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附件 5 2009 屆本科生畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 中期匯報(bào)表 填表日期 2009 4 25 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 院 工程學(xué)院 姓 名 王光輝 指導(dǎo)教師 郭占斌 論文 設(shè)計(jì) 題 目 曲軸加工工藝及其卡具的改進(jìn) 畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 前期工作小結(jié) 1 總體情況 在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)和熱心幫助下 我對(duì)本次設(shè)計(jì)的基本思路已經(jīng)比較清晰 有了比較明確的設(shè)計(jì)目的 更加系統(tǒng)的了解全方位除草機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn) 我去書(shū)館查 閱很多關(guān)于本設(shè)計(jì)的相關(guān)資料 已經(jīng)擬定出一套設(shè)計(jì)方案 說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)正在進(jìn)行 中 2 設(shè)計(jì)基本情況 根據(jù)曲軸加工以及曲軸卡具加工的技術(shù)要求 參照現(xiàn)有關(guān)鍵部件進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化 全面設(shè)計(jì) 我通過(guò)查閱資料和老師的指導(dǎo) 方案已經(jīng)確定 草圖已經(jīng)初步成型 畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 前期工作小結(jié) 3 設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題 在設(shè)計(jì)過(guò)程中自然會(huì)遇到許多各個(gè)方面的問(wèn)題 例如數(shù)據(jù)的計(jì)算和確定 CAXA 電子圖版的具體使用和摸版模塊的選取等 由于對(duì)于 CAXA 的配套模塊掌握 的不是很熟練 所以在制圖過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到一些阻礙 不過(guò)在仔細(xì)鉆研和對(duì)老 師同學(xué)們的幫助下 還是一一克服 也逐漸熟練的掌握了 CAXA 電子圖版 盡管 對(duì)于以后的設(shè)計(jì)還會(huì)存在著這樣那樣的問(wèn)題和難以處理的阻礙 但是我相信在指 導(dǎo)教師的幫助和我刻苦研究下能完成設(shè)計(jì)所要求的內(nèi)容 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽名 1 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 開(kāi)題報(bào)告 學(xué)生姓名 王光輝 學(xué) 號(hào) 20054024161 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 設(shè)計(jì) 論文 題目 曲軸加工工藝及其夾具的設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 郭占斌 2009 年 3 月 18 日 2 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 開(kāi) 題 報(bào) 告 文 獻(xiàn) 綜 述 1 改進(jìn)曲軸夾具的目的及意義 曲 軸 作 為 引 擎 的 主 要 旋 轉(zhuǎn) 機(jī) 件 裝 上 連 桿 后 可 承 接 連 桿 的 上 下 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) 變 成 循 環(huán) 旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) 是 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 上 的 一 個(gè) 重 要 的 機(jī) 件 其 材 料 是 由 碳 素 結(jié) 構(gòu) 鋼 或 球 墨 鑄 鐵 制 成 的 有 兩 個(gè) 重 要 部 位 主 軸 頸 連 桿 頸 還 有 其 他 主 軸 頸 被 安 裝 在 缸 體 上 連 桿 頸 與 連 桿 大 頭 孔 連 接 連 桿 小 頭 孔 與 汽 缸 活 塞 連 接 是 一 個(gè) 典 型 的 曲 柄 滑 塊 機(jī) 構(gòu) 曲 軸 的 潤(rùn) 滑 主 要 是 指 與 搖 臂 間 軸 瓦 的 潤(rùn) 滑 和 兩 頭 固 定 點(diǎn) 的 潤(rùn) 滑 這 個(gè) 一 般 都 是 壓 力 潤(rùn) 滑 的 曲 軸 中 間 會(huì) 有 油 道 和 各 個(gè) 軸 瓦 相 通 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 運(yùn) 轉(zhuǎn) 以 后 靠 機(jī) 油 泵 提 供 壓 力 供 油 進(jìn) 行 潤(rùn) 滑 降 溫 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 工 作 過(guò) 程 就 是 活 塞 經(jīng) 過(guò) 混 合 壓 縮 氣 的 燃 爆 推 動(dòng) 活 塞 做 直 線 運(yùn) 動(dòng) 并 通 過(guò) 連 桿 將 力 傳 給 曲 軸 由 曲 軸 將 直 線 運(yùn) 動(dòng) 轉(zhuǎn) 變 為 旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) 曲 軸 的 旋 轉(zhuǎn) 是 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 動(dòng) 力 源 也 是 整 個(gè) 船 的 源 動(dòng) 力 2 曲軸加工工藝及夾具的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀 1 20 世紀(jì) 70 年代以前 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸粗加工采用的加工方式是多刀車(chē)床車(chē)削曲軸主 軸頸和連桿軸頸 采用這種方式加工精度較低 柔性很差 工序質(zhì)量穩(wěn)定性低 且容易產(chǎn)生較大的內(nèi)部應(yīng)力 難以達(dá)到合理的加工余量 在粗加工后一般需 要進(jìn)行去應(yīng)力回火處理 釋放應(yīng)力 因此粗加工需要給后續(xù)精加工工序留較大 的加工余量 以去除彎曲變形量 曲軸精加工采用的是普通磨削工藝 一般采 用 MQ8260 曲軸磨床粗磨 半精磨 精磨 拋光 通?？渴止げ僮?加工質(zhì)量不穩(wěn) 定 廢品率較高 2 20 世紀(jì) 70 年代到 80 年代左右 曲軸粗加工采用 CNC 車(chē)削 CNC 外銑加工 加 工狀況有所改善 精加工仍以普通磨床磨削工藝為主 3 20 世紀(jì) 80 年中期又出現(xiàn)了 CNC 內(nèi)銑工藝 CNC 內(nèi)銑加工性能指標(biāo)要高于 CNC 外 銑加工 尤其是對(duì)于鍛鋼曲軸 內(nèi)銑更有利于斷屑 精加工工藝多采用半自動(dòng) 曲軸磨床 頭架和尾座同步傳動(dòng) 加工精度有一定的提高 4 1985 年到 1990 年左右開(kāi)發(fā)出了曲軸車(chē)?yán)?車(chē) 車(chē)?yán)に?圖 1 為雙刀盤(pán)車(chē) 車(chē)?yán)?該工藝具有 精度高 效率高等優(yōu)點(diǎn) 特別適合于平衡塊側(cè)面 不需要加工且軸頸有沉割槽 包括軸向沉割槽 的 曲軸 加工后曲軸可直接進(jìn)行精磨 省去粗磨工 序 曲軸精加工已少量采用數(shù)控磨床磨削工藝 尺寸的一致性得到改善 5 20 世紀(jì) 90 年代中期又開(kāi)發(fā)出 CNC 高速外銑 圖 2 為雙刀盤(pán)高速外銑 它對(duì)平衡塊側(cè)面需要加工的 曲軸 比 CNC 車(chē)削 CNC 內(nèi)銑 車(chē) 車(chē)?yán)纳a(chǎn)效率還要高 另外 CNC 車(chē) 車(chē) 拉工藝加工連桿軸頸要二道工序 CNC 高速外銑只要一道工序就能完成 具有以 下優(yōu)點(diǎn) 切削速度高 可高達(dá) 350m min 切削時(shí)間較短 工序循環(huán)時(shí)間較短 圖 2 雙刀盤(pán)高速外銑 3 切削力較小 工件溫升較低 刀具壽命高 換刀次數(shù)少 加工精度更高 柔性 更好 所以 CNC 高速外銑將是曲軸主軸頸和連桿軸頸粗加工的發(fā)展方向 精加 工使用數(shù)控磨床 采用靜壓主軸 靜壓導(dǎo)軌 靜壓進(jìn)給絲杠 砂輪頭架 和線性 光柵閉環(huán)控制等控制裝置 使各尺寸公差及形位公差得到可靠的保證 精加工 還廣泛使用數(shù)控砂帶拋光機(jī)進(jìn)行超精加工 經(jīng)超精加工后的曲軸軸頸表面粗糙 度至少提高一級(jí)精度 20 世紀(jì) 90 年代開(kāi)發(fā)的 CBN 高速磨削 英國(guó) LANDIS 公司生產(chǎn)的曲軸磨床 磨削 速度高達(dá) 120m s 用扒皮法一次裝夾從毛坯到精磨完畢 耗時(shí)僅幾分鐘的時(shí)間 這將會(huì)出現(xiàn)以磨代替其它粗加工工藝的新局面 6 進(jìn)入 21 世紀(jì)以后 復(fù)合加工工藝已進(jìn)入曲軸制造業(yè)中 復(fù)合機(jī)床應(yīng)具有工序集 成功能 多種加工集成功能 奧地利 WFL 公司生產(chǎn)的臥式車(chē)銑復(fù)合加工中心 圖 3 為 M40G 型 能在曲軸硬化前 一次裝夾 全部加工 加工后的曲軸可直接轉(zhuǎn) 入精加工工序 曲軸精加工方面 也出現(xiàn)了工序集成的 CBN 數(shù)控磨床 即一次 裝夾磨削全部曲軸主軸頸和連桿軸頸 擺動(dòng)跟蹤磨削 由以上演變可以看出 曲軸的加工工藝正 向著高速 高效 復(fù)合化方向發(fā)展 目前 較為流行的粗加工工藝是主軸頸采用車(chē) 車(chē)?yán)に嚭透咚偻忏?連桿頸采用高速隨 動(dòng)外銑 全部采用干式切削 精加工采用 數(shù)控磨床加工 具有自動(dòng)進(jìn)給 自動(dòng)修正 砂輪 尺寸和圓度自動(dòng)補(bǔ)償 自動(dòng)分度和 兩端電子同步驅(qū)動(dòng)等功能 主軸頸和連桿 頸可一次裝夾全部磨削完畢 超精加工采用數(shù)控砂帶拋光機(jī) 帶尺寸控制裝置 參考資料 1 曲軸設(shè)計(jì)加工新技術(shù)新工藝與企業(yè)創(chuàng)新指導(dǎo)手冊(cè) 2 實(shí)用鋼鐵材料手冊(cè)第 2 版 曾正明主編 2007 05 3 現(xiàn)代鋼鐵材料及其工程應(yīng)用 孫智 倪宏昕 2007 01 4 金屬材料金相圖譜 上下冊(cè) 李炯輝 林德成 2006 07 5 常用鋼材磁特性曲線速查手冊(cè) 兵器工業(yè)無(wú)損檢測(cè)人員技術(shù)資格鑒定考核委員會(huì) 編 2003 06 6 機(jī)械基礎(chǔ) 譚敬輝 主編 2008 07 7 機(jī)械制圖手冊(cè) 第 4 版 作者 葉玉駒 焦永和 張彤 2008 03 8 功能材料及其應(yīng)用 作者 張?bào)K華 2008 12 9 材料及其熱處理 作者 王先逵 2008 06 10 材料成形技術(shù) 毛萍莉主編 2007 07 11 耐磨材料應(yīng)用手冊(cè) 作者 陳華輝 2006 08 12 金屬切削常用材料及熱處理手冊(cè) 作者 陳宏鈞 2006 08 13 實(shí)用熱處理技術(shù)及應(yīng)用 作者 馬伯龍 2009 03 14 材料成形裝備控制技術(shù) 作者 吳豐順 2008 09 15 金屬材料的冷塑性加工 作者 王先逵 2008 06 圖 3 M40G 車(chē)銑復(fù)合加工中心 4 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 開(kāi) 題 報(bào) 告 本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段 途徑 1 曲軸改進(jìn)設(shè)計(jì) 根據(jù)目前我們開(kāi)發(fā)的四拐曲軸情況 曲軸半徑在 50 65mm 之間 主軸頸直徑在 70 90mm 之間 擋寬 單個(gè)主軸頸軸向長(zhǎng)度 在 30mm 以上 總長(zhǎng)在 752mm 以下 并針對(duì)上 述存在的問(wèn)題 我們?cè)O(shè)計(jì)了一套夾具 使其既能加工全部四個(gè)連桿頸 又能加工所有 型號(hào)的四拐曲軸 1 研究方法 夾具結(jié)構(gòu) 如圖所示 該夾具主要由夾具體 1 壓蓋 2 瓦塊 3 定位座 6 卡盤(pán) 7 等零件構(gòu)成 夾具一端與機(jī)床主軸箱連接 另一端為卡盤(pán)結(jié)構(gòu) 夾具體底部設(shè)計(jì)成平 的 并開(kāi)三個(gè)溝槽 其中一個(gè)溝槽用來(lái)定位 另兩個(gè)溝槽用來(lái)固定軸向定位座 6 具體加工方法 首先按工藝調(diào)整曲軸車(chē)床主軸箱 使左 右?jiàn)A具體上瓦塊距離等于 四拐曲軸第一 五 或二 四 主軸頸間的距離 然后擰緊主軸箱上的螺母固定 按下述 方法加工 圖 1 是加工曲軸二 三連桿頓夾具結(jié)構(gòu)示意圖 曲軸的軸向定位靠定位塊 5 來(lái) 實(shí)現(xiàn) 圓周方向的定位靠定位塊 4 來(lái)完成 5 圖 2 是加工曲軸一 四連桿頸夾具結(jié)構(gòu)示意圖 曲軸的軸向定位靠瓦塊側(cè)面來(lái) 實(shí)現(xiàn) 圓周方向的定位靠定位塊 4 來(lái)完成 1 夾具體 2 壓蓋 3 瓦塊 4 周向定位塊 5 軸向定位塊 6 定位座 7 卡盤(pán) 圖 1 1 夾具體 2 壓蓋 3 瓦塊 4 周向定位塊 圖 2 本設(shè)計(jì)首先是對(duì)四拐曲軸夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 在利用 CAXA 電子圖版進(jìn)行設(shè)計(jì)與分 析 6 7 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 開(kāi) 題 報(bào) 告 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 1 對(duì) 文獻(xiàn)綜述 的評(píng)語(yǔ) 2 對(duì)本課題的深度 廣度及工作量的意見(jiàn)和對(duì)設(shè)計(jì) 論文 結(jié)果的預(yù)測(cè) 指導(dǎo)教師 年 月 日 所在專(zhuān)業(yè)審查意見(jiàn) 負(fù)責(zé)人 年 月 日 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 本科生畢 業(yè) 論 文 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū) 論文題目 曲軸加工工藝及卡具設(shè)計(jì) 學(xué)院名稱(chēng) 工程學(xué)院 姓名 王光輝 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)一班 指導(dǎo)教師 郭占斌 課題類(lèi)型 機(jī)械加工工藝 畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 的內(nèi)容摘要 本設(shè)計(jì)主要圍繞發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的工藝規(guī)程和專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)進(jìn)行研究 其內(nèi)容包括了解 曲軸結(jié)構(gòu) 確定曲軸的生產(chǎn)類(lèi)型 相關(guān)的技術(shù)要求 自己選材設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的它是一種需大批 量生產(chǎn)的零件 且技術(shù)要求比較高 為了確保產(chǎn)品的質(zhì)量和水平 設(shè)計(jì)工作按照科學(xué)的程 序進(jìn)行 分清主次 合理取舍夾具 畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 基本要求及工作量要求 用 CAXA CAD 等之徒軟件制作曲軸加工圖以其夾具 包括在設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程當(dāng)中的工 藝工序卡片 其中包括 1 零件圖 1 張 A0 2 機(jī)械加工工藝卡片 1 套 A4 3 夾具總裝圖 1 張 A1 4 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 份 畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 的主要階段計(jì)劃 分前期 中期 后期 前期 2009 年 4 月 1 日 2009 年 4 月 25 日查詢(xún)相關(guān)資料整理歸納開(kāi)題報(bào)告 中期 2009 年 4 月 26 日 2009 年 5 月 15 日著手查詢(xún)大量資料 訊息 計(jì)算數(shù)據(jù) 后期 2009 年 6 月整理排版說(shuō)明書(shū) 打印圖紙 準(zhǔn)備答辯 任務(wù)下發(fā)日期 2009 3 20 完成日期 2009 6 1 系主任 主管教學(xué)院長(zhǎng)審批 簽字