活塞工藝課程設(shè)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(dá)到了 件的中心軸是設(shè)計基準(zhǔn)和加工工藝基準(zhǔn)。 ( 2)零件 的外圓柱面要求與內(nèi)圓柱的同軸度為 ( 3)零件 ?90圓柱左右端面要求與內(nèi)圓柱面軸線垂直度為 ( 4)右端向左數(shù)第一個環(huán)槽兩側(cè)面要求與內(nèi)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(nèi)圓柱面和環(huán)槽側(cè)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(yīng)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(jìn)行時效處理消除內(nèi)部應(yīng)力。 ( 2)該零件為旋轉(zhuǎn)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 ? ◎ φ 兩端的環(huán)槽 890?? ┴ 內(nèi)圓柱面 外環(huán)槽 外環(huán)槽側(cè)面 槽間距 10 中間環(huán)槽 0 總長度 132 2 查零件的結(jié)構(gòu)工藝性 ( 1) 該零件環(huán)槽較多,易產(chǎn)生應(yīng)力集中,因此應(yīng)有合理的圓角半徑。 ( 2) 該零件在加工前應(yīng)進(jìn)行時效處理。 ( 3) 在其他尖角地方應(yīng)進(jìn)行 1? ?45 倒角。 計毛坯圖 坯選擇 由 任務(wù)書要求可知該零件使用材料為 坯直接采用鑄件,進(jìn)行各項(xiàng)機(jī)加工之前必須對零件進(jìn)行時效處理。 定毛坯的尺寸公差及機(jī)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(nèi)孔較大,因此直接的鑄造出來, 對于內(nèi)圓柱面 φ 的粗糙度 1.6 m?要求,對其加工方案為粗車 —— 精車。 ① 對于內(nèi)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(jì)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? . ② 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 ③ 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(zhǔn)的選擇 ( 1) 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證精基準(zhǔn)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(zhǔn),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(zhǔn)。 ( 2) 精基準(zhǔn)的選擇。 根據(jù)零件的加工方便,裝夾方便,定位準(zhǔn)確,誤差少的原則,選擇零件的已加工外圓柱面,內(nèi)圓柱面及兩端面作為精基準(zhǔn)。 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(zhì)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(nèi)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 ① 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(jī)床設(shè)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(hù)槽加工過后的表面。 ② 階段的劃分:由于該毛坯為鑄件毛坯,內(nèi)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(nèi)外圓柱面及兩端的加工,然后進(jìn)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(nèi)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(jìn)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(yàn) 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 φ 平端面 ,見平即可 , 粗車外圓尺寸至 137? 6 粗車 調(diào)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(yàn) 檢驗(yàn)工件有無氣孔,夾渣等缺陷 09 半精車 以內(nèi)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 10φ 90留加工余量 10 精車 調(diào)頭裝夾,夾外圓并找正,精車內(nèi)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(nèi)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(yàn) 檢查各部分尺寸及精度。 13 入庫 機(jī)床的選用 由于本例為批量生產(chǎn),而且該零件是旋轉(zhuǎn)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(jī)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(nèi)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(zhì)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(dá)到的經(jīng)濟(jì)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(jì)精度,所以對應(yīng)值為: 取精車的經(jīng)濟(jì)精度公差等級為 公差值為 粗車的經(jīng)濟(jì)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(jì)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(jìn)行分析:查表面 粗車基本尺寸為粗車的經(jīng)濟(jì)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(xiàng)工序尺寸:精車后達(dá)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(xiàng)工序所得到的經(jīng)濟(jì)精度所對應(yīng)值: 精車的經(jīng)濟(jì)精度公差等級 公差值 6 半精車的經(jīng)濟(jì)精度公差等級 公差值 車的經(jīng)濟(jì)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(jì)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(jì)加工精度達(dá)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(xiàng)工序尺寸:精車胡達(dá)到圖紙上的尺寸 。 ① 對于側(cè)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(jì)精度所對應(yīng)的值: 精車的經(jīng)濟(jì)精度等級 公差值 精車的經(jīng)濟(jì)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(jì)精度 表面粗糙度 工序基本尺寸( 尺寸公差( 精車 2 半精車 6 ② 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(xiàng)工序的所得到的經(jīng)濟(jì)精度所對應(yīng)的值: 精車的經(jīng)濟(jì)精度公差等級 公差值 精車的經(jīng)濟(jì)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(jì)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(yīng)選擇去盡可能大的背吃刀量,其次在機(jī)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(jìn)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(nèi)孔,工步 2 車左端面,工步 3 車右端面,工步 4 車外圓組 成 ①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 ②進(jìn)給量的確定: 本設(shè)計采用的是硬質(zhì)合金車刀,工件材料是 表取進(jìn)給量 f=r ③切削速度的計算 硬質(zhì)合金切削 ,取切削速度 v 為 60mm/據(jù)公式 n=1000 d,可得車床轉(zhuǎn)速 01000 ??=253r/1 5 074(2/01 0 0 0 ???=128r/01000 ??=136r/表 主軸轉(zhuǎn)速的范圍為 101400合要求。 ④計算工時: 以上的工序均為采用同一進(jìn)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 ①背吃刀量的確定: 工步 1 取 步 2 取 工步 3 取 步 4 取 進(jìn)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(nèi)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 ①背吃刀量、進(jìn)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 ①背吃刀量、進(jìn)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 ②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(nèi)圓柱面的軸線的同軸度為φ 2)車 環(huán)槽,槽的側(cè)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(zhuǎn)加工,并且中間的內(nèi)孔較大,因此宜采用芯軸 ( 1)定位方案,根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),其定位方案如下: 由于內(nèi)孔的加工精度較高,因此以 內(nèi)孔為定位基準(zhǔn),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(zhǔn)。 ( 2)選擇定位元件 由上面的定位基準(zhǔn)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 ①加工 外圓柱面時 基準(zhǔn)重合因此,△ B=0 基準(zhǔn)位移誤差是軸孔間的配合間隙,故△ Y= D=△ B+△ Y=足定位要求 ②同軸度定位誤差的分析 11 基準(zhǔn)重合,故△ B=0 基準(zhǔn)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 ③加工 的側(cè)面垂直度的 定位誤差 加工時是以端面為基準(zhǔn)的 ,基準(zhǔn)重合 ,故△ B=0 基準(zhǔn)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(shè)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(jié) 課程設(shè)計是 教學(xué)過程 當(dāng)中的非常重要的一環(huán),本次課程設(shè)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(shí)的課程設(shè)計,從中 體會到很多樂趣。這次課程設(shè)計我得到的題目是活塞的工藝及工裝夾具的設(shè)計。零件圖形不是很復(fù)雜,但是俗話說的好:麻雀雖小,五臟俱全,通過此次設(shè)計我還是學(xué)會了很多。 通過這些天的計算、查手冊、翻書,我對機(jī)械制造方面的理論知識掌握的更加的牢靠。工藝設(shè)計是一門綜合性的課程 ,涉及到了機(jī)床、刀具、夾具、材料、機(jī)械原理等方面的知識,要完成一份出色的設(shè)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(diǎn)之間,廣泛的查閱資料,與同學(xué)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。回想三周的奮斗,我發(fā)現(xiàn),自己現(xiàn)在對于各種機(jī)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(jī)械制造,是一門理論聯(lián)系實(shí)際的課程,它具有很強(qiáng)的實(shí)踐意義,通過這次設(shè)計,我的實(shí)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(shè)計之中很多看似很妙,但是在實(shí)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(shè)計,我們能讓我們的設(shè)計變成產(chǎn)品,能夠創(chuàng)造實(shí)際價值。另外,通過工藝設(shè)計, 13 我們將來在做設(shè)計的時候能夠有效的考慮實(shí)踐性、可行性,這樣就減少了設(shè)計的不合理和披露,能讓我們的設(shè)計更加的完美。 這次設(shè)計讓我對工藝有了更高層次的認(rèn)識。以前總覺得工藝有什么啊,一點(diǎn)技術(shù)含量都沒有,但是現(xiàn)在看來,是我錯了。工藝其實(shí)不僅勞動者智慧的結(jié)晶,也是很關(guān)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(shè)計人員的思維習(xí)慣,有可能一個零件有很多種實(shí)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(xì)節(jié)上。也許你覺得反正都能達(dá)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(diǎn)的區(qū)別,有能就是上億的損失。 總的來說,通過這次設(shè)計,我確實(shí)學(xué)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(xiàn) 1. 張世昌 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2007 2. 馮辛安 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2005 3. 大連理工大學(xué) 北京:機(jī)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(jī)械工業(yè)出版社, 2003 7. 蘭建設(shè) 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2004- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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