单拐曲轴机械加工工艺规程与夹具设计

摘要曲轴的加工工艺与夹具设计摘要：随着科学技术的发展，机械加工技术变得越来越先进，作为一名机械系毕业的学生，我必须要掌握机械加工技能。

在整个毕业设计过程中，我了解了一些机床的结构，机械加工过程，刀具的选择和夹具设计。

本文主要讨论了曲轴的加工工艺，工装设计。

曲轴在轴类零件中属于异型轴。

加工工艺按照先粗后精，先面后孔的原则，在加工过程中用到了大部分的普通机床,例如：铣床，牛头刨床，等等。

在这篇文章里，主要的内容包括：毛坯的选择，基准面的选择，加工时间的计算，夹具设计等等。

此次，毕业设计的成果基本上达到了工程生产的要求。

在这篇论文中，为了更好地理解整个加工过程，一个完整的机械加工工艺和夹具知识被介绍。

关键词:加工工艺, 夹具, 曲轴Machining Process of Crank Shaft and Fixture Design Abstract：With the development of science, the technology of machining becomes more and more advanced. As a graduate of mechanical department, I must master machining technique. In the whole process of the graduation project, I learn the structure of some machine tools, the process of machining, the choice of tools, and fixture design.This article mainly discusses the machining process of crank shaft and fixture design. The crank shaft belongs to the abnormal-shape shaft. According to the principle of “From rough to precise, from face to hole”, in the machining process I use many common machine tools，such as the milling machine, the lathe etc. In this article, the main contents are: the choice of blank, the choice of datum plane, the calculation of processing time and fixture design. The production of the graduation project has basically attained the requirements of engineering manufacture.In this thesis, the entire knowledge of machining process and fixture design is introduced for understanding the whole process of machining better.Key words:machining process, fixture，crank shaft目录摘要 (I)Machining Process of Crank Shaft and Fixture Design (I)第一章工艺规程设计 (1)1.1曲轴功用、要求 (1)1.2零件的技术要求 (1)1.3设计任务 (1)第二章工艺规程的制订 (2)2.1计算生产纲领，确定生产类型 (2)2.2审查零件图样的工艺性 (2)2.3选择毛坯 (2)2.3.1确定毛坯种类 (2)2.3.2确定毛坯件形状尺寸 (3)2.3.3确定机械加工余量 (3)2.4工艺过程设计 (4)2.4.1定位基准的选择 (4)2.4.2制定工艺路线 (5)2.5选择加工设备与工艺装备 (6)2.5.1选择机床 (6)2.5.2选择夹具 (7)2.5.3选择刀具 (7)2.5.4选择量具 (7)2.6确定工序尺寸 (8)2.7确定切削用量及基本时间 (8)2.7.1铣工艺搭子 (8)2.7.2铣端面 (9)2.7.3打中心孔 (10)2.7.4车右端主轴轴径 (10)2.7.5车左端主轴轴径 (13)2.7.6车锥面 (15)2.7.7车右边拐径 (17)2.7.8套螺纹 (19)2.7.9磨右端主轴径 (19)2.7.10磨左端主轴径 (21)2.7.11磨左端主轴径左边 (23)2.7.12磨锥面 (24)2.7.13磨右端连杆轴径 (26)第三章磨削曲轴拐径专用夹具设计 (29)3.1磨床夹具选择、结构设计及主要技术要求 (29)3.1.1磨床夹具选择原则 (29)3.1.2磨床夹具结构设计要点 (29)3.1.3夹具的主要技术要求 (30)3.2明确设计任务，分析原始资料 (30)3.3夹具定位结构 (31)3.3.1根据六点定位原则确定工件的定位方式 (31)3.3.2选择定位方式，设计定位元件 (31)3.3.3分析计算定位误差 (33)3.4夹具夹紧机构 (34)3.4.1夹紧装置的设计 (34)3.4.2计算切削力 (35)3.5夹具总装图的主要尺寸及技术条件 (36)参考文献 (37)第1页 共37页第一章 工艺规程设计1.1曲轴功用、要求曲轴是采用铸铁原材料制成。

机械制造工艺学课程设计说明书设计题目：单拐曲轴机械加工工艺规程设计学生：XXX学号：XXXXXXXX班级：XX级机械设计X班指导教师：X X 副教授2012年7月目录1 零件的分析 (1)1.1零件结构工艺性分析 (1)1.2 零件的技术要求分析 (1)2 毛坯的选择 (2)2.1 毛坯种类的选择 (2)2.2毛坯制造方法的选择 (2)2.3毛坯形状及尺寸的确定 (2)3 工艺路线的拟定 (3)3.1 定位基准的选择 (3)3.2零件表面加工方案的选择 (4)3.3加工顺序的安排 (5)3.3.1加工阶段的划分 (5)3.3.2机械加工顺序的安排 (5)3.3.3热处理工序的安排 (6)3.3.4辅助工序的安排 (6)4 工序设计 (7)4.1 机床和工艺装备的选择 (7)4.2切削用量的确定 (8)4.3 工序尺寸的确定 (9)4.4 工时定额的计算 (9)结语 (10)参考文献 (10)1.零件的分析1.1 零件结构工艺性分析由图纸得知，该单拐曲轴材料为QT60-2。

QT60-2是球墨铸铁的老牌号，相当于新标准QT600-3。

该牌号铸铁为珠光体型球墨铸铁，具有中高等强度、中等韧性和塑性，综合性能较高，耐磨性和减振性良好，铸造工艺性能良好等特点。

能通过各种热处理改变其性能。

主要用于各种动力机械曲轴、凸轮轴、连接轴、连杆、齿轮、离合器片、液压缸体等零部件。

曲轴是将直线运动转变成旋转运动，或将旋转运动转变为直线运动的零件。

它是往复式发动机、压缩机、剪切机与冲压机械的重要零件。

曲轴的结构与一般轴不同，它有主轴颈、连杆轴颈、主轴颈和连杆轴颈之间的连接板组成，钢性差，易变形，形状复杂，它的工作特点是在变动和冲击载荷下工作，对曲轴的基本要求是高强度、高韧性、高耐磨性和回转平稳性，因而安排曲轴加工过程应考虑到这些特点。

该单拐曲轴主要加工面为主轴颈端面、轴颈、倒圆、倒角以及阶梯部分，连接板侧面部分，连杆轴颈轴颈、倒圆以及阶梯部分，各油孔以及甩油板连接螺纹。

轴的加工工艺规程设计及夹具设计一、轴的加工工艺规程设计轴是机械传动中常用的零件，加工工艺规程的设计对于保证轴的加工质量、提高加工效率和降低生产成本都具有重要意义。

下面我将为大家介绍轴的加工工艺规程设计的一般步骤。

1.确定轴的加工材料和加工要求：首先需要根据轴的功能和实际使用要求确定适合的材料，并结合轴的形状、尺寸和精度要求，确定轴的加工工艺。

2.制定轴的工艺流程：根据轴的形状和加工要求，制定轴的加工工艺流程，包括粗加工、精加工、热处理和表面处理等工序。

3.确定轴的加工工序和加工顺序：在制定工艺流程的基础上，根据轴的加工要求和工艺装备的条件，确定轴的加工工序和加工顺序。

4.制定轴的工艺参数：根据轴的材料特性和加工要求，确定轴的切削速度、进给量、切削深度和切削力等工艺参数。

5.设计轴的加工夹具：根据轴的形状和加工要求，设计轴的加工夹具，确保夹紧力的均匀分布、加工时的稳定性和加工精度的可靠性。

6.确定轴的测量方法和检验标准：制定轴的测量方法，包括使用测量工具和设备，并确定轴的检验标准，以保证轴的加工质量。

二、轴的夹具设计在轴的加工过程中，加工夹具的设计对于保证加工精度和加工效率具有重要影响。

下面我将为大家介绍轴的夹具设计的一般步骤。

1.夹具加工准备：根据轴的形状和加工要求，准备夹具的加工材料和加工工艺，制定夹具的加工流程和工艺参数。

2.夹具的结构设计：根据轴的形状和加工要求，设计夹具的结构，包括夹紧方式、定位方式和支撑方式等，以确保轴在加工过程中的稳定性和精度。

3.夹具的零件设计和加工：根据夹具的结构设计，制定夹具各个零部件的形状、尺寸和精度要求，并进行相应的加工和装配。

4.夹具的调试和试验：对完成的夹具进行调试和试验，测试夹具的夹紧行为和加工精度，确保夹具的正常使用。

5.夹具的安全规程和操作说明书编制：编写夹具的安全规程和操作说明书，包括夹具的使用方法、维护保养和注意事项等，以保证夹具的安全和正常使用。

目录摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅰ－Ⅱ第一章前言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1第二章曲轴箱工艺规程设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2一零件的工艺分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21.零件的作用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22.零件的技术要求分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2二计算生产纲领，确定生产类型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 三毛坯的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21.铸件尺寸公差．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32.铸件机械加工余量铸件尺寸公差．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3四工艺规程设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31.定位基准的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32.制定工艺路线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43.选择加工设备及工艺装备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54.确定切削用量及基本工时．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 第三章机床夹具设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23 一钻床夹具的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23 二铣床夹具的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23 第四章结束语．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28 文献综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29 外文文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33前言毕业设计是对我们在大学学习的一次检验，也是给我们了一个能综合运用各门学科知识的机会。

曲轴零件的机械加工工艺及夹具设计摘要:曲轴是机器的关键部件之一,主要用于往复式机械,在柴油机中与活塞连接，通过其旋转运动转换成活塞的直线运动。

其材质大体分为两类：一是钢锻曲轴，二是球墨铸铁曲轴。

曲轴关键技术是整个产业中占有非常重要的地位。

曲轴在发动机中是非常难以加工的零件之一。

在发动机中，曲轴工作需要承载巨大载荷，工作条件极其恶劣，对曲轴材质以及毛坯加工技术、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。

本设计结合实际进行理论分析，在保证产品质量，提高生产效率，降低生产成本的的前提下，对曲轴零件的工艺进行优化设计。

从目前的总体水平看,低下的生产率,落后的技术和设备,粗糙的机械性能导致毛坯铸造工艺存在不稳定,精度低、废品率高等等问题。

球墨铸铁具有良好的切削性能，也能进行热处理和表面硬化来提高曲轴疲劳强度和耐磨性。

在本次设计中曲轴的材质为球墨铸铁。

本设计利用所学知识，查找资料设计可取的工艺路线，选取了加工工艺完善也比较精密和经济的作为方案，并设计其中一到二个工序的加工夹具。

夹具设计的思路如下：（1）根据设计任务书收集设计资料；（2）初步拟订夹具的结构方案、绘制零件图；（3）绘制夹具总装图。

关键词：曲轴球墨铸铁工艺路线夹具R180 diesel engine crankshaft process design and fixturedesignABSTRACT:The graduation design is about R180 diesel engine crankshaft process design and its two process to fixture design.曲轴零件的机械加工工艺及夹具设计Crankshaft is one of the key parts of diesel engine, the material can be divided into two categories: one is forged steel crankshaft, 2 it is ductile iron crankshaft. The crankshaft key technology is one of the most concern of the whole industry. Is engine crankshaft under impact load, the power of the important parts of the engine five big one of the most difficult to guarantee machining quality. Because crankshaft working conditions, material for crankshaft blank and processing technology, precision, surface roughness, heat treatment and surface strengthening is very strict, dynamic balance, etc.This design based on Auto CAD, draw the corresponding part drawing and design desirable process route finding out information, and select the processing craft is more precise and the economy as a solution.Fixture design train of thought is: (1) clear design task, design information collection; 2) to formulate the fixture structure scheme, the structure of the drawing sketch; (3) map clamp assembly.Key words：The crankshaft Ductile iron Process route fixture目录1前言 (1)1.1绪论 (6)1.2曲轴的概念 (6)1.3曲轴的制造技术 (6)1.3.1曲轴材料 (8)1.3.2曲轴加工 (8)1.4论文结构 (9)2 曲轴零件工艺设计 (10)2.1分析零件 (10)2.1.1零件的作用 (10)2.1.2零件的工艺分析 (10)2.2确定生产类型 (10)2.3确定毛坯 (10)2.3.1 确定毛坯种类 (10)2.3.2 确定铸件加工余量 (11)2.3.3 绘制曲轴零件毛坯图 (11)2.4机械加工工艺过程设计 (11)2.4.1选择定位基准 (11)2.4.2 选择表面加工方法 (11)2.4.3确定工艺过程方案 (12)2.5选择加工设备与工艺装备 (14)2.5.1 选择机床 (15)2.5.2 选择夹具 (15)2.5.3 选择刀具 (16)2.5.4选择量具 (16)2.6 确定工序尺寸 (16)2.7 确定切削用量及时间定额 (19)2.7.1 工序070（粗车长头）切削用量及时间定额 (19)2.7.2工序130（钻孔Ф14.2）切削用量及时间定额 (22)2.7.3工序240（铣K面）切削用量及时间定额 (23)2.8 填写工艺规程卡 (25)2.8.1机械加工工序卡片 (25)2.8.2机械加工工艺过程卡片 (25)3曲轴零件第一套夹具设计 (26)3.1明确设计任务、收集分析原始资料 (26)3.1.1加工工件的零件图 (26)3.1.2设计任务书 (26)3.1.3工序简图 (26)3.1.4 分析原始资料 (26)曲轴零件的机械加工工艺及夹具设计3.2 确定夹具的结构方案 (27)3.2.1 根据六点定位规则确定工件的定位方式 (27)3.2.2 选择定位元件，设计定位装置 (27)3.2.3 分析计算定位误差 (28)3.2.4 确定工件的夹紧装置 (29)3.3 绘制夹具结构草图 (30)3.3.1 拟订夹具总装图的尺寸、公差与配合以及技术要求 (30)3.3.2 绘制夹具总装图 (31)4曲轴零件第二套夹具设计 (32)4.1 明确设计任务、收集分析原始资料 (32)4.1.1 加工工件的零件图 (32)4.1.2 设计任务书 (32)4.1.3 工序简图 (32)4.1.4分析原始资料 (32)4.2 确定夹具的结构方案 (33)4.3 夹具定位误差分析 (33)4.4 拟订夹具总装图的尺寸、公差与配合及技术要求 (33)4.4.1尺寸、公差与配合 (33)4.4.2 制订技术条件 (34)4.5绘制夹具总装图 (34)总结 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录A 机床 (38)附录B 夹具 (39)附录C 刀具 (40)附录D 量具 (40)1前言1.1绪论(一)、研究的目的及意义随着科学技术的迅猛发展和市场需求的变化及竞争加剧，传统的制造技术发展到了一个崭新的阶段；随着我国经济的持续高速发展，人们生活水平不断提高，汽车已经走进了我们的日常生活，渐渐成为一种普通消费品；随着市场对汽车需要量的增加和制造技术的发展，到了本世纪初，小作坊的生产方式已经不能满足需要，而各种新的制造工艺和新式高效机床的出现，使汽车和发动机的制造技术出现了飞跃。

The Graduation Design for Bachelor's DegreeThe Design of Bored Fixture And Process for the 468CrankshaftsCandidate：Zhang MinjianSpecialty：Vehicle EngineeringClass：B05-18Supervisor：Associate Professor .Zhang DeshengHeilongjiang Institute of Technology2009-06·Harbin摘要本文介绍了曲轴加工过程中定位、装夹、加紧、钻模以及曲轴加工方面、夹具设计上的相关知识。

综述了国内外目前微型车曲轴的制造技术及发展趋势。

通过对曲轴的使用性能、工作条件、结构、技术要求的了解，对曲轴的加工工艺规程进行研究改进,提出了在加工过程中常出现的问题及改进的办法，使曲轴的精度和表面质量得到很大提高，降低了废品率，提高了劳动生产率。

并绘制夹具的二维与三维图形。

与在对国内外夹具的设计现状进行分析的基础上，针对中小企业广泛使用夹具常出现的情况，我们有必要对夹具进行设计，具有现代机床夹具设计的相关知识，这样可有效地提高夹具设计的速度和质量，从而提高企业效益。

此外，本文顺应现代机械设计发展趋势，利用Pro/E绘出曲轴及重要工序夹具的三维图。

关键词：曲轴；夹具；设计；三维图；Pro/EABSTRACTThis paper introduces the crankshaft machining process of location 、clamping、intensify、jig and the relevant knowledge on crankshaft processing and the design of fixture. Reviewed the current micro-car crankshaft manufacturing technology and development trends. Through the use of performance, working conditions, structure and understanding of the technical requirements of the crankshaft processing improvements in the processing of those problems and improving the method, so that the crankshaft precision and surface quality can be improved greatly, reduced the reject rate, improved labor productivity. Furthermore, I am conversing the size of the chain. In considering the reasonableness of the crankshaft design, stress analysis for the crankshaft and the related calculation and verification. In the domestic and international fixture design for the analysis of the status quo, based on extensive use of the regular fixture. We need to design fixture, fixture with modern design knowledge, This will effectively increase the speed fixture design and quality, there by improving enterprise efficiency. In addition, the paper conform to the modern mechanical design development trends, using the Pro/E to draw the 3D map of crankshaft and the important processes on the fixture.Key words：Crank；Fixture；Design；3D Map；Pro/E目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 国内外曲轴制造技术的发展趋势 (1)1.2.1 国外曲轴制造技术的发展趋势 (1)1.2.2 国内曲轴制造技术的发展趋势 (2)1.3 选题的目的和意义 (4)1.4 课题研究的主要内容 (5)第2章曲轴加工工艺研究及钻模夹具的设计 (6)2.1 概述 (6)2.1.1 曲轴使用的性能与工作条件 (6)2.1.2 曲轴的结构与技术要求 (6)2.1.3 材料与毛坯 (6)2.2 曲轴加工工艺分析 (6)2.2.1 曲轴加工工艺过程 (7)2.2.2 定位基准的选择 (8)2.2.3 加工工序的安排 (9)2.3 夹具的设计 (10)2.3.1 夹具的定义和作用 (10)2.3.2 夹具的分类 (10)2.3.3 进行夹具设计的意义 (11)2.4 夹具设计中需注意的问题 (11)2.4.1 清根问题 (11)2.4.2 让刀问题 (11)2.4.3 更换问题 (11)2.4.4 防松问题 (12)2.4.5 对夹具体的要求 (12)2.4.6 钻模夹具体毛坯的类型 (13)2.5 钻模夹具的设计 (13)2.5.1 部分基本件的选择 (13)2.5.2 主要零件的选择 (14)2.5.3 工步的制定 (14)2.5.4 钻模夹具应注意的问题 (14)2.5.5 钻模夹具的定位及设计原则 (14)2.5.6 斜孔钻模夹具的改进思路 (18)2.6 本章小结 (18)第3章液压系统的设计 (19)3.1 滑板液压系统的设计 (19)3.2 液压系统回路的设计 (19)3.2.1 减速回路 (19)3.2.2 锁紧回路 (19)3.2.3 液压缸的设计计算 (20)3.3 液压系统的组成 (20)3.3.1 液压系统的组成 (20)3.3.2 液压缸的组成 (21)3.3.3 齿轮泵 (22)3.3.4 单向阀 (22)3.3.5 溢流阀 (22)3.3.6 滤油器 (22)3.3.7 节流阀 (23)3.3.8 油箱 (23)3.4 油缸的计算与选型 (23)3.4.1 液压缸推力及行程的确定 (23)3.4.2油缸直径及行程的确定 (23)3.4.3 滑板机构油缸直径与行程的计算 (24)3.4.4 油缸的选型 (24)3.4.5 油缸壳体的设计 (24)3.5 油泵的计算与选型 (25)3.5.1 油泵工作压力的计算 (25)3.5.2 油泵理论流量的计算 (25)3.5.3 油泵排量的计算 (26)3.5.4 油泵功率的计算 (26)3.5.5 油泵的选型 (26)3.6 油箱与油管的计算与选型 (26)3.6.1 油箱容积V的计算 (27)3.6.2 油管内径d的计算 (27)3.7 本章小结 (27)第4章曲轴三维图及夹具的设计图 (28)4.1 概述 (28)4.1.1 PROE的主要特点及概念 (28)4.1.2 Pro/E在机械设计中的应用 (28)4.2 在Pro/E环境下生成曲轴 (29)4.2.1 画曲轴的方法及思路 (29)4.2.2 画曲轴的步骤 (29)4.2.3 画曲轴中使用到的几种功能 (29)4.2.4 Pro/E环境下的成型曲轴 (31)4.3 主要夹具的建模 (31)4.3.1 V型块的建模 (31)4.3.2 滑板的建模 (32)4.3.3 底座的建模 (32)4.3.4 钻模板的建模 (33)4.3.5 V型块夹板的建模 (33)4.3.6 定位凹槽的建模 (34)4.3.7 支座的建模 (34)4.4 本章小结 (35)结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)附录 (39)第1章绪论1.1 选题背景微型汽车在我国有很大的市场，从0.9L到1.3L，价格也适合我国国情，同时适合正在发展的中国的现况，曲轴飞轮组结构、材料及加工手段等也在不断发展。