YTP26A型气腿式凿岩机气缸工艺及夹具设计.doc

大学本科生毕业设计（论文）
第一章 前言

在毕业设计的过程中，我对湘潭风动机械厂进行了参观实习，在他们那里了解到了许多关于凿岩机的相关性能与气缸的内部结构等。通过与风动机械厂员工的交流与学习，我了解了很多凿岩机的信息：
湖南省湘潭风动机械厂始建于1969年，为国有中二型企业，是工程机械和环保设备的专业制造商，主要产品有凿岩机械、工业除尘设备、通风机械和精密铸造件。企业以“创一流质量，保用户满意”作为永恒的追求，牢固树立全员质量意识，1999年通过了ISO90001质量体系认证产品设计全面应用CAD/CAM计算机辅助设计和制造技术，具有较强的产品开发能力。该厂专业从事环保产品的开发、设计、制造、安装、服务有二十多年的历史，是国内生产除尘设备较早的厂家之一，为中国环保机械协会首批会员，中国环保产业协会成员。现主要生产布袋式、旋风式、静电式除尘器等十个类别二百多个品种。生产的通风机械产品有离心通风机系列、锅炉引通风机系列和轴流风机系列。各类产品型号规格齐全，均已形成了系列化、规模化，产品除在国内有广阔的市场外，还远销欧美、东南亚、非洲等国家和地区。

图1.1 YTP26A型气腿式凿岩机
目前影响工人健康、严重污染环境的十大工业噪声源，它们是风机、空压机电机、柴油机、织机、冲床、圆锯机、球磨机、高压放空排气以及凿岩机。这些噪声源设备，普遍使用于各工业部门，产生的声级高，影响面大。我国在控制这些噪声问题方面，虽已积累了相当丰富的经验但仍存在许多实际问题，尚待研究解决。风动凿岩机噪声在矿山井下高达120dBA,甚至更高,对操作工人危害很大.其噪声频谱较宽,主要呈中低频性.主要噪声源是:⒈排气噪声；⒉活塞撞击钎尾及钎头撞击岩石产生的撞击声；⒊风动凿岩机零部件间的撞击、磨擦以及机件振动所产生的机械性噪声。其中排气噪声为主要成分。解决风动凿岩机噪声的途径在于，研制高效的排气消声器，并对机械性噪声采取有效的减振阻尼措施。对于多机凿岩台车，应设隔声操作室。遗憾的是，目前国内在控制凿岩机噪声方面，尚无很成功的经验。随着信号分析处理技术、声强测量技术在我国获得深入应用以及新型降噪材料和新型噪控装置的不断出现，噪声源的控制水平可望进入更高的层次。
解决风动凿岩机噪声的途径在于研制高效的排气消声器，并对机件性噪声采取有效的减振阻尼措施。对多机凿岩台车，应设隔声操作室。对高效排气消声的要求是：1． 消声器的消声值在20dBA以上；2． 体积小；3． 背压低；4． 不产生结冰现象；国内有不少单位在研究能满足这些要求的消声器，可惜目前尚未获得满意的结果。风动凿岩机噪声问题到今仍基本上没有得到解决，许多研究工作值得深入下去。
本课题来自于实践，夹具在机械加工中具有重要的作用，它能保证加工精度，提高产品质量，减轻工人的劳动强度，保证安全，提高劳动生产率，能以优质、高效、低耗的工艺去完成零件的加工和产品的装配。而使用了分度钻的好处在于， 可采用多工位加工，能使加工工序集中，从而减轻工人的劳动强度和提高生产率。
使用夹具的最根本目的是获得好的经济效益。所以设计夹具也和其它技术工作一样，不仅是一个技术问题，而且是个经济问题。每当设计一套夹具之前，都要进行必要的技术经济分析，使所设计的夹具获得最佳的经济效果。

第二章 YTP26A型凿岩机介绍
2.1 产品的基本信息
2.1.1 产品执行的标准
JB/T1674 《气腿式凿岩机》
MT/T903 《煤矿用气动凿岩机通用技术条件》
QJ/XF02.231 《YTP26型气腿式凿岩机技术条件》
2.1.2 产品型号的表示方法
YTP26凿岩机，其中Y表示凿岩机，T表示气腿式，P表示高频，26表示机器的重量。
2.2 使用范围
YTP26A型凿岩机供矿山采矿和巷道掘进钻凿爆破炮眼，操作机构集中，启动灵活，气水联动，使用方便，维修简易。节能高效，零件寿命长，通用率高，.可靠性好。YTP26A型凿岩机活塞的往返运动采用了双气路无阀配气，它利用活塞的筒状尾部在活塞行程中自行配气，并且有部分活塞行程利用了压缩空气的膨胀功，因而节省了压缩空气的消耗量，提高了使用的经济性。广泛使用于煤炭、冶金、铁道、交通、水利、基建和国防等石方工程中，是采掘工业的高效设备。
本机与FT170型气腿配套，适用于中硬和硬岩上钻凿水平和倾斜的炮眼，亦可与环形吊架配套钻凿垂直炮眼，配置手持手把，还可作手持凿岩机使用。钻凿炮眼直径一般为36~46毫米，深度可达5米以上。
2.3 技术参数
2.3.1凿岩机
质量：26.5kg
长度×宽度：680mm×250mm
气缸直径：95 mm
活塞行程：50 mm
气管内径：25 mm
水管内径：13 mm
钎尾规格：B22 mm×108 mm（亦可按订货要求提供B25mm×108mm的）
使用气压：0.4～0.65Mpa
使用水压：0.2～0.4Mpa（应低于气压）
性能参数见表2.1
表2.1 性能参数
工作气压
冲击能量≥
冲击频率≥
耗气量≤
扭矩≥
0．4 Mpa
53J
40Hz
60L/s
14N.m
0.5 Mpa
63J
42 Hz
75 L/s
18 N.m
0.63 Mpa
45 Hz
45 Hz
85 L/s
21 N.m
2.3.2 气腿
质量 长腿：17.5kg
短腿：14.5 kg
气缸直径 67mm
收缩状态总长 长腿：1690 mm
短腿：1330 mm
可伸缩长度 长腿：1235 mm
短腿：900 mm
2.2.3 FY200A型注油器
质量 1.2 kg
储油量 200ml
2.4 工作原理
YTP26型凿岩机活塞的往返运动采用了双气路无阀配气，它利用活塞的筒状尾部在活塞行程中自行配气，并且有部分活塞行程利用了压缩空气的膨胀功，因而节省了压缩空气的消耗量，提高了使用的经济性。

第三章 气缸机械加工工艺规程设计
采用机械加工的方法，改变毛坯的形状、尺寸、相互位置关系和表面质量，使其成为可完成某种使用要求的零件的过程，称为机械加工工艺过程。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。机械加工工艺规程是指导生产活动的重要文件。
设计零件的机械加工工艺规程应按如下步骤和内容
1）根据零件图和产品装备图，对零件进行工艺分析；
2）计算零件的生产纲领，确定生产类型；
3）确定毛坯的种类和制造方法；
4）确定毛坯的尺寸和公差；
5）拟定工艺路线；
6）确定个工序的加工余量，计算工序尺寸及公差；
7）选择个工序的机床设备及刀具、量具等工艺装备；
8）确定各工序的切削用量和时间定额；
9）编制工艺文件。
3.1 零件的工艺分析
3.1.1 了解凿岩机气缸的用途
设计工艺规程时，首先应分析零件图以及该零件所在部件或总成的装备图，掌握该零件在部件或总成中的位置、功用以及部件或总成对该零件提出的技术要求，明确零件的主要工作表面，以便在拟定工艺规程时采取措施施予以保证。
YTP26A型凿岩机供矿山采矿和巷道掘进钻凿爆破炮眼，广泛适用于煤炭、冶金、铁道、交通、水利、基建和国防等石方工程中，是采掘工业的高效设备。
3.1.2 分析零件的技术要求
对零件的技术要求进行分析，应包括如下内容：
1）掌握零件的结构形状、材料、硬度及热处理等情况，了解该零件的主要工艺特点，形成工艺规程设计的总体构想。该凿岩机气缸的材料是由铸钢组成，它的主要工作表面包括大孔内腔，横孔内壁以及左右断面。
2）分析零件上有哪些表面需要加工，以及各加工表面的尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热处理等方面的技术要求；明确哪些表面是只要加工表面，以便在选择表面光加工方法及拟定工艺路线时重点考虑；对全部技术要求应进行归纳整理。凿岩机气缸主要加工表面包括大孔内壁、横孔内壁、左右端面以及排气槽等，这些表面的加工精度要求很高，需要经过粗加工、精加工以及磨削加工等工序。
3.1.3 审查零件的结构工艺性
1）审查零件图样上的视图、尺寸公差和技术要求是否正确、统一、完整。

图3.1 气缸零件简图

2）审查零件的结构工艺性，是否有利于机械加工、装配、热处理及毛坯制造等方面。如发现有不合理之处应及时提出，并同有关人员商讨图样修改方案。
3.2 确定零件的生产类型
3.2.1 生产类型的定义与确定的方法
零件的生产类型是指企业（或车间、工段、班组、工地等）生产专业化程度的分类，它对工艺规程的制定具有决定性的影响。生产类型一般可分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型，不同的生产类型有着完全不同的工艺特征。零件的生产类型是按零件的年生产纲领和产品特征来确定的。生产纲领是指企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品的年产量。零件的年生产纲领N可按下式计算：
N=Qm（1+a%）（1+b%）
式中 N—零件的生产纲领（件/年）；
Q—产品的年产量（台、辆/年）；
m—每台（辆）产品中该零件的数量（件/台、辆）；
a%—备品率，一般取2%～4%；
b%—废品率，一般取0.3%～0.7%。
根据上式课计算求得零件的年生产纲领，再通过查表，就能够确定该零件的生产类型。
3.2.2 生产类型以及生产纲领的确定
1、生产类型的确定
零件的生产类型是指企业生产专业化程度的分类.它对工艺规程的制定具有决定性的影响.机械制造业的生产类型一般可分为大量生产,成批成产和单件生产.其中成批生产又可以分为:大批生产,中批生产和小批生产.显然生产量越大,生产专业化程度应该越高.按重型机械,中型机械和轻型机械的年产量有如下表格

表3.1 生产纲领与生产类型关系
生产类型
零件的年生产纲领/件/年
重型机械
中型机械
轻型机械
单件生产
≤5
≤20
≤100
小批生产
5--100
20--200
100--500
中批生产
100--300
200--500
500--5000
大批生产
300-1000
500--5000
5000--50000
大量生产
>1000
>5000
>50000
零件的生产类型是由零件的年生产纲领和产品特征来确定的，根据本人的任务书可知，YTP26A型凿岩机气缸零件的年产量为1万件，每台YTP26A机器中有1个这样的零件，结合生产实际:备品率a和废品率b分别取值3%和0.5%,所以由上面所列式可知：
N=10000×1×（1+3%）（1+0.5%）=10351.5
又根据下表该机械属于重型机械，重量为26Kg，所以通过查表可知该零件属于轻型零件，所以该零件生产类型为大批生产。

表3.2 不同机械产品的零件质量型别表
机械产品类型
加工零件的质量/kg
重型零件
中型零件
轻型零件
电子工业机械
>30
4～30
<4
机床
>50
15～50
<15
重型机械
>2000
100～2000
<100

3.3 确定毛坯的种类和制造方法
零件的材料在产品设计时已经确定，在制定零件机械加工工艺规程时，毛坯的选择主要是选定毛坯的制造方法。
3.3.1 确定毛坯的种类
机械加工中毛坯种类很多，如铸件、锻件、型材、挤压件、冲压件及焊接组合件等，同一种毛坯又可能有不同的制造方法。最常用的毛坯是铸件和锻件，下面就对两种毛坯进行简要的介绍。
1、铸件毛坯
形状复杂的毛坯宜用铸件。用于铸造的材料有灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、合金铸铁、铸钢、有色金属合金等。
目前，多数铸件采用砂型铸造，少数优质铸件采用特种铸造。
砂型铸造中，木模手工造型生产率低，铸件精度低、加工余量大、适用于单件小批生产；金属模机器造型生产率较高、铸件精度高、表面质量与机械性能均好，适用于大批大量生产。所以根据该零件的生产类型以及它的表面加工精度要求不是很高，所以该零件选择砂型铸造，用的材料是铸钢，因为该气缸需要承受在工作过程中比较大的压强压力。
2、锻件毛坯
当零件承受重载荷、冲击载荷或交变载荷时，其毛坯宜选用锻件，因为锻件的强度与冲击韧度较高。锻件的材料主要是各种碳钢与合金钢。
锻造方法有自由锻、模锻与胎膜锻和精密锻造等几种。其中，自由锻生产率低、锻造精度低、表面质量差、加工余量小、可锻制较复杂的锻件，但成本较高，适用于成批大量生产中小型锻件；胎膜锻介于自由锻与模锻之间，适用于中小批生产小型锻件。
3.3.2 毛坯制造方法考虑因素
提高毛坯制造质量，可以减少机械加工劳动量，降低机械加工成本，但往往会增加毛坯的制造成本。一般地，选择毛坯的制造方法应考虑以下几个因素。
1、材料的工艺性能
材料的工艺性能在很大程度上决定毛坯的种类和制造方法。例如，铸铁、铸造青铜等脆性材料不能锻造与冲压，由于可焊性很差，也不宜用焊接方法制造组合毛坯，而只能铸造。低碳钢的铸造性能差，很少用于铸造；但由于可锻性均好，低碳钢广泛用于制造锻件、型材、冲压件、挤压件及组合毛坯等。
2、毛坯的尺寸、形状和精度要求
毛坯的尺寸大小和形状复杂程度也是选择毛坯的重要依据。直径相差不大的阶梯轴宜采用棒料；直径相差较大的宜采用锻件。尺寸很大的毛坯，通常不宜采用模锻或压铸、特种铸造方法制造，而宜采用自由锻造或砂型铸造。形状复杂的毛坯不宜采用型材或自由锻件，可采用锻件、模锻件、冲压件或组合毛坯。
3、零件的生产纲领
选择的毛坯制造方法，只有与零件的生产纲领相适应，才能获得最佳的经济效益。生产纲领大时宜采用高精度和高生产率的毛坯制造方法，如木模砂型铸造及自由锻造。
4、采用新材料、新工艺、新技术的可能性
确定了毛坯的制造方法后，就可以查表求得毛坯的尺寸和公差。
5、生产批量
此零件为大批量生产，宜采用精度和生产率高的毛坯制造方法，以减少材料消耗和机械加工工作量。
该凿岩机气缸零件的毛坯采用熔模铸造。所谓熔模铸造工艺，简单说就是用易熔材料制成可熔性模型,在其上涂覆若干层特制的耐火涂料，经过干燥和硬化形成一个整体型壳后，再用蒸汽或热水从型壳中熔掉模型，然后把型壳置于砂箱中，在其四周填充干砂造型，最后将铸型放入焙烧炉中经过高温焙烧（如采用高强度型壳时，可不必造型而将脱模后的型壳直接焙烧），铸型或型壳经焙烧后，于其中浇注熔融金属而得到铸件。
综上所述，该气缸零件的材料选用ZG20CrMo，毛坯采用熔模铸造。用蜡模，在蜡模外制成整体的耐火质薄壳铸型。加热熔掉蜡模后，用重力浇注。压型制造费用高，工序繁多，生产率较低。手工操作时，劳动条件差。铸件表面粗糙度Ra为12.5~1.6um,结晶较粗。应用范围为各种生产批量，以碳钢、合金钢为主的各种合金和难于加工的高熔点合金复杂零件。零件重量和轮廓尺寸不能过大，一般铸件重量小于10kg,用于刀具，刀杆，叶片，风动工具，自行车零件，机床零件等。气缸属风动工具一类。
3.4 拟定工艺路线
工艺路线的拟定包括：定位基准的选择；各表面加工方法的确定；加工阶段的划分；工序集中程度的确定；工艺顺序的安排。
3.4.1 选择定位基准
拟定工艺路线的第一步是选择定位基准。为使所选的定位基准能保证整个机械加工工艺过程顺利进行，通常应考虑如何选择精基准来加工表面，然后考虑如何选择粗基准把座位精基准的表面先加工出来。
1、精基准的选择原则
选择精基准时应重点考虑如何减少工件的定位误差，保证加工精度，并使夹具结构简单，工件装夹方便。因此，选择精基准一般应遵循下列原则：
（1）基准重合原则 应尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准，也就是说应尽量使定位基准与设计基准相重合。这样可避免由于基准不重合而产生的定位误差。
（2）基准统一原则 若工件以某一组表面作为精基准定位，可以比较方便地加工大多数其他表面，则应尽早地把这一组基准表面加工出来，并达到一定精度，在后续工序均以其作为精基准加工其他表面。这称之为基准统一原则。采用基准统一原则可以避免基准转换所产生的误差；可以减少夹具数量和简化夹具设计；可以减少装夹次数，便于工序集中，简化工艺过程，提高生产率。
（3）互为基准原则 对于某些位置精度要求很高的表面，常采用互为基准反复加工的方法来保证其位置精度，这就是互为基准原则。
（4）自为基准原则 有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，在加工时就应尽量选择加工表面本身作为精基准，这就是自为基准原则。
（5）便于装夹原则 应选定位可靠、装夹方便的表面作基准。所选的精基准应该是精度较高、表面粗糙度较小、支承面积较大的表面。
所以根据以上原则考虑，以及凿岩机气缸的加工情况、加工条件的限制，所以选择N面，也就是远离横孔的端面为精基准，因为这边远离横孔，便于装夹，并且也符合其他的一些精基准选择原则，所以选择N面为精基准。
下面如图所示，就是N面所在的位置以及它最后要加工出的精度。

图3.2 精基准N面所在的位置

2、粗基准选择原则
选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续工序提供精基准。粗基准的选择对保证加工余量的均匀分配和加工面与非加工面（作为粗基准的非加工面）得位置关系具有重要影响。因此，在选择粗基准时，一般应遵循下列原则：
（1）保证相互位置要求原则 对于同时具有加工表面与不加工表面的工件，为了保证不加工表面与加工表面相互位置要求较高的表面作粗基准。如果零件上有多个不加工表面，则应以其中与加工表面相互位置要求较高的表面作粗基准。
（2）保证加工表面加工余量合理分配的原则 如果首先要求保证工件某重要表面加工余量均匀时，应选择该表面的毛坯面作为粗基准。
（3）便于工件装夹原则 选择粗基准应使定位准确、装夹可靠、夹具结构简单、操作方便。为此要求选用的粗基准尽可能平整、光洁，且有足够大的尺寸，不允许有锻造飞边、铸造浇、冒口或其他缺陷。
（4）粗基准在同一尺寸方向上只允许使用一次的原则 因为粗基准本身是毛坯面，精度和表面粗糙度均较差，若在两次装夹中重复使用同一粗基准，就会造成相当大的定位误差。
根据以上选择基准原则，在综合考虑加工顺序与加工过程的情况下，选择粗基准为M面，用它来加工精基准，再进行进一步的加工。

图3.3 粗基准M面所在的位置图

3.4.2 表面加工方法的选择
工件上的加工表面往往需要通过粗加工、半精加工、精加工等才能逐步达到质量要求，加工方法的选择一般应根据每个表面的精度要求，先选择能够保证该要求的最终加工方法，然后再选择前面一系列预备工序的加工方法和顺序。可提出几个方案进行比较，再结合其他条件选择其中一个比较合理的方案。
选择表面加工方法时应考虑的因素
（1）所选择的加工方法能否达到加工表面的技术要求。
（2）零件材料的性质和热处理要求 例如，淬火钢的精加工要用磨削，因为一般淬火表面只能采用磨削。有色金属的精加工因材料过软容易堵塞砂轮而不宜采用磨削，需要用高速精细车和精细镗等高速切削的方法。
（3）零件的生产类型 选择加工方法必须考虑生产率和经济性。大批大量生产应选用生产率高和质量稳定的加工方法。例如，加工孔、内键槽、内花键等可以采用拉削的方法；单件小批生产则采用刨削、铣削平面和钻、扩、铰孔。
（4）本厂现有设备状况和技术条件 技术人员必须熟悉本车间（或者本厂）现有加工设备的种类、数量、加工范围与精度水平以及工人的技术水平，以充分利用现有资源，并不断对原有设备和工艺装备进行技术改造，挖掘企业潜力，创造经济效益。
3.4.3 加工阶段的划分
零件的加工质量要求较高或结构较为复杂时，一般工艺路线长，工序较多，通常在安排工艺路线时，将其分成几个阶段。根据精度要求的不同，加工阶段可以划分如下。
1、粗加工阶段
此阶段的主要任务是高效地切除各加工表面上的大部分余量，并加工出精基准。这一阶段的目的主要采用大切削用量切除大部分加工余量,把毛坯加工至接近工件的最终形状和尺寸,只留下适当的加工余量.此外还可及早发现锻件裂缝等缺陷,以便及时修补或作报废处理.对一些要求不高的表面,应在这一阶段完成全部的加工,达到图样的规定要求。
2、半精加工阶段
这一阶段的目的主要是为精加工做好准备,尤其是做好基面准备.对一些要求不高的表面,也应在这一阶段完成全部的加工,达到图样的规定要求。使主要表面消除粗加工后留下的误差，使其达到一定的精度；为精加工做好准备，并完成一些精度要求不高的表面的加工（如钻孔、攻螺纹、铣键槽等）。
3、精加工阶段
主要是保证零件的尺寸、形状、位置精度及表面粗糙度达到或基本达到图样上所规定的要求。精加工切除的余量很小。
4、精整和光整加工阶段
对于加工质量要求很高的表面，在工艺过程中需要安排一些高精度的加工方法（如精密磨削、研磨、金刚石切削等），以进一步提高表面尺寸，形状精度、减小表面粗糙度，最后达到图样的精度要求。
应当指出：加工阶段的划分不是绝对的，在应用时要灵活掌握。例如，大批大量生产要划分得细些，单件、小批生产就不一定严格划分。在自动生产中，要求在工件一次安装下尽可能加工多个表面，阶段就难免交叉；有些刚性好的重型工件，由于装夹及运输很费时也常在一次装夹下完成全部粗精加工；定位基准表面即使在粗加工阶段加工，也应达到较高精度。精度要求低的小孔，为避免过多的尺寸换算，通常放在半精加工或精加工阶段钻削。
该凿岩机气缸的加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和精（磨削）加工几个阶段。
在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗车大孔，粗车左右端面，车总长等等。在半精加工阶段，完成各种孔的钻铣加工，对各种槽的铣削加工；在精加工阶段，完成横孔、大孔、两端面的磨削加工过程。
3.4.4 工序的集中与分散
1、工序集中与工序分散的概念
工序集中于工序分散是拟定工艺路线时，确定工序数目（或工序内容多少）的两种不同的原则。工序数少而各工序的加工内容多，称为工序集中。工序数多而各工序的加工内容少，称之为工序分散。
2、工序集中与工序分散的特点
工序集中的特点是：有利于采用高生产率机床；减少工件装夹次数，节省装夹工作工作时间；有利于保证各加工表面的相互位置精度；减少工序数目，缩短了工艺路线，也简化了生产计划和组织工作；专用设备和工艺装备较复杂，生产准备周期长，更换产品困难。
工序分散的特点是：可使每个工序使用的设备和夹具比较简单，调整比较容易；工艺路线长，设备和工人数量多，生产占地面积较大；有利于选择合理的切削用量。
3、工序集中与工序分散的选用
工序集中于工序分散各有特点，究竟是按何种原则确定工序数量，要根据生产类型、机床设备、零件结构和技术要求等进行综合分析后使用。
（1）生产类型 单件小批生产中，为简化生产流程，缩短在制品生产周期，减少工艺装备，应采用工序集中原则。大批大量生产中，若使用多刀多轴的自动机床加工中心可按工序集中组织生产；若使用由专用机床和专用工艺装备组成的生产线，则应按工序分散的原则组织生产，这有利于专用设备和专用工装的机构简化和按节拍组织流水生产。成批生产时，两种原则均可采用，具有采用何种为佳，则需视其他条件（如零件的技术要求、工厂的生产条件等）而定。
（2）零件结构、大小和质量 对于尺寸和质量较大、形状又很复杂的零件，应采用工序集中的原则，以减少安装与运送次数。对于刚性差精度高的精密工件，为减少夹紧和加工中的变形，则工序应适当分散。
（3）零件的技术要求及现场的条件 零件有技术要求高的表面，需采用高精度的设备来保证质量时，可采用工序分散的原则。对采用数控加工的零件，应考虑如何减少装夹次数，尽量在一次定位装夹下加工出全部待加工表面，应采用工序集中的原则。
由于生产需求的多变性；对生产过程的柔性要求越来越高，工序集中将越来越成为生产的主流方式。该凿岩机气缸根据其形状特点以及生产类型，选用工序分散原则安排该气缸的加工工序。该凿岩机气缸为大批量生产，可以采用万能型机床配以专用的工、夹具。以提高生产效率；而且该气缸运用工序分散原则使工件的装夹次数多，工序多，而每个工序加工的部位少，这样的话比较适合于大批量生产，便于工厂进行流水线生产线，使工件的生产更加流畅方便，而且可使每个工序使用的设备和夹具比较简单，调整比较容易。
3.4.5 工序顺序的安排
在安排工序顺序时，不仅要考虑机械加工工序，还应考虑热处理工序和辅助工序。
1、机械加工工序的安排
在安排机械加工工序时，应根据加工阶段的划分。基准的选择和被加工表面的主次来决定，一般应遵循以下几个原则：
（1）先基准后其他 即首先应加工用作精基准的表面，再以加工出的精基准为定位基准加工其他表面。如果定位基准面转换的顺序和逐步提高加工精度的原则来安排基准面和主要表面的加工，以便为后续工序提供适合定位的基准。例如该气缸的工序安排就应该先加工出N面，也就是原理横孔一面的端面，因为这个表面比较适合充当精基准，对后续加工的进行与精度的保持都有好处。
（2）先粗后精 各表面的加工顺序，按加工阶段，从粗到精进行安排。
（3）先主后次 先加工主要表面，再加工次要表面。
（4）先面后孔 先加工平面，后加工孔。因为平面定位比较稳定，可靠，所以像箱体、支架、连杆等平面轮廓尺寸较大的零件，常先加工平面，然后再加工该平面上的孔，以保证加工质量。
2、热处理工序及表面处理工序的安排
机械零件中常用的热处理工艺有退火、正火、调质、时效、渗氮等。热处理工序在工艺过程中的安排是否恰当，是影响零件加工质量和材料使用性能的重要因素。热处理的方法、次数和在工艺过程中的位置，应根据材料和热处理的目的而定。
（1）为改善工件材料切削性能和消除毛坯内应力而安排的热处理工序，例如退火、正火、调质和时效处理等，通常安排在粗加工之前进行。
（2）为消除切削加工过程中工件的内应力而安排的热处理工序，例如人工时效、退火等，最好安排在粗加工之后进行。。对于机床床身、立柱等结构较为复杂的铸件，在粗加工之前都要进行时效处理。对于一些刚性差的精密零件（如精密丝杠），在粗加工、半精加工和精加工过程中要多次安排人工时效。
（3）为改善工件材料的力学性能而采用的热处理工序，例如淬火、渗碳淬火等，通常安排在半精加工和精加工之间进行。淬火和渗碳淬火后，工件表面层获得了高的硬度和耐磨性，心部仍保持一定的强度和较高的韧性和塑性。但淬火和渗碳淬火处理后工件有较大的形变产生。所以淬硬处理后需要安排精加工工序，以修正淬硬处理产生的变形。在淬火处理之前，应将铣槽、钻孔、攻螺纹、去毛刺等次要表面的加工进行完毕，以防工件淬硬后无法加工。当工件需要作渗碳淬火处理时，由于渗碳处理工序会使工件产生较大的变形，因此常将渗碳工序放在次要表面加工之前进行，待次要表面加工完之后再作淬火处理，这样可以减少次要表面与淬硬表面之间的位置误差。
（4）为提高工件表面耐磨性、耐蚀性而采用的镀铬、镀锌、发兰等热处理工序，通常都安排在工艺过程的最后阶段进行。
精铸完成后，要进行退火处理来改善工件材料切削性能和消除毛坯内应力，并进行清砂、喷砂等一系列的操作处理。磨削之前，进行热处理工序，并喷砂去氧化皮，进行调质处理，渗碳深度为0.6-1.2微米，表面硬度为56-63。
3、辅助工序的安排
辅助工序是指不直接加工，也不改变工件的尺寸和性能的工序，它对保证加工质量起着重要的作用，在工艺路线中也占有相当的比例。
（1）检验工序 为保证零件制造质量，防止产生废品，需在下列场合安排检验工序：1）粗加工全部结束之后；2）零件从一个车间送往另一个车间的前后3）工时较长和重要工序的前后；4）全部加工完成后，即工艺过程最后；5）除了安排几何尺寸检验（包括形、位误差的检验）工序之外，有的零件还要安排特殊检验。例如，用于检验工件内部质量的超声波检验、X射线检查，一般都安排在机械加工开始阶段进行。用于检验工件表面质量的磁力探伤、荧光检验，一般都安排在精加工阶段进行。
（2）去毛刺及清洗 零件表层或内腔的毛刺对机器装配质量影响甚大，切削加工之后，应安排去毛刺工序。零件在进入装配之前，一般都安排清洗工序。工件内孔、箱体内腔容易存留切屑，研磨、珩磨等光整加工工序之后，微小磨粒易附着在工件表面上，也要注意清洗，否则会加剧零件在使用中的磨损。
（3）特殊需要的工序 在用磁力夹紧工件的工序之后，例如，在平面磨床上用电磁吸盘夹紧工件，要安排去磁工序，不让带有剩磁的工件进入装配线。平衡、渗漏等工序应安排在精加工之后进行。其他特殊要求，应根据设计图样上的规定，安排在相应的位置。本凿岩机气缸还要进行切浇口等一系列辅助工序。
3.4.6 拟定工艺路线
表3.3 加工方法的拟订
加工步骤
加工方法
端面的加工
这个部分表面是为了加工精基准和与其他零件配合而加工的，粗糙度要求不是很高，为Ra≤1.6um，精度要求为IT11，故可采用三次工序完成，即采用粗车—半精车—磨削的加工方法,这样能达到的精度等级为IT7～9，粗糙度为Ra=0.2～0.8um满足要求。
大孔的加工
大孔的粗糙度要求为Ra≤0.4um，精度要求为IT7，故可采用四次工序完成：粗车—半精车—磨削—珩磨，这样可以达到的粗糙度为Ra=0.1～0.2um。
横孔的加工
横孔的精度要求为IT7级，粗糙度为Ra≤1.6um，故可采用三次工序完成，粗车—半精车—磨削，这样能达到的精度等级为IT7～8，粗糙度为Ra=0.2～0.8um满足要求。
3-Ф12孔的加工
孔的表面的精度要求不高，粗糙度Ra≤25um，故可采用一次钻削完成，这样能达到的精度等级为IT11～12，粗糙度为Ra=25～12.5um满足要求。
Ф10孔的加工
孔的表面的精度要求不高，粗糙度Ra≤25um，故可采用一次钻削完成，这样能达到的精度等级为IT11～12，粗糙度为Ra=25～12.5um满足要求。
2-Ф6孔的加工
孔表面粗糙度Ra≤25um，对于它精度要求不高，故它的加工方法也可以考虑采用一次钻削来实现，粗糙度为Ra=25～12.5um。
排气槽的加工
位置精度要求不太高，而尺寸精度要求也不是很高，粗糙度Ra≤25um，故可以考虑采用一次铣削完成。精度等级为IT8～11，粗糙度为Ra=25～6.3um，满足要求。
回程进气槽的加工
位置精度要求不太高，而尺寸精度要求也不是很高，故可以考虑采用一次铣削完成。精度等级为IT8～11，粗糙度为Ra=25～6.3um，满足要求。
R8.5圆弧槽的加工
尺寸精度要求也不是很高，粗糙度Ra≤12.5um故可以考虑采用一次铣削完成。精度等级为IT8～11，粗糙度为Ra=25～6.3um，满足要求。
排气顶端面的加工
表面的精度要求不高，粗糙度Ra≤25um，故可采用粗车—半精车完成，这样能达到的精度等级为IT10～11，粗糙度为Ra=6.3～12.5um，满足要求。
排气顶外圆的加工
表面的精度要求为IT8级，粗糙度Ra≤12.5um，故可采用粗车—半精车完成，这样能达到的精度等级为IT8～9，粗糙度为Ra=3.2～6.3um，满足要求。
排气顶槽的加工
表面的精度要求不高，粗糙度Ra≤12.5um，故可采用粗车完成，这样能达到的精度等级为IT10～11，粗糙度为Ra=6.3～12.5um，满足要求。

1、工序的拟定
拟定工艺路线时，应多考虑几种方案进行比较。所以下面以下列三种工序方案进行讨论比较。
方案一：下料→精铸→清砂→切浇口→退火→喷砂→刨→车端面及内孔→车总长→铣R8.5圆弧槽→车排气顶→车横孔→钻2-Φ10排气口→钻3-Φ12孔→钻Φ10孔→钻Φ10孔→钻Φ10接通孔→钻2-Φ6→铣排气槽→铣回程进气槽→去除铣削面毛刺→钳横孔端面刻线→热处理→喷砂去氧化皮→磨横孔→磨大孔靠磨M面→磨N面→钳→珩磨大孔→磨M面→检验→入库及防锈处理；
方案二：下料→精铸→清砂→切浇口→退火→喷砂→刨→车总长→车端面及内孔→铣R8.5圆弧槽→车排气顶→车横孔→钻2-Φ10排气口→钻3-Φ12孔→钻Φ10孔→钻Φ10孔→钻Φ10接通孔→钻2-Φ6→铣排气槽→铣回程进气槽→去除铣削面毛刺→钳横孔端面刻线→热处理→喷砂去氧化皮→磨横孔→磨大孔靠磨M面→磨N面→钳→珩磨大孔→磨M面→检验→入库及防锈处理；
方案三：下料→精铸→清砂→切浇口→退火→喷砂→刨→车总长→车端面及内孔→铣R8.5圆弧槽→车排气顶→车横孔→铣排气槽→铣回程进气槽→钻2-Φ10排气口→钻3-Φ12孔→钻Φ10孔→钻Φ10孔→钻Φ10接通孔→钻2-Φ6→去除铣削面毛刺→钳横孔端面刻线→热处理→喷砂去氧化皮→磨横孔→磨大孔靠磨M面→磨N面→钳→珩磨大孔→磨M面→检验→入库及防锈处理；
2、工艺方案的比较
比较上述三种工序的差别，首先，方案一与方案二相比较，方案一是先车出端面以作为后续加工的基准面，这样能够更加精确的保证后续工序的加工精度与加工误差的缩小，方案二先车总长，这样的话不容易保证总长的精确度；根据先基准后其他的原则，相比较而言，方案一的安排对于后续工序的进行与精度的保持有很大的优势，所以能够确定出方案一比方案二要好；另外比较方案一与方案三，方案一与方案三相比较而言，方案一是先钻孔后铣槽，而方案三是先铣槽后钻孔，由于孔的精度相对于槽的精度而言更加容易保护一些，而先铣槽的再钻孔的话，很容易的后续的装夹过程中破坏槽的结构以及精度，所以先加工孔好一点。故在两方案中选择方案一较好；
根据以上的比较对比，以及依照加工顺序选择的基本原则，特此确定，YTP26A凿岩机气缸的工艺加工路线为：下料→精铸→清砂→切浇口→退火→喷砂→刨→车端面及内孔→车总长→铣R8.5圆弧槽→车排气顶→车横孔→钻2-Φ10排气口→钻3-Φ12孔→钻Φ10孔→钻Φ10孔→钻Φ10接通孔→钻2-Φ6→铣排气槽→铣回程进气槽→去除铣削面毛刺→钳横孔端面刻线→热处理→喷砂去氧化皮→磨横孔→磨大孔靠磨M面→磨N面→钳→珩磨大孔→磨M面→检验→入库及防锈处理。
具体机械加工工艺卡片见附录，这里不再详细说明。
3.5 加工余量和工序尺寸的确定
3.5.1 概述
1、加工余量的概念
为保证零件质量，一般都要从毛坯上切除一层材料。毛坯上留作加工用的材料层，称为加工余量。
2、加工余量的分类
（1）总余量和工序余量
加工余量有总余量和工序余量之分。总余量是指某一表面坯尺寸与零件设计尺寸之差。总的加工余量由需要加工的工序次数以及查表获得的粗，精加工加工余量的值来决定，也就是说总加工余量等于各加工阶段的加工余量之和。
工序余量是指每道工序切除的金属层厚度，即指相邻两道工序尺寸之差。
（2）单边余量和双边余量
工序余量有单边余量与双边余量之分。对于非对称表面，工序余量是单边的，称单边余量。即指以一个表面为基准加工另一个表面时相邻两工序尺寸之差。对于外圆与内圆这样具有对称结构的对称表面，工序余量是双边的，称双边余量，即指相邻两工序的直径尺寸之差。如该凿岩机气缸中，对于大孔内壁以及横孔之类的对称部位加工它的工序余量是双边余量，；对于端面这种不是对称结构的部位来说，它的工序余量就是单边余量，只需要加工时只是从一侧推进。
（3）最大余量和最小余量
由于各工序尺寸都有公差，所以各工序实际切除的余量值是变化的，因此工序余量有公称余量、最大余量、最小余量之分。相邻两工序的基本尺寸之差即是公称余量。公称余量的变动范围称为余量公差。
工序尺寸公差一般按“入体原则”标注。即对被包容尺寸（轴径），上偏差为0，其最大尺寸就是基本尺寸；对包容尺寸（孔径、槽宽），下偏差为0.其最小尺寸就