活塞機械加工工藝

1、浙江農(nóng)林大學暨陽學院機械制造基礎課程設計說明書題目： 設計120零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備內(nèi)容：（1）毛坯圖-1張 （2 零件圖-1張（3）零件三維圖（輸出為STP或STEP格式）-1個 （3）機械加工工藝卡-1套 （4）課程設計說明書-1份原始資料: 該零件圖樣一張;生產(chǎn)綱領為6000件/年; 每日一班。班 級： 機械141 姓 名 徐均 學 號： 201408310528 年 月 日1、 零件的分析（一）零件的作用 皮帶輪是回轉(zhuǎn)類零件，主要用于和別的零件進行裝配。所以皮帶輪要有一定的配合精度以及表面粗糙程度，還要有足夠的剛度和耐磨性，以滿足使用需要。（2） 零件的工藝分析該零件是軸類

2、零件，形狀不太復雜，尺寸精度要求比較高。零件的主要技術要求分析如下：（1） 160的外圓和35的內(nèi)孔，都有很高的尺寸精度要求，主要為了和其他裝配件有很好的裝配。（2） 在35的內(nèi)孔插鍵槽有一定的對稱要求。（3） 在160的外圓上車V形帶，要注意它們的相互位置。（三）尺寸位置分析（1）尺寸精度本工件尺寸精度要求較高的尺寸主要有：外圓160，108，70和3個寬14的V形槽；內(nèi)孔（2）性位精度 本工件的性位公差主要有角度，160，108，70外圓與軸線基準A的同軸度要求，右端面于軸線的垂直度要求。在70的內(nèi)孔插鍵槽有一定的對稱度要求。(3)表面粗糙度內(nèi)孔的表面粗糙度要求為Ra3.2um二、工藝規(guī)程

3、設計（1） 確定毛胚的制造形式 零件的材料為HT200，考慮到皮帶輪在工作的過程中會受到一定的載荷，因此選用鑄件，以使金屬纖維不被切斷，保證零件工作可靠，由于零件年產(chǎn)量為6000件，已經(jīng)達到大批量生產(chǎn)水平，而且零件的尺寸不大，故采用鑄造成型，這對于提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量有利。（2） 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一。基面選擇的正確、合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否者，就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還會造成零件的大批量報廢，使生產(chǎn)無法進行。 1、粗基面的選擇 對于一般的軸類零件而言，以外圓作為基準是完全合理的。按照有關粗基準的選擇原則（即當零件又不加工表面時，應

4、以這些不加工的表面作為粗基準；若零件有若干個不加工表面時，則應以與加工要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準），現(xiàn)在應為都要加工就要結(jié)合加工工藝來確定粗基準，現(xiàn)取160的外圓作為粗基準，利用三爪卡盤裝夾。利用不完全定位來加工工件。 2、精基面的選擇 精基準的選擇主要考慮基準重合的問題。當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算。（三）工藝路線的制定 制定工藝路線的相互發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度要求等技術能得到合理的保證.在生產(chǎn)綱領已確定為大批生產(chǎn)的條件下,可以采用萬能機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率.除此以外,還應考慮經(jīng)濟效益,以便降低生產(chǎn)成本。1工

5、藝路線方案一: 工序號工序名稱工序內(nèi)容設備工藝裝備1檢查目測2車端面夾毛胚外圓，車160端面車床三爪自定心卡盤3粗車夾毛胚外圓，車160外圓留1mm加工余量車床三爪自定心卡盤4精車精車160外圓，達到圖紙尺寸公差要求車床三爪自定心卡盤5車端面掉頭，夾160外圓，車另一段面車床三爪自定心卡盤6鉆孔鉆中心孔鉆床專用夾具7鉆孔預鉆中心控35的底孔32鉆床專用夾具8擴孔擴中心孔35的底孔至34鉆床專用夾具9鉸孔鉸孔35鉆床專用夾具10插鍵槽插鍵槽插床專用夾具11熱處理熱處理淬火爐12粗車粗車皮帶輪V形槽車床專用夾具13精車精車皮帶輪V形槽車床專用夾具14檢驗檢驗游標卡尺 2. 工藝路線方案二：工序號工

6、序名稱工序內(nèi)容設備工藝裝備1檢查目測2銑端面夾毛胚外圓，銑160端面銑床專用夾具3銑端面掉頭，銑160端面銑床專用夾具4粗車夾毛胚外圓，車160外圓留1mm加工余量車床三爪自定心卡盤5精車精車160外圓，達到圖紙尺寸公差要求車床三爪自定心卡盤6鉆孔鉆中心孔鉆床專用夾具7鉆孔預鉆中心控35的底孔32鉆床專用夾具8擴孔擴中心孔35的底孔至34鉆床專用夾具9鉸孔鉸孔35鉆床專用夾具10插鍵槽插鍵槽插床專用夾具11熱處理熱處理淬火爐12粗車粗車皮帶輪V形槽車床專用夾具13精車精車皮帶輪V形槽車床專用夾具14檢驗檢驗游標卡尺 以上方案大致看來還是合理的。但通過仔細考慮零件的技術要求以及可能的加工手段之后

7、，發(fā)現(xiàn)仍有問題，因此，改進毛胚鑄造工藝后最后的加工路線確定如下： 工序號工序名稱工序內(nèi)容設備工藝裝備1檢查目測2車端面夾毛胚外圓，車160端面車床三爪自定心卡盤3粗車夾毛胚外圓，車160外圓留1.5mm加工余量車床三爪自定心卡盤4半精車半精車160外圓，達到圖紙尺寸公差要求車床三爪自定心卡盤5車端面掉頭，夾160外圓，車另一段面車床三爪自定心卡盤6粗鏜內(nèi)孔粗鏜毛胚內(nèi)孔至33車床三爪自定心卡盤7半精鏜內(nèi)孔粗鏜中心孔內(nèi)孔至34.3車床三爪自定心卡盤8精鏜內(nèi)孔精鏜中心孔至35車床三爪自定心卡盤9插鍵槽插鍵槽插床專用夾具10熱處理熱處理淬火爐11粗車粗車皮帶輪V形槽車床專用夾具12精車精車皮帶輪V形槽

8、車床專用夾具13檢驗檢驗游標卡尺以上工藝過程詳見附表機械加工工藝過程卡片和附表機械加工工序卡片。三、機械加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸的確定工序3、4；160車外圓 查工藝手冊：半精車的加工余量為1.5，粗車的加工余量為4.5，總加工余量為6。半精車后工件的基本尺寸為160mm，其他工序的基本尺寸為：半精車：粗車： 確定加工余量為6確定各工序加工經(jīng)濟度和表面粗糙度：由工藝手冊查得：精車后為IT7，Ra為0.4um。半精車后為IT8，Ra為3.2um，粗車后為IT11，Ra為16um。 按照加工方法能達到的經(jīng)濟精度給各各工序尺寸定公差，查工藝手冊可知道每道工序的經(jīng)濟度所對應的值為： 取半精車的經(jīng)濟

9、精度等級為IT8，其公差值為=0.039mm。 取粗車的經(jīng)濟精度等級為IT11，其公差值為=0.16mm工序名稱工序余量（mm）加工經(jīng)濟度（mm）表面粗糙度Ra（um）工序基本尺寸（mm）尺寸、公差（mm）半精車1.5IT81.6160粗車4.5IT113.2161.5鍛造166工序6.7；孔35，采用粗鏜半精鏜精鏜工序名稱工序余量加工經(jīng)濟度表面粗糙度Ra工序基本尺寸粗鏜3IT11Rz.=5033半精鏜1.3IT96.334.3精鏜0.7IT70.8354、 確定切削用量和時間定額確定切削用量 確定切削用量的原則：首先選用盡可能大的背吃刀量，其次在機床和剛度允許的條件下，有滿足以加工表面粗糙度

10、的情況下，選去盡可能大的進給量。最后根據(jù)公式確定最佳切削速度。1、工序02、05，車的左右端面 該工序為兩個工步，工步1是已左邊定位。粗車右端面；工步2是已右邊定位。粗車左端面.由于者兩個工步是在一臺機床上經(jīng)一次走刀加工完成的，故選用的切削用量相同。（1）背吃刀量的確定：根據(jù)加工余量，工步1、2的背吃刀量都為2mm（2）進給量的確定： 本文采用的是硬質(zhì)合金車刀，工件材料是HT200，查表取進給量f=0.3mm/r（3） 切削速度的計算： 硬質(zhì)合金刀切削HT200時切削速度V=80m/min，根據(jù)公式，可得車床轉(zhuǎn)速符合CA6140車床主軸轉(zhuǎn)速。2、 工序03粗車和工序04半精車，則進給量依次為

11、=z=1.7mm， =z=0.8mm 查表得粗車=0.3mm/r =0.15mm/r 精車，以200r/min的轉(zhuǎn)速 得Vc=100m/min 粗車，以125r/min的轉(zhuǎn)速 得Vc=63m/min3、 工序車槽，倒角（1） 背吃刀量的確定： 根據(jù)加工余量，背吃刀量為2mm（2） 進給量的確定：本文采用的是硬質(zhì)合金車刀，工件材料是HT200，查表取進給量f=0.1mm/r（3） 切削速度的計算：硬質(zhì)合金刀切削HT200時切削速度V=1.76m/min，根據(jù)公式，可得車床轉(zhuǎn)速400r/min符合CA6140車床主軸轉(zhuǎn)速。4、 工序06鏜車和工序07半精鏜， 08精鏜，則進給量依次為 =z=1.7

12、mm， =z=0.8mm =z=0.8mm 查表得粗車=0.4mm/r =0.2mm/r =0.1mm/r 半精鏜，以250r/min的轉(zhuǎn)速 得Vc=130m/min 半精鏜，以200r/min的轉(zhuǎn)速 得Vc=100m/min 粗鏜，以125r/min的轉(zhuǎn)速 得Vc=63m/min三、方案改進（1） 需改改進問題和改進方法 從減少材料方向出發(fā)：在不影響零件的使用的同時要盡量的減材從而減少制造成本。該型號的皮帶輪外圓達到160，采用腹板式從而達到減材的目的既減少了材料成本也減輕了皮帶輪的重量減輕了軸受到的彎矩。腹板的結(jié)構對零件沒有大影響且也沒有配合要求故精度要求不高，可由鍛造直接加工完成。 從提

13、高加工效率方向出發(fā)： 1、皮帶輪的V槽在加工中先用車刀，需要切除較多的材料易磨損刀具該鍛造成形V槽后粗車/半精車成形。 2、用33麻花鉆加工通孔時要去除的材料多切，效率慢，會受到較大的沖擊。內(nèi)控較大可以考慮鑄造直接成型后采用粗車/半精車加工通孔?？s短生產(chǎn)時間，提高生產(chǎn)效率。 3、插鍵槽需要上插床上下裝夾工件工件的同軸度不易保證且費時，可在車床上用鍵槽方刀具以快走刀加工（2） 改進措施 對鑄造毛坯提出改進要求： 1、在中間有33的通孔。 2、左右兩面有108、70，26.5深的環(huán)形槽，槽上均與分布4個10的通孔。 3、圓周方向要有V型槽兩面夾角為。四、皮帶輪的檢驗4.1加工中的檢驗 自動測量裝置

14、，作為輔助裝置安裝在機床上。這種檢驗方式能在不影響加工的情況下，根據(jù)測量結(jié)果，主動地控制機床的工作過程，如改變進給量，自動補償?shù)毒吣p，自動退刀、停車等，使之適應加工條件的變化，防止產(chǎn)生廢品，故又稱為主動檢驗。主動檢驗屬在線檢測，即在設備運行，生產(chǎn)不停頓的情況下，根據(jù)信號處理的基本原理，掌握設備運行狀況，對生產(chǎn)過程進行預測預報及必要調(diào)整。在線檢測在機械制造中的應用越來越廣。 4.加工后的檢驗 1外觀1.1表面發(fā)黑處理，按發(fā)黑檢驗標準檢驗；1.2表面平整，色澤均勻一致，表面不可有破損、砂眼、氣孔、裂紋、劃傷、毛刺、生銹，具體參照壓鑄件檢驗標準檢驗；1.3表面粗糙度良好，飛輪內(nèi)不得有鐵屑；2、尺寸

15、：尺寸符合圖紙要求；2.1用內(nèi)徑百分表，外徑千分尺，深度尺和游標卡尺進行測定；2.2表面粗糙度用粗糙度對比樣塊測定；2.3螺紋與飛輪外套要保證垂直度，螺紋精度符合量規(guī)；3、 材質(zhì)：材質(zhì)是HT200；4、 試裝：4.1用手滾動輪體，感覺不松不緊；4.1運行應平穩(wěn)，聲音要小而連貫，轉(zhuǎn)動流暢不卡滯；不允許出現(xiàn)異常的振動及聲響；4.2啟動與運行中，皮帶不可有打滑及打帶現(xiàn)象，負載運行時，轉(zhuǎn)動件均能靈活轉(zhuǎn)動；4.3軸向竄動量的測定：用百分表測定軸端的竄動量；總 結(jié) 時光飛逝，為期一個月的機械制造工藝課程設計已經(jīng)接近尾聲?；厥走@段時間的設計過程，感慨萬千。使我從中學到了以前在課內(nèi)根本就學不到的東西。受益匪淺

16、！ 在這次設計過程中，使我真正的認識到自己的不足之處，以前上課沒有學到的知識，在這次設計當中也涉及到了。使我真正感受到了知識的重要性。 這次設計將我以前學過的機械制造工藝與裝備、公差與配合、機械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識很好的串聯(lián)了起來，起到了穿針引線的作用，鞏固了所學知識的作用。 在機械制造工藝課程設計中，首先是對工件機械加工工藝規(guī)程的制定，這樣在加工工件就可以知道用什么機床加工，怎樣加工，加工工藝裝備及設備等，因此，工件機械加工工藝規(guī)程的制定是至關重要的。 在機械制造工藝課程設計中還用到了 CAD 制圖和一些計算機軟件，因為學的時間長了，因此在開始畫圖的時候有很多問題，而且不熟練，需

17、參閱課本。但不久就能熟練的畫了。CAD 制圖不管是現(xiàn)在對以后工作也是有很大的幫助的。因此，這次真正將以前所學的聯(lián)系到實際應用中來了。 在這次機械制造工藝課程設計中，還有一個重要的就是關于專用夾具的設計，因為機床夾具的設計在學習的過程中只是作為理論知識講的，并沒有親自設計過，因此，在開始的設計過程中，存在這樣那樣的問題，在老師的細心指導下，我根據(jù)步驟一步一步的設計，畫圖，查閱各種關于專用夾具的設計資料，終于將它設計了出來，我感到很高興，因為在這之中我學到了以前沒有學到的知識，也懂得了很多東西，真正做到了理論聯(lián)系實際。 在這次機械制造工藝課程設計中，我學到了很多知識，有一點更是重要，就是我能作為一個設計人員，設計一個零件，也因此，我了解了設計人員的思想，每一個零件，每件產(chǎn)品都是先設計出來，再加工的，因此，作為一個設計人員，在設計的過程中一點不能馬虎，每個步驟都必須有理有據(jù)，不是憑空捏造的。而且，各種標準都要嚴格按照國家標準和國際標準，查閱大量資料，而且設計一個零件，需要花好長時間。親自上陣后我才知道，做每件是都不是簡簡單單就能完成的，是要付出大量代價的。因此，我們也要用心去體會每個設計者的心思，這樣才能像他們一樣設計出好的作品。 在