活塞機(jī)械加工工藝

1、浙江農(nóng)林大學(xué)暨陽(yáng)學(xué)院機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目： 設(shè)計(jì)120零件的機(jī)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(gè) （3）機(jī)械加工工藝卡-1套 （4）課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)-1份原始資料: 該零件圖樣一張;生產(chǎn)綱領(lǐng)為6000件/年; 每日一班。班 級(jí)： 機(jī)械141 姓 名 徐均 學(xué) 號(hào)： 201408310528 年 月 日1、 零件的分析（一）零件的作用 皮帶輪是回轉(zhuǎn)類(lèi)零件，主要用于和別的零件進(jìn)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(lèi)

2、零件，形狀不太復(fù)雜，尺寸精度要求比較高。零件的主要技術(shù)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(duì)稱(chēng)要求。（3） 在160的外圓上車(chē)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(gè)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(zhǔn)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(duì)稱(chēng)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(shè)計(jì)（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(guò)程中會(huì)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(dá)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(duì)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(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x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(huì)使加工工藝過(guò)程問(wèn)題百出，嚴(yán)重的還會(huì)造成零件的大批量報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。 1、粗基面的選擇 對(duì)于一般的軸類(lèi)零件而言，以外圓作為基準(zhǔn)是完全合理的。按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件又不加工表面時(shí)，應(yīng)

4、以這些不加工的表面作為粗基準(zhǔn)；若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)），現(xiàn)在應(yīng)為都要加工就要結(jié)合加工工藝來(lái)確定粗基準(zhǔn)，現(xiàn)取160的外圓作為粗基準(zhǔn)，利用三爪卡盤(pán)裝夾。利用不完全定位來(lái)加工工件。 2、精基面的選擇 精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)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(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度要求等技術(shù)能得到合理的保證.在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的條件下,可以采用萬(wàn)能機(jī)床配以專(zhuān)用夾具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率.除此以外,還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效益,以便降低生產(chǎn)成本。1工

5、藝路線方案一: 工序號(hào)工序名稱(chēng)工序內(nèi)容設(shè)備工藝裝備1檢查目測(cè)2車(chē)端面夾毛胚外圓，車(chē)160端面車(chē)床三爪自定心卡盤(pán)3粗車(chē)夾毛胚外圓，車(chē)160外圓留1mm加工余量車(chē)床三爪自定心卡盤(pán)4精車(chē)精車(chē)160外圓，達(dá)到圖紙尺寸公差要求車(chē)床三爪自定心卡盤(pán)5車(chē)端面掉頭，夾160外圓，車(chē)另一段面車(chē)床三爪自定心卡盤(pán)6鉆孔鉆中心孔鉆床專(zhuān)用夾具7鉆孔預(yù)鉆中心控35的底孔32鉆床專(zhuān)用夾具8擴(kuò)孔擴(kuò)中心孔35的底孔至34鉆床專(zhuān)用夾具9鉸孔鉸孔35鉆床專(zhuān)用夾具10插鍵槽插鍵槽插床專(zhuān)用夾具11熱處理熱處理淬火爐12粗車(chē)粗車(chē)皮帶輪V形槽車(chē)床專(zhuān)用夾具13精車(chē)精車(chē)皮帶輪V形槽車(chē)床專(zhuān)用夾具14檢驗(yàn)檢驗(yàn)游標(biāo)卡尺 2. 工藝路線方案二：工序號(hào)工

6、序名稱(chēng)工序內(nèi)容設(shè)備工藝裝備1檢查目測(cè)2銑端面夾毛胚外圓，銑160端面銑床專(zhuān)用夾具3銑端面掉頭，銑160端面銑床專(zhuān)用夾具4粗車(chē)夾毛胚外圓，車(chē)160外圓留1mm加工余量車(chē)床三爪自定心卡盤(pán)5精車(chē)精車(chē)160外圓，達(dá)到圖紙尺寸公差要求車(chē)床三爪自定心卡盤(pán)6鉆孔鉆中心孔鉆床專(zhuān)用夾具7鉆孔預(yù)鉆中心控35的底孔32鉆床專(zhuān)用夾具8擴(kuò)孔擴(kuò)中心孔35的底孔至34鉆床專(zhuān)用夾具9鉸孔鉸孔35鉆床專(zhuān)用夾具10插鍵槽插鍵槽插床專(zhuān)用夾具11熱處理熱處理淬火爐12粗車(chē)粗車(chē)皮帶輪V形槽車(chē)床專(zhuān)用夾具13精車(chē)精車(chē)皮帶輪V形槽車(chē)床專(zhuān)用夾具14檢驗(yàn)檢驗(yàn)游標(biāo)卡尺 以上方案大致看來(lái)還是合理的。但通過(guò)仔細(xì)考慮零件的技術(shù)要求以及可能的加工手段之后

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

8、車(chē)床專(zhuān)用夾具13檢驗(yàn)檢驗(yàn)游標(biāo)卡尺以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)附表機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片和附表機(jī)械加工工序卡片。三、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸的確定工序3、4；160車(chē)外圓 查工藝手冊(cè)：半精車(chē)的加工余量為1.5，粗車(chē)的加工余量為4.5，總加工余量為6。半精車(chē)后工件的基本尺寸為160mm，其他工序的基本尺寸為：半精車(chē)：粗車(chē)： 確定加工余量為6確定各工序加工經(jīng)濟(jì)度和表面粗糙度：由工藝手冊(cè)查得：精車(chē)后為IT7，Ra為0.4um。半精車(chē)后為IT8，Ra為3.2um，粗車(chē)后為IT11，Ra為16um。 按照加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度給各各工序尺寸定公差，查工藝手冊(cè)可知道每道工序的經(jīng)濟(jì)度所對(duì)應(yīng)的值為： 取半精車(chē)的經(jīng)濟(jì)

9、精度等級(jí)為IT8，其公差值為=0.039mm。 取粗車(chē)的經(jīng)濟(jì)精度等級(jí)為IT11，其公差值為=0.16mm工序名稱(chēng)工序余量（mm）加工經(jīng)濟(jì)度（mm）表面粗糙度Ra（um）工序基本尺寸（mm）尺寸、公差（mm）半精車(chē)1.5IT81.6160粗車(chē)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(chēng)工序余量加工經(jīng)濟(jì)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(shí)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(jī)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(jìn)給量。最后根據(jù)公式確定最佳切削速度。1、工序02、05，車(chē)的左右端面 該工序?yàn)閮蓚€(gè)工步，工步1是已左邊定位。粗車(chē)右端面；工步2是已右邊定位。粗車(chē)左端面.由于者兩個(gè)工步是在一臺(tái)機(jī)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(jìn)給量的確定： 本文采用的是硬質(zhì)合金車(chē)刀，工件材料是HT200，查表取進(jìn)給量f=0.3mm/r（3） 切削速度的計(jì)算： 硬質(zhì)合金刀切削HT200時(shí)切削速度V=80m/min，根據(jù)公式，可得車(chē)床轉(zhuǎn)速符合CA6140車(chē)床主軸轉(zhuǎn)速。2、 工序03粗車(chē)和工序04半精車(chē)，則進(jìn)給量依次為

11、=z=1.7mm， =z=0.8mm 查表得粗車(chē)=0.3mm/r =0.15mm/r 精車(chē)，以200r/min的轉(zhuǎn)速 得Vc=100m/min 粗車(chē)，以125r/min的轉(zhuǎn)速 得Vc=63m/min3、 工序車(chē)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(jìn)給量的確定：本文采用的是硬質(zhì)合金車(chē)刀，工件材料是HT200，查表取進(jìn)給量f=0.1mm/r（3） 切削速度的計(jì)算：硬質(zhì)合金刀切削HT200時(shí)切削速度V=1.76m/min，根據(jù)公式，可得車(chē)床轉(zhuǎn)速400r/min符合CA6140車(chē)床主軸轉(zhuǎn)速。4、 工序06鏜車(chē)和工序07半精鏜， 08精鏜，則進(jìn)給量依次為 =z=1.7

12、mm， =z=0.8mm =z=0.8mm 查表得粗車(chē)=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(jìn)（1） 需改改進(jìn)問(wèn)題和改進(jìn)方法 從減少材料方向出發(fā)：在不影響零件的使用的同時(shí)要盡量的減材從而減少制造成本。該型號(hào)的皮帶輪外圓達(dá)到160，采用腹板式從而達(dá)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(gòu)對(duì)零件沒(méi)有大影響且也沒(méi)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(chē)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(chē)/半精車(chē)成形。 2、用33麻花鉆加工通孔時(shí)要去除的材料多切，效率慢，會(huì)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(chē)/半精車(chē)加工通孔?？s短生產(chǎn)時(shí)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(fèi)時(shí)，可在車(chē)床上用鍵槽方刀具以快走刀加工（2） 改進(jìn)措施 對(duì)鑄造毛坯提出改進(jìn)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(gè)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(yàn)4.1加工中的檢驗(yàn) 自動(dòng)測(cè)量裝置

14、，作為輔助裝置安裝在機(jī)床上。這種檢驗(yàn)方式能在不影響加工的情況下，根據(jù)測(cè)量結(jié)果，主動(dòng)地控制機(jī)床的工作過(guò)程，如改變進(jìn)給量，自動(dòng)補(bǔ)償?shù)毒吣p，自動(dòng)退刀、停車(chē)等，使之適應(yīng)加工條件的變化，防止產(chǎn)生廢品，故又稱(chēng)為主動(dòng)檢驗(yàn)。主動(dòng)檢驗(yàn)屬在線檢測(cè)，即在設(shè)備運(yùn)行，生產(chǎn)不停頓的情況下，根據(jù)信號(hào)處理的基本原理，掌握設(shè)備運(yùn)行狀況，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及必要調(diào)整。在線檢測(cè)在機(jī)械制造中的應(yīng)用越來(lái)越廣。 4.加工后的檢驗(yàn) 1外觀1.1表面發(fā)黑處理，按發(fā)黑檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)；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(yàn)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)；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(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)定；2.2表面粗糙度用粗糙度對(duì)比樣塊測(cè)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(dòng)輪體，感覺(jué)不松不緊；4.1運(yùn)行應(yīng)平穩(wěn)，聲音要小而連貫，轉(zhuǎn)動(dòng)流暢不卡滯；不允許出現(xiàn)異常的振動(dòng)及聲響；4.2啟動(dòng)與運(yùn)行中，皮帶不可有打滑及打帶現(xiàn)象，負(fù)載運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)件均能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)；4.3軸向竄動(dòng)量的測(cè)定：用百分表測(cè)定軸端的竄動(dòng)量；總 結(jié) 時(shí)光飛逝，為期一個(gè)月的機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲?；厥走@段時(shí)間的設(shè)計(jì)過(guò)程，感慨萬(wàn)千。使我從中學(xué)到了以前在課內(nèi)根本就學(xué)不到的東西。受益匪淺

16、！ 在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，使我真正的認(rèn)識(shí)到自己的不足之處，以前上課沒(méi)有學(xué)到的知識(shí)，在這次設(shè)計(jì)當(dāng)中也涉及到了。使我真正感受到了知識(shí)的重要性。 這次設(shè)計(jì)將我以前學(xué)過(guò)的機(jī)械制造工藝與裝備、公差與配合、機(jī)械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識(shí)很好的串聯(lián)了起來(lái)，起到了穿針引線的作用，鞏固了所學(xué)知識(shí)的作用。 在機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)中，首先是對(duì)工件機(jī)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(jī)床加工，怎樣加工，加工工藝裝備及設(shè)備等，因此，工件機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定是至關(guān)重要的。 在機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)中還用到了 CAD 制圖和一些計(jì)算機(jī)軟件，因?yàn)閷W(xué)的時(shí)間長(zhǎng)了，因此在開(kāi)始畫(huà)圖的時(shí)候有很多問(wèn)題，而且不熟練，需

17、參閱課本。但不久就能熟練的畫(huà)了。CAD 制圖不管是現(xiàn)在對(duì)以后工作也是有很大的幫助的。因此，這次真正將以前所學(xué)的聯(lián)系到實(shí)際應(yīng)用中來(lái)了。 在這次機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)中，還有一個(gè)重要的就是關(guān)于專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)，因?yàn)闄C(jī)床夾具的設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)的過(guò)程中只是作為理論知識(shí)講的，并沒(méi)有親自設(shè)計(jì)過(guò)，因此，在開(kāi)始的設(shè)計(jì)過(guò)程中，存在這樣那樣的問(wèn)題，在老師的細(xì)心指導(dǎo)下，我根據(jù)步驟一步一步的設(shè)計(jì)，畫(huà)圖，查閱各種關(guān)于專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)資料，終于將它設(shè)計(jì)了出來(lái)，我感到很高興，因?yàn)樵谶@之中我學(xué)到了以前沒(méi)有學(xué)到的知識(shí)，也懂得了很多東西，真正做到了理論聯(lián)系實(shí)際。 在這次機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了很多知識(shí)，有一點(diǎn)更是重要，就是我能作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員，設(shè)計(jì)一個(gè)零件，也因此，我了解了設(shè)計(jì)人員的思想，每一個(gè)零件，每件產(chǎn)品都是先設(shè)計(jì)出來(lái)，再加工的，因此，作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中一點(diǎn)不能馬虎，每個(gè)步驟都必須有理有據(jù)，不是憑空捏造的。而且，各種標(biāo)準(zhǔn)都要嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，查閱大量資料，而且設(shè)計(jì)一個(gè)零件，需要花好長(zhǎng)時(shí)間。親自上陣后我才知道，做每件是都不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單就能完成的，是要付出大量代價(jià)的。因此，我們也要用心去體會(huì)每個(gè)設(shè)計(jì)者的心思，這樣才能像他們一樣設(shè)計(jì)出好的作品。 在