空气压缩机曲轴零件的机械加工工艺设计

山东---------学院毕业设计题目3L-10-8空气压缩机曲轴零件的机械加工工艺设计专业机械制造与自动化年级----------学生姓名---------指导老师----年---月-----日I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、精加工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。关键词：加工工艺，曲轴，工序II目录1零件分析…………………………………………………………………………11.1零件的作用…………………………………………………………………11.2零件的工艺分析……………………………………………………………11.3零件加工的主要问题和工艺过程设计分析………………………………22工艺规程设计……………………………………………………………………42.1确定毛坯的制造形式………………………………………………………42.2基面的选择…………………………………………………………………42.2.1粗基准选择……………………………………………………………42.2.2精基准的选择…………………………………………………………42.3制定工艺路线………………………………………………………………42.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定……………………………62.5确定切削用量及基本工时………………………………………………102.6时间定额计算及生产安排………………………………………………31结论……………………………………………………………………………40致谢……………………………………………………………………………………41参考文献…………………………………………………………………………42山东凯文科技职业学院毕业论文11．零件分析1.1零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。1.2零件的工艺分析由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表面需要进行加工，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。现分析如下：1.2.1以拐径Ø95mm为中心的加工表面这一组加工表面包括：拐径Ø950.0360.071mm的加工及其倒圆角；两个Ø8的斜油孔；两个油孔孔口倒角。加工表面的位置要求是Ø950.0360.071mm外圆表面的圆跳动公差为0.01mm。1.2.2以两端轴心线为中心的加工表面这一组加工表面：1：10锥度面的键槽240.0520mm并左端倒角；端面Ø15mm深16.8mm的中心孔；2个M12深24mm的螺纹孔；各轴的外圆表面；右端面Ø950.0250.003mm的孔Ø300.0840mm。这组加工表面有一定的位置要求，主要是：(1)键槽240.0520mm×110mm与1：10锥度轴心线的对称度公差为0.10mm。(2)1：10锥度轴对主轴颈A-B轴心线的的圆跳动公差0.025mm；(3)Ø900.220.57mm轴表面的圆柱度公差为0.01mm这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要有：曲轴拐径Ø950.0360.071mm轴心线与主轴颈A-B轴心线的平行度公差Ø0.03mm。由以上分析可知，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。1.3零件加工的主要问题和工艺过程设计分析(1)曲轴在铸造时，右端Ø950.0250.003mm要在直径方向上留出工艺尺寸量，铸造尺寸为山东凯文科技职业学院毕业论文2105mm，这样为开拐前加工出工艺键槽做准备。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。(3)曲轴加工应充分考虑在切削时的平衡装置。1）车削拐径用专用工装及配重装置。110±0.1图1.1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1.2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0.1mm的检验方法如图2-3。将等高V形块放在工作平台上，以曲轴两轴径Ø950.0250.003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，这时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。再用外径千分尺测出拐径Ø1和轴径Ø2，Ø3的实际尺寸。这样经过计算可得出偏心距的实际尺寸。山东凯文科技职业学院毕业论文3H1图1.3曲轴偏心距检测示意图偏心距=（H1-Ø1/2）-（H2-Ø2/2）(1.1)式中H1——曲轴拐径最高点H1（H2）——曲轴轴径最高点Ø1——曲轴拐径实际尺寸Ø2（Ø3）——曲轴轴径实际尺寸(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Ø1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。山东凯文科技职业学院毕业论文42工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式零件材料为球墨铸铁，型号为QT600-2。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。2.2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。2.2.1粗基准选择在中小批生产的条件下，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。2.2.2精基准的选择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，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。2.3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）划线，以毛坯外形找正，划主要加工线，偏心距1000.1mm及外形加工。2）划轴两端中心孔线，顾及各部加工余量。3）工件平放在镗床工作台上，压轴950.0250.003mm两处，钻右端中心孔。4）夹右端（1：10锥度一边）顶右端中心孔，粗车左端外圆Ø950.0250.003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Ø25。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，钻左山东凯文科技职业学院毕业论文5端Ø6的孔，深16.8mm，锪60°角，深7.8mm，再锪120°角，深1.8mm。6）粗车拐径Ø950.0360.071mm尺寸。7）精车拐径Ø950.0360.071mm尺寸。8）夹左端，顶左端中心孔，精车右端轴径Ø950.0250.003mm，长度尺寸至87mm，保证曲拐端面60mm尺寸，精车右端轴径Ø93至图示长度12mm。9）夹右端，顶左端中心孔，精车左端轴径Ø950.0250.003mm，长度尺寸至85mm，保曲拐端面60mm尺寸。10）以两中心孔定位，磨左端轴径Ø950.0250.003mm，磨左端轴径Ø900.220.57mm。11）以两中心孔定位，掉头装夹，磨左端轴径Ø950.0250.003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。14）以两端中心孔定位，精磨拐径Ø950.0360.071mm至图样尺寸，磨圆角R6。15）以两端中心孔定位，精磨两轴径Ø950.0250.003mm至图样尺寸，磨圆角R6，精磨Ø900.220.57mm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Ø86长124mm，磨圆角R6。18）磁粉探伤各轴径，拐径。19）划键槽线24mm×110mm，铣键槽，以两轴径Ø950.0250.003mm定位，采用专用工装装夹铣键槽24mm×110mm至图样尺寸。20）铣右端轴径Ø93mm的槽440.50.2mm至图样尺寸。21）粗镗、精镗右端Ø300.0840mm孔至图样尺寸，深75mm。锪60°角，深5.5mm，再锪120°角，深2mm。。22）重新装夹工件，采用专用工装装夹，钻拐径Ø950.0360.071mm两斜油孔Ø8mm。27）钳工，修油孔，倒角，清污垢。28）检查。工艺路线方案（二）：1）划线，以毛坯外形找正，划主要加工线，偏心距1000.1mm及外形加工。2）划轴两端中心孔线，顾及各部加工余量。3）工件平放在镗床工作台上，压轴950.0250.003mm两处，钻右端中心孔。4）夹右端（1：10锥度一边）顶右端中心孔，粗车左端外圆Ø950.0250.003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Ø25。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Ø6的孔，深16.8mm，锪60°角，深7.8mm，再锪120°角，深1.8mm。6）粗车拐径Ø950.0360.071mm尺寸。山东凯文科技职业学院毕业论文67）精车拐径Ø950.0360.071mm尺寸。8）夹左端，顶左端中心孔，精车右端轴径Ø950.0250.003mm，长度尺寸至87mm，保证曲拐端面60mm尺寸，精车右端轴径Ø93至图示长度12mm。9）夹右端，顶左端中心孔，精车左端轴径Ø950.0250.003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）磁粉探伤各轴径，拐径。12）划键槽线24mm×110mm，铣键槽，以两轴径Ø950.0250.003mm定位，采用专用工装装夹铣键槽24mm×110mm至图样尺寸。13）铣右端轴径Ø93mm的槽440.50.2mm至图样尺寸。14）粗镗、精镗右端Ø300.0840mm孔至图样尺寸，深75mm。锪60°角，深5.5mm，再锪120°角，深2mm。。15）重新装夹工件，采用专用工装装夹，钻拐径Ø950.0360.071mm两斜油孔Ø8mm。16）以两中心孔定位，磨左端轴径Ø950.0250.003mm，磨左端轴径Ø900.220.57mm。17）以两中心孔定位，倒头装夹，磨右端轴径Ø950.0250.003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。19）以两端中心孔