活塞杆加工工艺规程设计说明书.docx
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活塞杆加工工艺规程设计说明书
第一章零件工艺分析及生产类型的确定……………………………………3
1.1零件图样的分析…………………………………………………3
1.2零件的工艺分析…………………………………………………3
1.3审查零件的结构工艺性………………………………………4
1.4确定零件的生产类型……………………………………………4
第二章选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图…………………………4
2.1毛坯的选择……………………………………………………5
2.2锻件质量………………………………………………………5
2.3锻件形状复杂系数………………………………………………5
2.4锻件材质系数……………………………………………………5
2.5绘制活塞杆锻造毛坯简图……………………………………5
第三章拟定活塞杆工艺路线…………………………………………………6
3.1基准的选择…………………………………………………………7
3.2各表面加工方案的确定……………………………………………7
3.3加工顺序的安排……………………………………………………7
3.4划分阶段……………………………………………………………7
3.5工序的集中与分散…………………………………………………7
3.6机械加工工序的安排………………………………………………7
3.7热处理工序的安排…………………………………………………7
3.8辅助工序的安排……………………………………………………8
3.9确定工艺路线………………………………………………………8
第四章确定机械加工余量、工序尺寸及公差…………………………………9
第五章选择机床及工艺设备……………………………………………………10
5.1选择机床……………………………………………………………11
5.2选择刀具……………………………………………………………11
5.3选择夹具……………………………………………………………11
5.4选择量具……………………………………………………………11
第六章确定切削用量及基本工时………………………………………………11
6.1工序4数据计算……………………………………………………11
6.2工序5数据计算……………………………………………………13
6.3工序6数据计算……………………………………………………15
6.4工序8数据计算……………………………………………………16
6.5工序9数据计算……………………………………………………17
6.6工序10数据计算…………………………………………………18
6.7工序11数据计算…………………………………………………19
6.8工序13数据计算…………………………………………………20
6.9工序15数据计算…………………………………………………21
6.10工序17数据计算…………………………………………………22
第一章零件工艺分析及生产类型的确定
1.1零件图样的分析
（1）φ50mm×770mm自身圆度公差为0.005mm。
（2）左端M39×2-6g螺纹与活塞杆φ50mm中心线的同轴度公差为φ0.05mm。
（3）1:
20圆锥面轴心线与活塞杆φ50mm中心线的同轴度公差为φ0.02mm。
（4）1:
20圆锥面自身圆跳动公差为0.005mm。
（5）1:
20圆锥面涂色检查，接触面积不小于80%。
（6）φ50mm×770mm表面渗氮，渗氮层深度0.2~0.3mm,表面硬度62~65HRC。
材料38CrMoALA是常用的渗氮处理用钢。
表1-1活塞杆零件技术要求表
加工表面
尺寸及偏差/mm
公差及精度
表面粗糙度Ra/um
φ50mm×770mm
φ50
IT7
0.4
1:
20圆锥面
IT7
0.8
两端M39×2-6g螺纹
39
IT8
3.2
六方形棱柱
47.3
IT8
3.2
退刀槽7mm
7
IT12
3.2
退刀槽5mm
5
IT12
3.2
1.2零件的工艺分析
（1）活塞杆在正常使用中，承受交变载荷作用，φ50mm×770mm处有密封装置往复摩擦其表面，所以该处要求硬度高又耐磨。
活塞杆采用38CrMoALA材料，φ50mm×770mm部分经过调质处理和表面渗氮后，芯部硬度为28~32HRC，表面渗氮层深度0.2~0.3mm，表面硬度为62~65HRC。
这样使活塞杆既有一定的韧性，又具有较好的耐磨性。
（2）活塞杆结构比较简单，但长径比很大，属于细长轴类零件，刚性较差，为了保证加工精度，在车削时要粗车、精车分开，而且粗、精车一律使用跟刀架，以减少加工时工件的变形，在加工两端螺纹时要使用中心架。
（3）在选择定位基准时，为了保证零件同轴度公差及各部分的相互位置精度，所有的加工工序均采用两中心孔定位，符合基准统一原则。
（4）磨削外圆表面时，工件易产生让刀、弹性变形，影响活塞杆的精度。
因此，在加工时应修研中心孔，并保证中心孔的清洁，中心孔与顶尖间松紧程度要适宜，并保证良好的润滑。
砂轮一般选择：
磨料白刚玉（WA），粒度60#，硬度中软或中、陶瓷结合剂，另外砂轮宽度应选窄些，以减小径向磨削力，加工时注意磨削用量的选择，尤其磨削深度要小。
（5）在磨削φ50mm×770mm外圆和1:
20锥度时，两道工序必须分开进行。
在磨削1:
20锥度时，要先磨削试件，检查试件合格后才能正式磨削工件。
1:
20圆锥面的检查，是用标准的1:
20环规涂色检查，其接触面应不少于80%。
（6）为了保证活塞杆加工精度的稳定性，在加工的全过程中不允许人工校直。
（7）渗氮处理时，螺纹部分等应采取保护装置进行保护。
1.3审查零件的结构工艺性
（1）结构力求简单、对称，横截面尺寸不应该有突然地变化。
（2）应有合理的模面和圆角半径。
（3）38CrMoAlA刚具有良好的锻性和耐磨性。
1.4确定零件的生产类型
依设计题目知：
，结合生产实际，备品率和废品率分别取为，。
该零件的质量约为，根据活塞杆的质量查表1-4知，该活塞杆属轻型零件，再由表1-5可知，该活塞杆的生产类型为大批量生产。
第二章选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图
2.1毛坯的选择
因为活塞杆在工作方式是往复运动的形式，为了增加活塞杆的寿命，减小活塞杆的磨损量，因此毛坯选用38CrMoAlA的合金结构钢。
由于生产类型属于成批生产，为了提高生产效率宜采用自由锻方法制造毛坯。
2.2锻件质量
已知该活塞杆机械加工后的质量约为，机械加工前锻件毛坯的质量为。
2.3锻件形状复杂系数
已知对活塞杆零件图进行分析计算，可大致确定锻件外廓包容体的直径和长度，即，；由式（2-30和式（2-4）可计算该活塞杆零件的形状复杂系数
=
由于0.88介于0.63和1之间，故该活塞杆的形状复杂系数属级即该锻件的复杂程度为简单。
2.4锻件材质系数
由于该活塞杆材料为38钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属级。
表2-1活塞杆毛坯机械加工总余量及毛坯尺寸
锻件质量
包容体质量
形状复杂系数S
材质系数
公差等级
14.8
16.8
普通级
毛坯尺寸
机械加工总余量
尺寸公差
毛坯尺寸
备注
φ50
表2-6
3.0（单边）
表2-9
六方形棱柱47.3
表2-6
2.5（单边）
表2-9
M39×2-6g螺纹
表2-6
2.5（单边）
表2-9
2.5绘制活塞杆锻造毛坯简图
由表2-1所得结果，绘制毛坯简图如2-2所示
第三章拟定活塞杆工艺路线
3.1基准的选择
该零件图中较多尺寸及形位公差是以φ50的外圆表面及两中心孔为设计基准的。
因此，必须首先加工出φ50的外圆柱表面及两中心孔，为后续作为基准。
根据各加工表面的基准如下表所示。
表3-1加工表面的基准
序号
加工部位
基准选择
1
端面
外圆毛坯表面
2
φ50外圆
两中心孔
3
锥面
两中心孔
4
M39×2-6g螺纹
两中心孔
5
切槽倒角
两中心孔
6
铣六方
两中心孔
7
磨φ50外圆
两中心孔
3.2各表面加工方案的确定
根据参考文献【1】表1-9和1-10确定活塞杆的加工方案
表3-2活塞杆零件各表面加工方案
加工表面
经济精度
表面粗糙度Ra/um
加工方案
备注
IT7
0.4
粗车—半精车—粗磨-半精磨-精磨
表1-9
六方形棱柱
IT8
3.2
粗车-半精车-铣削
表1-10
1:
20锥度外圆
IT7
0.8
粗车—半精车—磨削
表1-9
两端螺纹
IT8
3.2
粗车—半精车
表1-9
左端圆锥表面
IT6
3.2
粗车—精车
表1-9
3.3加工顺序的安排
制定加工方案的一般原则为:
先粗后精，先近后远，先主后次，程序段最少，走刀路线最短以及特殊情况特殊处理。
制定工艺路线要保证加工质量，提高生产效率，降低成木。
根据生产类型是小批量生产，零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下，采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。
除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
3.4划分阶段
对精度要求较高的零件，其粗，精加工应该分开，以保证零件的质量。
活塞杆的加工质量要求较高，其中表而粗糙度要求最高为Ra0.4um，另外几处圆跳动也有较高的位置精度要求。
精加工方案的确定，将该活塞杆的加工划分为五个阶段:
粗车（粗车外圆、端面和钻中心孔）、精车（精车各处外圆、台阶及次要表面等）、粗磨（粗磨各处外圆）、半精磨、精磨。
3.5工序的集中与分散
该活塞杆的生产类型为小批量生产，零件的结构复杂程度一般，但有较高的技术要求，可选用工序集中原则安排轴的加工工序。
采用普通机床和部分高生产率专用设备，配用通用夹具，与部分划线法达到精度，以减少工序数目，缩短工艺路线，提高生产效率。
采用工序集中原则，有利于保证各加工面之间的位置精度要求，节省安装工件的时间，减少工件的搬动次数，使生产计划、生产组织工作得到简化，工作装夹次数减少，辅助时间缩短。
3.6机械加工工序的安排
①先基准平面后其他的原则：
机械加工工艺安排是总是先加工好定位基准而，所以应先安排为后续序准备好定为基准。
先加工精基准面，钻中心孔及车表面的外圆。
②按先粗后精的原则:
先安排粗加工工序，后安排精加工工序，先安排精度要求较高的各主要表面，后安排精加工表面。
③按先主后次的原则:
先加工主要表面，先车外圆各个表面，端面，后加工次要表面。
④先外后内，先大后小原则:
先加工外圆再以外圆定位加工内孔，加工阶梯外圆时先加工直径较大的后加工直径小的。
⑤次要表面的加工安排：
切槽等次要表面的加工通常安排在外圆精车或粗磨之后，精磨外圆之前。
⑥对于mm×770mm和1:
20锥度的加工质量要求较高的表面，安排在后面，并在前几道工序中注意形位公差，在加工过程中不断调整、保证其形位公差。
3.7热处理工序的安排
在切削加工前应安排退火处理，提高改善轴的硬度，消除毛坯的内应力，改善其切削性能。
在精加工之前进行调质处理，能提高轴的综合性能。
最终热处理安排在半精磨
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