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活塞杆
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活塞杆工艺规程设计(带CAD图）,活塞杆,工艺,规程,设计,CAD
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毕业设计说明书专业： 机械制造与自动化 班级： 机制3106班 姓名： 申元波 学号： 11310638 指导老师： 王玉民 陕西国防工业职业技术学院目录第一部分工艺设计说明书4第二部分第35道工序夹具设计说明书13第三部分第45道工序刀具设计说明书15第四部分第65道工序量具设计说明书16第五部分 毕业设计体会18第六部分 参考文献19陕西国防工业职业技术学院二零一三届毕业设计（论文）任务书专业：机械制造与自动化 班级：机制3106班 姓名：申元波 学号：11310638一、设计题目（附图）： 活塞杆 零件机械加工工艺规程制订及第_8_工序工艺装备设计二、设计条件： 1、零件图 2、生产批量：中批量生产三、设计内容： 零件图分析： 1、零件图工艺性分析（结构工艺性及条件分析）； 2、绘制零件图。 毛坯选择 机械加工工艺路线确定： 1、加工方案分析及确定 2、基准的选择 3、绘制加工工艺流程图 工序尺寸及其公差确定 1、基准重合时（工序尺寸关系图绘制）；2、利用工序尺寸关系图计算工序尺寸；3、基准重合时（绘制尺寸链图）并计算工序尺寸。 设备及其工艺装备的确定 切削用量及工时定额确定： 确定全部工序切削用量及工时定额。 工艺文件制订： 1、编写工艺文件设计说明书： 2、编写工艺规程： 指定工序机床夹具设计1、 工序图分析； 2、定位方案确定；3、定位误差计算； 4、夹具总装图绘制； 刀具、量具设计四 设计任务（工作量）： 1、 零件机械加工工艺规程制订设计说明书一份；2、 工艺文件一套（含工艺流程卡片、某一道工序的工序卡片、全套工序附图）；3、 机床夹具设计说明书一份；4、 夹具总装图一张（A2图纸）；零件图两张（A4图纸）；5、 刀量具设计说明书一份；6、 刀具工作图一张（A4图纸）；量具图一张（A4图纸）。五起止日期： 2012年11月12日2012年12月28日（共7周）六指导教师： 王玉民七审核批准教研室主任： 系主任：八设计评语： 年 月 日九设计成绩： 年 月 日第一部分工艺设计说明书1.零件图工艺性分析1.1零件结构功用分析：活塞杆是活塞的基础零件，主要承受交变载荷，通常起连接作用。其属于轴类零件，结构简单，刚性要求高，属于细长轴类零件。需要有较好的硬度与抗弯强度，主要表面为外圆柱面，其动力为中高速，综合其机械特征结构简单，易加工。1.2零件图纸分析：由零件图可知，该零件形状结构简单，易加工。外形尺寸不大，可以采用锻造毛坯。由于该零件的两端有螺纹与外界配合，且其1：20圆锥面接触面积不小于80%。加工时1：20锥面与50面的同轴度要求为0.002mm。1：20锥面又与50面有跳动要求。1.3主要技术条件：1尺寸精度：由于50h7轴其精度要求为IT7级，表面粗糙度为Ra0.4,加工时一般精车就可以达到要求；2.位置精度：M39x2-6g和锥面1：20均与外圆50h7有同轴度要求，由于零件长度尺寸大，因此两项要求都采用两顶尖装夹方式，加工难度较大。锥面1：20相对50h7有圆跳动要求，加工时难达到要求。 3表面粗糙度：主轴50h7表面粗糙度Ra=0.4um，加工难度较高，采用精加工之后需要再进行磨削加工，锥面1：20表面粗糙度为Ra0.8，加工时不易保证也需要用磨削加工。其余表面表面粗糙度为Ra3.2，可以用磨削来保证。4. 热处理：50mm770mm采用调质表面渗氮热处理，渗氮层深度0.20.3mm,表面硬度6265HRC，提高零件的机械加工性能，这样使活塞杆既有一定的韧性，又具有较好的耐磨性。2.毛坯选择2.1毛坯类型 根据图样说明书已知毛坯用38CrMoAlA为材料的锻件。2.2毛坯余量确定零件加工时为中批量生产，所以毛坯的精度为普通级!欲知毛坯尺寸，要预先确定毛坯的个加工表面上的余量；而确定毛坯的余量有需要确定锻件的质量。所以先以简化的尺寸代替毛坯的尺寸，求的复杂系数为S2，毛坯质量为16.9kg由此查的毛坯的轴向余量为2.5-3.5.毛坯径向余量为2.5-3.2。则定毛坯径向余量为3，轴向余量为3.2.3毛坯零件合图草图3机械工艺路线确定3.1加工方法确定 主要表面的加工方法：50圆柱面:粗车IT12 Ra12.5 精车IT8 Ra1.6粗磨IT7 Ra0.8精磨IT6 Ra0.41：20锥面：粗车IT12 Ra12.5精车IT7 Ra1.6其余皆是精加工就可以达到3.2定位基准的选择：3.2.1精基准的选择：由于此零件是细长轴零件，选取精基准时需要保证其位置度与同轴度，需要尽可能的消除基准不重合误差，所以就以两轴端的中心轴线为精基准。3.2.2粗基准的选择：工件粗加工时由于加工量大、可以以工件的外圆轮廓面为粗基准。3.3加工顺序活塞杆类零件为细长轴类，一半多台阶轴，且有螺纹，其加工精度要求较高，有较高的粗糙度要求，所以一般采用车、磨加工方法。但由于此零件需要加工六方，所以又需要用铣床加工。加工此零件时应先加工外轮廓上的径向直径50，在此同时在保证端面长度1090再夹紧轴左端加工右端，之后再掉头夹紧右端加工左端。铣正六方，再车螺纹槽，最后在加工螺纹。最后再对精度和粗糙度要求高的点进行磨削加工。3.4段的划分说明加工阶段分为：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。1. 粗加工阶段：毛坯退火热处理；粗加工，车轴总的端面，保证总长。粗车50外圆，粗车两锥面，粗车两螺纹面，倒角。28，25孔 。 目的：切除大部分余量，把毛坯加至接近零件的最终形状和尺寸，只留下少许加工余量，通过这个加工阶段还可以及时发现锻件的裂纹等缺陷，采取相应的措施。2. 半精加工阶段；精车50尺寸，精车1:20锥面，精车另一锥面达到图样要求，精车两螺纹面，精车六方处轴向，精车40端面。粗磨50轴向尺寸.目的：为精加工做准备，尤其为精加工做好基准面准备，对于一些要求不高的表面在这个阶段加工到图样要求。3.精加工：精磨1：20锥面，精磨50外圆，切两螺纹处退刀槽，车两头M39x2-6g螺纹.保证重要表面精度。 目的：达到零件图纸设计要求。3.5 工序集中与分散：根据该工件生产批量是中批生产，工件结构比较复杂，技术要求较高等特点，该工件的工序应适当集中，使工件的装夹次数减少，缩短了生产周期。3.6加工工序简图:0.锻 铸造、清理5.热处理 正火10.粗车： 粗车端面,车外圆、钻中心孔15.粗车：掉头粗车另一端面、车外圆、钻中心孔20调质热处理25半精车轴右端：夹紧轴左端，车右端30半精车轴左端：夹紧轴右端，车左端35.车退刀槽40铣六方45车左端螺纹50.车右端螺纹55修研两中心孔60. 两顶尖装夹，磨1：20锥面65两顶尖装夹，粗磨50x770mm70渗氮热处理 渗氮部分深度为:0.2-0.3mm.硬度62-65HRC75两顶尖装夹，精磨50x770mm80.检验85.入库4.工序尺寸及其公差确定第55道工序工序尺寸及其公差的确定。50f7工艺路线基本尺寸工序余量经济精度工序尺寸锻造56656粗车51.85412.5（IT11）51.85精车50.351.56.3（IT9）50.35粗磨50.10.251.6（IT8）50.1精磨500.1 0.4（IT7）505.设备及其工艺装备确定所用的设备有： CA6140、X63k、X6120、M1432、检验台、夹具有：V形块、两顶尖夹具、车床专用夹具、磨床夹具、刀具有：90度车刀、立铣刀、磨具、螺纹车刀、切断刀、量具有：游标卡尺、卡规、螺纹塞规。6车50工序切削用量及工时定额确定1.切削用量切削用量按照先ap,再f，最后v的次序进行确定。确定普通切削加工，各工序余量尽量在一个行程切除，如果余量太大，也可以分为两个行程切除，第一次切除2/3，第二次切去剩下的余量。1. 以粗车50h7x770外圆的确定切削用量的方法及其步骤。a刀具有关数据由本道工序所选机床确定，刀杆截面尺寸为:HxB=25x16，材料选择为45钢，刀头材料为YT30r=15a=5k=12k=90=0车刀耐用度时间取60minb被吃刀量的确定 计算得知，粗车直径最大余量约为6mm，故单边最大余量为3mm。令a=3mmC进给量的确定查机械制造技术实训手册表5-59可得：进给量f取0.4-0.5之间，令f=0.5d切削速度的计算由公式：v=计算查刀具设计手册得=242，x=0.5，（刀具材料为YT30），代入上式得v=115（m/min）则机床主轴转速为n=612（r/min）然后根据机床所具有的与计算的实际转速接近的额定转速作为实际采用的主轴工作转速e机床主电动机功率校核粗加工阶段要切除的余量大，加工时需要较大的切削功率。所以，需要对机床的功率进行校核。根据Fz=查表得C=2650，=1.0，yFz=0.75，nFz=-0.15修正系数 kFz= 查表得加工材料机械性能改变的修正系数为:K=()=(597/650)=0.94刀具几何参数改变的修正系数=0.89，=1.05， =1.0;车削条件改变的修正系数=1.0，=0.92，代入得：Kfz=0.94x0.89x1.05x1.0x0.92=0.81因此 Ft=2650x2.5x0.58x130=1288(N)故切削功率为Pm=2.79（KW）查资料已知CA6140机床的电动机功率为7.5KW，则可以满足加工要求。f.刀杆刚度校核：可承受切削力约： =弹性模量为：E=210xPa=210x10N/mm惯性矩为： J=20833刀杆伸出长度为： 允许挠度为： f=0.1mm故 F=24888(N)由以上可知，FzFz,故所选的切削用量是合适的。本工序其他的主轴转速、进给量均与前面的相同（为减少机床调整时间）；被吃刀量虽然略有差异，但机床功率完全满足加工和要求。2.工时定额的确定如下图为车大外圆工作循环图，各辅助时间所消耗的时间已经查表求的并列于表中。故T辅助=8+3+3+3+5+5+4=31（s）以下计算基本时间由图可以看出，切入过程有三次，切出过程有两次。切入、切出长度取3mm，则总长度为15mm。轴向切除长度为： 770mm则基本时间为： T基本=(15+770)/0.5x60/612=154s故作业时间为： T作业=T基本+T辅助=31+154=185s取布置工作地时间为： T作业=T辅助x5=185x5=9.2s取休息及生理时间为： T布置=T作业x2=185 x2=3.7s取准备终结时间为： T准、终=2h=3600x2=7200s故单件时间定额为 T单件=T作业=T布置+T休息T准、终=185+9.25+3.7+7200/4000200s7.工艺设计总结从我们拿到零件图纸的第一天开始，指导老师就详细的给我们讲解了设计的步骤，安排辅导时间，为我们圆满的完成任务奠定了良好的基础。我们以前所接触的只是课本上的知识，对机械加工工艺只是侧面的了解，但是通过这次设计，我们才全方位的懂得了什么是机械设计，从而更加了解了我们的专业。做好机械加工工艺路线的安排，需要我们用长远的眼光看待问题，要用经济的头脑合理安排工艺路线，既要省时省力，又要经济合理化，毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高，知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以只有把学到的灵活贯通到实践当中去，才是真正的学会了。刚开始设计的时候，总觉的难度很大，不知道从什么地方下手，对一些设计的步骤根本不知道怎么安排，怎么设计。老师给我们详细讲解了机械设计应注意的条件，让我们先从分析零件图开始，然后分析出零件技术要求，再根据零件的技术要求画出毛坯和零件合图等等。要一步步，跟着老师的指导，加上自己的创新意见，合理安排，创新设计。这是我们第一次接触机械加工工艺的设计，对我有了很大提高，遇到不懂的问题时，查阅资料，指导老师的细心的帮助，同学之间的经常讨论，互相帮助，不紧学会了知识，而且还锻炼了我们的团队精神。在这次设计中，要感谢我们的指导老师，他们在设计期间为我们解决了很多难题。相信我们通过这次设计，一定会在以后的工作岗位中更好的发挥，努力的工作，更好的表现。第二部分第35道序夹具设计说明书1. 工序尺寸精度分析 由工序图可知此工序的加工精度要求一般，属于自由公差。具体加工要求如下：铣正六方时尺寸：47.3x41。其表面要求粗糙度为Ra3.2，该道工序在铣床上加工，加工类型为中批量生产。限制自由度分析：为保证铣六方时的长度方向上的位置精度需限制X方向上的移动保证其位置精度需限制4个自由度：Y移动、Y转动、Z移动、Z转动综合结果应限制X移动 、Y移动 、Y转动、Z移动、 Z转动2.定位方案确定采用一个长V型块定位，限制4个自由度：Y移动、Y转动、Z移动、Z转动再利用分度盘限制1个自由度：X移动综合结果应限制5个自由度，即X移动 、Y移动 、Y转动、Z移动、 Z转动3.定位元件确定L k=27.50 -0.15=27.425+0.075 -0.075 L j=27.425+0.025 -0.025D 1=25-0.020 -0.041 1=0.021由机床夹具设计课本24页表2.1得b=3 2=2b/D 2（k+j- 1/2） =23/7（0.15+0.05-0.021/2）=6/70.1895=0.16d 2=（7-0.16）h6（0 -0.01）4.定位误差分析计算对同轴度：jb=0 db=1/2（0.033+0.021+0.20）=0.037 dw=2db+jb=0.0741/3T对深度： jb=0.033/2=0.0165 db=0dw=db+jb=0.01651/3T故此定位方案可行5.夹紧方案及元件确定参考夹具设计资料，采用螺旋夹紧机构夹紧工件，夹紧元件选钩形压板A624。6.夹具总装草图第三部分第45道工序刀具设计1. 刀具类型确定螺纹M39x2-6g属于细牙螺纹，其中径与顶径公差带代号为6g。无其他特殊要求，所以可以采用普通螺纹车刀。如下图:普通螺纹的作用为紧固，可用于拆卸连接。这类螺纹要求有良好的可旋入性和连接的可靠性。首先确定普通螺纹的基本牙型及尺寸，见右图。（GB/T192-2003）d=39mm (外螺纹大经) d=37.875mm(外螺纹中径) d=37.125mm（外螺纹小径）查实用金属切削手册表6-37常用螺纹车刀的特点及应用，选用车削钢件螺纹用车刀。特点与应用：刀具前角大，切削阻力小，几何角度刃磨方便。适用于粗精车螺纹。第四部分第65道工序量具设计说明书对活塞杆轴50（h7），首先确定被测轴的极限偏差，查公差书第三章极限与配合标准得50h7的上偏差es=0mm,下偏差ei=-0.025mm。公差等级为IT7。1. 量具类型确定活塞杆轴50的量具用卡规。如下图:2. 极限量具尺寸公差确定（1） 确定工作卡规的制造公差和位置要素值，由公差书表6-1得IT7尺寸50的卡规公差为T=0.003mm,位置要素Z=0.004mm.形为公差为=T/2=0.0015。（2）计算工作卡规的极限偏差：50h7孔用卡规：通规：上偏差=es-Z+T/2=（0-0.004-0.0015）=-0.0025 下偏差=ei-Z-T/2=（0-0.004-0.0015）=-0.0055mm磨损极限= es=0止规：上偏差=ei+T=-0.025+0.003=-0.022 下偏差=ei=-0.03. 极限量具尺寸
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