柱塞工艺设计说明书毕业论文

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1、洛阳理工学院课程设计洛阳理工学院课程设计说明书课 程 名 称 机械制造工艺学 设 计 课 题 柱塞的机械加工工艺规程设计 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 2014 年 03 月 07 日课 程 设 计 任 务 书 系 机械设计制造及其自动化 专业 学生姓名 班级 学号 课程名称： 机械制造工艺学 设计题目： 柱塞的机械加工工艺规程设计 设计内容：1产品零件图 1张2毛坯图 1张3机械加工工艺过程综合卡片 1份4机械加工工艺工序卡片 1份5课程设计说明书 1份设计要求：大批生产设计（论文）开始日期 2014年03月03日 设计（论文）完成日期 2014年03月07日指导老

2、师： 课程设计评语 机械工程 系 机械设计制造及其自动化 专业 学生姓名 班级 学号 课程名称： 机械制造工艺学 设计题目： 柱塞的机械加工工艺规程设计 课程设计篇幅： 图 纸 共 2 张 说明书 共 15 页指导老师评语： 年 月 日 指导老师 1 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第II页目 录 1. 零件的分析21.1零件的作用21.1.1. 明确工件的年生产纲领21.1.2. 熟悉工件零件图和工序图21.1.3. 加工方法31.2零件的工艺分析31.2.1.零件图样分析31.2.2.工艺分析32. 工艺规程设计52.1确定毛胚的制造形式52.2基准的选择52.3制定工艺路线62.4确定

3、机械加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸72.5确定切削用量及基本工时7总 结11参考文献12附表A1：机械加工工艺过程综合卡片附表B1-B12：机械加工工艺（工序）卡片1. 零件的分析1.1零件的作用 1.1.1. 明确工件的年生产纲领采用大批大量生产，在这种生产过程中，产品的产量很大，广泛采用高校专用机床及自动化机床，广泛采用高效的夹具、刀具和量具，对操作工人的技术要求较低，对调整工人的技术要求很高。因此大批量生产时，一般选择机动、多工件同时加工，自动化程度高的方案，然而，结构也随之复杂，成本也提高较多。 1.1.2. 熟悉工件零件图和工序图零件图给出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等精度的总

4、体要求，工序图则给出了夹具所在工序的零件的工序基准、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、以及本工序的定位、夹紧原理方案，这是夹具设计的直接依据。 已知待加工工件如下图1-1所示， 图1-1 工件零件图技术要求：1、 不同两点间硬度差值不超过三个数值。2、 探伤检查不得有裂纹、夹渣等缺陷。 3、 尖角倒圆R0.5或0.545。4、 两端不允许留中心孔。5、 热处理5862HRC。6、 材料GCr15。 1.1.3. 加工方法 了解工艺规程中本工序的加工内容，机床、刀具、切削用量、工步安排、工时定额，同时加工零件数，在专用的机床上就可以进行简单的车、磨，就可以达到规定的技术要求。1.2零件的工艺分析

5、 1.2.1.零件图样分析 1）柱塞mm切的圆柱度公差为0.005mm。 2）端面对轴心线垂直度公差为0.006mm。 3）柱塞与柱塞套的配合间隙为0.0050.008mm。 4）柱塞探伤检验，不允许有裂纹，夹渣等缺陷。 5）金相组织检查，应由隐晶、细小结晶马氏体和均匀分布的残留碳化物及少量残留奥氏体组成，13级为合格组织。 6）热处理5862HRC。 7）材料GCr15。 1.2.2.工艺分析 1）因为柱塞的受力及耐磨性能较高，所以对材料的金相组织及化学成分都有相应的要求。含碳（C）量为0.95%1.05%，含硅（Si）量为0.15%0.35%，含锰（Mn）量为0.20%0.40%，含铬（C

6、r）量为1.3%1.6%，含硫（S）量0.02%，含磷（P）0.027%（均为质量分数）。 2）对材料进行正火处理，可消除应力，改善材料内部组织，改善加工性能。 3）由于柱塞与柱塞套为精密偶件，其配合间隙要求比较严格，在加工时应采用配作，其顺序应先完成柱塞套的加工（孔加工），再加工柱塞（外径加工）与之相配。为了保证工件尺寸的稳定性，减小变形，淬火后必要进行冰冷处理，即零件淬火后冷却至室温。经清洗后，在有液氮和干冰（-60-80）的保温箱内保温11.5h，冷处理后，工件在空气中恢复到室温后，立即进行回火，中间停留时间不应超过4h。 4）因零件上不准留有中心孔，所以在下料时，要考虑留有工艺凸台，两

7、端尺寸各加长810mm即可。 5）因零件的圆柱度和垂直度要求较高，所以需用高精度的磨床加工。加工时零件不能过热，要有充分的切削液。最终的尺寸测量要在恒温室 (20)中进行。 6）零件右端17mm3mm槽底两角一定要倒圆，因在热处理时这里应力容易集中产生裂纹。图样上虽末标注，但在技术要求中己说明。 7）圆柱度的检验，将柱塞放在标准V形块上，V形块放在标准平板上，用千分表测量。在测量长度范围内任意选取三个截面测量圆度值，并计算出圆柱度的值。另外在没有切除中心孔之前也可以用偏摆仪配合千分表测量零件圆度、并计算出圆柱度。 8）垂直度需用光学仪器配合检查。2. 工艺规程设计2.1确定毛胚的制造形式 毛坯

8、的选用主要包括毛坯的材料、类型和生产方法的选用。选用正确与否直接关系到毛坯的制造质量、工艺和成本，并影响到机械加工质量、工艺和成本等。毛坯质量主要是指合格毛坯本身能满足用户要求的程度。它主要包括外观质量、内在质量和使用质量。其中，外观质量包括毛坯表面粗糙度、尺寸精度、质量偏差、形状偏差和表面缺陷等；内在质量包括毛坯的物理性能、力学性能、金相组织、化学成分、偏析、内应力、致密度、内部缺陷等；使用质量包括毛坯的抗疲劳性能、高温及低温力学性能、耐磨性、耐蚀性和精度保持性等。毛坯材料的选用是保证产品内在质量的一个主要因素。毛坯选用的原则有：满足材料的工艺性能要求。如碳钢主要使用锻造生产，但其中某些牌号

9、也有较好的铸造性能；满足零件的使用性能要求；降低制造成本；符合生产条件。 本零件的主要功用是传递小动力，其工作时需承受不大的冲击载荷，不过要求有较高的强度和刚度，保持配合的精确性。由于需要进行滑动摩擦，所以表面必须有足够的硬度。由于柱塞选用GCr15，因此在切削加工过程中应进行适当的热处理，便于切削加工。2.2基准的选择 基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准的选择的正确与合理，可以使加工质量的得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法进行。 （1）粗基准的选择。对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。但对于本

10、零件来说，如果以25mm外圆表面作为基准，可能会引起一定的圆度误差，由于柱塞要求精度较高，按照有关粗基准的选择原则，选用柱塞的周线作为基准，利用三抓卡盘加紧进行切削加工。 （2）精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。如果设计基准与工序基准不重合时应该进行尺寸的换算，以保证精度的要求。 柱塞：先以外圆为粗基准，粗车外圆，精车端面；由于中心孔要求高，应该先划线，到钻床钻中心孔；再以外圆中轴线为精基准，采用双顶尖夹紧定位，精车外圆；热处理后，可能会产生有误差存在，所以应该再以外圆为基准，修研两端中心孔；最后精加工磨削中，应该以双顶尖夹紧定位，保证精度和粗糙度。2.3制定工艺路线制定工艺路线的出发

11、点，应当是零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑万能性机床配以专用的夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。工艺路线如下： 工序 1 下料 棒料25mm142mm。工序 2 热处理 工序 3 车 夹左端，车右端面，见平即可，外圆车至20.8mm，车 右端工艺凸台8mm10mm，钻中心孔A2.5，按图尺寸距右端面4.5mm处切槽17mm3mm，倒角245。工序 4 车 倒头转夹20.8mm外圆，加工另一端面，保证总长140.6mm，车端工艺凸台8mm10mm，保证工件有效长度120

12、.6mm，钻中心孔A2.5，倒角245。工序 5 热处理 盐浴淬火5862GRC。工序 6 冷处理 冰冷处理（液氮或干冰）。工序 7 磨 修研两端中心孔。工序 8 精磨 两中心孔定位装夹工件，磨mm（具体尺寸要M1432A与柱塞套配磨）保证柱塞与柱塞套的间隙0.0050.008mm。工序 9 线切割 采用开口铜套装夹工件，切除两端工艺凸台，保证工线切割机件总长120.6mm。工序 10 磨 采用开口铜套装夹工件，磨右端面保证尺寸mm。工序 11 磨 采用开口铜套装夹工件，磨左端面保证工件总长120mm。工序 12 研磨 研磨右端面与mm的垂直度公差0.006mm,并与配套的柱塞套一同做标记。工序 13 检验 按图样检查各部尺寸精度，探伤检查有无裂纹、夹渣等缺陷，无损检测硬度，切下的工艺凸台做金相组织检查。工序 14 入库 涂油入库。2.4确定机械加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸由于加工余量确定的计算方法比较复杂，而且未知毛坯尺寸，应当根据工艺人员的经验确定加工余量，为了防止余量不够而产生废品，所估计余量一般偏大。一般可由机械加工工艺手册或切削用量手册中选取。毛胚尺寸：棒料25mm142mm，在线切割机上获取。 柱塞：柱塞mm切的圆柱度公差为0.005mm，端面对轴心线垂直度公差为0.006m