单拐曲轴的机械加工工艺与夹具设计

1、曲轴零件及其工艺特点曲轴是将直线运动转变为旋转运动，或将旋转运动转变成直线运动的零件。

曲轴工作时的受力情况非常复杂。

它不但受到很大的扭转应力和大小、方向都在周期性变化的弯曲应力的作用，而且还受到振动所产生的附加应力的作用。

因此曲轴应具有足够的强度、刚度、抗疲劳强度及抗冲击韧性。

同时，由于曲轴工作时的旋转速度高，所以在设计曲轴时，应使曲轴的主轴颈和连杆轴颈有足够的耐磨性，且曲轴的质量应当平衡分布，以减少不平衡带给曲轴的附加载荷。

曲轴的工艺特点主要取决于结构特点和技术要求。

作为曲轴加工，其主要问题就是工件本身刚性差、零件技术要求高。

这就需要在加工过程中采用一系列相应的措施，以使加工后的零件符合图纸的设计要求。

应采用的措施大致有：1）尽量减小或抵消切削力；2）提高曲轴的支承刚性，以减小受力变形；3）加工工艺要分阶段，以减小粗加工对精加工的影响。

2、曲轴的材料和毛坯曲轴的材料一般采用45钢、45Mn2、50Mn、40Cr、35CrMo、QT60-2球墨铸铁等。

根据不同的生产类型和工厂的具体条件，该曲轴为球墨铸铁QT60-2材料所以采用铸造毛坯。

3、曲轴加工的工艺特点分析1）该零件的生产批量不大，因此选用中心孔定位，它是辅助基准，装夹方便，节省找正时间，又能保证位置精度。

2）该零件刚度较差，故粗车、精车和磨均以工序分开。

4、尺寸公差等级5、技术要求6、工艺路线7、确定切削用量及基本工时工序01：铸造，清理 工序02：正火工序03：粗刨两侧面、上下面和斜角。

工件材料：QT60-2,190—270HB ，铸造加工要求：粗刨+0.0220.008140mm +左右侧面和27mm 上下面和斜角，留加工余量5mm机 床：B6050牛头刨 刀 具：W18Cr4V 1）切削深度：2mm2）进 给 量：f=1.0mm/双行程 3）切削速度：v=20m/min工序04：超声波检查 工序05：划左端顶尖孔线。

加工要求：划左端顶尖孔线，照顾+0.0220.008140mm +左右侧面和两端主轴颈0.0250.003110mm φ++的加工余量均匀工 具：划线工具 工序06：钻左端顶尖孔加工要求：划左端顶尖孔线，照顾+0.0220.008140mm +左右侧面和两端主轴颈0.0250.003110mm φ++的加工余量均匀机 床：C620-1卧式车床刀 具：复合中心钻B3工序07：车两端主轴颈（+0.025+0.003110mm φ），同时应校验机床功率及进给机构强度。

单拐曲轴机械加工工艺第一部分 工艺设计说明书一. 零件图工艺性分析1. 零件结构及工艺特点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。

其长径比L/D=818/110 =7.44<12.该曲轴形状复杂，刚性较差，易变形.曲轴在交变和冲击载荷下工作，所以 要求该轴应具有高强度，高韧性，高耐磨性等特点。

2.零件技术条件分析a. 主轴颈：φ110003.0025.0++ 尺寸公差等级IT6, 表面粗糙度Ra 为1.25μm ，圆柱度误差0.015。

b. 连杆轴颈φ110071.0036.0--尺寸公差等级为IT7，表面粗糙度Ra 为0.63μm ，圆柱度误差0.015。

由数据可知，主轴颈与连杆轴颈精度要求高，加工难度大。

c. 位置精度主轴颈与连杆轴颈平行度误差为0.02，主轴颈的同轴度误差为0.02。

该曲轴位置要求也比较高。

3．零件图见附图二．毛坯确定1. 毛坯类型曲轴工作时要承受很大的转矩及变形弯曲应力，容易产生扭转、折断及轴颈磨损，要求材料应有较高的强度、冲击韧度、抗疲劳强度和耐磨性，球墨铸铁能很好的满足上述要求。

该零件为小批生产，采用铸造毛坯。

材料为QT600-2.2. 毛坯余量确定由机械加工工艺设计资料表 1.2-10查得毛坯加工余量为5，毛坯尺寸偏差由表1.2-2查得为±1.4.3. 毛坯－零件合图草图三．机加工工艺路线确定1.加工方法分析确定该零件是单拐曲轴。

小批量生产。

故选用中心孔定位，它是辅助基准，装夹方便节省找正时间又能保证连杆轴颈的位置精度，连杆轴颈与主轴颈的中心距为120，加工连杆轴颈时，可利用以加工过的主轴颈定位，安装到专用的偏心卡盘分度夹具中使连杆轴颈的轴线与转动轴线重合。

2. 加工顺序的安先以主轴颈为粗基准连杆轴颈作支撑铣两端面，打中心孔。

单拐曲轴加工工艺分析一、零件分析1．零件的作用和结构单拐曲轴的作用是将输入的直线运动转变成旋转运动并输出由主轴颈、连杆轴颈、连接板组成其L/D=818/110=7.44<12,刚性差，易变性，形状复杂2．零件材料连杆轴颈承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。

曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用。

要求材料应有较高的强度、冲击韧性、抗疲劳强度和耐磨性，球墨铸铁能很好满足要求。

采用QT600-3牌号球墨铸铁，并调质处理获得良好的综合性能。

3、零件工艺分析，尺寸公差等级为IT6，表面粗糙度Ra为1.6um,（1）、主轴颈:两处φ110+0.025+0.003圆柱度误差为0.015，其轴线与A、B公共基准轴线的同轴度为0.02，尺寸公差等级为IT7，表面粗糙度Ra为0.8um，（2）、连杆轴颈：φ110 -0.036-0.071圆柱度误差为0.015，其轴线与A、B公共基准轴线的平行度误差为0.02 （3）、输出轴：其外圆锥面锥度为1:10，表面粗糙度为1.6um，圆锥面对A、B公共基准轴线的径向跳动公差为0.03。

（4）、输出轴键槽：28 -0.022，尺寸公差等级为IT9，其中心平面与C基准平面-0.074的对称度误差为0.05。

有上面的数据，分析可知该单拐曲轴的主轴颈和连杆轴颈精度要求高，加工难度大。

二、毛坯选择1、毛坯类型选择此零件材料为QT600-3号球墨铸铁，小批量生产，拟采用铸造毛坯。

2、毛坯制造方法选择铸造分为普通铸造和特种铸造，该零件结构较简单且为小批量生产，故采用普通铸造，。

3、毛坯形状及尺寸的确定根据铸件毛坯公差等级GB 6414-86CT11。

长度方向：铸造毛坯尺寸为818+4=822mm。

分配公差至各部分，则左端主轴颈长度尺寸为94-1=93mm,两连接板及轴颈毛坯长度为：314+2=316,右端轴颈及输出部分毛坯长度有尺寸链决定即：822-93-316=413mm直径方向：两主轴颈、连杆轴颈毛坯直径为：110+3=113mm,φ105轴颈及输出部分毛坯直径：105+3=108mm，两连接板毛坯高度尺寸：270+4=274mm,宽度尺寸：140+4=144mm。

学士学位毕业设计曲轴加工工艺及夹具设计学生姓名：学号：指导教师：所在学院：专业：中国·大庆2009年6月摘要本设计主要围绕发动机曲轴的工艺规程和专用夹具设计进行研究，其内容包括了解曲轴结构，确定曲轴的生产类型，相关的技术要求。

在此基础上，进行基准的选择，制定了表面加工方法，划分加工阶段，根据生产类型确定工序的集中和分散，合理地安排工序，编排合适的工艺路线；进行详细的大量计算，包括：加工余量、工序尺寸和公差的确定、切削用量的计算及时间定额的计算。

从而制定出一套合理的机械加工工艺卡片和机械加工工序卡片。

总之，曲轴加工工艺的安排以及专用夹具的设计是一项非常复杂的高难度工作。

它是一种需大批量生产的零件。

且技术要求比较高，为了确保产品的质量和水平，设计工作按照科学的程序进行，分清主次，合理取舍。

关键词：夹具；曲轴；工艺AbstractThe design was studied that was focused on transmission with the shift fork of the protocols and proprietary drilling fixture design, whose contents were included that the use of blades, the blades type of production and the relevant technical requirements. On this basis, the rough was chosen, and the size of the rough was determined, and the mechanical allowances were determined. A rough map was drawn. After carefully detailed analysis of t he parts map, the benchmark was chosen, the development of surface processing methods was determined, and the demarcation of the processing stages was divided. According to the production process the type of centralization and decentralization was determin ed, the process was reasonably arranged, and the order and orchestrates a suitable process line were set up. Then some detail was calculated, such as allowance, processes size and the determination of tolerance. The amount of calculation and the calculation of the fixed time was cut. Thus a set of reasonable card processing machinery and mechanical processes cards were drawn up.The second part of the design was the focus of this issue which was difficult, who was mainly centered on proprietary drilling fixture design, Z525-use vertical drilling, drilling screw hole design process by which a drilling fixture. Firstly fixture was designed to clear the major tasks identified by positioning components, guidance devices, clamping body fixture structure, access to the relevant national standards, painting fixture assembly.The study of the subject transmission blades was used in the transmission gearbox shift agencies. Through the design of the transmission plectrum shift gearbox bodies changed stalls, thus it changed the speed of automobile.This paper transmission plectrum design of technical rules, transmission truly achieved the change stalls and shift function, against drilling fixture design, realization of the drilling screw hole of this procedure.In short, the design of transmission plectrum was a complex task. It was the typical products in mass production. To ensure the quality of products and the level of design the work must be produced in accordance with the scientific procedure, prioritize, reasonab le choiceKeywords: Plectrum;machining; technical rules;manufacturing technology;fixture目录摘要 (II)ABSTRACT (III)目录 (IV)前言................................................ - 1 - 1.零件的工艺分析.................................... - 2 - 2．选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图............... - 3 - 3．选择加工方法，制定工艺路线....................... - 4 -3.1制定工艺路线 (4)4.轴加工工序设计 (8)4.1.洗两端面..................................... - 8 - 4.2.钻质量中心孔. (9)4.3.车削与主轴颈同轴的所有轴颈 (10)4.3.1.切削用量.................................. - 10 - 4.4.车削全部连杆轴颈.. (11)4.4.1.切削用量.................................. - 11 - 4.5.粗磨所有主轴颈、连杆颈、法兰与曲轴轴头.. (12)4．6.精磨所有主轴颈、连杆颈、法兰与曲轴轴头 (14)5.孔加工工序设计................................... - 16 - 5.1粗铣M6孔端面 (16)5.1.1切削用量 .................................. - 16 -5.1.2.基本时间.................................. - 17 - 5.2.精铣M6孔端面 .. (17)5.2.1切削用量 .................................. - 17 -5.2.2.基本时间.................................. - 18 - 5.3.钻2-M6底孔 . (18)5.3.1.切削用量.................................. - 18 - 5.4确定攻2-M6螺纹的切削用量 (19)5.4.1.切削用量.................................. - 19 -5.4．2.基本时间................................. - 19 - 5.5加工Φ12.7×4.4底孔 .. (20)5.5.1．钻孔..................................... - 20 -5.6扩Φ12.7MM盲孔 (21)5.6.1．盲孔..................................... - 21 -5.6.2.基本时间.................................. - 21 -6.夹具设计......................................... - 23 - 总结............................................... - 24 - 参考文献........................................... - 26 - 致谢............................................... - 27 -前言本次设计题目为“发动机曲轴加工工艺及夹具设计”，它运用了机械加工设计的基础内容，囊括了几年来所学的理论知识，使我进一步加深了解机械加工的工艺方法，以及如何合理安排工艺流程，选用合理的夹具，初步做到了学以致用，并在设计中学到了更多的机械设计的优化方法，使我对机械设计以及加工工艺有了更深层次的理解和认识，培养了严谨的工作态度。

机电工程学院机械加工工艺过程卡片产品名称产品图号共1页零件名称单拐曲轴零件图号第1页材料牌号QT60-2 毛坯种类铸造毛坯外形尺寸每毛坯件数 1 每台件数1 备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件1 铸造铸2 热处理人工时效3 粗车夹右端主轴颈，车主轴左端面、钻主轴左端面中心孔。

反装后夹左端主轴轴颈，车主轴右端面、钻轴右端面中心孔。

金CA6140三爪卡盘、端面车刀、中心钻4 粗车双顶尖夹持中心孔，车倒角、动力输出部分圆锥、φ105轴颈、倒圆、右侧主轴颈、导圆、凸台。

反装后，倒角、车左侧主轴颈、导圆、凸台。

金CA6140车床顶尖、偏头车刀5 粗车专用卡具卡左右主轴颈，百分表找正后车左侧连杆轴颈、导圆、凸台、左侧连接板内侧。

钻左侧连接板左侧通孔，机用丝锥攻丝。

反装后车右侧轴颈、导圆、凸台、右侧连接板内侧。

金CA6140四爪卡盘、偏头车刀、钻头、机用丝锥6 粗铣双V型块支撑两主轴轴颈、配以辅助支撑并以压板夹紧，盘铣刀铣连接板前面。

换键槽铣刀铣动力输出部分键槽。

同样夹紧方法盘铣刀铣连接板后面、上面、下面。

金X62WV形块、支撑板、压板、盘铣刀、键槽铣刀7 钻、扩孔双V型块支撑两主轴轴颈、配以辅助支撑，钻两侧连接板下面螺纹孔。

装卡方式不变，扩两侧连接板下面螺纹孔。

金Z50V形块、支撑板、钻头、扩孔刀8 辅助工序去毛刺、钝角倒边、检验金钳工台9 半精车双顶尖夹持中心孔，车动力输出部分圆锥、φ105轴颈、倒圆、右侧主轴颈、导圆。

反装后，车左侧主轴颈、导圆。

金CA6140车床顶尖、偏头车刀10 半精车专用卡具卡左右主轴颈，百分表找正后车左侧连杆轴颈、导圆、凸台。

反装后车右侧轴颈、导圆、凸台。

金CA6140专用卡具、百分表、偏头车刀11 攻丝在工作台上直接攻连接板底面M12螺纹。

换刀，攻M24螺纹。

金攻丝机机用丝锥12 辅助工序去毛刺、检验检钳工台13 精加工双顶尖夹持中心孔，车动力输出部分圆锥、φ105轴颈、倒圆、右侧主轴颈、导圆。

题目:曲轴零件机械加工工艺及其典型夹具设计毕业设计（论文）任务书系别机电信息系专业机械设计制造及其自动化班级B090207 姓名尚腾学号090207191.毕业设计（论文）题目：曲轴零件机械加工工艺及其典型夹具设计2.题目背景和意义：夹具是能够使产品按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装置，它的主要用于保证产品的加工质量、减轻劳动强度、辅助产品检测、展示、运输等。

工件的工艺分析及夹具设计是工艺工程师必备的专业素质，对学生的培养具有重要实践意义。

3.设计(论文)的主要内容（理工科含技术指标）：(1)对所给零件进行设计和建模，所给零件的工艺分析，计算、编写各工件加工工艺；(2)各工件的定位分析（自由度）、夹具的定位误差计算；(3)绘制各夹具的装配图及部分零件图；(4)要求各夹具设计合理，符合工程实际；(5)各工件具体参数见所给参考图纸。

4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）：不少于15000字数）：②图纸（幅面和张数）： A0图纸2张，工艺卡片1份③其他要求：参考文献不少于15篇（其中外文文献不少于3篇），外文文献翻译汉字3000 字以上。

指导教师签名：年月日学生签名：年月日系主任审批：年月日说明：1本表一式二份，一份由学生装订入册，一份教师自留。

2 带*项可根据学科特点选填。

曲轴零件机械加工工艺及其典型夹具设计摘要本设计是根据被加工曲轴的技术要求，进行机械工艺规程设计，然后运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计。

主要工作有：绘制产品零件图，了解零件的结构特点和技术要求；根据生产类型和所在企业的生产条件，对零件进行结构分析和工艺分析；确定毛坯的种类及制造方法；拟定零件的机械加工工艺过程，选择各工序的加工设备和工艺设备，确定各工序的加工余量和工序尺寸，计算各工序的切削用量和工时定额；填写机械加工工艺过程卡片、机械加工工序卡片等工艺卡片；设计指定的专用夹具，绘制装配总图和主要零件图。

XX学院本科毕业设计曲轴零件的机械加工工艺及铣槽夹具设计学生姓名：学生学号：院系：年级专业：指导教师：摘要此次毕业设计任务是对织机曲轴零件的机械加工工艺夹具的设计，主要包括对零件图的分析、毛坯的选择、零件的装夹、工艺路线的制订、刀具的选择、切削用量的确定、加工工艺文件的填写。

选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程。

此外还对织机曲轴零件的工序的加工设计了专用夹具.本文主要对织机曲轴零件主要以V形块和支承板来定位，靠直压板和弹簧来夹紧，铣键槽时2个V形块与铣刀不能干涉，因此要降低V形块高度，夹具设计要方便、简单。

关键词：加工工艺，加工方法，工艺文件，夹具IIABSTRACTThe 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目录摘要............................................................................................................................I I ABSTRACT (III)1 绪论 (1)1.1机械加工工艺概述 (1)1.2机械加工工艺流程 (1)1.3夹具概述 (2)1.4机床夹具的功能 (2)1.5机床夹具的发展趋势 (3)1.5.1机床夹具的现状 (3)1.5.2现代机床夹具的发展方向 (3)2 零件分析 (5)2.1零件的作用 (5)2.2零件的工艺分析 (5)3 工艺规程设计 (7)3.1确定毛坯的制造形式 (7)3.2基面的选择 (7)3.2.1 粗基准选择 (7)3.2.2 精基准的选择 (7)3.3制定工艺路线 (7)3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (9)3.5 确定切削用量及基本工时 (10)3.6 时间定额计算及生产安排 (30)4 铣曲轴键槽专用夹具设计 (38)4.1定位基准的选择 (38)4.2定位元件的设计 (38)4.3铣削力与夹紧力计算 (39)4.4对刀块和塞尺设计 (40)II总结 (43)参考文献 (44)致谢 (45)II1 绪论1.1机械加工工艺概述机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。

单拐曲轴的机械加工工艺与夹具设计目录第一部分摘要 (1)第二部分工艺设计说明 (2)一.零件图工艺性分析 (2)1.零件结构及工艺特点 (2)2.零件技术条件分析 (2)二.毛坯确定 (2)1.毛坯类型 (2)2.毛坯余量确定 (2)3.毛坯—零件合图 (3)三．机加工工艺路线确定 (3)1.加工方法分析确定 (3)2.加工顺序的安排 (3)3.定位基准选择 (3)4.加工阶段划分 (3)5.具体工序安排及机加工工序简图 (4)6.工序尺寸及公差确定 (12)7.设备及工艺装备确定 (15)8.切削用量及工时定额确定 (15)第三部分第100工序夹具设计说明书 (18)1.工序尺寸精度分析 (18)2.定位方案确定 (18)3.定位元件确定 (18)4.定位误差分析计算 (19)5.夹紧方案及元件确定 (19)6.夹具总装草图 (20)第四部分第20工序刀具设计说明书 (20)1. 工序尺寸精度分析 (20)2.刀具类型确定 (21)3.刀具设计参数确定 (21)4.刀具工作草图 (22)第五部分第70工序量具设计说明书 (22)1. 工序尺寸精度分析 (22)2.量具类型确定 (22)3.极限量具尺寸公差确定 (22)4.极限量具尺寸公差带图 (23)5.量具结构设计 (23)小结 (24)参考文献 (25)第一部分摘要曲轴是往复式发动机,压缩机，剪切机与冲压机械的关键零件,其性能好坏直接影响到机器的质量和寿命.曲轴在机器中承担最大负荷和全部功率,承受着强大的方向不断变化的弯矩及扭矩，同时经受着长时间高速运转的磨损，因此要求曲轴材质具有较高的刚性、疲劳强度和良好的耐磨性能。

曲轴的作用是将往复直线运动转化为旋转运动，或将旋转运动转变为往复直线运动。

本课题仅单拐曲轴的加工工艺的分析与设计进行探讨。

工艺路线的拟定是工艺规程制订中的关键阶段，是工艺规程制订的总体设计。

所撰写的工艺路线合理与否，不但影响加工质量和生产率，而且影响到工人、设备、工艺装备及生产场地等的合理利用，从而影响生产成本。