毕业设计（论文）-细长杆零件加工工艺及工装设计.doc

毕业设计 细长杆零件加工工艺及工装设计学生姓名： 郑雁飞 学号： 112012208 系 部： 机械工程系 专 业： 机械电子工程 指导教师： 梁红玉、史燕 二零一五年六月诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 细长杆零件加工工艺及工装设计 系部： 机械工程系 专业： 机械电子工程 学号： 112012208 学生： 郑雁飞 指导教师（含职称）： 梁红玉（教授）、史燕（助教） 1设计的主要任务及目标1）查阅相关资料文献，了解细长杆零件的加工现状。 2）绘制超细长零件的零件图和毛坯图。3）设计加工工序。4）选择加工中使用的夹具，完成细长杆零件的加工工艺。2设计的基本要求和内容1）通过广泛调研、查阅文献、参观实习，了解和掌握细长杆零件的加工现状。2）绘制所给零件的零件图和毛坯图。3）编制机械加工工艺规程、工序卡片。4）按时完成毕业论文。要求论文论述清楚、文理通顺、图表规范、数据准确。3主要参考文献1 刘玮，俞红婕，姜增辉.弱刚度细长杆正交车铣加工的研究J.新技术新工艺2005(04) 2627.2 夏建尧 浅谈细长杆加工技术J.希望月报，2008（3）6263.3 徐建高.超细长杆车削变形和工艺方法研究J.机械设计与制造，2008-11（11）1311334、进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1查阅文献，了解研究目的意义，完成开题报告2014-12-01至2014-12-312完成所给零件的零件图和毛坯图2015-01-01至2015-03-103编制部分加工工艺，完成中期报告2015-03-11至2015-04-304完成加工工艺，选择使用夹具2015-05-01至2015-05-155撰写毕业论文，准备答辩2015-05-16至2015-06-10审核人： 年 月 日细长杆零件加工工艺及工装设计摘要：细长杆零件车削加工中，由于具有细长的特点，加工难度较大，对加工质量造成影响的因素较多。国内趋向于优化，即在现有机床上，通过对过程中的影响因素的消减，来达到加工出符合要求的细长杆零件的目的。国外趋向数控或采用另外的方式加工。本次设计选用活塞杆，通过对活塞杆从毛培到成品的整个过程的制定，对零件的制造工艺设计有了一定的了解。在制定加工工艺规程的过程中，确定了活塞杆生产类型，选择了定位基准及加工方法，并查表得加工余量和毛培尺寸。并选取较为重要的加工工序进行了具体的计算，对夹具作了简单的介绍。这次毕业设计，不仅学过的知识得到巩固，更重要的是为以后的工作提供了宝贵的经验。关键词：活塞杆，工艺路线，加工工艺，夹具 Slender parts machining and tooling designAbstract: Turning slender rod parts, because having an elongated features, processing more difficult, the impact on the processing quality of many factors. Domestic tend to optimize existing machines that, through the process of reduction factors to achieve processing to meet the requirements of an elongated rod parts purposes. Foreign tend CNC machining or the use of otherwise.The design and selection of the piston rod, the rod through the training to the development of the finished product from the hair of the process, part of the manufacturing process designed to have a certain understanding. In the development of process planning process to determine the rod production type, select the positioning reference and working methods, and the look-up table training allowance and the gross size. And select the more important processing steps carried out specific calculations, we made a brief introduction of the fixture. The graduation project, not only to consolidate the knowledge learned, more importantly, provide a valuable experience for future work.Keywords: piston rod, process route, machining process, fixture目 录 1 前言11.1 细长杆类零件车削特性概述11.1.1 细长杆类零件车削加工过程中的常见问题11.2 国内外细长杆类零件车削研究现状11.2.1 国外对细长类零件车削加工的研究21.2.2 国内细长杆类零件车削加工的研究21.3 本章研究的主要内容32 零件的工艺分析42.1 细长杆零件工艺分析42.2 零件的技术要求52.3 确定毛坯的类型63 零件机械加工工艺规程制订73.1 确定生产类型73. 2 选择定位基准83. 3 选择加工方法103. 4 制订工艺路线113. 5 确定加工余量及毛坯尺寸123.5.1 确定加工余量123.5.2 确定毛坯基本尺寸133.5.3 绘制毛坯简图144 工序设计154.1 选择加工设备与工艺装备154.1.1 选择加工设备154.1.2 选择夹具154.1.3 选择刀具164.1.4 选择量具164.2 确定切削用量和基本时间164.2.1 粗车外圆左右两端面174.2.3 半精车204.2.6 车螺纹234.2.7 攻螺纹235 夹具255.1 细长杆车削加工夹具的重要性255.2 细长杆类零件夹具的介绍255.3 本章小结276 结论28参考文献29致 谢31III 太原工业学院毕业设计 1 前言细长杆是一种长度与直径之比较大的杆类零件。其细长的特点，使得机械加工变得困难。而这种零件应用又很广泛，不容易被替代。这就使得对其加工进行研究，变得很有必要。1.1 细长杆类零件车削特性概述细长杆在生产生活中应用很广泛。有些场合起着关键的作用，在一些设备中很难找到替代品。由于它本身细长的特点，不容易加工。所以对细长杆类零件的加工一直在加大研究。随着机械制造技术的发展，对细长杆类零件的要求也逐步提高，加工难度也随之加大，特别是精密仪器工业的发展对零件加工精度的要求提高，传统的加工方法，面对日益增加的加工精度和生产效率的要求，越来越有心无力。因此对这个课题进行研究的意义非常重要。1.1.1 细长杆类零件车削加工过程中的常见问题细长杆类零件顾名思义，具有细长的特点，细长之比大。而细长的零件通常刚性较差。在切削过程中容易振动，加工中如果加工时间过长，或者刀具已经磨损，那么工件的粗糙度等就会受到影响。达不到图纸要求。常见问题有： （1） 细长杆本身的长径比较大大，抗弯能力较弱，受自身重力作用发生弯曲； （2） 车削过程中，细长杆受切削力作用弯曲； （3） 顶尖过紧，也会造成工件弯曲； （4）车削过程中产生的热，也会致使工件弯曲变形； 1.2 国内外细长杆类零件车削研究现状 目前，国内外对细长杆类零件的加工都有了一定的成果，但是，要想高效率，高质量的加工出细长杆类零件，仍然是个难题。因此，国内外都在努力探索尝试研究新的加工方法，并对细长杆类零件的加工理论做进一步的研究。1.2.1 国外对细长类零件车削加工的研究鉴于使用传统方法，已经很难再度提高车削加工细长杆类零件的质量，近几年来，控制理论有了进一步发展，自动控制被引入到了细长杆类零件的车削加工当中。Shawky.A.Rosenberger.T4设计了超声波传感器系统来实时监控细长杆类零件的我壁厚，以壁厚作为反馈量，以反馈量的大小来调节刀具的位置，经试验证明有效的提高了加工质量。 Park.CheolWoo，Kim.DaeEun，Lee.SangJo5 对细长杆的磨削加工从理论上做了进一步研究，并进行了仿真试验，获得了不错的效果。Choudhury 等6设计了一套加工刀具在线振动检测及减振系统，该系统中有一个光纤传感器用来测量刀具与工件间的相对位移变化，然后把这种位移变化作为输入量传递给振动控制组件产生一个力来减小这种位移变化，以减缓振动。 S. C. Lin 和 M. R. Hu7两位博士设计了一套振动检测及减振系统这套系统由两个子系统组成：振动检测子系统，用来判断工件是否发生了振动，并发出相应的信号给减振子系统。 Chiou. Richard Y ，Liang.Steven Y8对刀具在车削时的磨损和自激振动特性进行了理论研究，阐述了切削宽度和切削速度对刀具振动的影响，并比较了未磨损的刀具和已磨损的刀具在车削时的振动稳定性，从而为在控制刀具振动方面提高车削质量提供了坚实的基础。1.2.2 国内细长杆类零件车削加工的研究 许多年来，我国一直采用传统的加工方法来解决细长杆类零件在加工过程中遇到的难题。例如“反向切削法”等。近几年，随着工业生产中对与细长杆类零件需求的增加，对细长杆类零件的加工质量提出了更高的要求。国内的专家学者对此也进行了相关研究。刘敏和王文贵9针对多锥度细长杆的结构特点和性能指标要求，提出了改进传统工艺的加工方案，综合运用了先进的数控加工制造技术，主要包括确定合理的加工余量、加工基准和补偿量，以完成工作台定角度的旋转，提高工作台转动角度的精度。在测量方面配置了线测量仪。加工方面采用辅助中心架支承，抵消了径向切削力，减小了机械加工变形。在此基础上，采用宏程序的数控加工方法加工出了合格的多锥度细长杆零件。韩荣第和郭建亮10根据等截面梁的横向振动理论，建立细长杆系统横向自由振动的偏微分方程，求出细长杆的振型函数。通过函数，计算出细长杆固有频率，在加工中避开这个数值，以免共振。该方法确实提高了加工质量。马文彪11从力学角度分析车削时细长杆加工误差的形成及大小，并用高等数学的方法对误差值进行理论计算，提出解决问题的方法以供同行们参考。1.3 本章研究的主要内容细长杆零件车削加工中，对加工质量造成影响的因素较多。因此，研究的方向和领域有很多。国内外研究可见不同点很多，国内趋向于优化，即在现有机床上，通过对加工工艺的优化，对过程中的影响因素的消减，来达到加工出符合要求的细长杆零件的目的。国外专家更喜欢另辟蹊径，车床加工不太理想，就用另外的方式加工。国内外的专家从不同角度方面对细才杆零件的加工进行了研究。虽然方向不同，方法也不一样，但是都在促进细才杆零件的加工工艺进一步的提升。虽然有各种各样的加工方式，但是都存在着一定的不足，例如磨削工艺加工细长杆零件，质量很好，但是加工成本高，效率低，不适用于大批量的生产。所以，当前车削方式加工细才杆仍然占据主流地位。 本章对国内外细长杆类零件的加工现状和部分成果做了初步了解和介绍，为进一步的研究做准备。2.零件的工艺分析一个零件从毛坯到成品要经过多个企业，多个车间，要经过车，铣，刨，磨等多个工序。为了使零件的生产有序进行，必须有相应的文件来规定零件的加工过程。这个文件被称为零件的机械加工工艺规程12。细长杆类零件的应用很广，结构也不是很复杂，但是由于其细长的特性，加工难度还是很高的。随着数控技术的发展，越来越多的零件开始用数控机床加工，而数控机床确实也有着普通机床不具备的特点。但是，加工细长杆类零件的话，由于细长杆往往很长，有时超出数控机床的行程范围，故现在细长杆类零件加工还很依赖普通机床，要在普通机床上加工出符合规定的细长杆，还需要在加工工艺上进行研究。2.1 细长杆零件工艺分析要加工出符合要求的细长杆零件，就要了解细长杆加工的难点，而难点就是在去除余量的时候产生让刀现象和产品的弯曲变形，这种情况直接影响加工的效果，工艺的重点就是消除每个工歩产生的弯曲变形，采用辅助工具来严防变形，对车削中的夹具做了进一步的要求，合理分配切削余量使让刀现象得到很大缓解，并增加粗磨工序，改善加工细长杆的表面光滑程度。细长杆件的毛坯一般就已经具有细长的特性。在加工之前的运输，装夹等环节就可能弯曲变形，对后续加工造成影响，所以加工前最好进行校正，即找正。一般细长杆加工工艺为:校直-车外圆-磨外圆-抛光一渡硬铬一抛光。细长活塞杆是此次设计的零件，它是支持活塞做功的连接部件，是一个运动频繁、技术要求高的运动部件。广泛应用在油缸，汽缸等部件中。细长活塞杆零件图如图2.1所示。 图2.1 零件图活塞杆结构比较简单，但长径比很大，属于细长轴杆类零件，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，以减少加工时工件的变形。2.2零件的技术要求从零件图2.1上可以看到，内孔，外圆，外螺纹等面标有表面粗糙度符号。为了便于加工，保证整体的误差一致。采用先焊接然后零件整体进行机加工的工艺方法。各部分的加工要求如下：（1）表面粗糙度要求最高的是外圆50mm钢管，为RaO.8um （2）左端部分，外螺纹表面粗糙度要求为Ra1.6um，（3） 外圆50mm钢管要求圆度误差为0.04，直线度误差为0.50（4）右端部分内孔表面粗糙度要求为Ra1.6um（5）凸出来的两个板状结构，以外圆为基准对称度要求为0. 05，垂直度要求为0.062.3确定毛坯的类型零件选用毛坯时，一般考虑几点：零件材料及力学性能，零件的使用要求，生产类型，生产条件等等13。轴杆类零件常采用的毛坯是型材和锻件。细长活塞杆是其机械系统中重要的受力和传动零件，要求具有优良的综合力学性能，即高的强韧性，高的疲劳抗力和良好的耐磨性，以防止疲劳断裂。为了满足要求，左右两端部件选用价格相对低廉的铸钢材料ZG310-570,该钢材具有不错的屈服强度和抗拉强度，切削性能良好，焊接性尚可。中间部分由零件图2.1知，零件调质处理后，机械性能要求抗拉强度 Ob (MPa)：980；屈服强度 Os (MPa)：833；伸长率 5/（%）：12；断面收缩率 /（%）：49。而27siMn无缝钢管的力学性能为Ob (MPa)：980；屈服强度 Os (MPa)：835；伸长率 5/（%）：12；断面收缩率 /（%）：40。完全满足零件图对零件调质处理后的机械性能要求。故选用27siMn无缝钢管作为中间部分的的毛坯。这种钢的性能较好，淬透性较高，在水中临界淬透直径达822mm，可切削性良好，冷变形塑性及焊接性中等；另外钢在热处理时韧性减低不多，但却有相当高的强度和耐磨性，特别是水淬时仍有较高的韧性；但是此钢对白点敏感性大，热处理时有回火脆性倾向及过热敏感性14。由此，可以确定毛坯的制造形式为铸造。然后焊接。按零件图2.1的要求，焊接接头按QJ176A-99I一级施焊，保证焊透，焊接退火消除应力后再机加工。零件形状简单，毛坯形状尺寸应该与成品接近。右端部分有直径为30的孔，由于孔径较大，因此在铸造时应该铸造出毛坯孔。减少加工的量。 3.零件机械加工工艺规程制订机械加工工艺规程是指技术人员根据工件要求、设备条件和工人技术情况等，确定采用的工艺过程，并将其写成工艺文件15。零件的机械加工工艺规程的常见形式有：机械加工工艺过程卡：机械加工工序卡。其主要作为指导生产的主要技术文件，是组织和管理生产的重要依据。3.1确定生产类型零件的生产类型由零件质量和生产纲领确定，生产纲领的计算公式为 以上公式中Q为零件年产，n为零件在成品中的数量，a为备用率，b为废品率，生产纲领与生产类型的关系如表3.1所示。 表3.1 生产纲领与生产类型的关系生产类型零件年生产纲领（件/年）轻型零件 （100kg）中型零件 （1002000kg）重型零件 （2000kg）单件生产10010 5 成批 生产小批100500102005100中批5005)000 200500 100300 大批50005000050050003001000 大量生产50000 5000 1000细长活塞杆零件由图2.1知道质量为19.8kg，,小于100kg，为轻型零件，又细长活塞杆年产量20000多吨，取其备用率a和废品率b分别为10和1，代入上边的公式得细长活塞杆的生产量为所以细长活塞杆属于大批生产类零件。其毛坯制造、加工设备及工艺装备的选择应具有大批量生产的工艺特点，如采用通用设备配以专用的工艺装备等。 3. 2选择定位基准正确选择定位基准是制定机械加工工艺规程关键。定位基准分为粗基准和精基准。在机械加工过程中的开始阶段，只能选用未经加工过的毛坯表面作为定位基准，这种基准称为粗基准。用加工过的表面所作的定位基准称为精基准16。选择粗基准时，主要考虑两个问题：一是合理的分配各加工面的加工余量；二是保证加工面与未加工面之间的相互位置关系。精基准的选择应从保证零件加工精度出发，能保证零件的加工精度和装夹可靠方便，夹具结构简单。在设计工艺规程的过程中， 当根据零件工件图优先选择精基准，后选粗基准。结合整个工艺过程要进行统一考虑，先行工序要为后续工序创造条件。(1)设计基准：设计基准是在零件图上所采用的基准。它是标注设计尺寸的起点17。在本次设计的活塞杆零件中，要加工的面多是外圆等回转面。故以圆柱孔中心轴线为径向设计基准，选择细长杆的中心轴线为轴向设计基准，如图3.1所示。图3.1 设计基准(2)定位基准：在加工中用作定位的基准，称为定位基准。它是工件上与夹具定位元件直接接触的点、线或面。在本零件中以轴线作为粗基准。来保证外圆的同轴度，并以杆的左端面作为保证加工长度的定位基准。如图3.2所示。图3.2 定位基准(3)测量基准：测量工件某尺寸时所采用的基准称为测量基准。本工件以右端面作为长度的测量基准。如图3.3所示。图3.3 测量基准(4)装配基准：装配时用来确定零件或部件在产品中相对位置所采用的基准称为装配基准。本工件以直径50的外表面作为装配基准。如图3.4所示。图3.4 装配基准3. 3选择加工方法机械加工方法选择时应根据零件的毛坯类型、结构形状、材料、加工精度等具体的生产条件来定，以现有条件加工出最好的质量。即最大化的使用现有加工条件，获得最大的经济效益。（1）平面的加工平面的加工方法较多。对于本零件，平面较少，无标注面精度要求均为Ra6. 3 um,选用中等级（m)，相当于H13级，使用粗车或粗端铣的方法即可。 （2）孔的加工孔的加工方式有钻、扩、镗、拉、磨等。对于已铸出直径26mm的孔，可采用在镗床上加工的方式。已知直径 30mm孔的公差等级为IT7级，和表面粗糙度要求Ra1.6 u m，要求与外圆垂直度0.05，以粗镗半精镗精镗的加工方式进行加工。对于余下的2个M6mm螺纹孔，由于没有标注公差尺寸，采用O即可。（3）螺纹加工剩下的部分，M48外圆螺纹采用车的方式加工，要注意的是留有退刀槽，并保证螺纹的有效长度。3. 4制订工艺路线拟定工艺路线是工艺规程设计的关键步骤。工艺路线的优劣，对零件的加工质量、生产率、生产成本以及工人的劳动强度都有很大的影响。在拟定零件的加工工艺路线时，首先要确定各个加工表面的加工方案，零件表面加工方案的选择，应同时满足加工质量，生产率和经济性等方面的要求。本细长活塞杆零件的生产类型是大批量生产。在安排本零件工艺路线的过程中主要解决的是活塞杆的工艺设计和夹具设计的问题，活塞杆的长度和直径之比为3783/5076，刚性差，在加工中极易变形，使零件的误差增大，不易保证零件的加工质量。在加工中会存在如下几个问题：（1）活塞杆圆度公差为0.04，直线度公差为0.50，杆头同轴度公差为0.05。工件受切削力、自重和旋转时离心力的作用，容易产生弯曲、振动等情况，严重影响其圆度、圆柱度、尺寸精度以 及表面粗糙度等。（2）在切削过程中，工件受热伸长产生弯曲变形，易产生锥度、腰鼓形、麻花形和竹节形等缺陷， 使切削过程中出现很多不可预测的问题。（3）由于杆长为3750mm，一次走刀时间长，刀具磨损大，影响零件的几何形状精度。（4）车长轴时由于使用跟刀架，若支撑工件的2个支撑块对零件压力不适当，会影响加工精度。（5）焊接与机加的顺序，加工基准的选择，夹具的选择对活塞杆的质量有很大影响。外圆加工与螺纹孔有较高的圆柱度要求，K向视图中内、外表面同下端头轴端面又有严格的垂直度要求，而以外圆为基准为直径30孔的直线度要求很高，鉴于上述技术要求，它们的加工工序宜采用工序集中的原则，即分别在一次装夹的情况下将要加工的孔、面及其他待加工部位加工出来，一方面可以减少不必要的加工误差，另一方面可以保证零件的位置精度。因此，安排工艺路线，要根据实际情况，采取相应的措施，具体情况具体分析。最终的加工各路线如表3.2所示：工序号工序名称工序内容工艺装备1锻造2焊接焊接钢管两端部分3检验焊接后对零件进行检验，保证焊接质量4热处理退火5铣削铣削钢管试料6标记对零件毛坯打标记7检验检验试料加工工艺，保证试件机械性能达到图纸要求8校直保证母线直线度小于0. 5mm9粗车以外圆为基准，粗车外圆各部分尺寸10111212半精车调质精车铣削以外圆为基准，半精车钢管各部分尺寸调整处理以外圆为基准，精车钢管各部分尺寸铣削A-A、K向视图中各尺寸13镗孔镗孔14车螺纹车螺纹15检验按图样检验各部尺寸16抛光抛光17入库表3.2 加工路线3. 5确定加工余量及毛坯尺寸在加工前要确定加工余量和毛坯尺寸，毛坯尺寸留的过大，即浪费材料，又使加工的量增大，留的过小，很容易加工过量。造成废品。3.5.1确定加工余量加工余量指毛坯尺寸与零件图设计尺寸差。加工余量大小，直接影响零件的加工质量和生产率。加工余量过大，不仅增加机械加工劳动量，降低生产率，而且增加材料、工具和电力的消耗，增加成本。但若加工余量过小，又不能消除前工序的各种误差和表面缺陷，甚至产生废品。因此，必须合理地确定加工余量。对于本零件直径加工余量如表3.2所示，车外圆加工余量如表3.3所示。表3.2 直径加工余量工件直径D工件长度L车刃的割刀量和车削二端面的余量（每件）7071120121200201300301450直径上的加工余量336023345466110034445461012004555646表3.3 车外圆加工余量直径尺寸mm直径余量mm粗车精车直径公差长度精车粗车20040020040030502.02.21.41.5IT14IT121350802.32.51.51.8活塞杆左右两端部件材料为ZG310-570，即屈服强度310，抗拉强度570的铸钢18。大批量生产采用砂型机器造型。铸钢件采用砂型机器造型时，铸件尺寸公差为CT8-CT12级，此处选为CT9级。3.5.2确定毛坯基本尺寸 该活塞杆毛坯首先应该车削成形。由零件图2.1知，中间部分外圆的精度最高，为Ra0.8，其次是右端的直径为30的孔精度为Ra1.6。因此只需将零件的尺寸加上所查得的余量即可。表面只需粗加工的，一般取查得数值的最小值。综上，毛坯的基本尺寸表3.4和表3.5所示。表3.4 左端部件毛坯尺寸零件尺寸单边加T：余m/mm毛坯尺寸/mm48mm35450mm45844 mm350表3.5 右端部件毛坯尺寸零件尺寸/mm单边加T：余m/mm毛坯尺寸/mm30孔32466372763823.5.3绘制毛坯简图图3.5 毛坯图4.工序设计工序设计是机械加工工艺规程中重要的组成部分，直接关系到零件的加工质量。4.1选择加工设备与工艺装备合理的选择加工设备与工艺装备是很重要的。正确选择加工设备与工艺装备，加工过程就会简单高效。反之，就会费时费力，结果还不能保证。4.1.1选择加工设备选择加工设备，就是选择加工中使用的机床等。由零件图，确定零件的形状和加工精度。那么零件各面的加工方法就确定了，机床类型也就确定。具体型号由工序确定19。选择加工设备需考虑加工经济精度。该零件为批量生产，选用机床使用范围较广的为最佳。精车与粗车分开进行。车外圆时，要使用跟刀架；在车螺纹时，要使用中心架。初步确定各工序机床如下：(1) 工序10、12、13车外圆：车床CW61100车床(2) 工序14铣削：VMC1814型立式镗铣加工中心(3) 工序15镗孔：VMC1814型立式镗铣加工中心 4.1.2选择夹具大批量的零件生产，一般使用专用机床夹具。但是在通用夹具满足加工质量要求，操作方便，高效时，也可以使用通用夹具。该零件加工可采用三爪卡盘、顶尖、跟刀架，中心架。4.1.3选择刀具在整体零件的加工中，采用了车、铣、镗、攻螺纹等多种加工方式。在刀具的选择过程中，一般刀具可以加工要求满足的情况下，不需要使用专用刀具。加工中可能用到的刀具的参数如下表4.3所示。 表4.3 各种刀具的参数编号密度抗弯强度硬度用途YT1511.111.6适用于碳钢、合金钢半精加工YT1411.211.8适用于碳钢、合金钢粗加工YT512.513.2适用于碳钢、合金钢低速粗加工YG814.614.9适用于铸铁低速粗加工YG614.715.1适用于铸铁半精加工4.1.4选择量具量具的选择原则是根据被测工件的要求，在能够满足测量精度的情况下，尽量选用操作方便、价格低廉、测量效率高的量具。有通用量具）和各种专用高效专用量具可供选择。无要求的情况下，一般可采用通用量具。本零件端面、外圆精度要求不高为IT7，可选用精度为0.001mm的游标卡尺，即可达到测量目的。长度测量选用钢板尺即可。测量螺纹选用螺纹规。4.2确定切削用量和基本时间切削用量的切削速度,进给量f和背吃刀量a三个参数，被称为切削用量三要素。合理的切削用量是指在充分利用刀具切削性能和机床性能并保证加工质量的前提下，能取得较高生产率和较低成本的切削用量。车削时速度计算公式：（的单位：m/min）上边公式中的各项系数及指数见表4.5所示。表4.5 公式中的系数及指数加工材料加工形式刀具材料进给量系数及指数碳素结构钢外圆纵车0YT15（不用切削液）2912422350.150.200.350.450.20高速钢（用切削液67.2450.250.350.660.125外圆纵车0YT15(不用切削)ff1980.300.300.150.300.184.2.1粗车外圆左右两端面确定背吃刀量：毛坯加工余量为，留余量为3mm，一次走刀完成，得 。 确定进给量f ：取 ； 确定切削速度： 。修正系数： 查得刀具的寿命为T=60min。则 确定机床主轴转速n 取相近较小机床转速，因此实际的切削速度 校验机床功率表4.6 切削力公式中的系数及指数加工材料刀具材料加工形式公式中的系数及指数主切削力径向力进给力铸钢硬质合金外圆纵车，横车及镗孔27801.00.7外圆纵车37500.9由 代入数据， 得Pa 11kw，切削量可用。计算基本时间：切削加工长度，切断刀选用主偏角，背吃刀量，得：,单件生产 4.2.2粗车外圆确定背吃刀量：外圆总加工余量为5mm，留余量3mm，一次走刀完成。确定进给量：取确定切削速度：得。 修正系数： 查得刀具的寿命为。则确定机床主轴转速n 取相近较小机床转速 因此实际的切削速度因为功率较小无需校核计算基本时间 切削加工长度为，已知，=4.5mm， =4mm, 由公式式中，切削加工长度，单位为mm;刀具切入长度，单位为mm，；刀具切出长度，单位为mm，； 单件小批量生产时的试切附加长度，单位为mm;进给次数由上述公式计算得：4.2.3半精车本工序是主要是以半精车外圆为主，机床仍用CW6180，车刀选择偏角为75的左偏刀进行半精车。 背吃刀量取确定进给量：取确定切削速度：得 确定机床主轴转速n 计算基本时间 切削加工长度为3700mm，式中，切削加工长度，单位为mm;刀具切入长度，单位为mm，；刀具切出长度，单位为mm，； 单件小批m生产时的试切附加长度，单位为mm;进给次数已知，, ，。得基本时间为4.2.4粗镗直径30的孔采用VMC1814机床，刀具选用YT30硬质合金刀具，合理耐用度为T=60min。确定背吃刀量：粗镗时双边加工余量为，故单边加工余量为。所以，确定进给量f：已知粗加工，选取进给量 确定切削速度： 式中，刀具耐用度，得 ， 确定实际切削速度：取轴转速，得 实际切削速度 计算基本时间Tj：式中，切削加工长度，单位为ran;刀具切入长度，单位为mm，；刀具切出长度，单位为mm，；单件小批量生产时的试切附加长度，单位为mm;进给次数已知， ， 得基本时间为 4.2.5精镗直径30的孔采用VMC1814机床，刀爲选用YT30硬质合金刀具，合理耐用度为T=60min确定背吃刀量确定进给量f：. 选取进给确定切削速度： 式中，刀具耐用度，得 ， 确定实际切削速度：取轴转速，得 实际切削速度 计算基本时间： 式中，切削加工长度，单位为mm;刀具切入长度，单位为mm，；刀爲切出长度，单位为mm，；单件小批m生产时的试切附加长度，单位为mm;进给次数已知， ，得基本时间为 4.2.6车螺纹本工序车M48x2-6g螺纹，其中退刀槽允许不车，但要保证螺纹有效长度38。 已知螺距，机床为车床，所选刀具为YG8硬质合金车刀。确定背吃刀量：由零件图可知本零件螺纹公差等级为6g，所以 查表取：确定切削速度v和每分钟进给量：取车削时转速工作台每分钟进给量为校验机床功率，由基本时间己知。所以，基本时间为 4.2.7攻螺纹本工序攻2-M6-6H螺纹孔，螺纹孔螺纹长度14mm，孔深20mm。 确定背吃刀量：由零件图可知本零件螺纹孔孔径和深度都较小，所以采用手动进给即可。选取丝锥攻螺纹基本时间 钻两个直径为6mm，深20mm的螺纹孔基本时间约15s。 5 夹具夹具对于机床来说非常的重要，是保证机床完成产品加工过程的工具,机械制造离不开金属切削机床，而机床夹具则是保证机械加工质量、提高生产效率、减轻劳动强度、降低对工人技术的过高要求、实现生产过程自动化不可或缺的重要工艺装备之一。机床夹具被广泛用于制造业中，大量专用机床夹具的使用为大批量生产提供了必要条件。生产中,夹具是一种不可缺少的工艺装备，他直接影响零件加工的精度、劳动生产率和产品的制造成本20。5.1 细长杆车削加工夹具的重要性 我们知道对于细长杆来说，因为其本身零件的特性，加工时对夹具的要求更高。细长杆零件由于其本身细长的特点，在车削过程中，容易热胀变形和振动。为此，我们需要夹具将其固定，减小其震动，提升加工质量。可以说，传统加工方法中，没有夹具，就无法加工出符合要求的细长杆零件。5.2 细长杆类零件夹具的介绍1. 定位方案根据细长杆的特点，定位基准应从两中心孔为最佳,因为细长杆零件各外圆表面的同轴度,以及端面对旋转轴线的垂直度，是其相互位置精度的主要项目,而这些表面的设计基准都是轴的中心线。2. 夹紧机构夹紧装置是夹具的重要组成部分，合理设计夹紧装置有利于保证工件的加工质量。提高生产率和减轻工人的劳动强度，因此对夹紧装置提出以下要求： 1) 工件在夹紧过程中，不能破坏工件在定位时所获得的正确位置 ；2) 夹紧力的方向应可靠、适当。也就是即要保证工件在加工过程中不产生移动或震动，同时又必须使工件不产生不适当的变形和表面损伤； 3) 夹紧动作要准确迅速，以便提高生产效率； 4) 操作简便，省力，安全，以改善工人的劳动条件，减轻劳动强度；5) 结构简单，易于制造。工件在夹具上定位以后，需要采用一些装置来使工件夹紧，不易移动，使其在加工过程中不会因受切削力、惯性力等力的作用而位移或震动，这种装置称为夹紧装置。本次细长杆加工使用三支承爪跟刀架，加工过程中由三个支承爪和车刀抵住工件，使细长杆在上、下、前、后都不能移动，工件刚性得以提升，使工件的切削加工顺利而平稳的进行。轴向方向，即便采用两顶尖和一夹一顶的装夹方法，也不能消除车削中因热变形所产生的轴向伸长，而导致工件弯曲变形；所以加工过程中采用一夹一拉的装夹方法，这样工件在车削过程中始终受到轴向拉伸作用，并可用尾座手轮调整拉伸量，减少了车削时的弯曲变形 。3. 夹具与机床连接元件中心架和跟刀架都依靠底座固定在机床的一定位置。4. 夹具体夹具体是夹具的基础件。组成夹具所需的各种元件，机构和装置，都安装在夹具体上，并通过它将夹具安装在机床上。5. 使用说明中心架，固定在床身导轨上使用。使用时，将工件安装在前后顶尖上，先在工件支撑部位精车一段光滑表面，再将中心架固定于导轨的适当位置，最后调整三个支撑爪，使之与工件支撑面接触，并调整至松紧适宜。如图5.1所示。图5.1 中心架跟刀架。跟刀架固定在大托板上，随刀架纵向运动，抵消径向切削力，提高车削细长杆类零件的形状精度并减小表面粗糙度。此次使用三爪跟刀架（如图5.2所示），有三个支撑爪，紧跟在车刀后面起辅助支撑作用。图5.2 跟刀架5.3 本章小结夹具在机械加工中占有重要的地位。零件加工的好坏，夹具因素影响很大。正是有了夹具的发展，加工中工件的质量得以稳定，同时提高了劳动生产率，减轻了劳动者的劳动强度，相信在未来，夹具还有很大发展。此次加工细长活塞杆，选择了通用夹具，并对其做了分析了解，收获良多。的过程中，选择了通用夹具，并对其做了分析了解，收获良多。6 结论加工工艺一直是细长杆零件的加工难点，由于很多细才杆的长度大于数控机床的行程，所以传统机床仍然是细长杆零件加工的主要工具。这样的话，加工工艺过程对细长杆的加工质量就有很大影响。因此，合理的选择加工工艺对细长杆零件加工至关重要。本次设计针对一个具体零件活塞杆，从毛坯开始一步步制定加工工艺，选择夹具，制定加工路线。直观的展示了从毛坯到成品的过程。为我们以后的工作提供了宝贵的经验，同时，也使我们的能力的到提升。首先，是对该类零件有一个大体认识。什么是细长杆零件，这样的的零件的加工现状是什么样的，等等。接着选取一个该类零件进行具体分析，并编制该零件的加工工艺规程。其中应用到的知识，就是在毕业以后的工作中也是很有用的。在这次毕业设计中，还有一个重要的知识点就是关于夹具的，在此次设计中我采用了通用夹具。并对该次加工工艺中用到的夹具进行了简单的阐述。在这次毕设中我不仅学到一些知识，同时也认识到自身的一些不足。例如有些问题好像知道怎么解决，但是实际上手的时候，才发现并没那么容易。这是理论和实际脱节。这次经历使我明白理论联系实际的重要。最后，此次毕业设计，由于我对专业知识的掌握还有所欠缺，在设计过程中考虑问题不够全面，存在很多不足的地方，还需要进一步研究和实践。最后恳请老师的批评与指正。参考文献1 刘玮，俞红婕，姜增辉.弱刚度细长杆