活塞杆零件说明书.docx
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活塞杆零件说明书
陕西航空职业技术学院
机械制造工艺学
课程设计说明书
设计题目设计“活塞杆”零件的机械加工
工艺规程及工艺装置
班级：
设计者：
指导教师：
评定成绩：
设计日期：
年月日至月日
一.课程设计任务书--------------------------------------3
序言-----------------------------------------------4
二.零件的结构工艺性分析----------------------------------5
1.制订工艺规程的要紧依据-----------------------------5
2.分析其原始资料-------------------------------------5
3.零件的结构工艺性分析-------------------------------7
三.确信毛坯的类型及其制造加工方式-----------------------10
1.毛坯类型------------------------------------------10
四.拟定工艺线路----------------------------------------11
1.确信工艺线路原那么----------------------------------11
2.表面加工方式的选择--------------------------------12
3.工艺时期的划分------------------------------------12
4.工序的划分----------------------------------------13
5.加工顺序的安排------------------------------------13
6.设备与工艺装备的选择------------------------------13
五.确信各工序的加工余量--------------------------------18
六.确信个要紧工序的技术要求及查验方式------------------19
七.确信个工序的切削用量和时刻定额----------------------21
八.进行技术经济分析，选择最正确方案----------------------22
九.填写工艺文件---------------------------------------22
十．课程设计心得体会--------------------------------------23
参考文献--------------------------------------------25
机械制造工艺学课程设计任务书
设计题目设计“活塞杆”零件的机械加工
工艺规程及工艺装置
设计内容1产品零件图一张
2产品毛坯图一张
3机械加工工艺进程卡片一份
4机械加工工序卡片一套
5课程设计说明书一份
班级：
设计者：
指导教师：
评定成绩：
设计日期：
年月日至月日
序言
机械制造工艺学课程设计是在咱们学完了大学的全数基础课，技术基础课及大部份专业课以后进行的。
这是咱们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深切的综合性的链接，也是一次理论联系实际的训练。
因此，它在咱们的大学学习生活中占有十分重要的地位。
就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己以后将从事的工作进行一次适应性训练，从中训练自己分析问题，解决问题的能力，为尔后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。
由于能力有限，设计尚有许多不足的地方，恳请列位教师给予指教。
二．熟悉和分析制定工艺规程的要紧依据，确信零件的生产纲领和生产类型，进行零件的结构工艺性分析。
1．制订工艺规程的要紧依据（既原始资料）。
1〉产品的装配图样和零件图样。
2〉产品的生产纲领。
3〉产品的生产纲领。
现有的生产条件和资料，它包括毛坯的生产条件或协作关系，工艺装备及专用设备的制造能力，有关机械加工车间的设备和工艺装备的条件，技术工人的水平和各种工艺资料和标准等。
4〉外国内产品的有关工艺资料等。
2．分析其原始资料
（1）零件图样
如设计任务书所示的零件图及尺寸。
（2）生产纲领
生产纲领是企业在打算期内应当生产的产品质量和进度打算，打算期常定为一年，因此生产纲领也称年产量。
该零件是大棘轮注塑摸的一个结构零件，一副模具只需要一个此零件即可，因此初步拟订其生产纲领为100件。
（3）生产类型
生产类型是企业（或车间，工段，班组，工作地）生产专业化程度的分类，一样分为大量生产，成批生产和单件生产三
种类型。
依照生产纲领和产品及零件的特点或工作地每一个月担负的工序数，查文献[1]表1—3生产类型和生产纲领的关系，确信该零件的生产类型为单件小批量生产。
〈4〉生产组织形式
生产类型不同，零件和产品的生产组织形式，采纳的技术方法和达到的技术经济成效也会不同，因为该零件是单件小批量生产，因此其生产组织形式查文献[1]表1-5的各类生产类型的工艺特点有其生产组织形式为：
零件的互换性：
有修配法，钳工修配，缺乏互换性。
毛坯的制造方式与加工余量，木模手工造型或自由锻造毛坯精度低，加工余量大。
机床设备及其布置形式：
通用机床，按机类别采纳机群式布置。
工艺装备：
大多采纳通用夹具，标准附件，通用刀具和全能量具，标准附件，通用刀具和全能量具，靠划线和试切法达到精度要求。
对工人的技术要求：
需技术水平较高的工人。
工艺文件：
有工艺线路卡和关链工序工序卡。
本钱：
较高。
结合上述分析对现有条件作出合理的调整使得该零件的
加工更能表现“质优价廉”。
3零件的结构工艺性分析
（1）熟悉零件图，了解零件的性能，用途，工作条件及其所在模具中的作用。
1零件的性能：
具有较高的强度，硬度和韧性，适用于小型复杂的塑料模具。
2零件的用途：
承装模具零件，并与它发生直接联系用的零件，在模具打开时带动成型零部件向下移动，确保塑件与成型机构的分离，保证模具的顺利打开和合模。
3工作条件：
安装在滑轮注塑模的动模座板上，与其他零部件结合利用，适合滑轮注塑模的工作条件。
4零件在模具中的作用：
该零件在模具中与导滑板，凹模划块和弯销等配合成滑轮的注塑成型机构，起固定和定位作用。
（2）了解零件的材料及其力学性能
1材料
该零件材料为45钢，它是碳素结构钢，具有较高的强度和硬度，耐磨性好且热处置变形小，制品一样用于淬，适用于制品批量生产的热塑性塑料的成型模具零件。
2材料的力学性能
查文献[3]表7-5优质碳素钢牌号，成份及性能（GB699—88）可知45钢的力学性能为：
бb/MPa
бs/MPa
δs×100
Ψ×100
Ak/J
≥600
≥355
≥16
≥40
≥39
推荐的热处置温度
正火：
830℃
淬火：
840℃
回火：
600℃
硬度：
未处置：
229HBS
退火钢：
197HBS
分析：
45钢在退火，正火及调质状态下的力学性能为：
状态
бb/MPa
б5×100
AK/J
HBS
退火
650～700
15～20
32～48
～180
正火
700～800
15～20
40～64
163～220
调质
750～850
20～25
64～96
210～250
正火后钢的强度，硬度，硬度，韧性都比退火后的高，且塑件也好，操作方便，生产周期短，能量花费少，那么在条件许诺下，应优先考虑，采纳正火处置，可作为零件的预先热处置。
调质处置后钢的强度较高，而且塑件与韧性更显著高于正火状态，其硬度较低，便于切削加工，并能取得较低的表面粗造度值，故也可作为表面淬火和化学热处置前改善钢件原始组织状态的预先热处置。
经分析选择该零件的热处置为调质。
（3）结构形状分析
该零件从形体上分析其整体结构为六面体，上表面有一个型心孔和Φ30的孔，而且侧面有四个限位螺栓孔。
其余为相对称的各螺钉，销钉，导柱和导套孔，可在其它配合零件的加工时保证，因此其结构形状较为简单，属于加工成形。
故其结构形状工艺性合理。
（4）尺寸
该零件的外形尺寸为200mm×200mm×11.5mm，且一部份孔的加工可在与其配合的零件加工时保证，因此该零件的加工尺寸较小，减化了加工工序，降低了加工难度，可保证加工质量。
故其尺寸工艺性较为合理。
（5）精度
为了知足塑件尺寸精度和表面粗造度的要求，依照塑件精度品级（精度品级为IT4～IT5级）确信模具制造精度为IT6～IT7级。
（6）热处置
为了排除毛坯在加工后的缺点，改善其工艺性能，且为后续工序作出组织预备和提高工件的利用性能及利用寿命采纳
调质方式进行热处置。
综合上述分析可知该零件的加工较容易，可采纳先进的，高效率的工艺方式进行加工制造，但使其加工本钱较高，为了降低其加工本钱，可适当调整加工设备采纳一样工艺方式进行加工
三．确信毛坯的类型及其制造加工方式
1．毛坯类型
毛坯的形状和特点，在专门大程度上决定着模具制造进程中工序的多少，机械加工的难易程度，材料的大小及模具的质量与寿命。
毛坯类型有铸，锻，压制，冲压，焊接，型材和板材等。
分析：
锻造后，工件的力学性能比铸件好，使零件材料内部组织细密，碳化物散布和流线散布合理，从而提高模具的质量和利用寿命，铸造能够生产形状复杂的毛坯，适应性广，能节省金属材料和机械加工的工作量且本钱较低，但铸造生产存在着工序复杂，铸件的力学性能低于锻件，劳动条件较差；冲压的生产效率高，易于实现机械与自动化生产，制品的尺寸精准，互换性好，节约金属，操作方便，可是模具制造复杂本钱较高，适用于大量生产，焊接可节省材料与工时，减轻结构的质量，焊接接头的致密性好，能够制造密封容器，和双金属结构件，生产效率高，便于机械化，自动化生产，但由于焊接的进程是局部加热
与冷却的进程，容易产生焊接应力，变形及焊接缺点，有些金属的焊接要求比较复杂的工艺方法才能保证焊接质量。
经分析并结合该零件工艺分析可确信其毛坯为锻件（即锻坯）。
毛坯图
四．拟定工艺线路
1．确信工艺线路原那么
（1）.制定工艺线路的依据
应使零件的各尺寸精度，位置精度，表面粗糙度和各向技术要求能取得保证，在必然生产条件下以最快的速度，最少的工作量和最低的本钱，平安靠得住的加工出符合零件的工作拟定工艺线路一样应遵循工艺进程划分加工时期的原那么。
当加工质量要求不高，工件的刚性足够，毛坯质量高，加工余量小时能够不划分加工时期。
在数控机床上加工零件和某些运输，装夹困难的重型零件，也不划分加工时期，而在一次装夹下完成全数表面的粗，精加工，对重型零件可在粗加工以后将夹具松开以排除加紧变形，然后再用较小的夹紧力从头夹紧，进行精加工，以利于保证重型零件的加工质量，关于精度要求高的重型零件，仍需划分加工时期，并适时进行时效处置排除内应力。
该零件的表面质量要求较高，且需多次装夹，因此其工艺线路需划分加工时期完成。
（2）.制定工艺规程时应注意的问题
①技术的先进性
②经济上的合理性Bestwishes,
③利用上的平安性
由于该零件生产纲领确信了成批生产，因此采纳工序集中原那么使，用一般机床配以专用夹具，可降低生产本钱，以取得好的经济效益加工顺序由以下原那么确信：
先粗加工，后精加工，先加工基准面，后加工其他面，先加工要紧面，后加工次要面，后加工孔，而且应遵基准重合原那么，基准统一原那么，自为基准原那么，互为基准原那么。
2．拟定工艺线路一样应遵循工艺进程划分加工时期的原那么。
当加工质量要求不高，工件的刚性足够，毛坯质量高，加工余量小时能够不划分加工时期。
在数控机床上加工零件和某些运输，装夹困难的重型零件，也不划分加工时期，而在一次装夹下完成全数表面的粗，精加工，对重型零件可在粗加工以后将夹具松开以排除加紧变形，然后再用较小的夹紧力从头夹紧，进行精加工，以利于保证重型零件的加工质量，关于精度要求高的重型零件，仍需划分加工时期，并适时进行时效处置排除内应力。
该零件的表面质量要求较高，且需多次装夹，因此其工艺线路需划分加工时期完成。
3．表面加工方式的选择
当模具零件的表面加工精度要求较高时，可依照不同工艺方式所能达到的加工经济精度和表面粗糙度等因素。
第一确信被加工表面的最终加工方式，然后再选定最终加工方式，然后再选定最终加工方式之前的一系列预备工序的加工方式和顺序，以便通过逐次加工达到设计要求。
选择加工方式时常常依照体会或查表法来确信，在依如实际情形或通过工艺是实验进行修改。
依据各表面加工要求和各加工
要求和各个加工方式能达到的经济精度查文献[1]表1—11孔的加工方式和表1-12平面加工方式确信各表面的加工方式如下要求和各个加工方式能达到的经济精度查文献[1]表1—11孔的加工方式和表1-12平面加工方式确信各表面的加工方式如下：
通过零件分析可分为以下几部份。
：
1个φ80H7通孔。
钻——粗铰——精铰；
：
4个φ30H7（+）的孔，钻——扩——粗铰——精铰
：
2个φ6孔：
钻——扩——粗铰——精铰
：
4个φ8孔：
钻——扩——粗铰——精铰
：
4个M10×1-6H螺纹孔钻深20：
钻——攻螺纹孔；
零件的外轮廓表面：
粗车——半精车——磨削。
4．工艺时期的划分
工艺线路按工序性质一样分为粗加工时期，半精加工时期和精加工时期。
关于那些加工精度和表面质量要求专门高的表面在工艺进程中还应安排光整加工时期。
具体的工艺时期划分祥见该零件的工艺规程卡片中各工序的介绍。
5．工序的划分
依照所选定的表面加工方式和各加工时期中表面的加工要求，能够将同一时期中各表面的加工组合成不同的工序，在划分工序时能够采纳工序集中或分散的原那么。
由于模具加工精度要求高，且多属于单件或小批量生产，为了简化生产组织工作，那么多采纳组织集中划分工序
6．加工顺序的安排
（1）切削加工的安排
模具零件的被加工表面切削加工应遵循①先粗后精；②先基准后其他；③先要紧后次要；④先平面后内孔；⑤内外交叉，具体祥见加工工艺规程线路表卡片。
（2）热处置工序的安排
热处置工序在工艺线路中的安排，要紧取决于零件热处置的目的为了改善金属组织和便于加工那么必需使该零件在粗加工前安排调质热处置。
为了提高零件硬度和耐磨性，那么必需在该零件光整的工序前安排淬火热处置。
（3）辅助工序的安排
为了保证该零件质量和及时去除废品，避免工时浪费，并使责任分明，那么必需在该零件重要工序加工前后和零件加工终止安排查验工序。
综合上述分析：
该零件机械加工的顺序是：
加工精基准面——粗加工要紧面——精加工要紧面——光整加工要紧面。
7．设备与工艺装备的选择
（1）设备确信
因为该零件采纳组织集中工序，因此选择通用设备，即：
C41—250型空气锤，加热炉，铣床，刨床，磨床，钻床，铰床，坐标磨床等。
（2）工艺装备的选择
a.夹具的选择
单件小批量生产第一采纳各类通用夹具，也可采纳组合夹具，结合实际生产条件可知该零件选择四爪卡盘，虎钳，画线平台，平行夹头，火钳和组合夹具等。
b.刀具的选择
一样优先采纳标准刀具依照该零件的工艺性及实际条件确信其刀具为：
剪板机，平面刨刀，圆柱铣刀；端面铣刀，平行砂轮，划针，样冲，立铣刀，钻头，丝锥，扩刀，砂轮等。
c.量具的选择
依据量具的精度必需与加工精度相适应，那么该零件应优先采纳通用量具，即：
钢尺、游标卡尺、直角尺、内卡钳、百分表。
综合上述分析最终拟订两条工艺线路如下：
工艺线路一：
工序号
工序名称
0
备料
5
锻造
10
退火
15
铣（刨）平面
20
磨平面
25
钳工画线
30
钳工钻孔
35
钳工
30
钳工画线
45
铣凹槽
50
磨削
55
热处理
60
钳工精修
65
检验
70
入库
工艺线路二：
工序号
工序名称
0
备料
5
锻造
10
退火
15
铣（刨）六方
20
磨平面加工精基准面
25
钳工画线
30
钳工钻孔
35
线切割
40
钳工、
45
磨削、
50
热处理
55
检验
60
入库
一.工艺线路方案的比较与分析
以上两种工艺线路方案想比较，第二种方案有以下几个优势：
1.工序内容简单，工序连接紧密，有利于组织流水生产。
第一种方案中工序之间彼此脱节，造成加工困难，另一面，如此增加时刻，生产率降低，不够经济。
2.定位基准的选择
定位基准的选择将直接阻碍加工精度的高低，一样作为定位基准的部位加工质量的好坏也阻碍的定位的准确性和加工质量，使安装误差和定位误差增大，从而对加工精度有专门大阻碍，零件上的各个表面间的位置精度，是通过一系列工序加工后取得的，这些工序的顺序和原始尺寸的大小，标注方式和零件图上的要求直接有关，第一种方案中，工序45不找正直接加工，易使工件偏斜，位置精度不准确，给下面的工序的位置精度，定位基准带来必然困难。
第二方案中工序之间的采纳互为基准原那么的，其作用是加工时的余量均匀，并使加工后的表面位置度较高，能顺利加工。
3.机床的选用
机床的选用，要紧考虑零件加工的经济性，应该充分运用现有设备，不增加零件的本钱。
第一套方案中，较多的利用了专用机床，第二套方案中可利用一般机床。
降低了加工本钱，可是精度不能知足。
另外在机床的选择上，也必需考虑以下因素：
机床的工作精度和工序的加工精度相适应
机床的工作尺寸应和工件的轮廓尺寸或夹具的尺寸相适应
机床的功率与刚度的性质相适应，另外，机床的加工用量范围应和工件要求的合理切削用量相适应
刀具的选择
刀具的耐费用问题也的批量生产中的重要问题，刀具耐费用的提高，不仅能够节约辅助工作时刻，又可降低刀具的费用。
合理选择刀具的提高刀具耐费用的关键。
第二套方案中，工序50钻，扩φ110孔深31±采纳两把车刀，别离采纳适合的几何角度和材料来完成粗，精加工，如此大大减少了刀具的磨损。
通过量方面的分析，第二套工艺线路方案从安排工序依据的原那么，定位基准的选择，加工经济性和刀具的耐费用等方面均比第一套合理，因此用第二套工艺线路作为加工方案。
五.确信个工序的加工余量
确信加工余量的方式有三种：
查表法、分析计算法、体会估量法。
查表法是依照个工厂的生产实践和实验研究积存的数据，先制成各类表格，再聚集成手册确信加工余量是查阅这些手册，再结合工厂的实际情形进行适当修改后确信。
体会估量法是依如实际体会确信加工余量。
一样情形下，为避免因余量过小而产生废品，体会估量的数值老是偏大。
因此其法经常使用于单件小批量生产。
分析计算法是依照确信加工余量的相关公式和必然的实验资料，对阻碍加工余量的各项因素进行分析，并计算确信加工余量。
这种方式比较合理，但必需有比较全面和靠得住的实验资料。
因此当前只在材料十分珍贵和军工生产或少数大量生产的工厂中采纳。
模具加工中经常使用体会估量法确信加工余量。
那么该零件的加工余量确信，由查表法和体会估量法结合确信。
其相关加工余量查文献［6］表8－27有平面第一次粗加工余量为：
1.5mm～2.5mm;表8－28有平面粗刨后精铣加工余量为：
0.7mm～0.9mm;表8－29有铣平面的加工余量为；1.2mm;表8－30有磨平面的加工余量为0.3mm;表8－31有铣及磨平面的厚度公差为：
粗铣（IT12～IT13），－0.21mm～0.33mm；半精铣－0.13mm（IT11），精磨（IT8～IT9），－0.033mm～－0.062mm；表8－33有凹模的加工余量及公差为：
宽度余量①粗铣后半精铣4.0mm；②半精铣后磨1.0mm；宽度公差①粗铣（IT12～IT13）+0.35mm～+0.54mm,②半精铣（IT11）+0.22mm；表8－34研磨平面的加工余量为：
0.024mm～0.030mm;表8－35磨孔和铰孔的加工余量为：
磨孔时，粗：
0.2mm,精0.1mm,热处置（粗）0.5mm,热处置（半精）0.4mm；铰孔时0.15mm.
六．确信个要紧工序的技术要求及查验方式。
1.零件图中未注公差尺寸的极限误差按GB／T1804－2000《公差与配合未注公差尺寸的极限误差》。
2.零件图中未注形为公差按GB／T1184－1996《形状和位置公差未注公差的规定》，其中直线度、平面度、同轴度的公差品级均按C级。
3.板类零件的棱边均须倒钝。
4.零件图中螺纹的大体尺寸按GB196－1981《一般螺纹大体尺寸（直径1～600mm）》的规定，其误差按GB197－1981《一般螺纹公差与配合》（直径1～355mm）的3级。
5.零件图中砂轮越程槽的尺寸按JB／T3－1959《砂轮越程槽》的规定。
6.零件材料许诺代用，但代用材料的机械性能不得低于规定材料的要求。
7.零件表面经目测不许诺有锈斑裂纹，夹杂物、凹坑氧化斑点和阻碍利用的划痕等缺点。
8.零件的材料和热处置硬度按GB／T699－1999《模具设计指导模具成型零件材料及硬度》的规定选取。
9.模具零件的几何形状、尺寸精度、表面粗糙度等应符合图样要求。
10.如对零件有其他技术要求，可依据实际条件和谐决定。
查验方式：
1利用卡钳和钢尺配合利用测量零件孔的具体数据，保证零件表面质量。
2利用游标卡尺直接测量工件的内表面、外表面和深度，确保其个表面精度。
3利用分厘卡尺测量孔外径、内径、深度、螺纹孔的尺寸精度。
4利用百分表查验工件的形状误差、位置误差和安装工件与刀具时的周密找正，其测量精度为0.01mm。
七.确信个工序的切削用量和时刻定额
因为该零件为单件小批量生产，因此在工艺文件上一样不规定切削用量，而由工作者依如实际情形自行决定。
时刻定额是在必然的生产条件下，规定生产一件产品或完成一道工序所需消耗的时刻合理的时刻定额能调动生产者的踊跃性，增进生产者技术水平的提高。
制按时刻定额应注意调查研究，有效利用生产设备和工具，以提高生产效率和产品质量。
时刻定额计算公式为：
Tc=Ta+Tb+Ts+Tr+Te／n
在大量生产中，由于n的数值专门大，即Te／n=0,可忽略不计。
式中：
Tc：
该零件的时刻定额。
Tb：
大体时刻。
Ta;辅助时刻。
Ts:
布置工作地时刻。
Tr：
休息与生理需要时刻。
Te:
预备与终结时刻。
N：
生产批量（个）。
具体数值可查阅相关资料代入上式计算即可确信出确切时刻定额时刻。
八.进行技术经济分析，选择最正确方案。
因为该零件属单件小批量生产，因此对其可不进行技术分析。
依据现有条件及工人工作体会做适当调整即可。
九．填写工艺文件。
因为该零件属单件小批量生产，因此一样只填写机械加工工艺进程卡片。
依照设计任务要求该零件还需填写机械加工工序卡片。
机械加工工艺进程卡片以工序为单位简要说明产品活或零件、部件加工（装配）进程，它以工序为单位列出了零件加工的工艺线路，（包括毛坯，机械加工和热处置等）。
机械加工工序卡片具有工艺简图，和该工序的每一个工步的加工（或装配）内容，工艺参数，操作要求和所用设备和工艺装备等具体见该零件的工艺文件。
心得体会
课程设计终于终止了，通过这次的课设我学到了很多知识，发觉自己要学的还有很多。
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