畢業(yè)設(shè)計（論文）-齒輪齒條擺動液壓缸及加工工藝規(guī)程的制定

全套圖紙加V信153893706或扣3346389411齒輪齒條擺動液壓缸的設(shè)計及加工工藝規(guī)程的制定目錄摘要 表3-2法蘭的尺寸此設(shè)計選著M145×3外徑D=200mm高度b=40mm3.8.3螺紋強(qiáng)度校核其螺栓螺紋處的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力分別為其合成應(yīng)力和強(qiáng)度驗算公式為（Pa）（3-12）式中:——螺紋外徑；——螺紋內(nèi)徑。采用普通螺紋尺寸時，可近似地按下式計算:（t為螺距）；——螺紋內(nèi)摩擦系數(shù)（），一般??；——螺紋預(yù)緊力系數(shù)，取；——缸筒材料的許用應(yīng)力（Pa），，安全系數(shù)，為缸筒材料的屈服極限（Pa）；——液壓缸最大推力（N）；——缸筒內(nèi)徑（m）。經(jīng)計法蘭連接算符合強(qiáng)度條3.9箱體及其他零件尺寸確定3.9.1箱體的尺寸箱體的尺寸主要由齒輪軸的直徑和齒條軸的直徑確定，由于其精度要求不高故采用鑄造成型，整體為350*300*400的立方體，有直徑125的通徑，含有內(nèi)腔，壁厚10mm,開有泄油堵。具體尺寸見圖紙；3.9.2前后端蓋的尺寸端蓋的主要作用是固定軸承，其前端蓋大徑300mm,小徑190mm。后端蓋，大徑250mm,小徑190。具體尺寸見圖紙；3.9.3鎖緊螺母與螺栓的尺寸鎖緊螺母起固定活塞的作用，選用M55×2外徑70mm,法蘭處的螺栓為M16×1.5，端蓋處的螺栓為M16×15。具體見圖紙；3.10液壓回路的設(shè)計為滿足用戶對擺動角度的需求設(shè)計液壓回路，利用旋轉(zhuǎn)編碼器來測量擺動角度，傳輸?shù)絇LC控制器，通過控制器來控制電磁換向閥來控制油路，來精準(zhǔn)的完成擺動角度的調(diào)整，完成工作-保壓-退回等路工作徑?；芈啡缦聢D所示：圖3-4液壓回路第四章加工工藝規(guī)程制定4.1加工工藝規(guī)程的概述機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段，都要通過機(jī)械加工工藝規(guī)程來體現(xiàn)[18]。4.1.1機(jī)械加工工藝過程卡片機(jī)械加工工藝過程卡片是以工序為單位簡要說明產(chǎn)品零、部件加工過程的一種工藝文件[18]。4.2缸筒的加工工藝4.2.1缸筒的材料液壓缸缸體的常用材料為20、35、45號無縫鋼管。無縫鋼管作缸筒毛坯，加工余量小，工藝性能好，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，適用于大批量生產(chǎn)。此設(shè)計采用焊接性能較好的35鋼。4.2.2技術(shù)要求缸筒技術(shù)要求高，工藝過程復(fù)雜，是液壓缸中最難加工的零件。缸筒的技術(shù)要求應(yīng)合理，適當(dāng)。缸筒內(nèi)徑公差等級和表面粗糙度缸筒與活塞采用基孔制的間隙配合。缸筒內(nèi)徑可采用H8、H9公差等級，與活塞組成H8f7的間隙配合。缸筒內(nèi)孔表面粗糙度取Ra0.4μm（2）缸筒的形位公差缸筒內(nèi)徑的圓度、圓柱度誤差不大于直徑尺寸公差的一半；缸筒軸線的直線度誤差在500mm長度上不大于0.03mm；缸筒端面對軸線的圓跳動在100mm的直徑上不大于0.04mm。(3)安裝部位的技術(shù)要求缸筒端面和箱體結(jié)合面對液壓缸軸線的垂直度誤差，按每直徑100mm不大于0.04mm，缸筒與法蘭連接的螺紋應(yīng)采用2a級精度公制螺紋。4.13缸筒的三維簡圖圖4-1缸筒簡圖4.2.4零件基準(zhǔn)面的選擇基準(zhǔn)面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中重要的工作之一，粗基準(zhǔn)的選擇要保證粗基準(zhǔn)定位所加工出的精基準(zhǔn)有較高的精度，通過精基準(zhǔn)定位使后續(xù)各被加工表面具有較高的均勻的加工余量，并與非加工表面保持應(yīng)有的相對位置精度。在在本零件中，先以外圓為粗基準(zhǔn)加工螺紋大徑車螺紋，再以螺紋固定精加工內(nèi)孔。4.2.5機(jī)械加工工藝過程缸筒的加工工藝過程是：備料——粗車外圓端面及倒角——車螺紋——粗鏜——半精鏜——浮動鏜——滾壓——檢驗具體加工工藝過程見表4-1：表4-1缸筒加工工藝過程機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號01產(chǎn)品名稱零件名稱缸筒共材料牌號35鋼毛坯種類無縫鋼管毛坯外形尺寸145×352每毛坯件數(shù)1每臺件數(shù)1工序號工名序稱工序內(nèi)容車間工段設(shè)備工藝裝備夾具刀具量具1下料切割無縫鋼管,外徑φ145mm，內(nèi)徑φ120mm,長352mm切割機(jī)2車將無縫鋼管以外圓找正，車端面尺寸至φ350mm，車倒角20°，調(diào)頭車右端面，車螺紋大徑φ143mm.數(shù)控車床CKD6140三爪卡盤90°偏刀游標(biāo)卡尺、刀口直尺3車換刀車螺紋M143×30mm數(shù)控車床CKD6140三爪卡盤螺紋刀游標(biāo)卡尺、塞規(guī)、4鏜粗鏜內(nèi)孔φ125mm,留余量1.0-1.3mm鏜床螺紋固定夾具鏜刀塞規(guī)5鏜半精鏜內(nèi)孔精鏜內(nèi)孔留余量0.4~0.5mm，并保證內(nèi)孔直線度及同軸度度≤0.03mm，粗造度為6.3m鏜床螺紋固定夾具鏜刀塞規(guī)6鏜浮動鏜內(nèi)孔，加工后保證孔表面粗造度2.5um以下，留余量0.03mm，浮動鏜保證滾壓前的幾何尺寸及表面光潔度鏜床螺紋固定夾具鏜刀塞規(guī)、粗糙度測量儀7滾壓滾壓頭滾壓內(nèi)孔，達(dá)到技術(shù)要求滾壓機(jī)螺紋固定夾具滾壓頭塞規(guī)、粗糙度測量儀8檢驗設(shè)計（日期）校對（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期4.3缸底的加工工藝4.3.1缸底的材料由于設(shè)計采用焊接方式故采用35鋼，缸蓋具有結(jié)構(gòu)簡單、外形尺寸小的特點。4.3.2缸底的技術(shù)要求（1）由于容易產(chǎn)生焊接變形。通常缸底上口與缸筒內(nèi)孔間采用過渡配合，以限制焊接后的變形。（2）對焊縫進(jìn)行強(qiáng)度校核4.3.3缸底的三維簡圖圖4-2缸底簡圖4.3.4零件基準(zhǔn)面的選擇以外圓為基準(zhǔn)面車外圓、銑內(nèi)孔、鉆油口，以兩端面為基準(zhǔn)加工排氣孔。4.3.5缸底的加工工藝過程缸底的加工工藝過程是：下料——車外圓端面倒角——銑內(nèi)孔——鉆油口——劃線——鉆排氣孔——檢驗；具體工藝過程見表：表2-2缸底加工工藝過程機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號02產(chǎn)品名稱零件名稱缸底共材料牌號35毛坯種類型材毛坯外形尺寸72*145每毛坯件數(shù)1每臺件數(shù)1工序號工名序稱工序內(nèi)容車間工段設(shè)備工藝裝備夾具刀具量具1下料切割φ145×72mm棒料切割機(jī)2車將毛坯以外圓找正，車端面尺寸至70.5mm,車外圓φ125×30mm，車焊接倒角，臥式車床CA6140三抓卡盤90°偏刀游標(biāo)卡尺、刀口直尺4銑銑內(nèi)孔φ75mm銑床X6325專用夾具銑刀游標(biāo)卡尺、刀口直尺5鉆鉆油口φ15、鉆螺紋油口M16鉆床Z3080*25專用夾具鉆頭、絲錐游標(biāo)卡尺、刀口直尺6鉗去毛刺、劃線7鉆鉆排氣孔，按圖紙，鉆螺紋。鉆床Z3080*25專用夾具鉆頭、絲錐游標(biāo)卡尺、刀口直尺8檢驗設(shè)計（日期）校對（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期4.4活塞的加工工藝4.4.1活塞的材料活塞本身應(yīng)具有良好的滑動性能，工作時不能損傷缸筒表面。硬度不能太多，但為了承受油液的高壓力及缸蓋的沖擊作用力，又必須具有一定的強(qiáng)度。活塞材料選用的根據(jù)，主要是從活塞的結(jié)構(gòu)型式來考慮的。對于有導(dǎo)向（支承）環(huán)的活塞，常用20號，35號及45號碳素結(jié)構(gòu)鋼；對于未采用導(dǎo)向（支承）環(huán)的活塞，多采用耐磨鑄鐵、灰口鑄鐵HT200-300,球墨鑄鐵以及錫青銅、鋁合金，一些連續(xù)工作的高耐久性活塞在鋼制活塞表面常燒焊一層青銅合金或噴鍍尼龍等材料。此設(shè)計采用45鋼。4.4.2技術(shù)要求活塞的外徑基本偏差采用f級活塞外徑、內(nèi)孔的圓度，圓柱度誤差不大于尺寸公差的1/2?；钊鈴綄?nèi)孔及密封溝槽的同軸度允許不大于0.02mm為保證上述精度的達(dá)到，活塞在加工外圓、內(nèi)孔、密封槽是應(yīng)該‘一刀落’在一次裝夾中完成上述部位的切削任務(wù)。4.4.3活塞的三維簡圖圖4-3活塞簡圖4.4.4零件基準(zhǔn)面的選擇先以外圓為基準(zhǔn)粗車外圓、精加工內(nèi)孔，再以內(nèi)孔為基準(zhǔn)面加工外圓環(huán)槽。4.4.5活塞的機(jī)械加工工藝過程卡片缸底的加工工藝過程是：選擇毛坯料，長度多出30mm左右，其中包括夾持長度，切斷長度和端面精車余量。在一次裝夾下依次完成鉆孔——鏜孔——車內(nèi)溝槽——車外圓——車外溝槽——倒角和切斷。具體過程如下表：表4-3活塞加工工藝過程機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號03產(chǎn)品名稱零件名稱活塞共材料牌號35毛坯種類型材毛坯外形尺寸130×125每毛坯件數(shù)1每臺件數(shù)1工序號工名序稱工序內(nèi)容車間工段設(shè)備工藝裝備夾具刀具量具1下料切割毛坯φ125×150mm，長度多出30mm左右，其中包括夾持長度，切斷長度和端面精車余量2銑銑φ60內(nèi)孔，留鏜余量0.1-0.3mm數(shù)控加工中心三爪卡盤銑刀游標(biāo)卡尺3鏜粗鏜活塞孔、半精鏜達(dá)到要求數(shù)控加工中心三爪卡盤鏜刀內(nèi)徑百分表4車車內(nèi)溝槽數(shù)控加工中心三爪卡盤內(nèi)溝槽車刀5車粗車φ123外圓，留余量0.1-0.3mm，車端面至100mm、車外溝槽按圖紙、車倒角數(shù)控加工中心三爪卡盤90°偏刀游標(biāo)卡尺、刀口直尺6車精車外圓、端面、溝槽達(dá)到要求。金工數(shù)控加工中心三爪卡盤90°偏刀塞規(guī)、鋼直尺7車切斷數(shù)控加工中心三爪卡盤切斷刀塞規(guī)、鋼直尺8檢驗千分尺、刀口直尺設(shè)計（日期）校對（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期4.5法蘭的加工工藝4.5.1法蘭的材料螺紋法蘭盤是工程建設(shè)中廣泛使用的一種法蘭結(jié)構(gòu)型式，具有現(xiàn)場安裝方便，不需焊接的優(yōu)點。管法蘭材料一般采用鍛件或鑄件，由于此法蘭對密封性要求較低故采用鑄造的方法，材料為30.4.5.2法蘭的技術(shù)要求1.能承受高壓操作中所產(chǎn)生的應(yīng)力作用，不喪失結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，不產(chǎn)生變形，不斷裂;2.法蘭端面與管子中心線要垂直，其不垂直度可用法蘭彎尺或直角尺來檢查。3.法蘭連接時應(yīng)保持平行，其偏差不大于法蘭外徑的1.5%，且不大于2mm。不得用強(qiáng)緊螺栓的方法消除偏斜。4.法蘭連接應(yīng)保持同一軸線，其螺孔偏差一般不超過孔徑的5%，并保證螺栓自由穿入。5.法蘭的密封面必須加工平滑，不得有輻射方向的溝槽及砂眼等缺陷。4..5.3零件基準(zhǔn)面的選擇整體以外圓為基準(zhǔn)面。4.5.4法蘭的三維簡圖圖4-4法蘭結(jié)構(gòu)簡圖4.5.5法蘭的機(jī)械加工工藝過程法蘭加工工藝過程如下表所示：表4-4法蘭加工工藝過程機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號04產(chǎn)品名稱零件名稱法蘭共材料牌號35毛坯種類型材毛坯外形尺寸270×47×140每毛坯件數(shù)1每臺件數(shù)1工序號工名序稱工序內(nèi)容車間工段設(shè)備工藝裝備夾具刀具量具1鑄造按外徑φ272，內(nèi)徑φ140，長度47鑄造成型2熱退火處理3車以外圓找正，車φ270外圓，調(diào)頭車余下部分CA6140三爪卡盤90°偏刀游標(biāo)卡尺、刀口直尺4銑銑端面至45mm，環(huán)銑端面5mm，內(nèi)徑φ180銑床專用夾具銑刀游標(biāo)卡尺、刀口直尺5車車φ143螺紋大徑、車內(nèi)螺紋M143×2金工數(shù)控車床90°偏刀游標(biāo)卡尺、刀口直尺6鉗去毛刺、劃線金工7鉆鉆8×φ16孔金工鉆床專用夾具麻花鉆8檢金工游標(biāo)卡尺、刀口直尺設(shè)計（日期）校對（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期4.6齒輪軸的加工工藝4.6.1齒輪軸的材料齒輪軸采用45鋼，另對齒輪調(diào)質(zhì)。4.6.2齒輪軸的技術(shù)要求(1)該軸的齒形粗加工應(yīng)安排在齒輪軸各外圓完成半精加工之后，因為作為齒輪軸來講，齒形加工是該零件加工中工作量比較大、加工難度也比較大的加工內(nèi)容，其加工位置適當(dāng)放后一些，可提高定位基準(zhǔn)的定位高度，而齒形精加工應(yīng)安排在該零件各外圓等表面全部加工好后進(jìn)行，從而消除齒形局部淬火產(chǎn)生的熱處理變形。

(2)外圓表面的加工順序應(yīng)先加工大直徑外圓，然后加工小直徑外圓，以免一開始就降低工件的剛度。

(3)齒輪軸上的鍵槽等次要表面的加工一般應(yīng)安排在外圓精車或粗磨之后、精磨外圓前進(jìn)行。如果在精車前就銑車鍵槽，一方面，在精車前，由于斷續(xù)切削而產(chǎn)生振動，既影響加工質(zhì)量又容易損壞刀具；另一方面，鍵槽的尺寸要求也難以保證。這些表面加工也不宜安排在主要表面精磨后進(jìn)行，以免破壞主要表面精度[19]。4.6.3齒輪軸的三維簡圖圖4-5齒輪軸簡圖4.6.4零件基準(zhǔn)面的選擇以軸定位加工外圓，以軸承段定位。4.6.5齒輪軸的機(jī)械加工工藝過程齒輪軸加工工藝過程如下表所示：表4-5齒輪軸加工工藝過程機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號01產(chǎn)品名稱零件名稱齒輪軸共材料牌號45毛坯種類鍛造毛坯外形尺寸每毛坯件數(shù)1每臺件數(shù)1工序號工名序稱工序內(nèi)容車間工段設(shè)備工藝裝備夾具刀具量具1鍛造鍛造毛坯左段φ150mm長107mm，齒輪段φ240mm長80mm，右段φ150mm長287mm。2熱處理正火3車車兩端面保證總長470mm、車倒角、鉆中心孔、CA6140三爪卡盤車刀游標(biāo)卡尺4車粗車外圓φ140mm、φ239mm、φ140mm、φ125mm車退刀槽。CA6140三爪卡盤、頂尖車刀游標(biāo)卡尺5車半精車外圓兩段φ140mmCA6140三爪卡盤、頂尖車刀游標(biāo)卡尺、外徑千分尺6檢驗按圖樣要求，檢驗形位公差，尺寸要求7滾齒按圖樣要求以φ140兩端軸定位滾齒，單面留磨量0.3-0.4mm滾齒機(jī)整體齒輪滾刀8銑銑鍵槽銑床銑刀9鉗修齒部，去毛刺10調(diào)質(zhì)淬火，回火11磨齒以φ140兩端軸定位磨齒達(dá)到要求磨齒機(jī)12檢驗游標(biāo)卡尺、千分尺設(shè)計（日期）校對（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期4.7齒條軸的加工工藝4.7.1齒條軸的材料齒條軸采用40Cr,齒條調(diào)質(zhì)處理。4.7.2齒條軸的技術(shù)要求（1）要求齒條較準(zhǔn)確地傳遞運(yùn)動，傳動比恒定。（2）要求齒條傳遞運(yùn)動平穩(wěn)，以減小沖擊、振動和噪聲。（3）要求齒條工作時，齒面接觸要均勻，以使齒輪條在傳遞動力時不致因載荷分布不勻而使接觸應(yīng)力過大，引起齒面過早磨損。彈性變形所引起的尺寸變化和加工、裝配時的一些誤差。齒輪齒條的制造精度和齒側(cè)間隙主要根據(jù)齒輪的用途和工作條件而定。對于分度傳動用的齒輪，主要要求齒輪的運(yùn)動精度較高；對于高速動力傳動用齒輪，為了減少沖擊對于重載低速傳動用的齒輪，則要求齒面有較高的接觸精度，以保證齒輪不致過早磨損；4.7.3齒條軸的三維簡圖圖4-6齒條軸簡圖4.7.4零件基準(zhǔn)面的選擇軸定位銑平面，銑齒。4.7.5齒條軸機(jī)械加工工藝過程齒條軸加工工藝過程如下表所示：表4-6齒條軸加工簡圖機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號06產(chǎn)品名稱零件名稱共材料牌號40Cr毛坯種類型材毛坯外形尺寸每毛坯件數(shù)1每臺件數(shù)1工序號工名序稱工序內(nèi)容車間工段設(shè)備工藝裝備夾具刀具量具1下料下φ122mm圓棒料長1028mm2車車兩端面，保證長度1026mm，鉆中心孔CA6140三爪卡盤車刀游標(biāo)卡尺3車粗車外圓φ50、φ55、φ60、φ120，倒角，調(diào)頭車另一端，倒角CA6140三爪卡盤、頂尖車刀游標(biāo)卡尺4車半精車、精車φ60，留磨0.03-0.04數(shù)控車床三爪卡盤、頂尖車刀游標(biāo)卡尺5車車兩段螺紋M55×2數(shù)控車床三爪卡盤、頂尖車刀游標(biāo)卡尺6刨刨齒形面，刨床專用夾具7銑按圖紙要求銑齒銑齒機(jī)專用夾具成形銑刀8調(diào)質(zhì)處理淬火，回火9磨磨齒磨齒機(jī)10磨磨兩直徑φ60段達(dá)到技術(shù)要求磨床11鉗去毛刺、清洗吹凈12檢驗設(shè)計（日期）校對（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期4.8箱體及其他零部件加工工藝箱體一般采用鑄造，鑄造能夠獲得形狀復(fù)雜的缸體毛坯，機(jī)械加工工藝性好，生產(chǎn)率高。灰鑄鐵鑄件常用HT200至HT350之間幾個牌號，要求較高者，可采用球墨鑄鐵QT450-10、QT500-7、QT600-3等。此外還可以采用鑄鋼ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570等。由于對箱體的要求不高，故采用HT200灰鑄鐵鑄件。箱體鑄造成型后鉆前后端蓋連接的螺紋孔，車軸承安裝孔達(dá)到技術(shù)要求，銑法蘭連接面保證同軸度。鉆連接螺紋前后端蓋采用鑄造成型，熱處理后鉆孔，車配合外圓面。箱體的加工工藝如下表：表4-7箱體加工工藝過程機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號07產(chǎn)品名稱零件名稱箱體共材料牌號HT200毛坯種類鑄造毛坯外形尺寸每毛坯件數(shù)1每臺件數(shù)1工序號工名序稱工序內(nèi)容車間工段設(shè)備工藝裝備夾具刀具量具1鑄造按圖紙鑄造2熱處理人工時效3清理清除澆冒口、坡峰、噴砂4銑銑兩側(cè)面保證同軸度龍門銑床銑刀游標(biāo)卡尺5銑銑前后兩面龍門銑床銑刀游標(biāo)卡尺6鉗劃線標(biāo)記兩側(cè)螺栓孔、前后螺栓孔游標(biāo)卡尺7鉆鉆孔、攻螺紋游標(biāo)卡尺8檢驗游標(biāo)卡尺設(shè)計（日期）校對（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期4.9裝配圖圖4-7裝配圖總結(jié)根據(jù)設(shè)計要求，完成了齒輪齒條擺動液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并對其中的關(guān)鍵零部件進(jìn)行了受力分析和強(qiáng)度校核，以及制定它們的加工工藝。在設(shè)計期間完成各零件的三維模型以及零件的加工圖紙和裝配圖紙，制作了零件的加工工藝過程卡片，以及完成畢業(yè)