115351-活塞桿加工工藝規(guī)程設(shè)計說明書

第一章零件工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 3 3 33審查零件的結(jié)構(gòu)工藝性 44確定零件的生產(chǎn)類型 4第二章選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計毛坯圖 4 5 53鍛件形狀復雜系數(shù) 54鍛件材質(zhì)系數(shù) 55繪制活塞桿鍛造毛坯簡圖 5第三章擬定活塞桿工藝路線 6 73.2各表面加工方案的確定 7 7 73.5工序的集中與分散 73.6機械加工工序的安排 73.7熱處理工序的安排 7 83.9確定工藝路線 8第四章確定機械加工余量、工序尺寸及公差 9第五章選擇機床及工藝設(shè)備 第六章確定切削用量及基本工時 1第一章零件工藝分析及生產(chǎn)類型的確定（1）φ5000.0mm×770mm自身圓度公差為0.005mm。0.025mm中心線的同軸度公差為φ0.02mm。（4）1:20圓錐面自身圓跳動公差為0.005mm。（5）1:20圓錐面涂色檢查，接觸面積不小于80%。0mm×770mm表面滲氮，滲氮層深度0.2~0.3mm,表面硬度0.025加工表面尺寸及偏差/mm公差及精度0.025表面粗糙度Ra/um復摩擦其表面，所以該處要求硬度高又耐活塞桿采用38CrMoALA材料，φ500mm×770m5芯部硬度為28~32HRC，表面滲氮層深度0.2~0.3mm，表面硬度為62~65HRC。這樣使活塞桿既2（2）活塞桿結(jié)構(gòu)比較簡單，但長徑比很大，屬于細長軸類零件，剛性較差，為了保證加工精度，在車削時要粗車、精車分開，而且粗、精車一律使用跟刀架，以減少加工時工件的變形，在加工兩端螺紋時要使用中心架。（3）在選擇定位基準時，為了保證零件同軸度公差及各部分的相互位置精度，所有的加工工序均采用兩中心孔定位，符合基準統(tǒng)一原則。（4）磨削外圓表面時，工件易產(chǎn)生讓刀、彈性變形，影響活塞桿的精度。因此，在加工時應(yīng)修研中心孔，并保證中心孔的清潔，中心孔與頂尖間松緊程度要適宜，并保證良好的潤滑。砂輪一般選擇：磨料白剛玉(WA)，粒度60#，硬度中軟或中、陶瓷結(jié)合劑，另外砂輪寬度應(yīng)選窄些，以減小徑向磨削力，加工時注意磨削用量的選擇，尤其磨削深度要小。00.0mm×770mm外圓和1:20錐度時，兩道1:20錐度時，要先磨削試件，檢查試件合格后才能正1:20圓錐面的檢查，是用標準的1:20環(huán)規(guī)涂色檢查，其接觸面應(yīng)不（6）為了保證活塞桿加工精度的穩(wěn)定性，在加工的全過程中不允許人工校直。（7）滲氮處理時，螺紋部分等應(yīng)采取保護裝置進行保護。（1）結(jié)構(gòu)力求簡單、對稱，橫截面尺寸不應(yīng)該有突然地變化。依設(shè)計題目知：Q2萬件/年，結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率a%和廢品率b%分別取為該零件的質(zhì)量約為14.2kg，根據(jù)活塞桿的質(zhì)量查表1-4知，該活塞桿屬輕型零件，再由表第二章選擇毛坯、確定毛坯尺寸、設(shè)計毛坯圖3因為活塞桿在工作方式是往復運動的形式，為了增加活塞桿的壽命，減小活塞桿的磨損量，因此毛坯選用38CrMoAlA的合金結(jié)構(gòu)鋼。由于生產(chǎn)類型屬于成批生產(chǎn)，為了提高生產(chǎn)已知該活塞桿機械加工后的質(zhì)量約為14kg，機械加工前鍛件毛坯的質(zhì)量mt為14.8kg。2.3鍛件形狀復雜系數(shù)已知對活塞桿零件圖進行分析計算，可大致確定鍛件外廓包容體的直徑和長度，即d50mm，h1090mm；由式（2-30和式（2-4）可計算該活塞桿零件的形狀復雜系數(shù)=14.8/(38106/4/3)14.8/16.6850.88S1級即該鍛件的復雜程由于該活塞桿材料為38鋼，是碳的質(zhì)量分數(shù)小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系表2-1活塞桿毛坯機械加工總余量及毛坯尺寸鍛件質(zhì)量六方形棱柱包容體質(zhì)量形狀復雜系數(shù)S材質(zhì)系數(shù)機械加工總余量尺寸公差2.501..787.82.501..78696962.5繪制活塞桿鍛造毛坯簡圖4第三章擬定活塞桿工藝路線因的外圓柱表面及兩中心孔，為后續(xù)作為基準。根據(jù)各加工表面的3.2各表面加工方案的確定加工表面0.025六方形棱柱表面粗糙度Ra/um加工方案粗車—半精車—粗磨-半精磨-精磨粗車-半精車-銑削5M3926g左端圓錐表面3.2粗車—半精車93.2粗車—精車9制定加工方案的一般原則為:先粗后精，先近后遠，先主后次，程序段最少，走刀路線最短以及特殊情況特殊處理。制定工藝路線要保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低成木。根據(jù)生產(chǎn)類型是小批量生產(chǎn)，零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及法所能達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下，采用通用機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)效率。除此之外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。對精度要求較高的零件，其粗，精加工應(yīng)該分開，以保證零件的質(zhì)量。活塞桿的加工質(zhì)量要求較高，其中表而粗糙度要求最高為Ra0.4um，另外幾處圓跳動也有較高的位置精度要求。精加工方案的確定，將該活塞桿的加工劃分為五個階段:粗車(粗車外圓、端面和鉆中心孔)、精車(精車各處外圓、臺階及次要表面等)、粗磨（粗磨各處外圓)、半精磨、該活塞桿的生產(chǎn)類型為小批量生產(chǎn)，零件的結(jié)構(gòu)復雜程度一般，但有較高的技術(shù)要求，可選用工序集中原則安排軸的加工工序。采用普通機床和部分高生產(chǎn)率專用設(shè)備，配用通用夾具，與部分劃線法達到精度，以減少工序數(shù)目，縮短工藝路線，提高生產(chǎn)效率。采用工序集中原則，有利于保證各加工面之間的位置精度要求，節(jié)省安裝工件的時間，減少工件的搬動次數(shù)，使生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)組織工作得到簡化，工作裝夾次數(shù)減少，輔助時間縮短。3.6機械加工工序的安排①先基準平面后其他的原則：機械加工工藝安排是總是先加工好定位基準而，所以應(yīng)先安排為后續(xù)序準備好定為基準。先加工精基準面，鉆中心孔及車表面的外圓。②按先粗后精的原則:先安排粗加工工序，后安排精加工工序，先安排精度要求較④先外后內(nèi)，先大后小原則:先加工外圓再以外圓定位加工內(nèi)孔，加工階梯外圓時先⑤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圓精車或粗磨之后，⑥對于5000.0025mm×770mm和1:20錐度的加工質(zhì)量要求較高的表面，安排在后面，并在前幾道工序中注意形位公差，在加工過程中不斷調(diào)整、保證其形位公差。6在切削加工前應(yīng)安排退火處理，提高改善軸的硬度，消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力，改善其切削性能。在精加工之前進行調(diào)質(zhì)處理，能提高軸的綜合性能。最終熱處理安排在半精磨之后，精磨加工之前，其能提高材料強度、表面硬度和耐磨性。毛坯鑄件制造完成后，要對鑄件的質(zhì)量進行初檢，避免缺陷零件進入下道工序當中，造成廢品。零件在制造完成后，需要清除毛刺，清洗零件，以便為此在機械加工完成之后，安排一次去毛刺，清洗的過程，去除毛刺和油污。最后，對零件進行靜平衡檢測，以保證零件的加工要求，同時可以篩除不合格產(chǎn)品，保證出廠的質(zhì)量。23456789車車車銑鉗工磨鉗工棒料一端，切端面3mm，車端面,保證總長為粗車外圓半精車臺階、錐度修研兩中心孔倒角C2銑正六邊形棱柱修研中心孔粗磨外圓、錐度修研中心孔MQ1350鉗工臺7半精磨外圓、錐度MQ1350滲氮熱處理至62~65HRC精磨外圓、錐度MQ1350清洗、按圖樣檢驗各部尺寸，涂油包裝入庫第四章確定機械加工余量、工序尺寸及公差（1）對活塞桿5000.0025mm×770mm表面，加工藝路線為:粗車—精車—粗磨—半精磨—精磨。查工藝手冊得各加工余量：精磨的加工余量為0.04mm半精磨的加工余量為0.04mm,粗磨的加工余量為0.92mm,精車的加工余量為1.8mm，粗車的加工余量為3.2mm,總的加工余精磨：50+0.04=50.04半精磨：50.04+0.06=50.10粗磨：50.10+0.90=51精車：51+2=53粗車：53+3=56取精磨的經(jīng)濟精度等級為IT7，公差值為T1=0.025mm。取半精磨的經(jīng)濟精度等級為IT7，公差值為T2=0.025mm。取粗磨的經(jīng)濟精度等級為IT8，公差值為T1=0.039mm。取精車的經(jīng)濟精度等級為IT8，公差值為T2=0.039mm。取粗車的經(jīng)濟精度等級為IT12，公差值為T1=0.30mm。將以上數(shù)據(jù)填入表格查工藝手冊后計算得其工藝如表4-3：表4-1活塞桿5000.002EQ\*jc3\*hps47\o\al(\s\up0(mm),5)×770mm表面工序余量的確定加工經(jīng)濟精度0850.100.03923精車：40+2=42粗車：42+2=44按照加工方法能達到的經(jīng)濟精度給各工序尺寸確定公差,查工藝手冊可知每道工序的取精車的經(jīng)濟精度公差等級取粗車的經(jīng)濟精度公差等級3加工經(jīng)濟精表面粗糙度尺寸、公差Ra(μm)2030（3）對活塞桿六方處的表面，加工工藝路線為：粗車——精車——半精銑——精銑。（5）對活塞桿1:20錐度表面，加工工藝路線為：粗車——精車——粗磨——半精磨——第五章選擇機床及工藝設(shè)備（1）為了減少裝卸時間，車端面、打中心孔、倒角、切槽、車螺紋、車外圓、車錐度都在同一車床上完成，該零件為批量生產(chǎn)，選用機床使用范圍較廣的為最佳，因此，選用CA6140型機床能滿足加工要求。且在粗、精車時，一定要分開。車外圓時，要使用跟刀9架，以減少加工時工件的變形；在車螺紋時，要使用中心架。用面銑刀每加工一表面后，萬能分度頭旋轉(zhuǎn)600，再加工另一表面，在臥式銑床上加工，選0.025外圓磨床MQ1350。車外圓采用主偏角為900P30的車刀，車端面采用主偏角為450P10的車刀。切斷刀材料取高速鋼，切刀寬度a5mm。車螺紋時選用牙型為0的螺紋車刀。0銑正六邊形棱柱時，選硬質(zhì)合金套式面銑刀，主偏角Kr，直徑dmm。磨削外圓和錐度時，選用白鋼玉平行砂陶瓷結(jié)合劑，砂輪寬度應(yīng)該零件加工可采用三爪卡盤（400）零件為成批生產(chǎn)，一般可采用通用量具。各端面、正六邊形棱柱、外圓精度要求不高，可選用0-1000mm的游標卡尺，即能達到測量目的。長度測量選用鋼板尺。測量螺紋選用螺錐度環(huán)規(guī)：120錐度外圓的精度要求高，所以可第六章確定切削用量及基本工時切端面、車端面⑴切端面pp②確定進給量查得fmm/r;參考文獻【1】表5-4機床的橫向進③切削速度vc：參考文獻【1】表5-4查得切削速度vc=19m/min④確定機床主軸轉(zhuǎn)參考文獻【1】表4-2取相近較小機床轉(zhuǎn)速100r/min因此實際的切⑤計算基本時⑤計算基本時間,切斷刀選用主偏角切削加工長度為,切斷刀選用主偏角ap1p1raaprpL2Li212.14min得：裝夾工件的時間為0.6min,啟動機床時間為節(jié)切削液時間為⑵車端面0.05min，取量具并測量尺寸的時間為0.5min,共計Tf=1.17min。p②確定進給pmm/r;參考文獻【1】表4-3機床的橫向進給量mm/r；③確定切削速度vc：參考文獻【2】表1-44查得取切削速度vc=60m/min④確定機床主軸轉(zhuǎn)速nn取相近較小機床轉(zhuǎn)速【vcnd/1000=⑤計算基本時間m/min切削加工長度為2mm，車端面選用主偏角k=45o的車刀rapd122i2參考文獻【1】中表5-49得：變換刀架的時間為0.0min，,變速或變換進給量的時pp②確定進給量f：參考文獻【2】表1-40查得fmm/r;參考文獻【1】表4-3機床的橫向進給量取fmm/r；④確定機床主軸轉(zhuǎn)速nvcnd/1000=3203.1456/1000=56.26m/m⑤計算基本時間Tj：切削加工長度為840mm，車外圓選用主偏角k=90o的外圓車刀，背吃刀量rpTjLl1l2l3i參考文獻【1】中表5-49得：變換刀架的時間為0.05min，變速的時間為計Tf=0.07min。（2）粗車活塞桿六方處的表面的外圓表面pf0.61mm/rn320r/minvc50.24m/minpc③參考文獻【1】中表5-49得：變換刀架的時間為0.05min，變速的時間為0.02min，⑴半精車外圓至51770mmpp②確定進給量f：參考文獻【1】表5-2查機床的橫向進給量mm/r;參考文獻【1】表4-3③確定切削速度vc：參考文獻【1】表5-2取vc50mm/min④確定機床主軸轉(zhuǎn)速nnd參考文獻【1】表nd/1000=53.25mm/min⑤計算基本時間Tj2⑥輔助時間Tf：參考文獻【1】中表5-49得：變速的時間為0.02min，啟動調(diào)節(jié)切削液時間為0.⑵半精車錐度方法同車外圓51770mm一樣。ammfmm/rn320r/minpvcnd/1000=53.25mm/min基本時間：切削加工長度L60mm，則TjLl1l2l3i⑶半精車兩端螺紋pLnd/1000=320基本時間：切削加工長度2p基本時間：切削加工長度1pp②確定進給量f:參考文獻【1】中表5-3得：f0.12~0.16mm/r,參考文獻【1】中③確定切削速度vc：參考文獻【1】表5-4，取vc23m/minn參考文獻【1】中表vc20.01m/min。pap230，l1pr23mm，d136則L25○6輔助時間Tf6：刀具快速趨近工件0.05min，取量具0.04min，測量一個尺寸0具0.22min?！?確定背吃刀量a：由倒角C2知，a2mm。p②確定進給量f：參考文獻【1】中表5-102得：f0.3~0.6mm/r，查參考文獻【1】④確定機床主軸轉(zhuǎn)EQ\*jc3\*hps47\o\al(\s\up0(v),c)參考文獻【1】中表4-2，查得相近的轉(zhuǎn)速為nvc55.1m/min。⑤計算基本時間Tj,背吃刀量ap2mm，得：l1apri3220.11min○6輔助時間Tf：參考文獻【1】表5-49得，刀具快速趨近工件0.05min，變換刀架或轉(zhuǎn)換方位0.05min，刀具退離并復位0.05min，共計Tf0.15min。ap①確定背吃刀量a：由普通螺紋基本尺寸知，該螺紋小p34.67mm，則背吃刀量②確定徑向進給量f：根據(jù)參考文獻【3】表5-112得前五次走刀0.4mm，第六次走刀r0.14mm，最后一次走刀0.025mm。③確定切削速度：材料為38CrMoAlA，經(jīng)熱處理后硬度速度vc30~60m/min。④確定機床主軸轉(zhuǎn)n245~490r/min查得相近的較小的機床轉(zhuǎn)速參考文獻【1】表4-2為n320r/min，所以實際的切削速度vc39.2m/min⑤計算基本時間TjnL24⑥輔助時間Tf：參考文獻【1】表5-49得，變換刀架或轉(zhuǎn)換方位為0.02min，刀架快銑正六邊形棱柱①確定背吃刀p②確定進給量參考文獻【1】表5-7按機床功率5～10kw及工件材料、級刀具材料選取，該工序的每齒進給③計算銑削速度件選取。銑削速度v135m/min。由公式(5-1)：n式銑床的主軸轉(zhuǎn)速系列，取轉(zhuǎn)速n380r/min再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1),可求得該工序的實際銑削速度vnd/10003803.14④計算基本時間j1l2)/fmz可求出該工序的基本時間。由于加工取取)2690mm540mm,23.652)2mm3.5mm(j,則該工序的基本時間手動夾緊工件1min，啟動機床0.02min，接通自動進給0.03min，更換快換面銑刀0.2min，取量具0.04min，測量一個尺寸0.1min，放下量具0.03min，啟動和調(diào)節(jié)切削液0.1min，用壓縮空氣吹凈夾具0.05min，取下工件0.8min，共計Tf3.47min。2)半精銑①確定背吃刀量②確定進給量③計算銑削速度p件選取，銑削速度v100)r/min477r/min，查表4-16按照該工序所選X51型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速系列，取轉(zhuǎn)速n490r/min再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1),可求得該工序的實4903.14100/1000m/min153.86m/minfmz0.095490mm/min220.5mm/min。將上述結(jié)果代入公式tjEQ\*jc3\*hps47\o\al(\s\up0(f),m)⑤輔助時間Tf：參考文獻【1】表5-49得，拿取工件并放在夾具1min，拿手動夾緊工件1min，啟動機床0.02min，接通自動進給0.03min，更換快換面銑刀0.2min，取量具0.04min，測量一個尺寸0.1min，放下量具0.03min，啟動和調(diào)節(jié)切削液0.1min，用壓縮空氣吹凈夾具0.05min，取下工件0.8min，共計Tf3.47min。粗磨外圓和錐度0.45mm，雙面的磨削余量深度2a確定磨削余量0.45mm，雙面的磨削余量深度2apppr0.015~0.05mm/r，參考文獻r(0.3~0.7)75mm/r22.5~52.④確定機床主軸轉(zhuǎn)速速Tj磨輪按工作臺雙行程橫向進給Tj上20.03min，放松夾緊0.8min，調(diào)整刀架角度，以便磨錐度半精磨外圓、錐度⑴半精磨外圓①確定磨削余pp0.015~0.05mm/r，參考文獻【3】a③確定磨削速度：參考文獻a砂輪的速度vc45m/s④確定磨削砂輪機的主軸轉(zhuǎn)nd286.6r/min【取相近較小的轉(zhuǎn)速⑤計算基本時間Tj：Zb0.03mm,LZb0.03mm,Lfrsnff286.60.040.03參考文獻【3】表5-153得：夾緊工件用0.8min，變速或變換進給量為0.05min，啟調(diào)節(jié)磨削液時間為0.05min，共計Tf0.9min⑵半精磨錐度在半精磨錐度的磨削余量及基本工時的確定中，1~4是相同的，其中用的進給量fa，磨削時砂輪機的主軸轉(zhuǎn)速n，還有磨削速度vc都是和半精磨外圓的是相同的。而唯一不同的就是半精磨外圓和錐度所要加工的尺寸長度不同，外圓的加工長度為770mm，而5.76s0.10min0.8min，變速或變換進給量為為啟動和調(diào)節(jié)磨削液時間為啟動和調(diào)節(jié)磨削液時間為精磨外圓pp②確定進給量f：根據(jù)參考文獻【3】中表5-130.查得f0.05~0.