發(fā)動機測扭油缸機加工藝及磨工夾具設(shè)計

發(fā)動機測扭油缸機加工藝及磨工夾具設(shè)計,發(fā)動機,測扭油缸機加,工藝,磨工,夾具,設(shè)計 （2010 屆）本科畢業(yè)設(shè)計（論文）資料題 目 名 稱： 發(fā)動機測扭油缸機加工藝 學(xué) 院（部）： 機械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 生 姓 名： 班 級： 學(xué)號 指導(dǎo)教師姓名： 職稱 教授 最終評定成績： 湖南工業(yè)大學(xué)教務(wù)處2010屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文）資料第一部分 設(shè)計說明書 （2010屆） 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）發(fā)動機測扭油缸機加工藝及磨工夾具設(shè)計學(xué) 院（部）： 機 械 工 程 學(xué) 院 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 生 姓 名： 班 級： 學(xué)號 指導(dǎo)教師姓名： 職稱 最終評定成績 2010 年6月湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計摘要本次設(shè)計是飛機發(fā)動機上的一個測扭油缸零件的加工工藝規(guī)程及關(guān)鍵工序的專用夾具設(shè)計。測扭油缸零件是飛機發(fā)動機上經(jīng)常遇到的典型零件之一。它屬于長套筒薄壁類零件，體積小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，精度要求比較高，在發(fā)電機中起很大的作用。首先我對測扭油缸零件進行了工藝分析，然后針對其工藝特點設(shè)計了機械加工工藝規(guī)程，制定了加工工序卡；為保證生產(chǎn)效率較高，產(chǎn)品質(zhì)量合格，結(jié)合生產(chǎn)加工的實際情況，在關(guān)鍵工序第95道工序上設(shè)計了專用磨工夾具。在磨工夾具的設(shè)計中，定位方式采用一面一內(nèi)圓面一孔角向定位、夾緊裝置采用螺旋壓板機構(gòu)。從而保證工件的加工精度，并使裝夾方便、快捷可靠。在整個加工工藝過程中選用了車床、銑床和磨床。關(guān)鍵詞：測扭油缸，機械加工工藝，磨工夾具ABSTRACTThis is a special fixture design used in the processing technical regulations and key process for a spare the fuel tank on certain engine. The fuel tank of a typical part in the aeroengine. It belongs to a long sleeve thin-walled parts, small size, shape more complex structure, relatively high accuracy in generating significantly in the role. The design of the first test on a twisted parts of the fuel tank and then for its design of the mechanical characteristics of a point of order processing, development of the processing card; So as to guarantee the high efficiency and qualified products ,combine the practical situation of producing and processing ,design a grinding fixture at the key process 95. In the design of grinding fixture ,locating system is to adopt one hole one plane angular allocation to positioning ,and holding fixture use the spiral clamping mechanism. Lathe ,miller and grinder machine are selected and put to use during the whole processing technical regulation .Keywords: Twisted measured the fuel tank, Machining process, Mill workers FixtureVI 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計目 錄第1章 緒論11.1 選題來源11.2 機械加工工藝及夾具設(shè)計現(xiàn)狀11.3 主要設(shè)計內(nèi)容及思路31.4 預(yù)期設(shè)計成果3第2章 測扭油缸工藝規(guī)程設(shè)計4 2.1 零件分析42.1.1 測扭油缸的作用42.1.2 測扭油缸的工藝分析4 2.2 毛坯設(shè)計10 2.2.1 確定毛坯的生產(chǎn)類型102.2.2 材料分析102.2.3 確定毛坯的種類和制造方式102.2.4 毛坯形狀與尺寸的確定11 2.3 工藝路線的制訂122.3.1 加工方法的選擇132.3.2 加工階段的劃分172.3.3 工序集中與分散182.3.4 工序順序的安排192.3.5 工藝路線方案的確定20 2.4 工序設(shè)計262.4.1 基準的選擇262.4.2 加工余量的確定282.4.3 工序尺寸及其公差的確定302.4.4 設(shè)備、工藝裝備的選擇34第3章 磨床夾具的設(shè)計35 3.1 分析原始資料、明確設(shè)計任務(wù)35 3.2 磨床夾具的作用及設(shè)計要求35 3.3 磨床夾具定位裝置設(shè)計363.3.1 定位所需限制的自由度分析363.3.2 定位元件設(shè)計373.4 磨床夾具夾緊裝置設(shè)計383.4.1 夾緊方案的選擇383.3.2 夾緊力的計算393.3.3 夾緊機構(gòu)設(shè)計393.5 夾具體及其它裝置設(shè)計413.6 磨床夾具的精度計算與分析413.7 夾具使用及維護注意事項43結(jié)論45參考文獻46致謝47附錄1零件圖紙附錄2工藝規(guī)程附錄3設(shè)計圖紙 湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計第1章 緒 論1.1選題來源測扭油缸零件是中國南方航空動力有限公司生產(chǎn)的渦槳6飛機發(fā)動機測扭機構(gòu)中的一個零件。測扭油缸屬于典型的長套筒薄壁類零件，體積小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，精度要求比較高，在發(fā)電機中起很大的作用。飛機的心臟是發(fā)動機，發(fā)動機使燃料在燃燒室內(nèi)燃燒，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，它是動力的源泉。飛機發(fā)動機中的測扭機構(gòu)是用來感受第二級中間齒輪架的扭矩，并通過滑油壓力表測量測扭油缸內(nèi)平衡該扭矩的油壓，指示出發(fā)動機輸給螺旋槳的功率。測扭機構(gòu)共有6套測扭油缸測扭活塞組件。每個測扭活塞都用測扭活塞固定銷固定在減速器匣的凸耳內(nèi)，而測扭油缸則用測扭油缸固定銷與測扭油缸支承的凸耳連接。可見，測扭油缸是發(fā)動機中必不可少的零件。測扭油缸零件自設(shè)計到生產(chǎn)已有很長的歷史，經(jīng)過多次設(shè)計改進，其性能已得到了很大的提高，但隨著機械制造業(yè)和機床加工工藝及夾具的迅速發(fā)展，通過更先進的加工工藝來設(shè)計制造測扭油缸零件，以提高產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)效率，以更高的滿足對零件性能的要求。1.2 機械加工工藝及夾具設(shè)計現(xiàn)狀1-3隨著機械制造業(yè)的迅速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進步，機械制造工藝的內(nèi)涵和面貌正不斷的發(fā)生著變化，近年來的技術(shù)進展和發(fā)展趨勢主要為以下幾點：（1）常規(guī)工藝的不斷優(yōu)化：常規(guī)工藝的不斷優(yōu)化是實現(xiàn)高效化、強韌化、輕量化，以形成優(yōu)質(zhì)高效、低耗、少污染的先進使用工藝為主要目標，同時實現(xiàn)工藝設(shè)備、輔助工藝、工藝材料、檢測系統(tǒng)的成套工藝服務(wù)，使優(yōu)化工藝易于為企業(yè)所使用。（2）新型加工方法的不斷出現(xiàn)和發(fā)展：各種新型加工方法及工藝，包括精密加工、超精密加工、特種加工和復(fù)合加工等的產(chǎn)生改變了傳統(tǒng)的加工工藝，為適應(yīng)機械產(chǎn)品的更新?lián)Q代提出了更好的加工方法及工藝。（3）自動化等高新技術(shù)與工藝的緊密結(jié)合：計算機與自動化技術(shù)與工藝及設(shè)備相結(jié)合，使傳統(tǒng)的工藝面貌發(fā)生了很大的變化。夾具在機械加工中具有重要的作用，它能保證加工精度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減輕工人的勞動強度，保證安全，提高勞動生產(chǎn)率，能以優(yōu)質(zhì)、高效、低耗的工藝去完成零件的加工和產(chǎn)品的裝配，是機械加工中的一種重要的工藝裝備，在生產(chǎn)中具有很大的作用，具體地表現(xiàn)在以下幾個方面： （1）保證工件的加工精度和穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量：夾具在機床加工中的基本作用是，保證工件的相對位置精度，采用能直接定位的夾具，比劃線找正所達到的加工精度要求高得多。而且穩(wěn)定可靠。 （2）提高勞動生產(chǎn)率和降低加工成本：我國擁有的機床臺數(shù)占世界前例，如果使這些機床有很好的配套夾具，對發(fā)揮機床的潛力會起著重要的作用。一般說，采用專用夾具可省去畫線找正等工作，初進生產(chǎn)率的提高以及降低加工成本。近年來，由于夾具向標準化；可調(diào)化和組合等方面發(fā)展，在小批生產(chǎn)中也適當?shù)厥褂昧藢Ｓ脢A具，不僅可以提高勞動生產(chǎn)率，而且可以獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟效果。 （3）充分發(fā)揮機床的性能：在一臺普通車床上配備一個專門設(shè)計的旋轉(zhuǎn)刀架，可以加工圓球；若配備一個擺動刀架可以加工葉片的型面。因此，采用專用夾具可以擴大機床的使用范圍，從而達到“一機多能”，同時也是改變生產(chǎn)面貌的一個有效途徑。 （4）改善工人勞動條件：采用夾具后，工件的裝卸顯然要比不用夾具方便、省力、安全。例如，采用電動卡盤，只要按一下電鈕就可以完成工件的夾緊或松開動作。在機床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展：（1）高精度性：隨著機床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度對夾具的制造精度要求更高高精度夾具的定位孔距精度高達5m，夾具支承面的垂直度達到0.01mm/300mm，平行度高達0.01mm/500mm。機床夾具的精度已提高到微米級，世界知名的夾具制造公司都是精密機械制造企業(yè)；（2）高效性：為了提高機床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來越多。為了減少工件的安裝時間，各種自動定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。（3）模塊化：模塊、組合夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計的系列化、標準化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開發(fā)的基點。模擬仿真刀具的切削過程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗，了解市場需求，不斷地改進和完善夾具系統(tǒng)；（4）通用性、經(jīng)濟性：夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴展性功能強，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟性好。1.3主要設(shè)計內(nèi)容及思路本課體的設(shè)計主要內(nèi)容包括： 對測扭油缸零件的使用及技術(shù)條件進行分析；測扭油缸零件材料以及毛坯的選擇；測扭油缸零件加工工藝及熱處理工藝的確定；針對測扭油缸零件的加工工藝，設(shè)計磨工夾具。具體技術(shù)路線是： 調(diào)研，查閱相關(guān)文獻資料，了解目前測扭油缸零件加工工藝狀況。 通過分析測扭油缸零件使用及技術(shù)條件，選擇材料及毛坯； 確定測扭油缸零件加工工藝； 進行磨工夾具設(shè)計，校核，最后進行優(yōu)化設(shè)計。1.4預(yù)期設(shè)計結(jié)果通過設(shè)計測扭油缸零件的新型加工工藝及對應(yīng)磨工夾具，大大的改善原有的加工工藝及加工精度，更好的保證了產(chǎn)品質(zhì)量，很好的提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率。第2章 測扭油缸的工藝規(guī)程編制2.1 零件分析4測扭油缸是發(fā)動機中精度要求較高的一個零件，它的加工質(zhì)量對發(fā)動機的工作性能及裝配都有很大的影響，因此它的加工質(zhì)量直接決定著發(fā)動機的使用性能，它的加工是發(fā)動機生產(chǎn)的重要的一環(huán)節(jié)。渦槳6中的測扭油缸屬于套筒類零件，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，材料為合金滲碳鋼。其主要表面為同軸度要求較高的內(nèi)、外旋轉(zhuǎn)表面，尺寸公差小，粗糙度要求高，硬度較高。零件的厚度較薄易變形，加工的部位較多，難度較大。2.1.1 測扭油缸的作用測扭油缸管零件是飛機發(fā)電機的重要零件，飛機發(fā)動機中的測扭機構(gòu)是用來感受第二級中間齒輪架的扭矩，并通過滑油壓力表測量測扭油缸內(nèi)平衡該扭矩的油壓，指示出發(fā)動機輸給螺旋槳的功率。測扭機構(gòu)共有6套測扭油缸，每個測扭活塞都用測扭活塞固定銷固定在減速器匣的凸耳內(nèi)，其作用原理是連接測扭油缸固定銷與測扭油缸支承的凸耳。2.1.2 測扭油缸的工藝分析1、對測扭油缸零件的技術(shù)要求具體分析如下：（1)加工表面的尺寸精度、形狀精度和位置精度。5圖2-1如圖2-1所示，上下表面有尺寸公差，上表面對軸中心線有尺寸公差，上下表面的表面粗糙度為Ra=1.6m。圖2-2如圖2-2所示，孔的尺寸公差為IT7級，具體數(shù)值為，其內(nèi)孔表面粗糙度值為Ra=0.8m；孔與槽有尺寸公差，與右端小凸臺有尺寸公差；槽本身有尺寸公差，；其中槽的表面粗糙度為Ra=1.6m，凸臺的表面粗糙度為Ra=1.6m。圖2-3如圖2-3所示，左端面與右端面有尺寸公差，槽內(nèi)側(cè)與右端面有尺寸公差。左端面與槽的表面粗糙度均為Ra=3.2m圖2-4如圖2-4所示，槽對小凸臺面有尺寸公差；對槽有尺寸公差，槽的表面粗糙度為Ra=3.2m。圖2-5如圖2-5所示，孔的尺寸公差為IT7，具體數(shù)值為，其表面粗糙度為Ra=1.6m；孔的尺寸公差為IT7，具體數(shù)值為，其表面粗糙度為Ra=0.8m；的尺寸公差為IT7，具體數(shù)值為，其表面粗糙度為Ra=3.2m；倒角的尺寸公差為IT15，具體數(shù)值為，其表面粗糙度為Ra=3.2m；的尺寸公差為IT7，具體數(shù)值為，其表面粗糙度為Ra=0.4m。圖2-6如圖2-6所示，零件圖中對內(nèi)孔有圓度要求0.01。圖2-7如圖2-7所示，零件圖中內(nèi)孔對基準中心軸線有圓跳動要求0.05。圖2-8如圖2-8所示，尺寸的兩面對基準中心線有垂直度要求0.02。圖2-9如圖2-9所示，尺寸中心線對基準中心線A有位置要求0.01和垂直度要求0.04。（2）加工表面粗糙度以及表面質(zhì)量方面的其它要求。 表面粗糙度反映的是零件被加工表面上的微觀幾何形狀誤差。它主要由加工過程中刀具和零件表面間的摩擦、切削分離時表面金屬層的塑性變形以及工藝系統(tǒng)的高頻振動等原因形成的。從零件圖上可知表面粗糙度有Ra0.4um, Ra0.8um,Ra1.6um,Ra3.2um,Ra6.4um。對表面質(zhì)量的要求較高。（3）熱處理及其它要求（如動平衡、未注圓角、去毛刺、毛坯要求等）。由零件的技術(shù)要求可知，該零件的毛坯為鍛件，要滲碳區(qū)滲碳深度為0.60.9，滲碳面HRC60，非滲碳區(qū)HRC3245.5。2、對測扭油缸零件的結(jié)構(gòu)工藝分析如下 4：零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析是指所設(shè)計的零件在能滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟性。它包括零件的整個工藝過程的工藝性，如鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理、切削加工等的工藝性，涉及面很廣，具有綜合性。而且在不同的生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件下，同樣一種零件制造的可行性和經(jīng)濟性可能不同，因此對其結(jié)構(gòu)工藝性的要求也不同。所以，在對零件進行工藝性分析時，必須根據(jù)具體的生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件，全面、具體、綜合地分析。在制訂機械加工工藝規(guī)程時，主要進行零件的切削加工工藝性分析，它主要涉及如下幾點：（1）工件應(yīng)便于在機床或夾具上裝夾，并盡量減少裝夾次數(shù)。（2）刀具易于接近加工部位，便于進刀、退刀、越程和測量，以及便于觀察切削情況等。（3）盡量減少刀具調(diào)整和走倒次數(shù)。（4）盡量減少加工面積及空行程，提高生產(chǎn)率。（5）便于采用標準刀具，盡可能減少刀具種類。（6）盡量減少工件和刀具的受力變形。（7）改善加工條件，便于加工，必要時應(yīng)便于采用多刀、工件加工。（8）有適宜的定位基準，且定位基準至加工面的標注尺寸應(yīng)便于測量。根據(jù)上面的要求我們可以對測扭油缸的結(jié)構(gòu)工藝性進行合理的分析，使零件在各個工藝過程都具有良好的工藝性。例如：（1）粗精加工分階段進行：套筒結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，主要表面精度高，如測扭油缸零件圖上的孔對基準A的垂直度達到0.04。只有粗精加工分開，才可消除粗加工造成的內(nèi)應(yīng)力、切削力、夾緊力、和切削熱對加工精度的影響。有利于保證加工精度，同時合理選用粗、精加工的設(shè)備可提高生產(chǎn)效率。（2）必須安排合理的熱處理工序：測扭油缸結(jié)構(gòu)復(fù)雜，精度要求高，由于切削力加工時產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，為保證后面的工序易于加工和加工后精度的穩(wěn)定性，在粗加工后安排一次調(diào)質(zhì)處理。2.2 毛坯的設(shè)計毛坯的設(shè)計應(yīng)正確的選擇毛坯。首先要根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)、材料、生產(chǎn)規(guī)模、機械加工的要求（余量、基準等）決定毛坯的制造方法，然后（鍛造和鑄造毛坯）確定其形狀、出模角、圓角半徑及技術(shù)條件。毛坯的尺寸和公差則在詳細擬定零件機械加工工藝路線以后，根據(jù)各工序加工余量決定總加工余量及毛坯尺寸和公差。2.2.1確定毛坯的確定生產(chǎn)類型根據(jù)任務(wù)書可知該產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)是小批生產(chǎn)。2.2.2材料分析測扭油缸零件對材料性能的要求，要求材料硬度值245HBS，加工后滲碳表面硬度值HRC60，非滲碳表面硬度HRC3245.5。另外，測扭油缸零件是發(fā)動機關(guān)鍵的零件，其尺寸精度和形狀精度要求也比較高，所以對毛坯材料的加工性能等要求也比較高，鑒于上述測扭油缸零件對材料的加工及使用要求，12Cr2Ni4A作為零件的毛坯材料。2.2.3確定毛坯的種類和制造方式4毛坯的種類很多，每一種毛坯又有許多不同的制造方法。常用的毛坯主要有：（1）軋制件 主要包括各種熱軋和冷拉圓鋼、方鋼、六角鋼等型材。（2）鑄件 鑄件適用于形狀較復(fù)雜的毛坯。（3）鍛件 鍛件適用于強度要求高、形狀較簡單的毛坯。（4）焊接件 焊接件是將型材或板料等焊接成所需的毛坯，簡單方便，生產(chǎn)周期短，但常需經(jīng)過時效處理消除應(yīng)力后才能進行機械加工。（5）其它毛坯 如沖壓件、粉末冶金和塑料壓制件等。選擇毛坯時應(yīng)全面考慮下列因素：（1）零件的材料及力學(xué)性能要求（2）零件的結(jié)構(gòu)形狀與尺寸（3）生產(chǎn)綱領(lǐng)的大?。?）現(xiàn)有生產(chǎn)條件（5）充分考慮利用新技術(shù)、新工藝、新材料的性能根據(jù)對測扭油缸零件的分析和任務(wù)書的要求，測扭油缸是渦漿6發(fā)動機中的一個重要零件，要保證其良好的機械性能，和保證零件的工作可靠。零件為薄壁套筒類零件強度要求較高且是小批生產(chǎn)。因此選擇鍛件，鍛造的方法有自由鍛和模鍛兩種。自由鍛精度低、加工余量大、生產(chǎn)率低，適用于單件小批量生產(chǎn)以及大型零件毛坯。模鍛毛坯精度高、加工余量小、生產(chǎn)效率高，適用于中批以上的中小型零件毛坯。由上分析，應(yīng)選擇模鍛，模型鍛造是將金屬胚料放在具有一定形狀的鍛模膛內(nèi)，受沖擊力或壓力面變形的加工方法。模鍛可以獲得合理的纖維組織，使得鍛件機械性能好，尺寸準確，表面光潔，加工余量小，節(jié)省金屬材料。綜上，確定毛坯的種類為鍛件，其制造方式為模鍛。2.2.4 毛坯形狀與尺寸的確定4毛坯尺寸和零件圖上相應(yīng)的設(shè)計尺寸之差稱為加工總余量，又叫毛坯余量。毛坯尺寸的公差稱為毛坯公差。毛坯余量和毛坯公差的大小同毛坯的制造方法有關(guān)，生產(chǎn)中可參考有關(guān)工藝手冊6和標準確定。毛坯余量確定后，將毛坯余量附加在零件相應(yīng)的加工表面上，即可大致確定毛坯的形狀與尺寸。此外，在毛坯制造、機械加工及熱處理時，還有許多工藝因素會影響到毛坯的形狀與尺寸。確定毛坯的形狀與尺寸圖3-1所示：圖3-12.3 工藝路線的制訂制訂工藝過程時，首先要制訂工藝路線，然后詳細進行工序設(shè)計，這兩個過程是相互聯(lián)系的，需進行反復(fù)和綜合的分析。制訂工藝路線是制訂工藝過程的總體布局，其任務(wù)是確定工序的數(shù)量、內(nèi)容和順序，需要從以下方面進行考慮。72.3.1加工方法的選擇81）首先確定零件主要表面最終工序的加工方法零件是由若干個基本表面組成的。由于零件的主要表面直接影響零件和產(chǎn)品的質(zhì)量，所以應(yīng)首先確定其最終工序的加工方法。（1）工件材料的性質(zhì)加工方法的選擇，常受工件材料性質(zhì)的限制，例如淬火鋼淬火后應(yīng)采用磨削加工；而有色金屬磨削困難，常采用高速精密車削或金剛鏜進行精加工。（2）工件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸外圓表面多采用車削或磨削，回轉(zhuǎn)體零件上較大直徑的孔亦可采用車削或磨削，箱體上孔徑較大或長度較短的孔宜選用鏜削，孔徑較小時宜用鉸削。（3）各種加工方法所能達到的經(jīng)濟精度和表面粗糙度選定的加工方法應(yīng)能達到所需要的加工精度和表面粗糙度，并符合經(jīng)濟性的要求。在正常加工條件下（采用符合質(zhì)量標準的設(shè)備和工藝設(shè)備，以及標準技術(shù)等級的工人不延長加工時間）所能保證的加工精度，稱為經(jīng)濟加工精度，簡稱經(jīng)濟精度。常用加工方法所能達到的經(jīng)濟加工精度和表面粗糙度見表3-1。表3-1 常用加工方法所能達到的經(jīng)濟加工精度和表面粗糙度加工表面加工方法經(jīng)濟精度等級IT表面粗糙度Ra/m外圓柱面粗 車細 車精 車金剛石車1113910785612.5501.66.30.81.60.0251.25粗 磨精 磨68570.40.80.10.4研 磨超精加工5650.040.10.0120.1圓柱孔鉆 孔擴 孔111310113.2501.612.5粗 鉸精 鉸810781.63.20.20.8粗 鏜細 鏜精 鏜1213911786.312.51.63.20.40.8粗 磨精 磨78670.20.80.10.2珩 磨研 磨67560.040.20.1拉 孔680.41.6平面粗刨、粗銑半精刨、半精銑111381012.5501.66.3拉 削780.83.2粗 磨精 磨79670.83.20.20.8研 磨刮 研56570.10.20.8基于上述要求，將重要的孔和平面的最終加工方法列于如下：內(nèi)孔，精度等級為IT7，表面粗糙度Ra=0.4m,因此采用研磨。內(nèi)孔，精度等級為IT7，表面粗糙度Ra=0.8m,因此采用磨削。內(nèi)孔，精度等級為IT7，表面粗糙度Ra=0.8m，因此采用磨削。外圓，精度等級為IT7，表面粗糙度Ra=1.6m,因此采用磨削。平面，精度等級為IT9，表面粗糙度Ra=1.6m,因此采用磨削。槽寬深，精度等級為IT14，表面粗糙度Ra=1.6m,因此采用粗磨2）然后確定零件主要表面前導(dǎo)工序的加工方法零件主要表面最終工序的加工方法確定后，用倒推法，逐一確定零件主要表面前導(dǎo)工序（準備工序）的加工方法。（1）外圓表面的加工方案圖3-2所示是外圓表面加工方案，常用的有以下三種：圖3-2 外圓表面的加工方案粗車半精車精車 如果加工精度要求較低，也可以只取粗車半精車。粗車半精車磨 對于黑色金屬材料，特別是有淬火要求的表面，通常采用這種加工方案。當外圓表面精度要求較高時，可采取粗車半精車粗磨精磨的方案。粗車半精車精車金剛石車 這種加工方案主要適用于有色金屬材料及其他不宜采用磨削加工的有效高精度要求的外圓表面。當外圓表面的精度或表面質(zhì)量要求特別高時，在方案的基礎(chǔ)上，還要增加光整加工（或精密加工）方法。常用的光整加工方法有研磨、拋光、砂帶磨等，光整加工以減小表面粗糙度為主要目的。（2）孔的加工方案圖3-3所示是孔的加工方案。常用的有以下四種：圖3-3 孔的加工方案鉆擴粗鉸精鉸 此方案廣泛用于加工直徑小于30mm的中心孔。其中擴孔有糾正位置誤差的能力，而鉸刀又是定尺寸刀具，容易保證孔的尺寸精度。對于直接較小的孔，有時只需要鉸一次便能達到要求的加工精度。粗鏜半精鏜粗磨精磨 該方案主要用于大中孔的加工，特別是淬硬零件孔的加工。當孔的精度要求更高時，可增加研磨或珩磨等光整加工工序。粗鏜（或鉆）半精鏜精鏜 這種加工方案適用于位置精度要求較高的孔系或有色金屬零件孔的加工。如果毛坯上已有鑄出或鍛出的孔，則第一道工序可直接安排粗鏜（或擴），而不必安排鉆孔。當孔的加工要求更高時，可在精鏜后安排金剛鏜或珩磨等精密加工方法。鉆拉 多用于大批大量生產(chǎn)中加工盤套類零件的圓孔、單鍵孔及花鍵孔。加工要求較高時，拉削可分為粗拉和精拉。（3）平面加工方案平面加工主要采用銑削或刨削方法加工。要求較高的表面銑削或刨削以后還要安排精加工。常用的平面精加工方法有以下幾種：磨削 磨削可以得到較高的加工精度（IT6）和較小的表面粗糙度（Ra0.16），且可以磨淬硬表面，因此廣泛應(yīng)用于中小型零件的平面精加工。要求更高的零件可以在粗磨精磨后再安排研磨或精密磨等加工。刮研 這是獲得精密平面的傳統(tǒng)加工方法。由于這種方法勞動量大、生產(chǎn)率低，在大批量生產(chǎn)下已逐步被磨削所取代，但在單件小批生產(chǎn)和修配工作中仍有廣泛的應(yīng)用。高速精銑或?qū)捜芯?高速精銑不僅能獲得高的精度和表面質(zhì)量，而且生產(chǎn)率高，應(yīng)用于不淬硬的中小型零件平面的精加工；寬刃精刨多用于大型零件特別是狹長平面的精加工。零件的主要表面的加工方案和加工方法選定后，再選定次要表面的加工方案和加工方法。按照一定的加工方法和一定的加工順序加工出組成零件的各個基本表面，就可以完成零件的加工。基于上述要求，將重要的孔和平面的加工方法列于如下：內(nèi)孔，精度等級為IT7，表面粗糙度Ra=0.4m：粗車半精車精車粗磨研磨內(nèi)孔，精度等級為IT7，表面粗糙度Ra=0.8m：粗車半精車精車磨內(nèi)孔，精度等級為IT7，表面粗糙度Ra=0.8m：。鉆半精車磨外圓，精度等級為IT7，表面粗糙度Ra=1.6m：粗車半精車磨平面，精度等級為IT9，表面粗糙度Ra=1.6m：粗銑 半精銑磨2.3.2 加工階段的劃分4當零件的加工質(zhì)量要求比較高時，往往不可能在一道工序中完成全部加工工作，而必須分幾個階段來進行加工。（1）加工階段 整個工藝過程一般需劃分為如下幾個階段：1）粗加工階段 這一階段的主要任務(wù)是切大部分余量，關(guān)鍵問題是提高生產(chǎn)率。2）半精加工階段 這一階段的主要任務(wù)是為零件主要表面的精加工做好準備，并完成一些次要表面的加工。3）精加工階段 這一階段的主要任務(wù)是保證零件主要表面的尺寸精度、形狀精度、位置精度及表面粗糙度要求。這是關(guān)鍵的加工階段，大多數(shù)零件的加工經(jīng)過這一加工階段就已完成。4）光整加工階段 對于零件尺寸精度和表面粗糙度要求很高的表面，還要安排光整加工。這一階段的主要任務(wù)是提高尺寸精度和減小表面粗糙度值，一般不用來糾正位置誤差。位置精度由前面工序保證。（2）劃分加工階段的原因1）利于保證加工質(zhì)量2）合理使用設(shè)備3）便于安排熱處理4）便于及時發(fā)現(xiàn)毛坯缺陷，以及避免損傷已加工表面2.3.3 工序集中與分散4工序集中與工序分散是擬定工藝路線時，確定工序數(shù)目或工序內(nèi)容多少的兩種不同原則，它與設(shè)備類型的選擇有密切的關(guān)系。（1）工序集中工序集中就是將工件的加工集中在少數(shù)幾道工序內(nèi)完成，每道工序的加工內(nèi)容較多。其特點是：1）采用高效專業(yè)設(shè)備及工藝裝備，生產(chǎn)率高2）工件裝夾次數(shù)減少，易于保證表面間位置精度，還能減少工序間運輸量，縮短生產(chǎn)周期。3）工序數(shù)目少，可減少機床數(shù)量、操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，還可簡化生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)組織工作。4）因采用結(jié)構(gòu)復(fù)雜的專業(yè)設(shè)備及工藝設(shè)備，故投資大，調(diào)整和維修復(fù)雜，生產(chǎn)準備工作量大，轉(zhuǎn)換新產(chǎn)品比較費時。（2）工序分散工序分散就是將工件的加工，分散在較多的工序內(nèi)進行，每道工序的加工內(nèi)容很少，最少時每道僅有一個簡單的工步。其特點是：1）設(shè)備及工藝裝備比較簡單，調(diào)整和維修方便，工人容易掌握，生產(chǎn)準備工作量少，又易于平衡工序時間，易適應(yīng)產(chǎn)品的更換。2）可采用最合理的切削用量，減少機動時間。3）設(shè)備數(shù)量少，操作工人多，占用生產(chǎn)面積大。（3）工序集中與分散的選用 工序集中與工序分散各有利弊，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)類型、現(xiàn)有生產(chǎn)條件、工件結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求等進行綜合分析后選用。一般來說，在產(chǎn)量較小時，為簡化計劃、調(diào)度等工作，選取工序集中原則便于組織生產(chǎn)；當產(chǎn)量很大時，可按分散原則以利于組織流水生產(chǎn)。對尺寸和質(zhì)量大的工件，由于安裝和運輸困難，一般宜采用集中原則組織生產(chǎn)。測扭油缸零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)是小批生產(chǎn)，且零件較復(fù)雜，按理應(yīng)采用工序集中原則，但測扭油缸又屬薄壁類套筒類零件，因此剛性較差，而其對精度要求較高，所以采用工序分散原則。2.3.4 工序順序的安排4復(fù)雜零件的機械加工工藝路線要經(jīng)過一系列切削加工、熱處理和輔助工序。因此在擬定工藝路線時，工藝人員要全面地把切削加工、熱處理和輔助工序三者一起加以考慮。應(yīng)遵循以下原則。1）切削加工工序的安排原則（1）先基面后其它（2）劃分加工階段（3）先主后次（4）先面后孔（5）安排加工順序時還要考慮車間設(shè)備布置情況2）熱處理工序的安排原則為了消除內(nèi)應(yīng)力、改善性能而進行的預(yù)先熱處理工序，如時效、正火、退火等，應(yīng)安排在粗加工之前。對于精度要求較高的零件有時在粗加工之后，甚至半精加工后還安排一次時效處理。為提高零件的綜合力學(xué)性能而進行的熱處理，如調(diào)質(zhì)，應(yīng)安排在粗加工之后半精加工之前進行，對于一些沒有特別要求的零件，調(diào)質(zhì)也常作為最終熱處理。為了得到高硬度的表面而進行的滲碳、淬火等工序，一般應(yīng)安排在半精加工之后，精加工之前。對整體淬火的零件，則應(yīng)在淬火之前，盡量將所有用金屬切削刀具加工的表面都加工完，經(jīng)過淬火后，一般只能進行磨削加工。為提高零件硬度、耐磨性、疲勞強度和抗蝕性而進行的滲氮處理，由于滲氮層較薄，引起工件的變形極小，故應(yīng)盡量靠后安排，一般安排在精加工或光整加工之前。為了減小滲氮后工件的變形，滲氮前要加一消除應(yīng)力工序。3）輔助工序的安排原則輔助工序包括工件的檢驗、去毛刺、清洗和涂防銹油等，其中檢驗工序是主要的輔助工序，它保證產(chǎn)品質(zhì)量有極重要的作用。輔助工序一般應(yīng)安排在：（1）粗加工全部結(jié)束后，精加工之前；（2）工件從一個車間轉(zhuǎn)向另一個車間前后；（3）重要工序加工前后；（4）零件全部加工結(jié)束之后。2.3.5 工序路線方案的確定制定工藝路線的出發(fā)點應(yīng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在已確定為小批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用專用機床加工再配以專用夾具。除此之外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。根據(jù)上面的分析，下面對工藝路線方案進行確定。1）測扭油缸的加工工藝過程測扭油缸零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)是小批生產(chǎn)，且零件較復(fù)雜，按理應(yīng)采用工序集中原則，但測扭油缸又屬薄壁類套筒類零件，因此剛性較差，而其對精度要求較高，所以采用工序分散原則。工藝裝備可采用通用機床和專用夾具，以提高生產(chǎn)率，降低成本?，F(xiàn)列出兩種機械加工工藝方案，如表3-2和表3-3所示。表3-2 測扭油缸機械加工工藝方案一工序號工序名稱工序內(nèi)容定位基準加工設(shè)備0鍛坯模鍛5調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)后硬度為HRC303710車工校正毛坯，粗車外圓外圓表面作為粗基準普通車床C620-115車工粗車、同軸孔和的外圓表面外圓表面作為定位普通車床C620-120鉆工鉆孔以外圓表面作為定位基準立式鉆床Z51825車工車外圓并倒角外圓表面作為定位普通車床C620-130車工車外圓；車的右端面并倒R4和R5的角；車小端面；車的外圓；車中心孔以外圓為定位基準普通車床C620-135車工車大端面；倒角；車和內(nèi)孔；車，寬槽；車，寬的槽；車，寬的槽。外圓表面作為定位普通車床C620-140車工修正的中心孔以內(nèi)圓為定位基準普通車床C620-145車工車孔以內(nèi)圓為定位基準普通車床C620-150銑工銑工的兩端面以內(nèi)圓為定位基準臥式銑床X62W55銑工銑工的兩端面以內(nèi)圓為定位基準臥式銑床X62W60銑工銑工深的槽以內(nèi)圓為定位基準立式銑床FA2V65鉗工除去全部毛刺70銑工銑寬深的槽以內(nèi)圓為定位基準臥式銑床X6175銑工銑寬深的槽以外圓為定位基準立式銑床FA2V80銑工銑R13的外圓表面以孔為定位基準立式銑床FA2V85磨工磨兩端面以內(nèi)圓為定位基準平面磨床M7120-190鉗工除去全部毛刺（特殊注明處除外）95檢驗主要檢驗、兩尺寸和表面粗糙度100鍍銅全部鍍銅105車工車削和兩內(nèi)孔表面以外圓為定位基準數(shù)控車床CAK6136A110車工車削孔并倒角以內(nèi)圓為定位基準數(shù)控車床CAK6136A115鉗工除去加工面毛刺并銳邊磨圓R0.3（特殊注明處除外）120檢驗主要檢查滲碳表面尺寸125滲碳、淬火將滲碳部分滲碳淬火，滲碳深度0.81.0130鉗工研好兩端中心孔135磨工磨削外圓表面；磨右端面和R5圓弧連接以兩端中心孔為定位基準萬能磨床M115W140磨工磨削大端面；磨削內(nèi)圓表面；磨內(nèi)圓表面以外圓為定位基準內(nèi)圓磨床虹江51145車工車削外圓表面、右端面和R5圓弧連接以兩端中心孔為定位基準普通車床C620-1150車工車削壁厚為以內(nèi)圓為定位基準普通車床C620-1155銑工銑削R13圓弧表面以孔為定位基準立式銑床FA2V160磨工磨削內(nèi)圓表面以內(nèi)圓為定位基準內(nèi)圓磨床M2110165磨工磨削兩端面以內(nèi)圓為定位基準平面磨床M7120-1170磨工磨削寬深槽以內(nèi)圓為定位基準平面磨床M7120-1175鉗工拋光R13全部銳邊磨圓（特殊注明處除外）180研磨研磨內(nèi)圓表面185磁流檢驗檢查有無裂痕190氧化零件表面氧化195檢驗按零件圖紙檢驗表3-3 測扭油缸機械加工工藝方案二工序號工序名稱工序內(nèi)容定位基準加工設(shè)備0鍛坯模鍛5車工校正毛坯，粗車外圓外圓表面作為粗基準普通車床C620-110車工粗車、同軸孔和的外圓表面外圓表面作為定位普通車床C620-115鉆工鉆孔以外圓表面作為定位基準立式鉆床Z51820調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)后硬度為HRC303725車工車外圓并倒角外圓表面作為定位普通車床C620-130車工車外圓；車的右端面并倒R4和R5的角；車小端面；車的外圓；車中心孔以外圓為定位基準普通車床C620-135車工車大端面；倒角；車和內(nèi)孔；車，寬的槽外圓表面作為定位普通車床C620-140車工車大端面；車內(nèi)孔；車內(nèi)孔并倒角；車，寬的槽外圓表面作為定位普通車床C620-145車工車、寬的槽；倒角外圓表面作為定位普通車床C620-150車工修正的中心孔以內(nèi)圓為定位基準普通車床C620-155車工車孔以內(nèi)圓為定位基準普通車床C620-160銑工銑工的兩端面以內(nèi)圓為定位基準臥式銑床X62W65銑工銑工的兩端面以內(nèi)圓為定位基準臥式銑床X62W70銑工銑工深的槽以內(nèi)圓為定位基準立式銑床FA2V75鉗工除去全部毛刺80銑工銑寬深的槽以內(nèi)圓為定位基準臥式銑床X6185銑工銑寬深的槽以外圓為定位基準立式銑床FA2V90銑工銑R13的外圓表面以孔為定位基準立式銑床FA2V95磨工磨兩端面以內(nèi)圓為定位基準平面磨床M7120-1100