柴油机曲轴及其夹具设计

4.5 绘制夹具总装图????????????????????????21 5结论????????????????????????????????22 参考文献???????????????????????????????22 致谢?????????????????????????????????23 附录?????????????????????????????????23

柴油机曲轴机械加工工艺及夹具设计

学 生：陈 卓 指导老师：董 亮

（湖南农业大学东方科技学院，长沙 410128）

摘 要：曲轴是柴油发动机的重要零件。它的作用是把活塞的往复直线运动变成旋转运动，

将作用在活塞的气体压力变成扭矩，用来驱动工作机械和柴油发动机各辅助系统进行工作。本设计是根据被加工R180柴油机曲轴的技术要求，进行机械工艺规程设计，然后运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计。主要工作有：绘制产品零件图，了解零件的结构特点和技术要求；根据生产类型和所在企业的生产条件，对零件进行结构分析和工艺分析；确定毛坯的种类及制造方法；拟定零件的机械加工工艺过程，选择各工序的加工设备和工艺设备，确定各工序的加工余量和工序尺寸，计算各工序的切削用量和工时定额；填写机械加工工艺过程卡片、机械加工工序卡片等工艺卡片；设计指定的专用夹具，绘制装配总图和主要零件图。

关键词：机械制造;加工工艺;曲轴;夹具

The Diesel Engine Crankshaft’s Processing Technology and the

Fixture Design

Author:Chen Zhuo Tutor:Dong Liang

(Oriental Science ＆Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)

Abstract:Crankshaft is a very important parts of diesel engine. Is action is change the to and fro straight-line motion of the piston into 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. This design is on the basis of technical requirement of the R180 diesel engine crankshaft to design the technological procedure. And then use the fundamental and method of the fixture design to fix the fixture design programme 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 and manufacturing

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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 operation card; Design the special fixture and plan the assembling drawing and main parts drawing.

Key words: Machine manufacture, Processing craft, Crankshaft, fixture

1 前言

制造业生产的是具有直接使用价值的产品，而这些产品与社会的生产活动和人民生活息息相关。当今制造业不仅是科学发展和技术发明转换为现实规模生产力的关键环节，并已成为为人类提供生活所需物质财富和精神财富的重要基础。良好的居住环境，充分的能源供给，便捷的交通和通信设施，丰富多彩的应刷出版、广播影视和网络媒体，优良的医疗保健手段，可靠的国家和社会安全以及抵抗自然灾害的能力等，均需要制造业的支持。[2]

1.1 设计的主要内容

柴油发动机曲轴机械加工工艺规程与夹具设计（生产纲领：大批量生产）。 掌握工业规程设计的基本要求，设计工艺规程内容及步骤，制作机械加工工艺过程卡片，机械加工工序卡片。

掌握专用机床夹具设计的基本要求，设计主轴箱零件加工2个主要工序的专用机床夹具，掌握夹具设计的程序与内容，绘制夹具总图和主要零件图，编写夹具设计使用说明书。

1.2 国内外的研究现状

伴随着汽车工业的发展，我国的发动机曲轴生产得到较大的发展，总量已具相当的规模，无论是设计水平，还是产品品种、质量、生产规模、生产方式都有很大的发展。曲轴在发动机中是承受载荷传递动力的重要零部件，也是发动机五大零部件中最难以保证加工质量的零部件，其性能、水平直接影响整机的性能水平及可靠性。因此，各工业发达国家十分重视曲轴的生产，不断改进其材质及加工手段， 以提高其性能水平，满足发动机行业的需要。近几年来， 国内曲轴加工发展十分迅速。尤其是大功率柴油机曲轴。先进的加工工艺加工出的曲轴质量好、效率高且稳定，伴随着汽车工业的发展，我国的发动机曲轴生产得到较大的发展，总量已具相当的规模，无论是设计水平，还是产品品种、质量、生产规模、生产方式都有很大的发展。

2 柴油机曲轴工艺设计

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2.1 分析零件图

2.1.1 零件的作用

曲轴是柴油机的一个主要零件。曲轴主要用于作往复运动的机械中。 2.1.2 零件的工艺分析

曲轴图样的视图、尺寸、公差和技术要求齐全、正确；零件选用材料为QT800-2，该材料具有较高的强度、韧性和塑性，切削性能良好；结构工艺性比较好。

根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。

2.2 确定生产类型

已知零件的年生产纲领为大批量生产，所以初步确定工艺安排的基本倾向为：加工设备以自动化和专用设备为主，通用设备为辅；机床按流水线或自动线排列；采用高效专用夹具；广泛采用专用夹具；广泛采用专用量具、量仪和自动检验装置。这样生产效率高。

2.3 确定毛坯

2.3.1 确定毛坯种类

根据零件材料确定毛坯为铸件。并依其结构形状、尺寸大小和生产类型，毛坯的铸造方法选用金属模机械砂型铸造。根据《机械制造工艺及设备设计指导手册》表15—5铸件尺寸公差等级采用CT9级。 2.3.2 确定铸件余量及形状

根据《机械制造工艺及设备设计指导手册》表15—7，取加工余量为MA-G级。查《机械制造工艺及设备设计指导手册》表15—8确定各表面的铸件机械加工余量。

对于金属模机械砂型铸造，根据《机械制造工艺及设备设计指导手册》表15—9铸件最小孔的直径，故本零件上的孔不铸出。 2.3.3 画铸件—零件综合图（见曲轴零件毛坯图）

2.4 机械加工工艺过程设计

2.4.1 选择表面加工方法

根据各表面加工要求和各种加工方法所能达到的经济精度，查《机械制造工艺及设备设计指导手册》表15—32～表15—34选择零件主要表面（依次为从长头到短头）的加工方法与方案如下：

M36X2螺纹：粗车（IT12）—精车（IT6）—割槽Ф33X4.8（IT11）—车螺纹M36X2。 1：8圆锥面：粗车（IT12）—半精车（IT10）—铣键槽12N9（IT8）—磨削（IT6）。 Ф45圆柱面：粗车（IT12）—半精车（IT10）—磨削（IT6）—抛光（IT5）。 Ф50圆柱面：粗车（IT12）—半精车（IT10）—割槽Ф47X2.2—粗磨（IT7）—精磨（IT6）。

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