柱塞的工艺设计

-1-酒泉职业技术学院毕业论文（设计）06级机电一体化专业题目：柱塞的工艺设计学生姓名：王仁君指导教师：方占萍班级：06高职机电一体化（3）班2008年11月6日-2-《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：王仁君学号：06101098子课题名称柱塞的加工工艺指导老师方占萍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-3-课程论文（设计）成绩评定表姓名王仁君班级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-4-毕业设计任务书一、设计题目：柱塞的加工工艺二、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-5-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。-6-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-7-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AbstractThispaperanalyzestheplungerofthespecificprocesses,aswellastheprocessingofsomeproblemsontheuseofthesparepartsandmaintenancearediscussed,allkindsofmachinetools,aswellastheuseofspecificprocessdiagraminthemachiningprocessandheattreatmentequipmentislimitedTheconditions,thehardeningofthetorsionbarbycontrollingtheprocessparameters,tostressthedevelopmentofsuitableannealingtemperatureandholdingtime,andinaccordancewiththemethodofmachining,hotandcoldreasonableadjustmentprocesses,whichcaneffectivelypreventdeformationofthetorsionbartoensurethatthepartsDesignaccuracy.Keywords:plungerprocessingqualityofthetechnicalrequirementsforprocessing-8-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、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-9-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。-10-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，-11-35SiMn,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（%）0．15～0.40.8～1.2＜0.15＜0.70.4～0.80.25试制加工柱塞的化学成分毛坯机加工的工艺流程为：（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㎜，Φ20㎜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。检查材料切断去毛刺调质处理涂润滑剂热处理-12-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，mm2。(3)去毛刺去除坯料切断时产生的毛刺