3L-108空气压缩机曲轴零件

毕业设计 目 录

3L-10/8空气压缩机曲轴零件 的机械加工工艺及夹具设计

目 录

摘 要 ········································································································································ I ABSTRACT ································································································································ I 1 绪 论 ··································································································································· 1 2 零件分析 ······························································································································· 2

2.1零件的作用 ····················································································································· 2

2.2零件的工艺分析 ·············································································································· 2 2.3零件加工的主要问题和工艺过程设计分析 ···································································· 2

3 工艺规程设计 ······················································································································ 5

3.1确定毛坯的制造形式 ······································································································ 5 3.2基面的选择 ····················································································································· 5

3.2.1 粗基准选择 ········································································································· 5 3.2.2 精基准的选择 ····································································································· 5 3.3制定工艺路线 ················································································································· 5 3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 ································································ 7 3.5 确定切削用量及基本工时 ···························································································· 11 3.6 时间定额计算及生产安排 ··························································································· 31

4 专用夹具设计 ···················································································································· 36

4.1加工曲拐上端面油孔夹具设计 ····················································································· 36

4.1.1定位基准的选择 ································································································ 36 4.1.2切削力的计算与夹紧力分析 ············································································· 36 4.1.3夹紧元件及动力装置确定 ················································································· 37 4.1.4钻套、衬套及夹具体设计 ················································································· 38 4.1.5夹具精度分析 ···································································································· 40 4.2加工曲拐上侧面油孔夹具设计 ····················································································· 41

4.2.1定位基准的选择 ································································································ 41 4.2.2切削力的计算与夹紧力分析 ············································································· 41 4.2.3夹紧元件及动力装置确定 ················································································· 42 4.2.4钻套、衬套及夹具体设计 ················································································· 43 4.2.5夹具精度分析 ···································································································· 44 4.3铣曲拐端面夹具设计 ···································································································· 45

4.3.1定位基准的选择 ································································································ 45 4.3.2定位元件的设计 ································································································ 45 4.3.3铣削力与夹紧力计算 ························································································· 46 4.3.4对刀块和塞尺设计 ····························································································· 47

4 结 论 ································································································································· 49

毕业设计 目 录

参考文献 ··································································································································· 50 致 谢 ········································································································································ 51

毕业设计 摘 要

摘 要

此次毕业设计任务是对3L-10/8空气压缩机曲轴零件的机械加工工艺、夹具的设计,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、精后的两轴径定位钻螺纹、铣键槽和铣曲拐端面，采用专用夹具加工两斜油孔，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，靠直压板和弹簧来夹紧，钻拐径两孔应采用长型快换钻套，在钻拐径倾斜30?的孔时采用平面倾斜的夹具体，在钻拐径倾斜400的孔时使用的是卧式钻床，铣面时2个V形块与铣刀不能干涉，因此V形块高度要降低，夹具设计要方便、简单。

关键词 曲轴，加工工艺，夹具设计。

I

攀枝花学院本科毕业设计 ABSTRACT

ABSTRACT

This graduation project duty is to the 3L-10/8 air compressor crank components machine-finishing craft, the jig design, between the crank components processing technological process middle axle and the axle must have the position

request ,processes two center bores first by the semifinished materials axis both sides localization ,by both sides center bore localization again thick, precision work various axes surface.Then after thick, the essence two axle diameter localization drills the thread, the keyseat and the mill crank end surface.,uses the unit clamp to process two slanting oil holes, finally thick, correct grinding various axes.

In the jig design process, mainly locates by V shape block and the support plate, depends on the straight clamp and the spring clamps, drills turns diameter two to be supposed to use long trades quickly drills the wrap, when drills turns the diameter incline hole uses the plane incline the jig body, when drills turns the diameter incline hole uses is the horizontal-type drilling machine, when face milling 2 V shape blocks and the milling cutter cannot interfere ,therefore V shape block altitude must reduce, the jig design must be convenient, be simple.

Key words crank, processing craft, jig design.

II

毕业设计 绪 论

1 绪 论

夹具结构设计在加深我们对课程基本理论的理解和加强对解决工程实际问题能力的培养方面发挥着极其重要的作用。选择曲轴的夹具设计能很好的综合考查我们大学四年来所学的知识。本次所选设计内容主要包括：工艺路线的确定，夹具方案的优选，各种图纸的绘制，设计说明书的编写等。机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。

利用更好的夹具可以保证加工质量，机床夹具的首要任务是保证加工精度，特别是保证被加工工件是加工面与定位面以及被加工表面相互之间的位置精度。提高生产率，降低成本，使用夹具后可以减少划线、找正等辅助时间，且易于实现多工位加工。扩大机床工艺范围，在机床上使用夹具可使加工变得方便，并可扩大机床工艺范围。减轻工人劳动强度，保证生产安全。为了让夹具有更好的发展，夹具行业应加强产、学、研协作的力度，加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐，创建夹具专业技术网站，充分利用现代信息和网络技术，与时局进地创新和发展夹具技术。

1

攀枝花学院本科毕业设计 1 零件分析

2 零件分析

2.1零件的作用

题目所给定的零件是3L—10/8空气压缩机上的曲轴，它位于空气压缩机连杆处，曲轴产生旋转运动，带动连杆使活塞产生往复运动，并将旋转转为直线运动，它在工作过程中将承受周期性的复杂的交变载荷。其主要作用是传递转矩，是连杆获得所需的动力。

2.2零件的工艺分析

由3L-10/8空气压缩机的曲轴零件图可知，它的外表面上有多个平面需要进行加工，此外各表面上还需加工一系列螺纹孔和键槽。因此可将其分为两组加工表面，它们相互间有一定的位置要求它们之间有一定的位置要求.现分析如下:

2.2.1以拐径为?95mm为中心的加工表面

0.036这一组加工表面包括: 拐径?95??0.071 mm加工及其倒圆角,两个?8的斜油孔,两0.036个油孔孔口倒角，它的加工表面的位置要求是?95? ?0.071 mm圆跳动公差为0.01 mm。

2.2.2以轴心线两端轴为中心的加工表面

?0.052这一组加工表面：1：10锥度面的键槽240 mm并左端倒角，端面?15 mm0.025深16.8 mm的中心孔,2个M12深24 mm的螺纹孔，各轴的外圆表面, 右端面?95??0.003 ?0.084mm的孔?300 mm。

这组加工表面有一定的位置要求，主要是：

?0.052(1)键槽240mm×110mm与 1：10锥度轴心线的对称度公差为0.10mm。

(2)1：10锥度轴心线对A-B轴心线的的圆跳动公差0.025mm；

0.22(3)?90??0.57 mm轴表面的圆柱度公差为0.01 mm

这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要有：

0.036(1)曲轴拐径?95??0.071 mm轴心线与A-B轴心线的平行度公差?0.03mm

又以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并保证他们的位置精度要求。

2.3零件加工的主要问题和工艺过程设计分析

0.025（1）曲轴在铸造时，右端?95?铸造?0.003 mm要在直径方向上留出工艺尺寸量，

尺寸为105mm，这样为开拐前加工出工艺键槽准备。该工艺键槽与开拐工装配合传递扭转。

（2）为保证加工精度，对所有加工的部位均应采用粗、精加工分开的原则。

2

攀枝花学院本科毕业设计 1 零件分析

（3）曲轴加工应充分考虑在切削时平衡装置。 1）车削拐径用专用工装及配重装置。

110±0.1

图2-1 车削拐径

2）粗、精车轴径及粗、精磨轴径都应在曲轴拐径的对面加装配重。

图2-2 车、磨轴径

（4）1：10锥度环规与塞规要求配套使用，环规检测曲轴锥度，塞规检测与之配套的电机转子锥孔或联轴器锥孔，以保证配合精度。

（5）曲轴偏心距110?将等高V形块放在工作平?0.1mm的检验方法如图1-3。

0.025台上，以曲轴两轴径?95??0.003 mm作为测量基准。将曲轴放在V形块上。首先用百

分表将两轴径的最高点调整到等高（可用纸垫V形块的方法），并同时用高度尺测出轴径的最高点实际尺寸H2,H3(如两轴径均在公差范围内，这是H2和 H3应等高)。用百分表将曲轴拐径调整到最高点位置上，同时用高度尺测出拐径最高点实际尺寸H1。在用外径千分尺测出拐径?1和轴径?2，?3的实际尺寸。这样经过计算可得出偏心距的实际尺寸。

3

攀枝花学院本科毕业设计 1 零件分析

H1

图2-3 曲轴偏心距检测示意图

偏心距=（H1-?1/2）-（H2-?2/2）

式中 H1——曲轴拐径最高点????????????式(1)

H2（ H3）——曲轴轴径最高点??????????式(2)

?1——曲轴拐径实际尺寸???????????式(3)

?2（?3）——曲轴轴径实际尺寸????????式(4)

（6）曲轴拐径轴线与轴径轴线平行度的检查，可参照图1-3进行。当用百分表将两轴径的最高点，调整到等高后，可用百分表再测出拐径?1最高点两处之差（距离尽可能远些），然后通过计算可得出平行度值。

（7）曲轴拐径、轴径圆度测量，可在机床上用百分表测出。圆柱度的检测，可以在每个轴上选取2~3个截面测量，通过计算可得出圆柱度值。

4

毕业设计 2 工艺规程设计

3 工艺规程设计

3.1确定毛坯的制造形式

零件材料为球球墨铸铁，型号为QT600-3。考虑到空气压缩机曲轴的零件较大，零件比较复杂，应采用铸件。而且投资较少，成本较低，生产周期短。

3.2基面的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，不盲目的选择基面。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。

3.2.1 粗基准选择

在小批生产的条件下，通常都是采取划线找正。所以曲轴加工的第一道工序是钳工划线，划出主轴颈端面的十字中心线以及待加工表面的轮廓线，然后按划线找正将曲轴安装在机床上进行加工。这样兼顾了各部分的加工余量，以减少毛坯的废品率。

3.2.2 精基准的选择

加工曲轴的主轴颈止以及与主轴颈同旋转轴心线的其它配合部分和曲柄外圆弧面、外端面时，同轴类零件外圆表面加工一样，采用辅助精基准－顶针孔。用顶针孔作为精基准，符合基面同一的原则，从而可以保证一次安装中加工的各表面的同轴度或垂直度。对于主轴颈较大而偏心距又较小的曲轴，可以在曲轴两端面上分别各打出两个顶针孔A及B，使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。

3.3制定工艺路线

制定工艺路线的出发点，应该是使零件的几何形状、尺寸精度等技术要求能得到合理的保证。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 工艺路线方案（一）：

1）画线，以毛坯外形找正，划主要加工线，偏心距100?0.1mm及外形加工。 2）划轴两端中心孔线，顾各部加工余量。

0.0253）工件平放在镗床工作台上，压轴95??0.003 mm两处，钻右端中心孔。 0.0254）夹右端（1：10锥度一边）顶右端中心孔，粗车左端外圆?95??0.003 mm，粗

车左端所有轴径，粗车拐径外侧左、右端面，保证拐径外侧的对称性及尺寸，粗铣凸台?25。

5

毕业设计 2 工艺规程设计

5）夹右端，左端上中心架车端面，去长短保证总长尺寸610mm，钻左端中心孔，钻左端?6的孔，深16.8mm，锪60°角，深7.8mm，再锪120°角，深1.8mm。

0.0366）粗车拐径?95??0.071 mm尺寸。 0.0367）精车拐径?95??0.071 mm尺寸。

0.0258）夹左端，顶右端中心孔，精车右端轴径?95??0.003 mm，长度尺寸至87mm，保

证曲拐端面60mm尺寸，精车右端轴径?93至图示长度12mm。

0.0259）夹右端，顶左端中心孔，精车左端轴径?95??0.003 mm，长度尺寸至85mm，保

曲拐端面60mm尺寸。

0.025?0.2210）以两中心孔定位，磨左端轴径?95? mm，磨左端轴径?90?0.003?0.57mm。 0.02511）以两中心孔定位，倒头装夹，磨左端轴径?95??0.003 mm。

12）底面60mm×115mm，以两侧面定位并压紧，保证距中心高70mm，总高236mm。 13）以两轴径定位压紧钻、攻4—M20螺纹。

0.03614）以两端中心孔定位，精磨拐径?95??0.071 mm至图样尺寸，磨圆角R6。 0.02515）以两端中心孔定位，精磨两轴径?95??0.003 mm至图样尺寸，磨圆角R6，精0.22磨?90??0.57mm至图样尺寸，倒角2.5×45°。

16）夹右端，顶右端中心孔车1：10圆锥，留余量1.5mm 。 17）以两端中心孔定位，磨1：10圆锥?86长124mm，磨圆角R6。 18）粉探伤各轴径，拐径。

0.025 19）划键槽线24mm×110mm，铣键槽，以两轴径?95??0.003 mm定位，采用专用

工装装夹铣键槽24mm×110mm至图样尺寸。

0.5 20）铣右端轴径?93mm的槽44??0.2mm至图样尺寸。

?0.08421）粗镗、精镗右端?300mm孔至图样尺寸，深75mm。锪60°角，深5.5mm，

再锪120°角，深2mm。。

0.03622）重新装夹工件，采用专用工装装夹，钻拐径?95? ?0.071 mm两斜油孔?8mm。

27）钳工，修油孔，倒角，清污垢。 28）检查。 工艺路线方案（二）：

1）画线，以毛坯外形找正，划主要加工线，偏心距100?0.1mm及外形加工。 2）划轴两端中心孔线，顾各部加工余量。

0.0253）工件平放在镗床工作台上，压轴95??0.003 mm两处，钻右端中心孔。 0.0254）夹右端（1：10锥度一边）顶右端中心孔，粗车左端外圆?95??0.003 mm，粗

车左端所有轴径，粗车拐径外侧左、右端面，保证拐径外侧的对称性及尺寸，粗铣凸台?25。

5）夹右端，左端上中心架车端面，去长短保证总长尺寸610mm，钻左端中心

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毕业设计 2 工艺规程设计

孔，钻左端?6的孔，深16.8mm，锪60°角，深7.8mm，再锪120°角，深1.8mm。

0.0366）粗车拐径?95??0.071 mm尺寸。 0.0367）精车拐径?95??0.071 mm尺寸。

0.0258）夹左端，顶右端中心孔，精车右端轴径?95??0.003 mm，长度尺寸至87mm，保

证曲拐端面60mm尺寸，精车右端轴径?93至图示长度12mm。

0.0259）夹右端，顶左端中心孔，精车左端轴径?95??0.003 mm，长度尺寸至85mm，保

曲拐端面60mm尺寸。

10）以两轴径定位压紧钻、攻4—M20螺纹。 11）粉探伤各轴径，拐径。

0.025 12）划键槽线24mm×110mm，铣键槽，以两轴径?95??0.003 mm定位，采用专用

工装装夹铣键槽24mm×110mm至图样尺寸。

0.5 13）铣右端轴径?93mm的槽44??0.2mm至图样尺寸。

?0.08414）粗镗、精镗右端?300mm孔至图样尺寸，深75mm。锪60°角，深5.5mm，

再锪120°角，深2mm。。

0.03615）重新装夹工件，采用专用工装装夹，钻拐径?95? ?0.071 mm两斜油孔?8mm。0.025?0.2216）以两中心孔定位，磨左端轴径?95??0.003 mm，磨左端轴径?90?0.57mm。 0.02517）以两中心孔定位，倒头装夹，磨左端轴径?95??0.003 mm。

18）底面60mm×115mm，以两侧面定位并压紧，保证距中心高70mm，总高236mm。

0.03619）以两端中心孔定位，精磨拐径?95??0.071 mm至图样尺寸，磨圆角R6。 0.02520）以两端中心孔定位，精磨两轴径?95??0.003 mm至图样尺寸，磨圆角R6，精0.22磨?90??0.57mm至图样尺寸，倒角2.5×45°。

21）夹右端，顶右端中心孔车1：10圆锥，留余量1.5mm 。 22）以两端中心孔定位，磨1：10圆锥?86长124mm，磨圆角R6。 23）钳工，修油孔，倒角，清污垢。 24）检查。

通过两种工艺方案的比较可得出第一种方案中在精磨以后再铣键槽、钻油孔，这样会影响精磨后各轴的加工精度。而第二种方案则比较好些，它在铣键槽、钻油孔后粗、精磨各轴保证了各轴的精度要求。

3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

“3L-10/8空气压缩机”曲轴零件材料为球墨铸铁，硬度190~270HBS，毛坯

重量约为40.3kg，生产类型为大批生产，采用毛坯铸件。

3.4.1加工两端中心线上的外圆表面。

由于这些表面的粗糙度要求较高，它们的表面粗糙度都是Ra1.6?m，根据工

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毕业设计 2 工艺规程设计

0.22?0.025序要求，轴径?90?mm，?95?0.57?0.003 mm加工分粗、精车，还有粗、精磨。

粗车：参照《机械加工工艺手册》表2.3-5，其余量规定为 3..5~5mm，现取

4.5mm。

精车：参照《机械加工工艺手册》表2.3-39，其余量规定为 1.1mm 粗磨：参照《机械加工工艺手册》表2.3-42，其余量规定为 0.4?0.5mm，现取0.45mm。

精磨：参照《机械加工工艺手册》表2.3-44，其余量规定为 0.008?0.012mm现取0.01mm。

0.22?0.025轴径?90?mm，?95?0.57?0.003 mm铸造毛坯的基本尺寸分别为：

90+4.5+1.1+0.45+0.01=96.15mm,95+4.5+1.1+0.45+0.01=101.15mm。 根据《机械加工工艺手册》表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用CT11~13，再查

0.22表2.3-9可得铸件尺寸公差为4.4~9mm，现取7mm。对轴径?90??0.57mm有：

毛坯的名义尺寸为：90+4.5+1.1+0.45+0.01=96.15mm 毛坯最小尺寸为：96.15-3.5=92.65 mm 毛坯最大尺寸为：95.05+3.5=99.65mm 精车后尺寸为：90+1.1+45+0.01=91.56

0.22精磨后尺寸与零件图尺寸相同，即?90??0.57mm 0.025对轴径?95??0.003 mm有：

毛坯的名义尺寸为：95+4.5+1.1+0.45+0.01=101.15mm。 毛坯最小尺寸为：101.15-3.5=96.65mm 毛坯最大尺寸为：101.15+3.5=104.65mm 精车后尺寸为：95+1.1+0.45+0.01=96.56 mm

0.025精磨后尺寸与零件图尺寸相同, 即?95??0.003 mm

而对于轴径?86 mm、?93mm粗糙度要求为Ra 1.6?m,精车能达到要求，此时直径粗加工余量2Z=3mm精加工为0.5mm能满足加工要求。

3.4.2 粗车?86 mm 与?93 mm外圆端面，及M12深24mm螺孔

根据工艺要求，端面精度要求不高粗糙度为Ra12.5?m。只需要粗车加工就可以了。

粗车：参照《机械加工工艺手册》表2.3-5，其余量规定为 5~6.5mm，现取6mm。铸造毛坯的基本尺寸为： 610+6+6=622mm。

3.4.3 攻M12深24mm螺孔，及攻4—M20螺纹

毛坯为实心，不冲孔。参照《机械加工工艺手册》表2.3-71，现确定螺孔加工余量为：

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毕业设计 2 工艺规程设计

2螺孔M12

钻孔： ?10.mm5

深24mm攻丝： M12 4螺孔M20

钻孔： ?18mm 攻丝： M20

3.4.4 钻轴径?86 mm的端面钻左端?6的锥行孔

毛坯为实心，不冲孔。参照《机械加工工艺手册》表2.3-，确定工序尺寸为： 钻孔：?6mm，深16.8mm。 锪角: 锪60°角，深7.8mm。

锪角：锪120°角，深1.8mm，圆口径?15mm。

3.4.5 铣右端轴径?93mm的上的槽

根据工艺要求，端面精度要求不高粗糙度为Ra12.5?m，只需要粗铣就可以了，此时的余量2Z=3mm已能满足加工要求。

3.4.6 铣?86处键槽

根据工艺要求，端面精度要求不高粗糙度为Ra6.3?m,只需要粗铣键槽就可以了，此时的余量2Z=3mm已能满足加工要求。

3.4.7 钻右端轴径?95 mm的孔（?30mm）

根据工序要求，后端面孔的加工分为粗镗、精镗两个工序完成，工序余量如下：

?0.084mm孔，粗镗：?300参照《机械加工工艺手册》表2.3-48,其余量值为1.5mm； ?0.084?300mm孔，精镗：参照《机械加工工艺手册》表2.3-48,其余量值为0.3mm；

铸件毛坯的基本尺寸为：

?0.084?300mm孔毛坯基本尺寸为：?30mm-1.5mm-0.3mm= ?28.2mm；

根据《机械加工工艺手册》表2.3-11，铸件尺寸公差等级选用CT12，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为：1.1mm.

?0.084?300mm孔毛坯名义尺寸为?30?1.5?0.3??28.2mm;

毛坯最大尺寸为?28.2mm+0.55mm=?28.78mm; 毛坯最小尺寸为?28.2mm-0.55mm=?27.65mm; 粗镗工序尺寸为?28.5?0.1mm;

?0.084mm 精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即?3003.4.8 铣115mm左右两侧面

由工序要求可知，两侧面只需进行粗铣加工。其工序余量如下：

参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2-23，其余量规定为2.0~2.7mm,现取

9

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其为2.5mm。

铸件毛坯的基本尺寸115?2.5?117.5mm。根据《机械加工工艺手册》表2.3-11，铸件尺寸公差等级选用CT12，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为7m。

毛坯名义尺寸为：115?2.5?117.5mm; 毛坯最小尺寸为：117.5mm-3.5mm=114mm; 毛坯最大尺寸为：117.5mm+3.5mm=121mm; 粗铣后尺寸与零件图尺寸相同，即1150?0.087mm。

3.4.9 铣60mm×115 mm平面

根据工艺要求，底面精度要求不高粗糙度为Ra12.5?m，只需要粗铣就可以了，此时的余量2Z=3mm已能满足加工要求。

3.4.10钻拐径?95处的两个油孔（?8）

根据工艺要求，油孔精度要求不高粗糙度为Ra25?m，毛坯为实心，不冲出孔，参照参照《机械加工工艺手册》表2.3-9及2.3-12确定工序尺寸及余量为： 钻孔： ?6mm

扩孔： ?8mm 2Z=2mm

3.4.11 车磨拐径为?95 mm

由于表面的粗糙度要求较高，它们的表面粗糙度都是Ra0.8?m，根据工序要

0.036求，拐径?95??0.071 mm加工分粗、精车，还有粗、精磨。

粗车：参照《机械加工工艺手册》表2.3-5，其余量规定为 3..5~5mm，现取

4.5mm。

精车：参照《机械加工工艺手册》表2.3-39，其余量规定为 1.1mm。

粗磨：参照《机械加工工艺手册》表2.3-42，其余量规定为 0.4?0.5mm，现取0.45mm。

精磨：参照《机械加工工艺手册》表2.3-44，其余量规定为 0.010?0.014mm，现取0.01mm。

0.036拐径?95??0.071 mm铸造毛坯的基本尺寸为：95+4.5+1.1+0.45+0.01=101.06mm。

根据《机械加工工艺手册》表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用CT11~13，再查

0.036表2.3-9可得铸件尺寸公差为4.4~9mm，现取7mm。对轴径?95??0.071 mm有：

毛坯的名义尺寸为：95+4.5+1.1+0.45+0.01=101.06mm； 毛坯最小尺寸为：101.06mm-3.5mm=97.56mm; 毛坯最大尺寸为：101.06mm+3.5mm=104.56mm; 精车后尺寸为：95+0.45+0.01=95.46mm；

0.036精磨后尺寸与零件图尺寸相同，即?95??0.071 mm。

10

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3.5 确定切削用量及基本工时

工序1：粗车左端外圆?95 mm。

加工条件

工件材料：QT60-2, ?b?600MPa，铸件。

0.025 加工要求：粗车左端外圆?95??0.003 mm。

机床：CW6180B卧式车床 刀具：YG6

0.025（1）粗车左端外圆?95??0.003 mm

1)被吃刀量ap：取单边余量Z=2mm，

2)进给量f：根据[3] 表2.4-3，取f?0.5mm/r。 3)切削速度：

按[3] 表2.4-20，切削速度VC?1.38m/s，

VC?1.38?60?82.8m/min

4)机床主轴转速：

ns?1000vc1000?82.8?r/min≈277.6r/min ?dw??95 vc?切削速度 dw?曲轴直径

按机床说明书，与277.6r/min相近的转速为300 r/min，则：. 实际铣削速度V?：V???dwn1000?3.14?95?300?89.5m/min

10005)检验机床功率：主切削力Fc按[3]表2.4-9，可查得 Fc=1.5kw

由CW6180B卧式车床说明书可知，CW6180B卧式车床主电动机功率为13KW，当主轴转速为300 r/min时，主轴传递的功率为7.5kW，所以机床功率足够，可以正常工作。

6)计算切削工时：按[3]表2.5-3，取 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知L=85mm 刀具切入长度l1：L1=ap/tgkr+(2~3) 主偏角kr=0,L1=2mm

刀具切出长度l2：取l2?0mm

tm?l?l1?l2?l385?2i?min?0.58min

nsf300?0.5工序2：粗车左端轴径?90mm

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加工条件

工件材料：QT60-2, ?b?600MPa，铸件。

0.22 加工要求：粗车左端外圆?90??0.57 mm。

机床：CW6180B卧式车床 刀具：YG6

1)被吃刀量ap：取单边余量Z=2mm，

2)进给量f：根据[3]表2.4-3，取f?0.8mm/r。 3)切削速度：

按[3]表2.4-20，切削速度VC?1.20m/s，VC?1.20?60?72m/min 4)机床主轴转速： vc?切削速度

dw?曲轴直径

根据[3]表3.1-22可得，与254.78r/min相近的转速为300r/min，则实际

速度V??ns?1000vc1000?72?r/min≈254.78r/min ?dw??90?dwn1000?3.14?90?300?84.78m/min。

10005)检验机床功率：主切削力Fc按《机械加工工艺手册》表2.4-20，可查得

Fc=1.7kw

由CW6180B卧式车床说明书可知，CW6180B卧式车床主电动机功率为13KW，当主轴转速为300 r/min时，主轴传递的功率为7.5kW，所以机床功率足够，可以正常工作

6)计算切削工时：按[3]表2.5-3，取

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知L=67mm 刀具切入长度l1：L1=ap/tgkr+(2~3) 主偏角kr=0, L1=2mm 刀具切出长度l2：取l2?0mm

tm?l?l1?l2?l367?2i?min?0.14min

nwf300?0.8工序3：粗车左端轴径?86 mm

加工条件

工件材料：QT60-2, ?b?600MPa，铸件。 加工要求：粗车左端外圆?86mm。 机床：CW6180B卧式车床 刀具：YG6

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1) 被吃刀量ap：取单边余量Z=3mm， 2) 进给量f：根据[3]表2.4-3，取f?0.8mm/r。 3) 切削速度： 按[3]表2.4-20，

切削速度：VC?1.14m/s，VC?1.14?60?68.4m/min 4) 机床主轴转速：

vc?切削速度 dw?曲轴直径

ns?1000vc1000?68.4?r/s≈253.3r/s ?dw??86按[3]表3.1-22可得，与253.3rm相近的转速为300r/min，则实际速度： /ni?dn3.14?86?300V??w??81.01m/min。

100010005)检验机床功率：主切削力Fc按[3]表2.4-20，可查得 Fc=2.3kw

由CW6180B卧式车床说明书可知，CW6180B卧式车床主电动机功率为75KW，当主轴转速为300r/min时，主轴传递的功率为4.5kW，所以机床功率足够，可以正常工作。

6) 计算切削工时：按《工艺手册》表2.5-3，取 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知L=124mm 刀具切入长度l1：L1=ap/tgkr+(2~3) 主偏角kr=0, L1=2mm 刀具切出长度l2：取l2?0mm

tm?l?l1?l2?l3124?2i?min?0.53min

nwf300?0.8工序4：粗车拐径外侧左、右端面并粗车台肩 （1）粗车拐径外侧左、右端

机床：CA6140卧式车床 刀具：YG6

1）已知毛坯长度610?6mm，拐径外侧左、右端面参照[3]表2.3-5，其余量规定为 5~6.5mm，现也取6mm。分两次加工，ap=3mm。

2) 进给量f：根据[3]表2.4-3，当刀杠尺寸为25mm×25mm, ap≤3mm以及工件直径60mm时

f?0.5~0.7mm/r取f?0.5mm/r

3）计算切削速度：

13

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按[2]表1.27，切削速度计算公式（寿命选T=60min）。 vc?cvxvTmapfyvkv

式中：cv?242,xv?0.15,yv?0.35,m?0.2kv见[2]表1.28，即

kmv?1.44,ksv?0.8,kkv?1.04,kkrv?0.81,kbv?0.97 所以：

242 vc?0.2?01.44?0.8?1.04?0.81?0.97m/min?108.6m/min .15.3560?30?0.54)机床主轴转速：

ns?vc?切削速度 dw?曲轴直径

1000vc1000?108.6?r/min≈308.8r/min ?dw??112按[3]表3.1-22可得，与308.8r/min相近的转速为320r/min。 则实际切削速度：

V???dwn1000?3.14?112?320?112.5m/min。

10005）计算切削工时：按[3]表2.5-3，取

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知L=112mm 刀具切入长度l1：L1=ap/tgkr+(2~3) 主偏角kr=0, L1=2mm 刀具切出长度l2：取l2?0mm 本工序机动时间：

tm?l?l1?l2?l3112?2i?min?0.713min

nwf320?0.5（2）粗铣凸台?25

机床：组合铣床

刀具：硬质合金端铣刀YG8， 铣刀直径dw?50mm，齿数Z?6 铣削深度ap：ap?3mm

每齿进给量af：根据[3]表2.4-77，取af?0.22mm/Z 铣削速度V：参照[3]表2.4-88，取V?0.33m/s 机床主轴转速n：n?1000V1000?0.33?60??126r/min， ?d03.14?5014

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d0?曲轴直径，取n?150r/min

实际铣削速度V?：V???d0n1000?3.14?50?150?0.39m/s

1000?60进给量Vf：Vf?afZn?0.2?6?150/60?3mm/s 工作台每分进给量fm：fm?Vf?3mm/s?180mm/min 走刀次数为1 机动时间tj2：tj2??D0fm?3.14?26?0.46min（其中D0?26mm） 180本工序机动时间tj：tj?tj2?tj1?1.173min

0.036工序5：粗车拐径?95??0.071 mm

机床：CW6180B卧式车床 刀具：YG6

0.036（1）粗车拐径?95??0.071 mm

1)被吃刀量ap：参照[3]表2.3-5，其余量规定为 4~5.5mm， 现也取5mm。

分两次加工，ap=3mm。

2)进给量f：根据[3]表2.4-3，取f?0.8mm/r。 3)切削速度：

按[2]表1.27，切削速度计算公式（寿命选T=60min）。 vc?cvxvTmapfyvkv

式中：cv?242,xv?0.15,yv?0.35,m?0.2kv见[2]表1.28，即

kmv?1.44,ksv?0.8,kkv?1.04,kkrv?0.81,kbv?0.97 所以：

242 vc?0.20.15?1.44?0.8?1.04?0.81?0.97m/min?92.10m/min

60?3?0.80.35 4)机床主轴转速：

1000vc1000?92.10?r/min≈308.75r/min ns??dw??95vc?切削速度 dw?曲轴直径

按[3]表3.1-22可得，与308.75r/min相近的转速为405r/min，则实际速度 ?dn3.14?95?405V??w??120.81m/min。

100010005)检验机床功率：主切削力Fc按[2]表1.29所示公式计算

FC?CFCapFCvcFCkFC

xn15

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式中：CFC?2795,xFC?1.0,yFC?0.75,nFC??0.15

kMP?????b??650?nF?600?????650?0.75?0.94,kkr?0.89

所以：FC?2795?3?0.80.75?120.81?0.15?0.94?0.89N?2890.83N 切削时消耗功率PC为:

Fv1344.31?120.81 PC?CC4?kW?5.82kW 46?106?10 由CW6180B机床说明书可知，CW6180B主电动机功率为75KW，当主轴转速为405r/min时，主轴传递的功率为45kW，所以机床功率足够，可以正常工作。

6) 计算切削工时：按[3]表2.5-3，取

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知L=123mm 刀具切入长度l1：L1=ap/tgkr+(2~3) 主偏角kr=0, L1=2mm 刀具切出长度l2：取l2?0mm 本工序机动时间tm：

tm?l?l1?l2?l3123?2i?min?0.62min

nwf405?0.50.036工序6： 精车拐径?95??0.071 mm尺寸

机床：CW6180B卧式车床 刀具：YG6 1 )被吃刀量ap：ap=0.6mm。

2) 进给量f：根据[3]表2.4-4，预估切削速度

VC?1.33，取f?0.2mm/r。

3) 切削速度：

按[2]表1.27，切削速度计算公式（寿命选T=60min）。 vc?cvxvTmapfyvkv

式中：cv?189.8,xv?0.15,yv?0.2,m?0.2kv见[2]表1.28，即

kmv?1.44k,sv?0.k8?k,v1.k0k4?v,rk0.?, 所以： b8v1

vc?189.8?1.44?0.?81.?040.20.150.3560?0.6?0.20.?8m10.97?/mmin 149.4/min4) 机床主轴转速：

ns?1000vc1000?149.4?r/min≈500.8r/min ?dw??9516

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按[3]表3.1-22可得，与500.8r/min相近的转速为540r/min，则实际速度

?dn3.14?95?540V??0??161.1m/min。

100010005) 计算切削工时：按[3]表2.5-3，取

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知L=123mm 刀具切入长度l1：L1=ap/tgkr+(2~3) 主偏角kr=0, L1=2mm 刀具切出长度l2：取l2?0mm 本工序机动时间tm：

tm?l?l1?l2?l3123?2i?min?1.157min

nwf540?0.20.025工序7：精车右端轴径?95??0.003 mm

机床：CW6180B卧式车床 刀具：YG6 1) 被吃刀量ap：ap=0.6mm。

2) 进给量f：根据[3]表2.4-4，预估切削速度VC?1.33，取f?0.2mm/r。 3) 切削速度：

按[2]表1.27，切削速度计算公式（寿命选T=60min）。 vc?cvxvTmapfyvkv

式中：cv?189.8,xv?0.15,yv?0.2,m?0.2kv见[2]表1.28，即

kmv?1.44,ksv?0.8,kkv?1.04,kkrv?0.81,kbv?0.97 所以：

189.8 vc?0.2?1.44?0.?81.?040.?8m10.97?/mmin 149.40.1560?0.6?0.20.35/min4) 机床主轴转速： ns? vc?切削速度

dw?曲轴直径

1000vc1000?149.4?r/min≈500.8r/min ?dw??95按机床说明书，与500.8r/min相近的转速为540r/min，则实际速度 ?dn3.14?95?540V??0??161.1m/min。

100010005) 计算切削工时：按[3]表2.5-3，取

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知L=74mm 刀具切入长度l1：L1=ap/tgkr+(2~3)

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毕业设计 2 工艺规程设计

主偏角kr=0, L1=2mm 刀具切出长度l2：取l2?0mm

本工序机动时间tm：

l?l1?l2?l374?2tm?i?min?0.70min

nwf540?0.2

工序8： 精车右端轴径?93 mm

机床：CW6180B卧式车床 刀具：YG6 1 )被吃刀量ap：ap=0.6mm。

2)进给量f：根据[3]表2.4-4，预估切削速度VC?1.33，取f?0.2mm/r。 3) 切削速度：

按[2]表1.27，切削速度计算公式（寿命选T=60min）。

vc?cvxvTmapfyvkv

式中：cv?189.8,xv?0.15,yv?0.2,m?0.2kv见[2]表1.28，即

kmv?1.44,ksv?0.8,kkv?1.04,kkrv?0.81,kbv?0.97 所以：

vc?189.8?1.44?0.?81.?040.20.1560?0.6?0.20.350.?8m10.97?/mmin 149.4/min 4) 机床主轴转速：

ns?1000vc1000?149.4?r/min≈511.6r/min ?dw??93vc?切削速度 dw?曲轴直径

按[3]表3.1-22可得，与511.6r/min相近的转速为540r/min，则实际速度 ?dn3.14?93?540V??0??157.6m/min。

100010005) 计算切削工时：按[3]表2.5-3，取

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知L=12mm 刀具切入长度l1：L1=ap/tgkr+(2~3) 主偏角kr=0, L1=2mm 刀具切出长度l2：取l2?0mm

本工序机动时间tm：

l?l1?l2?l312?2tm?i?min?0.13min

nwf540?0.20.025工序9：精车左端轴径?95??0.003 mm

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毕业设计 2 工艺规程设计

机床：CW6180B卧式车床 刀具：YG6 1)被吃刀量ap：ap=0.6mm。

2)进给量f：根据[3]表2.4-4，预估切削速度VC?1.33，取f?0.2mm/r。 3)切削速度：

按[2]表1.27，切削速度计算公式（寿命选T=60min）。 vc?cvxvTmapfyvkv

式中：cv?189.8,xv?0.15,yv?0.2,m?0.2kv见[2]表1.28，即

kmv?1.44,ksv?0.8,kkv?1.04,kkrv?0.81,kbv?0.97 所以：

189.8 vc?0.2?1.44?0.?81.?040.?8m10.97?/mmin 149.40.1560?0.6?0.20.35/min4) 机床主轴转速：

ns?1000vc1000?149.4?r/min≈500.8r/min ?dw??95vc?切削速度

dw?曲轴直径

按[3]表3.1-22可得，与500.8r/min相近的转速为540r/min，则实际速度

V???dwn1000?3.14?95?540?161.1m/min。

10005) 计算切削工时：按[3]表2.5-3，取被切削层长度l：由毛坯尺寸可知L=85mm 刀具切入长度l1：L1=ap/tgkr+(2~3) 主偏角kr=0, L1=2mm 刀具切出长度l2：取l2?0mm 本工序机动时间tm：

tm?l?l1?l2?l385?2i?min?0.81min

nwf540?0.2工序10：精铣底面60mm×115mm 机床：X62W铣床

刀具：硬质合金端铣刀YG6 dw?320mm，齿数Z?12 1) 铣削深度ap：ap?1.5mm

2) 每齿进给量af：根据[3]表2.4-73，取af?0.15mm/Z 3) 铣削速度V：参照[3]表2.4-81，取V?3.5m/s 机床主轴转速n：n?1000V1000?3.5?60??209r/min，取n?235r/min ?dw3.14?32019

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V?切削速度 dw?曲轴直径

实际铣削速度V?：V???dwn1000?3.14?320?235?3.94m/s

1000?604) 给量Vf：Vf?afZn?0.15?12?200/60?6mm/s 工作台每分进给量fm：fm?Vf?6mm/s?360mm/min 5) 刀具切入长度l1：精铣时 l1?D?320mm 由工序3可知：l?118mm l2?3mm 走刀次数为1 机动时间tj：

tj?l?l1?l2118?320?3??1.22min fm360

工序11：钻、攻4—M20螺纹 （1）钻孔 机床：组合钻床 刀具：麻花钻

1) 进给量f：根据[3]表2.4-39，其取值范围为f?0.23~0.25mm/r，取

f?0.25mm/r

2) 切削速度V：参照[3]表2.4-41，取V?0.43m/s 3) 机床主轴转速n：n?1000V1000?0.43?60??456.5r/min，取?dW3.14?18n?500r/min V?切削速度

dw?钻头直径

实际切削速度V?：V???dWn1000?3.14?18?500?0.47m/s

1000?604) 被切削层长度l：l?28mm

D18刀具切入长度l1：l1?ctgkr?(1~2)?ctg120??1?6.2mm

22刀具切出长度l2：l2?0 走刀次数为1 机动时间tj：tj1?l?l1?l228?6.2??0.27min fn0.25?50020

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（2）攻4—M20螺纹丝

机床：组合攻丝机 刀具：钒钢机动丝锥

1) 进给量f：由于其螺距p?2mm,因此进给量f?2mm/r 2) 切削速度V：参照[3]表2.4-105，取V?0.26m/s?15.6m/min 3) 机床主轴转速n：n? V?切削速度

dw?丝锥的直径

1000V1000?15.6??248r/min，取n?300r/min ?dW3.14?20丝锥回转转速n0：取nn?300r/min 实际切削速度V?：V??4) 机动时间tj

被切削层长度l：l?24mm

刀具切入长度l1：l1?(1~3)f?3?2?6mm 刀具切出长度l2：l2?0 走刀次数为1 机动时间tj：tj2?l?l1?l2l?l1?l224?624?6????0.1min fnfn02?3002?300?dWn1000?3.14?20?300?18.84m/min

1000本工序机动时间tj：tj?tj1?tj2?0.37min

工序12：铣键槽24mm×110mm 机床：X52k

刀具：高速钢镶齿三面刃槽铣刀 dw?125mm，齿数Z?12 L=20

1) 铣削深度ap：ap?5.5mm

2) 每齿进给量af：根据[3]表2.4-76，取af?0.15mm/Z 3) 铣削速度V：参照[3]表2.4-86，取：V?0.4m/s 4) 机床主轴转速n：n?取n?75r/min

V?切削速度

1000V1000?0.40?60??61.14r/min， ?dW3.14?125实际铣削速度V?：V???dWn1000?3.14?125?75?0.49m/s

1000?6021

毕业设计 2 工艺规程设计

5) 给量Vf：Vf?afZn?0.15?12?75/60?2.25mm/s 工作台每分进给量fm：fm?Vf?2.25mm/s?135mm/min 6) 刀具切入长度l1：精铣时

l1?ae(D?ae)?(1~3)?7(125?7)?2?30.75mm

被切削层长度l：l?110mm 刀具切出长度l2：l2?3mm 走刀次数为1 机动时间tj：tj?l?l1?l2110?30.75?3??0.40min fm3600.5工序13：铣右端轴径?93mm的槽44??0.2mm

机床：X52k

刀具：高速钢镶齿三面刃槽铣刀 dw?200mm，齿数Z?20 L=20

1) 铣削深度ap：ap?12mm

2) 每齿进给量af：根据[3]表2.4-76，取af?0.10mm/Z 3) 铣削速度V：参照[3]表2.4-86，取：V?0.3m/s 4) 机床主轴转速n：n?取n?37?5r/min 实际铣削速度V?：V??1000V1000?0.3?60??28.67r/min， ?dw3.14?200?dwn1000?3.14?200?37.5?0.39m/s

1000?605) 给量Vf：Vf?afZn?0.10?20?37.5/60?1.25mm/s

工作台每分进给量fm：fm?Vf?1.25mm/s?75mm/min

6) 刀具切入长度l1：精铣时

l1?ae(D?ae)?(1~?3)12?(20?0?12)mm2 49.5被切削层长度l：l?110mm 刀具切出长度l2：l2?3mm 走刀次数为1 机动时间tj：tj?l?l1?l2110?49.5?3??0.453min fm360工序14：粗镗、精镗右端?30mm孔 机床：组合镗床

刀具：高速钢刀具W18Cr4V

22

毕业设计 2 工艺规程设计

?0.084mm孔 （1）粗镗?30 0切削深度ap：ap?2mm

进给量f：根据[3]表2.4-66，刀杆伸出长度取200mm，切削深度为2mm。因此确定进给量f?0.3mm/r

切削速度V：参照[3]表2.4-66，取V?0.25m/s?15m/min 机床主轴转速n：n?取n?200r/min

dw?镗刀的直径

1000V1000?15??164.7r/min， ?d03.14?29实际切削速度V?：V???dwn1000?3.14?29?200?0.30m/s

1000?60工作台每分钟进给量fm：fm?fn?0.3?200?60mm/min 被切削层长度l：l?75mm 刀具切入长度l1：l1?aptgkr?(2~3)?2?2?5.4mm tg30?刀具切出长度l2：l2?3~5mm 取l2?4mm 行程次数i：i?1 机动时间tj1：tj1?l?l1?l275?5.4?4??1?1.4min fm60?0.084mm孔 （2） 粗镗?30 0机床：组合镗床

刀具：高速钢刀具W18Cr4V 切削深度ap：ap?1mm

进给量f：根据切削深度ap?1mm，再参照[3]表2.4-66,因此确定进给量

f?0.2mm/r

切削速度V：参照[3]表2.4-66，取V?0.3m/s?18m/min 机床主轴转速n：n?1000V1000?18??191.1r/min， ?dw3.14?30取n?250r/mindw?镗刀的直径 实际切削速度V?：V???dwn1000?3.14?30?250?0.39m/s

1000?60工作台每分钟进给量fm：fm?fn?0.2?250?50mm/min

23

毕业设计 2 工艺规程设计

被切削层长度l：l?75mm 刀具切入长度l1：l1?aptgkr?(2~3)?1?2?3.7mm tg30?刀具切出长度l2：l2?3~5mm 取l2?3mm 行程次数i：i?1 机动时间tj1：tj2?l?l1?l275?3.7?3??1?1.63min fm50本工序的机动时间：tj?tj1?tj2?3.04

0.036工序15：钻拐径?95??0.071 mm两斜油孔?8mm

机床：组合钻床 刀具：麻花钻、扩孔钻 （1） 钻拐径上端?7mm孔

机床：组合钻床

刀具：麻花钻、扩孔钻

切削深度ap：ap?3.5mm

进给量f：根据[3]表2.4-39，取f?0.25mm/r 切削速度V：参照[3]表2.4-41，取V?0.38m/s 机床主轴转速n：n?1000V1000?0.38?60??1037r/min， ?dw3.14?7取n?1100r/mindw?钻头直径 实际切削速度V?：V???dwn1000?3.14?7?1100?0.40m/s

1000?60被切削层长度l：l?176.1mm

D7刀具切入长度l1：l1?ctgkr?(1~2)?ctg120??2?10.2mm

22刀具切出长度l2：l2?1~4mm 取l2?3mm 走刀次数为1 机动时间t?j：t?j?l?l1?l210?176.1?3??0.69min fn0.25?1100（2） 扩拐径上端?8mm孔

机床：卧式钻床

刀具：麻花钻、扩孔钻

切削深度ap：ap?0.5mm

24

毕业设计 2 工艺规程设计

进给量f：根据[3]表2.4-52，取f?0.5mm/r 切削速度V：参照[3]表2.4-53，取V?0.44m/s 机床主轴转速n：n?1000V1000?0.44?60??1051r/min， ?dw3.14?8取n?1100r/mindw?钻头直径 实际切削速度V?：V???dwn1000?3.14?8?1100?0.46m/s

1000?60被切削层长度l：l?176.1mm 刀具切入长度l1：l1?D?d01ctgkr?(1~2)?ctg120??2?2.28mm 22刀具切出长度l2：l2?1~4mm 取l2?3mm 走刀次数为1 机动时间t?j?：t?j??l?l1?l2176.1?2.28?3??0.33min fn0.5?1100加工加油孔机动时间tj2：tj2?t?j?t?j??0.33?0.69?1.02min 工序16：钻曲拐左侧孔

（1） 钻曲拐左侧下偏30?的?7mm孔

切削深度ap：ap?3.5mm

进给量f：根据[3]表2.4-39，取f?0.25mm/r 切削速度V：参照[3]表2.4-41，取V?0.38m/s 机床主轴转速n：n?1000V1000?0.38?60??1037r/min， ?d03.14?7取n?1100r/min，dw?钻头直径 实际切削速度V?：V???d0n1000?3.14?7?1100?0.40m/s

1000?60被切削层长度l：l?56mm

D7刀具切入长度l1：l1?ctgkr?(1~2)?ctg120??2?10.2mm

22刀具切出长度l2：l2?1~4mm 取l2?3mm 走刀次数为1

25

毕业设计 2 工艺规程设计

机动时间t?j：t?j?l?l1?l210?56?3??0.276min fn0.25?1100（2）扩曲拐左侧下偏30?的?8mm孔

切削深度ap：ap?0.5mm

进给量f：根据[3]表2.4-52，取f?0.5mm/r 切削速度V：参照[3]表2.4-53，取V?0.44m/s 机床主轴转速n：n?1000V1000?0.44?60??1051r/min， ?dw3.14?8取n?1100r/min，dw?钻头直径 实际切削速度V?：V???d0n1000?3.14?8?1100?0.46m/s

1000?60被切削层长度l：l?56mm 刀具切入长度l1：l1?D?d01ctgkr?(1~2)?ctg120??2?2.28mm 22刀具切出长度l2：l2?1~4mm 取l2?3mm 走刀次数为1 机动时间t?j?：t?j??l?l1?l256?2.28?3??0.114min fn0.5?1100加工加油孔机动时间tj2：tj2?t?j?t?j??0.114?0.276?0.39min

0.025工序17：粗磨左端轴径?95??0.003 mm

机床：M1450A磨床

1）砂轮的直径与宽度：砂轮的直径与宽度：根据[3]表3.1-45，砂轮的直径

D=500mm，砂轮的宽度取B=75 mm

2)工件回转速度与转数：根据[3]表2.4-148，查得

VW=0.233~0.476m/s,取VW=0.350m/s，n?2.5r/s

3)轴向进给量fa:根据[3]表2.4-148，查得

faB=(0.5~0.8)B，取faB=45mm/r

4）径向切入进给量fr：根据[3]表2.4-1480，

预估VW=0.350mm可查得fr=0.0176~0.0110mm/r，取fr=0.150mm/r

5）每分种金属磨除量Z可用公式计算： Z=1000 VWfafrmmmm3/min

n Z?1000?0.3?500.?15?45mm23/mi

26

毕业设计 2 工艺规程设计

6) 机动时间tj：

被磨削层长度l：l?85mm 单面余量Zb：Zb?0.40

局部修磨的系数k：根据[3]表2.5-11，k?1.1 机动时间tj

tj?LZbk85?0.4?01.1??3.69m innfafr0.1?51?.5450.22工序18：磨左端轴径?90??0.57mm

机床：M1450A磨床

1）砂轮的直径与宽度：砂轮的直径与宽度：根据[3]表3.1-45，砂轮的直径

D=500mm，砂轮的宽度取B=75 mm

2) 工件回转速度与转数：根据[3]表2.4-148，查得VW=0.233~0.476m/s,取

VW=0.350m/s，n?2.5r/s

3) 轴向进给量fa:根据[3]表2.4-148，查得faB=(0.5~0.8)B，取faB=45mm/r 4）径向切入进给量fr：根据[3]表2.4-1480，预估

VW=0.350mm可查得fr=0.0176~0.0110mm/r，取fr=0.150mm/r

5）每分种金属磨除量Z可用公式计算： Z=1000 VWfafrmmmm3/min

Z?1000n?0.3?500.?15?45mm23/mi

6) 机动时间tj：

被磨削层长度l：l?67mm 单面余量Zb：Zb?0.40

局部修磨的系数k：根据[3]表2.5-11，k?1.1 机动时间tj

tj?LZbk67?0.4?01.1??2.91m innfafr0.1?51?.5450.025 工序19：磨右端轴径?95??0.003 mm

机床：M1450A磨床

1) 砂轮的直径与宽度：根据[3]表3.1-45，砂轮的直径D=500mm，砂轮的宽

度取B=75 mm

2) 工件回转速度与转数：根据[3]表2.4-148，查得VW=0.233~0.476m/s,取

VW=0.350m/s，n?2.5r/s

3) 轴向进给量fa:根据[3]表2.4-148，查得faB=(0.5~0.8)B，取faB=45mm/r

27

毕业设计 2 工艺规程设计

4) 径向切入进给量fr：根据[3]表2.4-1480，预估VW=0.350mm可查得

fr=0.0176~0.0110mm/r，取fr=0.150mm/r

5) 每分种金属磨除量Z可用公式计算：

Z=1000 VWfafrmmmm3/min

Z?1000n?0.3?500.?15?45mm23/mi

6) 机动时间tj：

被磨削层长度l：l?74mm 单面余量Zb：Zb?0.40

局部修磨的系数k：根据[3]表2.5-11，k?1.1 机动时间tj

tj?LZbk74?0.4?01.1??3.215m innfafr0.1?51?.5450.036工序20：精磨拐径?95??0.071 mm

机床：M1432A磨床

1) 砂轮的直径与宽度：根据[3]表3.1-45，砂轮的直径D=400mm，砂轮的宽度

取B=50 mm

2) 工件回转速度与转数：根据[3]表2.4-149，取VW=0.6 m/s，n?2.5r/s 3) 轴向进给量fa:根据[3]表2.4-149，查得faB=(0.5~0.8)B，

faB?0.6?50?30mm/r

4) 径向切入进给量fr：根据[3]表2.4-149，预估VW=0.6mm可查得

fr=0.0028mm/r

5) 每分种金属磨除量Z可用公式计算：

Z=1000 VWfafrmmmm3/min

Z?1000n?0.?63?00.0?02mm83/mi

6) 机动时间tj：

被磨削层长度l：l?123mm 单面余量Zb：Zb?0.01

局部修磨的系数k：根据[3]表2.5-11，k?1.2 机动时间tj

tj?LZbk123?0.?011.2??0.72m innfafr0.02?82?.5300.025工序21：精磨左右两轴径?95??0.003 mm

机床：M1432A磨床

28

毕业设计 2 工艺规程设计

1) 砂轮的直径与宽度：根据[3]表3.1-45，砂轮的直径D=400mm，砂轮的宽度取B=50 mm

2) 工件回转速度与转数：根据[3]表2.4-149，取VW=0.6 m/s，n?2.5r/s 3) 轴向进给量fa:根据[3]表2.4-149，查得faB=(0.5~0.8)B，

faB?0.6?50?30mm/r

4) 径向切入进给量fr：根据[3]表2.4-149，预估VW=0.6mm可查得

fr=0.0028mm/r

5) 每分种金属磨除量Z可用公式计算：

Z=1000 VWfafrmmmm3/min

Z?1000n?0.?63?00.0?02mm83/mi 6) 机动时间tj1：

被磨削层长度l：l1?74mm，l2?85mm 单面余量Zb：Zb?0.01

局部修磨的系数k：根据[3]表2.5-11，k?1.2 机动时间tj tj1?L1Zbk74?0.0?11.2??0.42m innfafr0.02?82?.530 tj2?L2Zbk85?0.0?11.2??0.48m innfafr0.02?82?.530本工序的机动时间：tj=tj1+tj2=0.9min

0.22工序22：精磨?90??0.57mm

机床：M1432A磨床

1) 砂轮的直径与宽度：根据[3]表3.1-45，砂轮的直径D=400mm，砂轮的宽度取B=50 mm

2) 工件回转速度与转数：根据[3]表2.4-149，取VW=0.6 m/s，n?2.5r/s 3) 轴向进给量fa:根据[3]表2.4-149，查得faB=(0.5~0.8)B，

faB?0.6?50?30mm/r

4) 径向切入进给量fr：根据[3]表2.4-149，预估VW=0.6mm可查得

fr=0.0028mm/r

5) 每分种金属磨除量Z可用公式计算：

Z=1000 VWfafrmmmm3/min

Z?1000n?0.?63?00.0?02mm83/mi

6) 被磨削层长度l：l?67mm

29

毕业设计 2 工艺规程设计

单面余量Zb：Zb?0.01

局部修磨的系数k：根据[3]表2.5-11，k?1.2 机动时间tj

tj?工序23：车1：10圆锥

机床：CW6180B卧式车床 刀具：YG8

1) 被吃刀量ap：参照[3]表2.3-5，其余量规定为 4~5.5mm，现也取5mm。

分两次加工，ap=3mm。

2) 进给量f：根据[3]表2.4-3，取f?0.8mm/r。 3) 切削速度：

按[3]表2.4-20，切削速度VC?1.14m/s，

VC?1.14?60?68.4m/min

LZbk67?0.0?11.2??0.38m innfafr0.02?82?.5304)机床主轴转速：

1000vc1000?68.4 ns??r/s≈253.3r/s

?dw??86按[3]表3.1-22可得，与253.3r/min相近的转速为300r/min，则实际速度 ?dn3.14?86?300V??0??81.01m/min。

100010005) 检验机床功率：主切削力Fc按[3]表2.4-20，可查得 Fc=2.3kw

由CW6180B机床说明书可知，CW6180B主电动机功率为75KW，当主轴转速为300r/min时，主轴传递的功率为45kW，所以机床功率足够，可以正常工作。

6) 计算切削工时：按[3]表2.5-3，取

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知L=124mm 刀具切入长度l1：L1=ap/tgkr+(2~3) 主偏角kr=0, L1=2mm 刀具切出长度l2：取l2?0mm 机动时间tm：

tm?l?l1?l2?l3124?2i?min?0.84min

nwf300?0.5工序24：磨1：10圆锥?86长124mm （1）粗磨1：10圆锥?86

30

毕业设计 2 工艺规程设计

机床：M1450A磨床

1) 砂轮的直径与宽度：砂轮的直径与宽度：根据[3]表3.1-45，砂轮的直径

D=500mm，砂轮的宽度取B=75 mm

2) 工件回转速度与转数：根据[3]表2.4-148，查得VW=0.233~0.476m/s,取

VW=0.350m/s，n?2.5r/s

3） 轴向进给量fa:根据[3]表2.4-148，查得faB=(0.5~0.8)B，取faB=45mm/r

4）径向切入进给量fr：根据[3]表2.4-1480，预估VW=0.350mm可查得

fr=0.0176~0.0110mm/r，取fr=0.150mm/r

5）每分种金属磨除量Z可用公式计算：

Z=1000 VWfafrmmmm3/min

Z?1000n?0.3?500.?15?45mm23/mi

6) 机动时间tj：

被磨削层长度l：l?124mm 单面余量Zb：Zb?0.5

局部修磨的系数k：根据[3]表2.5-11，k?1.1 机动时间tj

tj?LZbk124?0?.51.1??6.74m innfafr0.1?51?.545工序25：磁粉探伤各轴径，拐径

工序26：钳工，修油孔，倒角，清污垢。 工序27：检查。

3.6 时间定额计算及生产安排

根据设计任务要求，该曲轴的年产量为5000件。一年以300个工作日计算，每天的产量应不低于25件。设每天的产量为25件。再以每天16小时工作时间计算，则每个工件的生产时间应不大于38.4min。

参照[3]表2.5-2，机械加工单件（生产类型：中批以上）时间定额的计算公式为：

td?(tj?tf)(1?k%)?tzz/N （大量生产时tzz/N?0）

因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为：

td?(tj?tf)(1?k%) 其中： td—单件时间定额

tj—基本时间（机动时间）

31

毕业设计 2 工艺规程设计

tf—辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作

所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间

k—布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值

3.6.1粗车左端外圆?95 mm

加工机动时间tj：tj?0.58min

辅助时间tf：参照[3]表2.5-41，取工步辅助时间为0.69min。由于在生产线上装卸工件时间很短，并查[3]表2.5-42，取装卸工件时间为0.35min。则

tf?0.69?0.35?1.04min

k：根据[3]表2.5-43，k?16 单件时间定额td有：

td?(tj?tf)(1?k%)?(0.58?1.04)(1?16%)?1.879min＜38.4min

因此，达到生产要求。

单件时间为：t?tj?tf?1.99min

3.6.2粗车左端轴径?90mm

加工机动时间tj：tj?0.14min

辅助时间tf：参照[3]表2.5-41，取工步辅助时间为0.69min。由于在生产线上装卸工件时间很短，并查[3]表2.5-42，取装卸工件时间为0.35min。则

tf?0.69?0.35?1.04min

k：根据[3]表2.5-27，k?16 单件时间定额td有：

td?(tj?tf)(1?k%)?(0.14?1.04)(1?16%)?1.37min＜38.4min

因此，达到生产要求。

单件时间为：t?tj?tf?1.18min

3.6.3 粗车左端轴径?86 mm

加工机动时间tj：tj?0.53min

辅助时间tf：参照[3]表2.5-41，取工步辅助时间为0.69min。由于在生产线上装卸工件时间很短，并查[3]表2.5-42，取装卸工件时间为0.35min。则

tf?0.69?0.35?1.04min

k：根据[3]表2.5-27，k?16 单件时间定额td有：

td?(tj?tf)(1?k%)?(0.53?1.04)(1?16%)?1.82min＜38.4min

因此，达到生产要求。

单件时间为：t?tj?tf?1.57min

3.6.4 粗车拐径外侧左、右端面并粗车台肩

32

毕业设计 2 工艺规程设计

加工机动时间tj：tj?1.173min

辅助时间tf：参照[3]表2.5-41，取工步辅助时间为0.69min。由于在生产线上装卸工件时间很短，并查[3]表2.5-42，取装卸工件时间为0.35min。则

tf?0.69?0.35?1.04min

k：根据[3]表2.5-27，k?16 单件时间定额td有：

td?(tj?tf)(1?k%)?(1.173?1.04)(1?16%)?2.57min＜38.4min

因此，达到生产要求。

单件时间为：t?tj?tf?2.213min

3.6.5 粗车拐径?95 mm

加工机动时间tj：tj?0.62min

辅助时间tf：参照[3]表2.5-41，取工步辅助时间为0.69min。由于在生产线上装卸工件时间很短，并查[3]表2.5-42，取装卸工件时间为0.35min。则

tf?0.41?0.35?1.04min

k：根据[3]表2.5-27，k?16 单件时间定额td有：

td?(tj?tf)(1?k%)?(0.62?1.04)(1?16%)?1.93min＜38.4min

因此，达到生产要求。

单件时间为：t?tj?tf?1.66min

3.6.6 精车拐径?95mm尺寸

加工机动时间tj：tj?1.157min

辅助时间tf：参照[3]表2.5-41，取工步辅助时间为0.69min。由于在生产线上装卸工件时间很短，并查[3]表2.5-42，取装卸工件时间为0.35min。则

tf?0.41?0.35?1.04min

k：根据[3]表2.5-27，k?16 单件时间定额td有：

td?(tj?tf)(1?k%)?(1.157?1.04)(1?16%)?2.55min＜38.4min

因此，达到生产要求。

单件时间为：t?tj?tf?2.197min

3.6.7 精车右端轴径?95 mm

加工机动时间tj：tj?0.7min

辅助时间tf：参照[3]表2.5-41，取工步辅助时间为0.69min。由于在生产线上装卸工件时间很短，并查[3]表2.5-42，取装卸工件时间为0.35min。则

tf?0.69?0.35?1.04min

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毕业设计 2 工艺规程设计

k：根据[3]表2.5-27，k?16 单件时间定额td有：

td?(tj?tf)(1?k%)?(0.7?1.04)(1?16%)?2.02min＜38.4min

因此，达到生产要求。

单件时间为：t?tj?tf?1.74min

3.6.8 精车右端轴径?93 mm

加工机动时间tj：tj?0.13min

辅助时间tf：参照[3]表2.5-41，取工步辅助时间为0.69min。由于在生产线上装卸工件时间很短，并查[3]表2.5-42，取装卸工件时间为0.35min。则

tf?0.69?0.35?1.04min

k：根据[3]表2.5-27，k?16 单件时间定额td有：

td?(tj?tf)(1?k%)?(0.13?1.04)(1?16%)?1.36min＜38.4min

因此，达到生产要求。

单件时间为：t?tj?tf?1.17min

0.0253.6.9 精车左端轴径?95??0.003 mm

工机动时间tj：tj?0.81min

辅助时间tf：参照[3]表2.5-41，取工步辅助时间为0.69min。由于在生产线上装卸工件时间很短，并查[3]表2.5-42，取装卸工件时间为0.35min。则

tf?0.41?0.35?1.04min

k：根据[3]表2.5-27，k?16 单件时间定额td有：

td?(tj?tf)(1?k%)?(0.81?1.04)(1?16%)?2.14min＜38.4min

因此，达到生产要求。

单件时间为：t?tj?tf?1.85min

3.6.10 精铣底面60mm×115mm

工机动时间tj：tj?1.22min

辅助时间tf：参照[3]表2.5-45，取工步辅助时间为0.41min。由于在生产线上装卸工件时间很短，并查[3]表2.5-46，取装卸工件时间为1min。则

tf?0.41?1?1.41min

k：根据[3]表2.5-27，k?13 单件时间定额td有：

td?(tj?tf)(1?k%)?(1.22?1.41)(1?16%)?3.05min＜38.4min

因此，达到生产要求。

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毕业设计 2 工艺规程设计

此处省略 NNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和设计图纸等.请联系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套机械毕业设计下载！该论文已经通过答辩

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毕业设计 3专用夹具设计

4 专用夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工汽车变速箱箱体零件时，需要设计专用夹具。

根据任务要求中的设计内容，需要设计加工两油孔夹具及铣曲拐端面夹具各一套。其中加工两油孔的夹具将用于卧式钻床、组合钻床，刀具分别为两把麻花钻、扩孔钻对工件上的两个工艺孔同时进行加工，铣曲拐端面夹具将用于X62W铣床，刀具为两把硬质合金端铣刀YG8 dw?320mm，齿数Z?12对变速箱箱体的前后两个端面同时进行加工。

4.1加工曲拐上端面油孔夹具设计

本夹具主要用来钻、扩油孔?8mm，油孔倾斜的角度不一样，曲拐上端处的油孔较深选择钻头时要选择较为合理的，强度硬度还有长度都要考虑清楚，曲拐上顶面油孔并应与顶面成40?角，加工到本道工序前要完成曲拐的粗、精磨。因此本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求。以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。

4.1.1定位基准的选择

由零件图可知，油孔位于零件曲拐上，其尺寸精度要求和表面粗糙度要求不高，曲拐上顶面油孔并应与顶面成40?角。为了保证所钻、扩的孔与顶面顶面成40?角并保证油孔能在后续的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均匀。根据基准重合、基准统一原则。在选择油孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即粗、精磨顶面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。因此加工油孔的定位基准应选择曲轴两端轴中心线作为主要定位基面以限制工件的四个自由度，用支承板在曲拐端面限制工件的一个自由度。

4.1.2切削力的计算与夹紧力分析

由于本道工序主要完成工艺孔的钻、扩加工，而钻削力远远大于扩的切削力。因此切削力应以钻削力为准。由《切削手册》得： 钻削力 F?26Df0.8HB0.6 钻削力矩 T?10D1.9f0.8HB0.6 式中：D?8mm HB?HBma?x1?HB3HBm?ax?i270??mn1?270?190??243 3f?0.25mm?r?1

F?26?12?0.150.8?2430.6?1802.5N T?10?121.9?0.150.8?2320.6?6488.8N?mm

36

毕业设计 3专用夹具设计

当用两把刀具同时钻削时：

F??2F?2?1802.5?2605N

T??2T?2?6488.8?12977.6N?mm

本道工序加工油孔时，工件前后两轴承放在两V形块上。再使工作台面上升一段距离。夹紧力方向与钻削力方向不同。有40?的夹角的偏向，所以夹紧力

F1?F'COS40??1995.5N F2?F'sin40??1674.5。

4.1.3夹紧元件及动力装置确定

由于空气压缩机曲轴的生产量很大，采用手动夹紧的夹具虽然结构简单，在生产中的应用也比较广泛。因此本道工序夹具的夹紧动力装置采用手动夹紧。采用手动夹紧，原始夹紧力可以连续作用，夹紧可靠，方便实用。

本道工序夹具的夹紧元件选用两个V形块、一个支承板来对曲轴定位。再用一个直压板对工件夹紧，从倾斜方向夹紧工件。但工件仍可绕轴心线转动所以采用了一个支承板来限制它的转动。由于夹紧力方向与钻削力方向不同，轴心线方向上受到力的作用，所以用一个支承板来定位。 根据工件的直径 D=95mm可知V形块的结构尺寸如下：

表4-1 V形块的各参数 D H d1 d2 h h1 l A2 L A1 >80-100 50 12 18 12 30 15 25 140 20 V形块设计如图

37

毕业设计 3专用夹具设计

图4-1 V形块图

4.1.4钻套、衬套及夹具体设计

工艺孔的加工需钻、扩两次切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：工艺孔8mm分钻、扩两个工步完成加工。即先用?7mm的麻花钻钻孔，根据GB1141—84的规定钻头

0.034上偏差为零，故钻套孔径为?7F8mm即?7??0.016mm。再用?8mm标准扩孔钻扩孔，0.015根据GB1141—84的规定?8mm扩孔钻的尺寸为?8??0.008mm。

38

毕业设计 3专用夹具设计

图4-2 长型快换钻套图

工艺孔钻套结构参数如下表：

表4-2 钻套结构参数

D d H 公称尺寸 8 60 12 +0.007 衬套选用固定衬套其结构如图所示：

允差 +0.018 26 22 10 4 D1 D2 h h1 m m1 r ? 7 7 16 50? 39

毕业设计 3专用夹具设计

图4-3 固定衬套图 其结构参数如下表：

表4-3 固定衬套结构参数

d H 公称尺寸 12 +0.016 允差 +0.034 20 18 D C C1 公称尺寸 允差 +0.023 0.5 2 +0.012 夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构见夹具装配图2所示。

4.1.5夹具精度分析

利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。

由工序简图可知，本道工序由于工序基准与加工基准重合，又采用顶面为主要定位基面，故定位误差?dw很小可以忽略不计。本道工序加工中主要保证两油孔尺寸?8mm。直径为?8mm，并采用钻套，导套孔径为d??8mm，外径为

0.018?0.034D?12??0.07mm同轴度公差为?0.005mm。固定衬套采用孔径为?12?0.016mm，同轴

度公差为?0.005mm。

该油孔的位置度应用的是最大实体要求。即要求：（1）各孔的实际轮廓受最大实体实效边界的控制即受直径为?8??0.1??7.9mm的理想圆柱面的控制。（2）

40

毕业设计 3专用夹具设计

各孔的体外作用尺寸不能小于最大实体实效尺寸?8mm。（3）当各孔的实际轮廓偏离其最大实体状态，即其直径偏离最大实体尺寸?8mm时可将偏离量补偿给位置度公差。（4）如各孔的实际轮廓处于最小实体状态即其实际直径为?8.027mm时，相对于最大实体尺寸?8mm的偏离量为?0.027mm，此时轴线的位置度误差可达到其最大值?0.1??0.027??0.127mm。即孔的位置度公差最小值为?0.1mm。

0.015工艺孔的尺寸?8?0.027mm，由选用的扩孔尺寸?8??0.008mm满足。

由本工序所选用的加工工步钻、扩满足。 影响油孔位置度的因素有：

（1）钻模板上两个装衬套孔的尺寸公差：?1?0.005mm （2）两衬套的同轴度公差：?2?0.005mm

（3）衬套与钻套配合的最大间隙：?3?12.034?12.007?0.027mm （4）钻套的同轴度公差：?4?0.005mm 所以能满足加工要求。

4.2加工曲拐上侧面油孔夹具设计

本夹具主要用来钻、扩油孔?8mm，曲拐侧面则要左侧下偏30?角，曲拐上端处的油孔较深选择钻头时要选择较为合理的，强度硬度还有长度都要考虑清楚，，加工到本道工序前要完成曲拐的粗、精磨。因此本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求。以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。

4.2.1定位基准的选择

由零件图可知，油孔位于零件曲拐左侧下上，其尺寸精度要求和表面粗糙度要求不高，曲拐侧面则要左侧下偏30?角。为了保证所钻、扩的孔与侧面成30?角并保证油孔能在后续的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均匀。根据基准重合、基准统一原则。在选择油孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即粗、精磨顶面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。

4.2.2切削力的计算与夹紧力分析

由于本道工序主要完成工艺孔的钻、扩加工，而钻削力远远大于扩的切削力。因此切削力应以钻削力为准。由《切削手册》[17]得： 钻削力 F?26Df0.8HB0.6 钻削力矩 T?10D1.9f0.8HB0.6 式中：D?8mm HB?HBmax?15m??r f?0.2m

1?HBmax?HBmin??255?1?255?187??232 3341

毕业设计 3专用夹具设计

F?26?12?0.150.8?2320.6?1802.5N T?10?121.9?0.150.8?2320.6?6488.8N?mm

当用两把刀具同时钻削时：

F??2F?2?1802.5?2605N T??2T?2?6488.8?12977.6N?mm

本道工序加工油孔时，工件前后两轴承放在两V形块上。夹紧力方向与钻削力方向不同，有30?的夹角的偏向，所以夹紧力F1?F'COS30??2256N

F2?F'sin30??1302.5。

4.2.3夹紧元件及动力装置确定

由于空气压缩机曲轴的生产量很大，采用手动夹紧的夹具虽然结构简单，在生产中的应用也比较广泛。因此本道工序夹具的夹紧动力装置采用手动夹紧。采用手动夹紧，原始夹紧力可以连续作用，夹紧可靠，方便实用。

本道工序夹具的夹紧元件选用两个V形块、一个支承板来对曲轴定位。再用一个直压板对工件夹紧，从倾斜方向夹紧工件。但工件仍可绕轴心线转动所以采用了一个支承板来限制它的转动。由于夹紧力方向与钻削力方向不同，轴心线方向上受到力的作用，所以用一支承板来定位。 V形块设计如图

图4-4 V形块结构图

根据工件的直径 D=90mm可知V形块的结构尺寸如下：

42

毕业设计 3专用夹具设计

表4-4 V形块的各参数

H D >80-d1 d2 h h1 l A2 L A1 50 100 12 18 12 30 15 25 140 20 4.2.4钻套、衬套及夹具体设计

工艺孔的加工需钻、扩两次切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：工艺孔8mm分钻、扩两个工步完成加工。即先用?7mm的麻花钻钻孔，根据GB1141—84的规定钻头

0.034上偏差为零，故钻套孔径为?7F8mm即?7??0.016mm。再用?8mm标准扩孔钻扩孔，0.015?8??8mm?0.008mm。 根据GB1141—84的规定扩孔钻的尺寸为

图4-5 长型快换钻套图

工艺孔钻套结构参数如下表：

表4-5长型快换钻套结构参数 D d 8 H 公称尺寸 60 12 允差 D1 D2 22 h 10 h1 4 m 7 m1 7 r ? 50? +0.018 26 16 43

毕业设计 3专用夹具设计

+0.007 衬套选用固定衬套其结构如图所示：

图4-5 固定衬套图

夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构见夹具装配图2所示。

其结构参数如下表：

表4-5 固定衬套结构参数 d H 公称尺寸 12 +0.016 允差 +0.034 20 18 公称尺寸 D C 允差 +0.023 0.5 +0.012 2 C1 4.2.5夹具精度分析

利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。

由工序简图可知，本道工序由于工序基准与加工基准重合，又采用顶面为主要定位基面，故定位误差?dw很小可以忽略不计。本道工序加工中主要保证两油孔尺寸?8mm。直径为?8mm，并采用钻套，导套孔径为d??8mm，外径为

0.018?0.034D?12??0.07mm同轴度公差为?0.005mm。固定衬套采用孔径为?12?0.016mm，同轴

度公差为?0.005mm。

该油孔的位置度应用的是最大实体要求。即要求：（1）、各孔的实际轮廓受最大实体实效边界的控制即受直径为?8??0.1??7.9mm的理想圆柱面的控制。（2）、各孔的体外作用尺寸不能小于最大实体实效尺寸?8mm。（3）、当各孔的实际轮廓

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毕业设计 3专用夹具设计

偏离其最大实体状态，即其直径偏离最大实体尺寸?8mm时可将偏离量补偿给位置度公差。（4）、如各孔的实际轮廓处于最小实体状态即其实际直径为?8.027mm时，相对于最大实体尺寸?8mm的偏离量为?0.027mm，此时轴线的位置度误差可达到其最大值?0.1??0.027??0.127mm。即孔的位置度公差最小值为?0.1mm。

0.015工艺孔的尺寸?8?0.027mm，由选用的扩孔尺寸?8??0.008mm满足。

由本工序所选用的加工工步钻、扩满足。 影响两油孔位置度的因素有（如下图所示）：

（1） 钻模板上两个装衬套孔的尺寸公差：?1?0.005mm （2） 两衬套的同轴度公差：?2?0.005mm

（3） 衬套与钻套配合的最大间隙：?3?12.034?12.007?0.027mm （4） 钻套的同轴度公差：?4?0.005mm 所以能满足加工要求。

4.3铣曲拐端面夹具设计

本夹具主要用来铣空气压缩机曲轴曲拐端面。由加工本道工序的工序简图可知。铣端面时，左右端面有尺寸要求1150?0.087mm，以及端面均有表面粗糙度要求Rz12.5。本道工序仅是对端面进行加工。因此在本道工序加工时，主要应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。

4.3.1定位基准的选择

在进行端面铣加工工序时，左右两端的轴已加工，用两个V型块定位。因此工件选用两端轴中心线作为定位基准。选择两个V型块作为定位基面限制了工件的四个自由度，而支承板作为定位基面，限制了工件的一个自由度。夹具上的定位元件是：其中定位元件为支承板和两个V型块 .

4.3.2定位元件的设计

本工序选用的定位基准为两个V形块和支承板作定位，所以相应的夹具上的定位元件应主要是两个V形块。因此进行定位元件的设计主要是对V形块进行设计。

由机床夹具设计手册查的可知:

根据工件的直径 D=90mm可知V形块的结构尺寸如下：

表4-6 V形块的结构尺寸

45

毕业设计 3专用夹具设计

D H d1 d2 h h1 l A2 L A1 >80-100 50 V形块设计如图：

12 18 12 30 15 25 140 20

图4-6 V形块图

4.3.3铣削力与夹紧力计算

根据《机械加工工艺手册》可查得：根据《机械加工工艺手册》可查得：铣削力计算公式为

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