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活塞杆
工艺
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活塞杆工艺规程设计带机械图,活塞杆,工艺,规程,设计,机械
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湖南铁路科技职业技术学院毕业设计作品（产品）课 题：活塞杆工艺规程设计 专 业： 班 级： 学生姓名： 所属院系： 指导教师： 湖南铁路科技职业技术学院教务处监制28摘 要本设计是活塞杆零件的加工工艺规程设计。活塞杆零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出平面，再以平面与支承孔系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。支承孔系的加工采用的是坐标法镗孔。整个加工过程均选用通用。夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用手动夹紧，能够满足设计要求。关键词：活塞杆零件；工艺；工序，规程目 录摘 要11.零件分析41.1零件结构功用分析41.2零件图纸分析41.3主要技术条件42.毛坯选择62.1毛坯类型的确定62.2毛坯余量及精度的确定62.3绘制毛坯图63工艺规程设计73.1表面加工方案的确定73.2零件加工工艺路线的确定73.3定位基准的选择83.4加工顺序83.5段的划分说明93.6 工序集中与分散93.7加工工序简图93.8 工序余量、工序尺寸及公差的确定133.9切削用量及工时定额的确定143.10工艺装备的选择164.绘制工序卡16总 结28致 谢29参考文献30引 言机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质使其成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工的一个依据。机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工艺流程是粗加工-精加工-装配-检验-包装，就是个加工的笼统的流程。 机械加工工艺就是在流程的基础上，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品 或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如，上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详 细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少。 技术人员根据产品数量、设备条件和工人素质等情况，确定采用的工艺过程，并将有关内容写成工艺文件，这种文件就称工艺规程。这个就比较有针对性了。每个厂都可能不太一样，因为实际情况都不一样。 总的来说，工艺流程是纲领，加工工艺是每个步骤的详细参数，工艺规程是某个厂根据实际情况编写的特定的加工工艺。随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。1.零件分析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毛坯类型的确定 根据图样说明书已知毛坯用38CrMoAlA为材料的锻件。2.2毛坯余量及精度的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绘制毛坯图3工艺规程设计3.1表面加工方案的确定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。3.2零件加工工艺路线的确定000下料棒料56x1096005热处理正火010车装夹，见工序图10夹一端，粗车外圆、车右端钻中心孔B2.5车53外圆钻右端中心孔B2.5015车夹另一端，粗车外圆，钻中心孔B2.5，保证总长1090装夹，见工序图15车53外面钻左端B2.5中心孔车左端，保证总长1090020热处理调质处理，2832HRC025半精车装夹：见工序图25 车外圆至51车右端M39x2-6g处外圆车1：20锥面030半精车装夹：见工序图30车左端51端面车左端M39x2-6g处外圆035车两顶尖装夹，切螺纹退刀槽装夹：见工序图35040铣铣六方装夹，见工序图40045车两顶尖装夹，车左端螺纹M39x2-6g装夹：见工序图45050车掉头，两顶尖装夹，车右端螺纹M39x2-6g. 装夹：见工序图50055磨修研两中心孔060磨两顶尖装夹工件，精磨1：20锥度至图样要求 装夹：见工序图60065磨两顶尖装夹，粗磨50x770mm装夹：见工序图65070热处理渗氮处理，深度0.25-0.35mm075磨两顶尖装夹工件，精磨50x770mm至图样要求080检验按图样要求检验各尺寸085入库涂油、包装、入库3.3定位基准的选择3.3.1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。3.3.2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。3.4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。3.5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。3.6 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。3.7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3.8 工序余量、工序尺寸及公差的确定第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）503.9切削用量及工时定额的确定车50工序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+7200/4000200s3.10工艺装备的选择所用的设备有： 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。4.绘制工序卡机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称活塞杆零件名称活塞杆共11页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号010粗车38CrMoAlA毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻造设备名称设备型号设备编号同时加工件数通用车床CA6140夹具编号夹具名称切削液三爪工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1装夹00001夹一端，粗车外圆、车右端钻中心孔B2.5三爪、游标卡尺、车刀268591.02.512车53外圆363.4800.7113钻右端中心孔B2.5715.5900.421 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称活塞杆零件名称活塞杆共11页第2页车间工序号工序名称材 料 牌 号015粗车38CrMoAlA毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻造设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA6140夹具编号夹具名称切削液三爪工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1装夹00002车53外面三爪、游标卡尺、车刀363.4800.7113钻B2.5中心孔12721200.23.514车左端，保证总长1090363.4800.711 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称活塞杆零件名称活塞杆共11页第3页车间工序号工序名称材 料 牌 号025半精车38CrMoAlA毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻造设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA6140夹具编号夹具名称切削液两顶尖工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1安装00002车外圆至51mm两顶尖，游标卡尺、车刀590130.363.513车右端M39x2-6g363.4800.7114车50x770265800.711 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称活塞杆零件名称活塞杆共11页第4页车间工序号工序名称材 料 牌 号030半精车38CrMoAlA毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻造设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA6140夹具编号夹具名称切削液两顶尖工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1安装00002车外圆至51mm590130.363.513车左端M39x2-6g363.4800.711车50x770mm至接口处265800.711 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称活塞杆零件名称活塞杆共11页第5页车间工序号工序名称材 料 牌 号035车退刀槽38CrMoAlA毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻造设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床CA61401夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1安装00002车左端退刀槽90.8520.20.213车右端退刀槽90.8520.20.21 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称活塞杆零件名称活塞杆共11页第6页车间工序号工序名称材 料 牌 号040铣六方38CrMoAlA毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻造设备名称设备型号设备编号同时加工件数铣床X52K1夹具编号夹具名称切削液专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1安装00002铣正六方1017.6800.5310.031.34 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称活塞杆零件名称活塞杆共11页第7页车间工序号工序名称材 料 牌 号045车左端螺纹38CrMoAlA毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻造设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA6140夹具编号夹具名称切削液两顶尖工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1安装00002两顶尖装夹，车左端螺纹螺纹车刀，两顶尖，跟刀架15920.20.21 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称活塞杆零件名称活塞杆共11页第8页车间工序号工序名称材 料 牌 号050车右端螺纹38CrMoAlA毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻造设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA6140夹具编号夹具名称切削液两顶尖工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1安装00002两顶尖装夹，车右端M39x2-6g螺纹两顶尖，螺纹车刀，跟刀架15920.20.21 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称活塞杆零件名称活塞杆共11页第9页车间工序号工序名称材 料 牌 号060磨38CrMoAlA毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻造设备名称设备型号设备编号同时加工件数磨床M131W夹具编号夹具名称切削液两顶尖工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1安装5钻头，5丝锥00002精磨1：20锥度至图样要求两顶尖，磨具954150.272.51 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称活塞杆零件名称活塞杆共11页第10页车间工序号工序名称材 料 牌 号065粗磨50x770mm38CrMoAlA毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻造设备名称设备型号设备编号同时加工件数磨床M131W夹具编号夹具名称切削液两顶尖工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1安装V形块心轴、7钻头M7丝锥00002两顶尖装夹，粗磨50x770mm两顶尖，磨具681.4150.273.513渗氮处理，深度0.25-0.35mm 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称活塞杆零件名称活塞杆共11页第11页车间工序号工序名称材 料 牌 号075精磨50x770mm38CrMoAlA毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数锻造设备名称设备型号设备编号同时加工件数磨床M131W夹具编号夹具名称切削液两顶尖工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1安装12锪孔钻00002 两顶尖装夹，精磨50x770mm至图样要求两顶尖，磨具1017.6800.5310.031.343 按图样检验各项尺寸4 涂油入库 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期） 总 结加工工艺的编制设计，使对零件的加工过程和夹具的设计有进一步的提高。在这次的设计中也遇到了不少的问题，如在编写加工工艺时，对所需加工面的先后顺序编排，对零件的加工精度和劳动生产率都有相当大的影响。通过不懈努力
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