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2010 屆 本科畢業(yè)設(shè)計 論文 資料 題 目 名 稱 發(fā)動機測扭油缸機加工藝 學(xué) 院 部 機械工程學(xué)院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 生 姓 名 班 級 學(xué)號 指導(dǎo)教師姓名 職稱 教授 最終評定成績 湖南工業(yè)大學(xué)教務(wù)處 2010 屆 本科畢業(yè)設(shè)計 論文 資料 第一部分 設(shè)計說明書 2010 屆 本科畢業(yè)設(shè)計 論文 發(fā)動機測扭油缸機加工藝 及磨工夾具設(shè)計 學(xué) 院 部 機 械 工 程 學(xué) 院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 生 姓 名 班 級 學(xué)號 指導(dǎo)教師姓名 職稱 最終評定成績 2010 年 6 月 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 I 摘 要 本次設(shè)計是飛機發(fā)動機上的一個測扭油缸零件的加工工藝規(guī)程及關(guān)鍵工序的專用 夾具設(shè)計 測扭油缸零件是飛機發(fā)動機上經(jīng)常遇到的典型零件之一 它屬于長套筒薄 壁類零件 體積小 結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜 精度要求比較高 在發(fā)電機中起很大的作用 首先我對測扭油缸零件進行了工藝分析 然后針對其工藝特點設(shè)計了機械加工工 藝規(guī)程 制定了加工工序卡 為保證生產(chǎn)效率較高 產(chǎn)品質(zhì)量合格 結(jié)合生產(chǎn)加工的 實際情況 在關(guān)鍵工序第 95 道工序上設(shè)計了專用磨工夾具 在磨工夾具的設(shè)計中 定位方式采用一面一內(nèi)圓面一孔角向定位 夾緊裝置采用螺旋壓板機構(gòu) 從而保證工 件的加工精度 并使裝夾方便 快捷可靠 在整個加工工藝過程中選用了車床 銑床 和磨床 關(guān)鍵詞 測扭油缸 機械加工工藝 磨工夾具 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 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 Fixture 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 III 目 錄 第 1 章 緒 論 1 1 1 選題來 源 1 1 2 機械加工工藝及夾具設(shè)計現(xiàn) 狀 1 1 3 主要設(shè)計內(nèi)容及思 路 3 1 4 預(yù)期設(shè)計成 果 3 第 2 章 測扭油缸工藝規(guī)程設(shè) 計 4 2 1 零件分 析 4 2 1 1 測扭油缸的作 用 4 2 1 2 測扭油缸的工藝分 析 4 2 2 毛坯設(shè) 計 10 2 2 1 確定毛坯的生產(chǎn)類 型 10 2 2 2 材料分 析 10 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 IV 2 2 3 確定毛坯的種類和制造方 式 10 2 2 4 毛坯形狀與尺寸的確 定 11 2 3 工藝路線的制 訂 12 2 3 1 加工方法的選 擇 13 2 3 2 加工階段的劃 分 17 2 3 3 工序集中與分 散 18 2 3 4 工序順序的安 排 19 2 3 5 工藝路線方案的確 定 20 2 4 工序設(shè) 計 26 2 4 1 基準(zhǔn)的選 擇 26 2 4 2 加工余量的確 定 28 2 4 3 工序尺寸及其公差的確 定 30 2 4 4 設(shè)備 工藝裝備的選 擇 34 第 3 章 磨床夾具的設(shè) 計 35 3 1 分析原始資料 明確設(shè)計任 務(wù) 35 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 V 3 2 磨床夾具的作用及設(shè)計要 求 35 3 3 磨床夾具定位裝置設(shè) 計 36 3 3 1 定位所需限制的自由度分 析 36 3 3 2 定位元件設(shè) 計 37 3 4 磨床夾具夾緊裝置設(shè) 計 38 3 4 1 夾緊方案的選 擇 38 3 3 2 夾緊力的計 算 39 3 3 3 夾緊機構(gòu)設(shè) 計 39 3 5 夾具體及其它裝置設(shè) 計 41 3 6 磨床夾具的精度計算與分 析 41 3 7 夾具使用及維護注意事 項 43 結(jié) 論 45 參考文 獻 46 致 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 VI 謝 47 附錄 1 零件圖紙 附錄 2 工藝規(guī)程 附錄 3 設(shè)計圖紙 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 1 第 1 章 緒 論 1 1 選題來源 測扭油缸零件是中國南方航空動力有限公司生產(chǎn)的渦槳 6 飛機發(fā)動機測扭機構(gòu)中 的一個零件 測扭油缸屬于典型的長套筒薄壁類零件 體積小 結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜 精 度要求比較高 在發(fā)電機中起很大的作用 飛機的心臟是發(fā)動機 發(fā)動機使燃料在燃燒室內(nèi)燃燒 將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能 它 是動力的源泉 飛機發(fā)動機中的測扭機構(gòu)是用來感受第二級中間齒輪架的扭矩 并通過滑油壓力 表測量測扭油缸內(nèi)平衡該扭矩的油壓 指示出發(fā)動機輸給螺旋槳的功率 測扭機構(gòu)共有 6 套測扭油缸 測扭活塞組件 每個測扭活塞都用測扭活塞固定銷 固定在減速器匣的凸耳內(nèi) 而測扭油缸則用測扭油缸固定銷與測扭油缸支承的凸耳連 接 可見 測扭油缸是發(fā)動機中必不可少的零件 測扭油缸零件自設(shè)計到生產(chǎn)已有很長的歷史 經(jīng)過多次設(shè)計改進 其性能已得到 了很大的提高 但隨著機械制造業(yè)和機床加工工藝及夾具的迅速發(fā)展 通過更先進的 加工工藝來設(shè)計制造測扭油缸零件 以提高產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)效率 以更高的滿足對 零件性能的要求 1 2 機械加工工藝及夾具設(shè)計現(xiàn)狀 1 3 隨著機械制造業(yè)的迅速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進步 機械制造工藝的內(nèi)涵和面貌正 不斷的發(fā)生著變化 近年來的技術(shù)進展和發(fā)展趨勢主要為以下幾點 1 常規(guī)工藝的不斷優(yōu)化 常規(guī)工藝的不斷優(yōu)化是實現(xiàn)高效化 強韌化 輕量 化 以形成優(yōu)質(zhì)高效 低耗 少污染的先進使用工藝為主要目標(biāo) 同時實現(xiàn)工藝設(shè)備 輔助工藝 工藝材料 檢測系統(tǒng)的成套工藝服務(wù) 使優(yōu)化工藝易于為企業(yè)所使用 2 新型加工方法的不斷出現(xiàn)和發(fā)展 各種新型加工方法及工藝 包括精密加 工 超精密加工 特種加工和復(fù)合加工等的產(chǎn)生改變了傳統(tǒng)的加工工藝 為適應(yīng)機械 產(chǎn)品的更新?lián)Q代提出了更好的加工方法及工藝 3 自動化等高新技術(shù)與工藝的緊密結(jié)合 計算機與自動化技術(shù)與工藝及設(shè)備 相結(jié)合 使傳統(tǒng)的工藝面貌發(fā)生了很大的變化 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 2 夾具在機械加工中具有重要的作用 它能保證加工精度 提高產(chǎn)品質(zhì)量 減輕工 人的勞動強度 保證安全 提高勞動生產(chǎn)率 能以優(yōu)質(zhì) 高效 低耗的工藝去完成零 件的加工和產(chǎn)品的裝配 是機械加工中的一種重要的工藝裝備 在生產(chǎn)中具有很大的 作用 具體地表現(xiàn)在以下幾個方面 1 保證工件的加工精度和穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量 夾具在機床加工中的基本作用是 保 證工件的相對位置精度 采用能直接定位的夾具 比劃線找正所達到的加工精度要求 高得多 而且穩(wěn)定可靠 2 提高勞動生產(chǎn)率和降低加工成本 我國擁有的機床臺數(shù)占世界前例 如果使 這些機床有很好的配套夾具 對發(fā)揮機床的潛力會起著重要的作用 一般說 采用專 用夾具可省去畫線找正等工作 初進生產(chǎn)率的提高以及降低加工成本 近年來 由于 夾具向標(biāo)準(zhǔn)化 可調(diào)化和組合等方面發(fā)展 在小批生產(chǎn)中也適當(dāng)?shù)厥褂昧藢Ｓ脢A具 不僅可以提高勞動生產(chǎn)率 而且可以獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟效果 3 充分發(fā)揮機床的性能 在一臺普通車床上配備一個專門設(shè)計的旋轉(zhuǎn)刀架 可 以加工圓球 若配備一個擺動刀架可以加工葉片的型面 因此 采用專用夾具可以擴 大機床的使用范圍 從而達到 一機多能 同時也是改變生產(chǎn)面貌的一個有效途徑 4 改善工人勞動條件 采用夾具后 工件的裝卸顯然要比不用夾具方便 省力 安全 例如 采用電動卡盤 只要按一下電鈕就可以完成工件的夾緊或松開動作 在機床技術(shù)向高速 高效 精密 復(fù)合 智能 環(huán)保方向發(fā)展的帶動下 夾具技 術(shù)正朝著高精 高效 模塊 組合 通用 經(jīng)濟方向發(fā)展 1 高精度性 隨著機床加工精度的提高 為了降低定位誤差 提高加工精度對 夾具的制造精度要求更高高精度夾具的定位孔距精度高達 5 m 夾具支承面的垂直 度達到 0 01mm 300mm 平行度高達 0 01mm 500mm 機床夾具的精度已提高到微米級 世界知名的夾具制造公司都是精密機械制造企業(yè) 2 高效性 為了提高機床的生產(chǎn)效率 雙面 四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來 越多 為了減少工件的安裝時間 各種自動定心夾緊 精密平口鉗 杠桿夾緊 凸輪 夾緊 氣動和液壓夾緊等 快速夾緊功能部件不斷地推陳出新 3 模塊化 模塊 組合夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎(chǔ) 利用模塊化設(shè)計 的系列化 標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件 快速組裝成各種夾具 已成為夾具技術(shù)開發(fā)的基點 模 擬仿真刀具的切削過程 既能為用戶提供正確 合理的夾具與元件配套方案 又能積 累使用經(jīng)驗 了解市場需求 不斷地改進和完善夾具系統(tǒng) 4 通用性 經(jīng)濟性 夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟性 采用模塊 組合式的夾 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 3 具系統(tǒng) 一次性投資比較大 只有夾具系統(tǒng)的可重組性 可重構(gòu)性及可擴展性功能強 應(yīng)用范圍廣 通用性好 夾具利用率高 收回投資快 才能體現(xiàn)出經(jīng)濟性好 1 3 主要設(shè)計內(nèi)容及思路 本課體的設(shè)計主要內(nèi)容包括 對測扭油缸零件的使用及技術(shù)條件進行分析 測扭油缸零件材料以及毛坯的選擇 測扭油缸零件加工工藝及熱處理工藝的確定 針對測扭油缸零件的加工工藝 設(shè)計磨工夾具 具體技術(shù)路線是 調(diào)研 查閱相關(guān)文獻資料 了解目前測扭油缸零件加工工 藝狀況 通過分析測扭油缸零件使用及技術(shù)條件 選擇材料及毛坯 確定測扭 油缸零件加工工藝 進行磨工夾具設(shè)計 校核 最后進行優(yōu)化設(shè)計 1 4 預(yù)期設(shè)計結(jié)果 通過設(shè)計測扭油缸零件的新型加工工藝及對應(yīng)磨工夾具 大大的改善原有的加工 工藝及加工精度 更好的保證了產(chǎn)品質(zhì)量 很好的提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 4 第 2 章 測扭油缸的工藝規(guī)程編制 2 1 零件分析 4 測扭油缸是發(fā)動機中精度要求較高的一個零件 它的加工質(zhì)量對發(fā)動機的工作性 能及裝配都有很大的影響 因此它的加工質(zhì)量直接決定著發(fā)動機的使用性能 它的加 工是發(fā)動機生產(chǎn)的重要的一環(huán)節(jié) 渦槳 6 中的測扭油缸屬于套筒類零件 結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜 材料為合金滲碳鋼 其 主要表面為同軸度要求較高的內(nèi) 外旋轉(zhuǎn)表面 尺寸公差小 粗糙度要求高 硬度較 高 零件的厚度較薄易變形 加工的部位較多 難度較大 2 1 1 測扭油缸的作用 測扭油缸管零件是飛機發(fā)電機的重要零件 飛機發(fā)動機中的測扭機構(gòu)是用來感受 第二級中間齒輪架的扭矩 并通過滑油壓力表測量測扭油缸內(nèi)平衡該扭矩的油壓 指 示出發(fā)動機輸給螺旋槳的功率 測扭機構(gòu)共有 6 套測扭油缸 每個測扭活塞都用測扭 活塞固定銷固定在減速器匣的凸耳內(nèi) 其作用原理是連接測扭油缸固定銷與測扭油缸 支承的凸耳 2 1 2 測扭油缸的工藝分析 1 對測扭油缸零件的技術(shù)要求具體分析如下 1 加工表面的尺寸精度 形狀精度和位置精度 5 圖 2 1 如圖 2 1 所示 上下表面有尺寸公差 上表面對軸中心線有尺寸公差0 512 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 5 上下表面的表面粗糙度為 Ra 1 6 m 10 5 圖 2 2 如圖 2 2 所示 孔的尺寸公差為 IT7 級 具體數(shù)值為 其內(nèi)孔表面20 0 5231 粗糙度值為 Ra 0 8 m 孔與槽有尺寸公差 與右端小凸臺有尺寸公差0 13 槽本身有尺寸公差 其中槽的表面粗糙度為 Ra 1 6 m 750 1 3 45 2 凸臺的表面粗糙度為 Ra 1 6 m 圖 2 3 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 6 如圖 2 3 所示 左端面與右端面有尺寸公差 槽內(nèi)側(cè)與右端面有尺寸公0 2 差 左端面與槽的表面粗糙度均為 Ra 3 2 m18 20 圖 2 4 如圖 2 4 所示 槽對小凸臺面有尺寸公差 對槽有尺寸公差 槽的150 2 0 21 表面粗糙度為 Ra 3 2 m 圖 2 5 如圖 2 5 所示 孔的尺寸公差為 IT7 具體數(shù)值為 其表面粗糙27 9 0 279 度為 Ra 1 6 m 孔的尺寸公差為 IT7 具體數(shù)值為 其表面粗糙度為0 1 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 7 Ra 0 8 m 的尺寸公差為 IT7 具體數(shù)值為 其表面粗糙度為26 0 286 Ra 3 2 m 倒角的尺寸公差為 IT15 具體數(shù)值為 其表面粗糙度為4 4 Ra 3 2 m 的尺寸公差為 IT7 具體數(shù)值為 其表面粗糙度為5 0 35 Ra 0 4 m 圖 2 6 如圖 2 6 所示 零件圖中對內(nèi)孔 有圓度要求 0 01 0 352 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 8 圖 2 7 如圖 2 7 所示 零件圖中內(nèi)孔 對基準(zhǔn) 中心軸線有圓跳動要求0 352 0 21 0 05 圖 2 8 如圖 2 8 所示 尺寸 的兩面對基準(zhǔn) 中心線有垂直度要求 0 02 0 512 0 5231 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 9 圖 2 9 如圖 2 9 所示 尺寸 中心線對基準(zhǔn) 中心線 A 有位置要求 0 01 和0 21 0 5231 垂直度要求 0 04 2 加工表面粗糙度以及表面質(zhì)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觀幾何形狀誤差 它主要由加工過程 中刀具和零件表面間的摩擦 切削分離時表面金屬層的塑性變形以及工藝系統(tǒng)的高頻 振動等原因形成的 從零件圖上可知表面粗糙度有 Ra0 4um Ra0 8um Ra1 6um Ra3 2um Ra6 4um 對表面質(zhì)量的要求較高 3 熱處理及其它要求 如動平衡 未注圓角 去毛刺 毛坯要求等 由零件的技術(shù)要求可知 該零件的毛坯為鍛件 要滲碳區(qū)滲碳深度為 0 6 0 9 滲碳面 HRC 60 非滲碳區(qū) HRC32 45 5 2 對測扭油缸零件的結(jié)構(gòu)工藝分析如下 4 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析是指所設(shè)計的零件在能滿足使用要求的前提下制造的可行 性和經(jīng)濟性 它包括零件的整個工藝過程的工藝性 如鑄造 鍛造 沖壓 焊接 熱 處理 切削加工等的工藝性 涉及面很廣 具有綜合性 而且在不同的生產(chǎn)類型和生 產(chǎn)條件下 同樣一種零件制造的可行性和經(jīng)濟性可能不同 因此對其結(jié)構(gòu)工藝性的要 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 10 求也不同 所以 在對零件進行工藝性分析時 必須根據(jù)具體的生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件 全面 具體 綜合地分析 在制訂機械加工工藝規(guī)程時 主要進行零件的切削加工工 藝性分析 它主要涉及如下幾點 1 工件應(yīng)便于在機床或夾具上裝夾 并盡量減少裝夾次數(shù) 2 刀具易于接近加工部位 便于進刀 退刀 越程和測量 以及便于觀察切 削情況等 3 盡量減少刀具調(diào)整和走倒次數(shù) 4 盡量減少加工面積及空行程 提高生產(chǎn)率 5 便于采用標(biāo)準(zhǔn)刀具 盡可能減少刀具種類 6 盡量減少工件和刀具的受力變形 7 改善加工條件 便于加工 必要時應(yīng)便于采用多刀 工件加工 8 有適宜的定位基準(zhǔn) 且定位基準(zhǔn)至加工面的標(biāo)注尺寸應(yīng)便于測量 根據(jù)上面的要求我們可以對測扭油缸的結(jié)構(gòu)工藝性進行合理的分析 使零件在各 個工藝過程都具有良好的工藝性 例如 1 粗精加工分階段進行 套筒結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜 主要表面精度高 如測扭油缸 零件圖上 的孔對基準(zhǔn) A 的垂直度達到 0 04 只有粗精加工分開 才可消除粗0 23 加工造成的內(nèi)應(yīng)力 切削力 夾緊力 和切削熱對加工精度的影響 有利于保證加工 精度 同時合理選用粗 精加工的設(shè)備可提高生產(chǎn)效率 2 必須安排合理的熱處理工序 測扭油缸結(jié)構(gòu)復(fù)雜 精度要求高 由于切削 力加工時產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力 為保證后面的工序易于加工和加工后精度的穩(wěn)定性 在 粗加工后安排一次調(diào)質(zhì)處理 2 2 毛坯的設(shè)計 毛坯的設(shè)計應(yīng)正確的選擇毛坯 首先要根據(jù)零件的結(jié)構(gòu) 材料 生產(chǎn)規(guī)模 機械 加工的要求 余量 基準(zhǔn)等 決定毛坯的制造方法 然后 鍛造和鑄造毛坯 確定其 形狀 出模角 圓角半徑及技術(shù)條件 毛坯的尺寸和公差則在詳細(xì)擬定零件機械加工 工藝路線以后 根據(jù)各工序加工余量決定總加工余量及毛坯尺寸和公差 2 2 1 確定毛坯的確定生產(chǎn)類型 根據(jù)任務(wù)書可知該產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)是小批生產(chǎn) 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 11 2 2 2 材料分析 測扭油缸零件對材料性能的要求 要求材料硬度值 245HBS 加工后滲碳表面硬 度值 HRC 60 非滲碳表面硬度 HRC32 45 5 另外 測扭油缸零件是發(fā)動機關(guān)鍵的 零件 其尺寸精度和形狀精度要求也比較高 所以對毛坯材料的加工性能等要求也比 較高 鑒于上述測扭油缸零件對材料的加工及使用要求 12Cr2Ni4A 作為零件的毛坯 材料 2 2 3 確定毛坯的種類和制造方式 4 毛坯的種類很多 每一種毛坯又有許多不同的制造方法 常用的毛坯主要有 1 軋制件 主要包括各種熱軋和冷拉圓鋼 方鋼 六角鋼等型材 2 鑄件 鑄件適用于形狀較復(fù)雜的毛坯 3 鍛件 鍛件適用于強度要求高 形狀較簡單的毛坯 4 焊接件 焊接件是將型材或板料等焊接成所需的毛坯 簡單方便 生產(chǎn)周 期短 但常需經(jīng)過時效處理消除應(yīng)力后才能進行機械加工 5 其它毛坯 如沖壓件 粉末冶金和塑料壓制件等 選擇毛坯時應(yīng)全面考慮下列因素 1 零件的材料及力學(xué)性能要求 2 零件的結(jié)構(gòu)形狀與尺寸 3 生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小 4 現(xiàn)有生產(chǎn)條件 5 充分考慮利用新技術(shù) 新工藝 新材料的性能 根據(jù)對測扭油缸零件的分析和任務(wù)書的要求 測扭油缸是渦漿 6 發(fā)動機中的一個 重要零件 要保證其良好的機械性能 和保證零件的工作可靠 零件為薄壁套筒類零 件強度要求較高且是小批生產(chǎn) 因此選擇鍛件 鍛造的方法有自由鍛和模鍛兩種 自 由鍛精度低 加工余量大 生產(chǎn)率低 適用于單件小批量生產(chǎn)以及大型零件毛坯 模 鍛毛坯精度高 加工余量小 生產(chǎn)效率高 適用于中批以上的中小型零件毛坯 由上分析 應(yīng)選擇模鍛 模型鍛造是將金屬胚料放在具有一定形狀的鍛模膛內(nèi) 受沖擊力或壓力面變形的加工方法 模鍛可以獲得合理的纖維組織 使得鍛件機械性 能好 尺寸準(zhǔn)確 表面光潔 加工余量小 節(jié)省金屬材料 綜上 確定毛坯的種類為鍛件 其制造方式為模鍛 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 12 2 2 4 毛坯形狀與尺寸的確定 4 毛坯尺寸和零件圖上相應(yīng)的設(shè)計尺寸之差稱為加工總余量 又叫毛坯余量 毛坯 尺寸的公差稱為毛坯公差 毛坯余量和毛坯公差的大小同毛坯的制造方法有關(guān) 生產(chǎn) 中可參考有關(guān)工藝手冊 6 和標(biāo)準(zhǔn)確定 毛坯余量確定后 將毛坯余量附加在零件相應(yīng)的加工表面上 即可大致確定毛坯 的形狀與尺寸 此外 在毛坯制造 機械加工及熱處理時 還有許多工藝因素會影響 到毛坯的形狀與尺寸 確定毛坯的形狀與尺寸圖 3 1 所示 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 13 圖 3 1 2 3 工藝路線的制訂 制訂工藝過程時 首先要制訂工藝路線 然后詳細(xì)進行工序設(shè)計 這兩個過程是 相互聯(lián)系的 需進行反復(fù)和綜合的分析 制訂工藝路線是制訂工藝過程的總體布局 其任務(wù)是確定工序的數(shù)量 內(nèi)容和順 序 需要從以下方面進行考慮 7 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 14 2 3 1 加工方法的選擇 8 1 首先確定零件主要表面最終工序的加工方法 零件是由若干個基本表面組成的 由于零件的主要表面直接影響零件和產(chǎn)品的質(zhì) 量 所以應(yīng)首先確定其最終工序的加工方法 1 工件材料的性質(zhì) 加工方法的選擇 常受工件材料性質(zhì)的限制 例如淬火鋼淬火后應(yīng)采用磨削加工 而有色金屬磨削困難 常采用高速精密車削或金剛鏜進行精加工 2 工件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸 外圓表面多采用車削或磨削 回轉(zhuǎn)體零件上較大直徑的孔亦可采用車削或磨削 箱 體上孔徑較大或長度較短的孔宜選用鏜削 孔徑較小時宜用鉸削 3 各種加工方法所能達到的經(jīng)濟精度和表面粗糙度 選定的加工方法應(yīng)能達到所需要的加工精度和表面粗糙度 并符合經(jīng)濟性的要求 在正常加工條件下 采用符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備和工藝設(shè)備 以及標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)等級的工人 不延長加工時間 所能保證的加工精度 稱為經(jīng)濟加工精度 簡稱經(jīng)濟精度 常用加工方法所能達到的經(jīng)濟加工精度和表面粗糙度見表 3 1 表 3 1 常用加工方法所能達到的經(jīng)濟加工精度和表面粗糙度 加工表面 加工方法 經(jīng)濟精度等級 IT 表面粗糙度 Ra m 粗 車 細(xì) 車 精 車 金剛石車 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 外圓柱面 研 磨 超精加工 5 6 5 0 04 0 1 0 012 0 1 鉆 孔 擴 孔 11 13 10 11 3 2 50 1 6 12 5圓柱孔 粗 鉸 精 鉸 8 10 7 8 1 6 3 2 0 2 0 8 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 15 粗 鏜 細(xì) 鏜 精 鏜 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 粗刨 粗銑 半精刨 半精銑 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 平面 研 磨 刮 研 5 6 5 7 0 1 0 2 0 8 基于上述要求 將重要的孔和平面的最終加工方法列于如下 內(nèi)孔 精度等級為 IT7 表面粗糙度 Ra 0 4 m 因此采用研磨 0 352 內(nèi)孔 精度等級為 IT7 表面粗糙度 Ra 0 8 m 因此采用磨削 內(nèi)孔 精度等級為 IT7 表面粗糙度 Ra 0 8 m 因此采用磨削 0 31 外圓 精度等級為 IT7 表面粗糙度 Ra 1 6 m 因此采用磨削 279 平面 精度等級為 IT9 表面粗糙度 Ra 1 6 m 因此采用磨削 0 5 槽寬 深 精度等級為 IT14 表面粗糙度 Ra 1 6 m 因此采用粗磨3 4 2 然后確定零件主要表面前導(dǎo)工序的加工方法 零件主要表面最終工序的加工方法確定后 用倒推法 逐一確定零件主要表面前 導(dǎo)工序 準(zhǔn)備工序 的加工方法 1 外圓表面的加工方案 圖 3 2 所示是外圓表面加工方案 常用的有以下三種 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 16 圖 3 2 外圓表面的加工方案 粗車 半精車 精車 如果加工精度要求較低 也可以只取粗車 半精車 粗車 半精車 磨 對于黑色金屬材料 特別是有淬火要求的表面 通常采用 這種加工方案 當(dāng)外圓表面精度要求較高時 可采取粗車 半精車 粗磨 精磨的 方案 粗車 半精車 精車 金剛石車 這種加工方案主要適用于有色金屬 材料及其他不宜采用磨削加工的有效高精度要求的外圓表面 當(dāng)外圓表面的精度或表面質(zhì)量要求特別高時 在方案 的基礎(chǔ)上 還要增加光整 加工 或精密加工 方法 常用的光整加工方法有研磨 拋光 砂帶磨等 光整加工 以減小表面粗糙度為主要目的 2 孔的加工方案 圖 3 3 所示是孔的加工方案 常用的有以下四種 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 17 圖 3 3 孔的加工方案 鉆 擴 粗鉸 精鉸 此方案廣泛用于加工直徑小于 30mm 的中心孔 其中擴 孔有糾正位置誤差的能力 而鉸刀又是定尺寸刀具 容易保證孔的尺寸精度 對于直 接較小的孔 有時只需要鉸一次便能達到要求的加工精度 粗鏜 半精鏜 粗磨 精磨 該方案主要用于大中孔的加工 特別是淬硬零件 孔的加工 當(dāng)孔的精度要求更高時 可增加研磨或珩磨等光整加工工序 粗鏜 或鉆 半精鏜 精鏜 這種加工方案適用于位置精度要求較高的 孔系或有色金屬零件孔的加工 如果毛坯上已有鑄出或鍛出的孔 則第一道工序 可直接安排粗鏜 或擴 而不必安排鉆孔 當(dāng)孔的加工要求更高時 可在精鏜后安 排金剛鏜或珩磨等精密加工方法 鉆 拉 多用于大批大量生產(chǎn)中加工盤套類零件的圓孔 單鍵孔及花鍵孔 加工要求較高時 拉削可分為粗拉和精拉 3 平面加工方案 平面加工主要采用銑削或刨削方法加工 要求較高的表面銑削或刨削以后還要安 排精加工 常用的平面精加工方法有以下幾種 磨削 磨削可以得到較高的加工精度 IT6 和較小的表面粗糙度 Ra0 16 且可以磨淬硬表面 因此廣泛應(yīng)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 這是獲得精密平面的傳統(tǒng)加工方法 由于這種方法勞動量大 生產(chǎn)率低 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 18 在大批量生產(chǎn)下已逐步被磨削所取代 但在單件小批生產(chǎn)和修配工作中仍有廣泛 的應(yīng)用 高速精銑或?qū)捜芯?高速精銑不僅能獲得高的精度和表面質(zhì)量 而且生產(chǎn)率 高 應(yīng)用于不淬硬的中小型零件平面的精加工 寬刃精刨多用于大型零件特別是狹長 平面的精加工 零件的主要表面的加工方案和加工方法選定后 再選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順序加工出組成零件的各個基本表面 就 可以完成零件的加工 基于上述要求 將重要的孔和平面的加工方法列于如下 內(nèi)孔 精度等級為 IT7 表面粗糙度 Ra 0 4 m 0 352 粗車 半精車 精車 粗磨 研磨 內(nèi)孔 精度等級為 IT7 表面粗糙度 Ra 0 8 m 0 3 粗車 半精車 精車 磨 內(nèi)孔 精度等級為 IT7 表面粗糙度 Ra 0 8 m 0 5312 鉆 半精車 磨 外圓 精度等級為 IT7 表面粗糙度 Ra 1 6 m 0 279 粗車 半精車 磨 平面 精度等級為 IT9 表面粗糙度 Ra 1 6 m 0 51 粗銑 半精銑 磨 2 3 2 加工階段的劃分 4 當(dāng)零件的加工質(zhì)量要求比較高時 往往不可能在一道工序中完成全部加工工作 而必須分幾個階段來進行加工 1 加工階段 整個工藝過程一般需劃分為如下幾個階段 1 粗加工階段 這一階段的主要任務(wù)是切大部分余量 關(guān)鍵問題是提高生產(chǎn)率 2 半精加工階段 這一階段的主要任務(wù)是為零件主要表面的精加工做好準(zhǔn)備 并完成一些次要表面的加工 3 精加工階段 這一階段的主要任務(wù)是保證零件主要表面的尺寸精度 形狀精 度 位置精度及表面粗糙度要求 這是關(guān)鍵的加工階段 大多數(shù)零件的加工經(jīng)過這一 加工階段就已完成 4 光整加工階段 對于零件尺寸精度和表面粗糙度要求很高的表面 還要安排 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 19 光整加工 這一階段的主要任務(wù)是提高尺寸精度和減小表面粗糙度值 一般不用來糾 正位置誤差 位置精度由前面工序保證 2 劃分加工階段的原因 1 利于保證加工質(zhì)量 2 合理使用設(shè)備 3 便于安排熱處理 4 便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷 以及避免損傷已加工表面 2 3 3 工序集中與分散 4 工序集中與工序分散是擬定工藝路線時 確定工序數(shù)目或工序內(nèi)容多少的兩種不 同原則 它與設(shè)備類型的選擇有密切的關(guān)系 1 工序集中 工序集中就是將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成 每道工序的加工內(nèi)容較 多 其特點是 1 采用高效專業(yè)設(shè)備及工藝裝備 生產(chǎn)率高 2 工件裝夾次數(shù)減少 易于保證表面間位置精度 還能減少工序間運輸量 縮 短生產(chǎn)周期 3 工序數(shù)目少 可減少機床數(shù)量 操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積 還可簡化生產(chǎn)計劃 和生產(chǎn)組織工作 4 因采用結(jié)構(gòu)復(fù)雜的專業(yè)設(shè)備及工藝設(shè)備 故投資大 調(diào)整和維修復(fù)雜 生產(chǎn) 準(zhǔn)備工作量大 轉(zhuǎn)換新產(chǎn)品比較費時 2 工序分散 工序分散就是將工件的加工 分散在較多的工序內(nèi)進行 每道工序的加工內(nèi)容很 少 最少時每道僅有一個簡單的工步 其特點是 1 設(shè)備及工藝裝備比較簡單 調(diào)整和維修方便 工人容易掌握 生產(chǎn)準(zhǔn)備工作 量少 又易于平衡工序時間 易適應(yīng)產(chǎn)品的更換 2 可采用最合理的切削用量 減少機動時間 3 設(shè)備數(shù)量少 操作工人多 占用生產(chǎn)面積大 3 工序集中與分散的選用 工序集中與工序分散各有利弊 應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)類型 現(xiàn)有生產(chǎn)條件 工件結(jié)構(gòu)特點 和技術(shù)要求等進行綜合分析后選用 一般來說 在產(chǎn)量較小時 為簡化計劃 調(diào)度等工作 選取工序集中原則便于組 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 20 織生產(chǎn) 當(dāng)產(chǎn)量很大時 可按分散原則以利于組織流水生產(chǎn) 對尺寸和質(zhì)量大的工件 由于安裝和運輸困難 一般宜采用集中原則組織生產(chǎn) 測扭油缸零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)是小批生產(chǎn) 且零件較復(fù)雜 按理應(yīng)采用工序集中原則 但測扭油缸又屬薄壁類套筒類零件 因此剛性較差 而其對精度要求較高 所以采用 工序分散原則 2 3 4 工序順序的安排 4 復(fù)雜零件的機械加工工藝路線要經(jīng)過一系列切削加工 熱處理和輔助工序 因此 在擬定工藝路線時 工藝人員要全面地把切削加工 熱處理和輔助工序三者一起加以 考慮 應(yīng)遵循以下原則 1 切削加工工序的安排原則 1 先基面后其它 2 劃分加工階段 3 先主后次 4 先面后孔 5 安排加工順序時還要考慮車間設(shè)備布置情況 2 熱處理工序的安排原則 為了消除內(nèi)應(yīng)力 改善性能而進行的預(yù)先熱處理工序 如時效 正火 退火等 應(yīng)安排在粗加工之前 對于精度要求較高的零件有時在粗加工之后 甚至半精加工后 還安排一次時效處理 為提高零件的綜合力學(xué)性能而進行的熱處理 如調(diào)質(zhì) 應(yīng)安排在粗加工之后半精 加工之前進行 對于一些沒有特別要求的零件 調(diào)質(zhì)也常作為最終熱處理 為了得到高硬度的表面而進行的滲碳 淬火等工序 一般應(yīng)安排在半精加工之后 精加工之前 對整體淬火的零件 則應(yīng)在淬火之前 盡量將所有用金屬切削刀具加工 的表面都加工完 經(jīng)過淬火后 一般只能進行磨削加工 為提高零件硬度 耐磨性 疲勞強度和抗蝕性而進行的滲氮處理 由于滲氮層較 薄 引起工件的變形極小 故應(yīng)盡量靠后安排 一般安排在精加工或光整加工之前 為了減小滲氮后工件的變形 滲氮前要加一消除應(yīng)力工序 3 輔助工序的安排原則 輔助工序包括工件的檢驗 去毛刺 清洗和涂防銹油等 其中檢驗工序是主要的 輔助工序 它保證產(chǎn)品質(zhì)量有極重要的作用 輔助工序一般應(yīng)安排在 1 粗加工全部結(jié)束后 精加工之前 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 21 2 工件從一個車間轉(zhuǎn)向另一個車間前后 3 重要工序加工前后 4 零件全部加工結(jié)束之后 2 3 5 工序路線方案的確定 制定工藝路線的出發(fā)點應(yīng)是使零件的幾何形狀 尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求 能得到合理的保證 在已確定為小批生產(chǎn)的條件下 可以考慮采用專用機床加工再配 以專用夾具 除此之外 還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果 以便使生產(chǎn)成本盡量降低 根據(jù)上面 的分析 下面對工藝路線方案進行確定 1 測扭油缸的加工工藝過程 測扭油缸零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)是小批生產(chǎn) 且零件較復(fù)雜 按理應(yīng)采用工序集中原則 但測扭油缸又屬薄壁類套筒類零件 因此剛性較差 而其對精度要求較高 所以采用 工序分散原則 工藝裝備可采用通用機床和專用夾具 以提高生產(chǎn)率 降低成本 現(xiàn)列出兩種機械加工工藝方案 如表 3 2 和表 3 3 所示 表 3 2 測扭油缸機械加工工藝方案一 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 加工設(shè)備 0 鍛坯 模鍛 5 調(diào)質(zhì) 調(diào)質(zhì)后硬度為 HRC30 37 10 車工 校正毛坯 粗車 外 0 283 圓 外圓表面作1 50864 為粗基準(zhǔn) 普通車床 C620 1 15 車工 粗車 0 218 0 4127 同軸孔和 34 的外圓表面0 65外圓表面作0 283 為定位 普通車床 C620 1 20 鉆工 鉆 孔 3015 以 外圓表面0 28 作為定位基準(zhǔn) 立式鉆床 Z518 25 車工 車 外圓并倒角0 19外圓表面作0 283為定位 普通車床 C620 1 30 車工 車 外圓 528 車 的右端面并倒0 6以 外圓為 0 159 定位基準(zhǔn) 普通車床 C620 1 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 22 R4 和 R5 的角 車小端面 車 的外圓 車中心孔0 27 35 車工 車大端面 倒角 車 和 內(nèi)孔 0 15 0 58 車 寬 槽 23 車 寬 的槽 0 4 車 寬 的槽 015 外圓表面作0 283 為定位 普通車床 C620 1 40 車工 修正 的中心孔 以 內(nèi)圓為 0 518 定位基準(zhǔn) 普通車床 C620 1 45 車工 車 孔0 185 以 內(nèi)圓為0 5 定位基準(zhǔn) 普通車床 C620 1 50 銑工 銑工 的兩端面0 2 以 內(nèi)圓為 0 518 定位基準(zhǔn) 臥式銑床 X62W 55 銑工 銑工 的兩端面6 4 以 內(nèi)圓為 0 5 定位基準(zhǔn) 臥式銑床 X62W 60 銑工 銑工 深 的槽01 0 39 以 內(nèi)圓為0 518 定位基準(zhǔn) 立式銑床 FA2V 65 鉗工 除去全部毛刺 70 銑工 銑寬 深 的2 5 4 槽 以 內(nèi)圓為定 0 15 位基準(zhǔn) 臥式銑床 X61 75 銑工 銑寬 深 的 01 槽 以 外圓為 0 528 定位基準(zhǔn) 立式銑床 FA2V 80 銑工 銑 R13 的外圓表面 以 孔為定 0 1 位基準(zhǔn) 立式銑床 FA2V 85 磨工 磨 兩端面0 125 以 內(nèi)圓為0 58定位基準(zhǔn) 平面磨床 M7120 1 90 鉗工 除去全部毛刺 特殊注明 處除外 95 檢驗 主要檢驗 0 149 兩尺寸和表面17 325 粗糙度 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 23 100 鍍銅 全部鍍銅 105 車工 車削 和 0 5197 兩內(nèi)孔表面 05以 外圓為0 528 定位基準(zhǔn) 數(shù)控車床 CAK6136A 110 車工 車削 孔并倒角 56 以 內(nèi)圓為0 1 定位基準(zhǔn) 數(shù)控車床CAK6136A 115 鉗工 除去加工面毛刺并銳邊磨 圓 R0 3 特殊注明處除外 120 檢驗 主要檢查滲碳表面尺寸 125 滲碳 淬火 將滲碳部分滲碳淬火 滲 碳深度 0 8 1 0 130 鉗工 研好兩端中心孔 135 磨工 磨削 外圓表面 0 279 磨 右端面和 R5 圓 61 弧連接 以兩端中心孔為定 位基準(zhǔn) 萬能磨床 M115W 140 磨工 磨削大端面 磨削 內(nèi)圓表面 磨0 23 內(nèi)圓表面 159以 外圓為0 528 定位基準(zhǔn) 內(nèi)圓磨床 虹江 51 145 車工 車削 外圓表面 0 286 右端面和 R5 圓弧連 4 接 以兩端中心孔為定 位基準(zhǔn) 普通車床 C620 1 150 車工 車削壁厚為 0 438 以 內(nèi)圓為0 518 定位基準(zhǔn) 普通車床 C620 1 155 銑工 銑削 R13 圓弧表面 以 孔為定 0 596 位基準(zhǔn) 立式銑床 FA2V 160 磨工 磨削 內(nèi)圓表面0 231 以 內(nèi)圓為0 518 定位基準(zhǔn) 內(nèi)圓磨床 M2110 165 磨工 磨削 兩端面0 59 以 內(nèi)圓為0 5 定位基準(zhǔn) 平面磨床 M7120 1 170 磨工 磨削寬 深 槽3 2 4 以 內(nèi)圓為 0 518 定位基準(zhǔn) 平面磨床 M7120 1 175 鉗工 拋光 R13 全部銳邊磨圓 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 24 特殊注明處除外 180 研磨 研磨 內(nèi)圓表面0 352 185 磁流檢驗 檢查有無裂痕 190 氧化 零件表面氧化 195 檢驗 按零件圖紙檢驗 表 3 3 測扭油缸機械加工工藝方案二 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 加工設(shè)備 0 鍛坯 模鍛 5 車工 校正毛坯 粗車 外 0 283 圓 外圓表面作1 50864 為粗基準(zhǔn) 普通車床 C620 1 10 車工 粗車 0 218 0 4127 同軸孔和 34 的外圓表面0 65外圓表面作0 283 為定位 普通車床 C620 1 15 鉆工 鉆 孔 3015 以 外圓表面0 28 作為定位基準(zhǔn) 立式鉆床 Z518 20 調(diào)質(zhì) 調(diào)質(zhì)后硬度為 HRC30 37 25 車工 車 外圓并倒角0 19 外圓表面作0 283 為定位 普通車床 C620 1 30 車工 車 外圓 車0 528 的右端面并倒 R4 和0 6 R5 的角 車小端面 車 的外圓 車中心孔0 27 以 外圓為0 159 定位基準(zhǔn) 普通車床 C620 1 35 車工 車大端面 倒角 車 和 內(nèi)孔 車0 15 0 26 寬 的槽 23 外圓表面作0 283 為定位 普通車床 C620 1 40 車工 車大端面 車 內(nèi)0 58 孔 車 內(nèi)孔并倒角 104 車 寬 的槽 5 0 152外圓表面作0 28 為定位 普通車床 C620 1 45 車工 車 寬 的槽 03 倒角 外圓表面作0 283 為定位 普通車床 C620 1 50 車工 修正 的中心孔5 以 內(nèi)圓為 0 51 定位基準(zhǔn) 普通車床 C620 1 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 25 55 車工 車 孔0 185 以 內(nèi)圓為0 518 定位基準(zhǔn) 普通車床 C620 1 60 銑工 銑工 的兩端面0 2 以 內(nèi)圓為 0 5 定位基準(zhǔn) 臥式銑床 X62W 65 銑工 銑工 的兩端面6 4 以 內(nèi)圓為 0 518 定位基準(zhǔn) 臥式銑床 X62W 70 銑工 銑工 深 的槽01 0 39 以 內(nèi)圓為0 5 定位基準(zhǔn) 立式銑床 FA2V 75 鉗工 除去全部毛刺 80 銑工 銑寬 深 的2 5 4 槽 以 內(nèi)圓為定 0 15 位基準(zhǔn) 臥式銑床 X61 85 銑工 銑寬 深 的 01 槽 以 外圓為 0 528 定位基準(zhǔn) 立式銑床 FA2V 90 銑工 銑 R13 的外圓表面 以 孔為定 0 1 位基準(zhǔn) 立式銑床 FA2V 95 磨工 磨 兩端面0 125 以 內(nèi)圓為0 58定位基準(zhǔn) 平面磨床 M7120 1 100 鉗工 除去全部毛刺 特殊注明 處除外 105 檢驗 主要檢驗 0 149 兩尺寸和表面17 325 粗糙度 110 鍍銅 全部鍍銅 115 車工 車削 和 0 597 兩內(nèi)孔表面 051以 外圓為0 528 定位基準(zhǔn) 數(shù)控車床 CAK6136A 120 車工 車削 孔并倒角 56 以 內(nèi)圓為0 1 定位基準(zhǔn) 數(shù)控車床CAK6136A 125 鉗工 除去加工面毛刺并銳邊磨 圓 R0 3 特殊注明處除外 130 檢驗 主要檢查滲碳表面尺寸 135 滲碳 淬火 將滲碳部分滲碳淬火 滲 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 26 碳深度 0 8 1 0 140 鉗工 研好兩端中心孔 145 磨工 磨削 外圓表面 0 279 磨 右端面和 R5 圓 61 弧連接 以兩端中心孔為定 位基準(zhǔn) 萬能磨床 M115W 150 磨工 磨削大端面 磨削 內(nèi)圓表面 磨0 23 內(nèi)圓表面 159以 外圓為0 528 定位基準(zhǔn) 內(nèi)圓磨床 虹江 51 155 車工 車削 外圓表面 0 286 右端面和 R5 圓弧連 4 接 以兩端中心孔為定 位基準(zhǔn) 普通車床 C620 1 160 車工 車削壁厚為 0 438 以 內(nèi)圓為0 518 定位基準(zhǔn) 普通車床 C620 1 165 銑工 銑削 R13 圓弧表面 以 孔為定 0 596 位基準(zhǔn) 立式銑床 FA2V 170 磨工 磨削 內(nèi)圓表面0 231 以 內(nèi)圓為0 518 定位基準(zhǔn) 內(nèi)圓磨床 M2110 175 磨工 磨削 兩端面0 59 以 內(nèi)圓為0 5 定位基準(zhǔn) 平面磨床 M7120 1 180 磨工 磨削寬 深 槽3 2 4 以 內(nèi)圓為 0 518 定位基準(zhǔn) 平面磨床 M7120 1 185 鉗工 拋光 R13 全部銳邊磨圓 特殊注明處除外 190 研磨 研磨 內(nèi)圓表面0 352 195 磁流檢驗 檢查有無裂痕 200 檢驗 按零件圖紙檢驗 205 氧化 零件表面氧化 測扭油缸的機械加工工藝方案選擇 在方案一中 選擇在毛坯后直接進行熱處理 由于熱處理后零件的硬度提高 而對 10 15 20 道工序進行粗加工且加工余量較大 對刀具的磨損較厲害 不滿足經(jīng)濟性要求 方案二進行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整 方案一中 35 道工序的工序內(nèi)容是車大端面 倒角 車 和 內(nèi)孔 車 寬0 15 0 58 0 28 槽 車 寬 的槽 車 寬 的槽 這一道工序的加30 2 0 453 2 4 12 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 27 工內(nèi)容較多工序較集中 經(jīng)過分析該零件屬典型的薄壁類零件 由于在加工過程中內(nèi) 孔逐漸增大 在夾緊力不變的情況下 壁厚度越薄零件就越容易變形 方案二把這一 道工序分成三道 可有效地減少了零件的變形 達到規(guī)定的要求 方案一中先進行氧 化 氧化是對工件表面進行處理 不改變工件的尺寸精度 再進行最終檢驗 這樣安 排有欠合理 如果氧化后檢驗不合格就多了一步工序 不符合經(jīng)濟要求 應(yīng)先進行檢 驗若不合格則就不須進行氧化 可減少經(jīng)濟損失 方案二對次做了調(diào)整 因此選擇方案二 2 工藝路線分析 1 毛坯 我們決定采用磨鍛毛坯 因 12Cr2Ni4A 材料切削工藝性能好 有利于 去除大部分余量 同時可以提高材料利用率 大大節(jié)省機械加工勞動量 經(jīng)濟效益好 2 粗加工 5 10 15 工序為粗加工工序 屬去除大部分加工余量 同時為 20 工序熱處理調(diào)質(zhì)做準(zhǔn)備 3 熱處理 把調(diào)質(zhì)安排在粗加工之后半精加工之前 是為了消除毛坯階段和粗 加工階段引起的零件變形和產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力 并保證工件中心的硬度 使后面的工序便 于切削加工 調(diào)質(zhì)硬度保證在 HRC30 37 之間 4 半精加工和滲碳前準(zhǔn)備 25 130 工序為半精加工和滲碳前準(zhǔn)備工序 主要 消除粗加工熱處理后留下的誤差 使零件達到一定精度及加工余量 并完成一部分表 面的加工 為氮化及后面的精加工作準(zhǔn)備 其中 110 工序的鍍銅是為了保護非滲碳面 130 工序的中間檢驗主要檢查滲碳表面尺寸 用來控制滲碳層的深度 5 135 工序滲碳 淬火 將滲碳部分滲碳淬火是為了將零件的重要工作表面滲 碳 淬硬至 HRC 60 而零件的中心硬度保持 HRC30 37 6 精加工 140 190 工序為精加工工序 主要除去滲碳表面的裂紋 積碳等現(xiàn)象 并使?jié)B碳層深度達到設(shè)計要求 0 6 0 9mm 同時也使其它加工表面達到設(shè)計要求 7 磁流檢驗 195 工序 由于零件加工工序較多 在熱處理和加工過程中易使得零件表面有裂紋 變形等 現(xiàn)象 就用磁流檢驗來檢驗 8 200 工序為最終檢驗 各加工表面的表面粗糙度及外觀檢查 孔 平面的尺寸精度及幾何形狀精度 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 28 9 205 工序?qū)⒘慵砻嫜趸?2 4 工序設(shè)計 7 2 4 1 基準(zhǔn)的選擇 基準(zhǔn) 基準(zhǔn)是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點 線 面 基準(zhǔn)根據(jù)其功用的不同可分別為設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn) 在工件工序圖中 用來確定本工序加工表面位置的基準(zhǔn) 加工表面與工序基準(zhǔn)之 間 一般有兩次核對位置要求 一是加工表面對工序基準(zhǔn)的距離要求 即工序尺寸要 求 另一次是加工表面對工序基準(zhǔn)的形狀位置要求 如平行度 垂直度等 工件定位時 用以確定工件在夾具中位置的表面 或點 線 稱為定位基準(zhǔn) 定 位基準(zhǔn)的選擇 一般應(yīng)本著基準(zhǔn)重合原則 盡可能選用工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn) 工件 在定位時 每個工件的夾具中的位置是不確定的 一般是限制工件的六個自由度 分 別是指 沿三坐標(biāo)軸的移動自由度 和繞三坐標(biāo)軸轉(zhuǎn)動的自由度 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計的重要工作之一 基面選擇正確合理 可以使加工質(zhì) 量的到保證 減輕勞動強度 生產(chǎn)效率得到提高 否則 會使加工困難 甚至造成加 工零件報廢 1 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇原則 選擇粗基準(zhǔn) 主要是選擇第一道機械加工工序的定位基準(zhǔn) 以 便為后續(xù)工序提供精基準(zhǔn) 為了方便地加工出精基準(zhǔn) 使精基準(zhǔn)面獲得所需加工精度 選擇粗基準(zhǔn) 以便于工件的準(zhǔn)確定位 選擇粗基準(zhǔn)的出發(fā)點是 一要考慮如何合理分 配各加工表面的余量 二要考慮怎么樣保證不加工表面與加工表面間的尺寸及相互位 置要求 一般應(yīng)按下列原則來選擇 1 若工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻 則應(yīng)優(yōu)先選擇該表面為粗 基準(zhǔn) 2 若工件每個表面都有加工要求 為了保證各表面都有足夠的加工余量 應(yīng)選 擇加工量最少的表面為粗基準(zhǔn) 3 若工件必須保證某個加工表面與加工表面之間的尺寸或位置要求 則應(yīng)選擇 某個加工面為粗基準(zhǔn) 4 選擇基準(zhǔn)的表面應(yīng)盡可能平整 沒有鑄造飛邊 澆口 冒口或其他缺陷 粗 基準(zhǔn)一般只允許使用一次 例如 測扭油缸加工時 考慮到測扭油缸毛坯為典型的軸類零件 因此加工時首先 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 29 選用外圓 作為粗基準(zhǔn) 1 50832 2 精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)選擇原則 選擇精基準(zhǔn)時 應(yīng)從整個工藝過程來考慮如何保證工件的尺寸 精度和位置精度 并要達到使用起來方便可靠 一般應(yīng)按下列原則來選擇 1 基準(zhǔn)重合原則 應(yīng)選擇設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn) 2 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中選用一組統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)來加工其他 各表面 采用統(tǒng)一基準(zhǔn)原則可以避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換過程所產(chǎn)生的誤差 并可使各工序所使 用的夾具結(jié)構(gòu)相同或相似 從而簡化夾具的設(shè)計和制造 3 自為基準(zhǔn)原則 有些精加工或光整加工工序要求加工余量小而均勻 應(yīng)選擇 加工表面本身來作為定位基準(zhǔn) 4 互為基準(zhǔn)原則 對于相互位置精度要求高的表面 可以采用互為基準(zhǔn) 反復(fù) 加工的方法 5 可靠 方便原則 應(yīng)選擇定位可靠 裝夾方便的表面作為精基準(zhǔn) 例如 測扭油缸加工時 用已加工過的孔 作為定位基準(zhǔn)來加工其它的孔 0 2185 2 4 2 加工余量的確定 4 工藝路線擬定之后 就要對每道工序進行詳細(xì)設(shè)計 其中包括正確地確定每道工 序應(yīng)保證的工序尺寸 而工序的確定與工序的加工余量有密切的關(guān)系 零件上要求保證的設(shè)計尺寸一般要經(jīng)過幾道工序的加工才能得到 每道工序加工 后應(yīng)達到的加工尺寸就是工序尺寸 制訂工藝規(guī)程的重要工作之一就是確定每道工序 的工序尺寸及其公差 合理確定工序尺寸及其公差是保證加工精度的重要基礎(chǔ)之一 由于測扭油缸中的加工尺寸較多在這里就不一一對加工余量 工序尺寸及其公差 的確定進行說明 下面就以大頭尺寸 例 1 和外圓尺寸 例 2 為0 59 0 7 例進行計算說明 1 計算的目的 確定各工序尺寸的大小和上下偏差 便于指導(dǎo)加工 2 計算基本公式 1 加工余量的計算 工序余量 上工序尺寸 下工序尺寸 毛坯余量 各工序余量之和 毛坯尺寸 成品尺寸 2 工序尺寸的確定 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 30 本工序尺寸 上工序尺寸 工序余量 軸 孔 3 各工序的精度等級 查經(jīng)濟精度 例 1 中 粗車 T 0 4 精車 T 0 1 例 2 中 粗車 T 0 28 精車 T 0 05 磨工 T 0 02 4 上 下偏差的確定 孔 軸 0 0 5 工序余量 例 1 粗車 2 5mm 精車 1 6mm 例 2 粗車 2mm 精車 1 8mm 磨工 0 3mm 3 計算過程 從最終尺寸逐漸往毛坯尺寸推算 例 1 精車成品尺寸 mm59 粗車尺寸 1 6 mm61 5 毛坯尺寸 2 5 mm 4 例 2 磨工尺寸 mm27 9 精車尺寸 0 3 mm28 粗車尺寸 1 8 mm8 30 毛坯尺寸 2 mm30 4 列表計算如下 例 1 工序號 工序名稱 工序余量 經(jīng)濟精度 工序尺寸及偏差 0 毛 坯 2 3 IT17 1 50864 10 粗 車 2 5 0 4 IT13 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 31 25 精 車 1 6 0 1 IT10 0 159 例 2 工序號 工序名稱 工序余量 經(jīng)濟精度 工序尺