缸体类零件机械加工工艺规程设计及夹具设计毕业设计论文文档格式.docx
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车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床家具、齿轮及床夹具、数控机床夹具、自动机床夹具、自动线随行家具以及其他机床夹具等。
（3）按夹紧动力源分类可分为：
手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液增力夹具、电磁家具以及真空夹具夹具等。
机床的种类和结构虽然繁多，但它们的组成均可概括为以下几个部分：
（1）定位装置
（2）夹紧装置
（3）对刀和导向装置
（4）连接元件
（5）夹具体
（6）其它装置或元件
2航空座椅锁扣缸体零件机械加工工艺规程设计
2．1航空座椅锁扣缸体零件图的工艺分析
从上述零件加工工艺过程可以看出，在拟定缸体零件加工工艺过程时，应该考虑下列一些工性问题。
在零件加工过程中，应合理的安排热处理工序，以保证缸体的力学性能及加工精度，并改善工件的切削加工性能，所以在毛坯焊接后，首先需要安排热处理，以消除焊接应力，改善金属组织，细化晶粒，降低温度，改善切削性能。
如下图1所示为航空座椅锁扣缸体的零件图，零件材料选用LD2。
零件为航空座椅的减震缸，缸体内筒放置弹簧，活塞压缩弹簧沿筒壁运动，飞机震动时起到减震作用。
该零件是航空座椅锁扣总成的关键零件。
为达到其使用性能，零件内筒筒壁应光滑，无划痕，以保证活塞运动顺畅，内筒表面粗糙度要求为RaO.2-0.4;
零件外表面为保持美观和将来镀铬的需要，外表面粗糙度要求为Ra3.2;
零件应具有一定的刚度;
零件内外筒应保证同心，同心度要求为0.4mm;
为保证活塞与内筒配合的严密，内腔的粗糙度要求很高。
图1航空座椅锁扣缸体零件图
2.2选择毛坯
选择毛坯的基本任务是选定毛坯的制造方法及制造精度。
毛坯的选择不仅影响毛坯的制造工艺和费用，而且也影响到零件机械加工工艺及其生产率与经济性。
如选择高精度的毛坯，可以减少机械加工劳动量和材料消耗，提高机械加工生产率，降低加工的成本，但是，却提高了毛坯的费用。
因此，选择毛坯要从机械加工和毛坯制造两方面综合考虑，以求得到最佳效果。
由于45号钢的硬度好，耐磨性好，以及根据缸体的液阻和摩擦因数，我选择了45号钢作为缸体的加工材料。
由于该航空座椅锁扣缸体零件为较重要的缸体零件，工作状态时受载比较复杂，且长度和直径比较大，鉴于以上对于零件特点及制造难度的分析，采用直筒与头部焊接的方法，虽然难于保证焊接部分的表面质量和焊接时直筒部分不受热变形，但进行时效处理后则能保证零件的使用性能。
且焊接件是将型材或钢板等其它材料焊接成所需结构，简单方便，生产周期短。
所以我选择焊接件作为毛坯，如图2所示。
图2航空座椅锁扣缸体零件毛坯
2.3选择定位基准
工件加工时定位基准选择是否适当，不仅直接影响被加工表面的相互位置精度，而且还会影响各表面加工的先后顺序。
当工件加工用的粗基准选定后，其加工顺序也就大致确定了。
这是因为个阶段开始，总是先加工出定位基准面，即先行工序必须为后续工序准备好所用的定位基准。
所以，在安排缸体类零件加工工艺时，必须合理选择定位基准。
航空座椅锁扣缸属于缸体类零件，而缸体零件的定位基准，最常用的是两中心孔，它是辅助定位基准，零件工作时无任何作用。
采用两中心孔作定基准，不仅能在一次装夹中加工出更多的外圆和端面，而且可确保各外圆之间的同心度以及端面与中心线的垂直度要求，符合基准统一原则。
因此，只要有可能，就尽量采用中心孔定位。
而对于缸体类零件，在加工工件中，作为定位基准的中心孔因钻出内腔而消失。
为了在内腔加工之后还能使用中心孔作定位基准，一般都采用带有中心孔的锥堵或锥套心轴，缸体类零件的毛坯可以是空心的也可以使实心的，所以采用的顶尖夹持的方法。
正确选择定位基准对保证零件表面间相互位置精度、表面加工顺序的安排和夹具结构的设计都有很大影响。
定位基准是在加工时，用以确定零件在机床夹具中的正确位置所采用的基准。
它是工件上与夹具定位元件直接接触的点、线或面。
所以先用三爪卡盘在毛坯的一端车出一个外圆，作为粗加工时的轴向基准。
2.4加工方法和工艺路线的拟定
根据航空座椅锁扣缸体零件图可得,缸体表面及其内腔的精度要求很高,而活耳朵和总长尺寸要求不是很高,缸体耳朵上φ7的孔时在焊接之前已经成雏形的且留有余量的,主要也没和别的零件相配合,而缸体的内腔要和活塞相配合,所以拟定的工艺路线:
下料——焊接——热处理——车端面,打中心孔——粗车——半精车——精车打孔——细精车.
2.5工序余量和工序尺寸的确定
由<
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机械加工工艺人员手册>
>
可查的:
（1）一般粗车的余量取2.5~3mm,这里取3mm.
（2）一般半精车的余量取0.3~0.5mm,这里取0.5mm
（3）这里精车余量留个0.01mm.
毛坯尺寸与零件的设计尺寸之差称为表面的加工总余量，而相邻两工序的工序尺寸之差称为工序余量。
有一表达式：
Z——加工总余量
Zi——工序余量
n——工序数量
Z总=∑Zi
由于工序尺寸有公差，故实际切除的余量是一个变植，致使加工余量有基本余量（又称公称余量，名义余量），最大加工余量和最小加工余量之分。
航空座椅锁扣缸是一种缸体类零件，根据上面的公式以及根据《机械加工工艺人员手册》，得出了各工序的余量：
粗加工余量是3.5mm
半精加工余量是0.5mm
精加工余量是0.01mm
总的细精加工余量是0
加工余量又根据零件加工种类的不同分单边余量和双边余量。
平面加工的余量是非对称的，故属单边余量，对于回转表面（外圆和孔），其加工余量为双边余量，航空座椅锁扣缸零件属于零件缸类零件，所以他的加工余量是双边余量，对于缸类和轴类有一公式：
2Z=da-db
式中da——上工序的工序尺寸
db——本工序的工序尺寸
图3航空座椅锁扣缸零件加双边余量
其中da=40
db=33
图3所示的就是航空座椅锁扣缸零件加工时的双边余量。
工序尺寸的公差单边余量一样，一般按“人体原则”标注，对被包容表面来说，其基本尺寸即为最大工序尺寸。
2.6影响加工余量的因素
加工余量的大小应按加工要求合理地确定。
余量过大会浪费原材料及机械加工工时，增加机床，刀具，能源等的消耗。
过小则不能保证消除前工序的各种误差及表面缺陷，甚至造成废品。
影响加工余量的主要因素如下：
上道工序留下的表面粗糙度Ha及表面缺陷层Da。
在本工序加工时要将该部分切去，为此最小余量不能小于该部分的厚度。
表面粗糙度Ha及缺陷层深度Da的值与加工方法有关，其数值可参考表1：
表1加工余量数值表
加工方法
Ha
Da
粗车内外圆
精车内外圆
粗车端面
15~100
5~45
15~225
40~60
30~40
粗刨
精刨
粗插
4~45
25~100
40~50
25~40
50~60
精车端面
钻
粗扩孔
5~54
45~225
25~225
精插
粗铣
精铣
35~50
精扩孔
粗铰
精铰
8．5~25
25~30
10~20
拉削
切断
研磨
1．7~3.5
0~1.6
60
3~5
粗镗
精镗
磨外圆
5~25
1．7~15
30~50
15~25
超级光磨
抛光
0~0.8
0.06~1.6
0.2~0.3
2~5
磨内圆
磨端面
磨平面
20~30
15~35
团式模锻
冷拉
高精度辗压
100~225
500
80~100
300
上道工序的尺寸公差Ta在加工表面上存在各种形式误差和尺寸误差，这些误差的大小一般包含在上道工序的尺寸公差Ta内。
因此，应将Ta计入加工余量。
本道工序加工时的安装误差εb它包括定位误差，夹紧误差及夹具本身的误差。
定位误差可按不同的定位方法进行计算，而夹紧误差和夹具本身的误差可查阅有关资料。
安装误差就是上述的三种误差的向量和。
综上所说，就可以得出加工余量的计算式如下。
双边余量2Z=Ta+2（Ha-Da）+2ρa
综上所说，以及查表的修正，得出了前面所述的加工工序的每道尺寸。
3工序尺寸及公差的确定
工序尺寸是工件在加工工程中各工序应保证的加工尺寸，其公差即工序尺寸的公差，应按各种加工方法的经济精度选定。
计算分下列两种情况：
（1）基准重合时工序尺寸及公差的确定
当加工某一表面的各道工序多采用同一个定位基准，并与设计基准重合时，工序尺寸及其公差可由最后一道工序开始向前推算。
（2）基准不重合时工序尺寸及其公差的确定
当定位基准与设计基准不重合时，工序尺寸及其公差的计算需借助于工艺尺寸链的基本知识。
活塞零件的基准基本上多以圆拄的中心轴为基准，所以它是基准重合的工序尺寸，而对于基准重合的工序尺寸和公差，而它的加工工序是：
粗车——半精车——精车——细精车。
各工序的加工余量及所能达到的经济度可根据〈〈机械加工工艺人员手册〉〉结合工厂的实际选定。
下表列出了各工序尺寸及其公差的计算结果。
其中第一，第二列为查〈〈机械加工工艺人员手册〉〉得到的数据，第四列为计算所得数据，第五列为最终结果。
表2工序尺寸及公差的计算/mm
工序名称
工序的余量
工序公差
工序基本尺寸
工序尺寸及公差
粗加工
3．5mm
IT12
40-3.5=37.5
φ37.5
半精加工
2mm
IT11
37.5-0.5=37
φ37
精加工
0.01mm
IT8
37-0.01=36.99
φ36.99
细精加工
0mm
IT7
28.3
φ28.3
4航空座椅锁扣缸体零件的机械加工过程卡片及工序卡
表3航空座椅锁扣缸体机械加工工艺过程卡片
序号
工序内容
定位基面
设备
1
备料
φ40X138
锯床
2
焊接
焊接以下好的22x19的料
气保焊
3
热处理
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