活塞工藝課程設計

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1 （ 1）該零件軸段的加工精度要求較高，要有較高的形位公差，表面粗糙度最高達到了 件的中心軸是設計基準和加工工藝基準。 （ 2）零件 的外圓柱面要求與內圓柱的同軸度為 （ 3）零件 90圓柱左右端面要求與內圓柱面軸線垂直度為 （ 4）右端向左數(shù)第一個環(huán)槽兩側面要求與內圓柱面軸線的垂直度為 5） 活塞環(huán)槽 口倒角為 45 ，其余倒角為 1 45 。 （ 6） 該零件內圓柱面和環(huán)槽側面的表面粗糙度要求較高為 1.6 m . （ 7）該零件 材料 為 用鑄造工藝形成毛坯。 （ 8）由于鑄件易形成應力集中等缺陷，因此，毛坯還需經(jīng)過時效處理。 件工藝分析 （ 1）由于是批量生產(chǎn)，因此，毛坯采用鑄件，并且進行時效處理消除內部應力。 （ 2）該零件為旋轉體，因此，大部分工藝采用車削。 （ 3）該零件的位置精度要求較高，并且又是批量生產(chǎn)，因此可在中間生產(chǎn)環(huán)節(jié)采用專用夾具，提高生產(chǎn)效率。 塞環(huán)表面粗糙度，形狀和位置精度要求與表面粗糙度要求如下表： 加工 表面 尺寸偏差 公差及精度等級 表面粗糙度 形位公差 外圓柱面 0 兩端的環(huán)槽 890 內圓柱面 外環(huán)槽 外環(huán)槽側面 槽間距 10 中間環(huán)槽 0 總長度 132 2 查零件的結構工藝性 （ 1） 該零件環(huán)槽較多，易產(chǎn)生應力集中，因此應有合理的圓角半徑。 （ 2） 該零件在加工前應進行時效處理。 （ 3） 在其他尖角地方應進行 1 45 倒角。 計毛坯圖 坯選擇 由 任務書要求可知該零件使用材料為 坯直接采用鑄件，進行各項機加工之前必須對零件進行時效處理。 定毛坯的尺寸公差及機械加工 余 量 （ 1） 由于該零件的環(huán)槽較多，并且不利于鑄造成型，并且尺寸又不是很大，因此， 外圓柱面 環(huán)槽不鑄造出來 （ 2） 該零件的內孔較大，因此直接的鑄造出來， 對于內圓柱面 的粗糙度 1.6 m要求，對其加工方案為粗車 精車。 對于內孔。 查工藝手冊得：精車的加工余量為 車的加工余量為 得加工余量 6。 精車： 車： 4 確定個工序的加工經(jīng)濟精度和表面粗糙度。 有工藝手冊得：精車后的公差等級為 0.8 m . 粗車后的公差等級為 16 m . 對于外圓柱面。 由于對于鑄件的余量要求量分別為 6此取總余量為 6車余量為 1精車加工為 2車為 3 精車： 134+1=135 半精車： 135+2=137 粗車： 137+3=140 對于軸端面尺寸的確定。 由工藝手冊得端面加工余量為 2，由此可知零件尺寸及形狀如下圖： 3 位基準的選擇 （ 1） 粗基準的選擇 粗基準的選擇應能保證精基準加工面之間的位置精度，合理分配各加工面的余量，為后續(xù)工序提供精基準，所以為了更便于定位，裝夾和加工，可選擇該毛坯的外圓柱面作為加工粗基準。 （ 2） 精基準的選擇。 根據(jù)零件的加工方便，裝夾方便，定位準確，誤差少的原則，選擇零件的已加工外圓柱面，內圓柱面及兩端面作為精基準。 件表面加工方法的確定 根據(jù)零件圖表加工要求，以及材料性質等各因素，各加工間的加工方法如下表： 活塞環(huán)外圓柱面 0 車 半精車 精車 活塞環(huán)兩端面 車 精車 活塞 890 精車 精車 活塞內圓柱面 車 精車 活塞 40124 環(huán)槽 精車 活塞 槽 精車 粗車 4 加工階段的劃分 劃分的原因：保證加工余量合理，劃分加工階段能合理地使用機床設備，便與熱處理工序的安排，便于及時的發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，保護槽加工過后的表面。 階段的劃分：由于該毛坯為鑄件毛坯，內孔可直接形成，并 且毛坯的厚度較大。因此，易形成各種缺陷，因此，粗加工內外圓柱面及兩端的加工，然后進行二次時效處理，到了半精加工因此，精加工時采用工序集中加工，精加工內圓柱面右端面，半精加工精加工 890環(huán)槽，半精加工外圓柱面，最后進行外圓柱面的環(huán)槽的半精加工 、 精加工。 工藝路線的確定 序號 工序名 加工過程 01 鑄造 鑄造 02 清砂 清砂去冒口 03 檢驗 檢查鑄件有無缺陷 04 熱處理 時效處理 05 粗車 夾毛坯外圓 ，粗車 孔至 平端面 ，見平即可 ， 粗車外圓尺寸至 137 6 粗車 調頭夾 137 車外圓尺寸到 137 滑接刀，車端面保證總長度為 134 07 熱處理 二次時 效處理 08 檢驗 檢驗工件有無氣孔，夾渣等缺陷 09 半精車 以內孔 位夾緊，半精車外圓，留余量 1圖樣尺寸切槽 6車端面，照顧尺寸 10 90留加工余量 10 精車 調頭裝夾，夾外圓并找正，精車內孔至 端面，保證尺寸為 凹槽 890 角 頭夾緊，夾外圓并找正，車凹槽 890 車端面 保證總長度為 132角 11 精車 以內孔定位，使用芯 軸定位夾緊，精車外圓 各槽至圖樣尺寸 徑 證各槽間距 10各槽入口處倒角 中間環(huán)槽 40 2 檢驗 檢查各部分尺寸及精度。 13 入庫 機床的選用 由于本例為批量生產(chǎn)，而且該零件是旋轉體，表面粗糙度最高要求 1.6 m ，車床即可選 5 到要求，因此選擇機床為 工藝裝備的選用 由于是批量生產(chǎn)，因此可采用專用夾具，量具及普通工具，使用專用 芯 軸定位。 序尺寸及公差的計算 塞內圓柱面加工 其加工工藝路線為粗車 精車。由工序 05、 10 組成，據(jù)之前查到的加工質量得，車為 的加工余量為 6算各工序尺寸： 精車前： 車前： 4 按照加工的方法能達到的經(jīng)濟精 度給各工序尺寸的確定公差，查工藝手冊可得到每道工序的經(jīng)濟精度，所以對應值為： 取精車的經(jīng)濟精度公差等級為 公差值為 粗車的經(jīng)濟精度公差等級為 公差值為 數(shù)據(jù)如下表： 工序名稱 工序余量（ 加工經(jīng)濟精度 表面粗糙度 工序基本尺寸（ 尺寸公差（ 精車 0 粗車 2 現(xiàn)用計算法對磨削徑向工序量進行分析：查表面 粗車基本尺寸為粗車的經(jīng)濟加工精度等級為 ，可確定其公差值為 取 工序最大余量為 0+03034-（ =序 最小余量為 0-（ =于圓柱外圓柱面 其加工工藝路線為： 粗車 半精車 精車。（由工序 05 ， 06， 09， 11 組成 ） 查表可得各個工序余量：精車余量為 1精車余量為 2車余量為 3，總余量為 6 計算各項工序尺寸：精車后達到圖紙上的尺寸 ， 精車前尺寸： 134+1=135精車前尺寸： 135+2=137車前尺寸： 137+3=140照各項工序所得到的經(jīng)濟精度所對應值： 精車的經(jīng)濟精度公差等級 公差值 6 半精車的經(jīng)濟精度公差等級 公差值 車的經(jīng)濟精度公差等級 公差值 上面的數(shù)據(jù)填入下表： 工序名稱 工序余量（ 加工經(jīng)濟精度 表面粗糙度 工序基本尺寸（ 尺寸公差（ 精車 1 34 0 半精車 2 135 粗車 3 37 用計算法對精車徑向工序量 行分析： 查表 半精車的基本尺寸為 34+1=135精車加工工序的經(jīng)濟加工精度達到 定公差值為 以 135 序最大余量 135+008） -（ =序最小余量 槽的加工 其 工藝路線為：半精車 精車，（由工序 09 ， 11 組成） 查表確定半精車加工余量為 3加工余量為 1加工余量為 4于 110圓柱面，精加工余量 2 精加工余量為 20算各項工序尺寸：精車胡達到圖紙上的尺寸 。 對于側面 精車前尺寸： 8 半精車前尺寸： 6 對按照各工序所得到的經(jīng)濟精度所對應的值： 精車的經(jīng)濟精度等級 公差值 精車的經(jīng)濟精度等級 公差值 += -（ 6+=上面的數(shù)據(jù)填入下表： 工序名稱 工序余量（ 加工經(jīng)濟精度 表面粗糙度 工序基本尺寸（ 尺寸公差（ 精車 2 半精車 6 對于圓柱面： 精車前尺寸： 110+2=112半精車 前尺寸： 112+20=1327 按照各項工序的所得到的經(jīng)濟精度所對應的值： 精車的經(jīng)濟精度公差等級 公差值 精車的經(jīng)濟精度公差的等級 公差值 上面的數(shù)據(jù)填入下表： 工序名稱 工序余量（ 加工經(jīng)濟精度 表面粗糙度 工序基本尺寸（ 尺寸公差（ 精車 2 10 0 半精車 20 12 112+-（ = 工工時 確定切削用量的原則：首先應選擇去盡可能大的背吃刀量，其次在機床動力和剛度允許的條件下，又滿足以加工表面粗糙度的情況下，選擇盡可能大的進給量，最后根據(jù)公式確定最低切削速度。 5， 06 分別為工步 1 車內孔，工步 2 車左端面，工步 3 車右端面，工步 4 車外圓組 成 背吃刀量的確定： 根據(jù)加工余量，工步 1 的吃刀量為 步 2， 3 背吃刀量都相同取為 步 4 背吃刀量取為 進給量的確定： 本設計采用的是硬質合金車刀，工件材料是 表取進給量 f=r 切削速度的計算 硬質合金切削 ，取切削速度 v 為 60mm/據(jù)公式 n=1000 d，可得車床轉速 01000 =253r/1 5 074(2/01 0 0 0 =128r/01000 =136r/表 主軸轉速的范圍為 101400合要求。 計算工時： 以上的工序均為采用同一進給量 f=r 則： t1=8 工步 2， 3 t2= ）（=步 4， 總共用時： t 總 =t1+t2+t3+序 09： 由 工步 1：半精車外圓 ， 工步 2：車環(huán)槽 6工步 3：車端面 ， 工步 4：車 890 成 背吃刀量的確定： 工步 1 取 步 2 取 工步 3 取 步 4 取 進給量的確定： 由于是半精車， 查工藝手冊， 取 f=r，切削速度取為 0mm/切削速度 、時間 的計算 01000 =204r/01000 =249r/761 3 7(2/01 0 0 0 =358r/用時： 0=3=工序 09 共用時： t 總 =序 10： 由 工步 1：精車內圓孔 ， 工步 2：車端面保證尺寸 ， 工步 3：車槽 890 工步 4：倒角 步 5：車端面，保證尺寸 132 工步 6：精車 890 角 背吃刀量、進給量、切削速度的確定： 工步 1 的背吃刀量取 給量 f=r， 20mm/ 工步 2 的背吃刀量取 給量 f=r， 20mm/ 工步 3 的背吃刀量取 給量 f=r， 20mm/ 工步 4 的用時約為 步 5 的背吃刀量取 9 工步 6 的背吃刀量取 角用時約為 t=切削速度、時間的計算 201000 =13480(2/201000 =357r/201000 =478r/時： 總工序 10 用時： T 總 =t1+t2+t3+t4+序 11： 由 工步 1：精車外圓 ， 工步 2：精車各 ， 工步 3：各入口處倒角 組成 背吃刀量、進給量、切削速度的確定： 工步 1 的背吃刀量取 給量 f=r， 20mm/ 工步 2 的背吃刀量取 給量 f=r， 20mm/ 工步 3 的 背吃刀量取 切削速度、時間的計算 則 201000 =282r/1 1 01 3 5(2/ 2 01 0 0 0 =312r/用時 工序總用時為 t 總 = 10 件在本工序的加工要求分析 （ 1） 的外圓柱面，要求與內圓柱面的軸線的同軸度為 2）車 環(huán)槽，槽的側面與軸線的垂直度為 3）車 40 的環(huán)槽 本工序的加工 都 為旋轉加工，并且中間的內孔較大，因此宜采用芯軸 （ 1）定位方案，根據(jù)工件的結構特點，其定位方案如下： 由于內孔的加工精度較高，因此以 內孔為定位基準，同時由題意要求工件的端面要有較高的垂直度要求，因此還需要以一端面作為基準。 （ 2）選擇定位元件 由上面的定位基準知道，為一個圓柱面和一個端面，因此選擇 長銷小平面組合 定位， 如下圖所示： 定位方案 由于該零件的加工是在車床上完成的，因此選擇芯軸作為夾具。位外圓柱面的配合要求為 (3)定位誤差的分析計算 加工 外圓柱面時 基準重合因此， B=0 基準位移誤差是軸孔間的配合間隙，故 Y= D= B+ Y=足定位要求 同軸度定位誤差的分析 11 基準重合，故 B=0 基準的位移誤差即是軸孔的配合誤差，故 Y= D= B+ Y=足同軸度要求 加工 的側面垂直度的 定位誤差 加工時是以端面為基準的 ,基準重合 ,故 B=0 基準的位移誤差即是端面的垂直度的誤差 ,故 Y= D= B+ Y=足定位要求 緊方案的確定 參考夾具設計資料 ,采用特殊的螺帽作為夾緊元件 具的裝配圖紙 (見附錄 ) 12 總結 課程設計是 教學過程 當中的非常重要的一環(huán)，本次課程設計時間不到 三 周略顯得倉促一些。但是通過本次每天都過得很充實的課程設計，從中 體會到很多樂趣。這次課程設計我得到的題目是活塞的工藝及工裝夾具的設計。零件圖形不是很復雜，但是俗話說的好：麻雀雖小，五臟俱全，通過此次設計我還是學會了很多。 通過這些天的計算、查手冊、翻書，我對機械制造方面的理論知識掌握的更加的牢靠。工藝設計是一門綜合性的課程 ，涉及到了機床、刀具、夾具、材料、機械原理等方面的知識，要完成一份出色的設計就要求我們對這些專知識很了解才行。在這近三周的時里，我奔波在教室、寢室、圖書館三點之間，廣泛的查閱資料，與同學的交流，向老師的請教，很多問題都迎刃而解，同時自己也在不知不覺之中提高?；叵肴艿膴^斗，我發(fā)現(xiàn)，自己現(xiàn)在對于各種機床、夾具、工藝規(guī)程、刀具等方面的知識已經(jīng)很熟悉，書本上的各種理論的理解更加的透徹。 機械制造，是一門理論聯(lián)系實際的課程，它具有很強的實踐意義，通過這次設計，我的實踐能力有很大的提高。俗話說的好：紙上得來終覺淺，須 知此事要躬行，的確，在我們的設計之中很多看似很妙，但是在實際的工藝生產(chǎn)中卻有很大的不足，很多東西是沒辦法生產(chǎn)出來的，而這些就是工藝所要解決的問題了。通過工藝的設計，我們能讓我們的設計變成產(chǎn)品，能夠創(chuàng)造實際價值。另外，通過工藝設計， 13 我們將來在做設計的時候能夠有效的考慮實踐性、可行性，這樣就減少了設計的不合理和披露，能讓我們的設計更加的完美。 這次設計讓我對工藝有了更高層次的認識。以前總覺得工藝有什么啊，一點技術含量都沒有，但是現(xiàn)在看來，是我錯了。工藝其實不僅勞動者智慧的結晶，也是很關鍵的環(huán)節(jié)。例如， 從加工的方法，加工的路線等方面就能夠很清楚的看到我們工藝設計人員的思維習慣，有可能一個零件有很多種實現(xiàn)方法，但是聰敏的人能夠在最短的時間，花最小的成本來完成，差距是體現(xiàn)在細節(jié)上。也許你覺得反正都能達到目的啊，但是你有沒想過，如果你生產(chǎn)的產(chǎn)品多大上億件，那么就是那一丁點的區(qū)別，有能就是上億的損失。 總的來說，通過這次設計，我確實學會了很多，收獲了很多。最后還要對一直給我?guī)椭睦蠋熣f聲：謝謝，您辛苦了！ 14 參考文獻 1. 張世昌 北京：機械工業(yè)出版社， 2007 2. 馮辛安 北京：機械工業(yè)出版社， 2005 3. 大連理工大學 北京：機械工業(yè)出版社， 2007 4. 孫桓 北京：高等教育出版社， 2006 5. 席偉光 北京：高等教育出版社， 2003 6. 陳宏均 北京：機械工業(yè)出版社， 2003 7. 蘭建設 北京：機械工業(yè)出版社， 2004