活塞杆,第一组课程设计

1、编号：荆 楚 理 工 学 院JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY机械制造技术课程设计说明书学 院： 机械工程学院 专 业： 数控技术 班 级： 数控3班 姓 名： 第1小组 学 号： 成 绩： 指导老师： 赵瑾 职 称： 设计时间：月日至月2010 年 6 月 16 日 序言机械制造课程设计是在学完了机械制造基础（含机床夹具设计）和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能够综合机械制造学中的理论基础，并综合生产学习中学到的实践知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力，也是熟悉和运用有关手册、图

2、表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践，可为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础。由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指导。第1小组：杨云龙 李生辉 韩庆宏谈诚 刘杨 韩大缙目录1零件的工艺分析-6 1.1 零件的功用、结构及特点- 6 1.2主要表面及其要求-6 2 毛坯的选择- -6 2.1 确定毛坯的类型、制造方法和尺寸公差-6 2.2 确定毛坯的技术要求-6 2.3 绘制毛坯图-7 3 基准的选择- -7 4 拟定加工工艺路线- 8 4.1 确定各表面的加工方法- - 8 4.2 拟定加工工艺路线-8 4.3 工艺路线的分析与比较- -10

3、5 确定机械加工余量、工序尺寸及公差- -10 6 选择机床及工艺装备- -11 6.1 选择机床-11 6.2 选择刀具- - 11 6.3 选择夹具- - 11 6.4 选择量具- - 12 7 确定切削用量及基本工时- 12 8 填写工艺文件- 21 9 总结- -26 参考文献- -281零件的工艺分析1.1 零件的功用、结构及特点活塞杆是支持活塞杆做功的连接部件，是一个运动频繁技术要求高的运动部件，对同轴度、耐磨性要求严格。1.2 主要表面及其技术要求1. 2. 3. 4. 5.50-0.025mm ³770mm 自身圆度公差为0.005mm 。左端M39³2-6

4、g 螺纹与活塞杆50 mm的中心线的同轴度公差为0.05mm 。 1：20圆锥面轴心线与活塞杆50 mm的中心线的同轴度公差为0.02mm 。 1：20圆锥面自身圆跳动公差为0.005mm 。50-0.025mm ³770mm 表面渗氮，渗氮层深度为0.20.3mm。表面硬度6265HRC，材料38CrMoAlA 是常用渗氮处理用钢。2毛坯的选择2.1确定毛坯的类型、制造方法和尺寸及公差因活塞杆对耐磨性和强度要求较高，所以要选用材料为38CrMoAlA 的钢，零件为细长轴，所以选用棒料即可，毛坯的尺寸为60³1110mm 。2.2确定毛坯的技术要求1. 退火处理硬度为174

5、2.07HBS，以改善切削加工性能。2.3 绘制毛坯图 共29页 第 6 页3 基准的选择该零件图中较多尺寸及形位公差是以50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50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 4拟定机械加工工艺一路线4.1确定各表面的加工方法根据各表面的加工精度和表面的粗糙度的要求，选定如下加工方法：活塞杆的端面、螺纹部分、50的外圆表面、槽及倒角用车削, 六方的面采用铣削, 50的外圆以及1：20的锥面采用磨削。4.2拟定加工工艺路线加工方案有以下两种，分别如表4-1和4-2所示共29页 第 7 页 共2

6、9页 第 8 页 4.3工艺路线方案的分析与比较1. 方案一按工序集中原则组织工序，锥面及螺纹均可在同一台车床上加工完成。其优点是，工艺路线短，减少了工价的装甲次数，易于保证加工面的相互位置精度，需要的车床数量少，减少了工件在工序间的运输，减少了辅助时间和准备终结时间。2. 方案二按工序分散原则组织工序，采用靠模法车削锥面，然后再另外两台车床上分别车削左右两螺纹。其优点是，采用靠模法加工锥面，效率高，缺点是工艺路线长，增加了工价的装夹次数，重复使用粗基准既定，适合大批量的生产。5确定机械加工余量、工序尺寸的公差加工余量可采用查表修正法确定，确定工序尺寸的一般加工方法是，由加工表面的最后工序往前

7、一步推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注。当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序（或工步）的加工余量有关。当基准不重合时，工序尺寸用工艺尺寸链解算。中间工序尺寸按“单向、入体”原则标注，但毛坯和孔心距尺寸公差带一般去双向对称布置。中间工序尺寸的公差可以从相应的加工经济精度表中查得。根据上述原始资料和加工工艺，查各种表面加工余量表分别确定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差，如表5-1所示。共29页 第 9 页 6选择机床及工艺设备6.1 选择机床1）工序20由于该加工零件是一根细长轴，改工序又包含了五个工步，为了减少装夹次数，和装刀时间，故选用C6110型卧式车床。 2）工

8、序30加工外圆最大直径为50的活塞杆，该工序包括5个工步，为减少装卸刀时间，选择CA6140型卧式车床。 3）工序60选择卧式升降台铣床X6012，主参数折算系数1/10 4）工序70由于该加工零件外圆轮廓尺寸不大，有一个工步，车螺纹，为了减少装卸时间，故选用C6110型卧式车床。 5 工序80选磨床M1331 6）工序100由于加工零件为单件小批量生产，且500-0.02mm ³770mm 的加工精度为0.4um ，公差等级为IT6IT7，故选用M1432A 型万能外圆磨床即可。6.2 选择刀具工序20：该零件不需要加工特性表面，小批量生产，故选用通用或标准刀具即可，选用45

9、76;端面刀和90°外圆车刀。 工序30：该工序是特形表面，单件小批量生产，车外圆及锥度用90硬质合金外圆刀，切槽用硬质合金切槽刀。 工序60：细齿圆柱形铣刀，工件材料为38CrMoALA 是一种专用的氮化钢，建议用YD05或YT30的铣刀片。粗铣刚性差零件ae=34mm ，半精铣ae=12mm 不经预先粗加工的半精铣ae=34mmd=80mm L=80mm 齿数=1 工序70：此零件不需要加工特性表面，单件小批量生产，故选用通用刀具即可，选硬质合金螺纹车刀。共29页 第 10 页 工序80：工件材料为38CrMoMIA, 选用白钢玉平行砂轮，砂轮尺寸，外径³宽度³

10、;内径=500³63³305 工序100：因为是磨500-0.02mm770mm 外圆，可选用普通磨具，选用棕刚玉平行砂轮即可6.3选择夹具该零件无特形加工表面，选用通用夹具，三爪卡盘，中心架，两顶尖。铣六方时，铣床专用夹具，也可以用铣槽夹具。6.4选择量具工序20：由于粗车是对尺寸精度要求不高，故可选用测量范围在01500的大量程游标卡尺（查表5-59得）。工序30：该零件属单件小批量生产，可用游标卡尺做量具。工序60：深度游标卡尺，测量范围0300, 读数值0.01，示值误差±0.01工序70：该零件时单件小批量生产，采用通用量具，选外径千分尺和螺纹千分尺。查

11、表5-63，选大外径千分尺（HB/T 10007-1999）选5075，读数值0.01，查表5-65（GB/T10932-1989）选2550，测螺距为1.52（4）的，读数值0.01工序80：选外径千分尺工序100：精磨磨500-0.02mm ³770mm 外圆，选0200mm/0.08mm游标卡尺7 确定切削用量及基本工时1. 工序20步骤如下：1） 平端面 确定背吃刀量：断面总加工余量为20mm ，八次走刀加工a p =2.5mm。 确定进给量f ：根据机械制造课程设计指导书表5-102查得f=0.50.8mm/r；查表5-5根据机床的纵向进给量，取f=0.64mm/r。 确定

12、切削速度V c :查表5-109和5-110，查得C v =242，x v =0.25，y v =0.66，m=0.125，修正系数K Mv =1.44，K Hv =1.0，K hv =0.8，K krv =0.81，K tv =1，刀具寿命为T=60min。V c =（ C v /Tm a p x v f y v ）K v=242³0.81/（600.12³2.50.25³0.640.66）=126m/min确定机床转速n ：n=1000Vc /d w =1000³126/3.14³60=668r/min查表5-5得相近的机床转速为500r/

13、min,所以实际切削速度为94.2mm/min。计算基本时间T j ：工件半径为R=30mm，一共有8次走刀T j =Ri/nf=30/350³0.39=0.21min总T j =0.21³8=1.68min辅助时间：装夹工件的时间为0.8min ，测量时间为0.5min 共计T i =1.3min2） 钻中心孔 确定进给量f ：根据表5-113取f=0.002d0=0.12mm/r。查表5-5取f=0.12m/r 确定切削速度v c按表5-113取v c =20m/min 确定机床主轴转速：n=1000vc /d w =1000³20/3.14³60=

14、258r/min根据表5-5，按机床实际转速取n=350r/min，实际切削速度为20m/min 计算基本时间T j =(l+y+/nf=(10+2.5+4/350³0.12=0.39min 上钻头0.5min 变速0.5min 共计T f =1min3） 车外圆 确定背吃刀量a p =外圆总加工余量为7mm ，3次走刀加工a p =2mm 确定进给量f ：根据表5-102得f=0.50.8mm/r;查表5-5取机床的横向进给量0.64mm/r 确定切削速度v c ：查表5-109和5-110，查得C v =242，x v =0.15，y v =0.35，m=0.2，修正系数K Mv

15、 =1.44，K Hv =0.18，K hv =0.8，K krv =0.81，K tv =1，刀具寿命为T=60min。V c =（ C v /Tm a p x v f y v ）K v=242³0.81/(600.2³20.15³0.640.35=91.1m/min确定主轴转速：n=1000vc/d w =1000³91.1/3.14³60=483.3r/min根据表5-5查得相近较小的机床转速为n=500r/min,所以实际切削速度为v c =94.2m/min 计算基本时间T j ：总长为1090mm ，车刀主偏角为90°，背

16、吃刀量a p =2.5T j1=L1i/nf=1090³5/500³0.64=17min 辅助时间：装夹工件时间为0.8min ，启动机床时间为0.02min ，测量尺寸时间为0.05min总T f =0.8+0.2+0.05=1.05min4） 车右端台阶 确定背吃刀量：断面总加工余量为11mm ，5次走刀加工a p =2mm。 确定进给量f ：根据表5-102查得f=0.50.8mm/r；查表5-5根据机床的纵向进给量，取f=0.64mm/r。 确定切削速度V c :查表5-109和5-110，查得C v =242，x v =0.25，y v =0.66，m=0.125

17、，修正系数K Mv =1.44，K Hv =1.0，K hv =0.8，K krv =0.81，K tv =1，刀具寿命为T=60min。V c =（ C v /Tm a p x v f y v ）K v0.12³2.50.25³0.640.66）=91.1m/min =242³0.81÷（60确定机床转速n ：n=1000Vc /d w =1000³126/3.14³60=547.4r/min查表5-5得相近的机床转速为500r/min,所以实际切削速度为83.2m/min。计算基本时间T j ：T j1=L1i/nf=60

18、9;5/500³0.64=0.94min 辅助时间：装夹工件的时间为0.8min ，测量时间为0.5min 共计T i =1.3min5） 车左端台阶 确定背吃刀量：断面总加工余量为5mm ，2次走刀加工a p =2.5mm。 确定进给量f ：根据表5-102查得f=0.50.8mm/r；查表5-5根据机床的纵向进给量，取f=0.64mm/r。 确定切削速度V c :查表5-109和5-110，查得C v =242，x v =0.25，y v =0.66，m=0.125，修正系数K Mv =1.44，K Hv =1.0，K hv =0.8，K krv =0.81，K tv =1，刀具

19、寿命为T=60min。V c =（ C v /Tm a p x v f y v ）K v0.12³2.50.25³0.640.15）=92.2/min =242³0.81÷（60确定机床转速n ：n=1000Vc /d w =1000³126/3.14³60=543.2r/min查表5-5得相近的机床转速为500r/min,所以实际切削速度为83.2mm/min。计算基本时间T j ：T j =Ri/nf=200/350³0.39=1.25min辅助时间：装夹工件的时间为0.8min ，测量时间为0.5min 共计T i =

20、1.3min2工序301）车左右螺纹处的外圆。. 确定背吃刀量a p ：外圆总加工余量为3mm ，一次走刀，a p =1.5mm 。 . 确定进给量f ：根据表5-1.3查的f=0.250.3mm/r，查表5-5根据机床的横向进给量取f=0.25mm/r。. 确定切削速度v c 。根据表5-109和5-110查的：C V =291,m=0.2，X v =0.15，Y v =0.2，修正系数K Mv =1.0,KHv =1.0 ，K hv =1， k krv =0.81 ，k tv =1，刀具寿命选T=60min。则: v c =C v K v x v y v m T a p f 291110.

21、811 0.20.150.2601.50.25=129m /min. 确定机床主轴转速nn =1000v c d w 1000129 3.1442=978r /min根据表5-5查的相近较小的机床转速为900r/min。所以实际切削速度为118.69m/min。 计算基本时间T j ：外圆车刀选用主偏角K r =90°，切削加工长度，L 1=60mm ，L 2=100mm ，背吃刀量a p =1.5mm ，查表5-138和5-139得：l 1=5）mm ，单件小批量生产取l 3=0mm 。L= L1+L 2+ l1+ l2+ l3=60+100+4+4=168mm a p tan K

22、 r ，取l 1=4mm ，l 2=（3+（23）T j =L i nf168=1min 9000.250.8min. 辅助时间T f : 查表5-153，装夹工件的时间为1min ，启动机床的时间为0.02min ，启动和调节切削液的时间为0.1min ，取量具和测量尺寸的时间为0.5min ，共计时间为： T f =1+0.2+0.1+0.5=1.8min2）半精车50mm,1:20锥面和长为10mm 的锥面。. 确定背吃刀量a p ：外圆总加工余量为2mm ，一次走到加工 ，a p =1mm。. 确定进给量f ：根据表5-103查的f=0.250.30mm/r，查表5-5根据机床的横向进

23、给量取f=0.25mm/r。. 确定切削速度 ：根据表5-109和5-110查的C V =291,m=0.2，X v =0.15，Y v =0.2，修正系数K Mv =1.0,KHv =1.0 ，K hv =1， kkrv =0.81 ，k tv =1，刀具寿命选T=60min。则:v c =C v K v T m a p x v f y v 291110.811 600.210.150.250.2=137m /min. 确定机床主轴转速nn =1000v c d w 100079.8 3.1453=823r /min根据表5-5查的相近较小的机床转速为900r/min。所以实际切削速度为14

24、9.8m/min。 计算基本时间T j ：外圆车刀选用主偏角K r =90°，切削加工长度，L 1=60mm ，L 2=770mm ，L 3=10mm ，背吃刀量a p =0.5mm ，查表5-138和5-139得：l 1=取l 1=3mm ，l 2=（35）mm ，单件小批量生产取l 3=0mm 。L= L1+L 2+ L3+ l1+ l2+ l3=60+770+10+3+4=847mm a p tan K r ，+（23）T j =L i nf847=1min 9000.253.76min. 辅助时间T f : 查表5-153，装夹工件的时间为1min ，启动机床的时间为0.2m

25、in ，启动和调节切削液的时间为0.1min ，取量具和测量尺寸的时间为0.5min ，共计时间为： T f =1+0.2+0.1+0.5=1.8min3）切槽536和736。确定背吃刀量a p ：单面加工余量为1.5mm ，一次走刀加工，a p =1.5mm 。. 确定进给量f ：根据表5-106查的f=0.100.12mm/r查表5-5根据机床的横向进给量f=0.12mm/r. 确定切削速度v c 。根据表5-109和5-110查的：C V =38,m=0.2，Y v =0.8，修正系数K Mv =0.69,KHv =0.84 ，K hv =1， kkrv =0.81 ，k tv =0.6

26、5，刀具寿命选T=60min。则：v c =C v K v T m a p x v f y v 380.8410.810.65 0.20.8600.25=22.46m /min. 确定机床主轴转速nn =1000v c d w100022.463.1439=183r /min根据表5-5查的相近较小的机床转速为160r/min。所以实际切削速度为19.59m/min。 计算基本时间T j ：切槽刀主偏角K r =90°，切削加工长度，L 1=5mm ，L 2=7mm ，背吃刀量a p =1.5mm ，查表5-138和5-139得：l 1=mm ，单件小批量生产取l 3=0mm 。 L

27、= L1+L 2+ l1+ l2+ l3 =5+7+4+4 =20mma p tan K r，取l 1=4mm ，l 2=（35）+（23）T j =Li nf 20=1min 1600.250.5min. 辅助时间T f : 查表5-153，装夹工件的时间为1min ，启动机床的时间为0.02min ，启动和调节切削液的时间为0.1min ，取量具和测量尺寸的时间为0.5min ，共计时间为： T f =1+0.2+0.1+0.5=1.8min3. 工序60认真执行下述有关铣床通用规定： （一） 工作中认真做到：1. 铣削不规则的工件及使用虎钳、分度头及专用夹具持工件时，不规则工件的重心及虎

28、钳、分度头、专用夹具等应尽可能放在工作台的中间部位，避免工作台受力不匀，产生变形。 2. 在快速或自动进给铣削时，不准把工作台走到两极端，以免挤坏丝杆。 3. 不准用机动对刀，对刀应的动进行。4. 工作台换向时，须先将换向手柄停在中间位置，然后再换向，不准直接换向。 5. 铣削键槽轴类或切割薄的工件时，严防铣坏分度头或工作台面。6. 铣削平面时，必须使用有四个刀头以上的刀盘，选择合适的切削用量，防止机床在铣削中产生震动。 铣削用量：细齿铣刀 钢510 进给量0.060.10mm/齿 粗铣表面粗糙度为3.2，铣刀直径4080 所以进给量1.02.7mm/齿 半精铣 每齿进给量f 2（mm/齿）机

29、床功率6.5在510间. 进给量0.120.18mm/齿 铣削时的铣削速度：硬度在6265的氮化钢，铣削速度控制在75150 m/min 主轴转速：铣床普通转速1500m/minAe=（R -3/2）+0.35=3.65mm 粗铣削机动时间计算：Tj=(l+l 1+l2/fm2 主偏角为90° l 1 =0.5d-(d -ae +(13=4 l 2取3 由于l=90 Tj=（90+7）/502min 辅助时间约为3min T 总=Tj³6+T辅助=15min半精铣削机动时间计算：l 1 =0.5d-(d -ae +(13=3 l 2取3 由于l=90 Tj=96/1001m

30、in 辅助时间约为5min T 总=Tj³6³3+T辅助=23min钳工划线时间：划线简单工序给时间为5分钟工序卡 22224. 工序70车螺纹M39³2-6g 步骤如下确定背吃刀量，a 外圆加工余量（单边余量为1.5mm ）一次走刀，加工a p =1.5mm 确定进给量f ：查表5-102，查得f=0.40.5mm/r，查表5-5根据机床选择横向进给f=0.45mm/r 确定切削速度V c ：材料为38CrMoAIA ，经热处理后硬度为250HBS 。查表5-12，选切削速度V c =3060m/min 取V c =40m/min确定机床主轴转速n n=1000

31、Vc 100040=318.3r/mindw 40查表5-5查到接近较小的机床转速为n=320r/min所以实际切削速度为V c =40.2r/min计算基本时间T j 查表5-151得，螺距p=f=0.045mm l 1=（1-2）p=0.450.9mm 取l 1=0.8mm，进给次数i=1 l 2=25 取l 2=4mm 螺纹长度l=93或55mm 切M39³2-6g 长93mm 外圆时间 T j =l l +l 1+l 2iq =iq =0.7min fn fn切M39³2-6g 长53mm 外圆时间 T j =²²l l +l 1+l 2iq =

32、iq =0.42min fn fn辅助时间T f ：查表5-153变换刀架，转换方位为0.02min ，工作快进走近刀具0.020.05min 取0.05min ，刀具远离并复位0.05， T f =0.12min²² 共计T j +Tf =0.84 T j + Tf =0.54min5. 工序80粗磨50³770的外圆，锥度为120的锥面。 1） 粗磨粗磨50³770的外圆 确定轴向进给量f a ：按表5-130得，f a =（0.30.7）B （B 为砂轮宽度），根据表5-10，查得B=63mm。根据数据取f a =24mr 。 确定径向进给量f r

33、按表5-130得，f r =0.0150.05，由于是粗磨，粗磨后还要精磨，所以要速度快，取f r =0.05mm。 确定工件旋转的线速度v w ：按表5-130得，v w =2030，取v w =25mmin 。 确定砂轮旋转的线速度vc ：按表5-130得v c =2535ms，取v c =29ms 确定工件的转速n ：25n =1000r /min 50=159 计算基本时间T j ：切削加工长度l=770mm,径向进给量fr=0.05mm，zb=0.4mm，k=1.1，n=157rmin.Tj =LZ b k nf a f rs=1.77min 辅助时间T f ：查表5-152得，夹紧

34、时间0.8min ，启动机床时间0.02min ，启动和调节切削液0.05min, 取量具并测量尺寸的时间为0.5min 。 共计T f =1.37min2 粗磨锥度为120的锥面 确定径向进给量f r ：按表5-133得f r =12mmmin, 横向磨削磨削力大，所以取fr=1.5mmmin 。 计算基本时间T j ：径向进给量f r =1.5mmmin ，光磨时间t 查表5-148得t=0.24min，查表5-149得k1=1.60，查表5-145的k=1.1。 Tj =(z b+tk 1 k =0. 79min f r辅助时间T f ：查表5-152得，夹紧时间0.8min ，启动机床

35、时间0.02min ，调节尾座偏心，以便车锥度0.5min ，启动和调节切削液0.05min, 取量具并测量尺寸的时间为0.5min 。 共计T f =1.87min。6. 工序100精磨500-0. 025mm 外圆至图样尺寸步骤如下：确定横向进给量，查表5-130得，f p =0.008mm确定纵向进给量：f a =（0.30.4）B=（0.30.4）³50=20mm/r 工件的圆周进给运动n w =40mm/min砂轮的旋转运动n 0=35m/s 确定基本时间T jZ b 单边加工余量为0.05mm ，砂轮宽度B M 为50mm 纵向进给量f a 为20mm/r，单行程磨削深度

36、进给f p 为0.008mm ，工件每分钟转速n为255r/min，外圆磨削的修磨系数K=1.4由T j =l 2bk 7700.05104得Tj=min =1.32min nfafp 250200.008确定辅助时间查表得，取工件装夹时间为0.05min ，启动机床时间为0.02mm ，取下工件时间为0.2min共计T 1=0.72min8填写工艺文件共29页 第 21 页 共29页 第 22 页 共29页 第 23 页 共29页 第 24 页 共29页 第 25 页 1.9 总结 不到两周的时间， 我们就把这份机械制造技术的课程设计完成了， 终于可以松一口气了， 愉快！ 这算的上是一次团队活动，虽然每个人的分工不同，但是大家的目的是相同的，完成一 份大家满意，老师认可的课程设计。为了完成任务我们团队每天早晨都会齐聚一堂，热火朝 天的讨论一番，从工件的画法，到活塞杆工艺的制定，再到每一步工序的任务分配。小到中 心孔的加工，大到毛坯的选定，大家都发散思维，各抒己见，每次讨论都是那样热火朝天， 会为一个自己正确的方案