柴油机曲轴机械加工工艺毕业设计.doc

柴油机曲轴机械加工工艺规程及斜油孔回转钻模设计目 录摘要4第一章 绪论51.1 课题的目的及意义5 1.2 设计要求5第二章 工艺规程设计7 2.1计算生产纲领，确定生产批量 7 2.2选择毛坯 7 2.3工艺规程设计 7 2.3.1定位基准的选择7 2.3.2零件表面加工方法的选择8 2.3.3制定工艺路线8 2.4确定机械加工余量和毛坯的选择16 2.4.1机械加工余量的确定 16 2.4.2工序尺寸的确定 16 2.4.3刀具的选择 17 2.4.4量具的选择 18 2.4.5毛坯尺寸的确定 19 2.5确定切削用量及基本工时19 2.6切削液的选择26 第三章 夹具设计 283.1 问题的提出 283.2 夹具设计 28 3.2.1定位基准的选择 28 3.2.2切削力及夹紧力计算 28 3.2.3定位误差分析 29 3.2.4夹具设计及操作的简单说明 29 第六章 总结32参考文献 33 致谢 34摘要曲轴是汽车发动机的关键零件之一，起质量好坏直接影响到汽车发动机的质量和使用寿命。曲轴在发动机中承担最大负荷和全部功率，承受着强大的不同方向的弯矩和扭矩，同时受着长时间高速运转的磨损，因此要求曲轴材质有较高的刚性、疲劳强度和耐磨性能。发动机的曲轴作用是将活塞的往复直线运动通过连杆转换为旋转运动，从而实现发动机从化学能转换为机械能的输出。本次设计分析了曲轴的工艺性，对曲轴从毛坯到成品进行了详细的工艺规程设计,并对其加工要求设计了曲轴夹具。该夹具和分度装置连接，能回转1800。其最大的特点是能在一个夹具上加工多个不同方向和位置的孔，大大地节约了加工时间，提高了对孔加工的效率，对类似的多孔加工有很好的借鉴作用。采用叉形偏心凸轮夹紧，不仅节省能源，还很灵活，而且能方便地自锁。这种装置具有定位精度高、夹紧可靠及操作方便等优点。关键词：曲轴，分度装置，回转式钻模，工艺规程设计，叉形偏心凸轮 AbstractAnalysis of the process of the crankshaft, the crankshaft from the rough to the finished product in detail the design of a point of order, and the processing requirements of the design of the crankshaft fixture. The points of the fixture and connect to Rotary 1800. Its greatest feature is a fixture in processing a number of different directions on the location of the hole and, significantly saving processing time and increase the efficiency of the processing hole, similar to the porous processing a very good reference. Chaxing eccentric cam clamp used not only save energy, is very flexible and can easily self-locking. This device has a high positioning accuracy, reliable and easy to operate clamping advantages。Keywords：crankshaft，round drilling fixture, Design of a point of order， Chaxing eccentric cam第一章 绪论1.1 课题的目的及意义通过全面复习、巩固机械制造工艺学、机械制造装备设计以及相关课程的基本知识，并运用所学知识解决实际设计问题，完成了毕业设计。同时提高了分析问题、解决问题的能力，进一步加强了机械制图的能力。掌握各种手册、文献资料在工艺工装设计中的运用。查阅各种国标，提高了对标准件的认识。通过文献检索、英文翻译，提高运用计算机和英语的能力，提高综合素质。我国制造业的发展状况大致可分为三大阶段：第一阶段为建国初到1978年的改革开放，这是我国制造业形成比较独立完整体系的时期；第二阶段是改革开放到上世纪90年代初，是我国制造业中以轻纺工业为代表的传统产业的迅猛发展期，带有比较明显的粗放性和文革后恢复性发展的色彩，这一阶段制造业的发展使我国基本上告别了工业产品短缺的时代；第三阶段自90年代初开始，我国制造业在开放和竞争的环境中进入了结构调整和产业提升的新时期，高新技术产业比重明显上升。机械工业作为国民经济的重要装备部门，对加速我国产业优化升级具有关键意义。加入世贸组织后的过渡期内，是机械工业加紧进行体制改革和战略性重组，尽快增强抗风险能力和市场竞争力的关键时期。国务院发展研究中心宏观经济研究部部长卢中原在论及这一问题时提出，我国机械工业应当以治散、治弱为重点，推进战略性重组，使企业经营机制、经济规模、产品质量档次、生产技术水平尽快适应“入世”后市场竞争的新格局。“入世”使机械工业的总体竞争力面临挑战 作为产业结构理论专家，卢中原认为，对机械工业而言，“入世”会在优化市场环境、促进产业升级、提高出口竞争力等方面产生积极影响；但鉴于机械工业存在着突出的散、乱、低、弱问题，总体竞争力不强，所以面临的冲击会比其他工业部门更大，持续时间更长。机械制造中广泛采用能迅速把工件固定在准确位置或同时能确定加工刀具位置的一种辅助装置，这种装置统称夹具。可使工艺过程中保证工序质量，提高生产效率、减轻工人劳动强度及工作安全。随着产品要求越来越高和产品更新越来越快，这样夹具广泛用于机械加工，夹具在制造过程中占有越来越重要的地位。对夹具的要求也会提高，专用夹具、成组夹具、组合夹具和随行夹具都朝着柔性化、自动化、标准化、通用化和高效化方向发展以满足加工要求。1.2设计要求：1.了解零件的主要功用并根据简图画出详细零件图；2按照年生产量为5000件的要求对其进行结构分析后拟定其加工路线及详细工艺规程，确定各工序尺寸、工序加工余量、加工工时等；3确定12道典型工序的切削用量、时间定额，校核功率；4. 对零件的加工进行工艺分析，设计摇臂钻回转式钻模一套，绘制夹具装配总图和夹具零件图；5撰写设计说明书壹份，字符数不少于1.5万个，并有中英文摘要及关键词。 6图纸工作量不少于3张A0幅面。7翻译本专业外文资料: Bernd Kopacek，Peter Kopacek。Intelligent Disassembly of Electronic Equipment J.第二章 工艺规程设计2.1 计算生产纲领，确定生产类型零件图所示为曲轴零件，根据年生产量5000件，现知道该零件为中型机械，查文献4表1.1-2生产类型与生产纲领的关系，可确定其生产类型为大量生产。2.2 选择毛坯曲轴承受着周期性不断变化的燃气冲击力、往复运动的惯性力、旋转质量的离心力等复杂的交变载荷，产生扭转、横向与纵向振动，承受拉、压、弯和磨损，所以对曲轴的要求是：有足够的强度、刚性和耐磨性。故该零件的材料可选QT700-2，采用铸造，用金属模造型。此外铸造后应安排正火处理，消除残余应力，改善毛坯机械加工性能。2.3 工艺过程设计在确定零件加工的工艺规程过程中，选择正确的粗、精基准是非常重要的。因而选择粗基准的原则和精基准的原则是不容忽视的。2.3.1 定位基准的选择(1) 粗基准的选择粗基准的选择原则：如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面的位置精度要求较高的表面作为粗基准。如果必须保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作为粗基准。如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作为粗基准。选作粗基准的表面应该平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。根据以上原则，选主三轴及法兰外圆为粗基准。 (2) 精基准的选择精基准的选择原则：用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽量可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免产生基准转换误差。当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。加工曲轴的主轴颈以及与主轴颈同旋转轴心线的其它配合部分，采用辅助精基准顶针孔。具体各工序基准参见工序卡。2.3.2 零件表面加工方法的选择本零件的加工表面有：圆外面，油孔，端面等。材料为QT700-2。零件加工表面、形位精度要求和加工方法如下： 1)75.75mm，主轴颈，精度为IT9级，同轴度为 0.08，端面圆跳动为0.08，表面粗糙度为0.4，采用车，磨。2)64.2mm，连轴，精度为IT11级，同轴度为 0.25，端面圆跳动为0.08，表面粗糙度0.4，采用车，磨。3)大小头及其端面，表面粗糙度为12.5，采用车，磨。4)法兰外圆面，表面粗糙度为0.4，采用车，磨。5)30外圆，表面粗糙度为0.4，采用车，磨。6)50外圆面，表面粗糙度为0.4，采用车，磨。7)法兰端面，表面粗糙度为1.6，采用铣8)钻5的斜油孔，表面粗糙度为12.5，采用钻，铰。 9)各轴肩，表面粗糙度为0.8，采用车，磨。10)30端面，表面粗糙度为1.6，采用铣。11)铣键槽，表面粗糙度为1.6，采用铣。2.3.3 制定工艺路线本体的加工工艺路线一般遵循先面后孔，先主要表面后次要表面，先加工基准面及粗精分开的原则。由于生产纲领为大量生产，所以尽量使用通用机床及专用夹具，量具，并考虑工序集中1）制订工艺路线方案一： 表1 工艺路线序号工序内容005铸造毛坯010正火015铣端面020划线，打中心孔025粗车法兰外圆030粗车主三轴035半精车法兰外圆040半精车主三轴045粗磨主三轴050车主颈及大小头055粗磨主颈及小头060精车大头065车小头平端面070钻大头孔075铣定位面080粗车1，4连杆085粗车2，3连杆090半精车1，4连杆095半精车2，3连杆100粗磨连颈105半精磨小头110钻直油孔115钻斜油孔120精磨主颈125精磨法兰130精磨连颈135探伤及退磁140氮化前抛光145检验，校直，氮化150修中心孔，倒角155精磨小头160精车轴承孔165钻法兰孔170铣键槽175去毛刺180孔口抛光185动平衡及去重190氮化后抛光195检验方案二： 表2 工艺路线序号工序内容005铸造毛坯010正火015铣端面020划线，打中心孔025粗车法兰外圆030粗车主三轴035半精车法兰外圆040半精车主三轴045粗磨主三轴050车主颈及大小头055粗磨主颈及小头060车小头平端面065精车大头070钻大头孔075铣定位面080粗车1，4连杆085粗车2，3连杆090半精车1，4连杆095半精车2，3连杆100粗磨连颈105半精磨小头110钻直油孔115钻斜油孔120精磨主颈125精磨法兰130精磨连颈135探伤及退磁140氮化前抛光145检验，校直，氮化150修中心孔，倒角155精磨小头160精车轴承孔165钻法兰孔170铣键槽175去毛刺180孔口抛光185动平衡及去重190氮化后抛光195检验上述两个工艺方案的特点在于：方案二将工序060和065位置调换，由于055号工序是粗磨主颈及小头，接着加工大头便于用以加工的小头外圆面定位，以提高加工精度，再车小头时又可以以加工的大头定位，故所以选方案一。另外，由于曲轴属精度要求比较高的零件，加工相对来说比较繁琐，这是其精度要求高所决定的。2)确定装夹基准和机床铣端面表4工序名称 装夹基准 定位原理机床铣75.75主三轴及其轴肩、75.75法兰外圆 75主三轴：轴肩：75.75法兰外圆：X51主三轴75.75h8表5工序名称 装夹基准 定位原理机床粗车法兰外圆面，法兰端面，法兰端面： 法兰外圆面： C6201半精车法兰外圆面，法兰端面法兰端面： 法兰外圆面：C6201粗磨法兰外圆面，法兰端面法兰端面： 法兰外圆面：M114W精磨法兰外圆面，法兰端面法兰端面： 法兰外圆面：M114W精磨法兰外圆面，法兰端面法兰端面： 法兰外圆面：M114W主轴颈 75.75h8表6工序名称 装夹基准 定位原理机床粗车主三轴，法兰端面及外圆面，法兰端面： 法兰外圆面：主三轴： C6201半精车主三轴，法兰端面及外圆面法兰端面： 法兰外圆面：主三轴：C6201粗磨主三轴，法兰端面及外圆面法兰端面： 法兰外圆面：主三轴： M114W精磨主三轴，法兰端面及外圆面法兰端面： 法兰外圆面：主三轴：M114W法兰外圆75.75h11 表7工序名称 装夹基准 定位原理机床粗车法兰端面，主三轴主三轴：法兰端面：C6201半精车主三轴，法兰端面主三轴：，法兰端面：C6201精磨主三轴，法兰端面主三轴：，法兰端面：M114W斜油孔5mm表8工序名称 装夹基准 定位原理机床钻主5颈，主1颈及其轴肩，连颈外圆面 主5颈：主1颈：轴肩：连颈外圆面：Z35铣键槽表9工序名称 装夹基准 定位原理机床铣主5颈，主1颈及其轴肩，连颈外圆面 主5颈：主1颈：轴肩：连颈外圆面：X511，4连颈64.2H11表10工序名称 装夹基准 定位原理 机床粗车专用夹具 主一轴：轴肩：主五轴：C6201半精车专用夹具法兰外圆： 法兰端面：C6201粗磨专用夹具主一轴：轴肩：主五轴：M114W精磨 专用夹具 法兰外圆： 法兰端面：M114W精磨 专用夹具 法兰外圆： 法兰端面：M114W2，3连颈64.2H11表11工序名称 装夹基准 定位原理 机床车专用夹具 主二轴：轴肩：主四轴：C6201粗磨专用夹具主二轴：轴肩：主四轴：M114W精磨专用夹具 法兰外圆： 法兰端面：M114W2.4确定机械加工余量和毛坯尺寸2.4.1机械加工余量的确定查参考文献4表2.2-3，铸造方法为金属型的球墨铸铁的尺寸公差等级为79级，现取8级精度查参考文献4表2.2-5，金属型的灰铸铁的加工余量等级为F查参考文献4表2.2-4得如下结果：1）加工主三轴 加工圆面到加工基准的尺寸为37.87，其加工余量为1.5mm2）加工连颈 加工圆面到加工基准的尺寸为32.1，其加工余量为1.5mm3）加工孔 其加工余量为2.5mm4）加工端面 其加工余量为4.0mm2.4.2工序尺寸及毛坯尺寸的确定曲轴的材料为QT700-2，硬度为255HBS，毛坯重量约为10Kg，生产类型为大批生产，用金属模铸造毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：铣端面工序名称 加工余量（mm）铣 2.5主三轴75.75h8工序名称 加工余量（mm）粗车 2.6半精车 1.1粗磨 0.3精磨 0.125主轴颈 75.75h8工序名称 加工后尺寸（mm）粗车 2.6半精车 1.1粗磨 0.3精磨 0.125法兰外圆99.8工序名称 加工后尺寸（mm）粗车 2.9半精车 1.1精磨 0.1 5mm斜油孔工序名称 加工后尺寸（mm）钻 51，4连颈64.2H11工序名称 加工后尺寸（mm）粗车 2.4半精车 1.1粗磨 0.3精磨 0.12，3连颈64.2H11工序名称 加工后尺寸（mm）粗车 2.4 半精车 1.1粗磨 0.3精磨 0.12.4.3刀具的选择（1）孔加工刀具的选择a）.钻 查参考文献4表3.1-6， GB10946-89加工孔 刀具名称 直径d（mm） 5 硬质合金锥柄麻花钻 58 硬质合金锥柄麻花钻 8b）.中心钻 查参考文献4表3.1-4， GB6078-85加工孔 刀具名称 直径d（mm） 6.3 A型不带护锥的中心钻 6.3（2）端面加工刀具 加工端面，查参考文献4表3.1-37，GB1129-85，选镶齿套式面铣刀，大径d= 80mm。 （3）外圆面加工刀具选择 加工外圆面 查参考文献10粗车时刀具采用YT5硬质合金，刀杆尺寸为BH=16mm25mm.刀片的厚度为4.5mm. 半精车时刀具采用YT15硬质合金, 刀杆尺寸为BH=16mm25mm.刀片的厚度为4.5mm精车时刀具采用YT30硬质合金，刀杆尺寸为BH=16mm25mm.刀片的厚度为4.5mm.2.4.4量具的选择查查参考文献4表5.2-1，孔d50选椎柄圆柱塞规，d50选三牙锁紧式塞规，平面，外圆面测量选游标卡尺。表12 量具的选择基本尺寸DL5(钻 5孔)748(钻 8孔)87 2.4.5毛坯尺寸的确定及其加工余量表13 毛坯尺寸零件尺寸（mm）单边加工余量（mm）铸造尺寸（mm）主轴颈75.752.684连轴颈64.22.472法兰外圆99.82.9108曲轴长6462.56512.5确定切削用量及基本工时（1）主三轴75.75，主轴颈 75.75的粗车车削用量与基本工时的确定机床为为C6201卧式车床，所选刀具为YT5硬质合金可转位车刀，选刀杆尺寸BH=16mm25mm，刀片的厚度为4.5。查参考文献10表1.3，选择车刀几何形状为卷屑槽带倒菱形前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃倾角刀尖圆弧半径mm。确定切削深度确定进给量f，根据参考文献10，在粗车钢料，刀杆尺寸为16mm25mm，工件直径为60100mm时，按C6201机床的进给量参考文献4表4.29选择： 确定的切削进给量尚需满足机床进给强度的要求，故需进行校验。根据参考文献10表1.30，C6201机床进给机构允许的进给力。根据参考文献10表1.21，当钢料，时，进给力，的修正系数为，（参考文献10表1.292）故实际进给力为。由于切削时的进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选的可用。选择车刀磨钝标准及耐用度，根据参考文献10表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为1mm，可转位车刀耐用度确定切削速度v 切削速度v可根据公式计算，也可直接由表中直接查出。现在采用查表法确定切削速度。根据参考文献10表1.10，当用YT15硬质合金车刀加工钢料，切削速度。查参考文献10表1.28，切削速度的修正系数为，故按C6201机床的转速参考文献4表4.28选择则实际切削速度效验机床功率，由参考文献10表1.24，当，时， 切削功率的修正系数，（参考文献10表1.28）故实际切削时的功率为根据参考文献10表1.30，当时，机床主轴允许功率。由于，故所选的切削用量可在C6201上进行。最后的车削用量为：，基本工时如下： 粗车75.75主三轴的基本时间，根据参考文献4表6.21，车外圆的基本时间为： 其中：,， 粗车75.75主轴颈的基本时间： 其中： 由以上计算过程同理可算得粗车连颈64.2，法兰外圆99.8的加工工时如下：粗车连颈64.2的加工工时： 粗车法兰外圆99.8的加工工时：2）主三轴75.75，主轴颈 75.75的半精车车车削用量与基本工时的确定半精车外圆所选机床与粗车时一样，为C6201，所选用的刀具为YT15硬质合金可转位车刀。其余的参数与粗车时相同切削深度确定进给量，查参考文献10表1.6及参考文献4表4.29选择选择车刀磨钝标准及耐用度根据参考文献10表1.9，选择车刀后刀面最大磨损量为0.6mm，耐用度确定切削速度，根据参考文献10表1.10，可知切削速度查参考文献10表1.28，切削速度的修正系数为，故 因此得： 按C6201机床的转速，选择 则实际切削速度： 最后的各项数据为：， 半精车主三轴75.75的加工工时： 其中：,， 半精车主轴颈 75.75的加工工时： 半精车连颈64.2的加工工时： 半精车法兰外圆99.8的加工工时： 3）主三轴75.75，主轴颈 75.75，连颈64.2及法兰外圆99.8粗磨的切削用量与基本工时的确定查参考文献4表4.229及表6.28选择机床为：M114W， 其余数据为：， 粗磨主三轴75.75的加工工时： 粗磨主轴颈 75.75的加工工时： 粗磨连颈64.2的加工工时： 粗磨法兰外圆99.8的加工工时： 4）主三轴75.75，主轴颈 75.75，连颈64.2及法兰外圆99.8精磨的切削用量与基本工时的确定查参考文献4表4.229及表6.28选择机床还为：M114W，其余数据为：，精磨主三轴75.75的加工工时： 精磨主轴颈 75.75的加工工时： 精磨连颈64.2的加工工时： 精磨法兰外圆99.8的加工工时：5） 5mm斜油孔的切削用量与基本工时的确定：查参考文献4表4.211及表6.25机床为:Z35，所选刀具为高速钢复合钻头，直径，钻4个通孔。使用切削液。 由于孔径和深度均很小，宜采用手动进给。 查参考文献10表2.12，取钻头后刀面最大磨损量为0.8mm，耐用度 查参考文献10表2.14，的球墨铸铁加工性属4，由表2.7，进给量。由表2.13，可查得, 6）铣31mm槽切削用量与基本工时的确定 本工序为粗铣两槽。所选刀具为高速钢直柄键槽铣刀，铣刀直径d=14mm，宽度L=70mm，根据参考文献10表3.2选择铣刀的几何形状，由于加工钢料的在6001000Mpa范围内，故选前角，后角（圆齿），（端齿） 已知铣削宽度，铣削深度，机床选用X51型立式铣床，铣一个槽。 确定每齿进给量 根据参考文献10表3.3，X51立式铣床的功率为4.5KW，工艺系统刚性为中等，细齿圆柱铣刀加工钢料，查参考文献4表4.237，每齿进给量，现取。 选择铣刀磨钝标准及耐用度。根据参考文献10表3.7和3.8，用高速钢盘铣刀粗铣加工钢料，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.15mm，铣刀直径d=14mm，耐用度。确定切削速度和工作台每分钟进给量，根据参考文献103.27中的公式计算 式中： 代入上式得： 转速： 根据参考文献13表4.239选X51立式铣床主轴转速为实际切削速度 工作台每分钟进给量为 根据X51型铣床工作台进给量参考文献4表4.240选择 则实际的每齿进给量为效验机床功率，根据参考文献10表3.28的计算公式，铣削时的功率为 式中 代入上式得： 由得：X61铣床主电动机的功率为4.5KW。故所选的切削用量可以使用所确定的切削用量为： 基本加工时间，根据参考文献4表6.27，三面刃铣刀铣槽的基本时间为 式中： 各工序所用工时具体见下表。表14 各工序工时序号工序内容切削工时（min）025粗车法兰外圆0.45030粗车主三轴0.31035半精车法兰外圆0.49040半精车主三轴0.41045粗磨主三轴1.45050 粗车主颈1.04055半精车主颈1.4060粗磨主颈3.08085粗车连颈0.84095半精车连颈1.56105粗磨连颈4.84120钻斜油孔2.9125精磨主颈 1.524130精磨法兰0.73135精磨连颈1.6175铣键槽10.272.6切削液的选择 查参考文献4知，粗加工磨削，钻孔，铣键槽、端面时，要求冷却，也希望降低一些切削力及切削功率，一般选用冷却作用较好的切削液，如低浓度的乳化液。乳化液具有良好的冷却和清洗性能，并具有一定的润滑性能。精加工磨削时，主要希望提高工件的表面质量和减少刀具的磨损，一般选用润滑作用较好的切削液，如高浓度的乳化液或切削油。切削油主要是矿物油，其润滑性能好，但冷却性能差。第三章 夹具设计3.1 问题的提出曲轴有四个5mm的斜油孔需加工， 每个斜油孔均与主轴保持61505的角度，且两两反向，需分两次加工，故可分别设计夹具加工它们。但零件属大量生产，因而可设计一个专用夹具。在加工两同向孔后，松开夹紧装置，将曲轴绕主轴旋转180夹紧，便可加工另两轴，因此可采用手动夹紧装置，这样可降低夹具结构的复杂程度，还可节约能源。而夹具体可装在摇臂钻床分度盘上。3.2 夹具设计 3.2.1 定位基准的选择由曲轴零件图可知，各四个斜油孔有行位精度要求，因而要根据六点定位原理设计夹具，其定位方案是：以曲轴的主一轴和主五轴定位，限制工件的四个自由度，其最大的优点是使工件定位稳定，且基准重合，定位元件选薄v形块，需要两块，每块v形块限制两个自由度；以曲轴主四轴轴肩定位，限制工件的一个自由度，定位元件为定位块；以曲轴连轴颈定位，限制工件一个自由度，由于有形位精度的要求，宜使定位采用点接触，故采用球形调解支撑来定位。具体形状见零件图。3.2.2切削力及夹紧力的计算该夹具用来加工孔，根据工序内容知，钻5mm斜油孔时夹具所承受的切削力最大，所需的夹紧力最大。钻5mm斜油孔时刀具为高速钢复合钻头，刀具直径为5，此时，查参考文献10表2.32得：其中，则两块压板夹紧 则夹紧力3.2.3定位误差分析1)定位元件尺寸及公差的确定 夹具的定位元件有V形块、球形支撑钉、定位块。其中支撑板固定在夹具体上进行同磨，使其精度为8级，查参考文献11表2-3-19和表2-3-24保证其与底面的平行度为0.06 mm 。圆柱心轴为两个短心轴，为了消除过定位，对其进行削边，使其只限制两个自由度，即。圆柱心轴与套筒之间用间隙配合，圆柱心轴的直径为77f6()，套筒的内径为77H7(),套筒和圆柱心轴之间的接触属于双边接触，其间隙如下：所以用圆柱心轴定位可行。定位块与工件接触的一侧要求磨，查参考文献11表2-3-19和表2-3-24，保证与底面的垂直度为0.03mm。3.2.4对夹具装置的说明1)夹紧装置采用两个叉形偏心轮夹紧。当曲轴放入加工位置后，用压板夹住定位位置主一轴和主五轴，再用叉形偏心轮夹紧。叉形偏心轮的夹紧位置，相当于凸轮机构的死点位置。这样，就能利用叉形偏心轮的自锁将工件夹紧，这样不仅大大简化了夹紧结构，同时又有很好的省力效果。2)钻5mm斜油孔采用了回转式钻模，将整个钻夹具安装于摇臂钻床的分度盘上，当要加工同角度的两个孔时，可将钻模随份读盘一起转动一定的角度，当加工完同角度的两个孔后，先将钻模转平，松开工件，将工件旋转180，再将工件夹紧，反向转动分度盘直通一角度，即可加工另外两个同角度的斜油孔，这样，既节约了材料，又节约了工时。3）为了使每个孔在夹具体上定位精确，要求保证装配达到一定的要求。查参考文献11表2-3-19，得尺寸公差等级为IT7、8、9级，对应的平行度公差等级为8、9级。查参考文献11表2-3-24，可知夹具体88孔中心线和夹具体底面的平行度为0.06mm，圆柱心轴的中心线和夹具体底面的平行度为0.06mm，侧面的螺钉与夹具体底面的平行度为0.1mm。参考文献11表2-3-19，得尺寸公差等级为IT7、8、9级，对应的垂直度公差等级为5、6、7级。查参考文献11表2-3-24，可知夹具体侧面与底面的垂直度为0.025mm，钻模板与夹具体底面的垂直度为0.03mm。参考文献11表2-3-20，得尺寸公差等级为IT7、8、9级，对应的同轴度公差等级为6、7、8级。查参考文献11表2-3-24，安装圆柱心轴要保证它们的中心线的同轴度为0.025mm，夹具体88孔的中心线的同轴度为0.025mm。4）各加工方法达到的平行度、垂直度公差等级查参考文献11得表15 各加工方法能达到的平行度和垂直度公差等级加工方法公差等级车粗半精1310，11钻13磨粗精8，97，85)夹具元件的材料及热处理的确定查参考文献12附表10，得表16 夹具元件的材料及热处理名称材料热处理支撑板 45淬火5055HRC球形支撑钉45淬火4348HRCV形块20渗碳深0.81.2，淬火5864HRC衬套45淬火3338HRC钻套内径25mm T10A淬火6064HRC渗碳深0.81.2，淬火6064HRC6）夹具体元件的公差配合的确定查参考文献12附表10，得表17 夹具元件的公差配合元件名称部位及配合备注衬套外径与本体/固定钻套外径与衬套/内径G7/F8基本尺寸是刀具的最大尺寸球形定位钉与工件定位基面配合/与夹具体配合钻模板铰链轴轴与孔配合第四章 总结经过三个月的毕业设计，通过毕业实习和参阅机械制造工艺学、公差与配合、机械工程材料、夹具设计手册等有关书籍。不仅加强自己设计水平，同时也扩大了知识面。系统了解掌握典型零件的加工工艺和一些夹具的基本常识。在指导老师杨老师的带领下进行毕业设计，在正确完全合理的前提下对曲轴零件进行了工艺规程设计和斜油孔回转钻模的设计。在设计方面有所改进，借鉴别人优秀成果和实际经验，加上自己合理的设计，积极完成此次设计任务。在夹具设计中，对夹具中的定位元件、夹紧元件和夹具体进行了合理的优化设计。结合生产实际条件，达到夹具加工精度高、操作方便、经济性好。在设计期间发现了自己存在许多不足，尤其是对夹具零件设计其结构协调性和美观的认识不足。因此这次设计锻炼分析和设计综合能力。由于实践经验不足、对车间环境和实际生产了解不足。在工艺设计中有些环节没有把握好。许多东西设计是通过杨老师的指导反复修改完成的，经过反复修改，使我对机械加工的实际有了更深的感性认识，对许多理论有了更深的印象。机械制造这领域的知识广而深，要学的东西很多，并受实际条件限制。这样使我深深认识到想要搞出好的设计，必须把脚迈到现场第一线去。这次设计给我的感受是理论和实践之间存在一定的差距，要做到理论和实践最佳结合。必须积累一定的理论基础和丰富的实践经验。这方面我做得还不够在将来的工作中进一步学习来提高。由于本人水平有限，设计中难免有不少的错误和不足之处，恳请各位老师和同学批评指正。参考文献1 倪小丹，杨继荣 .机械制造技术基础M. 北京 :清华大学出版社, 2007 2 杨叔子.机械加工工艺师手册M. 北京 :机械工业出版社 , 20023 王先逵 .机械制造工艺学M. 北京 :机械工业出版社, 2001 4 李益民.机械制造工艺设计简明手册M.北京: 机械工业出版社, 19995 杨继荣，肖伟跃，车晓毅.现代制造工艺理论与方法M .湖南文理学院出版（湘常新出准字（2006）第044号,20066 濮良贵，纪名刚.机械设计M.北京：高等教育出版社, 20017现代机械传动手册编辑委员会. 现代机械传动手册.北京：机械工业出版社，20028 贾沛泰，高长庆.国内外常用金属材料手册M.南京：江苏科学技术出版社,19999 李庆寿.机床夹具设计M. 北京: 机械工业出版社 , 198410 艾兴，肖诗刚.切削用量简明手册. 北京：机械工业出版社，200211 成大先，机械设计手册-机械制图极限与配合M.北京:化学工业出版社,200512 王健实，机械加工常用刀具数据速查手册M北京：机械工业出版社，200513 Haffman E GJig and Fixture DesignAmerica，VNR CO，1998致谢本设计是在杨继荣老师精心指导下完成的。杨老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、孜孜以求的工作作风对我产生重要影响。他渊博的知识、丰富的经验和敏锐的思维给了我深深的启迪。在此我再次表示由衷地感谢。借此机会我也要感谢曾帮助过我的老师和同学们，他们的指点使我在困惑的时候豁然开朗。最后感谢学校和机械工程学院给了我这次毕业设计的锻炼机会。 34