柱塞工藝設計說明書

1、洛陽理工學院課程設計洛陽理工學院課程設計說明書課 程 名 稱 機械制造工藝學 設 計 課 題 柱塞的機械加工工藝規(guī)程設計 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 姓 名 學 號 2014 年 03 月 07 日課 程 設 計 任 務 書 系 機械設計制造及其自動化 專業(yè) 學生姓名 班級 學號 課程名稱： 機械制造工藝學 設計題目： 柱塞的機械加工工藝規(guī)程設計 設計內容：1產品零件圖 1張2毛坯圖 1張3機械加工工藝過程綜合卡片 1份4機械加工工藝工序卡片 1份5課程設計說明書 1份設計要求：大批生產設計（論文）開始日期 2014年03月03日 設計（論文）完成日期 2014年03月07日指導老

2、師： 課程設計評語 機械工程 系 機械設計制造及其自動化 專業(yè) 學生姓名 班級 學號 課程名稱： 機械制造工藝學 設計題目： 柱塞的機械加工工藝規(guī)程設計 課程設計篇幅： 圖 紙 共 2 張 說明書 共 15 頁指導老師評語： 年 月 日 指導老師 2目 錄 1. 零件的分析21.1零件的作用21.1.1. 明確工件的年生產綱領21.1.2. 熟悉工件零件圖和工序圖21.1.3. 加工方法31.2零件的工藝分析31.2.1.零件圖樣分析31.2.2.工藝分析32. 工藝規(guī)程設計52.1確定毛胚的制造形式52.2基準的選擇52.3制定工藝路線62.4確定機械加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸72.5確定

3、切削用量及基本工時7總 結11參考文獻12附表A1：機械加工工藝過程綜合卡片附表B1-B12：機械加工工藝（工序）卡片1. 零件的分析1.1零件的作用 1.1.1. 明確工件的年生產綱領采用大批大量生產，在這種生產過程中，產品的產量很大，廣泛采用高校專用機床及自動化機床，廣泛采用高效的夾具、刀具和量具，對操作工人的技術要求較低，對調整工人的技術要求很高。因此大批量生產時，一般選擇機動、多工件同時加工，自動化程度高的方案，然而，結構也隨之復雜，成本也提高較多。 1.1.2. 熟悉工件零件圖和工序圖零件圖給出了工件的尺寸、形狀和位置、表面粗糙度等精度的總體要求，工序圖則給出了夾具所在工序的零件的工

4、序基準、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、以及本工序的定位、夾緊原理方案，這是夾具設計的直接依據。 已知待加工工件如下圖1-1所示， 圖1-1 工件零件圖技術要求：1、 不同兩點間硬度差值不超過三個數值。2、 探傷檢查不得有裂紋、夾渣等缺陷。 3、 尖角倒圓R0.5或0.5×45°。4、 兩端不允許留中心孔。5、 熱處理5862HRC。6、 材料GCr15。 1.1.3. 加工方法 了解工藝規(guī)程中本工序的加工內容，機床、刀具、切削用量、工步安排、工時定額，同時加工零件數，在專用的機床上就可以進行簡單的車、磨，就可以達到規(guī)定的技術要求。1.2零件的工藝分析 1.2.1.零件圖

5、樣分析 1）柱塞mm切的圓柱度公差為0.005mm。 2）端面對軸心線垂直度公差為0.006mm。 3）柱塞與柱塞套的配合間隙為0.0050.008mm。 4）柱塞探傷檢驗，不允許有裂紋，夾渣等缺陷。 5）金相組織檢查，應由隱晶、細小結晶馬氏體和均勻分布的殘留碳化物及少量殘留奧氏體組成，13級為合格組織。 6）熱處理5862HRC。 7）材料GCr15。 1.2.2.工藝分析 1）因為柱塞的受力及耐磨性能較高，所以對材料的金相組織及化學成分都有相應的要求。含碳（C）量為0.95%1.05%，含硅（Si）量為0.15%0.35%，含錳（Mn）量為0.20%0.40%，含鉻（Cr）量為1.3%1.

6、6%，含硫（S）量0.02%，含磷（P）0.027%（均為質量分數）。 2）對材料進行正火處理，可消除應力，改善材料內部組織，改善加工性能。 3）由于柱塞與柱塞套為精密偶件，其配合間隙要求比較嚴格，在加工時應采用配作，其順序應先完成柱塞套的加工（孔加工），再加工柱塞（外徑加工）與之相配。為了保證工件尺寸的穩(wěn)定性，減小變形，淬火后必要進行冰冷處理，即零件淬火后冷卻至室溫。經清洗后，在有液氮和干冰（-60-80）的保溫箱內保溫11.5h，冷處理后，工件在空氣中恢復到室溫后，立即進行回火，中間停留時間不應超過4h。 4）因零件上不準留有中心孔，所以在下料時，要考慮留有工藝凸臺，兩端尺寸各加長810m

7、m即可。 5）因零件的圓柱度和垂直度要求較高，所以需用高精度的磨床加工。加工時零件不能過熱，要有充分的切削液。最終的尺寸測量要在恒溫室 (20)中進行。 6）零件右端17mm×3mm槽底兩角一定要倒圓，因在熱處理時這里應力容易集中產生裂紋。圖樣上雖末標注，但在技術要求中己說明。 7）圓柱度的檢驗，將柱塞放在標準V形塊上，V形塊放在標準平板上，用千分表測量。在測量長度范圍內任意選取三個截面測量圓度值，并計算出圓柱度的值。另外在沒有切除中心孔之前也可以用偏擺儀配合千分表測量零件圓度、并計算出圓柱度。 8）垂直度需用光學儀器配合檢查。2. 工藝規(guī)程設計2.1確定毛胚的制造形式 毛坯的選用主

8、要包括毛坯的材料、類型和生產方法的選用。選用正確與否直接關系到毛坯的制造質量、工藝和成本，并影響到機械加工質量、工藝和成本等。毛坯質量主要是指合格毛坯本身能滿足用戶要求的程度。它主要包括外觀質量、內在質量和使用質量。其中，外觀質量包括毛坯表面粗糙度、尺寸精度、質量偏差、形狀偏差和表面缺陷等；內在質量包括毛坯的物理性能、力學性能、金相組織、化學成分、偏析、內應力、致密度、內部缺陷等；使用質量包括毛坯的抗疲勞性能、高溫及低溫力學性能、耐磨性、耐蝕性和精度保持性等。毛坯材料的選用是保證產品內在質量的一個主要因素。毛坯選用的原則有：滿足材料的工藝性能要求。如碳鋼主要使用鍛造生產，但其中某些牌號也有較好

9、的鑄造性能；滿足零件的使用性能要求；降低制造成本；符合生產條件。 本零件的主要功用是傳遞小動力，其工作時需承受不大的沖擊載荷，不過要求有較高的強度和剛度，保持配合的精確性。由于需要進行滑動摩擦，所以表面必須有足夠的硬度。由于柱塞選用GCr15，因此在切削加工過程中應進行適當的熱處理，便于切削加工。2.2基準的選擇 基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；鶞实倪x擇的正確與合理，可以使加工質量的得到保證，生產效率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件的大批報廢，使生產無法進行。 （1）粗基準的選擇。對于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準是完全合理的。但對于本零件來說

10、，如果以ø25mm外圓表面作為基準，可能會引起一定的圓度誤差，由于柱塞要求精度較高，按照有關粗基準的選擇原則，選用柱塞的周線作為基準，利用三抓卡盤加緊進行切削加工。 （2）精基準的選擇。主要應該考慮基準重合的問題。如果設計基準與工序基準不重合時應該進行尺寸的換算，以保證精度的要求。 柱塞：先以外圓為粗基準，粗車外圓，精車端面；由于中心孔要求高，應該先劃線，到鉆床鉆中心孔；再以外圓中軸線為精基準，采用雙頂尖夾緊定位，精車外圓；熱處理后，可能會產生有誤差存在，所以應該再以外圓為基準，修研兩端中心孔；最后精加工磨削中，應該以雙頂尖夾緊定位，保證精度和粗糙度。2.3制定工藝路線制定工藝路線的

11、出發(fā)點，應當是零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定為大批生產的條件下，可以考慮萬能性機床配以專用的夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。工藝路線如下： 工序 1 下料 棒料25mm×142mm。工序 2 熱處理 工序 3 車 夾左端，車右端面，見平即可，外圓車至20.8mm，車 右端工藝凸臺8mm×10mm，鉆中心孔A2.5，按圖尺寸距右端面4.5mm處切槽17mm×3mm，倒角2×45°。工序 4 車 倒頭轉夾20.8mm外圓，加工另一端面，保證總長1

12、40.6mm，車端工藝凸臺8mm×10mm，保證工件有效長度120.6mm，鉆中心孔A2.5，倒角2×45°。工序 5 熱處理 鹽浴淬火5862GRC。工序 6 冷處理 冰冷處理（液氮或干冰）。工序 7 磨 修研兩端中心孔。工序 8 精磨 兩中心孔定位裝夾工件，磨mm（具體尺寸要M1432A與柱塞套配磨）保證柱塞與柱塞套的間隙0.0050.008mm。工序 9 線切割 采用開口銅套裝夾工件，切除兩端工藝凸臺，保證工線切割機件總長120.6mm。工序 10 磨 采用開口銅套裝夾工件，磨右端面保證尺寸mm。工序 11 磨 采用開口銅套裝夾工件，磨左端面保證工件總長12

13、0mm。工序 12 研磨 研磨右端面與mm的垂直度公差0.006mm,并與配套的柱塞套一同做標記。工序 13 檢驗 按圖樣檢查各部尺寸精度，探傷檢查有無裂紋、夾渣等缺陷，無損檢測硬度，切下的工藝凸臺做金相組織檢查。工序 14 入庫 涂油入庫。2.4確定機械加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸由于加工余量確定的計算方法比較復雜，而且未知毛坯尺寸，應當根據工藝人員的經驗確定加工余量，為了防止余量不夠而產生廢品，所估計余量一般偏大。一般可由機械加工工藝手冊或切削用量手冊中選取。毛胚尺寸：棒料25mm×142mm，在線切割機上獲取。 柱塞：柱塞mm切的圓柱度公差為0.005mm，端面對軸心線垂直度公

14、差為0.006mm，柱塞與柱塞套的配合間隙為0.0050.008mm，柱塞兩頭表面粗糙度Ra0.4，毛坯加工余量為4.2mm。工序尺寸表如表21所示。表2-1 工序尺寸表工序名稱直徑余（mm）經濟精度直徑工序尺寸（mm）公 差（mm）粗車4.21320.80.330精磨外圓0.8720 0.021工序名稱長度余（mm）經濟精度長度工序尺寸（mm）公 差（mm）線切割19.414120.60.520磨端面0.69120 0.052 2.5確定切削用量及基本工時1 粗車ø25mm端面，見平即可。1 已知毛胚長度方向加工余量為2mm，長度加工公差按IT12級，查切削手冊表1-30，轉速n=

15、150r/min，f=0.5mm/r。2 切削工時，按工藝手冊表6.2-1。，A，由 得2 粗車ø25mm外圓1 選擇背吃刀量。根據已知條件，單邊余量2Z=4.2mm，故由表1-4得，背吃刀量=2.1mm，粗車兩次。2 選擇進給量 查切削手冊表1-30，f=0.5mm/r。3 選擇切削速度 工件材料為GCr15，由表1-27算的， =184r/min，可保證T=60min。4 確認機床主軸轉速n r/min按機床說明書（見工藝手冊表6.2-1），與1477 r/min相近的機床轉速1600r/min，所以實際切削速度Vc=125.6r/min。5 切削工時L=L+y+ 查簡明手冊1.

16、26車削入切量及超切量y+=4.5L=L+y+=146.5mmmin。3 車工藝凸臺1 選擇背吃刀量 根據已知條件，單邊余量2Z=6.4mm，故由表1-4得，背吃刀量=3.2mm，分兩次走刀。2 取f=0.3mm/r。3 計算切削速度 按切削手冊表1.27。4 確認機床主軸轉速nr/min選用n=1200r/min ，所以實際切削速度為130.6r/min。5 切削工時查工藝手冊表6.2.1min。4 精磨ø20mm1 選擇砂輪 見工藝手冊第三章磨料選擇各表，結果為：WA46KV6P350x40x127 含義為：沙侖磨料為碳化硅，粒度為46#，平型砂輪，其尺寸為350x40x127（

17、DxBxd）。2 切削用量的選擇 砂輪轉速n=1600r/min（見機床說明書），V=35m/s，軸向進給量 =0.5B=20mm（雙行程）工件速度 =10m/min徑向進給量 =0.02mm/雙行程。3 切削工時 （見工藝手冊表6.2-8）min。5 磨右端面1 選擇砂輪 見工藝手冊第三章磨料選擇各表，結果為：WA46KV6P350x40x127 含義為：沙侖磨料為碳化硅，粒度為46#，平型砂輪，其尺寸為350x40x127（DxBxd）。2 切削用量的選擇 砂輪轉速n=1600r/min（見機床說明書），V=35m/s軸向進給量 =0.5B=20mm（雙行程）工件速度 =10m/min徑向

18、進給量 =0.015mm/雙行程。3 切削工時 （見工藝手冊表6.2-8）min。6 磨左端面1 選擇砂輪 見工藝手冊第三章磨料選擇各表，結果為：WA46KV6P350x40x127 含義為：沙侖磨料為碳化硅，粒度為46#，平型砂輪，其尺寸為350x40x127（DxBxd）。2 切削用量的選擇 砂輪轉速n=1600r/min（見機床說明書），V=35m/s。軸向進給量 =0.5B=20mm（雙行程）工件速度 =10m/min徑向進給量 =0.015mm/雙行程。3 切削工時 （見工藝手冊表6.2-8） 得 min?？?結 在鄒老師的幫助指導下，一周的機械工藝課程設計即將結束，通過本次設計，我

19、明白了設計要有寬廣的專業(yè)知識做底蘊，不僅要在原有的設計人員的基礎上學習，還要有富于創(chuàng)新的意識。它也使我再一次對機械行業(yè)中占有重要地位的工藝設計有了更為深刻的認識和理解。課程設計的過程是曲折、反復的，挺辛苦，不僅要查閱好多手冊，而且要重新翻閱以前所學的多門相關專業(yè)課程的教材。當這些知識一下子匯集在一起的時候，它使我以前學的那些零散的知識進行了一次充分的相互融合與貫通，使知識變成一個大的體系。以前認為很多東西學的沒用，其實是源于自己對機械這個行業(yè)入道不深，現(xiàn)在才發(fā)現(xiàn)所學的都是有用的，只是現(xiàn)在還沒用上而已。在本次課程設計中培養(yǎng)了我的分析實際問題的能力以及運用所學知識動手解決設計中遇到的各種問題的能力，從而使所學知識得以鞏固，擴大并深化了所學的相關理論，為即將走向工作崗位打下堅實的基礎，而且也培養(yǎng)了我深入實際，全面分析問題，整體把握和研究的工作方法和能力。同時也使我熟悉了有關技術標準，提高了掌握和使用國家標準規(guī)范、規(guī)定的能力以及獨立進行查找相關文獻資料的能力。本次課程設計對將來的工作有很大的裨益，相信自己在未來會