某飞机上的助力器的外筒零件机械加工工艺的编制与工装设计 精品.docx

1、某飞机上的助力器的外筒零件机械加工工艺的编制与工装设计 精品引言 本说明书是围绕着毕业设计的内容所编写的，本次毕业设计主要是安装在某飞机上的助力器的外筒零件，对其进行零件设计分析，检验方法的判断分析，机械加工工艺的编制与工装设计。 说明书主要是对该零件的工作情况，结构原理逐一阐述，并依次对零件的工艺性，工艺规程的编制，毛坯的选择，材料的选择，辅助工序的安排等一系列方面的内容进行分析。另外，该说明书还对所设计的夹具进行了分析讨论和设计，详细介绍了工件在夹具上的定位。一零件图的分析1.1零件的工作状态及主要技术条件分析本零件为某助力器的外筒，属于关键零件。它里面装的是活塞，与活塞一起组成执行机构。

2、外筒的两轴颈与飞机的方向舵操纵系统相连接。1.2零件的技术条件分析1.2.1尺寸精度：1.2.2表面间的位置精度： 心轴的跳动量不大于0.05 外圆的椭圆度和锥度不大于0.03 端面K 对内孔A 的跳动量不大于0.011.2.3 表面粗糙度：表面粗糙度要求为Ra3.2。1.3零件其他的技术要求：(1) 热处理：齿轮齿面喷丸处理，喷丸强度值0.2A0.3A,覆盖率200%。(2) 表面热处理：零件外表面镀铬7.615.2m.(3) 磁粉探伤1.4零件的材料外筒的材料采用调质钢30CrMnSiA，毛坯按类检查，热处理后硬度HRC3641，热处理采用淬火、回火。在30CrMnSiA中，主要元素Cr作

3、用是溶于基体中，从而大幅度的提高钢的强度，增加钢的淬透性。这种钢的切削加工性差，淬透性强。Do=80mm属半马氏型钢，调质后，具有良好的机械性能， 1050Mpa 、，并有很高的低温韧性。这种钢常用来制造承受巨大冲击及循环载荷的大截面零件，如喷气发动机的涡轮轴、压气机轴、活塞式发动机的曲轴、连杆和直升飞机的旋翼轴等。1.5零件的毛坯1.5.1毛坯的类型根据该零件的材料30CrMnSiA。1.5.2毛坯的结构 根据零件结构，毛坯制造方法采用模锻。1.5.3毛坯的设计由于外筒是主要的受力件，要求强度高，如果采用铸造的方法获得毛坯，因铸件晶粒粗大而不均匀，因浇注不均，内部组织常有缺陷，如缩孔、偏松、

4、气孔、夹杂等，因而不能满足设计要求。特别是冲击韧性比同材料锻件的机械性能低。且铸件工序多，难以精确控制，使得铸件质量难以控制，不够稳定，劳动条件较差。若采用棒料加工，则因为去除余量太多而造成无谓的浪费。相对而言，应采用锻压，因为锻压加工方法与其它加工方法比较，具有以下特点：（1）能改善金属的组织，提高金属的机械性能；（2）可节约金属材料和切削加工工时，提高金属材料的利用率和经济效益；（3）具有较高的劳动生产率；从上述特点分析可知：选择锻压的方法是合理的。锻压加工分类，在机械制造生产工程中，常用的锻压加工方法分为六类，即（1）自由锻造 （2）模型锻造 （3）挤压 （4）拉拨 （5）轧段 （6）板

5、料冲压根据毛坯的形状和零件的机械性能等综合因素考虑，应选择模型锻造。 1.6零件的工艺分析设计零件的机械加工工艺过程，是生产技术准备工作的一个重要组成部分。一个零件可以采用不同的工艺过程制造出来，但是正确合理的工艺过程，应满足下列基本要求：（1） 保证产品的质量符合设计图和技术条件所规定的要求。（2） 保证高的劳动生产率。（3） 保证经济的合理性。 从零件的结构来看，该零件属薄壁易变形客体零件，但精度要求较高，因此，在制订工艺过程中，主要要消除加工应力对零件造成的变形影响，以保证零件的技术要求。二. 零件的工艺规程设计2.1基准的选择在设计工艺路线时，最重要的问题之一是要考虑位置精度的保证问题

6、。零件图中通过设计基准，设计尺寸来表达各表面的位置要求，在加工时是通过原始基准及原始尺寸来保证这些位置要求的，而原始尺寸方向上的位置，是由定位基准来保证的。加工后工件的位置精度则是通过测量基准来进行检验的。因此，基准选择主要是研究加工过程中的表面位置精度要求及其保证方法，综上所述：（1） 最终工序的原始基准选择的原则是：a 原始基准和设计基准重合，以避免尺寸换算和压缩公差。b 便于测量基准，以使测量方便和测量简单。（2） 中间工序的原始基准选择的一般原则：a 当原始尺寸参与间接保证零件的设计尺寸是要有关尺寸量的环数少。b 要使精度加工高的余量变化小。（3） 定位基准选择的原则是：a 定位基准应

7、力求与原始基准重合。b 应使定位基准稳定可靠，并使夹具结构简单。（4）为保证位置精度，一般常采用以下四种方法：a 一次安装在一次安装的条件下，可以保证有较高的位置精度，因为在一次安装时所加工的各表面的位置精度，主要取决于设备的精度，而与定位误差，定位基准误差无关。b 互为基准有位置精度要求的两个表面，在加工时，用其中任何一个表面作为定位基准来加工另一个表面，用这种方法来保证位置精度，称为互为基准。c 同一基准有位置精度要求的两个表面，在加工时，都采用另一个表面作为定位基准。用这种方法保证这两个表面间的位置精度，称为同一基准法。d 不同基准有位置精度要求的两个表面，在加工时，采用两个不同的表面作

8、为各自的定位基准，这种方法称为不同基准法。以上四种方法中，一次安装和互为基准的方法能保证较高的位置精度，因此，定位基准的制造与转换，一般均采用这两种方法。综合基准选择的分析来看，工艺基准是通过原始基准与设计基准相联系的，在工艺基准中，定位和测量基准也是分别和原始基准联系的。外筒工艺设计基准.定位基准.测量基准基本重合，重要的位置精度在设计时，已经要求由夹具保证2.2加工方法的选择零件的加工方法的选择，不但要影响加工质量，而且还要影响生产率和制造成本，在选择加工方法时，必须先考虑下列因素：（1） 工件材料的性质（2） 工件的形状和尺寸（3） 生产类型及考虑生产率和经济性问题（4） 具体生产条件（

9、5） 充分考虑利用新工艺、新技术的可能性，挺高工艺水平2.3 加工阶段的划分工件的加工质量较高时，应划分阶段。零件依次按阶段加工，有利于消除或减少变形对精度的影响。一般来说，粗加工阶段是从坯料上切除较多余量，所能达到的精度和表面质量都比较低，切削余量大，切削力，切削热度一集内应力重新分解等因素引起工件的变形就很小。零件各表面加工方法的选择，不但要影响加工质量，而且还要影响生产率和制造成本，在选择加工方法时，必须先了解加工方法的过程，工艺特点和应用范围。 零件的主要表面为与其他零件相配合的表面或者直接参加机器工作过程的表面，主要表面以外的表面则是自由表面，主要表面的本身精度要求一般都比较高，而且

10、零件的构形、精度、材料的加工性等都会在主要表面的加工过程中反映出来，在选择加工方法时，应首先确定主要表面的最后加工方法，然后再确定最后加工以前的一系列准备工序的加工方法，在选定主要表面加工方法后，再选定次要表面的加工方法。对于外筒而言，主要表面是零件的内表面和两轴颈，因为35+0.035 +0.010内孔里面装的是活塞，而37.5 +0.027 0是和外筒衬套配套，配套间隙为0.0050.020，且还有密封槽，在热处理前进行粗加工，热处理后用内磨进行半精加工然后再用研磨进行精加工保证镀前尺寸。对于两轴颈是和主机相连接的不允许超差，由于机械加工完后要进行发蓝处理，所以首先考虑如何保证主要表面的精

11、度要求，由车工、内磨和研磨保证。车工70，75工序两端孔以及43.5+0.039 0胶圈槽均采用研磨过的内孔定位分粗、精车以保证零件两端对同轴度要求。加工前找正在0.01以内。可采用CA6150或SK50数控车床。工序 155 轴颈尺寸10-0.005 0.015做为重要特性，与主机配合有间隙要求，影响运动，所以两边必须同轴，首件必须三检。本文章针对两端轴径对车床夹具进行了分析设计，对加工时所采用的刀具、冷却液、零件的定位等进行了整体的概括。2.4 工序的集中与分散 在设计工艺路线时，当选定了各表面的加工方法和确定了阶段划分以后，就可将同一阶段中的各加工表面组合成若干工序，组合时可采用集中或分

12、散的原则。工序集中的特点：采用高效专用设备及工艺装备，生产率高；工件装夹次数减少，易于保证表面间位置精度，还能减少工序间运输量，缩短生产周期；工序数目少，可减少机床数量、操作工人和生产面积，还可简化生产计划和组织工作；工序分散的特点：设备及工艺装备比较简单，调整和维修方便，工人容易掌握，生产准备工作量少，又易于平衡工序时间，易适应产品更换；可采用最适合的切削用量，减少基本时间；设备数量多，操作工人多，占用生产面积也大。工序集中与工序分散各有利弊，应根据生产类型、现有生产条件、工件结构特点和技术要求等进行综合分析后选用。因此，对于产量较小时，为简化计划、调度等工作，选取工序集中原则，较便于组织生

13、产。对于产量很大时，可按分散的原则以利于组织流水生产。对于刚性差且精度要求高的精密工件，则工序应适当分散。对尺寸和重量大的工件，由于安装和运输困难，一般宜采用工序集中原则组织生产。根据此壳体零件的结构和各个加工面的加工，需要不同的加工方法和不同的夹具，不能将多个加工面放在同一道工序中进行加工，所以选用工序分散的原则。2.5 热处理工序的位置安排 热处理是将金属材料在固态下加热到预定的温度，并在该温度下保持一定时间，然后以一定冷却速度冷却下来，通过改变材料的内部组织结构，从而改变材料性能的一种热加工工艺。 通过热处理可显著提高材料的力学性能，充分发挥材料的潜力，延长机器的使用寿命。恰当的热处理工

14、艺还可以消除铸、锻、焊等热加工工艺造成的部分缺陷，细化晶粒，降低内应力，从而使材料的组织和性能更均匀。通过热处理还可使工件表面具有抗磨损、耐腐蚀等特殊物理、化学性能。 因此，热处理工序的性质，特别是热处理工序，在工艺路线中位置的安排，对机械加工工序的内容，数目和顺序有很大的影响。因此，在制定工艺路线时，需要进行仔细的分析。 常规热处理主要是改变零件整体的组织和性能，主要包括退火、正火、淬火和回火。在钢件热处理时，将工件加热，使之全部或部分奥氏体化，并通过不同的冷却方式冷却，从而获得具有不同的组织和性能的材料。因此在粗加工后安排去应力，为了去除由于塑性变形加工，而造成的及存在的残余应力而进行的退

15、火。调整材料的硬度，便于切削加工；消除内应力，防止加工中变形；细化晶粒，为最终热处理作组织准备。2.6 辅助工序的安排辅助工序的种类很多，其中包括中间检验、洗涤、特种检验和表面处理等，这些工序的位置安排，需按工序的具体内容而定。辅助工序的安排，一般包括以下几个步骤：（1）一般检验一般检验有最终检验和中间检验。（2）特种检验特种检验的种类很多，最常见的是无损探针，用于检验工件内部质量的探伤方法，如X射线、V射线超声波等，一般都安排在工艺过程的开始时进行，用于检验工件表面缺陷的探伤方法有磁力探伤、荧光探伤、涂色腐蚀等。这些方法一般都在精加工阶段进行。（3）表面处理为了提高零件的抗腐蚀能力，增强耐磨性等，均可采用表面处理。表面处理常用的方法是使工件表面附上金属镀层，非金属镀层和产生氧化膜等，一般都安排在总检之后。（4）洗涤防锈洗涤防锈工序应用的场合较广，如抛光、磁粉探伤后，以及总检工序前，都要将零件清洗干净，就需要安排洗涤。在加工过程中，采用辅助工序主要是磁粉探伤和镀层保护，下面就将分别介绍这两种辅助工序。1 磁粉探伤磁粉探伤是一种无损探伤方法，用于检验零件的表面质量，常安排在零件完成机械加工后总检验之前，检查加工过程中产生的表面缺陷。磁粉探伤的原理零件磁化时，缺陷处的磁力线发生变形，如果