基于UG的左曲柄车床夹具设计（含工艺）

重庆机电学院 课程设计

设计课题：JH125 摩托车左曲柄零件制造工艺及工装夹具设计 指导老师： 设计者：

设计时间：2006 . 5 . 25 目录

第一章零件的分析 一零件的作

用．. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ．? ? 5 一6 二零件的主要技术要

求．. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ．? ? 6 第二章零件工艺规程设计 · 确定零件的生产类

型．. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ．? ? 6 二确定零件的毛坯的制造形

式．. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ．? ? 6 一7 三毛坯的种

类．. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ．? ? 四零件的热处

理．. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ．? ? 五工艺规程的设

计．. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ．? ? 7 一8 第三章工艺基准的选择与方案设计

一工艺基准的选

择．. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ．? ? 8 二方案的设

计．. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ．? ? 8 一10 第四章方案的细划 一方案一的细

划．. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ．? ? 10 一13 二方案二的细划．. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ．? ? 13 一14 三两工序的比较．. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ．? ? 14 一17 第五章确定机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸

第六章确定各工序装配及切削用量 第七章确定各工序机动时间的计算 第八章夹具的设计 一慨述

二方案的设计

三切削力及夹紧力的计算 四夹具的工作原理 第九章技术经济分析 一工艺成本的计算 二工艺方案的比较方法 一渔2 涪．一鱼一月U 舌

课程设计是培养工科学生的一个实践性教学环节，它是在学完整个学科后所必需要完成的结业内容，并是在做过课程设计的基础上进行的．

课程设计的主要目的是：培养学生综合运用所学的基础理论课、技术基础课、专业课知识和技能分析与解决本专业范围内的一般工程技术问题的能力，培养学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规范和方法；通过课程设计进一步巩固、扩大和深化学生所学的基本理论、基本知识和基本技能，提高学生设计、计算、制图、编写技术文件、正确使用技术资料、标准、手册等工具书的独立工作的能力；培养学生严肃认真，一丝不苟和实事求是的工作作风，树立正确的生产观点、经济观点和全局观点，从而实现学生向工程技术人员的过渡。 本次课程设计的实际设计程序，针对学生在设计中常出现的问题给予指导。考虑到机电职业技术学院和辅导老师不能给予的参考资料，适当地编入一些设计的必需的资料，它也可以供学生课程后从事技术工作时查阅。编写是从中培养学生的综合职业能力出发，以工艺为主线，从工艺角度来进行技术改进，在原有的基础上进行创新。

本次设计是在课程设计的基础上进行的，在原有基础上进一步的加深，让同学们自觉的进行学习，并在规定的时间内完成，锻炼自学能力及自我适应能力，为以后的工作打下基础。

本次设计重点有零件分析、零件工艺规程设计、技术设计、改进分析及夹具设计等方面的分析。提高设计思维，开拓创新意识。为以后社会实践作一个有利的基础训练。 课程设计说明书

课程设计题目：JH125 摩托车左曲轴零件制造工艺及工装夹具设计。 课程设计内容：l ．零件图一张． 2 ．毛坯图一张．

3 ．机械加工＿L 艺规程卡片一套． 4 ．夹具零件图若干张． 5 ．设计说明书二 第一章零件的分析 一零件的作用

曲轴是承受连杆传来的力，并变成绕其自身轴线的力矩

扭矩，然后传给传动系，同时还驱动配气机构和其他辅助装置，发动机在下作时，曲轴受到旋转质量的离心力，周期变化的气体压力和往复惯性力的共同作用，使曲轴受到弯曲和扭转载荷，为保证工作可靠。因此要求曲轴具有足够的刚度和强度。各上作表面要耐磨而且润滑良好。曲轴材料必须满足以下要求： ( l ）具有较高的疲劳强度 ( 2 ）必要的轴径表而硬度以及较好的循环韧性（欠摩擦所消耗的功）和淬透力。( 3 ）考虑工艺性，资源和经济性

常用的材料为优质炭素钢及合金钢，对于JH125 摩托车可采用45 钢 45 钢：正火820 一870 彬．抗拉强度，。一5 : ：一720 砂 屈服强度J 二350 一430 柳

对称弯曲疲劳极限，一2 加一310 胭，对称拉压疲劳极限，＿一190 一290 砂．对称扭

转疲劳极限吞＿一120 一21 。柳· 摩托车发动机大都采用锻造曲轴 二零件的主要技术要求分析 曲轴要求用强度，冲击忍性和耐磨性好的材料制造，一般都采用碳钢或中碳钢合金钢模锻为了提高其耐磨性，其主轴颈和曲柄销表面均需淬火，或氮化处理，再经过精磨以达到较高的光结度和精度。 第二章零件工艺规程设计

一确定零件的生产类型生产纲领的确定 N , = Q . ( l + a ＋刀）

式中：N , ：零件的生产纲领。：零件的备品率一般情况下为。一3 ％一5 % Q ：产品的生产纲领夕：零件的平均废品率

。：每一产品中包含该零件的数量 题目己经给出“设计左曲轴零件加工工艺及工装夹具，生产纲领150 万件／年”，属于大批量生产。

二确定零件的毛坯的制造形式 影响毛坯选择的因素通常包括：

1 ．零件材料的工艺性及对材料组织的要求。 2 ．零件的结构形状和外行尺寸。

3 ．零件对毛坯精度，表面粗糙度和表面层性能及要求。 4 ．零件生产纲领的大小。 5 ．现有生产能力和发展前途。 三毛坯的种类

由于该零件的轮毅尺寸不大，生产类型为大批量生产，又考虑零件的加工条件较高，为了保证加工质量，提高生产率，降低成本，减少工人的劳动度，确定采用

锻造。

四零件的热处理，

曲轴的材料为45 钢，调质处理，调质即淬火后的高温回火，调质处理后材料内部应力集中，组织均匀，零件具有较高的强度和良好的塑性与韧性，即具有良好的饱和机械性能。五工艺规程的设计 1 ．工艺过程的安排

在曲轴加工中，影响加上精度的主要因素有：

l ）曲轴本身的刚度比较低，在外力（切削力，夹紧力）的作用下，容易变形。2 ）因曲轴是锻造件，加工时，将产生的残余内应力，导致应力重新分布。 因此，在安排工艺过程中，就需要把各主要表面进行粗精加上工序分开，即把粗加工安排在前，半精加工安排在中间，精加工安排在后面，这是由于粗加工工序的切削余量大，因此切削力，夹紧力必然大，加工后容易变形，粗精加工分开后，粗加工产生的变形，可以在半精加工修正，半精加工中产生的变形可以在精加工中修正，这样逐步减少加工余量，切削力及内应力作用，逐步修正加工后的变形就能最后达到零件的技术要求。2 ．加工方案的选择

在现实生产当中，曲轴的加工也是粗精加工分开进行的，但有一点不同的是，在现实生产当中，并没有专门的半精加工工序，它是将半精加工和精加工并在一起的，统称为精加工。所以，我的工艺路线为： 铣端面车各级外圆铣键槽粗磨粗锁精磨精键 第三章工艺基准的选择与方案设计 一工艺基准的选择 ．粗基准：首道工序是车曲轴两端面钻中心孔，以两端面曲柄外圆作为粗基准。．精基准，加工曲柄销孔以轴颈和曲柄外圆作为精基准。 二方案设计 方案一：

工序内容设备

1 ．铣端面扩中心孔铣端而扩中心孔机 2 ．车削曲柄外圆液压仿型车床 3 ．车削轴颈外圆多刀半自动车床 4 ．粗磨轴颈外圆专用斜置外圆磨床 5 ．撞曲柄销孔卧式幢床 6 ．钻孔攻丝

7 ．铣半圆键 8 ．高频淬火

9 ．精磨轴颈外圆10 ．精加工曲柄销孔11 ．磁力探伤 12 ．退磁处理 13 ．清洗 14 ．打印 15 ．终检 方案二

1 ．铣端面扩中心孔2 ．车各级外圆 3 ．钻曲柄销孔 4 ．钻孔攻丝

5 ．铣键槽 6 ．高频淬火

7 ．多级成型磨床8 ．铣悄孔端面 9 ．精铿曲柄销孔10 ．刻标记 11 ．清洗KCW 左半轴12 ．终检

臣卜室铣床高频淬火机专用斜置外圆磨床精锁机床 清洗装置销孔间距测定机 铣端面扩中心孔专机数控车床 R13 钻曲柄销孔专机

臣卜式铣床 高周波

磨多级外圆立铣床

F13 精锉曲柄销孔专机刻标记专机清洗机

第四章方案的细划

取毛坯的尺寸与加工尺寸的加工余量为3 ～。 一方案一的细划 工序一：铣端面

采用铣端面扩中心孔专机，圆柱形铣刀。首先铣端而，将轴颈曾坚直向F 放入专用夹具的轴颈孔中，夹具上还有一销子，曲柄销孔要对准销子放置，然后进行铣削，由于是大批量生产，进给量，切削速度，机床主轴转速都采用查表来取值。在机械切削手册中（以下进给量和切削速度都在机械切削手册中查得，所以以下的机械切削手册都省略不写）表7 一40 中查得侮齿进给量了二一。．2 mml : ，切削速度，= 255 m 1 min ，机床主轴转速为113 , / min 工序二：车削曲柄外圆

采用液压仿型车床，硬质合金车刀．将轴颈放在专用夹具的定位孔中，销孔用定位销卜住，夹具倾斜度为45 度，然后进行车削．同上，采用查表法取值，在表7 一34 中查得进给量了＝0 . : , mm lr ，切削速度，= 0 . 87 ml , ，机床主轴转速为．42 ; lm ' 工序三：车削各级外圆

采用多刀半自动车床，将曲柄外圆放在用夹具的V 形槽内，曲柄销孔用销子卡住，使轴颈曾水平位置，然后进行车削。同上，采用查表法取值，在表7 一34 中查得进给量f 一0 . 15 mml ; , 切削速度，＝。．9 . m , , ，机床主轴转速为720 , / ?

工序四：粗磨各级外圆

采用专用斜置外圆磨床，夹紧原理与工序二的夹紧原理几乎相同，只需将工序二的夹具曾逆时针旋转45 度，即可进行磨削。同上，采用查表法取值，在表7 一4 中查得进给量

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