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压缩机曲轴工艺及铣二端头钻中心孔组合机床设计

1 绪 论

毕业设计是对每个即将毕业的大学生在校四年学习情况的综合测评和考量，具有非常重要的意义。是对学校和家长做出一次总结性的汇报，是对自我能力的一次展示，也是对自我不足的一种审查。也是非常有用的一次实践机会。

本次毕业设计的题目是“曲轴双端面铣打中心孔”专题是“曲轴铣端面打中心孔双面组合机床设计”课题来源于无锡市力源压缩机制造公司（原无锡市第二压缩机厂）本课题系压缩机曲轴加工的专用机床设计，对于压缩机是不可缺少的部件，应用于所有压缩机。

本次设计的任务是：完成曲轴（以某一规格为准）工艺规程的制定；编制曲轴加工工序卡；完成机床总体设计的“三图一卡”。

此次毕业设计任务要求机床功能得到进一步的完善，能够提高零件的加工精度和加工效率，能够降低加工成本。该零件属空气压缩机用，其材料为QT600-3，要求单班制生产，年产量15000件。

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江南大学学士学位论文

2 工艺方案的确定

2.1曲轴零件的结构特点

轴类零件的功用为支撑传动零件、传递扭矩和承受载荷以及保证装在轴上的工件（刀具）具有一定的回转精度。

曲轴在轴类零件分类中属于异型轴，是发动机上的一个重要零件，承受由活塞通过连杆传来的力，并将活塞往复运动通过曲柄连杆机构变为旋转运动，将发动机所做的功传递出去。曲轴在工作时所承受的是很大的扭转力矩以及大小和方向都有变化的弯曲力。

2.2 曲轴零件的技术要求

(1)铸件应该经正火处理，硬度为240～290HB，显微组织按部标JB1802，石墨数不低于5级，球化体大于75％，允许有少于5％的碳化磷+磷共晶为0％～5％。 (2)未注圆半角半径为3mm。

(3)加工面不应该有毛刺、裂缝、结疤、夹渣等缺陷，并应清理清洁。

(4)所有加工表面应光洁，不可有裂缝、压痕、毛刺、气孔、凹痕以及非金属夹杂物，在磨光表面上不应该有深痕和黑点。

(5)锥形规涂色检查锥面密合面应不少于70％。

(6)清除油道及其他部分金属屑、污染物及其他杂物，并清洗吸干。 (7)中心孔必须保持完好。

(8)精加工后，应经磁力探伤并退磁。

2.3 制定工艺规程考虑的有关因素

零件加工的工艺规程就是一系列不同工序的综合。由于生产规模和具体情况的不同，对同意零件的加工工序可能有很多的方案。应当根据具体条件采用其中最完善和最经济的一种方案。工艺规程选择要考虑的基本因素如下。

(1)生产规模是决定生产类型的主要因素，即设备、用具、机械化。自动化程度等。 (2)制造零件所用的坯料或型材的形状、尺寸和精度。 (3)零件材料性质。

(4)零件制造的精度，包括尺寸公差、形位公差以及零件图上所制定的要求。 (5)零件表面粗糙度。

(6)特殊限制条件，如：工厂设备和用具条件。

(7)编制的加工规程要在生产规模与生产条件下达到经济与安全的效果。 零件的生产纲领：

N=Qn（1+a）（1+b） 式中 N——零件的生产纲领，件/年 Q——产品的年产量，台/年 n——每台产品中包含该零件的数量

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压缩机曲轴工艺及铣二端头钻中心孔组合机床设计

a——该零件备件的百分率，% b——该零件废品的百分率，%

划分生产类型时，既要根据生产纲领，同时还要考虑零件的体积、质量等因素。值得一提的是生产类型将直接影响工艺过程的内容和生产的组织形式，并在一定程度上对产品的结构设计也起着重要的作用。

由于本零件是大批量生产，零件的生产纲领N为15000件/年，它的主要工艺特征是广泛采用专用机床、专用夹具、量具，机床按工艺路线排列组织流水生产。为减轻工人的劳动强度，留有进一步提高生产率的可能，该曲轴在工艺设计上采用了组合机床流水线加工的方式。

2.4 材料及毛坯要求

QT600-3型曲轴材料为球墨铸铁。该材料强度高、耐磨，并有一定的韧性，用于制作部分机床的主轴，空压机、冷冻机的曲轴、缸体，小水轮发电机主轴，中小型柴油机、汽油机曲轴、部分轻型柴油机、汽油机的凸轮轴、汽缸套，农业机械小负荷齿轮等。

毛坯种类的确定是与零件的结构形状、尺寸大小、材料的力学性能和零件的生产类型直接相关的，另外还和毛坯车间的具体生产条件相关。

铸件：包括铸钢、铸铁、有色金属及合金钢的铸件等。铸件毛坯的形状可以相当复杂，尺寸可以相当大，且吸震性能好，但铸件的力学性能差。

在大批量生产中，常采用精度和生产率高的毛坯制造方法，如金属型铸造，可以使毛坯的形状接近于零件的形状，因此可以减小切削加工用量，从而提高材料利用率，降低了机械加工成本。本零件选用的造型方法是砂型机器造型。

2.5 定位基准的选择

工件在机床上用夹具进行夹紧加工时，用来决定工件相对于刀具的位置的工件上这些表面称为定为基准。定位基准分为粗基准和精基准。

曲轴和一般轴类零件主要区别是：一般轴类零件的全部轴颈位于同一轴线上，而曲轴的主轴颈虽然也位于同一轴线上，但是其连杆轴颈不与主轴颈同轴，而是离开一定距离而彼此平衡。

为保证各轴颈的同轴度要求，在基准选择时采用基准同一的原则，即粗、精加工各主轴颈时都采用顶尖孔作为定为基准。对于连杆轴颈的加工，为保证连杆轴颈轴线与主轴颈的轴线之间的平行，在基准选择时应该采用定为基准和装配基准重合的原则，即粗、精加工连杆轴颈时都采用两个主轴颈的角度定位面，通常是在曲柄上铣出两个小平面作为辅助基准。根据本曲轴的特点，连杆轴颈只有一个，因此不存在与主轴颈的角度问题。在加工连杆轴颈时选择主轴颈定位，加工主轴颈时则选择顶尖孔定位。

2.6 工艺路线的拟定

拟定工艺路线的出发点是使零件的几何形状、尺寸、精度以及位置精度等技术要求能得到保证。工艺路线的拟定一般需要做两方面的工作：一是根据生产纲领确定加

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