机械工艺夹具毕业设计110发动机测扭油缸机加工艺及磨工夹具设计.doc
机械工艺夹具毕业设计110发动机测扭油缸机加工艺及磨工夹具设计
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机械工艺夹具毕业设计110发动机测扭油缸机加工艺及磨工夹具设计,机械毕业设计论文
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（ 2010 届） 本科毕业设计 （论文） 资料 题 目 名 称： 发动机测扭油缸机加工艺 学 院（部）： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 班 级： 学号 指导教师姓名： 职称 教授 最终评定成绩： 2010 届 nts 本科 毕业设计（论文）资料 第 一 部分 设计说明书 本科毕业设计（论文） 发动机测扭油缸机加工艺 nts 及磨工夹具设计 学 院（部）： 机 械 工 程 学 院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 班 级： 学号 指导教师姓名： 职称 最终评定成绩 nts湖南工业大学本科生毕业设计 I 摘 要 本次设计是 飞机 发动机上的一个 测扭油缸零件 的加工工艺规程及 关键 工序的专用夹具设计 。 测扭油缸零件 是 飞机发动机上 经常遇到的典型零件之一 。它 属于长套筒薄壁类零件 ， 体积小，结构形状较复杂， 精度要求比较高，在发电机中起很大的作 用。 首先 我 对测扭油缸零件进行了工艺分析，然后针对其工艺特点设计了机械加工工艺规程，制定了加工工序卡； 为保证生产效率较高，产品质量合格，结合生产加工的实际情况，在 关键工序第 95 道工序上设计了专用磨工夹具 。在磨工夹具的设计中，定位方式采用一面 一内圆面一孔 角向定位、夹紧装置 采用螺旋 压板 机构 。从而 保证工件的加工精度， 并使 装夹方便、快捷可靠。 在 整个加工 工艺 过程 中 选用了车床、铣床和磨床。 关键词： 测扭油缸，机械加工工艺，磨工夹具 nts湖南工业大学本科生毕业设计 II ABSTRACT This is a special fixture design used in the processing technical regulations and key process for a spare the fuel tank on certain engine. The fuel tank of a typical part in the aeroengine. It belongs to a long sleeve thin-walled parts, small size, shape more complex structure, relatively high accuracy in generating significantly in the role. The design of the first test on a twisted parts of the fuel tank and then for its design of the mechanical characteristics of a point of order processing, development of the processing card; So as to guarantee the high efficiency and qualified products ,combine the practical situation of producing and processing ,design a grinding fixture at the key process 95. In the design of grinding fixture ,locating system is to adopt one hole one plane angular allocation to positioning ,and holding fixture use the spiral clamping mechanism. Lathe ,miller and grinder machine are selected and put to use during the whole processing technical regulation . Keywords: Twisted measured the fuel tank, Machining process, Mill workers Fixturents湖南工业大学本科生毕业设计 III目 录 第 1 章 绪论 1 1.1 选题 来源 1 1.2 机 械 加 工 工 艺 及 夹 具 设 计 现状 1 1.3 主要 设计 内容及思路 3 1.4 预期 设计成果 3 第 2 章 测 扭 油 缸 工 艺 规 程 设计 4 2 . 1 零件 分析 4 2 . 1 . 1 测扭 油 缸 的 作用 4 2 . 1 . 2 测扭 油缸 的工艺 分析 4 2 . 2 毛坯设计 1 0 2 .2.1 确 定 毛 坯 的 生产类型 1 0 2 .2.2 材料分析 10 nts湖南工业大学本科生毕业设计 IV2 .2.3 确定毛坯的种类和制造方式 10 2 .2. 4 毛坯形状与尺寸的确定 11 2 . 3 工 艺 路 线 的 制订 12 2 . 3 . 1 加 工 方 法 的 选择 13 2 . 3.2 加 工 阶 段 的 划分 17 2 . 3.3 工 序 集 中 与 分散 18 2 . 3.4 工 序 顺 序 的 安排 19 2 . 3.5 工艺路线方案的确定 20 2 . 4 工序设计 2 6 2 . 4 . 1 基准的选择 26 2 . 4 . 2 加 工 余 量 的 确定 28 2 . 4 . 3 工序尺寸及其公差的确定 30 2 . 4 .4 设备、 工艺装备的选择 34 第 3 章 磨 床夹具 的设计 35 3 . 1 分析 原 始 资 料 、 明 确 设 计 任务 35 3 . 2 磨床 夹具的作用及 设计要nts湖南工业大学本科生毕业设计 V 求 35 3 . 3 磨 床 夹 具 定 位 装 置 设计 36 3 . 3 . 1 定位 所需限制的自由度分析 36 3 . 3 . 2 定位 元件设计 37 3 . 4 磨 床 夹 具 夹 紧 装置设计 38 3 . 4 . 1 夹 紧 方 案 的 选择 38 3 . 3 . 2 夹 紧 力 的 计算 39 3 . 3 . 3 夹紧 机构设计 39 3 . 5 夹 具 体 及 其 它 装 置 设计 41 3 . 6 磨 床夹具 的精度计算与分析 41 3 .7 夹 具 使 用 及 维 护 注 意 事项 43 结论 4 5 参考文献 4 6 致谢 nts湖南工业大学本科生毕业设计 VI 4 7 附录 1 零件 图纸 附录 2 工艺规程 附录 3 设计图纸 nts湖南工业大学本科生毕业设计 1 第 1 章 绪 论 1.1 选题 来源 测扭油缸零件是中国南方航空动力有限公司生产的 涡 桨 6 飞机发动机测扭机构中的一个零件。测扭油缸属于典型的长套筒薄壁类零件，体积小，结构形状较复杂， 精度要求比较高，在发电机中起很大的作用。 飞机的心脏是发动机，发动机使燃料在燃烧室内燃烧，将热能转变为机械能，它是动力的源泉。 飞机发动机中的测扭机构是用来感受第二级中间齿轮架的扭矩，并通过滑油压力表测量测扭油缸内平衡该扭矩的油压，指示出发动机输给螺旋桨的功率。 测扭机构共有 6 套测扭油 缸 测扭活 塞组件。每个测扭活塞都用测扭活塞固定销固定在减速器匣的凸耳内，而测扭油缸则用测扭油缸固定销与测扭油缸支承的凸耳连接。 可 见，测扭油缸是发动机中必不可少的零件。 测扭油缸零件自设计到生产已有很长的历史，经过多次设计改进，其性能已得到了很大的提高，但随着机械制造业和机床加工工艺及夹具的迅速发展，通过更先进的加工工艺来设计制造测扭油缸零件，以提高产品质量以及生产效率，以更高的满足对零件性能的要求。 1.2 机械加工工艺及夹具设计现状 1-3 随着机械制造业的迅速发展以及科学技术的进步，机械制造工艺的内涵和面貌正不断的发生着变化，近年来的技术进展和发展趋势主要为以下几点： （ 1）常规工艺的不断优化：常规工艺的不断优化是实现高效化、 强韧化、轻量化，以形成优质高效、低耗、少污染的先进使用工艺为主要目标，同时实现工艺设备、辅助工艺、工艺材料、检测系统的成套工艺服务，使优化工艺易于为企业所使用。 （ 2）新型加工方法的不断出现和发展：各种新型加工方法及工艺，包括精密加工、超精密加工、特种加工和复合加工等的产生改变了传统的加工工艺，为适应机械产品的更新换代提出了更好的加工方法及工艺。 （ 3）自动化等高新技术与工艺的紧密结合：计算机与自动化技术与工艺及设备相结合，使传统的工艺面貌发生了很大的变化。 nts湖南工业大学本科生毕业设计 2 夹具在机械加工中具有重要的作用，它能保证加工精度 ，提高产品质量，减轻工人的劳动强度，保证安全，提高劳动生产率，能以优质、高效、低耗的工艺去完成零件的加工和产品的装配 ， 是机械加工中的一种 重要的 工艺装备 ， 在生产中具有很大的作用，具体地表现在以下几个方面 ： （ 1） 保证工件的加工精度和稳定产品质量 ： 夹具在机床加工中的基本作用是，保证工件的相对位置精度 ， 采用能直接定位的夹具，比划线找正所达到的加工精度要求高得多。而且稳定可靠。 （ 2）提高劳动生产率和降低加工成本 ： 我国拥有的机床台数占世界前例，如果使这些机床有很好的配套夹具，对发挥机床的潜力会起着重要 的作用。一般说，采用专用夹具可省去画线找正等工作，初进生产率的提高以及降低加工成本。近年来，由于夹具向标准化；可调化和组合等方面发展，在小批生产中也适当地使用了专用夹具，不仅可以提高劳动生产率，而且可以获得良好的技术经济效果。 （ 3）充分发挥机床的性能 ： 在一台普通车床上配备一个专门设计的旋转刀架，可以加工圆球；若配备一个摆动刀架可以加工叶片的型面。因此，采用专用夹具可以扩大机床的使用范围，从而达到 “ 一机多能 ” ，同时也是改变生产面貌的一个有效途径。 （ 4）改善工人劳动条件 ： 采用夹具后，工件的装卸显 然要比不用夹具方便、省力、安全。例如，采用电动卡盘，只要按一下电钮就可以完成工件的夹紧或松开动作。 在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展 ： （ 1） 高精 度性： 随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度对夹具的制造精度要求更高高精度夹具的定位孔距精度高达 5m ，夹具支承面的垂直度达到 0.01mm/300mm，平行度高达 0.01mm/500mm。机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业 ； （ 2） 高效 性： 为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。 （ 3）模块化： 模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套 方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统 ； （ 4） 通用 性 、经济 性： 夹具的通 用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。 nts湖南工业大学本科生毕业设计 3 1.3 主要设计内容及思路 本课体 的 设计 主要 内容包括： 对测扭油缸零件的使用及技术条件进行分析； 测扭油缸零件材料以及毛坯的选择； 测扭油缸零件加工工艺及热处理工艺的确定； 针对测扭油缸零件的加工工艺，设计磨工夹具。 具体 技术路线是： 调研，查阅相关文献资料，了解目前 测扭油缸零件加工工艺状况。 通过分析测扭油缸零件使用 及技术条件，选择材料及毛坯； 确定测扭油缸零件加工工艺； 进行磨工夹具设计 ， 校核， 最后进行优化设计。 1.4 预期设计结果 通过设计测扭油缸零件的新型加工工艺及对应磨工夹具，大大的改善原有的加工工艺及加工精度，更好的保证了产品质量，很好的提高产品的生产率。 nts湖南工业大学本科生毕业设计 4 第 2 章 测扭油缸 的工艺规程编制 2.1 零件 分析 4 测扭油缸是发动机中精度要求较高的一个零件，它的加工质量对发动机的工作性能及装配都有很大的影响，因此它的加工质量直接决定着发动机的使用性能，它的加工是发动机生产的重 要的一环节。 涡桨 6 中的测扭油缸属于套筒类零件，结构形状较复杂，材料为合金渗碳钢。其主要表面为同轴度要求较高的内、外旋转表面，尺寸公差小，粗糙度要求高，硬度较高。零件的厚度较薄易变形，加工的部位较多，难度较大。 2.1.1 测扭油缸的作用 测扭油缸管零件是飞机发电机的重要零件， 飞机发动机中的测扭机构是用来感受第二级中间齿轮架的扭矩，并通过滑油压力表测量测扭油缸内平衡该扭矩的油压，指示出发动机输给螺旋桨的功率。测扭机构共有 6 套测扭油缸 ，每 个测扭活塞都用测扭活塞固定销固定在减速器匣的凸耳内 ， 其作用原理是 连接 测扭 油缸固定销与测扭油缸支承的凸耳 。 2.1.2 测扭油缸的 工艺分析 1、 对测扭油缸零件的技术要求具体分析如下： （ 1)加工表面的尺寸精度、形状精度和 位置精度。 5 图 2-1 如图 2-1 所示，上下表面有尺寸公差 0.050.122，上表面对轴中心线有尺寸公差11 0.05 ，上下表面的表面粗糙度为 Ra=1.6 m。 nts湖南工业大学本科生毕业设计 5 图 2-2 如图 2-2 所示， 20 孔的尺寸公差为 IT7 级，具体数值 为 0.0520.03120，其内孔表面粗糙度值为 Ra=0.8 m； 20 孔与槽有尺寸公差 0.1031，与右端小凸台有尺寸公差75 0.1 ；槽本身有尺寸公差 3 0.2 ， 4.5 0.2 ； 其中槽的表面粗糙度为 Ra=1.6 m，凸台的表面粗糙度为 Ra=1.6 m。 图 2-3 如图 2-3所示，左端面与右端面有尺寸公差 0.2020.2，槽内侧与右端面有尺寸公差18.2 0.2 。左端面与槽的表面粗糙度均为 Ra=3.2 m nts湖南工业大学本科生毕业设计 6 图 2-4 如图 2-4 所示，槽对小凸台面有尺寸公差 15 0.2 ；对槽有尺寸公差 0.20.12.2，槽的表面粗糙度为 Ra=3.2 m。 图 2-5 如图 2-5 所示， 27.9 孔的尺寸公差为 IT7，具体数值为 00.0227.9，其表面粗糙度为 Ra=1.6 m； 20 孔的尺寸公差为 IT7，具体数值为 0.021020，其表面粗糙度为Ra=0.8 m； 26 的尺寸公差为 IT7，具体数值为 00.02826，其表面粗糙度为 Ra=3.2 m； 24 倒角的尺寸公差为 IT15，具体数值为 0.8024，其表面粗糙度为 Ra=3.2 m；nts湖南工业大学本科生毕业设计 7 52 的尺寸公差为 IT7，具体数值为 0.03052 ，其表面粗糙度为 Ra=0.4 m。 图 2-6 如图 2-6所示，零件图中对内孔 0.03052有圆度要求 0.01。 图 2-7 如图 2-7所示，零件图中内孔 0.03052对基准 0.021020中心轴线有圆跳动 要求 0.05。 nts湖南工业大学本科生毕业设计 8 图 2-8 如图 2-8所示， 尺寸 0.050.122的两面对 基准 0.0520.03120中心线有垂直度要求 0.02。 图 2-9 如图 2-9所示，尺寸 0.021020中心线对基准 0.0520.03120中心线 A有位置要求 0.01和垂直度要求 0.04。 nts湖南工业大学本科生毕业设计 9 （ 2）加工表面粗糙度以及表面质量方面的其它要求。 表面粗糙度反映的是零件被加工表面上的微观几何形状误差。它主要由加工过程中刀具和零件表面间的摩擦、切削分离时表面金属层的塑性变形以及工艺系统的高频振动等原因形成的。 从零件图上可知表面粗糙度有 Ra0.4um, Ra0.8um,Ra1.6um,Ra3.2um,Ra6.4um。对表面质量的要求较高。 （ 3）热处理及其它要求（如动平衡、未注圆角、去毛刺、毛坯要求等）。 由零件的技术要求可知，该零件的毛坯为锻件，要渗碳区渗碳深度为 0.6 0.9，渗碳面 HRC 60，非渗碳区 HRC32 45.5。 2、对测扭油缸零件的结构工艺分析如下 4： 零件的结构工艺性分析是指所设计的零件在能满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。它包括零件的整个工艺过程的工艺性，如铸造、锻造、冲压、焊接、热处理、切削加工等的工艺性，涉及面很广，具有综合性。而且在不同的生产类型和生产条件下，同样一种零件制造的可行性和经济性可能不同，因此对其结构工艺性的要求也不同。所以，在对零件进行工艺性分析时，必须根据具体的生产类型和生产条件，全面、具体、综合地分析。在制订机械加工工艺规程时，主要 进行零件的切削加工工艺性分析，它主要涉及如下几点： （ 1）工件应便于在机床或夹具上装夹，并尽量减少装夹次数。 （ 2）刀具易于接近加工部位，便于进刀、退刀、越程和测量，以及便于观察切削情况等。 （ 3）尽量减少刀具调整和走倒次数。 （ 4）尽量减少加工面积及空行程，提高生产率。 （ 5）便于采用标准刀具，尽可能减少刀具种类。 （ 6）尽量减少工件和刀具的受力变形。 （ 7）改善加工条件，便于加工，必要时应便于采用多刀、工件加工。 （ 8）有适宜的定位基准，且定位基准至加工面的标注尺寸应便于测量。 根据上面的 要求 我们可以对 测扭油缸的结构工艺性进行 合理的 分析，使零件在各个工艺过程都具有良好的工艺性。 例 如： （ 1）粗精加工分阶段进行：套筒结构形状复杂，主要表面精度高，如测扭油缸零件图上 0.023020的孔对基准 A 的垂直度达到 0.04。只有粗精加工分开，才可消除粗加工造成的内应力、切削力、夹紧力、和切削热对加工精度的影响。有利于保证加工精度，同时合理选用粗、精加工的设备可提高生产效率。 nts湖南工业大学本科生毕业设计 10 （ 2）必须安排合理的热处理工序：测扭油缸结构复杂 ，精度要求高，由于切削力加工时产生较大的内应力，为保证后面的 工序易于加工和加工后精度的稳定性，在粗加工后安排一次调质处理。 2.2 毛坯的设计 毛坯的设计应正确的选择毛坯。首先要根据零件的结构、材料、生产规模、机械加工的要求（余量、基准等）决定毛坯的制造方法，然后（锻造和铸造毛坯）确定其形状、出模角、圆角半径及技术条件。毛坯的尺寸和公差则在详细拟定零件机械加工工艺路线以后，根据各工序加工余量决定总加工余量及毛坯尺寸和公差 。 2.2.1 确定毛坯的 确定生产类型 根据任务书可知该 产品 的生产纲领是小批生产。 2.2.2 材料分析 测扭油缸零件对材料性能的要求，要求材料硬度值 245HBS，加工后渗碳表面硬度值 HRC 60，非渗碳表面硬度 HRC32 45.5。另外，测扭油缸零件是发动机关键的零件，其尺寸精度和形状精度要求也比较高，所以对毛坯材料的加工性能等要求也比较高，鉴于上述测扭油缸零件对材料的加工及使用要求， 12Cr2Ni4A作为零件的毛坯材料。 2.2.3 确定毛坯的种类和制造 方式 4 毛坯的种类很多，每一种毛坯又有许多不同的制造方法。常用的毛坯主要有： （ 1）轧制件 主要包括各种热轧和冷拉圆钢、方钢、六角钢等型材。 （ 2）铸件 铸件适用于形状较复杂的毛坯。 （ 3）锻件 锻件适用于强度要求高、形状较简单的毛坯。 （ 4）焊接件 焊接件是将型材或板料等焊接成所需的毛坯，简单方便，生产周期短，但常需经过时效处理消除应力后才能进行机械加工。 （ 5）其它毛坯 如冲压件、粉末冶金和塑料压制件等。 选择毛坯时 应全面考虑下列 因素 ： （ 1）零件的材料及力学性能要求 （ 2）零件的结构形状与尺寸 （ 3）生产纲领的大小 nts湖南工业大学本科生毕业设计 11 （ 4）现有生产条件 （ 5）充分考虑利用新技术、新工艺、新材料的性能 根据对测扭油缸零件的分析和任务书的要求， 测扭油缸是涡浆 6 发动机中的一个重要零件，要保证其良好的机械性能，和 保证零件的工作可靠。 零件为薄壁套筒类零件强度要求较高且是小批生产。因此选择锻件，锻造的方法有自由锻和模锻两种。自由锻精度低、加工余量大、生产率低，适用于单件小批量生产以及大型零件毛坯。模锻毛坯精度高、加工余量小、生产效率高，适用于中批以上的中小型零件毛坯。 由上分析，应选择模锻，模型锻造是将金属胚料 放在具有一定形状的锻模膛内，受冲击力或压力面变形的加工方法。模锻可以获得合理的纤维组织，使得锻件机械性能好，尺寸准确，表面光洁，加工余量小，节省金属材料。 综上，确定毛坯的种类为锻件，其制造方式为模锻。 2.2.4 毛坯形状与尺寸的 确定 4 毛坯尺寸和零件图上相应的设计尺寸之差称为加工总余量，又叫毛坯余量。毛坯尺寸的公差称为毛坯公差。毛坯余量和毛坯公差的大小同毛坯的制造方法有关，生产中可参考有关工艺 手册 6和标准确定。 毛坯余量确定后，将毛坯余量附加在零件相应的加工表面上，即可大致确定毛坯的形状与尺寸。此外，在毛坯制造、机械加工及热处理时，还有许多工艺因素会影响到毛坯的形状与尺寸。 确定毛坯的形状与尺寸图 3-1所示： nts湖南工业大学本科生毕业设计 12 图 3-1 2.3 工艺路线的 制订 制订工艺过程时，首先要制订工艺 路线，然后详细进行工序设计，这两个过程是相互联系的，需进行反复和综合的分析。 制订工艺路线是制订工艺过程的总体布局，其任务是确定工序的数量、内容和顺序，需要从以下方面进行 考虑。 7 nts湖南工业大学本科生毕业设计 13 2.3.1 加工方法的 选择 8 1）首先确定零件主要表面最终工序的加工方法 零件是由若干个基本表面组成的。由于零件的主要表面直接影响零件和产品的质量，所以应首先确定其最终工序的加工方法。 （ 1）工件材料的性质 加工方法的选择，常受工件材料性质的限制，例如淬火钢淬火后应采用磨削加工；而有色金属磨削困难，常采用高速精密车削或金刚镗 进行精加工。 （ 2）工件的结构形状和尺寸 外圆表面多采用车削或磨削，回转体零件上较大直径的孔亦可采用车削或磨削，箱体上孔径较大或长度较短的孔宜选用镗削，孔径较小时宜用铰削。 （ 3）各种加工方法所能达到的经济精度和表面粗糙度 选定的加工方法应能达到所需要的加工精度和表面粗糙度，并符合经济性的要求。在正常加工条件下（采用符合质量标准的设备和工艺设备，以及标准技术等级的工人不延长加工时间）所能保证的加工精度，称为经济加工精度，简称经济精度。 常用加工方法所能达到的经济加工精度和表面粗糙度见表 3-1。 表 3-1 常用加工方法所能达到的经济加工精度和表面粗糙度 加工表面 加工方法 经济精度等级 IT 表面粗糙度 Ra/ m 外圆柱面 粗 车 细 车 精 车 金刚石车 11 13 9 10 7 8 5 6 12.5 50 1.6 6.3 0.8 1.6 0.025 1.25 粗 磨 精 磨 6 8 5 7 0.4 0.8 0.1 0.4 研 磨 超精加工 5 6 5 0.04 0.1 0.012 0.1 圆柱孔 钻 孔 扩 孔 11 13 10 11 3.2 50 1.6 12.5 粗 铰 精 铰 8 10 7 8 1.6 3.2 0.2 0.8 nts湖南工业大学本科生毕业设计 14 粗 镗 细 镗 精 镗 12 13 9 11 7 8 6.3 12.5 1.6 3.2 0.4 0.8 粗 磨 精 磨 7 8 6 7 0.2 0.8 0.1 0.2 珩 磨 研 磨 6 7 5 6 0.04 0.2 0.1 拉 孔 6 8 0.4 1.6 平面 粗刨、粗铣 半精刨、半精铣 11 13 8 10 12.5 50 1.6 6.3 拉 削 7 8 0.8 3.2 粗 磨 精 磨 7 9 6 7 0.8 3.2 0.2 0.8 研 磨 刮 研 5 6 5 7 0.1 0.2 0.8 基于上述要求，将重要的孔和平面的 最终 加工方法列于如下： 内孔 0.03052，精度等级为 IT7，表面粗糙度 Ra=0.4 m,因此采用研磨。 内孔 0.023020，精度等级为 IT7，表面粗糙度 Ra=0.8 m,因此采用 磨削 。 内孔 0.0530.03120，精度等级为 IT7，表面粗糙度 Ra=0.8 m，因此采用磨削。 外圆 00.0227.9，精度等级为 IT7，表面粗糙度 Ra=1.6 m,因此采用 磨削。 平面 00.0521.95，精度等级为 IT9，表面粗糙度 Ra=1.6 m,因此采用 磨削。 槽宽 3 0.2 深 4.5 0.2 ，精度等级为 IT14，表面粗糙度 Ra=1.6 m,因此采用粗磨 2）然后确定零件主要表面前导工序的加工方法 零件主要表面最终工序的 加工方法确定后，用倒推法，逐一确定零件主要表面前导工序（准备工序）的加工方法。 （ 1）外圆表面的加工方案 图 3-2所示是外圆表面加工方案，常用的有以下三种： nts湖南工业大学本科生毕业设计 15 图 3-2 外圆表面的加工方案 粗车半精车 精车 如果加工精度要求较低，也可以只取粗车 半精 车。 粗车半精车 磨 对于黑色金属材料，特别是有淬火要求的表面 ，通常采用这种加工方案。当外圆表面精度要求较高时，可采取粗车半精车 粗磨 精磨的方案。 粗车半精车精车 金刚石车 这种加工方案主要适用于有色金属 材料及其他不宜采用磨削加工 的有效高精度要求的外圆表面。 当外圆表面的精度或表面质量要求特别高时，在方案的基础上，还要增加光整加工（或精密加工）方法。常用的光整加工方法有研磨、抛光、砂带磨等，光整加工以减小表面粗糙度为主要目的。 （ 2）孔的加工方案 图 3-3所示是孔的加工方案。常用的有以下四种： nts湖南工业大学本科生毕业设计 16 图 3-3 孔的加工方案 钻扩粗铰 精铰 此方案广泛用于加工直径小于 30mm的中心孔。其中扩孔有纠正位置误差的能力，而铰刀又是定尺寸刀具，容易保证孔的尺寸精度。对于直接较小的孔，有时只需要铰一次便能达到要求的加工精度。 粗镗 半精镗粗磨 精磨 该方案主要用于 大中孔的加工，特别是淬硬零件孔的加工。当孔的精度要求更高时，可增加研磨或珩磨等光整加工工序。 粗 镗（或钻）半精镗 精镗 这种加工方案适用于位置精度要求较高的 孔系或有色金属零件孔的加工。如果毛坯上已有铸出或锻出的孔，则第一道工序可直接安排粗镗（或扩），而不必安排钻孔。当孔的加工要求更高时，可在精镗后安排金刚镗或珩磨等精密加工方法。 钻 拉 多用于大批大量生产中加工盘套类零件的圆孔、单 键孔及花键孔。 加工要求较高时，拉削可分为粗拉和精拉。 （ 3）平面加工方案 平面 加工主要采用铣削或刨削方法加工。要求较高的表面铣削或刨削以后还要安排精加工。常用的平面精加工方法有以下几种： 磨削 磨削可以得到较高的加工精度（ IT6）和较小的表面粗糙度（ Ra0.16）， 且可以磨淬硬表面，因此 广泛应用于中小型零件的平面精加工。要求更高的零件可以在粗磨 精磨后再安排研磨或精密磨等加工。 刮研 这是获得精密平面的传统加工方法。由于这种方法劳动量大、生产率低， 在大批量生产下已逐步被磨削所取代，但在单件小批生产和修配工作中仍有广泛nts湖南工业大学本科生毕业设计 17 的应用。 高速精铣或宽刃精刨 高速精铣不仅能获得高的 精度和表面质量，而且 生产率 高，应用于不淬硬的中小型零件平面的精加工；宽刃精 刨多用于大型零件特别是狭长平面的精加工。 零件的主要表面 的加工方案和加工方法选定后，再选定次要表面的加工方案和加工方法。按照一定的加工方法和一定的加工顺序加工出组成零件的各个基本表面，就可以完成零件的加工。 基于上述要求，将重要的孔和平面的加工方法列于如下： 内孔 0.03052，精度等级为 IT7，表面粗糙度 Ra=0.4 m： 粗车半精车精车 粗磨 研 磨 内孔 0.023020，精度等级为 IT7，表面粗糙度 Ra=0.8 m： 粗车半精车精车 磨 内孔 0.0530.03120，精度等级为 IT7，表面粗糙度 Ra=0.8 m：。 钻 半精车 磨 外圆 00.0227.9，精度等级为 IT7，表面粗糙度 Ra=1.6 m： 粗车半精车 磨 平面 00.0521.95，精度等级为 IT9，表面粗糙度 Ra=1.6 m： 粗铣 半精铣 磨 2.3.2 加工阶段的 划分 4 当零件的加工质量要求比较高时，往往不可能在一道工序中完成全部加工工作，而必须分几个阶段来进行加工。 （ 1）加工阶段 整个工艺过程一般需划分为如下几个阶段： 1）粗加工阶段 这一阶段的主要任务是切 大部分余量 ，关键问题是提高生产率。 2）半精加工阶段 这一阶段的主要任务是为零件主要表面的精加工做好准备，并完成一些次要表面的加工。 3）精加工阶段 这一阶段的主要任务是保证零件主要表面的尺寸精度、形状精度、位置精度及表面粗糙度要求。这是关键的加工阶段，大多数零件的加工经过这一加工阶段就已完成。 4）光整加 工阶段 对于零件尺寸精度和表面粗糙度要求很高的表面，还要安排光整加工。这一阶段的主要任务是提高尺寸精度和减小表面粗糙度值，一般不用来纠正位置误差。位置精度由前面工序保证。 nts湖南工业大学本科生毕业设计 18 （ 2）划分加工阶段的原因 1）利于保证加工质量 2）合理使用设备 3）便于安排热处理 4）便于及时发现毛坯缺陷，以及避免损伤已加工表面 2.3.3 工序集中与 分散 4 工序集中与工序分散是拟定工艺路线时，确定工序数目或工序内容多少的两种不同原则，它与设备类型的选择有密切的关系。 （ 1）工序集中 工序集中就是将工件的加工集中在少数几道工 序内完成，每道工序的加工内容较多。其特点是： 1）采用高效专业设备及工艺装备，生产率高 2）工件装夹次数减少，易于保证表面间位置精度，还能减少工序间运输量，缩短生产周期。 3）工序数目少，可减少机床数量、操作工人数和生产面积，还可简化生产计划和生产组织工作。 4）因采用结构复杂的专业设备及工艺设备，故投资大，调整和维修复杂，生产准备工作量大，转换新产品比较费时。 （ 2）工序分散 工序分散就是将工件的加工，分散在较多的工序内进行，每道工序的加工内容很少，最少时每道仅有一个简单的工步。其特点是： 1）设备及工艺 装备比较简单，调整和维修方便，工人容易掌握，生产准备工作量少，又易于平衡工序时间，易适应产品的更换。 2）可采用最合理的切削用量，减少机动时间。 3）设备数量少，操作工人多，占用生产面积大。 （ 3）工序集中与分散的选用 工序集中与工序分散各有利弊，应根据生产类型、现有生产条件、工件结构特点和技术要求等进行综合分析后选用。 一般来说， 在产量较小时，为简化计划、调度等工作，选取工序集中原则便于组织生产；当产量很大时，可按分散原则以利于组织流水生产。对尺寸和质量大的工件，由于安装和运输困难 ，一般宜采用集中原则 组织生产。 nts湖南工业大学本科生毕业设计 19 测扭油缸零件的生产纲领是小批生产，且零件较复杂，按理应采用工序集中原则，但测扭油缸又属薄壁类套筒类零件，因此刚性较差，而其对精度要求较高，所以采用工序分散原则。 2.3.4 工序顺序的 安排 4 复杂零件的机械加工工艺路线要经过一系列切削加工、热处理和辅助工序。因此在拟定工艺路线时，工艺人员要全面地把切削加工、热处理和辅助工序三者一起加以考虑。应遵循以下原则。 1）切削加工工序的安排原则 （ 1）先基面后其它 （ 2）划分加工阶段 （ 3）先主后次 （ 4）先面后孔 （ 5）安排加工顺序时还要考虑车间设备 布置情况 2）热处理工序的安排原则 为了消除内应力、改善性能而进行的预先热处理工序，如时效、正火、退火等，应安排在粗加工之前。对于精度要求较高的零件有时在粗加工之后，甚至半精加工后还安排一次时效处理。 为提高零件的综合力学性能而进行的热处理，如调质，应安排在粗加工之后半精加工之前进行，对于一些没有特别要求的零件，调质也常作为最终热处理。 为
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