【毕业设计】发动机曲轴加工工艺及夹具设计

零件的工艺分析所加工零件立体图，零件图如下图所视从零件图上可以看出，主要加工表面可以分为四个部分。

的圆柱内表面，加工时要保证的公差要求，以及表面粗糙度，表面要求较高。

连杆的支撑底板底面，粗糙度要求，同时保证连杆的高度。

连杆上端面及下端侧面上端面，粗糙度要求，同时保证与的圆柱轴线的距离下端侧面保证尺寸，粗糙度要求离的圆柱轴线的侧面粗糙度要求。

钻孔及攻螺纹孔上端面，保证尺寸，沉头锥角，粗糙度要求的螺纹孔，锪的圆柱孔，粗糙度钻下端的锥孔，保证公差要求，以及中心线与的圆柱轴线的距离粗糙度要求。

根据各加工方法的经济精度及般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。

零件的生产类型依设计题目知台年，件台，结合生产实际，备产率和废品率分别取为和。

带入公式得该零件的生产纲领件年零件是机床的杠杆，质量为，查表可知其属轻型零件，生产类型为大批生产。

二选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图选择毛坯该零件材料为，考虑到零件的结构以及材料，选择毛坯为铸件，由于零件年产量为件，属于批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故采用砂型机器铸造。

这从提高生产率，保证加工精度以及节省材料上考虑，是合理的。

确定机械加工余量，毛坯尺寸和公差参见本书第五章第节，灰铸铁的公差按表和表确定。

要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。

铸件机械加工余量等级该值由铸件的成型方法和材料确定，成型方法为砂型机器铸造，材料为灰口铸铁，确定加工余量等级为。

铸件尺寸公差毛坯铸件的基本尺寸处于之间，而铸件的尺寸公差等级为，取为级，根据表取铸件的尺寸公差为。

确定机械加工余量根据表查得的毛坯的加工余量等级为，以及铸件的尺寸，根据表定铸件的机械加工余量为。

确定毛坯尺寸根据成型零件的基本尺寸，以及确定的机械加工余量和铸件的尺寸公差确定毛坯的尺寸为基本尺寸加上机械加工余量，即基本尺寸加上。

确定毛坯尺寸公差根据表毛坯的尺寸公差等级为级，确定尺寸公差为。

设计毛坯图毛坯图如下图所视。

注图中尺寸小数点后的应该为，即，三选择加工方法，制定工艺路线定位基准的选择本零件是带孔的杆状零件，孔是其设计基准，在铣削零件的三个平面以及钻孔的时侯，都应以孔为定位基准，避免基准不重合误差的产生，在铣削底面时应该以不需要加工的面为粗定位基准。

零件表面加工方法的选择本零件的加工面有端面，内孔，螺纹孔，其中端面有个大底面和二个小端面，内孔有和各个孔，螺纹孔有和各个。

材料为灰铸铁。

以公差等级和表面粗糙度要求，参考本指南有关资料，其加工方法选择如下。

大底面据表面粗糙度，考虑加工余量的安排，根据表选用先粗铣后半精铣的方法加工。

的孔根据表面粗糙度，选公差等级为，根据表选用先钻后扩再粗铰再精铰的加工方法。

端面据表面粗糙度，根据表采用铣削的加工方法，铣刀。

的孔根据表选用钻削的加工方法。

端面二根据表面粗糙度，根据表选用先粗铣后半精铣的加工方法。

螺纹孔根据螺纹的加工方法，选用先钻后倒角再攻丝的加工方法。

螺纹孔根据螺纹的加工方法，选用先钻后倒角再攻丝的加工方法。

制定工艺路线根据该零件的结构以及需要选用的定位基准，按照先加工基准面，以及先粗后精的的原则，该零件应先加工大底面，再钻孔，再加工其他表面的方法，具体工艺路线如下工序Ⅰ以不需要加工的底面为粗基准，铣削另个底面以铣削过的底面和个支撑为定位，粗精铣端面，保证长度的尺寸和粗糙度为。

工序Ⅱ以铣削过的底面和直径的外圆表面定位，钻扩铰直径的孔。

工序Ⅲ以铣削过的底面和钻削后的孔和个支撑为定位，铣削直径为孔的端面二。

工序Ⅳ以铣削过的底面和钻削后的孔和个支撑为定位，粗精铣端面三，保证长度的尺寸和粗糙度。

工序Ⅴ以铣削过的底面和钻削后的孔和个支撑为定位，钻锪攻的螺纹孔。

工序Ⅵ以铣削过的底面和钻削后的孔和个支撑为定位，钻攻的螺纹孔。

工序Ⅶ以铣削过的底面和钻削后的孔和个支撑为定位，钻扩直径的孔。

四工序设计工序。

选择加工设备与工艺装备选择机床根据不同的工序选择机床。

工序是粗铣。

工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，故选用立式铣床。

根据零件外廓尺寸，精度要求，选用功率为的式立式铣床即能满足要求。

工序是钻扩孔，是钻孔锪孔攻螺纹。

由于加工面位置分散，表面粗糙度数值要求不同，因而选择钻床。

选择夹具本零件结构不规则，不易进行装夹定位，故工序均选择专用夹具。

选择刀具根据不同的工序选择刀具。

工序铣端面二时，在立式铣床上加工，所以选择端铣刀。

按表和查得，选用镶齿套式面铣刀根据零件加工尺寸，所选铣刀直径，齿数。

材料选择硬质合金钢。

工序钻孔时，选择锥柄麻花钻头，长度，齿数。

材料选择高速钢，号莫氏圆锥。

工序钻底孔参考有关资料，选择如下。

选择加工平面所用量具。

铣端面，选择读数值，测量范围游标卡尺。

选择加工孔所用量具。

孔经过钻，扩两次加工，选择读数值，测量范围的内径千分尺。

和螺纹经过钻，锪孔，攻螺纹加工，钻，锪孔时选择读数值，测量范围的内径千分尺，攻螺纹时选择螺纹塞规进行测量。

确定工序尺寸本零件各工序加工余量，工序尺寸及公差，表面粗糙度见下表。

四确定切削用量及基本时间工序Ⅳ以铣削过的底面和钻削后的孔和个支撑为定位，粗精铣端面三，保证长度的尺寸和粗糙度。

粗铣孔端面切削用量本工序为铣，已知加工材料为，铸件机床为式立式铣床，选用镶齿套式面铣刀，直径，齿数，材料选择硬质合金钢，工件装夹在专用夹具上。

确定背吃刀量本工序加工余量。

确定每齿进给量本工序要求加工表面粗糙度为，查表取每齿进给量选择铣刀磨钝标准及寿命查表得后刀面最大磨损限度为，查表刀具寿命为确定切削速度和工作台每分钟进给量当寿命为，时，查表得。

其修正系数为所以根据立式铣床说明书由选择实际切削速度为工作台每分钟进给量查机床说明书取基本时间经计算平面铣削长度为，入切量及超切量取故铣削该平面的基本时间为精铣孔端面切削用量本工序为铣，已知加工材料为，铸件机床为式立式铣床，选用镶齿套式面铣刀，直径，齿数，材料选择硬质合金钢，工件装夹在专用夹具上。

确定背吃刀量本工序加工余量。

确定每转进给量本工序要求加工表面粗糙度为，查表取每转进给量即选择铣刀磨钝标准及寿命查表得后刀面最大磨损限度为，查表刀具寿命为确定切削速度和工作台每分钟进给量计算得，根据立式铣床说明书由选择实际切削速度为工作台每分钟进给量查机床说明书取基本时间故铣削该平面的基本时间为工序Ⅵ以铣削过的底面和钻削后的孔和个支撑为定位，钻攻的螺纹孔。

钻底孔本工序为钻，已知加工材料为，铸件机床为立式钻床，工件装夹在专用夹具上。

切削用量确定粗加工螺纹底孔的切削用量。

所选刀具为直柄麻花钻。

Ⅰ确定背吃刀量钻孔粗加工双边余量，显然。

Ⅱ确定进给量根据表，在高速钢钻头钻孔时，麻花钻直径为，进给量，选择进给量为。

Ⅲ选择钻头磨钝标准及耐用度根据表，高速钢钻头粗加工灰铸铁，后刀面最大磨损限度，取值为。

高速钢钻头平均寿命。

Ⅳ确定切削速度根据表，钻孔时切削速度的计算公式计算得，根据机床说明书查表，取，故实际切削速度为确定攻螺纹的切削用量。

所选刀具为丝锥。

Ⅰ确定背吃刀量攻螺纹双边余量，显然。

Ⅱ确定进给量根据表，攻螺纹时，加工材料为灰铸铁，进给量为。

Ⅲ确定切削速度螺纹直径，螺距，加工灰铸铁，查表得。

计算得根据机床说明书查表，取，故实际切削速度为倒度角采用度锪钻。

为缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与攻螺纹时相同手动进给。

基本时间确定粗加工螺纹底孔的基本时间钻深为孔的基本时间为计算得。

钻深为孔的基本时间为计算得。

确定攻螺纹的基本时间根据表，攻螺纹的基本时间为计算得。

工序Ⅶ以铣削过的底面和钻削后的孔和个支撑为定位，钻扩直径的孔。

加工底孔本工序为钻，已知加工材料为，铸件机床为立式钻床，工件装夹在专用夹具上。

确定粗加工孔的切削用量。

所选刀具为直柄麻花钻。

Ⅰ确定背吃刀量钻孔粗加工双边余量，显然。

Ⅱ确定进给量根据表，在高速钢钻头钻孔时，麻花钻直径为，进给量，选择进给量为。

Ⅲ选择钻头磨钝标准及耐用度根据表，高速钢钻头粗加工灰铸铁，后刀面最大磨损限度，取值为，高速钢钻头平均寿命。

Ⅳ确定切削速度根据表，钻孔时切削速度的计算公式由表和表查出计算得，根据机床说明书查表取，故实际切削速度为扩盲孔。

所选刀具为高速钢扩刀。

Ⅰ确定背吃刀量扩孔双边余量，显然。

Ⅱ确定进给量根据表，在高速钢扩孔时，加工材料为灰铸铁，扩刀直径为，进给量，选择进给量为。

Ⅲ选择扩刀磨钝标准及耐用度根据表，高速钢扩刀加工灰铸铁，后刀面最大磨损限度，取值为，扩刀加工灰铸铁平均寿命。

Ⅳ确定切削速度根据表，扩孔时切削速度的计算公式其中。

计算得，根据机床说明书查表，取，故实际切削速度为基本时间确定粗加工底孔的基本时间钻孔的基本时间为计算得。

确定扩盲孔的基本时间扩孔的基本时间为计算得。

五夹具设计本夹具是工序在。

所设计的夹具装配图如图所示，零件图如图所示。

定位方案工件以端面及内孔及支承定位，采用面孔支承定位方案。

其中端面限制个自由度，以内孔放置定位轴限制个自由度，以的支承限制个自由度。

夹紧机构根据零件的定位方案加工方法生产率要求，运用手动夹紧可以满足。

采用螺旋压板夹紧机构，通过拧紧右侧夹紧螺母使工件夹紧，有效提高了工作效率。

手动螺旋夹紧是可靠的，可免去夹紧力计算。

对刀装置采用钻模板对刀。

选用可换钻套，衬套与钻模板配合实现对刀，配合公差分别为。

钻模板使用两个支承钉定位保证其加工位置与孔轴线垂直。

钻套高度。

夹具与机床连接元件采用夹具体座耳结构与机床连接，用形螺栓固定。

夹具体由于是钻夹具，不需安装定位元件来确定夹具在工作台面上的位置，只需设计座耳与机床连接。

使用说明安装工件时，先将工件定位孔装入定位轴，安装开口垫圈，用夹紧螺母拧紧，夹紧元件。

定位时，将钻模板拨下，通过调整支承钉，调整加工位置，以保证钻孔时的位置精度，调整好后用锁紧螺母固定。

结构特点该夹具结构简单，操作方便，容易铸成，加工定位方便，利于钻孔加工。

七设计小结通过本次设计过程，我对机械制造技术基础，机械制造装备设计和大部分专业课知识进行了复习，加深了对专业课知识的认识，同样了解到了自己在知识实际运用方面的不足。

在设计中，我通过查寻各种资料，结合所学知识，在老师的指导下掌握了夹具设计的过程方法，更加深该了机械行业需