汽车曲轴的机械加工工艺设计

汽车曲轴的机械加工工艺设计课程设计任务书设计题目：汽车曲轴的机械加工工艺规程设计（年产量为成批、大量）内容：1.零件图1张(A3)2.毛坯图1张(A3)3.机械加工工艺过程卡片X张(A4)4.机械加工工序卡片X张(A4)5.课程设计说明书1份前言…………………一、零件的分析（一）零件的作用（二）零件的工艺分析二、工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式（二）基准的选择1、粗基准的选择2、精基准的选择课程说明书内容课程说明书内容（三）制定工艺规程1、工艺路线方案一2、工艺路线方案二3、工艺方案分析4、确定最终方案（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定每一道工序的每个尺寸逐个确定。填入工序卡。（五）确定切削用量及其基本工时,填入工序卡。（六）填写工艺过程卡片。一、曲轴的工艺分析曲轴属于细长轴类零件，它的几乎所有表面均需切削加工，各表面的加工精度和表面粗糙度通过加工即可获得，由于其工作环境的恶劣，加工精度要求较高。为了保证曲轴正常的工作，曲轴要有相对严格的技术要求。主要有：（1）曲轴主轴颈和连杆轴颈尺寸公差等级不低于IT6，轴颈的圆度0.05mm，轴颈表面粗糙度值为0.8um；连杆轴颈轴线对主轴颈轴线的平行度允差为0.03/100mm；曲柄半径公差为0.05mm；主轴颈、连杆轴颈与曲柄连接圆角的表面粗糙度值不大于；曲轴各连杆轴颈轴线之间的角度偏差不大于1.6um；曲轴的主轴颈和连杆轴颈，应经过表面淬火或氮化，硬度应在HB225-305范围内等。2.选择毛坯，确定毛坯尺寸2.1毛坯材料及其制造工艺制造曲轴的材料目前主要有三大类，即锻钢、铸钢、和球墨铸铁。2.2毛坯尺寸的确定查机械手册2.3确定毛坯尺寸公差2.4确定曲轴毛坯图3.选择加工方法，制定加工路线(1)定位基准的选择粗、精基准的选择选择的粗基准要便于加工精基准，使所有加工表面有足够的加工余量并且保证相互位置精度，还要满足方便装夹等要求。选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便；要保证零件的加工精度，满足基准重合、基准统一、互为基准、自为基准和便于装夹原则等。6170曲轴为细长轴类零件，在曲轴加工过程中:(1)为了保证中心孔钻在主颈毛坯外圆面的轴线位置上，选用主轴颈的外圆面为粗基准;(2)为了保证所加工的基准面的轴向尺寸，选用第四主轴颈两侧面为轴向粗基准。(3)在第四主轴颈两侧上铣出两个工艺平面作为加工连杆颈时的辅助粗基准；(4)在加工主轴颈及同轴心的轴颈外圆时，以质量中心孔为精基准；(5)加工连杆颈时，用加工的法兰和小头的外圆及连杆颈外圆作为精基准。(2)零件表面加工方法的选择曲轴的加工表面有外圆、内孔、端面、键槽及螺纹孔等，材料为。各加工表面加工方法选择如下:外圆曲轴两端外圆面表面粗糙度为1.6um,粗车和精车后可达到要求。各主轴颈、连杆轴颈表面粗糙度0.8um，先经过车拉加工，再经过磨削可达到要求。孔曲轴直油孔和斜油孔，表面粗糙度为12.5um，通过钻孔后可满足加工要求。曲轴两端中心孔采用钻削即可达到加工要求。曲轴两端孔通过钻、扩满足要求，法兰端孔还要经过铰孔以达到加工要求。端面曲轴零件为回转体，以两端面作为定位基准，考虑到生产效率等要求可采用铣削端面，后道工序采用车削可达到要求的表面粗糙度6.3um。键槽根据键槽要求达到的表面粗糙度可采用铣键槽,表面粗糙度为6.3um。螺纹孔先钻孔，利用丝锥攻丝。(3)制定工艺路线机械加工工艺路线是机械加工工艺规程的核心。按照先加工基准面后加工其他表面，先粗基准表面后精基准表面，先主要表面后次要表面以及先加工平面后加工孔等原则进行加工，制订出适合工厂自身条件，确保加工质量、高效和低成本的最佳工艺路线。曲轴加工工艺路线如下：工序1毛坯检测工序2粗铣两端面工序3划两端中心孔线工序4钻中心孔工序5粗车法兰及小端外圆工序6精车法兰及小端外圆工序7铣平衡块两侧工序8粗车第四主轴颈工序9粗磨第四主轴颈工序10车拉全部主轴颈工序11铣曲轴连杆轴颈工序12车平衡块外圆及倒角工序13钻大头端上定位销孔工序14钻直油孔工序15钻斜油孔工序16去毛刺、清洗工序17中频淬火工序18精磨主轴颈和连杆轴颈工序19铣键槽工序20钻两端孔工序21扩小端孔工序22扩、铰法兰端孔工序23钻6个螺纹底孔工序24攻6个螺纹底孔螺纹工序25油孔孔口倒角、抛光工序26擦拭及吹净曲轴工序27磁力探伤及退磁工序28轴颈滚压工序29轴颈变形检测工序30滚压校直工序31轴颈修磨工序32动平衡测量、去重工序33清洗表面铁屑工序34抛光所有轴颈工序35清洗、吹风工序36最终检验工序37防锈。4、工序设计(1)选择加工设备与工艺装备拟定出加工工艺路线后，需要选择各工序的加工设备和工艺装备。如采用的机床，刀具，量具。(2)确定工序尺寸确定曲轴主要加工表面的工序尺寸。前面已确定各圆柱面的总加工余量（毛坯余量），应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。例：①加工小端外圆柱面φ80.2mm例：加工小端外圆柱面φ100.2mm其尺寸精度要求为IT7级，表面粗糙度要求为，其工艺路线为：粗车→精车即可达到加工要求。例：加工法兰外圆柱面φ200.2mm尺寸精度要求为IT7级，表面粗糙度要求为，工艺路线为：粗车→精车。相关资料得：精车余量：0.4mm，粗车余量：3.5mm,计算各加工工序的基本尺寸。例：加工主轴颈外圆柱面φ150mm其尺寸精度要求为IT5级，表面粗糙度要求为0.8um，工艺路线为：粗车→精车→粗磨→精磨,计算各加工工序的基本尺寸。例：加工连杆轴颈外圆柱面φ135mm其尺寸精度要求为IT5级，表面粗糙度要求为0.8um，工艺路线为：粗车→精车→粗磨→精磨。由相关资料得：精磨余量：0.1mm；粗磨余量：0.2mm，粗车余量：0.4mm，则总加工余量为4.0mm。计算各加工工序的基本尺寸。5、确定切削用量及基本工时（1）确定切削用量切削用量包括背吃刀量、进给量和切削速度.（2）基本时间的确定时间定额是指在一定生产条件下，规定一件产品或完成一道工序所需消耗的时间。它是安排作业计划、进行成本核算、确定设备数量、人员编制以及规划生产面积的重要依据。合理的制订时间定额对保证产品质量、提高劳动生产率、降低生产成本都是十分重要的。直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置、以及表面状态或材料性质的工艺过程所消耗的时间称为基本时间。它是时间定额组成中最基本的要素。