毕业设计（论文）-齿轮齿条摆动液压缸及加工工艺规程的制定

全套图纸加V信153893706或扣3346389411齿轮齿条摆动液压缸的设计及加工工艺规程的制定目录摘要 表3-2法兰的尺寸此设计选着M145×3外径D=200mm高度b=40mm3.8.3螺纹强度校核其螺栓螺纹处的拉应力和剪应力分别为其合成应力和强度验算公式为（Pa）（3-12）式中:——螺纹外径；——螺纹内径。采用普通螺纹尺寸时，可近似地按下式计算:（t为螺距）；——螺纹内摩擦系数（），一般取；——螺纹预紧力系数，取；——缸筒材料的许用应力（Pa），，安全系数，为缸筒材料的屈服极限（Pa）；——液压缸最大推力（N）；——缸筒内径（m）。经计法兰连接算符合强度条3.9箱体及其他零件尺寸确定3.9.1箱体的尺寸箱体的尺寸主要由齿轮轴的直径和齿条轴的直径确定，由于其精度要求不高故采用铸造成型，整体为350*300*400的立方体，有直径125的通径，含有内腔，壁厚10mm,开有泄油堵。具体尺寸见图纸；3.9.2前后端盖的尺寸端盖的主要作用是固定轴承，其前端盖大径300mm,小径190mm。后端盖，大径250mm,小径190。具体尺寸见图纸；3.9.3锁紧螺母与螺栓的尺寸锁紧螺母起固定活塞的作用，选用M55×2外径70mm,法兰处的螺栓为M16×1.5，端盖处的螺栓为M16×15。具体见图纸；3.10液压回路的设计为满足用户对摆动角度的需求设计液压回路，利用旋转编码器来测量摆动角度，传输到PLC控制器，通过控制器来控制电磁换向阀来控制油路，来精准的完成摆动角度的调整，完成工作-保压-退回等路工作径。回路如下图所示：图3-4液压回路第四章加工工艺规程制定4.1加工工艺规程的概述机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段，都要通过机械加工工艺规程来体现[18]。4.1.1机械加工工艺过程卡片机械加工工艺过程卡片是以工序为单位简要说明产品零、部件加工过程的一种工艺文件[18]。4.2缸筒的加工工艺4.2.1缸筒的材料液压缸缸体的常用材料为20、35、45号无缝钢管。无缝钢管作缸筒毛坯，加工余量小，工艺性能好，生产准备周期短，适用于大批量生产。此设计采用焊接性能较好的35钢。4.2.2技术要求缸筒技术要求高，工艺过程复杂，是液压缸中最难加工的零件。缸筒的技术要求应合理，适当。缸筒内径公差等级和表面粗糙度缸筒与活塞采用基孔制的间隙配合。缸筒内径可采用H8、H9公差等级，与活塞组成H8f7的间隙配合。缸筒内孔表面粗糙度取Ra0.4μm（2）缸筒的形位公差缸筒内径的圆度、圆柱度误差不大于直径尺寸公差的一半；缸筒轴线的直线度误差在500mm长度上不大于0.03mm；缸筒端面对轴线的圆跳动在100mm的直径上不大于0.04mm。(3)安装部位的技术要求缸筒端面和箱体结合面对液压缸轴线的垂直度误差，按每直径100mm不大于0.04mm，缸筒与法兰连接的螺纹应采用2a级精度公制螺纹。4.13缸筒的三维简图图4-1缸筒简图4.2.4零件基准面的选择基准面的选择是工艺规程设计中重要的工作之一，粗基准的选择要保证粗基准定位所加工出的精基准有较高的精度，通过精基准定位使后续各被加工表面具有较高的均匀的加工余量，并与非加工表面保持应有的相对位置精度。在在本零件中，先以外圆为粗基准加工螺纹大径车螺纹，再以螺纹固定精加工内孔。4.2.5机械加工工艺过程缸筒的加工工艺过程是：备料——粗车外圆端面及倒角——车螺纹——粗镗——半精镗——浮动镗——滚压——检验具体加工工艺过程见表4-1：表4-1缸筒加工工艺过程机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号01产品名称零件名称缸筒共材料牌号35钢毛坯种类无缝钢管毛坯外形尺寸145×352每毛坯件数1每台件数1工序号工名序称工序内容车间工段设备工艺装备夹具刀具量具1下料切割无缝钢管,外径φ145mm，内径φ120mm,长352mm切割机2车将无缝钢管以外圆找正，车端面尺寸至φ350mm，车倒角20°，调头车右端面，车螺纹大径φ143mm.数控车床CKD6140三爪卡盘90°偏刀游标卡尺、刀口直尺3车换刀车螺纹M143×30mm数控车床CKD6140三爪卡盘螺纹刀游标卡尺、塞规、4镗粗镗内孔φ125mm,留余量1.0-1.3mm镗床螺纹固定夹具镗刀塞规5镗半精镗内孔精镗内孔留余量0.4~0.5mm，并保证内孔直线度及同轴度度≤0.03mm，粗造度为6.3m镗床螺纹固定夹具镗刀塞规6镗浮动镗内孔，加工后保证孔表面粗造度2.5um以下，留余量0.03mm，浮动镗保证滚压前的几何尺寸及表面光洁度镗床螺纹固定夹具镗刀塞规、粗糙度测量仪7滚压滚压头滚压内孔，达到技术要求滚压机螺纹固定夹具滚压头塞规、粗糙度测量仪8检验设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期4.3缸底的加工工艺4.3.1缸底的材料由于设计采用焊接方式故采用35钢，缸盖具有结构简单、外形尺寸小的特点。4.3.2缸底的技术要求（1）由于容易产生焊接变形。通常缸底上口与缸筒内孔间采用过渡配合，以限制焊接后的变形。（2）对焊缝进行强度校核4.3.3缸底的三维简图图4-2缸底简图4.3.4零件基准面的选择以外圆为基准面车外圆、铣内孔、钻油口，以两端面为基准加工排气孔。4.3.5缸底的加工工艺过程缸底的加工工艺过程是：下料——车外圆端面倒角——铣内孔——钻油口——划线——钻排气孔——检验；具体工艺过程见表：表2-2缸底加工工艺过程机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号02产品名称零件名称缸底共材料牌号35毛坯种类型材毛坯外形尺寸72*145每毛坯件数1每台件数1工序号工名序称工序内容车间工段设备工艺装备夹具刀具量具1下料切割φ145×72mm棒料切割机2车将毛坯以外圆找正，车端面尺寸至70.5mm,车外圆φ125×30mm，车焊接倒角，卧式车床CA6140三抓卡盘90°偏刀游标卡尺、刀口直尺4铣铣内孔φ75mm铣床X6325专用夹具铣刀游标卡尺、刀口直尺5钻钻油口φ15、钻螺纹油口M16钻床Z3080*25专用夹具钻头、丝锥游标卡尺、刀口直尺6钳去毛刺、划线7钻钻排气孔，按图纸，钻螺纹。钻床Z3080*25专用夹具钻头、丝锥游标卡尺、刀口直尺8检验设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期4.4活塞的加工工艺4.4.1活塞的材料活塞本身应具有良好的滑动性能，工作时不能损伤缸筒表面。硬度不能太多，但为了承受油液的高压力及缸盖的冲击作用力，又必须具有一定的强度。活塞材料选用的根据，主要是从活塞的结构型式来考虑的。对于有导向（支承）环的活塞，常用20号，35号及45号碳素结构钢；对于未采用导向（支承）环的活塞，多采用耐磨铸铁、灰口铸铁HT200-300,球墨铸铁以及锡青铜、铝合金，一些连续工作的高耐久性活塞在钢制活塞表面常烧焊一层青铜合金或喷镀尼龙等材料。此设计采用45钢。4.4.2技术要求活塞的外径基本偏差采用f级活塞外径、内孔的圆度，圆柱度误差不大于尺寸公差的1/2。活塞外径对内孔及密封沟槽的同轴度允许不大于0.02mm为保证上述精度的达到，活塞在加工外圆、内孔、密封槽是应该‘一刀落’在一次装夹中完成上述部位的切削任务。4.4.3活塞的三维简图图4-3活塞简图4.4.4零件基准面的选择先以外圆为基准粗车外圆、精加工内孔，再以内孔为基准面加工外圆环槽。4.4.5活塞的机械加工工艺过程卡片缸底的加工工艺过程是：选择毛坯料，长度多出30mm左右，其中包括夹持长度，切断长度和端面精车余量。在一次装夹下依次完成钻孔——镗孔——车内沟槽——车外圆——车外沟槽——倒角和切断。具体过程如下表：表4-3活塞加工工艺过程机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号03产品名称零件名称活塞共材料牌号35毛坯种类型材毛坯外形尺寸130×125每毛坯件数1每台件数1工序号工名序称工序内容车间工段设备工艺装备夹具刀具量具1下料切割毛坯φ125×150mm，长度多出30mm左右，其中包括夹持长度，切断长度和端面精车余量2铣铣φ60内孔，留镗余量0.1-0.3mm数控加工中心三爪卡盘铣刀游标卡尺3镗粗镗活塞孔、半精镗达到要求数控加工中心三爪卡盘镗刀内径百分表4车车内沟槽数控加工中心三爪卡盘内沟槽车刀5车粗车φ123外圆，留余量0.1-0.3mm，车端面至100mm、车外沟槽按图纸、车倒角数控加工中心三爪卡盘90°偏刀游标卡尺、刀口直尺6车精车外圆、端面、沟槽达到要求。金工数控加工中心三爪卡盘90°偏刀塞规、钢直尺7车切断数控加工中心三爪卡盘切断刀塞规、钢直尺8检验千分尺、刀口直尺设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期4.5法兰的加工工艺4.5.1法兰的材料螺纹法兰盘是工程建设中广泛使用的一种法兰结构型式，具有现场安装方便，不需焊接的优点。管法兰材料一般采用锻件或铸件，由于此法兰对密封性要求较低故采用铸造的方法，材料为30.4.5.2法兰的技术要求1.能承受高压操作中所产生的应力作用，不丧失结构强度，不产生变形，不断裂;2.法兰端面与管子中心线要垂直，其不垂直度可用法兰弯尺或直角尺来检查。3.法兰连接时应保持平行，其偏差不大于法兰外径的1.5%，且不大于2mm。不得用强紧螺栓的方法消除偏斜。4.法兰连接应保持同一轴线，其螺孔偏差一般不超过孔径的5%，并保证螺栓自由穿入。5.法兰的密封面必须加工平滑，不得有辐射方向的沟槽及砂眼等缺陷。4..5.3零件基准面的选择整体以外圆为基准面。4.5.4法兰的三维简图图4-4法兰结构简图4.5.5法兰的机械加工工艺过程法兰加工工艺过程如下表所示：表4-4法兰加工工艺过程机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号04产品名称零件名称法兰共材料牌号35毛坯种类型材毛坯外形尺寸270×47×140每毛坯件数1每台件数1工序号工名序称工序内容车间工段设备工艺装备夹具刀具量具1铸造按外径φ272，内径φ140，长度47铸造成型2热退火处理3车以外圆找正，车φ270外圆，调头车余下部分CA6140三爪卡盘90°偏刀游标卡尺、刀口直尺4铣铣端面至45mm，环铣端面5mm，内径φ180铣床专用夹具铣刀游标卡尺、刀口直尺5车车φ143螺纹大径、车内螺纹M143×2金工数控车床90°偏刀游标卡尺、刀口直尺6钳去毛刺、划线金工7钻钻8×φ16孔金工钻床专用夹具麻花钻8检金工游标卡尺、刀口直尺设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期4.6齿轮轴的加工工艺4.6.1齿轮轴的材料齿轮轴采用45钢，另对齿轮调质。4.6.2齿轮轴的技术要求(1)该轴的齿形粗加工应安排在齿轮轴各外圆完成半精加工之后，因为作为齿轮轴来讲，齿形加工是该零件加工中工作量比较大、加工难度也比较大的加工内容，其加工位置适当放后一些，可提高定位基准的定位高度，而齿形精加工应安排在该零件各外圆等表面全部加工好后进行，从而消除齿形局部淬火产生的热处理变形。

(2)外圆表面的加工顺序应先加工大直径外圆，然后加工小直径外圆，以免一开始就降低工件的刚度。

(3)齿轮轴上的键槽等次要表面的加工一般应安排在外圆精车或粗磨之后、精磨外圆前进行。如果在精车前就铣车键槽，一方面，在精车前，由于断续切削而产生振动，既影响加工质量又容易损坏刀具；另一方面，键槽的尺寸要求也难以保证。这些表面加工也不宜安排在主要表面精磨后进行，以免破坏主要表面精度[19]。4.6.3齿轮轴的三维简图图4-5齿轮轴简图4.6.4零件基准面的选择以轴定位加工外圆，以轴承段定位。4.6.5齿轮轴的机械加工工艺过程齿轮轴加工工艺过程如下表所示：表4-5齿轮轴加工工艺过程机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号01产品名称零件名称齿轮轴共材料牌号45毛坯种类锻造毛坯外形尺寸每毛坯件数1每台件数1工序号工名序称工序内容车间工段设备工艺装备夹具刀具量具1锻造锻造毛坯左段φ150mm长107mm，齿轮段φ240mm长80mm，右段φ150mm长287mm。2热处理正火3车车两端面保证总长470mm、车倒角、钻中心孔、CA6140三爪卡盘车刀游标卡尺4车粗车外圆φ140mm、φ239mm、φ140mm、φ125mm车退刀槽。CA6140三爪卡盘、顶尖车刀游标卡尺5车半精车外圆两段φ140mmCA6140三爪卡盘、顶尖车刀游标卡尺、外径千分尺6检验按图样要求，检验形位公差，尺寸要求7滚齿按图样要求以φ140两端轴定位滚齿，单面留磨量0.3-0.4mm滚齿机整体齿轮滚刀8铣铣键槽铣床铣刀9钳修齿部，去毛刺10调质淬火，回火11磨齿以φ140两端轴定位磨齿达到要求磨齿机12检验游标卡尺、千分尺设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期4.7齿条轴的加工工艺4.7.1齿条轴的材料齿条轴采用40Cr,齿条调质处理。4.7.2齿条轴的技术要求（1）要求齿条较准确地传递运动，传动比恒定。（2）要求齿条传递运动平稳，以减小冲击、振动和噪声。（3）要求齿条工作时，齿面接触要均匀，以使齿轮条在传递动力时不致因载荷分布不匀而使接触应力过大，引起齿面过早磨损。弹性变形所引起的尺寸变化和加工、装配时的一些误差。齿轮齿条的制造精度和齿侧间隙主要根据齿轮的用途和工作条件而定。对于分度传动用的齿轮，主要要求齿轮的运动精度较高；对于高速动力传动用齿轮，为了减少冲击对于重载低速传动用的齿轮，则要求齿面有较高的接触精度，以保证齿轮不致过早磨损；4.7.3齿条轴的三维简图图4-6齿条轴简图4.7.4零件基准面的选择轴定位铣平面，铣齿。4.7.5齿条轴机械加工工艺过程齿条轴加工工艺过程如下表所示：表4-6齿条轴加工简图机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号06产品名称零件名称共材料牌号40Cr毛坯种类型材毛坯外形尺寸每毛坯件数1每台件数1工序号工名序称工序内容车间工段设备工艺装备夹具刀具量具1下料下φ122mm圆棒料长1028mm2车车两端面，保证长度1026mm，钻中心孔CA6140三爪卡盘车刀游标卡尺3车粗车外圆φ50、φ55、φ60、φ120，倒角，调头车另一端，倒角CA6140三爪卡盘、顶尖车刀游标卡尺4车半精车、精车φ60，留磨0.03-0.04数控车床三爪卡盘、顶尖车刀游标卡尺5车车两段螺纹M55×2数控车床三爪卡盘、顶尖车刀游标卡尺6刨刨齿形面，刨床专用夹具7铣按图纸要求铣齿铣齿机专用夹具成形铣刀8调质处理淬火，回火9磨磨齿磨齿机10磨磨两直径φ60段达到技术要求磨床11钳去毛刺、清洗吹净12检验设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期4.8箱体及其他零部件加工工艺箱体一般采用铸造，铸造能够获得形状复杂的缸体毛坯，机械加工工艺性好，生产率高。灰铸铁铸件常用HT200至HT350之间几个牌号，要求较高者，可采用球墨铸铁QT450-10、QT500-7、QT600-3等。此外还可以采用铸钢ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570等。由于对箱体的要求不高，故采用HT200灰铸铁铸件。箱体铸造成型后钻前后端盖连接的螺纹孔，车轴承安装孔达到技术要求，铣法兰连接面保证同轴度。钻连接螺纹前后端盖采用铸造成型，热处理后钻孔，车配合外圆面。箱体的加工工艺如下表：表4-7箱体加工工艺过程机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号07产品名称零件名称箱体共材料牌号HT200毛坯种类铸造毛坯外形尺寸每毛坯件数1每台件数1工序号工名序称工序内容车间工段设备工艺装备夹具刀具量具1铸造按图纸铸造2热处理人工时效3清理清除浇冒口、坡峰、喷砂4铣铣两侧面保证同轴度龙门铣床铣刀游标卡尺5铣铣前后两面龙门铣床铣刀游标卡尺6钳划线标记两侧螺栓孔、前后螺栓孔游标卡尺7钻钻孔、攻螺纹游标卡尺8检验游标卡尺设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期4.9装配图图4-7装配图总结根据设计要求，完成了齿轮齿条摆动液压缸的结构设计，并对其中的关键零部件进行了受力分析和强度校核，以及制定它们的加工工艺。在设计期间完成各零件的三维模型以及零件的加工图纸和装配图纸，制作了零件的加工工艺过程卡片，以及完成毕业