摘要
本文从零件的分析，工艺规格设计，及加工过程中专用夹具的设计三个方面，阐述了活塞杆的工艺制造的全过程，尤其在工艺规程设计中，我们运用已掌握的机械制造理论及计算公式，确定了毛坯的制造形式，选择了基面，制定了工艺路线，确定了机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸，最后确定了切削用量及基本工时。
在实际生产中，由于零件的结构形状、几何精度、技术条件和生产批量等要求不同，一个零件往往要经过一定的加工过程才能将其由图样变成成品零件。因此，机械加工工艺人员必须从工厂现有的生产条件和零件的生产批量出发，根据具体情况，在保证加工质量、提高生产效率和降低生产成本的前提下，对零件上的各加工表面选择适宜的加工方法，合理地安排加工顺序，科学地拟定加工工艺过程，才能获得合格的机械零件。通过这次毕业设计，使我们初步尝试了零件制造工艺设计的全过程，为我们以后走上工作岗位打下了一个很好基础。
关键词：活塞杆，工艺路线，加工余量，工序尺寸，切削用量，基本工时
Abstract
Elaborated the piston rod manufacturing process, especially in the design process, we use the mastered machinery manufacturing theory and calculating formulas, the blank manufacturing form, choice of base, develop process, determine the machining allowance, process dimension and blank size, finally to determine the cutting parameters and the the basic working hours.
In practical production, as part of the structure shape, geometric precision, technical conditions and mass production requirements are different, a parts often have to pass through a processing process can be made into finished parts drawing.Therefore, the machining process must be from the factory production conditions and the existing parts of the production batch, according to the specific circumstances, to guarantee the processing quality, improve production efficiency and reduce production cost under the premise of the parts, the processing surface to choose a suitable processing method, reasonable arrangements for processing order, scientific development process process, in order to obtain qualified mechanical parts.Through this graduation design, we initially tried to process the whole process of design, we will go to work to lay a good foundation. Key words: piston rod, process route, the surplus of processing, process size,
cutting parameters, the basic working hours
目录
1.零件的工艺分析及生产类型的确定...................... - 2 -
1.1零件的功用、结构及特点........................ - 5 -
1.2零件的技术要求 ............................... - 5 -
1.3零件的工艺性................................. - 5 -
1.4确定零件的生产类型............................ - 6 -
2.毛坯的选择........................................ - 6 -
2.1确定毛坯的类型 ............................... - 6 -
2.2确定毛坯的制造方法和尺寸及其公差............... - 6 -
2.3确定毛坯的技术要求............................ - 7 -
3.基准的选择 ....................................... - 7 -
3.1粗基准的选择................................. - 7 -
3.2 精基准的选择................................. - 8 -
4.拟定机械加工工艺路线............................... - 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 -
5.确定机械加工余量、工序尺寸 ......................... - 9 -
6.选择机床工艺设备.................................. - 12 -
6.1选择机床.................................... - 12 -
6.2选择刀具.................................... - 12 -
6.3选择夹具.................................... - 12 -
6.4选择量具.................................... - 12 -
7.填写切削用量及基本工时............................ - 13 - 7.1切端面...................................... - 13 - 7.2车端面...................................... - 14 - 7.3粗车外圆.................................... - 15 - 7.4精车螺纹.................................... - 15 - 7.5精车外圆.................................... - 16 - 7.6倒角........................................ - 17 - 7.7粗磨外圆.................................... - 18 -
7.8精磨外圆.................................... - 18 -
8.夹具的设计....................................... - 19 - 8.1 机床夹具的功用.............................. - 19 - 8.2问题的提出.................................. - 19 - 8.3定位方案.................................... - 20 - 8.3.1定位基准的选择......................... - 20 - 8.3.2定位元件的设计......................... - 20 - 8.4定位误差分析................................ - 20 - 8.4.1夹具设计及简要操作说明 ................. - 20 - 8.5夹紧装置的设计 .............................. - 21 - 8.5.1夹紧装置的设计要求..................... - 21 - 8.5.2夹紧力的方向........................... - 21 - 8.5.3 夹紧力的作用点 ........................ - 21 -
8.6切削力和夹紧力的计算......................... - 21 -
结束语.......................................... - 21 - 致谢............................................. - 19 - 参考文献.......................................... - 20 - 附录
1.零件的工艺分析及生产类型的确定
1.1零件的功用、结构及特点
活塞杆是支持活塞做功的连接部件，大部分应用在油缸、汽缸等运动部件中，是一个运动频繁、技术要求高运动部件。
活塞杆在正常使用中，承受交变载荷作用，?45f8处有密封装置往复摩擦其表面，所以该处精度高又耐磨。活塞杆采用45材料，硬度达到40～45HRC。这样使活塞杆内部有一定的韧性，外部又具有较好的耐磨性。
1.2零件的技术要求
①未注倒角C2。②未注公差IT12。
③调质处理HRC40～45。④材料45。
1.3零件的工艺性
⑴活塞杆在正常使用中，承受交变载荷作用，φ45f8×175mm 处有密封装置往复摩
擦其表面，所以该处要求硬度高又耐磨。
⑵活塞杆采用 45材料，经过调质处理后，表面硬度为 40-45HRC。这样使活塞杆既有一定的韧性，又具有较好的耐磨性。
⑶活塞杆结构比较简单，但长径比很大，属于细长轴类零件，刚性较差，为了保证加工精度，在车削时要粗车、精车分开，而且粗、精车一律使用跟刀架，以减少加工时工件的变形，在加工左端螺纹时要使用中心架。
⑷在选择定位基准时，为了保证零件同轴度公差及各部分的相互位置精度，所有的加工工序均采用两中心孔定位，符合基准统一原则。
⑸磨削外圆表面时，工件易产生让刀、弹性变形，影响活塞杆的精度。因此，在加工时应修研中心孔，并保证中心孔的清洁，中心孔与顶尖间松紧程度要适宜，并保证良好的润滑。砂轮一般选择：磨料白刚玉 (WA)，粒度 60#，硬度中软或中、陶瓷结合剂，另外砂轮宽度应选窄些，以减小径向磨削力，加工时注意磨削用量的选择，尤其磨削深度要小。
⑹为了保证活塞杆加工精度的稳定性，在加工的全过程中不允许人工校直。
1.4确定零件的生产类型
该工件为单件生产
2.毛坯的选择
使毛坯的形状尺寸尽量与成品零件接近，这样既可以减少机械加工量，又可节约材料和延长刀具寿命，而毛坯的结构取决于不同的毛坯制造方法，要根据生产规模和生产条件合理地选择毛坯制造方法。
2.1确定毛坯的类型
毛坯选择45号钢。因为45号钢经调质处理和表面渗氮后，有很高的心部强度、优良的耐磨性和耐疲劳性能，热处理变形很小。
活塞杆连接活塞运动，承受交变载荷，应具有一定的抗拉和抗压强度、刚度，因此选用锻造的方法，以改善机械性能。
2.2确定毛坯的制造方法和尺寸及其公差
该活塞杆应首先车削成形，对于精度要求较高，表面粗糙度值较小的外圆，在车削后
还应磨削，车削和磨削时，以两端中心孔作为精基准定位﹙符合基准统一原则﹚，中心孔可在粗车之前加工。因此，该活塞杆的工艺过程主要有加工中心孔、粗车、精车和磨削四个阶段。
要求不高的外圆在精车时加工到规定尺寸。倒角、螺纹在半精车时加工。调质处理后要修研一次中心孔，以消除热处理变形与氧化皮。
2.3确定毛坯的技术要求
毛坯不允许有内部缺陷，承受一定的抗拉、抗压而不出现裂纹或折断。
3.基准的选择
正确选择定位基准是制定机械加工工艺规程和进行夹具设计的关键。基准的选择是工艺规程设计中的重要问题之一，基准的选择是否合理影响到加工质量，生产率和加工成本。定位基准的选择合理与否，将直接影响所制定的零件加工工艺规程的质量。基准选择不当，往往会增加工序，或使工艺路线不合理，或使夹具设计困难，甚至达不到工件的加工精度要求。定位基准分为粗基准和精基准。在起使工序中，只能选用未经加工过的毛坯表面作为定位基准，这种基准称为粗基准。用加工过的表面所作的定位基准称为精基准。在设计工艺规程的过程中，当根据零件工件图先选择精基准，后选粗基准。结合整个工艺过程要进行统一考虑，先行工序要为后续工序创造条件。
该活塞杆零件图中较多尺寸是以两端中心孔及其端面为设计基准的，因此，必须首先加工出两端中心孔及其端面，为后续工件作为基准。根据基准统一原则，选两中心孔及其端面作为定位基准。
3.1粗基准的选择
粗基准的选择应能保证加工面与非加工面之间的位置精度，合理分配各加工面的余量，为后续工序提供精基准。所以为了便于定位、装夹和加工，可选活塞杆的外圆表面为定为基准，或用外圆表面和顶尖孔共同作为定为基准。用外圆表面定位时，因基准面加工和工作装夹都比较方便，一般用卡盘装夹。为了保证重要表面的粗加工余量小而均匀，应选该表面为粗基准，并且要保证工件加工面与其他不加工表面之间的位置精度。粗基准采用锻造后的毛坯外圆。中心孔加工采用三抓自定心卡盘装夹毛坯外圆，车端面、钻中心孔。一般不能用毛坯外圆装夹两次钻两端中心孔，而应该以毛坯外圆作粗基准，先加工一个端面，钻中心孔，车一端外圆，然后以已车过的外圆作基准，用三抓自定心卡盘装夹，车
另一端面，钻中心孔，才能保证两中心孔同轴。
3.2 精基准的选择
选择精基准时，主要考虑的问题是如何保证零件的加工精度以及安装可靠。在进行精加工时，应选用已加工表面作为精加工基准。根据活塞杆的技术要求和装配要求，应选择活塞杆的左右端面和两端面的中心孔作为精基准。零件上的很多表面都可以以两端面作为基准进行加工。可避免基准转化误差，也遵循基准统一原则。两端的中心轴线是设计基准。选用中心轴线为定为基准，可保证表面最后的加工位置精度，实现了设计基准和工艺基准的重合。由于两轴面的精加工工序要求余量小且均匀，可利用其自身作为基准。
4.拟定机械加工工艺路线
4.1确定各表面的加工方法
①左端?37的外圆：采用粗车—精车。
②左端M39×1.5螺纹：采用粗车—半精车。
③φ45f8部分的外圆：表面粗糙度Ra0.2um，采用粗车—精车—粗磨—精磨。
④Φ68h8的外圆：采用粗车—精车。
4.2拟定加工工艺路线
根据分析确定一条加工方案，如表4-1所示：
工序号工序名称工序内容工艺装备
1 锻造自由锻造
2 热处理退火
3 划线划两端中心孔线
4 钳工钻两端中心孔B2.5
5 粗车夹一端，顶尖顶另一端，粗车外圆至φ73mm CA6140
6 粗车倒头装夹工件，顶另一端中心孔，车外圆至φ73mm接工序5加工处CA6140
7 热处理调质处理40~45HRC
8 钻钻?4，?9，?58的斜孔Z525
表4-1 加工方案
确定机械加工余量、工序尺寸
根据下列表格选择加工余量
工件直径
D
工件长度L 车刃的割刀量和车削二端面的余量（每件）
<70
71~120
121~200
201~300
301~450
直径上的加工余量
33~60
2 3 3 4 5 4~6
9 粗车 夹一端，中心架支承另一端，切下右端6mm 做试片，进行金相组织检查，端面车平，钻中心孔B2.5
CA6140 10 粗车 倒头装夹工作，中心架支撑另一端，车端面，保证总长439mm ，钻中心孔B2.5
CA6140 11 精车 夹一端，精车外圆至φ37mm ，倒角C2，保证长度9mm 。 CA6140
12
精车
两顶尖装夹工作，车工件左端M39×1.5，长38mm ，倒角C2，直径方向留加工余量1mm ，车φ45f8mm ×217mm 时，要使用跟刀架，并留有加工余量1mm
CA6140 13 精车 夹一端，顶尖顶另一端，要使用跟刀架，精车外圆至φ45直径方向留加工余量1mm ，保证长度217mm ，倒角C2，精车外圆至φ68直径方向留加工余量1mm ，保证长度20mm 上偏差+0.2下偏差0。
CA6140
14 精车 掉头装夹，一夹一顶，精车外圆至φ45直径方向留加工余量1mm ，保证长度175mm ，倒角C2。
CA6140 15 磨 修研两中心孔
16 粗磨 两顶尖装夹工作，粗磨所有φ45外圆，留磨量0.08~0.10mm M131W 17 磨 修研两中心孔
18 精磨 两顶尖装夹工作，精磨所有φ45mm 外圆，至图样尺寸 M131W 19 检验 按图样检验各部尺寸 20
入库
涂油包装入库
61~100 3 4 4 4 5 4~6 101~200
4
5
5
5
6
4~6
表5-1
车外圆的加工余量
直径尺寸mm
直径余量mm
粗车
精车
直径公差
长度
荒车
粗车
<200
>200～400
<200 >200～400
>30～50 2.0 2.2 1.4 1.5 IT14
IT12～13
>50～80
2.3
2.5
1.5
1.8
表5-2
磨削外圆的加工余量
表5-3
直径尺寸mm 直径余量mm 直径公差 粗磨 细磨 细车 粗车 >30～50
0.3 0.1 IT11
IT9
>50～80
0.3
0.2
加工方法
表面粗糙度Ra
车削外圆： 粗车
>10～80 半精车 >1.25～10 精车
>1.25～10 车削端面： 粗车
>5～20 半精车 >2.5～10 精车
>1.25～10 研磨： 粗研
>0.16～0.63
表5-4
根据上述加工工艺，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，如表5-1所示：
表5-1 加工余量及工序尺寸
精研>0.04～0.32
工序号工序内容双边余量/mm 工序尺寸/mm 表面粗糙度
Ra/um
5,6,8,9
⑴车端面
⑵粗车外圆
11
5
439
Φ37φ45φ68
11 车螺纹39
×1.5
10,12,13 精车外圆1 ?37,?45
?68
3.2
15 粗磨外圆0.1φ45f8
17 精磨外圆φ45f80.2
6.选择机床工艺设备
6.1选择机床
（1）工序4，5，6，8，9，10，11，12，13：为了减少装卸时间，这几部工序的车
端面、打中心孔、倒角、车螺纹、车外圆、都在同一车床上完成，该零件为批量生产，选用机床使用范围较广的为最佳，因此，选用6140CA 型机床能满足加工要求。且在粗、精车时，一定要分开。车外圆时，要使用跟刀架，以减少加工时工件的变形；在车螺纹时，要使用中心架。
（2）工序15，16，17：粗磨、精磨外圆至图样尺寸。选用M131W 。
6.2选择刀具
由于零件材料为45号钢，为保证刀具切削性能，因此刀具材料选用合金结构钢
38CrMoAlA ，表面渗氮处理。车外圆采用主偏角为0
9030P ()的车刀，车端面采用主偏角为
4510P ()
的车刀。车螺纹时选用牙型为0
60的螺纹车刀。
磨削外圆和锥度时，选用白钢玉平行砂轮。（磨料为白钢玉，粒度60#，硬度为中软，陶瓷结合剂，砂轮宽度应窄）。
6.3选择夹具
该零件加工可采用三爪卡盘（400?）、顶尖、跟刀架。 6.4选择量具
零件为单件生产，一般可采用通用量具。各端面、外圆精度要求不高，可选用0-1000mm 的游标卡尺，即能达到测量目的。长度测量选用钢板尺。测量螺纹选用螺纹规。
7.填写切削用量及基本工时
7.1切端面
①确定背吃刀量p a ：端面总加工余量为11mm,先用切段刀切掉6mm ，一次走刀完成，
p a m m
=5。
②确定进给量f ：参考文献【1】表5-106查得/f mm r =0.13~0.16;参考文献【1】表5-5机床的横向进给量取/f mm r =0.15。
③确定切削速度c v ：参考文献【1】表5-109和5-110查得
21,0.25,0,0.66v v v c m x y ====。 修正系数：
0.57, 1.0,0.8,0.86, 1.0r M v H v hv K V tv k k k k k ===== 参考文献【1】表
5-108查得道具的寿命
T=60min
0.25
0.66
21
0.57 1.00.80.86 1.060
50.15
10.35/m in
v v
v
c v
x y m
p
c v k T
a
f
m =???=
???????=
④确定机床主轴转速n
1000100010.3584.47/m in 3.1439
c
w
v n r d π?=
=
=?
参考文献【1】表5-5取相近较小机床转速80/min r ，因此实际的切削速度
9.80/m in
c v m =
⑤计算基本时间 j T
切削加工长度为6mm ，切断刀选用主偏角r k =75o ，背吃刀量5p a m m =，查表5-138和表5-139得：
1(2~3)tan p r
a l k =
+， 取14l m m =， 2(3~5)l m m = 单件生产 30l =
1
1233944027.52
2
d d L l l l m m -=
+++=
+++=
27.51 2.18min 840.15
j L T i nf
=
?=
?≈?
⑥辅助时间f T ：
参考文献【1】表5-153得：装夹工件的时间为0.8min,启动机床时间为0.02min 启
动调节切削液时间为0.05min ，取量具并测量尺寸的时间为0.5min ，共计f T =1.37min 。
7.2车端面
①确定背吃刀量p a ：端面加工余量5mm ，二次走刀完成，p a m m =3。
②确定进给量f ：参考文献【1】表5--102查得/f mm r =0.6~0.7;参考文献【1】表5-5机床的横向进给量取/f mm r =0.61；
③确定切削速度c v ：参考文献【1】表5-109和5-110查得
242,0.20,0.15,0.35v v v c m x y ====。 修正系数：
0.57, 1.18,0.8,0.81, 1.0r M v H v hv K V tv k k k k k ===== 参考文献【1】表
5-108查得刀具的寿命
为T=60min ，则
0.20
0.15
0.35
242
0.57 1.180.80.81 1.060
3
0.61
47.16/m in
v v
v
c v
x y m
p
c v k T
a
f
m =???=
???????=
④确定机床主轴转速n
1000100047.16384.91/m in 3.1439
c
w
v n r d π?=
=
=?
参考文献【1】表5-5取相近较小机床转速400/min r 因此实际的切削速度
98/m in
c v m =48.
⑤计算基本时间 j T
切削加工长度为5mm ，切断刀选用主偏角r k =45o ，背吃刀量p a m m =3，查表5-138和表5-139得：
1(2~3)l m m =，2(3~5)l m m =，单件生产30l =
L=(d-d1)/2+l1+l2+l3=30.5mm
30.510.15min 3500.61
j L T i nf =
?=
?≈?
⑥辅助时间f T ：
参考文献【1】中表5-153得：变换刀架的时间为0.
min
，,变速或变换进给量的
时间为0.02min ， 启动调节切削液时间为0.05min ，共计f T =0.12min 。
7.3粗车外圆
①确定背吃刀量p a ：外圆总加工余量为5mm ，则单边余量为2.5mm ，一次走刀完成，
p a m m
=2.5。
②确定进给量f ：参考文献【1】表5--102查得/f mm r =0.6~0.7;参考文献【1】表5-5机床的横向进给量取/f mm r =0.61；
③确定切削速度c v ：参考文献【1】表5-109和5-110查得
242,0.20,0.15,0.35v v v c m x y ====。修正系数：
0.57, 1.0,0.8,0.81,0.65r M v H v hv K V tv k k k k k ===== 参考文献【1】表
5-108查得刀具的寿
命为T=60min 。则
0.20
0.15
0.35
242
0.570.810.810.6560
2.50.61
/m in
v v
v
c v
x y m
p
c v k T
a
f
m =???=
???????=26.70
④确定机床主轴转速n
1000100026.70170.06/m in 3.1450
c
w
v n r d π?=
=
=?
参考文献【1】表5-5取相近较小机床转速160/min r ，因此实际的切削速度
/m i n c v m =25.12
⑤计算基本时间 j T ：
切削加工长度为439mm ，切断刀选用主偏角r k = 90o ，背吃刀量p a m m =2.5，查表5-138和表5-139得：
1(2~3)l m m =,2(3~5)l m m =,单件生产30l =
j T =(L+l1+l2+l3)i /nf ≈6.27min
⑥辅助时间f T ：
参考文献【1】中表5-153得：变换刀架的时间为0.05mm ，变速的时间为0.02min ，共计f T =0.07min 。
7.4精车螺纹
方法同车外圆一样。基本时间：切削加工长度L=38mm ，则
j T =(L+l1+l2+l3)i /nf ≈1.4min, 辅助时间f T ：f T =0.05min 。
7.5精车外圆 ①确定背吃刀量p
a
：外圆总加工余量为2mm ，则单边加工余量1mm ，二次走刀完成，
p a m m
=0.5。
②确定进给量f ：参考文献【1】表5--102查得/f mm r =0.6~0.7;参考文献【1】表5-5机床的横向进给量取/f mm r =0.61；
③确定切削速度c v ：参考文献【1】表5-109和5-110查得
242,0.20,0.15,0.35v v v c m x y ====。 修正系数：
0.57, 1.0,0.8,0.81,0.65r M v H v hv K V tv k k k k k ===== 参考文献【1】表
5-108查得刀具的寿命
为T=60min 。则
0.20
0.15
0.35
2420.570.810.810.6560
0.5
0.61
/m in
v v
v
c v
x
y m
p c v k T
a f m =???=
???????=33.79
④确定机床主轴转速n
1000100033.79215.22/m in 3.1450
c
w
v n r d π?=
=
=?
参考文献【1】表5-5取相近较小机床转速200/min r 因此实际的切削速度
/m in
c v m =33.79
⑤计算基本时间 j T
切削加工长度为372mm ，外圆车刀选用主偏角r k = 90o ，背吃刀量p a m m =0.5，查表5-138和表5-139得：
1(2~3)l m m =， 2(3~5)l m
m =， 单件生产30l = j T =(L+l1+l2+l3)i /nf ≈6.27min
⑥辅助时间f T ：
参考文献【1】中表5-153得：变速的时间为0.02min ，启动调节切削液时间为0.06min ， 共计f T =0.08min 。 ⑦总计：两次走刀，则
j T =6.27×2=12.54min
f T =0.08×2=0.16min
7.6倒角C 2 ○1确定背吃刀量p
a
：由倒角C 2知，p a m m =2。
②确定进给量f ：参考文献【1】中表5-102得：.~./f mm r =0405，查【1】表5-5根据机床的横向进给量，取./f mm r =045。
③确定切削速度c v ：参考文献【1】表5-109和表5-110，查得v c =242，.v x =015，
.v y =035
，.m =020，修正系数.,.,.,.,.r
M v H v hv k v tv K K K K K =====0571********，则
.v M v H v hv krv tv K K K K K K ==047424
。刀具寿命选择m in
T
=60，则
v v
v
c v x
y m
p c v K T a f
=
..
.
.../m i n
m =
???=02
015035242
047424
60
2
045
603
④确定机床主轴转速n
../m in c
w
v n r d ππ10001000603
4922539
?=
=
=?
参考文献【1】中表5-5，查得相近较小的转速为/min n r 450=，则实际的切削速度
./m in
c v m 5513=。
⑤计算基本时间j T ：切削长度为mm 2，刀具的主偏角r K 45 =，背吃刀量p a m m =2，
查【1】表5-138和表5-139得： 取l m m 15= ，~l 235=，取l m m 25=，l m m 35=，d 135=，
则d d L l l l m m 1
1233935555172
2
--=
+++=
+++=
.m i n
.j L T i fn
=
=
?=?1710084045450
○6辅助时间f T ：参考文献【1】表5-153得，刀具快速趋近工件.min 005，变换刀架或
转换方位.min 005，刀具退离并复位.min 005，共计.m in f T 015=。 ?37mm 和?45mm 的倒角计算一样。
7.7粗磨外圆
①确定径向进给量r f ：参考文献【1】表5-130得.~./r f m m r =0015005，取
./r f m m r
=002
②确定轴向进给量a f ：参考文献【1】表5-130得，
(.~.)(.~.)/a f B m m r ==?0307030775.~./mm r =225525
取/a f m m r =25。
③确定磨削速度w v ：参考文献【1】表5-130得，~/m in w v m =2030。 ④确定机床主轴转速n ：
(~)
/m i n ~/m
i n w
w
v n r r
d ππ?=
=
=?100010002030125
18751
参考文献【1】表5-5查得相近较小的机床转速为/min n r =160，所以实际的磨削速度为./m in w v m =2564 。
⑤计算基本时间j T ：参考文献【1】表5-147得：
B mm =75 ,.B L l m m =-
=-
=7584080252
2
磨轮按工作台双行程横向进给...m in m in .b j a rd
Lz k T nf f ???=
=
=???228025045115160250022
⑥辅助时间j T ：参考文献【1】表5-153得，拿取工具放在夹具上m in 1，拿取扳手
.min 01，手动夹紧工件m in 1，启动机床.min 002，接通自动进给.min 003，断开自动进给
.min 003，放松夹紧.min 08，调整刀架角度，以便磨锥度.min 05，取下工件.min 08 ,共计
.m in
f T =428。
7.8精磨外圆
①确定磨削余量0.02p a m m =，双面磨削余量20.04p a m m =。即0.02b Z m m =
②确定进给量f ：根据参考文献【1】中表5-130.查得0.05~0.01f mm =，参考文献【1】表5-4查得径向进给量0.01/a f m m r =。
③确定磨削速度：由参考文献【1】表5-131查得纵向进给速度：
3660/m i n 0.063v m m m s
== 参考文献【1】中表5-133得：
砂轮机的速度：80/c v m s = ④确定磨削砂轮机的主轴转速n ：
1000100080509.5/m in 50c
w
v n r d ππ
?=
==
根据参考文献【1】表5-4得相近较小的机床转速500/min n r =,所以实际的磨削速度
157/c v m s =。
⑤计算基本时间T j ：
选用纵向进给法磨外圆，由上可得：单面加工余量
0.005,770,0.01/b a Z mm L mm f mm r
===。由参考文献【1】表5-145查得 1.1K =；
单行程进给量f rs =0.02mm 。
7700.02
1.1
169.22.82m i n
509.5
0.020.01
b j a r s
L Z K T n f f s =
??=
==
?? ⑥辅助时间f T ：
由参考文献【1】表5-153得，夹紧工件0.8min ，变速或变换进给量为0.02min ，启用和调节切削液的时间为0.05min 。共计：T f =0.87min
8.夹具的设计
8.1 机床夹具的功用
⑴稳定保证工件的加工精度用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，是一批工件的加工精度趋于一致。
⑵减少辅助工时，提高生产率使用夹具装夹工件无需划线找证，可显著地减少辅助工时，方便快捷；可提高工件刚性，使用较大的切削用量；可实现多件、 多工位同时装夹，可采用高效夹紧机构，提高劳动生产率。
⑶扩大机床使用范围，实现一机多能 根据加工机床的成形运动，附以不通类型的夹具，可扩大机床的工艺范围，为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。
8.2问题的提出
本夹具主要用来加工斜孔，活塞杆的外圆面已经加工，因此，我们采用外圆面定位，
但在设计时还要考虑定位误差，位置精度，如何提高劳动生产率，降低劳动强度，并保证精度等因素。
8.3定位方案 8.3.1定位基准的选择
本夹具主要用来加工?4，?9，?58的斜孔，根据零件图可知，外圆面做为定位基准。
8.3.2定位元件的设计
本夹具选用的定位基准为一平面一外圆面定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面一孔。因此进行定位元件的设计主要是对一面一孔的套筒进行设计。
根据加工要求和基准重合原则，则以Ф45f8的外圆定位，定位元件采用套筒。
8.4定位误差分析
一面一心轴定位误差 移动时基准位移误差y j ??
y j ??min 111X D d +?+?= （式5-5） 式中： 1d ? ———— 套筒孔的最大偏差 1D ? ———— 套筒孔的最小偏差
1m in ? ————套筒定位孔与外圆面最小配合间隙 代入（式5-5）得： y j ??min 111X D d +?+?==0.00900.016++ =0.025m m
8.4.1夹具设计及简要操作说明
本夹具采用套筒定位，通过套筒和工件的过盈配合来固定工件，来加工斜孔。该夹紧机
构操作简单，加紧可靠。
五、活塞杆 见图2-10 图2-10活塞杆 技术要求 1、1:20锥度接触面积不少于80%。 mm部分氮化层深度为0.2~0.3mm，硬度62~65HRC。 2、φ500 - .0 025 3、材料38CrMoALA。 1、零件图样分析 mm×770mm自身圆度公差为0.005mm。 1）φ500 025 - .0 mm中心线的同轴度公差为φ0.05mm。2）左端M39×2-6g螺纹与活塞杆φ500 .0 025 - mm中心线的同轴度公差为φ0.02mm。3）1:20圆锥面轴心线与活塞杆φ500 025 - .0 4）1:20圆锥面自身圆跳动公差为0.005mm。 5）1:20圆锥面涂色检查，接触面积不小于80%。 mm×770mm表面渗氮，渗氮层深度0.2~0.3mm,表面硬度62~65HRC。6）φ500 - .0 025 材料38CrMoALA是常用的渗氮处理用钢。 2、活塞杆机械加工工艺过程卡（表2-5）
表2-5 活塞杆机械加工工艺过程卡
3、工艺分析 mm×770mm处有密封装1）活塞杆在正常使用中，承受交变载荷作用，φ500 - 025 .0 置往复摩擦其表面，所以该处要求硬度高又耐磨。 mm×770mm部分经过调质处理和表面活塞杆采用38CrMoALA材料，φ500 - .0 025 渗氮后，芯部硬度为28~32HRC，表面渗氮层深度0.2~0.3mm，表面硬度为62~65HRC。这样使活塞杆既有一定的韧性，又具有较好的耐磨性。 2）活塞杆结构比较简单，但长径比很大，属于细长轴类零件，刚性较差，为了保证加工精度，在车削时要粗车、精车分开，而且粗、精车一律使用跟刀架，以减少加工时工件的变形，在加工两端螺纹时要使用中心架。 3）在选择定位基准时，为了保证零件同轴度公差及各部分的相互位置精度，所有的加工工序均采用两中心孔定位，符合基准统一原则。 4）磨削外圆表面时，工件易产生让刀、弹性变形，影响活塞杆的精度。因此，在
活塞杆加工工艺规范 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
xxxx有限公司文件名称：活塞杆加工工艺规范 文件编号：GY03-14-2015 文件签章有效/受控状态： 编制 : 技术工艺科 审核： 审批： 修改记录单 活塞杆加工工艺规范
1 引用标准 GB/T1800.4-99 孔、轴的极限偏差表 GB/T1801-99 公差配合的选择 GB/T1184-96 形位公差值 GB/T1031-95 表面粗糙参数及其数值 厂标等效JB/Z307 GB/T193-81 GB/T196-81 GB/T5786.2-86 GB/T5796.3-86 GB/T6403.5-86 GB/T145-89 GB200-89 GB699-1999 GB908-87 GB/T3-79 JB/ZQ0138-80 金属切削加工工艺守则 普通螺纹直径与螺距系列 梯形螺纹基本尺寸 普通螺纹直径与螺距系列 梯形螺纹基本尺寸 砂轮越程槽 中心孔 碳素结构钢 优质碳素结构钢 锻制圆钢和方钢规格 普通螺纹的收尾、兼距、退刀槽和倒角 单线梯形螺纹的收尾、退刀槽和倒角尺寸
2 需用设备 （1）100t开式油压机 （2）校直用一组支承滚轮、划针盘、直尺 （3）乙炔氧气加热器 （4）卧式车床C6163，长8m （5）手工交流焊机 （6）热处理（回火）设备 （7）砂带磨头、外圆磨床、砂盘抛磨头 （8）螺纹检验用环、塞规 3 适用范围 本工艺守则适用于加工液压启闭机活塞杆、柱塞杆及部分工业液压缸的活塞杆。 4 活塞杆类型基本有三种 4.1 实心活塞杆，见图4.1 4.2中空型活塞杆 由杆头、杆身（无缝管）、杆尾组焊而成，见图4.2 4.3中空带进油管的活塞杆，见图4.3 由杆头、杆身、杆尾及内进油管组焊而成。 将4.2、4.3两种活塞杆称为组合活塞杆 图4.1
xxxx有限公司 文件名称：活塞杆加工工艺规范 文件编号：GY03-14-2015 文件签章有效/受控状态： 编制 : 技术工艺科 审核： 审批： 修改记录单 活塞杆加工工艺规范
1 引用标准 GB/T1800.4-99 孔、轴的极限偏差表 GB/T1801-99 公差配合的选择 GB/T1184-96 形位公差值 GB/T1031-95 表面粗糙参数及其数值 厂标等效JB/Z307 GB/T193-81 GB/T196-81 GB/T5786.2-86 GB/T5796.3-86 GB/T6403.5-86 GB/T145-89 GB200-89 GB699-1999 GB908-87 GB/T3-79 JB/ZQ0138-80 金属切削加工工艺守则 普通螺纹直径与螺距系列 梯形螺纹基本尺寸 普通螺纹直径与螺距系列 梯形螺纹基本尺寸 砂轮越程槽 中心孔 碳素结构钢 优质碳素结构钢 锻制圆钢和方钢规格 普通螺纹的收尾、兼距、退刀槽和倒角 单线梯形螺纹的收尾、退刀槽和倒角尺寸 2 需用设备 （1）100t 开式油压机 （2）校直用一组支承滚轮、划针盘、直尺 （3）乙炔氧气加热器 （4）卧式车床C6163，长8m （5）手工交流焊机 （6） 热处理（回火）设备 （7） 砂带磨头、外圆磨床、砂盘抛磨头 （8）螺纹检验用环、塞规 3 适用范围 本工艺守则适用于加工液压启闭机活塞杆、柱塞杆及部分工业液压缸的活塞杆。 4 活塞杆类型基本有三种 4.1 实心活塞杆，见图4.1
4.2中空型活塞杆 由杆头、杆身（无缝管）、杆尾组焊而成，见图4.2 4.3中空带进油管的活塞杆，见图4.3 由杆头、杆身、杆尾及内进油管组焊而成。 将4.2、4.3两种活塞杆称为组合活塞杆 图4.1 图4.2 图4.3 5 备料及毛坯制作
活塞杆工艺路线 根据各加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，选定如下加工方法： 工序00 下料Φ91×310mm 模锻成最大直径为Φ91mm 的阶梯轴 工序01 对阶梯轴进行正火，使其硬度达到230~250HB （车外圆，退刀槽） 工序02 车左端面，以外圆毛坯表面为基准，采用CA6140车床加专用夹具三爪卡盘，YG6硬质合金外圆车刀； 工序03 钻毛坯左端中心孔，以外圆毛坯表面为基准，采用CA6140车床加专用夹具三爪卡盘，YG6硬质合金外圆车刀； 工序04 粗车至86.1?外圆，以左中心孔为基准，采用CA6140车床加专用夹具三爪卡盘，YG8硬质合金外圆车刀； 工序05 车右端面，以外圆毛坯表面为基准，采用CA6140车床加专用夹具三爪卡盘，YG6硬质合金外圆车刀； 工序06 钻毛坯右端中心孔，以外圆毛坯表面为基准，采用CA6140车床加专用夹具三爪卡盘，YG6硬质合金外圆车刀； 工序07 粗车至3729??、外圆，以右中心孔为基准，采用CA6140车床加专用夹具三爪卡盘，YG8硬质合金外圆车刀； 工序08 半精车台阶，采用CA6140车床加专用夹具三爪卡盘，YG6硬质合金外圆车刀； 工序09 修研两中心孔，采用钳工台；
工序10 车退刀槽，以两中心孔为基准，采用CA6140车床加专用夹具三爪卡盘，YG6硬质合金切断刀； 工序11 车越程槽，以两中心孔为基准，采用CA6140车床加专用夹具三爪卡盘，YG6硬质合金切断刀； 工序12 车倒角C2、C1.5，以两中心孔为基准，采用CA6140车床加专用夹具三爪卡盘，YG6硬质合金45?车刀； （镗孔） 工序13 镗孔6746??，以两中心孔为基准，采用TX68镗床加专用夹具，硬质合金镗刀； 工序14 镗孔5161??，以两中心孔为基准，采用TX68镗床加专用夹具，硬质合金镗刀； 工序15 镗45.67??退刀槽，以两中心孔为基准，采用TX68镗床加专用夹具，硬质合金镗刀； 工序16 镗孔268??，以端面为基准，采用TX68镗床加专用夹具，硬质合金镗刀； （车螺纹） 工序17 车27 1.56M h ?-外螺纹，以两中心孔为基准，采用CA6140车床加专用夹具三爪卡盘，YT15外螺纹车刀； 工序18 车682M ?内螺纹，以两中心孔为基准，采用CA6140车床加专用夹具三爪卡盘，YT15外螺纹车刀； 工序19 车2816M H ??-内螺纹，以端面为基准，采用CA6140车床加专用夹具三爪卡盘，YT15外螺纹车刀；
活塞杆加工工艺规范公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
xxxx有限公司文件名称：活塞杆加工工艺规范 文件编号：GY03-14-2015 文件签章有效/受控状态： 编制 : 技术工艺科 审核： 审批： 修改记录单 活塞杆加工工艺规范
1 引用标准 GB/ 孔、轴的极限偏差表 GB/T1801-99 公差配合的选择 GB/T1184-96 形位公差值 GB/T1031-95 表面粗糙参数及其数值 厂标等效JB/Z307 GB/T193-81 GB/T196-81 GB/ GB/ GB/ GB/T145-89 GB200-89 GB699-1999 GB908-87 GB/T3-79 JB/ZQ0138-80 金属切削加工工艺守则 普通螺纹直径与螺距系列 梯形螺纹基本尺寸 普通螺纹直径与螺距系列 梯形螺纹基本尺寸 砂轮越程槽 中心孔 碳素结构钢 优质碳素结构钢 锻制圆钢和方钢规格 普通螺纹的收尾、兼距、退刀槽和倒角 单线梯形螺纹的收尾、退刀槽和倒角尺寸
2 需用设备 （1）100t开式油压机 （2）校直用一组支承滚轮、划针盘、直尺 （3）乙炔氧气加热器 （4）卧式车床C6163，长8m （5）手工交流焊机 （6）热处理（回火）设备 （7）砂带磨头、外圆磨床、砂盘抛磨头 （8）螺纹检验用环、塞规 3 适用范围 本工艺守则适用于加工液压启闭机活塞杆、柱塞杆及部分工业液压缸的活塞杆。 4 活塞杆类型基本有三种 实心活塞杆，见图 中空型活塞杆 由杆头、杆身（无缝管）、杆尾组焊而成，见图 中空带进油管的活塞杆，见图 由杆头、杆身、杆尾及内进油管组焊而成。 将、两种活塞杆称为组合活塞杆 图
摘要 本文从零件的分析，工艺规格设计，及加工过程中专用夹具的设计三个方面，阐述了活塞杆的工艺制造的全过程，尤其在工艺规程设计中，我们运用已掌握的机械制造理论及计算公式，确定了毛坯的制造形式，选择了基面，制定了工艺路线，确定了机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸，最后确定了切削用量及基本工时。 在实际生产中，由于零件的结构形状、几何精度、技术条件和生产批量等要求不同，一个零件往往要经过一定的加工过程才能将其由图样变成成品零件。因此，机械加工工艺人员必须从工厂现有的生产条件和零件的生产批量出发，根据具体情况，在保证加工质量、提高生产效率和降低生产成本的前提下，对零件上的各加工表面选择适宜的加工方法，合理地安排加工顺序，科学地拟定加工工艺过程，才能获得合格的机械零件。通过这次毕业设计，使我们初步尝试了零件制造工艺设计的全过程，为我们以后走上工作岗位打下了一个很好基础。 关键词：活塞杆，工艺路线，加工余量，工序尺寸，切削用量，基本工时 Abstract Elaborated the piston rod manufacturing process, especially in the design process, we use the mastered machinery manufacturing theory and calculating formulas, the blank manufacturing form, choice of base, develop process, determine the machining allowance, process dimension and blank size, finally to determine the cutting parameters and the the basic working hours. In practical production, as part of the structure shape, geometric precision, technical conditions and mass production requirements are different, a parts often have to pass through a processing process can be made into finished parts drawing.Therefore, the machining process must be from the factory production conditions and the existing parts of the production batch, according to the specific circumstances, to guarantee the processing quality, improve production efficiency and reduce production cost under the premise of the parts, the processing surface to choose a suitable processing method, reasonable arrangements for processing order, scientific development process process, in order to obtain qualified mechanical parts.Through this graduation design, we initially tried to process the whole process of design, we will go to work to lay a good foundation. Key words: piston rod, process route, the surplus of processing, process size,
设计任务书 设计题目： 吊车支架液压活塞杆加工工艺 设计要求： 1.编制零件制造工艺规程； 2.设计一套焊接夹具。绘制夹具装配图及非标准件零件图； 3.写出毕业设计论文：要论述方案选定、参数选择、计算过程等。进度要求： 第一周：分析课题要求确定毕业设计题目； 第二周：查找设计题目相关的资料； 第三周：初步拟定设计题目的草稿； 第四周：对草稿进行审定和检查； 第五周：进行电子稿的制作； 第六周：完成电子稿并对电子稿进行初步排版； 第七周：交初稿待老师检查并做最后完善； 第八周：交毕业设计并进行答辩。 指导教师（签名）：
摘要 本文从零件的分析，工艺规格设计，及加工过程中专用夹具的设计三个方面，阐述了组焊件活塞杆的工艺制造的全过程，尤其在工艺规程设计中，我们运用已掌握的机械制造理论及计算公式，确定了毛坯的制造形式，选择了基面，制定了工艺路线，确定了机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸，最后确定了切削用量及基本工时。 在实际生产中，由于零件的结构形状、几何精度、技术条件和生产批量等要求不同，一个零件往往要经过一定的加工过程才能将其由图样变成成品零件。因此，机械加工工艺人员必须从工厂现有的生产条件和零件的生产批量出发，根据具体情况，在保证加工质量、提高生产效率和降低生产成本的前提下，对零件上的各加工表面选择适宜的加工方法，合理地安排加工顺序，科学地拟定加工工艺过程，才能获得合格的机械零件。作为机电一体化专业的学生，通过这次毕业设计，使我们初步尝试了零件制造工艺设计的全过程，为我们以后走上工作岗位打下了一个很好基础。 关键词：活塞杆，工艺路线，加工余量，工序尺寸，切削用量，基本工时
活塞杆全面介绍及分析 本文由欧贝特提供 概述 顾名思义，是支持活塞做功的连接部件，大部分应用在油缸、气缸运动执行部件中，是一个运动频繁、技术要求高的运动部件。以液压油缸为例，由：缸筒、活塞杆（油缸杆）、活塞、端盖几部分组成。其加工质量的好坏直接影响整个产品的寿命和可靠性。活塞杆加工要求高，其表面粗糙度要求为Ra0.4～0.8um，对同轴度、耐磨性要求严格。油缸杆的基本特征是细长轴加工，其加工难度大，一直困扰加工人员。 加工技术 采用滚压加工 从而提高表面抗腐蚀能力，并能延缓疲劳裂纹的产生或扩大，因而提高油缸杆疲劳强度。通过滚压成型，滚压表面形成一层冷作硬化层，减少了磨削副接触表面的弹性和塑性变形，从而提高了油缸杆表面的耐磨性，同时避免了因磨削引起的烧伤。滚压后，表面粗糙度值的减小，可提高配合性质。同时，降低了油缸杆活塞运动时对密封圈或密封件的摩擦损伤，提高了油缸的整体使用寿命。滚压工艺是一种高效高质量的工艺措施。 产品用途 活塞杆主要用于液压气动、工程机械、汽车制造用活塞杆,塑料机械的导柱，包装机械、印刷机械的辊轴，纺织机械，输送机械用的轴心，直线运动用的直线光轴。 不锈钢活塞杆 不锈钢活塞杆主要用于液压气动、工程机械、汽车制造用活塞杆。活塞杆采用滚压加工，由于表面层留有表面残余压应力，有助于表面微小裂纹的封闭，阻碍侵蚀作用的扩展。从而提高表面抗腐蚀能力，并能延缓疲劳裂纹的产生或扩大，
因而提高油缸杆疲劳强度。通过滚压成型，滚压表面形成一层冷作硬化层，减少了磨削副接触表面的弹性和塑性变形，从而提高了油缸杆表面的耐磨性，同时避免了因磨削引起的烧伤。滚压后，表面粗糙度值的减小，可提高配合性质。同时，降低了油缸杆活塞运动时对密封圈或密封件的摩擦损伤，提高了油缸的整体使用寿命。滚压工艺是一种高效高质量的工艺措施，现以直径160mm镜博士牌削滚压头(45钢无缝钢管)为例证明滚压效果。滚压后，油缸杆表面粗糙度由幢滚前Ra3.2～6.3um减小为Ra0.4～0.8um，油缸杆的表面硬度提高约30%，油缸杆表面疲劳强度提高25%。油缸使用寿命，提高2～3倍，滚压工艺较磨削工艺效率提高15倍左右。以上数据说明，该滚压工艺是高效的，能大大提高油缸杆的表面质量。 技术参数
目录 第一章零件工艺分析及生产类型的确定 (3) 1.1零件图样的分析 (3) 1.2零件的工艺分析 (3) 1.3审查零件的结构工艺性 (4) 1.4确定零件的生产类型 (4) 第二章选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图 (4) 2.1毛坯的选择 (5) 2.2锻件质量 (5) 2.3锻件形状复杂系数 (5) 2.4锻件材质系数 (5) 2.5绘制活塞杆锻造毛坯简图 (5) 第三章拟定活塞杆工艺路线 (6) 3.1基准的选择 (7) 3.2各表面加工方案的确定 (7) 3.3加工顺序的安排 (7) 3.4划分阶段 (7) 3.5工序的集中与分散 (7) 3.6机械加工工序的安排 (7) 3.7热处理工序的安排 (7) 3.8辅助工序的安排 (8) 3.9确定工艺路线 (8) 第四章确定机械加工余量、工序尺寸及公差 (9) 第五章选择机床及工艺设备 (10) 5.1 选择机床 (11) 5.2 选择刀具 (11) 5.3 选择夹具 (11) 5.4 选择量具 (11) 第六章确定切削用量及基本工时 (11) 6.1 工序4数据计算 (11) 6.2 工序5数据计算 (13) 6.3 工序6数据计算 (15) 6.4 工序8数据计算 (16) 6.5 工序9数据计算 (17) 6.6 工序10数据计算 (18) 6.7 工序11数据计算 (19) 6.8 工序13数据计算 (20) 6.9 工序15数据计算 (21) 6.10工序17数据计算 (22)
第一章零件工艺分析及生产类型的确定 1.1零件图样的分析 mm×770mm自身圆度公差为0.005mm。 （1）φ500 - .0 025 mm中心线的同轴度公差为φ0.05mm。 （2）左端M39×2-6g螺纹与活塞杆φ500 - .0 025 （3）1:20圆锥面轴心线与活塞杆φ500 mm中心线的同轴度公差为φ0.02mm。 - .0 025 （4）1:20圆锥面自身圆跳动公差为0.005mm。 （5）1:20圆锥面涂色检查，接触面积不小于80%。 mm×770mm表面渗氮，渗氮层深度0.2~0.3mm,表面硬度62~65HRC。 （6）φ500 025 - .0 材料38CrMoALA是常用的渗氮处理用钢。 表1-1 活塞杆零件技术要求表Array 1.2零件的工艺分析 mm×770mm处有密封装置往（1）活塞杆在正常使用中，承受交变载荷作用，φ500 - 025 .0 复摩擦其表面，所以该处要求硬度高又耐磨。 活塞杆采用38CrMoALA材料，φ500 mm×770mm部分经过调质处理和表面渗氮后，芯 .0 - 025 部硬度为28~32HRC，表面渗氮层深度0.2~0.3mm，表面硬度为62~65HRC。这样使活塞杆既
活塞杆主要用于工程机械、液压气动等结构，是一个做往复运动的连接部件，其主要是传递扭矩和承载较大的交变载荷，在工作时会受到横向、轴向扭转及冲击应力等，所以活塞杆加工精度、质量将直接影响活塞杆使用性能与寿命；而影响活塞杆加工工艺因素较多，如切削参数、装夹定位和刀具角度等因素。 1 精密活塞杆 活塞杆用于气缸或油缸引导活塞当中，是进行直线往复直线运动的连接机构，同时也是气缸、油缸运动主要的受力零件，其常采用表面镀铬处理的高碳钢材料或不锈钢材料进行制作。活塞杆常是杆径较细，杆长较长的细长结构，但通常要求具有良好的机械刚度和强度。另外，还受其加工制作工艺影响，如热处理或存放不当等都会导致活塞杆出现弯曲变形等情况，为满足其工作性能要求，其加工工艺要求通常较高。 2 应力及疲劳分析 活塞杆主要用于工程机械和液压气动等结构中，是一个做往复运动的连接部件，主要受传递扭矩，承载较大交变载荷；在活塞杆运转时，是一个主要能量传递体，会受到扭转产生的弯矩应力，从而产生断裂。因此，在基于弹性力学和冲击动力学进行受力分析时，可对活塞杆使用solidworks simulation进行静应力、疲劳分析。 活塞杆在受到相应扭矩力作用，活塞杆总变形形状无太大明细变化；活塞杆在受扭矩作用时的最大应力位置是在活塞杆端头部分，而产生最大位置位移是活塞杆中间部位，最大位移量为0.0016m。 活塞杆在轴向冲击作用下，总变形形状无太大明细变化；活塞杆在受冲击作用的最大应力位置在活塞杆受力端头位置，而产生最大位置位移也是活塞杆受力端头位置，最大位移量为2.37e-06m。 活塞杆疲劳是指在工况作用下的疲劳失效，当在循环载荷作用下局部达到最高应力时，会形成微裂纹，再 solidworks S-N曲 属于细长阶梯轴类零件，通常会在加工机床切削力、重力、振动以及热影响变形作用下，活塞杆很容易产生弯曲、椭圆变形现象。精益工艺不但可以提高活塞杆加工精度，还可以提高活塞杆加工质量，所以需要选择科学的刀具、切削参数以及特定夹具工装。 3.1 通常技术要求 活塞杆要求有较高的刚度、强度要求，其杆表面摩擦面为设计基准，一般精度要求圆柱度小于0.01mm，表面粗糙度Ra为0.2，尺寸精度6级；其余外圆与摩擦外圆同轴度要求0.08mm，垂直度要求0.08。为获得较高抗拉与抗扭强度性能，常采用致密金属纤维组织的锻件毛坯。同时，采用不锈钢材料时要进行固溶处理，摩擦面还进行喷涂碳化钨材料，以提高硬度使其具有较高耐磨和疲劳强度性能，从而提高活塞杆使用寿命。 3.2 具体工艺实施办法 3.2.1 毛坯的选择 毛坯余量选择要根据活塞杆长度与杆径比值与坯料状态进行确定，在一般热轧钢材料长度余量一般考虑留取5～10mm，直径余量取6～12mm；锻造钢材长度余量取28～38mm，直径余量取15～25mm。毛坯可以通过压力机进行校直处理，先对其进行活塞杆杆径的最高点与最低点测量，然后进行校直。 3.2.2 基准的选择 粗加工基准原则是保证合理分配各个加工面余量、保证后面静加工精度的基础，所以必须保证加工面和非加工面位置精度。一般粗加工的基准面选择为外圆表面为基准，这样利于定位与装夹；装夹方法可以采用一端使用车床卡盘进行抓紧固定，一端采用顶尖进行顶紧固定。 3.3 工艺措施重点注意事项 第一，依据零件的表面尺寸及精度要求可以分为通过钻中心孔，粗车外圆的粗加工阶段；然后再进行半精加工外圆；最后进行精车外圆和精磨外圆的静加工。 第二，在材料毛坯加工前应当进行退火处理，以进行细化金粒，改善金属组织，降低材料硬度，便于切削；同时，还可以提高金属机械性能。 第三，在进行粗加工后要进行固溶处理，以便提高材料韧性与刚性；在半精加工后需要进行消除内部应力的稳定化处理，从而提高加工尺寸精度稳定；活塞杆粗磨后为提高材料表面硬度以及耐磨性能，要进行喷涂处理。 3.4 关键工序要求 活塞杆加工项是保证其轴精、摩擦面同轴度以及台阶 （中北大学光电仪器厂，太原 030051） 摘 要：活塞杆是一种运动频繁、技术含量高，主要用于油缸、气缸执行机构中活塞做功连接部件，是气缸、油缸机构重要的执行元件。活塞杆整体性能与其工艺有着直接关系，其加工质量好坏将直接影响产品可靠性能与使用寿命。 关键词：活塞杆 加工制作 加工工艺 疲劳分析
机械加工工艺过程卡片
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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 机头机械加工工序卡片1 蚌埠学院机械加工工序卡片产品型号零件图号共10页产品名称零件名称活塞杆第1页车间工序号工序名称材料牌号 4 切端面、车端面38CrMoAlA 毛坯种类毛坯外形尺寸每件毛坯可制件数每台件数锻件1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA6140 夹具编号夹具名称切削液 三爪卡盘 工位器具编号工位器具名称工序工时 准终单件 0 7.95min 工步号工步内容工艺装备 主轴转速 /（r／min） 切削速度 /（m／min） 进给量/（mm／ r） 背吃刀 量/mm 进给次 数 工时定额(min) 机动辅助 1 切端面保证长度为1097mm 切断刀100 17.58 0.20 5 1 2.14 1.17 2 车端面，保证长度1095mm P10 0 45弯头车刀320 56.26 0.61 3 1 0.19 0.12 3 切另一端保证长度1092mm 切断刀100 17.58 0.20 5 1 2.1 4 1.17 4 车另一端端面，保证长度1090mm P10 0 45弯头车刀320 56.26 0.61 31 0.19 0.12
设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（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 机头机械加工工序卡片2 蚌埠学院机械加工工序卡片产品型号零件图号共10页产品名称零件名称活塞杆第2页车间工序号工序名称材料牌号 5 粗车外圆、锥度38CrMoAlA 毛坯种类毛坯外形尺寸每件毛坯可制件数每台件数锻件1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA6140 夹具编号夹具名称切削液 三爪卡盘 工位器具编号工位器具名称工序工时 准终单件 0 5.88min 工步号工步内容工艺装备 主轴转速 /（r／min） 切削速度 /（m／min） 进给量/ （mm／r） 背吃刀量 /mm 进给次数 工时定额(min) 机动辅助 1 粗车φ50mm,1:20锥面和长为10mm的 锥面 P30 0 90外圆车刀、游标卡尺320 56.26 0.61 1.5 1 4.33 0.07 2 粗车活塞杆六方处的表面的外圆P30 0 90外圆车刀、游标卡尺320 50.24 0.61 1.15 1 0.49 0.07
1.活塞杆的工艺性分析 1.1零件图样的分析 mm×770mm自身圆度公差为0.005mm。 （1）φ500 - 025 .0 mm中心线的同轴度公差为φ0.05mm。 （2）左端M39×2-6g螺纹与活塞杆φ500 .0 025 - mm中心线的同轴度公差为φ0.02mm。 （3）1:20圆锥面轴心线与活塞杆φ500 - .0 025 （4）1:20圆锥面自身圆跳动公差为0.005mm。 （5）1:20圆锥面涂色检查，接触面积不小于80%。 mm×770mm表面渗氮，渗氮层深度0.2~0.3mm,表面硬度62~65HRC。 （6）φ500 - 025 .0 材料38CrMoALA是常用的渗氮处理用钢。 1.2零件的工艺分析 （1）活塞杆在正常使用中，承受交变载荷作用，φ500 mm×770mm处有密封装置往 - 025 .0 复摩擦其表面，所以该处要求硬度高又耐磨。 mm×770mm部分经过调质处理和表面渗氮后，芯活塞杆采用38CrMoALA材料，φ500 - .0 025 部硬度为28~32HRC，表面渗氮层深度0.2~0.3mm，表面硬度为62~65HRC。这样使活塞杆既有一定的韧性，又具有较好的耐磨性。 （2）活塞杆结构比较简单，但长径比很大，属于细长轴类零件，刚性较差，为了保证加工精度，在车削时要粗车、精车分开，而且粗、精车一律使用跟刀架，以减少加工时工件的变形，在加工两端螺纹时要使用中心架。 （3）在选择定位基准时，为了保证零件同轴度公差及各部分的相互位置精度，所有的加工工序均采用两中心孔定位，符合基准统一原则。 （4）磨削外圆表面时，工件易产生让刀、弹性变形，影响活塞杆的精度。因此，在加工时应修研中心孔，并保证中心孔的清洁，中心孔与顶尖间松紧程度要适宜，并保证良好的润滑。砂轮一般选择：磨料白刚玉 (WA)，粒度60#，硬度中软或中、陶瓷结合剂，另外砂轮宽度应选窄些，以减小径向磨削力，加工时注意磨削用量的选择，尤其磨削深度要小。 mm×770mm外圆和1:20锥度时，两道工序必须分开进行。在磨削（5）在磨削φ500 .0 025 - 1:20锥度时，要先磨削试件，检查试件合格后才能正式磨削工件。 1:20圆锥面的检查，是用标准的1:20环规涂色检查，其接触面应不少于80%。
xxxx 有限公司 文件名称：活塞杆加工工艺规范 文件编号：GY03-14-2015 文件签章有效/受控状态： 编 制 : 技术工艺科 审 核： 审 批： 修改记录单 版本 时间 简述 A 2015年2月 活塞杆加工工艺规范 1 引用标准 GB/T1800.4-99 孔、轴的极限偏差表 GB/T1801-99 公差配合的选择 GB/T1184-96 形位公差值 GB/T1031-95 表面粗糙参数及其数值 厂标等效JB/Z307 GB/T193-81 GB/T196-81 GB/T5786.2-86 GB/T5796.3-86 GB/T6403.5-86 GB/T145-89 GB200-89 金属切削加工工艺守则 普通螺纹直径与螺距系列 梯形螺纹基本尺寸 普通螺纹直径与螺距系列 梯形螺纹基本尺寸 砂轮越程槽 中心孔 碳素结构钢
GB699-1999 GB908-87 GB/T3-79 JB/ZQ0138-80 优质碳素结构钢 锻制圆钢和方钢规格 普通螺纹的收尾、兼距、退刀槽和倒角 单线梯形螺纹的收尾、退刀槽和倒角尺寸 2 需用设备 （1）100t 开式油压机 （2）校直用一组支承滚轮、划针盘、直尺 （3）乙炔氧气加热器 （4）卧式车床C6163，长8m （5）手工交流焊机 （6） 热处理（回火）设备 （7） 砂带磨头、外圆磨床、砂盘抛磨头 （8）螺纹检验用环、塞规 3 适用范围 本工艺守则适用于加工液压启闭机活塞杆、柱塞杆及部分工业液压缸的活塞杆。 4 活塞杆类型基本有三种 4.1 实心活塞杆，见图4.1 4.2中空型活塞杆 由杆头、杆身（无缝管）、杆尾组焊而成，见图4.2 4.3中空带进油管的活塞杆，见图4.3 由杆头、杆身、杆尾及内进油管组焊而成。 将4.2、4.3两种活塞杆称为组合活塞杆 图4.1 图4.2 图4.3 5 备料及毛坯制作 5.1 活塞杆常用材料有45#、35#及40Cr ，通常情况下，45#、35#是正火态供货。具体按 设计要求。 5.2毛坯余量的确定 选用确定活塞杆坯料余量，应根据其长径比、坯料状态（热轧圆钢，锻圆）通常情况热轧圆钢直径余量6～12mm ，长度余量5～10mm 。锻圆直径余量15～25mm ，长度余量28～38mm ，详见表5.
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/3b14785886.html, 液压缸的结构及机械加工工艺分析 作者：王浩 来源：《科学大众》2019年第12期 摘; ;要：在工程机械中，液压缸是不可或缺的一部分，作为执行部件，在运行过程中受到的径向压力相对较低，轴向承受压力较大。由于它的外圆以及内孔部分都需要高精度的加工，所以其加工任务具有一定的难度。文章主要对液压缸的主体零件结构和其加工的工艺原理进行深入的分析，确定液压缸零件结构的基本设计工艺路线以及机械加工工艺的方法和过程，从而进一步提高液压缸零件的质量和合格率，提升其生产的效率。 关键词：液压缸;其工艺原理分析;液压缸零件结构加工工艺 在我国工程机械业的技术方面，液压缸在工业中占有非常重要的应用地位，在工业中的使用非常频繁且应用的范围很广。同时，液压缸径向和轴向都需要承受一定的压力。除此之外，液压缸的结构和性能必须始终处于稳定的运行状态，才能保证其正常运行。由此可见，应该着重研究和注意其液压缸零件结构以及其机械加工工艺的原理分析。 1; ; 液压缸主体零件结构的选择与加工工艺分析 1.1; 液压缸体尺寸和直径的确定 液压缸体尺寸和直径的确定对选择工程机械液压系统的都非常重要，比如其零部件的结构、强度以及体积等。作为直接影响这些稳定性的重要组成零件之一的液压缸体，其尺寸选取过程需要在实践中着重进行。由于本文的目的是较深入地研究液压缸在工程机械液压系统中的实际应用，因此，本文选择了内径为70 mm的液压缸体进行研究。由于内径为70 mm，所以其缸体尺寸的计算精度为七级，这也就意味着内孔缸体表层的粗糙程度应该要低于0.3 um，而内孔同轴度的公差应该为0.04 mm，如此才可以避免出现漏油的情况。为了更好地确保液压缸体的安全和可靠性，必须同时加强对液压缸体的设置和结构参数的高度重视，不能忽视任何一个细节。 1.2; 液压缸体壁厚的选择 液压缸体的壁厚直接影响整个液压缸的正常工作和性能。通常，液压缸在体壁的设计上可以分为薄厚两类。其中，缸体壁厚与液压缸体内径厚度之比小于0.1的称之为薄壁液压缸体，缸体壁厚与液压缸体内径厚度之比大于0.1的缸称为厚壁液压缸体。在精确的缸体尺寸计算中，还需要严格地考虑安全系数、缸体材料的抗拉能力和强度等一些关键因素。 1.3; 液压缸和导向装置活塞杆长度的选择
油缸活塞杆的机械加工工艺流程 展开全文 油缸活塞杆的机械加工工艺流程，活塞杆的质量好坏，直接关系到油缸的质量、寿命、承载等技术要求。 技术要求 1、1:20锥度接触面积不少于80%。 2、φ50mm部分氮化层深度为0.2~0.3mm，硬度62~65HRC。 3、材料38CrMoALA。 零件图样分析1）φ50mm×770mm自身圆度公差为0.005mm。2）左端M39×2-6g螺纹与活塞杆φ50mm中心线的同轴度公差为φ0.05mm。
3）1:20圆锥面轴心线与活塞杆φ50mm中心线的同轴度公差为φ0.02mm。 4）1:20圆锥面自身圆跳动公差为0.005mm。 5）1:20圆锥面涂色检查，接触面积不小于80%。 6）φ50mm×770mm表面渗氮，渗氮层深度0.2~0.3mm,表面硬度62~65HRC。 工艺分析1）活塞杆在正常使用中，承受交变载荷作用，φ50mm×770mm处有密封装置往复摩擦其表面，所以该处要求硬度高又耐磨。 活塞杆采用38CrMoALA材料，φ50mm×770mm部分经过调质处理和表面渗氮后，芯部硬度为28~32HRC，表面渗氮层深度0.2~0.3mm，表面硬度为62~65HRC。这样使活塞杆既有一定的韧性，又具有较好的耐磨性。 2）活塞杆结构比较简单，但长径比很大，属于细长轴类零件，刚性较差，为了保证加工精度，在车削时要粗车、精车分开，而且粗、精车一律使用跟刀架，以减少加工时工件的变形，在加工两端螺纹时要使用中心架。 3）在选择定位基准时，为了保证零件同轴度公差及各部分的相互位置精度，所有的加工工序均采用两中心孔定位，符合基准统一原则。 4）外圆表面时(磨削后还可以用滚压工艺，使活塞杆耐磨性提高)，工件易产生让刀、弹性变形，影响活塞杆的精度。因
介绍活塞杆的机械加工工艺 大家都知道，活塞杆是我们日常应用于气缸运动执行部件中的一个零件，它是支持活塞做功的一个连接部件。如果我们是在正常的情况下，进行使用活塞杆的话，其活塞杆就可以起到一个承载交变载荷的作用，从而提高配合性质。因此活塞杆对于加工方面的要求比较高。那么您知道活塞杆是怎么进行加工的吗?下面佛山欧贝特活塞杆技术人员为大家介绍一下活塞杆的机械加工工艺。 现在就以上的活塞杆图纸为例，来为大家介绍一下活塞杆机械加工工艺： 1、下料：佛山欧贝特活塞杆机械加工工艺过程的第一步骤就是下料，需下棒料φ80mm×760mm 。在下料时需要用到锯床这个工艺设备。 2、锻造：将棒料自由锻成φ62mm×1150mm。 3、热处理：即进行退火，退火是一种金属热处理工艺。 4、划线：划两端中心孔线。 5 、钳工：钻两端中心孔B2.5。 6 、粗车：在粗车时就先夹一端，顶尖顶另一端，然后再将粗车外圆至φ55mm。 7 、粗车：倒头装夹工件时，需顶另一端中心孔，车外圆至φ55mm接工序6加工处。 8 、热处理：在这个热处理中，主要指的是调质处理，我们需要把调质处理28~32HRC。 9、粗车：夹一端，中心架支承另一端，然后切下右端6mm做试片，进行
金相组织检查，端面车平，钻中心孔B2.5 。 10、粗车：在倒头装夹工作时，则需要用中心架支撑另一端，车端面，保证总长1090mm，钻中心孔B2.5 。 11、精车：两顶尖装夹工作，车工件右端M39×2-6g，长60mm，直径方向留加工余量1mm，车φ500025.0-mm×770mm时，要使用跟刀架，保证1:20的锥度并留有加工余量1mm 。 12 、精车：倒头两顶尖装夹工件，车另一端(左端)各部及螺纹M39×2-6g，长度100mm，直径方向留加工余量1mm，六方处外径车至φ48mm，并车六方与φ500025.0-mm连接的锥度。 13、磨：主要修研两中心孔。 14、粗磨：两顶尖装夹工作，粗磨φ500025.0-mm×770mm，留磨量0.08~0.10mm 。 15、粗磨：两顶尖装夹工件，粗磨1:20锥度，留磨量0.1mm 。 16、车：两顶尖装夹工作时，其车右端螺纹M39×2-6g，切槽5mm×φ36mm，倒角1×45°。 17、车：在倒头两顶尖装夹工作时，其车左端螺纹M39×2-6g，切槽7mm ×φ36mm，CW6163 3 倒角2×45°。 18 、磨：修研两中心孔。 19 、半精磨：两顶尖装夹工件，半精磨φ500025.0-mm×770mm，留精磨量0.04~0.05mm 。 20、半精磨：两顶尖装夹工件时，半精磨为1：20锥度，留精磨余量0.04~0.05mm 。 21、热处理：渗氮处理φ500025.0-mm×770mm，深度为0.25~0.35mm。 22、铣：铣六方至图样尺寸41mm×41mm 。 23 、精磨：两顶尖装夹工作，精磨φ500025.0-mm×770mm，至图样尺寸。 24、精磨：两顶尖装夹工作，精磨1:20锥度至图样尺寸。 25 、检验：在精磨完毕后，需要按活塞杆图纸的图样来检验各部尺寸。
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产品名称 零件名称 活塞杆 第 2 页 材料牌号 38CrMoAlA 毛坯种类 锻件 毛坯外形尺寸 每件毛坯可制件数 1 每台件数 备注 工序号 工序名称 工序内容 车间 工段 设备 工艺装备 工时 准终 单件 13 粗磨 粗磨外圆、锥度 MQ1350 砂轮 14 修研中心孔 钳工台 15 半精磨 半精磨外圆、锥度 MQ1350 砂轮 16 渗碳热处理HRC 65~62 17 精磨 精磨外圆、锥度 MQ1350 砂轮 18 清洗、检验 设计（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（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 机头机械加工工序卡片1 蚌埠学院 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 共 10 页 产品名称 零件名称 活塞杆 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 4 切端面、车端面 38CrMoAlA
毛坯种类毛坯外形尺寸每件毛坯可制件数每台件数锻件1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA6140 夹具编号夹具名称切削液 三爪卡盘 工位器具编号工位器具名称工序工时 准终单件 0 7.95min 工步号工步内容工艺装备 主轴转速 /（r／min） 切削速度 /（m／min） 进给量/（mm／ r） 背吃刀 量/mm 进给次 数 工时定额(min) 机动辅助 1 切端面保证长度为1097mm 切断刀100 17.58 0.20 5 1 2.14 1.17 2 车端面，保证长度1095mm P10 0 45弯头车刀320 56.26 0.61 3 1 0.19 0.12 3 切另一端保证长度1092mm 切断刀100 17.58 0.20 5 1 2.1 4 1.17 4 车另一端端面，保证长度1090mm P10 0 45弯头车刀320 56.26 0.61 31 0.19 0.12 设计（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（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 机头机械加工工序卡片2 蚌埠学院机械加工工序卡片产品型号零件图号共10页产品名称零件名称活塞杆第2页车间工序号工序名称材料牌号 5 粗车外圆、锥度38CrMoAlA 毛坯种类毛坯外形尺寸每件毛坯可制件数每台件数锻件1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数车床CA6140