活塞杆课程设计说明书.docx
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活塞杆课程设计说明书
机械制造工艺学
课程设计说明书
设计题目:
活塞杆机械加工工艺规程设计
学院:
机电工程学院
班级:
机械设计制造及其自动化二班
学生:
王开勇
学号:
指导教师:
付敏副教授
1零件的分析·······················································1
1.1零件结构工艺性分析··············································1
1.2零件的技术要求分析··············································1
2毛坯的选择·······················································2
2.1毛坯的选择及毛坯制造方法的选择··································2
2.2毛坯形状及尺寸的确定···········································2
3工艺路线的拟定···················································2
3.1定位基准的选择··················································2
3.2零件表面加工方案的选择··········································3
3.3加工顺序的安排··················································3
3.3.1加工阶段的划分················································4
3.3.2工序的集中与分散··············································4
3.3.3机械加工顺序的安排············································4
3.3.4热处理工序的安排··············································4
3.3.5辅助工序的安排···············································5
4工序设计·························································6
4.1机床和工艺装备的选择············································6
4.2工序设计························································6
结论······························································11
参考文献···························································12
1.零件的分析
1.1零件结构的工艺性分析
(1)mm×770mm自身圆度公差为0.005mm
(2)左端螺纹与活塞杆mm中心线的同轴度公差为φ0.05mm
(3)1:
20圆锥面轴心线与活塞杆mm中心线的同轴度公差为φ0.02mm
(4)1:
20圆锥面自身圆跳动公差为0.005mm
(5)1:
20圆锥面涂色检查,接触面积不小于80%
(6)mm×770mm表面渗氮,渗氮层深度0.2-0.3表面硬度62一65HRC
1.2零件的技术要求分析
(1)活塞杆在使用过程中,承受交变载荷作用,mm×770mm处有密封装置往复摩擦表面,所以该处工艺要求硬度高又耐磨。
活塞杆采用38CrMoAlAn材料,mm×770mm部分经过调质处理和表面渗碳处理,芯部硬度为23-32HRC,表面渗氮层深度0.2-0.3mm,表面硬度62-65HRC,所以活塞杆既有一定的韧性,又具有较好的耐磨性。
(2)活塞杆结构比较简单,长径比大,属于细长轴类零件。
刚性较差,为了保证加工精度,在车削时要粗车、精车分开,而且粗、精车一律使用跟刀架,以减少加加工时工件变形,在加工两端螺纹时使用中心架。
(3)在选择定位基准时,为了保证零件同轴度公差及各部分的相互位置精度,所有的加工工序均采用两中心孔定位,使之符合基准统一原则。
(4)磨削外圆表而时,工件易产生让刀、弹性变形,影响活塞杆的精度。
因此,在加工时应修研中心孔,保证中心孔清洁,中心孔与顶尖间松紧程度要适宜,并保证良好的润滑。
砂轮一般选择:
磨料白刚玉(WA),粒度60#,硬度中软或中、陶瓷结合剂,另外砂轮宽度应选窄些,以减小径向磨削力,加工时注意磨削用量的选择,磨削深度要小。
(5)在磨削中mm×770mm外圆和1:
20锥度时,两道工序序必须分开进行。
在磨削1:
20锥度时,要先磨削试件,检查试件合格后才能正式磨削工件。
(1:
20圆锥面的检查,是用标准的1:
20环规涂色检查,其接触面应不少于80%)
(6)为了保证活塞杆加工精度的稳定性,在加工的全过程中不允许人工校直。
(7)渗氮处理时,螺纹部分等应采取保护装置进行保护。
1.3审查零件的结构工艺性
(1)给构力求简单、对称,横截面尺寸不应该有突然地变化。
(2)应有合理的模面和圆角半径。
(3)38CrMoAlAn刚具有良好的可锻性和耐磨性。
2.毛坯的选择
2.1毛坯的选择及毛坯制造方法的选择
因为活塞杆的工作方式是往复运动的形式,为了增加活塞杆的寿命,减小活塞杆的磨损晕,因此毛坯选用38CrMoAlAn的合金结构钢。
由于活塞杆选择小批量生产,为了提高生产效率宜采用自由锻制造毛坯。
2.2毛坯形状及尺寸的确定
(1)毛坯形状
根据零件图各个部分的加工精度要求,锻件的尺寸公差等级为8-12级,。
又由于活塞杆选择小批量生产,考虑选择圆柱型毛坯。
(2)毛坯基木尺寸
由于毛坯的制造方式是自由锻造,根据活塞杆零件图的尺寸要求和实际的加工要求,锻造后的尺寸定为:
直径62mm、长度1150mm,查工艺手册,确定毛坯的尺寸为:
直径80mm,长度760mm。
绘制锻造后零件毛坯图如下:
3.工艺路线的拟定
3.1定位基准的选择
正确选择定位基准是制定机械加工工艺规程和进行夹具设计的关键。
基准的选择是工艺规程设计中的重要问题,基准的选择是否合理影响到加工质星、生产率和加工成本。
定位基准的选择合理与否,会直接影响所制定的零件加工工艺规程的质量基准选择不当,会增加工序,或使工艺路线不合理,或使夹具设计团难,甚至达不到工件的加工精度要求。
在设计工艺规程的过程中,当根据零件工件图先选择精基准,后选料精基准。
结合整个工艺过程要进行统一考虑,先行工序序要为后续工序创造条件。
(1)粗基准的选择
粗准的选择应能保证加工面与非加工面之间的位置精度,合理分配各加工面的余量,为后续工序提供精基准。
所以为了便于定位、装夹和加工,可选轴的外圆表而面为定为基准,或用外圆表面和顶尖孔共同作为定位基准。
用外圆表面定位时,因基准面加工和工作装夹都比较方便,一般用卡盘装夹。
为了保证重要表面的粗加工余量小而均匀,应选该表面为粗基准,并且要保证工件加工面与其他不加工表面之间的位置精度。
粗基准采用锻造后的毛坯外圆。
中心孔加工采用三爪自定心卡盘装夹毛坯外圆,车端面、钻中心孔。
一般不能用毛坯外圆装夹两次钻两端中心孔,而应该以毛坯外圆作为粗基准,先加工一个端面,钻中心孔,车一端外圆,然后以已车过的外圆作基准,用三爪自定心卡盘装夹另一端面,钻中心孔,才能保证两中心孔同轴。
(2)精基准的选择
根据活塞杆的技术要求和装配要求,应选择活塞杆的左右端面和两端面的中心孔作为精基准。
零件上的很多表面都可以以两端面作为基准进行加工。
可避免基准转化误差,也遵循基准统一原则。
两端的中心轴线是设计基准。
选用中心轴线为定为基准,可保证表面最后的加工位置精度,实现了设计基准和工艺基准的重合。
3.2零件表面加工方案的选择
根据各加工表面的加工精度、表面粗糙度、位置精度等要求,各表面加工方法对应如表3-1:
表3-1加工方法的确定
加工表面
经济精度等级IT
表粗糙度Ra(um)
形状精度
位置精度
加工方法
定位基准
M39外圆表面
IT8
3.2
同轴度0.05
粗车—精车
中心轴线
六方处表面
IT6
3.2
粗车—精车—精铣
中心轴线
左端圆锥表面
IT6
3.2
粗车—精车
中心轴线
φ50外圆表面
IT6
0.4
圆度0.05
粗车—精车—半精磨—精磨
中心轴线
1∶20锥度表面
IT6
0.8
跳动度0.005
同轴度0.02
粗车—精车—半精磨—精磨
中心轴线
3.3加工顺序的安排
制定加工方案的一般原则为:
先粗后精,先近后远,先主后次,程序段最少,走刀路线最短以及特殊情况特殊处理。
制定工艺路线要保证加工质量,提高生产效率,降低成木。
根据生产类型是小批量生产,零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求,以及加工方法所能达到的经济精度,在生产纲领已确定的情况下,采用通用机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产效率。
除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量下降。
3.3.1划分阶段
对精度要求较高的零件,其粗,精加工应该分开,以保证零件的质量。
活塞杆的加工质量要求较高,其中表而粗糙度要求最高为Ra0.4um,另外几处圆跳动也有较高的位置精度要求。
精加工方案的确定,将该活塞杆的加工划分为五个阶段:
粗车(粗车外圆、端面和钻中心孔)、精车(精车各处外圆、台阶及次要表面等)、粗磨(粗磨各处外圆)、半精磨、精磨。
3.3.2工序的集中与分散
该活塞杆的生产类型为小批量生产,零件的结构复杂程度一般,但有较高的技术要求,可选用工序集中原则安排轴的加工工序。
采用普通机床和部分高生产率专用设备,配用通用夹具,与部分划线法达到精度,以减少工序数目,缩短工艺路线,提高生产效率。
采用工序集中原则,有利于保证各加工面之间的位置精度要求,节省安装工件的时间,减少工件的搬动次数,使生产计划、生产组织工作得到简化,工作装夹次数减少,辅助时间缩短。
3.3.3机械加工工序的安排
①先基准平面后其他的原则:
机械加工工艺安排是总是先加工好定位基准而,所以应先安排为后续序准备好定为基准。
先加工精基准面,钻中心孔及车表面的外圆。
②按先粗后精的原则:
先安排粗加工工序,后安排精加工工序,先安排精度要求较高的各主要表面,后安排精加工表面。
③按先主后次的原则:
先加工主要表面,先车外圆各个表面,端面,后加工次要表面。
④先外后内,先大后小原则:
先加工外圆再以外圆定位加工内孔,加工阶梯外圆时先加工直径较大的后加工直径小的。
⑤次要表面的加工安排:
切槽等次要表面的加工通常安排在外圆精车或粗磨之后,精磨外圆之前。
⑥对于mm×770mm和1:
20锥度的加工质量要求较高的表面,安排在后面,并在前几道工序中注意形位公差,在加工过程中不断调整、保证其形位公差。
3.3.4热处理工序的安排
在切削加工前应安排退火处理,提高改善轴的硬度,消除毛坯的内应力,改善其切削性能。
在精加工之前进行调质处理,能提高轴的综合性能。
最终热处理安排在半精磨之后,精磨加工之前,其能提高材料强度、表面硬度和耐磨性。
3.3.5辅助工序的安排
毛坯铸件制造完成后,要对铸件的质量进行初检,避免缺陷零件进入
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