活塞設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、航空制造工程學(xué)院機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)課程名稱：機(jī)械制造工藝及裝備設(shè)計(jì)課題：活塞零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)： 080312姓名：占恩平 學(xué)號(hào)： 08031216評(píng)分： 指導(dǎo)老師：（簽字）i南昌航空大學(xué) 航空制造工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)機(jī)械制造工藝及裝備課程設(shè)計(jì)課題單班級(jí)080312 學(xué)生 占恩平課 題活塞零件機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)原始條件活塞零件圖生產(chǎn)綱領(lǐng)：中等批量設(shè)計(jì)要求1.繪制活塞零件圖2. 編制活塞零件機(jī)械加工工藝規(guī)程（含機(jī)械加工工藝過(guò)程卡和機(jī)械加工工序卡）3. 編寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書課題發(fā)給日期2011 年10月17日課程設(shè)計(jì)完成日期指導(dǎo)教師2011

2、年11月18日（簽名）序言本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、 金屬切削機(jī) 床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。活塞加工工藝規(guī)程及其夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、 工 序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。 在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行 分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)， 并選擇好零件的加工基 準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線； 接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì) 算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量； 然后進(jìn)行專用夾 具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件， 如定位元件、 夾緊元件、 引導(dǎo)元件、 夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件； 計(jì)算出夾具定位 時(shí)產(chǎn)生的定位誤差， 分析夾具結(jié)

3、構(gòu)的合理性與不足之處， 并在以后設(shè) 計(jì)中注意改進(jìn)。關(guān)鍵詞 ：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差目錄序言 3一. 零件分析 41.1零件作用 41.2零件的工藝分析 5二. 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)62.1確定毛坯的制造形式 62.2基面的選擇 72.3制定工藝路線 102.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 112.5確定切削用量及基本工時(shí)13三夾具設(shè)計(jì) 163.1問(wèn)題的提出 163.2定位基準(zhǔn)的選擇 173.3 定位誤差分析 193.4夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明20總結(jié) 2122參考文獻(xiàn)緒論隨著人類社會(huì)機(jī)械化、 自動(dòng)化程度的日益提高， 內(nèi)燃機(jī)作為一種 可移動(dòng)的動(dòng)力源已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域

4、。 活塞是內(nèi)燃機(jī) 的關(guān)鍵零件，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工工序多。目前，國(guó)內(nèi)活塞行業(yè)所用加 工機(jī)床除引進(jìn)外， 大多為國(guó)產(chǎn)通用機(jī)床或在此基礎(chǔ)上進(jìn)行較為簡(jiǎn)易改 造的設(shè)備，一條生產(chǎn)線一般由 17-20 臺(tái)設(shè)備組成，采用粗放型生產(chǎn)方 式，設(shè)備精度低，工件需多次裝夾定位，加工過(guò)程累積誤差大，工件 精度低、穩(wěn)定性差、廢品率高、勞動(dòng)生產(chǎn)率低，生產(chǎn)現(xiàn)狀和設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn) 不能滿足市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要。 國(guó)內(nèi)機(jī)床行業(yè)雖然也為活塞行業(yè)提供了一 定數(shù)量的活塞專用機(jī)床， 但由于對(duì)活塞加工工藝缺乏深入的了解， 也 未能擺脫活塞行業(yè)原有的生產(chǎn)加工方式。 在國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的一些 實(shí)力較強(qiáng)的活塞制造公司，如德國(guó)MAHLE公司、KS公司、英國(guó)AE 公

5、司、日本 AR7 等，其活塞加工己實(shí)現(xiàn)了工序優(yōu)化組合，一人多機(jī) 數(shù)控化生產(chǎn)，機(jī)加工過(guò)程中周轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)少，工藝條件穩(wěn)定，產(chǎn)品尺寸精 度高。對(duì)于批量大的活塞品種， 他們將其加工設(shè)備連成數(shù)控全自動(dòng)生 產(chǎn)線，設(shè)備基本上全是自行設(shè)計(jì)制造。 由于國(guó)外機(jī)床行業(yè)雄厚的基礎(chǔ)， 他們采用了一定數(shù)量的機(jī)床通用零部件， 專業(yè)性較強(qiáng)的零部件仍靠自 主開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)過(guò)程中， 他們充分利用國(guó)外機(jī)床行業(yè)的先進(jìn)設(shè)計(jì)及 制造技術(shù)對(duì)機(jī)床進(jìn)行優(yōu)化，如有限元法等動(dòng)、靜態(tài)設(shè)計(jì)分析，使其能 夠滿足活塞高精加工的要求。561.1 零件的作用零件的分析竺L1. Wff時(shí)效處瘞G2. 未和明甸懶1楝斗咒打! Ft 3 /X技術(shù)吒求3. 活塞柵和嗨

6、E Anflffi 0.3X454. 柿料 HT2UCr圖2無(wú)活塞活塞位于發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)，作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)燃燒室里的混合氣體（空氣和燃料）點(diǎn) 燃并膨脹時(shí)，活塞受到氣體的壓力，并經(jīng)過(guò)活塞銷及連桿將壓力送給曲柄。氣體的 吸入，壓縮，廢氣的排除，也都由活塞的運(yùn)動(dòng)來(lái)完成。因此活塞工作的主要特點(diǎn)是在 高溫高壓下作長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)變負(fù)荷往復(fù)運(yùn)動(dòng)。1.2 零件的工藝分析為了提高活塞的工作性能和壽命 ,它必須具有如下的要求：1) 在高溫高壓下具有足夠的強(qiáng)度和剛度。2) 較輕的結(jié)構(gòu)重量。3) 良好的耐磨性和耐蝕性。4) 良好的導(dǎo)熱性 ,熱膨脹系數(shù)小。5) 保證氣缸內(nèi)部空間密封。二 . 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1 活塞的材料及毛

7、坯的制造活塞在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)是做高速的往復(fù)運(yùn)動(dòng) ,為了減少其慣性的作用采用的材料為共晶鋁硅合金。它的化學(xué)成分為：共晶鋁硅合金()S i 11-13 ;Cu1-2 ;Mg0.4-1 ;Mn 0.2-0.7; Fe 0.8;其余A l它比鑄鐵具有以下的優(yōu)點(diǎn)：活塞是一種薄壁型零件，在外力作用的情況下是很容易產(chǎn)生變形 的，而活塞主要表面的尺寸精度和位置精度的要求都很高，因此應(yīng)以一個(gè)統(tǒng)一的統(tǒng)一基面定位來(lái)加工這些要求高的表面， 如直接采用外圓 定位的話(即設(shè)計(jì)基準(zhǔn))將有可能產(chǎn)生大的變形。故在這里采用活塞 的止口端面來(lái)作為統(tǒng)一基準(zhǔn)。加工活塞通常選擇活塞內(nèi)腔頂部和止口為粗基準(zhǔn)， 裙部端面和止 口為大多數(shù)工序的精基準(zhǔn)

8、，有時(shí)還要用外圓表面、銷孔及頂面作為以 后各工序的定位基準(zhǔn)。由于以內(nèi)腔面作為粗基準(zhǔn)來(lái)直接加工內(nèi)止口不 方便，故先安排以毛坯內(nèi)腔圓面為粗基準(zhǔn)來(lái)粗車外圓，再以外圓表腔頂面定位，加工止口和裙部端面，這樣可保證外圓表面和內(nèi)腔之間壁厚的均勻性及頂厚，并為以后的工序準(zhǔn)備好定位基準(zhǔn)面和內(nèi)經(jīng)驗(yàn)表明，在活塞定位止口的相對(duì)表面出現(xiàn)環(huán)狀磨痕， 是由于定 位止口配合間隙偏大、精車時(shí)余量不均或松動(dòng)引起的。在精車外圓和精磨外圓工序中用止口處孔定位， 其余工序都采用 止口和端面定位.采用止口和端面作為基面有下列優(yōu)點(diǎn)：(1)用這種定位方法可以加工裙部，頭部，頂面，銷孔等主要及其 它次要表面，而且在有一道工序中，一次安裝就可以

9、車削外圓，頂面, 環(huán)槽,實(shí)現(xiàn)了工序的集中.既可提高生產(chǎn)率，又能保證這些表面的位 置精度。 活塞裙部在半徑方向的剛性差，利用止口和端面定位可以沿活塞軸向夾緊， 就不至引起嚴(yán)重的變形， 同時(shí)又可以進(jìn)行多刀切削提高 生產(chǎn)效率當(dāng)然也有一些缺點(diǎn)：如果加工一些本來(lái)不需要加工的表面， 而且是一些精度要求極高的要經(jīng)過(guò)兩次加工的表面。 止口對(duì)裙部外圓 的同軸度誤度將影響環(huán)槽的位置精度， 但總的說(shuō)來(lái)， 采用止口端面作 為統(tǒng)一基準(zhǔn)雖然增加了加工工時(shí)和設(shè)備，但它有利于保證加工質(zhì)量， 故而采用它來(lái)定位是可行的。2.3 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與 合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生

10、產(chǎn)率得以提高。否則，不但使加 工工藝過(guò)程中的問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生 產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。粗基準(zhǔn)的選擇：對(duì)于零件的加工而言，粗基準(zhǔn)的選擇對(duì)后面的精 加工至關(guān)重要。從零件圖上可以看出，零件還算比較規(guī)則，所以粗基 準(zhǔn)容易選擇。為了保證前后端面的位置精度的要求，選擇B面和底面作為作為粗基準(zhǔn)，依照粗基準(zhǔn)的選擇原則 （即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)， 應(yīng)該以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn)， 若 零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)， 則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較 高的不加工表面做為粗基準(zhǔn)）來(lái)選取。工件被放在夾具體，右端面與定位套接觸限制 3個(gè)自由度，定位 套固定中心孔限制 2個(gè)自由度，一擋銷固定翻轉(zhuǎn)式鉆模板，

11、這樣就實(shí) 現(xiàn)完全定位。對(duì)于精基準(zhǔn)而言， 主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題， 當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序 基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)。2.4 制定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)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。 在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生 產(chǎn)的條件下， 可以考慮采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專用夾具， 并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來(lái)。工序號(hào)1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.工藝名稱鑄造清沙檢驗(yàn)時(shí)效熱處理粗車外圓80粗車外圓138二次時(shí)效熱處理 檢驗(yàn)半精車 90留加工余量

12、 1mm 精車至 80 長(zhǎng)度 132.5mm 精車另一端面至 132mm 檢驗(yàn)入庫(kù)2.5 機(jī)械加工余量 .工序尺寸及毛坯尺寸的確定 該活塞零件材料為硅鋁合金 ,毛坯重量約為 2300 克 ,生產(chǎn)類型為 大批大量生產(chǎn) ,采用的毛坯為金屬模鑄造出來(lái)的。根據(jù)上述原始資料及加工工藝 ,分別確定各加工表面的機(jī)械加工 余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下：138 x 134(mm)2.5.1 止口的加工余量總余量： 3mm粗車余量： 2.6mm精車余量： 0.4mm2.5.2 端面及頂面的加工余量 端面的總余量為： 4mm 粗車余量為： 3.8mm 精車余量為： 0.2mm 頂面的總余量為： 5mm 粗車的加工余

13、量為： 3.5mm 半粗車的加工余量為： 1.37mm 精車的加工余量為： 0.13mm2.5.3 外圓的加工余量 : 毛坯的總加工余量為： 3 mm 精車之后細(xì)車加工余量： 0.25 mm 粗車之后精車的加工余量： 0.6 mm 粗車的加工余量： 2.15 mm2.5.4 計(jì)算切削用量 鏜刀的進(jìn)給量為： 0.10mm/r 切削速度為： 4m/s 主軸每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) ： 1700r/min 切削深度： 0.15mm2.5.5 基本工時(shí) 機(jī)動(dòng)時(shí)間的定額定義： 在一定的技術(shù)組織條件下制定出來(lái)的完成 單位產(chǎn)品某頂工作所必須的時(shí)間 ,時(shí)間定額是安排生產(chǎn)計(jì)劃核算成本 的重要依據(jù)之一 ,也是設(shè)計(jì)或擴(kuò)建工廠或車

14、間時(shí)計(jì)算設(shè)備和人員數(shù)量 的重要資料 ,時(shí)間定額中的基本時(shí)間則要根據(jù)切削用量和行程長(zhǎng)度來(lái) 確定 ,其余的組成時(shí)間則根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)確定。其理論公式為：T單體=T基本+T技術(shù)服務(wù)+T組織服務(wù)+T間隙+T準(zhǔn)備終結(jié) 其中 T 輔助 =(15-20)%T 基本T 技術(shù)服務(wù) =(10-15)%T 基本T組織服務(wù)=(5-7)%T基本T間隙=(2-6)%T基本T準(zhǔn)備終結(jié)=(1.35-1.5)%T基本總之 T單體=(1.35-1.5)%T基本在本工序的加工情況下,T基本的計(jì)算如下：T 基本=(L1+L2+L3)i/ns式中i-走刀次數(shù)；s-每轉(zhuǎn)進(jìn)給量；n-每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)車刀 L1=3-5mmL2=2-3mm則 T 基

15、本=(147+3+2)/170*0.1 0.88minT 基本=1.32min2.6重點(diǎn)工序的加工說(shuō)明2.6.1 止口的加工止口的加工分為粗加工和精加工兩步，由于止口是作為整個(gè)加工 過(guò)程中的工藝基準(zhǔn)，其加工精度要求當(dāng)然是相當(dāng)高的，所以必須采用合 理的加工方法才能保證精度和要求 如圖2.2所示圖 2.2 長(zhǎng)三爪卡盤用一般的三爪卡盤夾持不夠牢固 ,所以把卡爪加長(zhǎng)以避免工件在 切削力作用下產(chǎn)生傾斜 ,工件的初始位置由支承釘確定軸向位置 ,而被 加工的止口和端面的最終位置由裝在刀架的長(zhǎng)桿決定。 即當(dāng)?shù)都苓M(jìn)給 時(shí) ,長(zhǎng)桿和刀架一起移動(dòng) ,當(dāng)長(zhǎng)桿的頭部與活塞的內(nèi)頂部接觸時(shí) ,微支 開(kāi)關(guān) （連在長(zhǎng)桿上的 ）

16、被觸動(dòng)而使刀架停止進(jìn)給 ,以保證工序尺寸 ,這種 用長(zhǎng)桿控制工序尺寸的好處在于毛坯的制造誤差不會(huì)影響燃燒室的 壁厚 ,但是它同樣也會(huì)帶來(lái)一個(gè)缺點(diǎn) ,如果毛坯的外圓和內(nèi)壁有較大的 同軸度的誤差 ,用外圓加工出的止口與外圓同軸而與內(nèi)壁不同軸 ,以后 再用止口定位加工出的外圓表面就會(huì)造成壁厚不均勻 ,如果毛坯的外 圓與內(nèi)壁的同軸度誤差不大時(shí) ,則用上述方法就不會(huì)造成很的壁厚差 , 由于 6120 活塞的毛坯采用的是金屬澆注 ,精度較高 ,故采用上述定位 方法基本能保證壁厚差。2.6.2 環(huán)槽的加工 在零件圖的技術(shù)要求中對(duì)環(huán)槽側(cè)面的垂直度。 圓跳動(dòng)和槽寬的尺 寸精度都有較高的要求 ,加工中由于切槽刀在

17、寬度方面的剛性較差 ,端 面到環(huán)槽的距離不可避免的要有誤差 ,以致切槽刀在寬度方向上余量 不均勻 ,造成兩側(cè)面的切削力不相等 ,會(huì)使刀具在切削過(guò)程是產(chǎn)生彎 曲。影響尺寸精度和位置精度 ,故而應(yīng)增加環(huán)槽的切削次數(shù)。為了保 證槽間距離，切槽刀和其夾板兩側(cè)面都應(yīng)磨到 Rav0.63am。為了保證槽寬的尺寸精度 ,必須將切槽刀寬度的浮動(dòng)嚴(yán)格限制在0.005mm 以內(nèi),為了保證槽的側(cè)面和裙部的軸心線垂直 ,除了刀架溜板 的運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)與活塞 裙部的軸心線垂直外 ,還必須將切槽刀安裝得 與裙部軸心線垂直。3 專用夾具的設(shè)計(jì)夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精 密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展

18、的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高 效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度， 對(duì)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(dá) 士5卩, 夾 具 支 承 面 的 垂 直 度 達(dá) 到 0.01mm/300mm ， 平 行 度 高 達(dá) 0.01mm/500mm。德國(guó)demmeler （戴美樂(lè)）公司制造的 4m長(zhǎng)、2m 寬的孔系列組合焊接夾具平臺(tái)，其等高誤差為 0.O3mm;精密平口鉗 的平行度和垂直度在5 m以內(nèi)；夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá) 士5 瑞士 EROWA柔性?shī)A具的重復(fù)定位精度高達(dá)25 am。機(jī)床夾具的精 度已提高到微米級(jí)，世界知名的

19、夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企 業(yè)。誠(chéng)然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號(hào)， 以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率， 雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn) 品越來(lái)越多。為了減少工件的安裝時(shí)間，各種自動(dòng)定心夾緊、精密平 口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動(dòng)和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件 不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具，加緊和松開(kāi)工件只用 12 秒，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化， 為機(jī)床進(jìn)行多工位、 多面和多件加工創(chuàng)造了條件。 為了縮短在機(jī)床上安裝與調(diào)整夾具的時(shí)間， 瑞典 3R 夾具僅用 1 分鐘， 即可完成線切割機(jī)床夾具的安裝與校正。采用美國(guó) Jerge ns （杰金斯） 公司的球鎖裝夾系

20、統(tǒng)， 1 分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機(jī)床工作臺(tái) 上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機(jī)時(shí)間， 提高生產(chǎn)效率的作用。夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。 利用模塊化設(shè)計(jì)的系 列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開(kāi)發(fā) 的基點(diǎn)。省工、省時(shí)，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新 之中。模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用 CAD 技術(shù)，可建立元件庫(kù)、典型夾具庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫(kù)， 進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)， 為用戶三維實(shí)體組裝夾具。 模擬仿真刀具的切削 過(guò)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(yàn)，了解市場(chǎng)需求，不斷地改進(jìn)和

21、完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分 會(huì)與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行 業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開(kāi)發(fā)的公共平臺(tái)，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)夾具設(shè) 計(jì)與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營(yíng)電子商務(wù)化。夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)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(kuò)展性功能強(qiáng)，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(jì)性好。德國(guó) demmeler （戴美樂(lè)）公司的孔系列組合 焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的 焊接夾具。元件的功能強(qiáng)，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套 的費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用才有推廣

22、應(yīng)用的價(jià)值。專家們建議組合夾具行業(yè)加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度，加快 用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng) 站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時(shí)俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。 主動(dòng)與國(guó)外夾具廠商聯(lián)系，爭(zhēng)取合資與合作，引進(jìn)技術(shù)，這是改造和 發(fā)展我國(guó)組合夾具行業(yè)較為行之有效的途徑。3.1車削活塞外圓夾具的設(shè)計(jì)3.1.1工序加工要求及工藝分析本工序是在活塞六軸半自動(dòng)車床上粗車活塞的外圓，外圓粗加工的技術(shù)要求是：尺寸為 T02.96o.3，粗糙度為Ra = 6.3m，可知加工位 置精度不高，夾具的設(shè)計(jì)難度不大。當(dāng)然同時(shí)也要考慮到夾緊機(jī)構(gòu)的 可靠、簡(jiǎn)單、方便、省力和安全等基本要求。3.1.

23、2夾具定位方案的確定本道工序是在止口和銷座凹坑的加工完成之后進(jìn)行的，止口的內(nèi)孔和內(nèi)端面是活塞加工的輔助端面，半自動(dòng)車床車削的要求雖然高 些，但工件只需要安裝一次，便可以完成活塞外圓上多個(gè)工位的加工， 本工序利用的就是止口內(nèi)孔和內(nèi)端面定位， 在銷座凹坑上施加夾緊力 進(jìn)行夾緊的。止口內(nèi)孔和內(nèi)端面是輔助精基面， 利用輔助精基面定位，有下列 好處：1、符合 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則”即若干道工序都可以使用它定位。因而，既 有利于保證這些工序加工的表面之間的位置精度， 又有利于減少夾具 設(shè)計(jì)制造的工作量。2、有利于工序的集中。3、便于沿軸向夾緊，以減少工件的變形，保證加工精度。4、便于配件生產(chǎn)和成組夾具的運(yùn)用。在配

24、件生產(chǎn)中，同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī) 各汽缸孔磨損程度不同，要求各活塞加工成不同尺寸，由于止口尺寸 相同，故即使加工別的型號(hào)的活塞該夾具也可以很好的互換使用。當(dāng)然，采用輔助精基面定位也有一些不足之處。例如：1、不符和 基準(zhǔn)重合”原則，因而，會(huì)產(chǎn)生一些基準(zhǔn)不重合的定位誤 差。2、在工藝過(guò)程中，要增加一些專門的工序，如加工止口，打中心孔 等，因此使用的設(shè)備和工時(shí)也有所增加。該夾具采用的定位元件也滿足：1、足夠的精度2、足夠的硬度和耐磨性 3、足夠的強(qiáng)度和剛度 4、 工藝性好的基本要求。另外，止口在夾具上定位時(shí)，為了保證最小間隙和提咼定位精度， 以及以后各工序加工表面之間的位置精度和加工余量的均勻性等，要求止口孔

25、徑與夾具配合達(dá)到 竺。H7經(jīng)驗(yàn)表明，在活塞定位止口的相對(duì)表面出現(xiàn)環(huán)狀磨痕， 是由于定 位止口配合間隙偏大、精車時(shí)余量不均或松動(dòng)引起的 .173.1.3夾具夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)夾具采用的是由液壓機(jī)構(gòu)推動(dòng)的卡爪在銷座凹坑上施加夾緊力進(jìn)行 夾緊的。如圖3.1夾具的主體由連桿1、卡爪2、和夾具體組成，當(dāng) 液壓機(jī)構(gòu)推動(dòng)連桿1向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于卡爪2上的斜槽的導(dǎo)向，使得兩卡爪繞銷3轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，從而使得卡爪前端張開(kāi)，在活塞的凹 坑上施加夾緊力，夾緊活塞。當(dāng)本工序加工完成之后，液壓機(jī)構(gòu)往回 運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)連桿回復(fù)，從而使得卡爪前端縮回，退出并卸下活塞。3.1.4夾具體的設(shè)計(jì)夾具體是夾具的基礎(chǔ)件，在夾具體上要安裝組成各種

26、元件， 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該滿足以下基本要求：1、保證在加工過(guò)程中夾具體在夾緊力/切削力等外力作用下不產(chǎn) 生變形和震動(dòng)。2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單具有良好的工藝性3、尺寸穩(wěn)定，對(duì)于鑄件夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理。4、便于排屑。為了便于排屑夾具體須將定位、導(dǎo)向夾緊機(jī)構(gòu)連成 一體并準(zhǔn)確的安裝在車床上基于以上原則，該夾具體結(jié)構(gòu)采用簡(jiǎn)單的前端呈平端錐體的回轉(zhuǎn)體, 其與六軸半自動(dòng)車床靠螺栓進(jìn)行連接。3.2精鏜活塞銷孔夾具的設(shè)計(jì)321工序加工要求及工藝分析本工序?yàn)榫M活塞的銷孔，工序的精度要求為迪8爲(wèi)i，表面粗糙度Ra=64m，活塞兩銷孔的同軸度值為 0.00125,銷孔中心線與裙部軸 心線的垂直度為100 : 0.035，銷孔中心線

27、距頂面距離尺寸為53.3 _ 0.05 mm。3.2.2夾具定位方案的確定本工序?yàn)閷?duì)活塞的銷孔進(jìn)行精鏜， 可選用靜壓鏜床進(jìn)行加工，工件以 外圓，待加工銷孔在三瓣中間卡爪及定位銷（圖3.2）定位，螺釘1（圖3.3）為軸向預(yù)定位支承。圖3.2定位銷3.2.3夾具工作原理如圖3.2,定位后，接通油路，活塞4上升，壓縮液性塑料使薄壁套,然后可以退出定位銷,筒3的內(nèi)孔收縮，通過(guò)中間卡2爪將工件夾緊 進(jìn)行加工。液性塑料20#圖3.3夾具裝配圖324夾緊液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、確定系統(tǒng)工作壓力由外負(fù)載R=1600.5N，可以初定系統(tǒng)壓力為 0.81MPa,取系統(tǒng)壓力為 0.8MPa2、確定液壓缸的幾何參數(shù)D=(3.

28、1)4 1600.563.14 0.8 10 0.051m=51mm取液壓缸尺寸為:D=120mmd=90mm3、檢驗(yàn)較核液壓系統(tǒng)的工作可靠性F=1600.5N無(wú)桿腔面積為：A=二(D) 2=3.14 ( 012 ) 2 =0.011304 m2(3.2 22)所以得工作壓力為:(3.3)P=F =0.14159 MPaA能夠滿足工件夾緊要求。4、較核液壓缸主要零件的強(qiáng)度和剛度夾緊缸采用45鋼制造，由夾緊缸內(nèi)徑與尺度較小，一般主要按厚壁筒強(qiáng)度計(jì)算公式來(lái)估計(jì)必需的壁厚，有由公式:5=爐+0.4Pa,二-1.3Pa-1)(3.4)21當(dāng)額定壓力Pn6.3MPa時(shí)二4500=750kgf/cm#(3.5)Pp=Pn X150%=2.5X150%=3.75MPa將二鋼、Pp的值及夾緊缸的直徑D代入計(jì)算公式3.8可得:=0.27cm=2.7mm750 0.4 3.75 10 八1 )750 -1.3 3.75 10(3.6)由此可知咲=10mm在設(shè)計(jì)時(shí)是合理可以滿足要求的3.3 夾具設(shè)計(jì)及操作