柱塞的工艺设计--毕业论文.doc
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1、 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文(设计) 级 机电一体化 专业题 目: 柱塞的工艺设计 学生姓名: 指导教师: 班 级: 柱塞的工艺设计 毕业设计开题报告专 业:机电一体化 班级:06机电(3)班 姓 名: 学 号:子课题名称柱塞的加工工艺指导老师本课题要解决的问题及采用的研究方法:柱塞为轴类零件,通过对柱塞加工材料的选择和加工工艺的分析,掌握柱塞加工的基本过程,分析设计中所出现的问题,明确各种机床的使用以及加工工序简图,在机械加工工艺和热处理设备有限的情况下通过控制淬火工艺制定适宜的去应力退火温度和保温时间,并根据机械加工方法的不同,合理调整加工工序可有效防止热变形,以保证零件的加工
2、精度。零件的特点:此柱塞零件为轴套类零件,应用范围广,通常起支承和导向作用,用于摩托车化油器,柱塞作往复运动,工作温度高,材料应具有耐热性,柱塞套的导热性要好,最好选用比热容较大的合金结构钢。设计制造的要求:在该零件的加工中,包括刀具和工件的相对运动轨迹、主轴的启停、主轴转数、吃刀深度、走刀量、刀具的自动更换以及冷却液的开关等,对数控机床来说,功能十分强大。要提高国产柱塞的设计水平,我们对原材料的选用和成形方法、机加工和表面处理要进行各方面的考虑。毕业设计完成进度计划:第1周:柱塞的初步设计,完成现实系统描述并形成初稿。第2周:完成设计任务书,通过初审。第3周:修改设计任务书,概要设计初审。第
3、4周:详细设计,实现柱塞的工艺设计。第4、5周:检验,完成所有文档,毕业课题验收。指导老师意 见年 月 日教研室意 见年 月 日课程论文(设计)成绩评定表姓 名班 级06机电一体化(3)班专 业机电一体化指导教师第一次指导意见指导教师第二次指导意见指导教师第三次指导意见指导教师评语及评分 成绩: 签字(盖章) 年 月 日答辩小组评价意见及评分成绩: 签字(盖章) 年 月 日教学系毕业实践环节指导小组意见签字(盖章) 年 月 日学院毕业实践环节指导委员会审核意见签字(盖章) 年 月 日说明:1、以上各栏必须按要求逐项填写.。2、此表附于毕业论文 (设计)封面之后 毕业设计任务书一、设计题目:柱塞
4、的加工工艺二、设计目的巩固学生对所学知识、技能的掌握、使之系统化、综合化。1.培养学生独立解决问题的能力。2.培养学生基本工作实践能力,思考能力。3.培养学生知识信息的收集。4.培养学生撰写符合规范要求的设计说明书和编写相关技术文件的能力。三、设备概述和技术要求:1.要求说明在各工艺流程中所使用的设备名称、特点、型号、技术登记、加工范围等。2.技术数据要说明与加工工艺之间的关系。3.要求说明相关技术要求与工艺要求四、 设计任务针对该零件的设计与加工,必须对原材料的选用和成形方法、机加工和表面处理要进行综合考虑。五、毕业设计说明书的要求:1.结论:简述零件的特点和设计制造的要求。2.基本工艺:详
5、细说明工艺设计的依据和原理。3.设备的选择:根据工艺要求和设备特点类说明。4.防护措施和注意事项。5.校验和核对。六、 设计体会七、 参考文献前 言高等职业教育作为高等教育发展中的一个类型,肩负着培养面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才的重要使命。因此,高等职业教育的实践教学要紧密结合社会实践,促进职业教育教学与生产实践、技术推广和社会服务紧密结合,坚持“以服务为宗旨、以就业为导向”的职业教育办学方针。 毕业设计与论文写作是整个人才培养计划中的最后一个环节,同时也是相当重要的一个实践教学环节。高职院校应牢牢把握职业教育的本质,面向社会,以经济建设为中心,走产学结合发展的道路;紧密结
6、合专业特点和行业特色,依托企业,把学生安排于实践第一线进行“真刀真枪”的实习;让学生在实际工作中接受锻炼,增长知识,增强技能,积累经验。里面主要编写了柱塞的工艺设计的依据和原理、柱塞的加工工艺、设计步骤、设计原理、计算步骤、加工设备及刀具的选择、在加工中的质量问题和结论等。 本书由院校有丰富毕业设计指导经验的教师直接参与编写,在此向他们表示衷心的感谢。对参加本书编写和资料收集工作的其他人员也表示感谢,由于作者水平有限,若书中有不足之处,敬请读者批评指正。目 录 毕业设计任务书 4前 言 5目 录 6摘 要 7写作题纲 8设计目的 9第一部分 毕业设计说明书111、对柱塞零件的分析 102、加工
7、设备及刀夹量具的选择 153、在操作加工中应注意的问题 184、在加工中的质量问题 19第二部分 设计体会21第三部分 致谢23参考文献附 柱塞的毛坯图 柱塞的成品图摘要本文分析了柱塞的具体加工工艺过程,以及在加工中存在的一些问题,对零件的使用和保养进行了探讨,各种机床的使用以及具体的工序简图,在机械加工工艺和热处理设备有限的条件下,通过控制扭杆的淬火工艺参数,制定适宜的去应力退火温度和保温时间,并根据机械加工方法的不同,合理调整冷热加工工序,可有效防止扭杆的变形,保证零件的设计精度。关键词:柱塞 加工工艺 技术要求 加工质量AbstractThis paper analyzes the pl
8、unger of the specific processes, as well as the processing of some problems on the use of the spare parts and maintenance are discussed, all kinds of machine tools, as well as the use of specific process diagram in the machining process and heat treatment equipment is limited The conditions, the har
9、dening of the torsion bar by controlling the process parameters, to stress the development of suitable annealing temperature and holding time, and in accordance with the method of machining, hot and cold reasonable adjustment processes, which can effectively prevent deformation of the torsion bar to
10、 ensure that the parts Design accuracy.Key words: plunger processing quality of the technical requirements for processing写作题纲第一部分:设计说明书一、对柱塞零件的分析(一)、零件的特点(二)、设计制造的要求1、加工柱塞成品所需的工艺过程2、表面硬质阳极氧化处理(三)、对零件技术和工艺的要求1、技术要求:2、机械加工工艺过程(四)、工艺设计的依据和原理(五)、相关技术资料二、加工设备及刀夹量具的选择(一)、加工设备的选择(二)、刀夹量具的选择三、在操作加工中应注意的问题四、
11、在加工中的质量问题第二部分:心得体会第三部分:致谢第四部分:参考文献设计目的毕业设计主要是培养学生综合应用所学专业的基础理论、基本技能和专业知识的能力,培养学生建立正确的设计思想,掌握工程设计的一般程序、规范和方法。而高职类学生更应侧重于从生产第一线获得生产实际知识和技能,获得工程技术应用性岗位工作的基本训练,通过毕业设计,可树立正确的生产观点、经济观点和全局观点,实现由学生向工程技术人员的过渡。使学生进一步巩固和加深对所学的基础理论、基本技能和专业知识的掌握,使之系统化、综合化。培养学生独立工作、独立思考和综合运用所学知识技能,提高解决本专业范围内的一般工程技术问题的能力,从而扩大、深化所学
12、的专业知识和技能。1、培养学生的设计计算、工程绘图、实验研究、数据处理、查阅文献、外文资料、的阅读与翻译、计算机应用、文字表达等基本工作实践能力,使学生初步掌握科学研究的基本方法和思路。2、培养学生学会调查研究的方法,熟悉有关政策,提高运用国家标准、手册等工具书的能力,尤其注重培养学生独立获取新知识、新技术和新信息的能力。3、使学生初步掌握解决工程技术问题的正确指导思想、方法和手段,树立做事严谨、严肃认真、一丝不苟、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、具有团结协作的工作作风。4、培养学生撰写符合规范要求的设计说明书和文件的能力。第一部分:设计说明书一、对柱塞零件的分析 柱塞的毛坯图 柱塞的成品图具体
13、见附图(1)(2)(一)零件的特点此柱塞零件为轴套类零件,应用范围广,通常起支承和导向作用,用于摩托车化油器,柱塞作往复运动,工作温度高,材料应具有耐热性,柱塞套的导热性要好,最好选用比热容较大的合金结构钢。(二)设计制造的要求在该零件的加工中,包括刀具和工件的相对运动轨迹、主轴的启停、主轴转数、吃刀深度、走刀量、刀具的自动更换以及冷却液的开关等,对数控机床来说,功能十分强大。要提高国产柱塞的设计水平,我们对原材料的选用和成形方法、机加工和表面处理要进行各方面的考虑。1、加工柱塞成品所需的工艺过程:由于柱塞是机械中的关键零件,其形状较为复杂,精度要求高。因此,它的生产过程较长,其大致的工艺过程
14、为:原材料选用-毛坯加工-机械加工-表面处理选择毛坯:调制后具有良好的综合力学性能,是应用广泛的调质钢。用于轴类零件及曲轴,曲柄,汽车转向节,连杆,螺栓,齿轮等。表面淬火后硬度可达48-55HRC。截面在50mm以下时,油淬后有较篙的疲劳强度。一定条件下可用40MNB,35SiMn,42SiMn等代替。淬火温度850,冷却剂油回火温度520。冷却剂水油供应状态硬度207HBS一、毛坯材料的选择方案一:选用碳素钢碳素钢的Wc一般在0.15-0.60范围内过高则塑性差,易产生裂纹,适用于形状复杂且韧性强度要求较高的零件,也常用于韧性强度要求较高的大型零件。方案二:选用合金结构钢 渗碳钢主要用于制造
15、高耐磨性,并承受动载荷的零件,这类钢采用低炭成分,经表面渗碳进行成分调整再结合淬火+低温回火的热处理,能够使零件表面具有良好的耐磨性和疲劳强度内部有良好的韧性和足够的强度。结论:由于柱塞作往复运动,工作温度较高。柱塞材料应具有耐热性、耐磨性等综合力学性能。所以,选用合金结构钢40Cr.2.毛坯的化学成份:材料:结构钢 牌号 45(40Cr)成份CuMgMnFeSiZn比例(%)0150.40.81.20.150.70.40.80.25试制加工柱塞的化学成分毛坯机加工的工艺流程为:切断检查材料调质处理去毛刺涂润滑剂热处理 (1)检查材料每批订购的材料应抽查化学成分、表面质量和尺寸。符合要求的原材
16、料才能投入生产(2)切断a切断时在车床上进行,选用毛坯长度为35,20的实棒料,断前先计算坯料长度 。毛坯的体积按体积不变条件计算,并应加上修边量,在切断时要正确使用车床,在车削过程中要加入切削液,在切断过程中要保证工件加工表面的位置精度,对于柱塞的加工毛坯,由于各加工面具有同一回转轴线,并与车床主轴的回转线重合可一次装夹保证各加工面间的同轴度和垂直度等。b修边量,即V0=Vp+Vs (1)式中:V0为毛坯体积,mm3;Vp挤压件体积,mm3;Vs为修边量体积,mm3。一般情况下,Vs取Vp的3%5%。毛料的切断长度为h0=V0/A0 (2)式中:h0为坯料长度,mm;A0为坯料横断面积,mm
17、2。(3)去毛刺去除坯料切断时产生的毛刺,为了保证加工过程中工件的精度,尺寸公差等级和表面粗糙度,可在车床上进行去出毛刺,也可用钳工去毛刺,用钳工去毛刺,采用锉刀进行轻轻的修磨工件,去毛刺后要保证加工精度和加工后的实际几何参数(尺寸和形状位置)与理想几何参数的符合。(4)调质处理把高温回火加淬火称调质处理。为了降低毛坯的变形抗力,提高塑性,改善组织,细化晶粒,使坯料易于加工,在加工前进行调质处理。具体的回火温度规范为:500650,保温4h,检测调质处理前后的硬度结果:处理前坯料硬度为HB3840;处理后坯料硬度为HB6872。(5)冷却液加工时,在切削过程中合理地使用切削液,能够有效地减小摩
18、擦和切削力,降低切削温渡,保证加工质量,提高刀具使用寿命和切削效率。加工过程中选择乳化液;乳化液是将乳化油用95%98%的水稀释而成的,他的应用很广泛,乳化油含量较少的低浓度乳化液的冷却效果较好,主要用于磨削粗车.钻孔等加工,高浓度乳化液的润滑效果更好。主要用于精车,攻丝,绞孔.插齿等加工。附:见下表切削液种类和用途序号名称组 成主要用途1水溶液以硝酸钠 碳酸钠等溶于水的溶液,用100200倍的 水稀释而成。 磨削2乳化液(1)矿物油很少。主要为表面活性剂的乳化油,用40-80倍的水稀释而成,冷却和清洗性能好。车削 钻孔(2)以矿物油为主,少量表面活性剂的乳化油,用10-20倍水稀释而成,冷却
19、和润滑性能好。车削 攻螺纹(3)在乳化油中加入添加剂。高速车削 钻削3切削油(1)矿物油(L-AN15或L-AN32全损耗系统用油)单独使用。滚齿 插齿(2)矿物油加植物油或动物油形成混合油,润滑性能好。精密螺纹车削(3)矿物油或混合油中加入添加剂形成切削油。高速滚齿 插齿 车螺纹等4其他液态二氧化碳主要用于冷却二硫化钼+硬脂酸+石蜡做成蜡笔,涂于刀具表面。攻螺纹(6)热处理为了减少机加工过程中零件的内应力,并为后道工序的机械加工创造条件应采热处理工艺。热处理是将在固态下进行加热保温和冷却,以改变其内部组织从而获得所需要性能的一种工艺方法。热处理的目的,不仅可以改进刚的加工工艺性能更重要的是能
20、充分发挥其潜力,提高刚的使用性能节约成本延长工件的使用寿命。柱塞使用时做往复运动,工作温度高,要求要有较高的耐磨性和抗疲劳性能,要进行回火和淬火热处理。具体热处理如下: a、加温5205,保温33.5h,放入5080的水中冷却,冷却时间在20s以内。 b、加温1605,保温88.5h。(7)机械加工主要工艺流程为:粗磨外圆平车端面及倒角平车另一端面及凹孔柱塞加工专机(包括铣长导向槽、短斜面、拱高面、油针孔等)精磨外圆喷丸去毛刺。其中的关键工序如下。 a、磨外圆:以磨代车,提高了生产率,又提高了加工质量(使用无心磨床)。由于铝材表面较松软,磨削时很容易粘砂轮而影响表面的磨削质量。因此,磨削砂轮必
21、须选用硬度较低、粒度中等、大气孔的碳化硅(黑、蓝都可以)砂轮。冷却液用煤油(或柴油),冲刷效果非常好,可以防止粘砂轮现象。试制中,柱塞表面粗糙度可以达到Ra0.8m的设计要求。 b、车床加工:车床是完成车削加工所必须要的设备,在车削时工件的旋转为主运动,一般来说不受惯性力的限制,加工过程中工件与车刀始终相接触基本上无冲击现象,因此可采用很高的切削速度。另外,车刀刀杆的伸出长度可以很短刀杆的尺寸又可以足够大。可选很大的背吃刀量和进给速度;在装夹时应一次装夹保证生产效率和加工质量,控制加工尺寸在设计尺寸精度内。为确保加工精度的提高,减少尺寸的误差。一次装夹,多工位加工,生产效率和加工质量都得到充分
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