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1、 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： 学 号： 指导教师： 目 录1 零件的分析11.1 零件结构工艺性分析11.2 零件的技术要求分析12 毛坯的选择22.1 毛坯的选择及毛坯制造方法的选择22.2 毛坯形状及尺寸的确定 23 工艺路线的拟定23.1 定位基准的选择23.2 零件表面加工方案的选择33.3 加工顺序的安排33.3.1 加工阶段的划分43.3.2 工序的集中与分散43.3.3 机械加工顺序的安排43.3.4 热处理工序的安排43.3.5 辅助工序的安排 54 工序设计64.1 机床和
2、工艺装备的选择64.2 工序设计6结论11参考文献1211 .零件的分析1.1 零件结构的工艺性分析（1） mm770mm 自身圆度公差为 0.005mm0.25（2）左端 螺纹与活塞杆 mm 中心线的同轴度公差为396Mg0.250.05mm(3) 1:20 圆锥面轴心线与活塞杆 mm 中心线的同轴度公差为0.250.02mm(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) mm770mm 表面渗氮，渗氮层深度 0.2-0.3 表面硬度 62 一 0.2565HRC1.2 零件的技术要求分析（1）活塞杆在使用过程中，承受交
3、变载荷作用， mm770mm 处有密0.25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， mm770mm 部分经过调质处理和表面渗0.25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
4、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 mm770mm 外圆和 1:20 锥度时，两道工序序必须分开0.25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
5、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2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21 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
6、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
7、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3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
8、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
9、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50 外圆表面IT6 0.4 圆度 0.05粗车精车半精磨精磨中心轴线120 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4制定加工方案的一般原则为:
10、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 Ra 0. 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
11、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先基准平面后其他的原则：机械
12、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。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。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。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。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。对于 mm770mm 和 1:20 锥度的加工质量要求较高的表面，安排0.25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。53.3.5 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，避免缺陷零件进入下道工序当中，造成废品。零件在制造完成后，需要清除毛刺，清洗零件，以便为下一步的静平衡检测做准备，为此在机械加工完成之后，安排一次去毛刺，清洗的过程，去除毛刺和油污。最后，对零
