机械一班黄垂耀号三拐曲轴设计书.doc

个人收集整理 勿做商业用途机械加工工艺规程设计案例设计题目设计如下图所示的三拐曲轴的机械加工工艺规程设计内容（1） 零件设计图材料：2张（2） 机械加工工艺规程卡片：1套（3） 课程设计说明书:1份班 级 09机械一班 设 计者 黄垂耀 指导老师 程伟 2011年12月18日三拐曲轴零件示意图三拐曲轴零件的工艺分析及其制造隔膜泵是长距离管道化输送的关键设备, 也是输送磨砺性料浆的理想设备， 是开采行业及化工行业的重要设备之一, 近几年一直从国外购进.由于国内需求旺盛， 在20 世纪90年代我国究,由中国有色(沈阳）冶金机械有限公司制造的高压力大流量隔膜泵, 成功的应用在矿山尾矿、氧化铝输送、水泥、水煤浆、化工、化肥等行业。该设备在国内市场占据主导地位.三拐曲轴是隔膜泵的关键部件, 是决定生产成本及实用性的重要部件之一.三拐曲轴的加工工艺经过了三次演变， 最终选择了三拐整体锻造工艺方案。1。隔膜泵关键部件三拐曲轴的演变、发展过程1.1锻造三支单拐曲轴、再连接成三拐优点是: 设计简单, 锻造生产容易, 尺寸也容易控制， 内部质量比较稳定.缺点是三支单拐曲轴连接成三拐的装配技术复杂， 虽然性能指标达到了, 但是连接的三拐曲轴体积大, 相应的附件体积也较大, 最终造成隔膜泵整体空间大， 占地面积较大, 生产成本高， 不美观。1.2整体熔铸三拐曲轴优点是: 熔铸简单, 三拐曲轴体积小， 成本低。缺点是三拐曲轴的质量不稳定, 使用寿命短.1。3整体锻造三拐曲轴优点是: 三拐曲轴的金属流线好, 质量好且稳定， 使用寿命长。在保证使用性能的条件下三拐曲轴各部位尺寸减少很多， 相应的附件体积减小,因而隔膜泵整体空间相对减小而且美观。缺点是整体锻造三拐曲轴锻造难度大， 120三拐很难保证准确。2。工艺分析2.1零件图样分析l）55mm两轴径同轴度公差为0.03mm.2）1：20锥度部分对A-B轴心线同轴度公差为0.03mm。3)三个拐径分别对A-B轴心线平行度公差为0。03mm。4)热处理，人工时效处理227270HBS.5）曲轴材料为QT600-3.2。2该工件为三拐曲轴，其形状复杂，加工技术要求较高。为加工三拐径，应制做专用工装 (通常工厂称为分度转夹具），其要求为,能够均分三等份 （曲轴三拐径偏心距为60mm），并要保证回转平衡。2。3工件加工时应将粗、精车分开，必要时也可以将粗、精磨分开,这样有利于工件加工精度。2。4为了使用回转分度夹具加工曲轴的三个拐径，在铸造工序上有意加大曲轴左端轴径尺寸，留出工艺键槽的加工余量。2。5所有轴径及轴径线上的各部尺寸的加工均以两中心孔为定位基准，所以同轴度均由设备 (工艺）来保证。如需要检查两轴径同轴度，可以用一对标准的V形块支撑两个55mm铀径，用百分表测量。2。6工件1:20锥度的检查采用专用环规检查。2。7曲轴偏距的检测可以参照单揭曲轴偏心距的检测方法进行检测。2。8三个拐径120均布的检查，可参看图219，用一对标准V形块 （V形块安放在标准平台上)，支撑工件两端轴径55mm，然后调整两端便支撑处轴径的轴心线与平台平行。图1三拐曲轴120等分检测示意图 用高度尺测量尺寸AA，使拐径中心和轴径中心连接在水平面夹角为30,通过计算算出拐径角度误差。 AA尺寸的计算方法： AA=BB=BB-+ 式中 AA-标准30位置拐径计算的理论值(各辆径、拐径尺寸均为实测值）（mm）; BB-支承轴径外圆实际高度（mm)； De曲轴轴径实际尺寸（mm）; D-曲轴拐径实际尺寸(mm); E偏心距（mm)。 按计算出AA尺寸调整好一侧拐径位置之后,测量与之相对应的拐径高度值B，若B值与AA值相等,即等分合格;若B值与AA值不相等,这时应计算出拐径中心和轴径中心连线与水平面的夹角： sin=(见图1） m= n=B（BB）=BBB+m=-(B-BB+）=-B+BB-sin=（B+BB）/E式中拐径中心和支承轴中心连线与水平面的夹角; B-实际测量尺寸；m、n-为计算值而给出的中间变量。=30如果为负值,则此拐径与标准30位置拐径夹角小于120,反之夹角大于120。2.9拐径轴线对轴径的轴线平行度误差,可在图2-19的基础上测出拐径外圆最高点处最长距离的两点差值，即为两轴线的平行度误差，三个拐径分别测量即可。3。技术要求及其机械加工工艺过程卡三拐曲轴零件图如图2所示.锻件要符合JB /T5000。 81998 标准； 超声波探伤符合GB /T64025991!级标准; 材料应符合JB /T6396-1992标准。图2三拐曲轴零件示意图工序号工序名称工序内容工艺装备1铸铸造（左端55mm处铸造尺寸为75mm)2清砂清砂3热处理人工时效处理4清砂细清砂5涂漆非加工表面涂红色防锈漆6划线按毛坯外形找正，照顾各加工面,划外形尺寸线7铣经两轴径部分定位压紧分别铣两个端面保证总长尺寸520mm，钻左端中心孔B4X62W(端铣）8粗车夹右端外圆，找正两轴径外圆。顶左端中心孔，车两轴径处,其中1:20一端（右端)尺寸为62mm，另一端（左端)尺寸为70mm(工艺尺寸）CW61639粗车倒头装夹工件左端70mm处,中心架夹带锥一端62mm轴径上,钻右端中心孔B4，粗车锥度一端各部尺寸,留加工余量5mm（其中70mm车至图样尺寸）CW616310划线在左端70mm轴径上划键槽线深5mm、宽10mm、长35mm(工艺用键槽）,注意与靠70mm最近的拐在同一平面内11铣以两70mm定位装夹工件铣键槽5mm10mm35mmX52K12粗车采用专用工装装病例工件粗车曲轴三个拐径及拐径两个侧面，（专用工装为转夹具，可进行三等分分度）留加工余量5mm专用工装CW616313精车采用专用工装装夹工件精车曲轴三个拐径及拐径两个侧面，留磨量0。8mm1mmCW616314精车夹工件左端，顶右端中心孔，车工件右端各部尺寸，留加工余量0。81mm，车1：20锥度留加工余量1mmCW616315精车倒头，采用两顶尖装夹工件，车左端尺寸55mm至55mm，倒角R5CW616316检验检查曲轴偏心距17磨以两中心孔定位装夹工件（专用工装)，磨拐径三处至图样尺寸55mm，靠磨拐径两侧及圆角R5M824018磨以两中心孔定位装夹工件,磨轴径两处55mm至图样尺寸磨50mm至图样尺寸M1432A19磨夹工件左端,中心架夹右端55mm处，找正，磨1：20锥度至图样尺寸M1432A锥度环规铜皮20划线划12mm6mm键槽21铣以两轴径定位装夹工件铣12mm6mm键槽X52K22钳修锉飞刺23检验磁粉探伤24检验按图样检验工件各部尺寸精度25入库涂油入库表3三拐曲轴机械加工工艺过程卡4。工艺方案4。1整体锻造三拐曲轴工艺流程冶炼精炼铸坯电渣重熔热送加热锻造锻后退火探伤划线交货4.2制作特殊工具4。2.1制作空间立体的120􀀂的角度尺。4.2。2制作半圆及三角.4。2。3制作一对较高的弧度较大的型砧。4.3三拐曲轴锻造工序步骤4。3。1根据三拐曲轴零件图样计算出三拐曲轴的锻造重量、再选择合适的钢锭重量。4。3.2将钢锭加热到12001220C4。3。3钢锭采用两次镦粗来保证三拐曲轴的内部质量。4.3。4锻造需要34火次,最后一火锻造温度控制1160-1180C4.3.5将钢锭锻造至直径980mm，以第二拐为中心将坯料分成三份， 再用半圆压印和三角压刻.注意压刻深度, 以免造成小尺现象。4。3.6用特殊工具将第二拐锻出， 再旋转120用特殊角度尺分别将一拐和三拐锻造成型， 再将两端轴径归圆锻造至工艺尺寸。4.3。7锻后热处理5三拐曲轴加工结论5。1整体锻造的三拐曲轴的尺寸、重量减少很多.5.2采用特殊的砧子和120的角度尺配合操作， 锻造操作比较简单， 合格率高.5。3整体锻造的三拐曲轴工艺合理, 原料投入少， 成本低。5.4从内部质量上看, 金属流线合理， 质量全部达到标准要求。5.5整体锻造三拐曲轴已经形成批量、形成系列； 生产的隔膜泵在国外已经打开市场.参考文献1兰建设，曹龙斌。机械制造应用技术。北京:机械工业出版社，20062吴新佳。机械制造工艺装备。西安：西安电子科技大学出版社，20063杨叔子.机械加工工艺师手册。北京：机械工业出版社，20024刘杰华，住昭蓉.金属切削与刀具使用技术.北京：国防工业出版社,20065陈宏鈞。机械加工技师综合手册.北京：机械工业出版社，2006