曲轴箱箱体工艺及工装毕业设计.doc

摘 要曲轴箱是一种典型的箱体零件，它的作用是容纳和支承其内的所有零部件，保证它们相互间的正确位置，使彼此之间能协调地运转和工作曲轴箱的分割面与轴承孔，箱盖左右两侧缸孔精度要求较高，因此在安排工艺过程时，就需要把各主要表面及孔的粗精加工工序分开在制定曲轴箱工艺过程中，还确定了切削参数，工时定额，并填写了工序卡片分别设计了一套钻联接孔的钻模与镗轴承孔的镗模，并进行了定位误差分析关键词：工艺过程； 切削用量； 工时定额； 专用夹具； 定位误差分析ABSTRACTCrankcase is a typical box part, its role is to hold and all the parts inside the bearing to ensure the correct position between them, so that better coordination to operate and work. Split the crankcase and the bearing bore surface, the to major rough surface and hole finishing operations separately. In the development process card. Were designed a drill hole jig join bearing hole boring and boring model, and location error analysis out.Key words: Process； cutting the amount of fixed working hours； special fixtures； positioning error analysis目 录绪论 11曲轴箱结构特点分析 21.1曲轴箱的结构特点 21.2曲轴箱图样分析 21.3生产纲领的确定 21.4确定毛坏的制造形式 31.5材料的选择 32拟定箱体加工工艺路线 32.1定位基准的选择原则 32.2切削用量的选择原则 32.3曲轴箱的机械加工工艺过程分析 42.4曲轴箱加工工艺路线的确定 43毛坯尺寸、机械加工余量和工序尺寸的确定 53.1曲轴箱箱体： 53.2曲轴箱合箱 64确定切削参数和工时定额的计算 64.1粗铣箱体底面 74.2铣箱体分割面 84.3精铣箱体底面 124.4磨削分割面 144.5钻底面4×Φ18mm孔，锪4×Φ40mm凸台 154.6钻12×Φ16mm孔，锪12×Φ32mm凸台平面 174.7锪Φ60mm凸台平面，钻、攻3×M6mm螺纹 194.8粗镗Φ100mm轴承孔，留精镗余量0.4mm 224.9精镗Φ100mm轴承孔 234.10镗左右两侧Φ100mm缸孔 244.11钻、攻2×M8螺纹孔 254.12钻、攻轴承孔端面6×M8螺纹 285专用夹具的设计 305.1移动式钻模（加工12×Φ16mm孔） 306结论 33参考文献 34致 谢 35II 绪论箱体类零件是箱体类零部件装配时的基础零件，它的作用是容纳和支承其内的所有零部件，并保证它们相互间的正确位置，使彼此之间能协调地运转和工作。

因而，箱体类零件的精度对箱体内零部件的装配精度有决定性影响它的质量，将直接影响着整机的使用性能、工作精度和寿命本课题所涉及的曲轴箱零件是一种典型的、相对复杂的、加工技术要求较高的箱体类零件曲轴箱箱盖、箱体主要加工部分是分割面、轴承孔、缸孔、通孔和螺孔其中轴承孔及箱盖上缸孔要在箱盖、箱体合箱后再进行镗孔及铣削端面的加工其结构有多种孔、面，而且要求都相对较高通过对曲轴箱结构的分析，了解曲轴箱加工的特点，通过对机床夹具总体设计的过程，深入生产实际调查研究，了解工件的工艺过程、本工序的加工要求、工件已加工面及待加工面的情况、基准面选择的情况、可以选用的机床设备及切削用量等在设计过程中，不仅可以巩固相关的专业知识，还将提高查阅设计手册及图册的能力，并熟悉相关的国家标准，锻炼独立解决问题的能力，提高应用绘图软件绘制工程图的 熟练度等可以有效地将大学所学的各方面知识加以运用，为以后毕业就业，从事制造业行业方面的工作，打好基础1曲轴箱结构特点分析1.1曲轴箱的结构特点1）孔径精度：孔径的尺寸精度和几何精度形状精度会影响轴的回转精度和轴承的寿命其中曲轴箱合箱后对轴承孔与两侧缸孔精度要求较高，为IT7级2）孔与孔的位置精度：同一轴线上各孔的同轴度误差和孔的端面对轴线的垂直度误差，会影响主轴的径向跳动和轴向窜动，同时也使温度增加，并加剧轴承磨损。

一般同轴线上各孔的同轴度约为最小孔径尺寸公差的一半其中曲轴箱全箱后对两个Φmm轴承孔的同轴度公差为Φ0.03mm3）主要平面的精度：箱体零件上的装配基面通常即是设计基准又是工艺基准，其平面度误差直接影响主轴与床身联接时的接触刚度，加工时还会影响轴孔的加工精度，因此这些平面必须本身平直，彼此相互垂直或平行其中曲轴箱合箱后对箱盖分割面与箱体分割面的对称度要求为0.02mm4）孔与平面的位置精度：箱体零件一般都要规定主要轴承孔和安装基面的平行度要求，它们决定了主要传动轴和机器上装配基准面之间的相互位置及精度其中箱盖、箱体轴承孔的轴心线对分割面的对称度公差为0.02mm5）表面粗糙度：重要孔和主要表面的粗糙度会影响联接面的配合性质和接触刚度，所以要求较严格，其中曲轴箱箱体与箱盖的分割面的粗糙度要求达到Rz1.6.1.2曲轴箱图样分析1）箱盖、箱体分割面的平面度公差为0.03mm2）轴承孔由箱盖、箱体两部分组成，其尺寸Φmm的分割面位置，对上、下两个半圆孔有对称度要求，其对称度公差为0.02mm3）两个Φmm轴承孔的同轴度公差为Φ0.03mm4）Φ140mm端面对Φmm孔轴心线的垂直度公差为0.03mm。

5）箱盖上部2×Φmm 孔端面对其轴心线的垂直度公差为0.03mm，对Φmm轴承孔轴心线平行度公差为0.03mm1.3生产纲领的确定生产纲领是指企业在计划期内应生产的产品产量和进度计划零件的生产纲领还包括一定的备品和废品数量计划期为一年的生产纲领称为年生产纲领，按下式计算：N=Qn(1+α)(1+β)式中N-零件的年产量，单位为件/年； Q-产品年产量，单位为台/年； n-每台产品中该零件数量，单位为件/台； α-备品百分率；β-废品百分率已经该减速箱年产量Q=1200台/年，备品率α=5%，废品率β=3%即N=Qn(1+α)(1+β) =1200×（1+5%）×（1+3%） =1297件/年1.4确定毛坏的制造形式查《机械制造工艺学》P7表得，重型零件（30kg以上）年产量＞1000件/年，为大批量生产采用金属模机器造型，毛坯的精度较高，毛坯加工余量可适当减少1.5材料的选择由于曲轴箱的形状相对比较复杂，而且它只是用来起连接作用和支撑作用，查阅《机械加工工艺手册》表2.2-2.3，考虑到灰铸铁容易成形，切削性能、强度、耐磨性、耐热性均较好且价格低廉，而且一般箱体零件的材料大都采用铸铁，故选用牌号为HT200的灰铸铁。

表1-1 HT200的力学性能牌号抗压强度/MPa抗剪强度/MPa弹性模量/GPa疲劳极限/MPaHT200588～78524378～10888～1082拟定箱体加工工艺路线2.1定位基准的选择原则2.1.1精基准的选择大批量生产的曲轴箱，通常以底平面（或分割面）和两定位销孔为精基准这种定位方式很简单地限制了工件六个自由度，定位稳定可靠；在一次安装下，可以加工除定位面以外的所有五个面上的孔或平面，也可以作为从粗加工到精加工的大部分工序的定位基准，实现“基准统一”原则，此外，这种定位方式夹紧方便，工件的夹紧变形小；易于实现自动定位和自动夹紧，且不存在基准不重合误差2.1.2粗基准的选择加工曲轴箱箱体或箱盖底平面时，取要加工的面得对称面为粗基准，符合工作表面间相互位置要求原则这样可以保证对合面加工后凸缘的厚薄较为均匀，减少箱体合装时对合面的变形2.2切削用量的选择原则2.2.1粗加工时切削用量的选择粗加工时加工精度与表面粗糙度要求不高，毛坯余量较大因此，选择粗加工的切削用量时，要尽可能保证较高的单位时间金属切削量（金属切除率）和必要的刀具耐用度，以提高生产效率和降低加工成本1）切削深度的选择粗加工时切削深度应根据工件的加工余量和由机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的刚性来确定。

在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，应当尽量将粗加工余量一次切除只有当总加工余量太大，一次切不完时，才考虑几次走刀2）进给量的选择粗加工时限制进给量提高的因素主要是切削力因此，进给量应根据工艺系统的刚性和强度来确定选择进给量时应考虑到机床进给机构的强度、刀杆尺寸、刀片厚度、工件的直径和长度等在工艺系统的刚性和强度好的情况下，可选用大一些的进给量；在刚性和强度较差的情况下，应适当减小进给量3）切削速度的选择粗加工时，切削速度主要受刀具耐用度和机床功率的限制切削深度、进给量和切削速度三者决定了切削速率，在确定切削速度时必须考虑到机床的许用功率如超过了机床的许用功率，则应适当降低切削速度2.2.2精加工时切削用量的选择精加工时加工精度和表面质量要求较高，加工余量要小且均匀因此，选择精加工的切削用量时应先考虑如何保证质量，并在此基础上尽量提高生产效率1）切削深度的选择精加工时的切削深度应根据加工留下的余量确定通常希望精加工余量不要留得太大，否则，当吃刀深度较大时，切削力增加较显著，影响加工质量2）进给量的选择精加工时限制进给量提高的主要因素是表面粗糙度进给量增大时，虽有利于断屑，但残留面积高度增大，切削力上升，表面质量下降。

3）切削速度的选择切削速度提高时，切削变形减小，切削力有所下降，而且不会产生积屑瘤和鳞刺一般选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，尽可能提高切削速度只有当切削速度受到工艺条件限制而不能提高时，才选用低速，以避开积屑瘤产生的范围2.3曲轴箱的机械加工工艺过程分析1）曲轴箱箱盖，箱体主要加工部分是分割面、轴承孔、缸孔、通孔和螺孔，其中轴承孔及箱盖上缸孔要在箱盖、箱体合箱后再进行镗孔及刮削端面的加工，以保证两轴承孔同轴度、端面与轴承孔轴心线的垂直度、缸孔端面与轴承孔轴心线的平行度要求等 2）曲轴箱在加工前，要进行人工时效处理，以消除铸件内应力加工时应注意夹紧位置，夹紧力大小及辅助支承的合理使用主，防止零件的变形3）箱盖、箱体分割面上的12×Φ16mm孔的加工，采用同一钻模，均按外形找正，这样可保证孔的位置精度要求4）曲轴箱箱盖、箱体不具互换性，所以每装配一套必须钻、铰定位销，做标记和编号2.4曲轴箱加工工艺路线的确定曲轴箱的主要加工表面为上、下两平面和两分割面，较重要的加工表面为曲轴箱箱体和箱盖的结合面，以及合箱后的轴承孔，次要加工表面为联接孔、螺纹孔、箱体和箱盖的上下平面等曲轴箱的机械加工路线是围绕着主要表面的加工来安排的。

曲轴箱的加工路线按可分为三个阶段：第一阶段为曲轴箱箱盖的加工；第二阶段为曲轴箱箱体的加工；第三阶段为曲轴箱合箱后的加工第一阶段的加工主要是为其后续加工。