课题四 多拐曲轴加工

本科毕业设计三拐曲轴加工工艺规程及夹具设计学生姓名：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三拐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。

此外还对三拐曲轴零件的工序的加工设计了专用夹具.本文主要对三拐曲轴零件主要以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ABSTRACTThe 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 (II)ABSTRACT (I)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)1 零件分析 (5)1.1零件的作用 (5)1.2零件的工艺分析 (5)1.2.1以拐径为Ø55mm为中心的加工表面 (6)1.2.2以轴心线两端轴为中心的加工表面 (6)1.2.3零件图样分析分析 (6)2 工艺规程设计 (6)2.1确定毛坯的制造形式 (6)2.2基面的选择 (6)2.2.1 粗基准选择 (7)2.2.2 精基准的选择 (7)2.3制定工艺路线 (7)2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (9)2.4.1加工两端中心线上的外圆表面 (9)2.4.3 铣1：10圆锥处键槽 (10)2.4.4 车磨拐径为Φ55 mm (10)2.5 确定切削用量 (10)3 铣曲轴键槽专用夹具设计 (24)3.1定位基准的选择 (24)3.2定位元件的设计 (24)3.3铣削力与夹紧力计算 (25)3.4对刀块和塞尺设计 (26)总结 (28)参考文献 (29)致谢 (30)1 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。

摘要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。

其材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的，由于曲轴工作条件恶劣，因此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。

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。

曲轴有两个重要部位：轴径，拐径，（还有其他）。

轴径被安装在缸体上，拐径与连杆大头孔连接，连杆小头孔与汽缸活塞连接，是一个典型的曲柄滑块机构。

发动机工作过程就是，活塞经过混合压缩气的燃爆，推动活塞做直线运动，并通过连杆将力传给曲轴，由曲轴将直线运动转变为旋转运动。

曲轴的旋转是发动机的动力源。

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。

在曲轴零件的加工工艺过程中轴与轴中心线之间要有位置要求, 以毛坯轴两端定位先加工两中心孔,以两端中心孔定位再粗、精加工各轴的表面，然后以粗、精后的两轴径定位，采用专用夹具加工直油孔和铣键槽最后粗、精磨各轴。

在夹具的设计过程中，主要以V形块和支承板来定位，靠直压板和螺母来夹紧，钻直油孔时应采用长型快换钻套，铣键槽时采用立式铣床，曲轴小头处应安装一个对刀块，夹具设计要方便、简单。

关键词：曲轴；加工工艺；专用夹具；中心孔；对刀块全套CAD图纸，加153893706AbstractEngine crankshaft is subject to impact load, transmission power of the important parts, the five pieces in the engine are the most difficult to ensure quality processing. Its material is from the carbon structure which made of steel or ductile iron, as a result of the poor working conditions, the crankshaft and the rough material processing technology, precision, surface roughness, heat treatment and surface hardening, dynamic balancing requirements are very stringent. If any of these are not a part of quality assurance that can be seriously affected the life of the crankshaft and machine reliability. There are two important parts of the crankshaft: shaft diameter, Po Drive, (and others). Shaft has been installed in the cylinder block, the Po Drive and connecting rod big hole, connecting rod and cylinder head piston connecting hole, is a typical slider-crank mechanism. Engine working process is that the Pistons after the blasting compressed gas mixture to promote the piston to do linear motion and force through the connecting rod to the crankshaft will be from the crankshaft to linear motion into rotary movement. The rotation of the crankshaft is the engine power source. The world automobile industry in developed countries are attach great importance to improve the processing crankshaft and crankshaft processing technology.In crankshaft machining process between the central axis, with the axis center line of the location of the requirements have to be rough-axis positioning processing at both ends of the two central hole to center hole location on both ends and then rough, finishing the surface of the shaft, and then to crude, refined of the two shaft after positioning, the use of dedicated processing fixture straight hole and the final rough keyway milling, grinding of the shaft.In the fixture design process, mainly V-shaped block and bearing plates to locate by direct plate and nut to clamp, drill hole should be directly used for drilling long set of fast, used vertical milling keyway milling, crankshaft head should be installed on a knife block, fixture design should be convenient and simple.Key words:crankshaft; processing technology; dedicated fixture; central hole; the knife block目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)2 零件分析 (2)零件的作用 (2)零件的技术要求分析 (2)零件的结构及其工艺性分析 (2)零件的加工面的分析 (3)3 机械加工工艺过程设计 (5)定义 (5)机械加工工艺过程的组成 (5)工艺规程的作用 (5)工艺规程的设计原则 (5)计算生产纲领，确定生产类型 (5)确定毛坯的制造形式 (6)基准的选择 (7)材料及热处理 (8)分析并制订工艺路线 (8)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (10)确定切削用量及基本工时 (13)4 夹具设计 (17)打直油孔夹具设计 (17)铣键槽夹具设计 (24)5 加工方案的技术经济分析 (29) (29)技术经济指标 (30) (30)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录 (37)1 绪论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，此外，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。

曲轴加工专题报告1. 背景曲轴是内燃机等机械设备中的重要零部件，它承受着发动机的往复运动，并将这种运动转化为旋转运动。

曲轴加工的质量和精度直接影响到发动机的性能和寿命。

因此，曲轴加工是一项重要而复杂的工艺。

2. 分析2.1 曲轴加工工艺曲轴加工主要包括以下几个步骤：•钻孔：首先在原材料上进行钻孔，以便后续加工。

•粗车：将钻孔后的原材料进行粗车，使其形成初步的外形。

•精车：利用数控车床进行精车，使曲轴达到设计要求的尺寸和形状。

•磨削：通过磨床对曲轴进行磨削，提高其表面光洁度和尺寸精度。

•平衡：对已经加工好的曲轴进行平衡处理，以消除不平衡力。

2.2 曲轴加工中存在的问题在曲轴加工过程中，存在以下几个常见问题：•加工难度大：曲轴的形状复杂，要求加工精度高，对操作人员的技术要求较高。

•加工效率低：由于曲轴的复杂性，加工周期长，导致加工效率低下。

•加工成本高：曲轴加工需要使用多种设备和工具，同时还需要进行多道工序，因此加工成本较高。

3. 结果通过对曲轴加工过程的分析，我们得出以下结论：•曲轴加工是一项技术密集型、周期长且成本较高的工艺。

•曲轴加工中存在着一些难点和问题，需要寻找相应的解决办法。

4. 建议为了改善曲轴加工过程中存在的问题，并提高其效率和质量，我们提出以下建议：4.1 技术培训与引进针对曲轴加工难度大、技术要求高的问题，建议公司积极进行技术培训和引进。

可以邀请专业技术人员进行培训，提升操作人员的技能水平。

同时可以考虑引进先进的数控机床和磨床设备，以提高加工效率和精度。

4.2 工艺优化针对曲轴加工效率低的问题，建议公司进行工艺优化。

可以通过分析加工过程中的瓶颈和关键环节，寻找优化的空间。

例如，可以采用先进的刀具和切削液，提高切削效率；同时可以考虑合理安排生产流程，减少非加工时间。

4.3 设备维护与管理为了保证曲轴加工设备的正常运行和延长其使用寿命，建议公司加强设备维护与管理。

可以制定设备定期检修计划，并建立设备维护档案，及时记录和处理设备故障。

上海电机学院毕业设计（论文）开题报告课题名称三拐曲轴加工工艺及专用夹具设计学院机械学院专业机械设计制造及其自动化班级 BJ0801学号 0810******** 姓名茅炜鑫指导教师汪惠群定稿日期： 2011 年 12月8 日基于UG的三拐曲轴工加工艺及夹具设计1 选题背景及其意义夹具是工艺装备的主要组成部分，在机械制造中占有重要地位，夹具对保证产品质量，提高生产率，减轻劳动强度，缩短产品生产周期等都具有重要意义。

所以在加工前需要对其进行工艺分析以及专用夹具的设计。

合理的机械加工工艺能实现产品的设计，保证产品质量、节约能源、降低成本，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测等的重要依据。

然而夹具又是制造系统的重要组成部分。

好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。

通过此次毕业设计，提高学生综合运用所学专业知识解决生产实际问题的能力，为今后适应工作岗位的需要打下坚实的基础。

三拐曲轴加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。

本次设计加工工艺中，箱体是属于特殊结构零件，所以毛坯采用铸造成型，然后才做工艺过程设计和工序设计。

此次毕业设计的目的是培养学生运用机械制造工艺学及有关课程的知识，结合生产实习中实践知识，独立地分析和解决工艺问题，初步具备设计一个零件的工艺规程的能力。

我们还能学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力。

如图1.1为本次毕业设计的三拐曲轴的建模。

图1.1 三拐曲轴（此图要更换！）2 文献综述（国内外研究现状与发展趋势）2.1夹具的概述机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。

又称卡具。

从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。

绪论本设计的课题，不仅让我们系统全面的巩固了以前学的理论知识，还让我们把自己所学的理论知识运用到实际操作中去。

理论联系实际使我们对理论知识更加巩固，实践就为我们走向社会打下了坚实的基础。

在机械传动中，回转运动变为往复直线运动或直线运动变为回转运动，一般都用偏心轴或曲轴来完成，如车床主轴箱中的偏心轴、汽车发动机中的曲轴等。

外圆与外圆、内孔与外圆的轴线平行但不重合的工件称为偏心工件。

其中外圆与外圆偏心的工件称为偏心轴，内孔与外圆偏心的工件称为偏心套，两轴线之间的距离称为偏心距e，曲轴实际上是形状比较复杂的偏心轴。

车削偏心的基本原理是：把所有加工偏心部分的轴线找正到与车床主轴线重合，但应根据工件的数量、形状、偏心距的大小和精度要求相应地采用不同的装夹方法。

1偏心工件加工在机械加工领域中我们经常遇到各种各样的偏心曲轴，他也是比较难加工的一类工件，所以在车间里也经常遇到，在车间加工中，结合所学的理论知识，我对其有如下认识。

外圆与外圆、内孔与外圆的轴线平行但不重合的工件称为偏心工件。

其中外圆与外圆偏心的工件称为偏心轴，内孔与外圆偏心的工件称为偏心套，两轴线之间的距离称为偏心距e 。

偏心可以使回转运动变为往复直线运动或直线运动变为回转运动。

1.1偏心工件的装夹方法1〉．三爪（a ）三爪自定心卡盘加垫块（如图1.1）。

对于数量较少，长度较短，偏心距在8mm 范围以内，且偏心距要求不高的工件，可采用在三爪自定心卡盘上加垫块的办法，装夹偏心工件，其垫块厚度的计算公式；X=1.5e ±k k ≈1.5△e式中；X:垫块厚度（mm ）K:偏心距的修正值（mm ）e:偏心工件的偏心距（mm ），实测偏心距e<e 取+，实测偏心距e<e 取—。

△e ：实测偏心距误差（mm ）（b)三爪自定心卡盘与花盘配合。

对于偏心距不大，长度较短，精度要求较高，批量较大，没有专用夹具的偏心工件。

可采用三爪自定心与花盘配合来装夹偏心工件。

（最新版）毕业设计40设计41：单拐曲轴的机械加⼯⼯艺与夹具设计扬州职业⼤学毕业设计说明书设计（论⽂）题⽬：单拐曲轴的机械加⼯⼯艺与夹具设计姓名：学号：院（系）：机械⼯程学院专业：机械制造与⾃动化班级：指导教师：⼆〇⼀⼆年四⽉⽬录第⼀部分摘要 (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。

多拐曲轴镦挤成形过程轴向流动模拟分析与试验验证胡丰泽;郭巨寿;袁宇亭;曹燕;林军;康凤【摘要】目的解决多拐曲轴镦挤复合成形过程中,轴向流动导致尺寸精度低的问题.方法从坯料加热、成形过程、成形后冷却等全流程模拟出发,以建立镦挤成形装置运动学、成形过程热力学、曲轴材料本构模型、几何模型等为基础,建立有限元模型,分析产生轴向偏差的原因.结果有限元模拟分析表明,坯料体积、飞边厚度是镦挤成形过程产生轴向流动的关键性因素,可以通过优化台阶轴毛坯几何形状,控制轴向异常流动.结论试验表明,多拐曲轴的轴向流动得到有效控制,单拐轴向长度偏差控制在±1 mm,成品率提高至90%以上.【期刊名称】《精密成形工程》【年(卷),期】2017(009)006【总页数】7页(P175-181)【关键词】多拐曲轴;镦挤成形;数值模拟;轴向流动【作者】胡丰泽;郭巨寿;袁宇亭;曹燕;林军;康凤【作者单位】海军装备部,山西大同 037036;北方通用动力集团有限公司,山西大同037036;北方通用动力集团有限公司,山西大同 037036;北方通用动力集团有限公司,山西大同 037036;西南技术工程研究所,重庆 400039;西南技术工程研究所,重庆400039【正文语种】中文【中图分类】TG316曲轴镦挤复合成形技术（又称全纤维成形技术），是利用水平镦粗、垂直错拐双向成形的方式，逐拐依次成形制备多拐曲轴，该工艺可以提高曲轴疲劳强度15%[1]、扭转强度 20%以上[2]，曲轴综合承载能力可提高10%以上[2]，是高性能耐疲劳曲轴毛坯制造的首选工艺。

镦挤复合成形技术采用逐拐成形方式，其面临充型不饱满、尺寸精度低等多个工艺优化问题[3—5]，其中因轴向尺寸偏差过大导致的不合格产品占据总不合格产品的50%以上。

对于轴向流动产生的原因，若直接采用工艺试验方式研究该问题产生的原因，试验周期和成本将难以承受，而采用数值模拟方式是一个最有效的手段[6—12]。