1、 . .PAGE45 / NUMPAGES50畢 業 論 文（科 學 研 究 報 告）題 目汽車發動機四缸曲軸加工工藝與夾具設計院(系)別機電與自動化學院專 業機械工程與自動化級 別2009學 號*姓 名*指導老師* 副教授 * 大 學 教 務 處2013年6月摘 要曲軸是汽車發動機的重要零件。它的作用是把活塞的往復直線運動變成傳動軸的旋轉運動，將作用在活塞的氣體壓力變成扭矩，用來驅動工作機械和發動機各輔助系統進行工作。曲軸在工作時承受著不斷變化的壓力、慣性力和它們的力矩作用，因此要求曲軸具有強度高、剛度大、耐磨性好，軸頸表面加工的尺寸精確，且潤滑可靠。本設計是根據被加工曲軸的技術要求，進行機

2、械工藝規程的設計，然后運用夾具設計基本原理和方法，擬定夾具設計方案，完成夾具結構設計。主要工作有：繪制產品零件圖，了解零件結構特點和技術要求；根據生產類型和所在企業生產條件，對零件進行結構分析與工藝分析；確定毛坯種類與制造方法；擬定零件機械加工工藝過程，選擇各工序的加工設備與工藝設備，確定各工序的加工余量與工序尺寸，計算各工序的切削用量與工時定額；填寫機械加工工藝過程卡片、機械加工工序卡片等工藝卡片；設計指定的專用夾具，繪制裝配總圖和主要零件圖。本次設計主要是為了提高曲軸零件的生產效率，以與加工精度。因此，制定工藝路線時嚴格按照基準先行，先主后次，先粗后精，先面后孔的工藝設計準則。先加工出基準

3、，再用精基準定位加工其它工序。在夾具設計時，選擇的是車曲軸連桿軸頸的工序，定位時選擇兩個V形塊和周向定位釘定位，用壓板夾緊，并且在夾具上設置合適的偏心距。通過本次設計我查閱了許多書籍和行業資料，了解到行業的發展進程和部分先進技術，擴展了我的專業視野，為將來的學習生活都有著重要的影響。關鍵詞：機械制造，加工工藝，曲軸，夾具ABSTRACTCrankshaft is a very important parts of diesel engine. Ist action is change the to and fro straight-line motion of the piston into

4、rotary motion,and change the gas pressure on the piston into torque, that is used to drive executive body and accessory system of the diesel engine. Crankshaft is withstanding the changing pressure, inertia force and the torque. So the crankshaft mast have high strength, high rigidity, high abrasion

5、 resistance and the surface of axle journal must have high precision with well lubricating. This design is on the basis of technical requirement of the crankshaft to design the technological procedure. And then use the fundamental and method of the fixture design to fix the fixture design programme,

6、and complete the structural of the fixture. The main work is: Parts drawing, understand the characteristic of structure and technical requirement; Accroding to the types of manufacturing and the plant conditions of the company we will analyse the structure and craft of the crankshaft; Fix the type a

7、nd manufacturing method of the roughcast; Fix the processing technic of the crankshft,select device and equipment fix the machining allowance and working procedure size and count the cutting specifications and time allowance.; Fix the Processing technological process card and Machine-finishing opera

8、tion card; Design the special fixture and plan the assembling drawing and main parts drawing.This design is in order to improve the crankshaft parts production efficiency, and the machining accuracy. Therefore,when drawing up the process we strict accordance with the design criteria that benchmark f

9、irst,main first then secondary, rough first then essence, surface first ，hole after . First, work out benchmark, again with pure reference positioning processing other processes. In fixture design,I choose the car process of crankshaft connecting rod , When location,I choose two V block and circumfe

10、rential locating pin to positioning, pressed powder compact, and set up appropriate eccentricity on the jig.Accroding to this design I looked through many books and industry information, understand some of the industry development process and advanced technologies,and also expanded my professional f

11、ield.It has important influence on my future study and life.KEYWORDS:MachinemanufactureProcessingcraftCrankshaftfixture目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc1134 摘 要 PAGEREF _Toc1134 I HYPERLINK l _Toc9264 ABSTRACT PAGEREF _Toc9264 II HYPERLINK l _Toc20170 第一章 緒 論 PAGEREF _Toc20170 3 HYPERLINK l _Toc2266

12、8 1.1設計的主要容 PAGEREF _Toc22668 3 HYPERLINK l _Toc26887 1.2國外的研究現狀 PAGEREF _Toc26887 3 HYPERLINK l _Toc3844 第二章 零件分析 PAGEREF _Toc3844 7 HYPERLINK l _Toc13488 2.1零件的作用 PAGEREF _Toc13488 7 HYPERLINK l _Toc25328 2.2曲軸工藝分析 PAGEREF _Toc25328 7 HYPERLINK l _Toc2004 第三章 工藝規程設計 PAGEREF _Toc2004 8 HYPERLINK l

13、_Toc8689 3.1確定毛坯的材料和制造形式 PAGEREF _Toc8689 8 HYPERLINK l _Toc12846 3.2基面的選擇 PAGEREF _Toc12846 8 HYPERLINK l _Toc15082 3.2.1粗基準的選擇 PAGEREF _Toc15082 8 HYPERLINK l _Toc13510 3.2.2精基準的選擇 PAGEREF _Toc13510 8 HYPERLINK l _Toc2483 3.3制定工藝路線 PAGEREF _Toc2483 8 HYPERLINK l _Toc1884 3.4工藝路線方案 PAGEREF _Toc1884

14、 9 HYPERLINK l _Toc3396 3.4機械加工余量、工序尺寸與毛坯尺寸的確定 PAGEREF _Toc3396 10 HYPERLINK l _Toc25174 3.4.1確定加工余量 PAGEREF _Toc25174 10 HYPERLINK l _Toc17523 3.4.2確定工序尺寸與其公差 PAGEREF _Toc17523 11 HYPERLINK l _Toc30994 3.4.3加工余量計算 PAGEREF _Toc30994 11 HYPERLINK l _Toc3456 3.5確定主要工序的切削用量與基本工時 PAGEREF _Toc3456 16 HYP

15、ERLINK l _Toc12230 第四章 專用夾具設計 PAGEREF _Toc12230 37 HYPERLINK l _Toc1782 4.1設計主旨 PAGEREF _Toc1782 37 HYPERLINK l _Toc29007 4.2需要解決的主要問題 PAGEREF _Toc29007 37 HYPERLINK l _Toc9395 4.2.1形狀復雜 PAGEREF _Toc9395 37 HYPERLINK l _Toc11433 4.2.2剛性差 PAGEREF _Toc11433 37 HYPERLINK l _Toc533 4.2.3技術要求高 PAGEREF _T

16、oc533 37 HYPERLINK l _Toc32476 4.2確定夾具設計方案 PAGEREF _Toc32476 38 HYPERLINK l _Toc663 4.2.1選擇定位基準，并確定工件的定位方式與定位元件的結構 PAGEREF _Toc663 38 HYPERLINK l _Toc30117 4.2.2確定工件的夾緊方式，選擇合適的夾緊機構 PAGEREF _Toc30117 38 HYPERLINK l _Toc7277 4.2.4確定銑床夾具與機床間的正確位置 PAGEREF _Toc7277 39 HYPERLINK l _Toc30764 4.3夾緊力的計算 PAGE

17、REF _Toc30764 39 HYPERLINK l _Toc17627 4.3.1切削力的計算 PAGEREF _Toc17627 39 HYPERLINK l _Toc3704 4.3.2工件正確夾緊所需力的計算 PAGEREF _Toc3704 40 HYPERLINK l _Toc29783 4.3.3螺釘夾緊力 PAGEREF _Toc29783 40 HYPERLINK l _Toc17799 4.4夾具的定位精度分析 PAGEREF _Toc17799 40 HYPERLINK l _Toc10429 4.4.1確定的定位方案 PAGEREF _Toc10429 40 HYP

18、ERLINK l _Toc7481 4.4.2誤差分析與計算 PAGEREF _Toc7481 41 HYPERLINK l _Toc15899 第五章 結束語 PAGEREF _Toc15899 42 HYPERLINK l _Toc5736 致 PAGEREF _Toc5736 43 HYPERLINK l _Toc31451 參考文獻 PAGEREF _Toc31451 44第一章 緒 論制造業生產的是具有直接使用價值的產品，而這些產品與社會的生產活動和人民生活息息相關。當今制造業不僅是科學發展和技術發明轉換為現實規模生產力的關鍵環節，并已成為為人類提供生活所需物質財富和精神財富的重要基

19、礎。良好的居住環境，充分的能源供給，便捷的交通和通信設施，豐富多彩的應刷出版、廣播影視和網絡媒體，優良的醫療保健手段，可靠的國家和社會安全以與抵抗自然災害的能力等，均需要制造業的支持。1.1設計的主要容汽車發動機曲軸機械加工工藝規程與夾具設計（生產綱領：大批量生產）。掌握工業規程設計的基本要求，設計工藝規程容與步驟，制作機械加工工藝過程卡片，機械加工工序卡片。掌握專用機床夾具設計的基本要求，設計主軸箱零件加工1主要工序的專用機床夾具，掌握夾具設計的程序與容，繪制夾具總圖和主要零件圖，編寫夾具設計使用說明書。1.2國外的研究現狀伴隨著汽車工業的發展，我國的發動機曲軸生產得到較大的發展，總量已具相

20、當的規模，無論是設計水平，還是產品品種、質量、生產規模、生產方式都有很大的發展。曲軸在發動機中是承受載荷傳遞動力的重要零部件，也是發動機五大零部件中最難以保證加工質量的零部件，其性能、水平直接影響整機的性能水平與可靠性。因此，各工業發達國家十分重視曲軸的生產，不斷改進其材質與加工手段， 以提高其性能水平，滿足發動機行業的需要。近幾年來， 國曲軸加工發展十分迅速。尤其是大功率汽車機曲軸。先進的加工工藝加工出的曲軸質量好、效率高且穩定，伴隨著汽車工業的發展，我國的發動機曲軸生產得到較大的發展，總量已具相當的規模，無論是設計水平，還是產品品種、質量、生產規模、生產方式都有很大的發展。曲軸是柴油機中關

21、鍵零件之一，其材質大體分為兩類：一是鋼鍛曲軸，二是球墨鑄鐵曲軸。由于采用鑄造方法可獲得較為理想的結構形狀，從而減輕質量，且機加工余量隨鑄造工藝水平的提高而減小。球鐵的切削性能良好，并和鋼制曲軸一樣可以進行各種熱處理和表面強化處理，來提高曲軸的抗疲勞強度和耐磨性。而且球鐵中的摩擦所耗功比剛大，減小了工作時的扭轉振動的振幅和應力，應力集中也沒有鋼制曲軸的敏感。所以球磨鑄鐵曲軸在國外得到廣泛采用。 從目前整體水平來看，毛坯的鑄造工藝存在生產效率低，工藝裝備落后，毛坯機械性能還不穩定、精度低、廢品率高等問題。從以下幾個工藝環節采取措施對提高曲軸質量具有普遍意義。熔煉 國外一致認為高溫低硫純凈鐵水的獲得

22、是生產高質量球鐵的關鍵所在。為獲得高溫低硫磷的純凈鐵水，可用沖天爐溶化鐵水，經爐外脫硫，然后在感應電爐中升溫并調整成分。球化處理 孕育處理 沖天爐熔化球鐵原鐵水對銅鉬合金球鐵采用二次孕育。這對于防止孕育衰退，改善石墨形態，細化石墨與保證高強度球鐵機械性能具有重要作用。合金化 配合好銅和鉬的比例對形成珠光體組織十分有利，可提高球鐵的強度，而且銅和鉬還可大大降低球鐵件對壁厚的敏感性。造型工藝 氣流沖擊造型工藝由于粘土造型工藝，課獲得高精度的曲軸鑄件，該工藝制作的砂型具有無反彈變形量的特點，這對于多拐曲軸尤為重要。澆注冷卻工藝采用立澆-立冷，斜澆-斜冷、斜澆-反斜冷三種澆注方式較為理想，其中后一種最

23、好。斜澆-反斜冷的特點是：型腔排氣充分，鐵水充型平穩，澆注系統撇渣效果好，冒口對鑄件的補縮效果好，適應大批量流水線生產。 目前，國大部分專業廠家普遍采用普通機床和專用組合機床組成的流水線生產，生產效率、自動化程序較低。曲軸的關鍵技術項目仍與國外相差1-2個數量級。國外的加工工藝大致可歸納為如下幾個特點：廣泛的采用數控技術和自動線，生產線一般由幾段獨立的自動化生產單元組成，具有很高的靈活性和適應性。采用龍門式自動上下料，集放式機動滾道傳輸，切削液分粗加工與精加工兩段集中供應和回收處理。曲軸的主要加工工序基準中心孔，一般采用質量定心加工方式，這樣在靜平衡時，加工量很少。軸頸的粗加工一般采用數控銑削

24、或車拉工藝。工序質量科達到國粗磨后的水平，且切削變形小、效率高。銑削和車拉是曲軸粗加工的發展方向。國外的曲軸軸磨床均采用CNC控制技術，具有自動進給、自動修正砂輪、自動補償和自動分度功能，使曲軸的磨削精度和效率顯著提高。油孔的加工采用鼓輪鉆床和自動線，近幾年隨著槍鉆技術應用，油孔的加工大已采用槍鉆自動線鉆孔-修緣-拋光。曲軸拋光采用CNC控制的砂帶拋光機，所有軸頸一次拋光只需20秒，粗糙度可達Ra0.4以下，大大減小了發動機的磨合期。動平衡一般采用CNC控制的綜合平衡機，測量，修正一次完成。檢驗一般生產線上配備MARPOSS或HOMWORK綜合檢測機，實現在線檢測，對曲軸的幾乎所有機加工項目均

25、可一次完成檢測、顯示和打印。曲軸的清潔采用專用精洗機定點定位清洗，保證了曲軸清潔度要求。廣泛采用了軸頸過度圓角滾壓技術。專用圓角滾壓機自動控制，對所用軸頸圓角進行一次滾壓，而且滾壓力和滾壓角可自動調節，使圓角處產生最佳的殘余應力，提高了曲軸的疲勞強度。 曲軸熱處理的關鍵技術是表面強化處理，一般均為正火處理，為表面處理做好準備。表面強化處理一般采用感應淬火或氮化工藝，少數廠家還引用了圓角淬火技術和設備。 球鐵曲軸具有諸多優點，國外廣泛采用。但整體水平與國外還有相當差距，出生產規模小，管理落后外，主要差距仍是制造工藝的落后。借鑒國外的先進技術和工藝方法是提高我國曲軸制造水平的捷徑。 夾具是工藝裝備

26、的主要組合部分，在機械制造中占有重要地位。夾具對保證產品質量，提高生產率，減輕勞動強度，擴大機床使用圍，縮短產品試制周期等都具有重要意義。目前，單件、小批量生產正逐漸成為現代機械制造業新的生產模式。在這種生產模式中，要求加工機床和夾具裝備具有更好的柔性，以縮短生產準備時間，降低生產成本，所以，按單一品種設計專用夾具的方法已不能滿足生產發展的要求，而組合夾具正式適應這一生產模式的柔性工裝設備。它對縮短工藝裝備的設計，制造周期，以與產品換型后對原有工裝夾具延續使用起到至關重要的作用。國外為了適應這種生產模式，也把柔性制造系統作為開發新產品的有效手段，并將其作為機械制造業的主要發展。 我國于80年代

27、末開始對組合夾具元件的設計和管理進行了研究和開發，在總結和吸取我國應用和發展槽系夾具經驗的基礎上，根據現代機械加工特征與夾具的發展趨勢，研制了新一代孔系組合夾具系統。此系統發揮了槽系平移可調性和孔的旋轉可調性的優勢，可直接組裝獲得任何直線尺寸和角度尺寸。此系統把大中小三個系列的原件郵寄融為一體，可在一塊多夾具基礎板上，既能組裝單個大工件，又能組裝多個中小零件夾具，有利于裝夾具基礎板長期固定在機床工作臺上，次系統還設有孔系和槽系過渡元件，便于實現孔、槽系夾具元件混合使用。工商大學麻建東和璇開開發的組合夾術應用，油孔的加工大已采用槍鉆自動線鉆孔-修緣-拋光。曲軸拋光采用CNC控制的砂帶拋光機，所有

28、軸頸一次拋光只需20秒，粗糙度可達Ra0.4以下，大大減小了發動機的磨合期。動平衡一般采用CNC控制的綜合平衡機，測量，修正一次完成12。檢驗一般生產線上配備MARPOSS或HOMWORK綜合檢測機，實現在線檢測，對曲軸的幾乎所有機加工項目均可一次完成檢測、顯示和打印。曲軸的清潔采用專用精洗機定點定位清洗，保證了曲軸清潔度要求。廣泛采用了軸頸過度圓角滾壓技術。專用圓角滾壓機自動控制，對所用軸頸圓角進行一次滾壓，而且滾壓力和滾壓角可自動調節，使圓角處產生最佳的殘余應力，提高了曲軸的疲勞強度。 曲軸熱處理的關鍵技術是表面強化處理，一般均為正火處理，為表面處理做好準備。表面強化處理一般采用感應淬火或

29、氮化工藝，少數廠家還引用了圓角淬火技術和設備。 球鐵曲軸具有諸多優點，國外廣泛采用。但整體水平與國外還有相當差距，出生產規模小，管理落后外，主要差距仍是制造工藝的落后。借鑒國外的先進技術和工藝方法是提高我國曲軸制造水平的捷徑。 夾具是工藝裝備的主要組合部分，在機械制造中占有重要地位。夾具對保證產品質量，提高生產率，減輕勞動強度，擴大機床使用圍，縮短產品試制周期等都具有重要意義。目前，單件、小批量生產正逐漸成為現代機械制造業新的生產模式。在這種生產模式中，要求加工機床和夾具裝備具有更好的柔性，以縮短生產準備時間，降低生產成本，所以，按單一品種設計專用夾具的方法已不能滿足生產發展的要求，而組合夾具

30、正式適應這一生產模式的柔性工裝設備。它對縮短工藝裝備的設計，制造周期，以與產品換型后對原有工裝夾具延續使用起到至關重要的作用。國外為了適應這種生產模式，也把柔性制造系統作為開發新產品的有效手段，并將其作為機械制造業的主要發展。 我國于80年代末開始對組合夾具元件的設計和管理進行了研究和開發，在總結和吸取我國應用和發展槽系夾具經驗的基礎上，根據現代機械加工特征與夾具的發展趨勢，研制了新一代孔系組合夾具系統。此系統發揮了槽系平移可調性和孔的旋轉可調性的優勢，可直接組裝獲得任何直線尺寸和角度尺寸。此系統把大中小三個系列的原件郵寄融為一體，可在一塊多夾具基礎板上，既能組裝單個大工件，又能組裝多個中小零

31、件夾具，有利于裝夾具基礎板長期固定在機床工作臺上，次系統還設有孔系和槽系過渡元件，便于實現孔、槽系夾具元件混合使用。工商大學麻建東和璇開開發的組合夾具元件庫，元件庫模塊的核心程序用ohjectARX SDK2.02工具包開發，界面程序用AU TOCAD提供的對話框控制語言DCL(Dialog Cont rol Language)語言開發，在VC+6.0的編譯和聯接，生成的ARX課執行程序在AU TOCAD14下直接加載運行。元件庫可為使用者提供7類組合夾具元件三維圖形的瀏覽以與交互設計功能，并生成三維組合夾具構型圖，在CAD的環境中可進行修改或刪除，工業大學的徐志剛在“廣義隱射原理”的指導下，

32、開發了支持“top-down”風的夾具設計軟件自動化系統。吳玉光博士在這個機構領域取得了較大的突破。提出孔系基礎板組合夾具設計的系統方法。該方法利用連桿機構原理自動確定由直線和圓弧組成定位邊界的零件全部候選定位方案，并提出定位銷可見錐概念和定位銷轉動支點的概念，進行定位方案的卸裝方便性分析。進一步提出瞬心三角形和同向邊的概念，對工件進行可夾緊分析、確定工件邊界的可夾緊圍。其理論水平在國外相關領域開拓了新的局面。第二章 零件分析2.1零件的作用曲軸是汽車發動機的重要零件。它的作用是把活塞的往復直線運動變成旋轉運動，將作用在活塞上的氣體壓力變成扭矩，用來驅動工作機械和汽車發動機各輔助系統進行工作。

33、曲軸在工作時承受著不斷變化的壓力、慣性力和它們的力矩作用，因此要求曲軸具有強度高、剛度大、耐磨性好，軸頸表面加工尺寸精確。2.2曲軸工藝分析曲軸一般是由自由端、功率輸出端和若干個曲拐組成。曲拐由主軸頸、連桿軸頸和曲柄組成。如所示，該曲軸是整體式曲軸，有四個曲拐；主軸頸和連桿軸頸分布在同一平面，四個連桿軸頸在主軸頸兩側呈兩兩分布，相互夾角180。曲軸的工藝特點是：結構復雜，加工的尺寸精度、形位精度和表面質量要求較高；剛性差，屬于易彎曲變形的異性軸類零件。曲軸的主要加工表面有：主軸頸、連桿軸頸與法蘭盤端等。除了在零件圖上的技術要求之外還應滿足以下要求：曲軸半徑公差為0.05mm。主軸頸、連桿軸頸與

34、曲柄連接圓角的R0.4m。各連桿軸頸線之間的角度偏差不大于30。主軸頸、連桿軸頸需高頻淬火，硬度為5562HRC，淬火層深度不小于3mm。曲軸的動力平衡不得大于120gcm。圖2-1圖2-1 零件圖第三章 工藝規程設計3.1確定毛坯的材料和制造形式曲軸要求較高的剛性和沖擊韌性，其形狀尺寸以軸為主，毛坯形狀較復雜，采用QT600-3較合適。大批量生產曲軸可用鍛造，由于生產綱領是大批量生產，是大批量生產故采用模鍛。3.2基面的選擇機械加工的最初工序只能用共件毛坯上未加工表面作為定位基準，這種定位基準稱為粗基準。用已經加工過的表面作定位基準則稱為精基準。在制定零件機械加工工藝規程時，總是先考慮選擇怎

35、樣的精基準定位把工件加工到設計要求，然后考慮選擇怎樣的粗基準定位，把用作精基準的表面加工出來。3.2.1粗基準的選擇粗基準選擇的要求應能保證加工面與非加工表面之間的位置要求與合理分配各加工面的余量。同時要為后續工序提供精基準。具體有以下原則：為了保證加工面與非加工面之間的位置要求，應選擇非加工面為粗基準；為了保證各加工面都有足夠的加工余量，應選擇毛坯余量最小的面為粗基準；為了保證重要加工面的余量均勻，應選擇為粗基準；粗基準應避免重復使用，在同一尺寸方向上，通常只允許使用一次；作粗基準的表面應平整光潔，以使工件定位穩定可靠，夾緊方便。曲軸也是屬于軸類零件，以外圓作為粗基準，可分別以主軸頸和連桿軸

36、頸作為粗基準。3.2.2精基準的選擇精基準選擇時應能保證加工精度和裝夾可靠方便，有以下原則：基準重合原則；基準同一原則；自為基準原則；互為基準原則；保證工件定位準確、夾緊可靠、操作方便的原則。精基準的選擇主要應該考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。本曲軸主要選用加工過的第三主軸頸為精基準。3.3制定工藝路線工藝路線是工藝規程設計的總體布局。其主要任務是選擇零件表面的加工方法、確定加工順序、劃分加工階段。根據工藝路線，可以選擇各工序的工藝基準，確定工序尺寸、設備、工裝、切削用量和時間定額等。在擬定工藝路線時應從實際情況出發，充分考慮應用各種新工藝、新技術的可行性和

37、經濟性。選擇零件表面加工方法的主要根據：零件材料性質與熱處理要求；零件加工表面的尺寸公差等級和表面粗糙度；零件加工表面的位置精度要求；零件的形狀尺寸；生產類型；具體的生產條件。機械加工工序的安排原則：概括為十六字訣：基準先行，先主后次，先粗后精，先面后孔。在零件切削加工工藝過程中，首先要安排加工基準面得工序。作為精基準表面，一般都安排在第一道工序進行加工，以便后續工序利用該基準定位加工其它表面。其次安排加工主要表面。至于次要表面則可在主要表面加工后穿插進行加工。當零件需要分階段進行加工時，即先進行粗加工，再進行半精加工，最后進行精加工和光整加工。總之表面粗糙度值最低的表面和最終加工工序必須安排

38、在最后加工，盡量避免磕碰高光潔的表面。所有機械零件的切削加工總是先加工出平面（端面），然后再加工孔。熱處理工序的安排：預備熱處理的是改善加工性能，為最終熱處理作好準備和消除殘余應力，如正火、退火和時效處理。它安排在粗加工前后和需要消除應力處。最終熱處理的目的是提高力學性能，如調質、淬火、滲碳淬火、滲氮等。調質、淬火、滲碳淬火安排在半精加工之后，精加工之前進行，以便在精加工磨削時糾正熱處理變形。輔助工序的安排：輔助工序主要包括動平衡檢測、檢驗、去毛刺、清洗、涂防銹油等。檢驗工序是主要的輔助工序，重要零件粗加工或半精加工后，重要工序加工之前，零件外送車間加工之前，零件全部加工結束之后都要檢驗。去毛

39、刺也是不可缺少的工序，在成批生產中，對于車削回轉表面的毛刺均由車工去除；對于刨、銑、磨、鉆等表面毛刺均由鉗工去除。3.4工藝路線方案車曲軸前端面，并從兩端面鉆中心孔粗車第一、五主軸頸半精車第一、五主軸頸粗磨第一、五主軸頸粗車第二、三、四主軸頸半精車第二、三、四主軸頸粗磨曲軸第二、三、四主軸頸銑定位面E粗車第一、四連桿軸頸半精車第一、四連桿軸頸粗車第二、三連桿軸頸半精車第二、三連桿軸頸粗磨曲軸第一、四連桿軸頸粗磨曲軸第二、三連桿軸頸粗車曲軸法蘭外圓與端面半精車曲軸法蘭外圓與端面并倒角粗車前端軸與前端鍵槽軸與端面半精車前端軸與前端鍵槽軸與端面粗磨法蘭盤外圓、前端軸與前端鍵槽軸在曲軸法蘭上鉆、鉸八個

40、螺栓孔擴、鉸孔34在曲軸第一五主軸頸上和第二三連桿軸頸上鉆四個6斜油孔電熱淬火精磨曲軸第一、五主軸頸精磨曲軸第二、三、四主軸頸精磨曲軸法蘭外圓和端面精磨曲軸前端軸精磨四個連桿軸頸在曲軸前端銑鍵槽鉆孔10并攻螺紋動平衡檢測去毛刺并吹凈終檢、入庫3.4機械加工余量、工序尺寸與毛坯尺寸的確定選零件材料為QT600-3鋼生產類型為大批量生產，以此為依據確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸與毛坯尺寸。3.4.1確定加工余量合理選擇加工余量對零件的加工質量和整個工藝過程的經濟性都有很大影響，余量過大，則浪費材料與工時、增加機床和刀具的消耗；余量過小，則不能去掉加工前存在的誤差和缺陷層，影響加工質量，造成

41、廢品。故應在保證加工質量的前提下盡量減少加工余量。確定加工余量有以下三種方法：1）分析計算法 通過分析影響加工余量的諸因素并應用理論公式進行計算來確定工序余量；2）查表修正法 實際生產中，加工余量常常是按有關工藝手冊和資料結合具有具體情況加以修正確定的；3）經驗估算法 由一些有經驗的工程技術人員或工人根據經驗，采用類比估算法確定加工余量。3.4.2確定工序尺寸與其公差零件每一道工序加工規定達到的尺寸稱為工序尺寸。工序尺寸與其公差的大小不僅受到工序余量的影響，而且與工藝基準的選擇有密切的關系。工序基準或定位基準與設計基準重合時，使用往前推算的方法就能得到其工序尺寸與公差，先確定各工序余量的基本尺

42、寸再由后往前逐個工序推算，即由零件上的設計尺寸開始，由最后一道工序向前工序推算，直到毛坯尺寸，中間各工序尺寸公差等級都按經濟精度，按入體原則確定極限偏差，毛坯尺寸公差與偏差按相應的標準確定。在復雜的零件加工中，常常是工藝基準不能直接選作設計基準，而必須經過基準換算，將設計尺寸換算成加工工藝所需要的尺寸即工藝尺寸。3.4.3加工余量計算查得到鍛件毛坯各個尺寸的加工余量與公差如圖3.1圖3.1主軸頸（59.35mm）（1）確定加工方案表2.40，對于基本尺寸59.35mm，公差為0.019mm,公差等級為IT6。表2.23，確定加工方案為粗車半精車粗磨精磨。（2）用查表法確定加工余量表2.15，毛

43、坯總余量為=6mm。查表2.44、2.45、2.46：精磨余量=0.1mm；粗磨余量=0.40mm；半精車余量=1.10mm；粗車余量=4.4mm。（3）計算工序尺寸的基本尺寸。精磨以后工序基本尺寸為59.35mm（設計尺寸），各工序基本尺寸依次為：粗磨(59.350.1)mm=59.45mm；半精車(59.450.3)mm=59.75mm；粗車(59.751.0)mm=60.75mm；毛坯(60.755)mm=65.75mm。（4）確定各工序尺寸的公差與基本偏差。查表2.40：精磨IT6；公差值為0.019mm；粗磨IT7；公差值為0.030mm；半精車IT9；公差值為0.074mm；粗車I

44、T11；公差值為0.190mm；毛坯CT10；公差值為2.8mm（表2.7）。工序尺寸按“入體原則”標注：精磨59.35；粗磨59.45；半精車59.75；粗車60.75；毛坯65.75。步驟基本同上，為了簡明以下用表格列出：表3.1主軸頸（59.35mm）工序名稱工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸與偏差精磨0.159.350.01959.35粗磨0.459.450.03059.45半精車1.159.850.07459.85粗車4.460.950.19060.95毛坯6.065.352.80065.35表3.2連桿軸頸（49.35mm）工序名稱工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸與偏差精磨0.144

45、9.350.01649.35粗磨0.449.490.02549.49半精車1.049.790.06249.79粗車5.050.790.16050.79毛坯6.4355.792.80055.79表3.3前端軸（35mm）工序名稱工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸與偏差精磨0.0335.000.01635粗磨0.2035.030.02535.03半精車1.0035.230.06235.23粗車5.0036.230.16036.23毛坯6.2341.232.60041.23表3.4前端鍵槽軸（23mm）工序名稱工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸與偏差精磨0.0323.000.01323粗磨0.323.0

46、30.02123.03半精車0.923.330.05223.33粗車5.024.230.13024.23毛坯6.2329.232.60029.23表3.5第一主軸頸軸向長（mm）工序名稱工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸與偏差半精車1.226.00.033粗車2.427.20.084毛坯3.629.62.600表3.6第五主軸頸軸向長（mm）工序名稱工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸與偏差半精車1.229.00.033粗車2.430.20.084毛坯3.632.62.600表3.7其它主軸頸軸向長（mm）工序名稱工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸與偏差半精車1.228.00.033粗車2.429.2

47、0.084毛坯3.631.62.600表3.8曲軸連桿軸向長（mm）工序名稱工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸與偏差半精車1.226.00.033粗車2.427.20.084毛坯3.629.62.600表3.9法蘭盤外圓（mm）工序名稱工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸與偏差精磨0.03591.0000.022粗磨0.40091.0350.035半精車1.10091.4350.087粗車6.00092.5350.220毛坯7.53598.5353.200表3.10油封軸頂頸（48mm）工序名稱工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸與偏差半精車1.048.00.06248粗車2.049.00.16049毛

48、坯3.051.02.80051表3.11法蘭盤上孔（mm）工序容工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸與偏差鉸孔0.334.00.03934擴孔2.034.30.10034.3毛坯2.336.32.60036.3表3.12法蘭上的八個螺栓孔（10mm）工序名稱工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸與偏差鉸0.20100.01510鉆9.89.80.0589.80.09毛坯表3.13曲軸主軸與連桿軸頸間的四個孔（6mm）工序名稱工序余量工序尺寸工序公差工序尺寸與偏差鉆66160.075毛坯3.5確定主要工序的切削用量與基本工時切削用量主要是指切削速度、經給量和切削深度。影響切削用量的因素有：刀具材料、結構形

49、狀以與剛度；被加工零件的材料與其切削性能、零件的形狀和剛度；機床的性能、功率和剛度；加工方法對加工精度與表面粗糙度的要求；對生產率的要求等。工時定額計算的說明：在一個工序中，實際完成一個零件的加工所需的時間，稱為序單件時間，由以下幾部分組成。直接用于改變生產對象的尺寸、形狀、相對位置、表面狀態或材料性質等工藝過程消耗的時間稱為基本時間。為實現上述過程所進行的的各種輔助動作所消耗的時間，稱為輔助時間。除了作業時間（基本時間與輔助時間之和）以外，每道工序的單件時間還包括布置工作地間、休息與生理時間和準備與終結時間。由于 式（3.1）設計中取18%計算； 式（3.2）設計中取5%計算； 式（3.3）

50、設計中取3%計算；設計中取4%計算； 式（3.4） 所以在以下計算中，僅算就可直接得到與。具體各工序的切削用量與工時定額確定如下：工序1：車曲軸前端面，并從兩端面鉆中心孔工步1鉆中心孔1.進給量的確定，由表選取=0.2mm/r2.切削速度的計算，由表選取=12m/min，由公式 式（3.5）求出318.47r/min。選取n=320r/min，將此轉速帶入公式 式（3.6）求出實際切削速度v=12.057m/min。3.基本時間的計算l=10.21mm,查表得=12mm,l2=0將上述結果帶入公式 式（3.7）求出0.347min=20.8s。輔助時間：=0.18=3.7s。由于要鉆兩個端面的

51、中心孔，所以兩面轉中心孔時間一樣。工步2車曲軸端面1背吃刀量確定，1.5mm。2進給量的確定, 選取=0.5mm/r。3選取=100。4基本時間的計算車曲軸前端面：d=23mm，根據=26mm，取=6mm將上述結果帶入公式 式（3.8）本工序總的工時：=0.29min=17.4s。輔助時間：=0.18=3.13。工序2：粗車第一、五主軸頸工步1粗車第一主軸頸1.刀具選擇，450硬質合金外圓車刀；2.背吃刀量的確定，選取2.2mm；3.進給量的確定，由表選取0.7。4.切削速度的計算，由表選取=65，由公式（3.5），求出345選取=350，將此轉速代入公式（3.6），求出實際切削速度65.94

52、。5.基本時間的計算l=26mm，根據=35mm，取=3mm，查表得=6mm。將上述結果帶入公式（3.7），求出0.24=14.2。輔助時間：=0.18=2.56。工步2粗車第五主軸頸1.刀具選擇，450硬質合金外圓車刀；2背吃刀量的確定，選取2.2mm；3進給量的確定，由表選取0.7。4切削速度的計算，由表選取=65，由公式（3.5），求出345。選取=350，將此轉速代入公式（3.6），求出實際切削速度65.94。5基本時間的計算l=29mm，根據=35mm，取=3mm，查表得=6mm。將上述結果帶入公式（3.7），求出0.26=15.7。輔助時間：=0.18=2.8。工序3：半精車第一、

53、五主軸頸工步1半精車第一主軸頸1.刀具選擇，450硬質合金外圓車刀；2.背吃刀量的確定，選取1.1mm；3.進給量的確定，由表選取0.5。4.切削速度的計算，由表選取=80，由公式（3.5），求出424。選取=425，將此轉速代入公式（3.6），求出實際切削速度80.07。5.基本時間的計算l=26mm，根據=35mm，取=3mm，查表得=6mm。將上述結果帶入公式（3.7），求出0.14=8.2。輔助時間：=0.18=1.5。工步2半精車第五主軸頸1.刀具選擇，450硬質合金外圓車刀；2背吃刀量的確定，選取1.1mm；3進給量的確定，由表選取0.5。4切削速度的計算，由表選取=80，由公式（

54、3.5），求出424。選取=425，將此轉速代入公式（3.6），求出實際切削速度80.07。5基本時間的計算l=29mm，根據=35mm，取=3mm，查表得=6mm。將上述結果帶入公式（3.7），求出0.15=9.0。輔助時間：=0.18=1.6。工序4：粗磨第一、五主軸頸工步1粗磨第一主軸頸1.刀具選擇，砂輪；2背吃刀量，選取ap=0.4mm；3進給量的確定，由表選取0.05。4磨削速度的計算，由表選取=40，由公式（3.5），求出212。選取=220，將此轉速代入公式（3.6），求出實際切削速度41.45。5基本時間的計算l=26mm，根據=35mm，取=3mm，查表得=6mm。將上述結果

55、帶入公式（3.7），求出0.55=32.73。輔助時間：=0.18=5.89。工步2粗磨第五主軸頸1.刀具選擇，砂輪；2背吃刀量，選取ap=0.4mm；3進給量的確定，由表選取0.05。4切削速度的計算，由表選取=40，由公式（3.5），求出221。選取=220，將此轉速代入公式（3.6），求出實際切削速度41.45。5基本時間的計算l=29mm，根據=35mm，取=3mm，查表得=6mm。將上述結果帶入公式（3.7），求出0.55=33。輔助時間：=0.18=6.12。工序5：粗車第二、三、四主軸頸工步1粗車第二主軸頸1.刀具選擇，450硬質合金外圓車刀；2.背吃刀量的確定，選取2.2mm；

56、3.進給量的確定，由表選取0.7。4.切削速度的計算，由表選取=65，由公式（3.5），求出345。選取=350，將此轉速代入公式（3.6），求出實際切削速度65.94。5.基本時間的計算l=28mm，根據=35mm，取=3mm，查表得=6mm。將上述結果帶入公式（3.7），求出0.25=15.2。輔助時間：=0.18=2.73。工步2粗車第三主軸頸1.刀具選擇，450硬質合金外圓車刀；2.背吃刀量的確定，選取2.2mm；3.進給量的確定，由表選取0.7。4.切削速度的計算，由表選取=65，由公式（3.5），求出345。選取=350，將此轉速代入公式（3.6），求出實際切削速度65.94。5.

57、基本時間的計算l=28mm，根據=35mm，取=3mm，查表得=6mm。將上述結果帶入公式（3.7），求出0.25=15.2。輔助時間：=0.18=2.73。工步3粗車第四主軸頸1.刀具選擇，450硬質合金外圓車刀；2.背吃刀量的確定，選取2.2mm；3.進給量的確定，由表選取0.7。4.切削速度的計算，由表選取=65，由公式（3.5），求出345。選取=350，將此轉速代入公式（3.6），求出實際切削速度65.94。5.基本時間的計算l=28mm，根據=35mm，取=3mm，查表得=6mm。將上述結果帶入公式（3.7），求出0.25=15.2。輔助時間：=0.18=2.73。工序6：半精車第

58、二、三、四主軸頸工步1半精車第二主軸頸1.刀具選擇，450硬質合金外圓車刀；2.背吃刀量的確定，選取1.1mm；3.進給量的確定，由表選取0.5。4.切削速度的計算，由表選取=80，由公式（3.5），求出424。選取=425，將此轉速代入公式（3.6），求出實際切削速度80.07。5.基本時間的計算l=28mm，根據=35mm，取=3mm，查表得=6mm。將上述結果帶入公式（3.7），求出0.146=8.7。輔助時間：=0.18=1.6。工步2半精車第三主軸頸1.刀具選擇，450硬質合金外圓車刀；2.背吃刀量的確定，選取1.1mm；3.進給量的確定，由表選取0.5。4.切削速度的計算，由表選取

59、=80，由公式（3.5），求出424。選取=425，將此轉速代入公式（3.6），求出實際切削速度80.07。5.基本時間的計算l=28mm，根據=35mm，取=3mm，查表得=6mm。將上述結果帶入公式（3.7），求出0.146=8.7。輔助時間：=0.18=1.6。工步3半精車第四主軸頸1.刀具選擇，450硬質合金外圓車刀；2.背吃刀量的確定，選取1.1mm；3.進給量的確定，由表選取0.5。4.切削速度的計算，由表選取=80，由公式（3.5），求出424。選取=425，將此轉速代入公式（3.6），求出實際切削速度80.07。5.基本時間的計算l=28mm，根據=35mm，取=3mm，查表得

60、=6mm。將上述結果帶入公式（3.7），求出0.146=8.7。輔助時間：=0.18=1.6。工序7：粗磨第二、三、四主軸頸工步1粗磨第二主軸頸1.刀具選擇，砂輪；2背吃刀量，選取ap=0.4mm；3進給量的確定，由表選取0.05。4切削速度的計算，由表選取=40，由公式（3.5），求出212。選取=220，將此轉速代入公式（3.6），求出實際切削速度40.03。5基本時間的計算l=28mm，根據=35mm，取=3mm，查表得=6mm。將上述結果帶入公式（3.7），求出0.45=27。輔助時間：=0.18=4.86。工步2粗磨第三主軸頸（同工步1）工步3粗磨第四主軸頸（同工步1）工序8銑定位面