柄臂是曲轴的薄弱环节,容易产生扭断和疲劳破坏。曲柄臂与主轴颈及连杆轴颈的连接圆角为R3.5?。8，粗糙度R n 0.8。5）各连杆轴轴颈心线的相位差在30之内。6）曲轴必须进行动平衡，要求得平衡精度是50g cm.7）主轴颈、连杆轴颈要进行表面淬火，淬硬深度24nlm, 5563HRC,油封轴颈（即安装飞轮轴颈）也要进行表面淬火，淬硬深度23nmi, 5063HRC8）曲轴还要进行探伤。产品图规定：曲轴的加工表面不允许出现“发裂”其他技术要求详见设计图纸BYSJ-01.第3章工艺规程设计3.1计算生产纲领，确定生产类型零件图(BYSJ-01)中所示为汽车2发动机的曲轴。该产品量Q=100000(台/年)，n=1 (件/台)，设备品率。= 10%,机械加工废品率 =1%,现制定该曲轴零件的机械加工工艺规程。年生产纲领：N = Qxx(1 + 2 + /?)= 100000x1x(1 + 10% + 1%)二111000 件/年曲轴的年产量为111000件，现已知该产品为中型机械，根据机械制造工艺设计简明手册表1.1-2 (P2)与生产纲领的关系，可以确定其生产类型为大批量生产。3. 2选择毛坯汽车发动机曲轴在工作时，要受很大的扭力以及大小和方向都变化的弯曲应力，高速运转的曲轴还可能出现扭转振动，所以曲轴工作时可能发生断裂，轴颈易磨损。因此要求该轴的材料就有较强的刚度、强度和良好的耐磨性。在这里选用的材料为45钢。因为曲轴为大批量生产，该毛坯采用模锻成型，这在保证零件的加工精度以及提高生