活塞零件的機械加工工藝規(guī)程

1、題目：活塞零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計一、設(shè)計題目活塞零件的工藝加工規(guī)程及工藝裝備設(shè)計二、原始資料（1）被加工零件的零件圖1張（2）生產(chǎn)類型：（中批或大批大量生產(chǎn)）三、上交材料1. 繪制零件圖1張2. 毛坯圖1張3. 編制機械加工工藝過程綜合卡片1套4. 編制機械加工工藝卡片（僅編制所設(shè)計夾具對應(yīng)的那道工序的機械加工工藝卡片）5.繪制夾具裝配圖（A0或A1）山指導(dǎo)教師為學(xué)生指定需6. 繪制夾具中1個零件圖（A1或A2。裝配圖出來后,繪制的零件圖，一般為夾具體）。7.編寫課程設(shè)計說明書（約5000-8000字）。1份四、進度安排本課程設(shè)計要求在3周內(nèi)完成。1. 第12天查資料，熟悉題目階

2、段。2. 第37天，完成零件的工藝性分析，確定毛坯的類型、制造方法和機械加工工 藝規(guī)程的設(shè)計并編制出零件的機械加工工藝卡片。3. 第810天，完成夾具總體方案設(shè)計（畫出草圖，與指導(dǎo)教師溝通，在其同意 的前提下，進行課程設(shè)計的下一步）。4. 第1113天，完成夾具總裝圖的繪制。5. 第1415天，零件圖的繪制。6. 第1618天，整理并完成設(shè)計說明書的編寫。7. 第19天，完成圖紙和說明書的輸出打印。8. 第2021天，答辯五、指導(dǎo)教師評語機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是我們在學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、專業(yè) 基礎(chǔ)課以及專業(yè)課后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)的各科 課程一次深入的綜合性總復(fù)習(xí)，也

3、是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。因此，他 在我們的大學(xué)四年生活中占有重要的地位。我這次設(shè)計的是撥叉831003,有零件圖、毛坯圖、夾具裝配圖、夾具 零件圖各一張，機械加工工藝過程卡片和與所設(shè)計夾具對應(yīng)那道工序的工 序卡片各一張。首先我們要熟悉零件，題目所給的零件是撥叉831003o 了 解了撥叉的作用，接下來根據(jù)零件的性質(zhì)和零件圖上各端面的粗糙度確定 毛坯的尺寸和機械加工余量。然后我們再根據(jù)定位基準先確定精基準，后 確定粗基準，最后擬定撥叉的工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案，畫出 夾具裝配圖。就我個人而言，我希望通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進 一步適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望自己在設(shè)計中能鍛煉自己的

4、分析問題、解決問題、 查資料的能力，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。由于能力有限，設(shè)計尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導(dǎo)。AbstractMachinofacture technology curriculum design is that we mimic all basic courses , technology basic course and major par t having completed university being in progress after the specialized course. This is that we always review befo

5、re the graduation practice being in progress to what be learned every thorough comprehensiveness of course,be also that a theory contacts actual training , it occupies important position therefore, in our university for four years life.My design is Bocha 831,003, part map, rough map, fixture assembl

6、y, a fixture parts of the map. Machining process with the card and the corresponding fixture designed by the procedures of the process of a card. First of all, we must fami liar with the parts, subject to the parts is Bocha 831, 003. Bocha understanding of the role, followed in accordance with the n

7、ature of parts and components in the face of the map on the roughness of rough det ermine the size and mechanical Jiagongyuliang According to another location and then we set the benchmark fine first base, established after the benchmark crude, Bocha finalizing the road map process, the enactment of

8、 the workpiece clamping programme, to draw fixture assembly.For me personally, I hope that through the curriculum design of their future will be further engaged in the work of adaptive training, in the hope that their design can exercise their own analysis, problem solving, the ability to search inf

9、ormation, the work laid for the future A good foundation.Because of 1 imited capacity, there are a lot of design deficiencies, I hope that teachers give guidance目錄前言11零件的分析21.1活塞的功用、結(jié)構(gòu)特點及工作條件21.2活塞的主要加工表而及技術(shù)要求32工藝規(guī)程設(shè)計32.1活塞的毛坯材料及制造方法32.2定位基準的選擇42.3制定工藝路線52.3.1工藝路線方案一52.3.2工藝路線方案二52.3.3工藝方案的比較與分析62.4

10、機械加工余量及工序尺寸63專用夾具設(shè)計93.1設(shè)計主旨103.2夾具的設(shè)計103.2.1定位基準的選擇103.2.2切削力及夾緊力的計算103.2.3定位誤差分析113.2.4夾具設(shè)計及操作的簡要說明114結(jié)論11參考文獻13前言我國的汽車行業(yè)正在飛速發(fā)展，汽車的動力部分也在不斷改進，活塞是汽車動力 不可缺少的一部分，它的工作悄況會直接影響汽車的運行狀態(tài)。所以，如何能使活塞 的生產(chǎn)高效率、高質(zhì)量，省成本、省時間是我們今天汽車行業(yè)的努力方向。隨著汽車整車對發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性、環(huán)保性及可靠性的要求越來越嚴格， 活塞已發(fā)展成為集輕質(zhì)高強度新材料、異型外圓復(fù)合型面、異型銷孔等多項新技術(shù)于 一體的高

11、技術(shù)含量的產(chǎn)品，以保證活塞的耐熱性、耐磨性、平穩(wěn)的導(dǎo)向性和良好的密 封功能，減少發(fā)動機的摩擦功損失，降低油耗、噪聲和排放。為滿足以上的功能要求， 通常將活塞的外圓設(shè)計成異型外圓（中凸變橢圓），即垂直于活塞軸線的橫剖面為橢圓 或修正橢圓，且橢圓度沿軸線方向按一定的規(guī)律變化（如圖1所示），橢圓度精度達 0. 005mm；活塞縱剖面的外輪廓為高次函數(shù)的擬合曲線，輪廓精度為0.0050. 01mm； 為提高活塞的承載能力，以提高發(fā)動機的升功率，通常將高負荷活塞的銷孔設(shè)計成微 內(nèi)錐型或正應(yīng)力曲面型（異型銷孔），銷孔尺寸精度達IT4級，輪廓精度為0.003mm?；钊鳛榈湫偷钠囮P(guān)鍵零部件，在切削加工方面

12、具有很強的工藝特點。目 前，國內(nèi)活塞制造行業(yè)通常是由通用機床和結(jié)合活塞工藝特點的專用設(shè)備組成機加工 生產(chǎn)線，因此，專用設(shè)備就成為活塞切削加工的關(guān)鍵設(shè)備，其功能和精度將直接影響 最終產(chǎn)品的關(guān)鍵特性的質(zhì)量指標。本文根據(jù)活塞加工的一個特殊工序來對其夾具的設(shè)計，使其加工過程得以順利進 行，保證活塞銷孔的位置及精度的準確性，同時也借助這個夾具的設(shè)計，來提高活塞 加工的效率，解決活塞的定位、夾緊問題，為活塞的加工提供一個更方便的路徑。由于能力有限，設(shè)汁尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導(dǎo)。1零件的分析11活塞的功用、結(jié)構(gòu)特點及工作條件活塞是曲柄連桿機構(gòu)中的主要零件之一，是發(fā)動機的心臟。在活塞壓縮行程終了

13、時，燃燒室內(nèi)的工作混合氣被火花塞點燃后爆發(fā)，產(chǎn)生強大 的壓力，推動活塞沿氣缸向下運動，并通過連桿使活塞的直線往復(fù)運動變?yōu)榍男?轉(zhuǎn)運動，這就是發(fā)動機動力的來源?；钊牡谝粋€作用就是使發(fā)動機做功。發(fā)動機做功是由進氣、壓縮、爆發(fā)、排氣四個行程來完成的一個工作循環(huán)的。不 斷地循環(huán)，發(fā)動機才能連續(xù)地工作，這就要求發(fā)動機內(nèi)活塞頂以上的空間要有非常好 的密封效果。密封是活塞的第二個作用。發(fā)動機在點燃爆發(fā)時，溫度高達2000'2500,主要幕活塞和活塞環(huán)將高溫傳給氣 缸壁，再由氣缸壁外側(cè)水套內(nèi)的循環(huán)水將熱量帶走?；钊牡谌齻€作用是傳熱?；钊深^部（環(huán)槽、環(huán)岸和絕熱槽）、裙部和頂部三部分組成。1頂部

14、。汽車發(fā)動機大多采用平頂式活塞，這是因為與其它形式的活塞相比，具 有工作可黑、制造簡單、重量最輕和受熱面積最小等優(yōu)點。一般選用優(yōu)質(zhì)鋁合金。2頭部?；钊h(huán)的主要功用是保證燃燒室和氣缸工作腔的密封性。它的高度主要 取決于必須安裝的活塞環(huán)數(shù)。3活塞裙?；钊故侵富钊铜h(huán)槽以下的部分。為保證在正常工作條件下活塞與 氣缸內(nèi)壁之間自上而下間隙均勻，必須把活塞制成上小下大的階梯形或截錐形?；钊?裙部的橫截面應(yīng)作為橢圓形，并使橢圓的長軸方向垂直于活塞銷孔軸線方向。活塞裙部內(nèi)有一止口。它由一小段內(nèi)孔、倒角和端面構(gòu)成。它是專為活塞加工過 程中定位而設(shè)置的輔助精基準面，在活塞工作過程中沒有任何用途。4銷座。銷座位于

15、活塞裙部內(nèi)，且有厚筋與活塞頂相連。其作用是保證把作用于 活塞上的力可靠地傳給活塞銷孔，在活塞銷座上有一個油孔，用作潤滑活塞銷與活塞 銷孔，減少它們的摩擦?？傊?，活塞為薄壁零件，它是在高溫高壓的條件下，在氣缸內(nèi)做高速往復(fù)直線運動。 為減小活塞在做高速往復(fù)運動時的慣性力，一般活塞材料采用鋁合金。1.2活塞的主要加工表面及技術(shù)要求1.環(huán)岸及環(huán)槽底對活塞裙部軸心的徑向跳動最大允差為0. lmmO. 15mm.全部槽底Ra3. 2ym.2. 環(huán)槽側(cè)面對活塞裙部軸心線垂直度不超過25： 0.07,環(huán)槽側(cè)面對活塞裙部軸心 線跳動不超過0.05mm,全部槽側(cè)R。4 u m。3. 活塞銷孔尺寸及精度為<!

16、> (28±0. 075) mm；銷孔圓柱度為0. 00125mm；表面 粗糙度Ra0. 125um;兩銷孔同軸度誤差，在最大實體狀態(tài)時為零；銷孔軸心線對裙部 軸心線垂直度為100： 0.035：這些參數(shù)超差會使活塞銷與活塞孔配合不正常，破壞活 塞、活塞銷、連桿的正確裝配位置，不能保證正常的潤滑，并產(chǎn)生不正常磨損。4. 裙部保留有0. 2mm,深0. 008mm"0. 016mm的刀痕，以便能儲存潤滑油，使發(fā)動 機在工作中活塞與缸壁之間形成一層油膜，從而減少活塞與缸壁的摩擦。5為了改善活塞的機械加工性能，在活塞的制造過程中對銷孔尺寸、外圓尺寸和 重量分別進行分組，然后

17、按裝配工藝要求進行分組裝配。2工藝規(guī)程設(shè)計2.1活塞的毛坯材料及制造方法活塞的材料除少數(shù)釆用鑄鐵外，大部分采用導(dǎo)熱系數(shù)高、熱膨脹系數(shù)較底的硅鋁 合金。為了增加其剛性、隔熱性和避免環(huán)槽早期磨損，也有在其頭部或裙部鑄有鋼護 圈、鑄鐵圈或鋼片，這類活塞稱為雙金屬活塞。鋁活塞除了導(dǎo)熱性能好外，還具有重量輕、易加工等特點。所以目前中小型發(fā)動 機的活塞大部分采用鋁合金材料。由于鋁合金和鑄鐵材料的不同，造成線膨脹系數(shù)不一樣，亦可能出現(xiàn)廣泛選用鑄 鐵活塞的趨勢，用以取代鋁活塞。一般的鋁活塞大多采用金屬模澆鑄，這樣不僅可以獲得較高精度的毛坯，減少機 械加工余量，同時還可以保證活塞間較小的重量差。2.2定位基準的

18、選擇由于毛坯的精度較高，所以毛坯的外表面、內(nèi)圓及頂面可直接作為粗基準，如粗 車外圓、環(huán)槽、頂部、裙部及端面。由于液態(tài)模鍛后的毛坯內(nèi)孔與外圓的同軸度及內(nèi) 孔、外圓對內(nèi)頂面的垂直度誤差均較小，因此，車削后頂部及裙部的壁厚均勻，可為 以后的半精加工及精加工留有較均勻的余量?；钊麑俦”谕残瘟慵?，徑向剛度很差，而主要表面尺寸精度及個主要表面之間的 位置精度要求乂較高，所以在產(chǎn)品設(shè)計時就針對活塞的結(jié)構(gòu)特點，設(shè)計了專供加工時定位用的輔助精基準止口內(nèi)孔及端面。在回油槽、外圓、環(huán)槽、頂面等加工時，就釆用了該精基 準定位。這不僅符合“基準統(tǒng)一”和“工序集中”原則，而且便于軸向夾緊，可釆用 一套夾具即可。但以此作為

19、精基準不僅不符合“基準重合”原則，而且還為此增加了工序和設(shè)備。 山于活塞銷孔沿活塞軸線方向位置尺寸的設(shè)計基準是頂面，所以精僮削孔時以頂面為 軸向定位基準，而止口的精加工以頂面為定位基準，這樣可以減少因基準不重合而產(chǎn) 生的定位誤差。在鉆、擴銷孔時釆用了以銷座外端作為角向定位基面。這是因為若采用銷孔自定 位，定位元件不易布置，夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。而由于活塞毛坯精度較高，以此作為角定位 可以滿足加工要求。在錘、滾擠銷孔時，以銷孔為角向定位基準，遵循了 “自為基準”原則，使加工 余量均勻，容易保證精度要求。2.3制定工藝路線2.3. 1工藝路線方案一：1.鉆活塞銷孔使用設(shè)備：Z148組合機床2.銃兩側(cè)銷座凹

20、坑80618專用機床3.粗車外圓、環(huán)槽、.裙部及端面504680四軸數(shù)控車床4.粗車定位止口C2-112車床5.銃回油槽ZF041活塞專用銃床6.擴活塞銷孔Z149組合機床7.鉆銷座油孔4023抬鉆8.去毛刺9.粗精鎮(zhèn)活塞銷孔T617A臥式銃鎮(zhèn)床10.銷孔內(nèi)側(cè)倒角80226專用機床11.車削孔鎖環(huán)槽C2-115車床12.精車止口504690 -二軸數(shù)控車床13.車外圓、環(huán)槽、環(huán)岸及倒角504700三軸數(shù)控車床14滾擠活塞銷孔ZA125立式鉆床15.去毛刺16. 清洗吹凈活塞17. 終檢18. 裝配前裙部分組尺寸復(fù)檢2. 3. 2 工藝路線方案二：1. 粗車底面止口使用設(shè)備:2. 粗鎮(zhèn)活塞銷孔3

21、. 粗車頂面，外圓及環(huán)槽4. 精車下端面，內(nèi)止口5. 精車環(huán)槽、外圓面、頂面6. 精車燃燒室7. 銃裙部圓弧8. 精細鋰活塞銷孔9. 車鎖環(huán)槽10. 液壓銷孔11. 精磨裙部外圓12. 清洗吹凈活塞13. 終檢14. 裝配前裙部分組尺寸復(fù)檢2.3.3工藝方案的比較與分析DTX40-I-G通過式清洗床C3-112車床T617A臥式銃鎮(zhèn)床504680四軸數(shù)控車床504690二軸數(shù)控車床 04700三軸數(shù)控車床C=-115車床ZF041活塞專用銃床JL6靜壓鎮(zhèn)床504700三軸數(shù)控車床液壓銷孔車床仿型磨床DTX40-I-G通過式清洗床上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先鉆銷孔，再車定位止口，然后以

22、此為 基準加工活塞；而方案二是直接粗車止口，然后鋰銷孔加工活塞；從工藝路線上分析 兩套方案都可行，但經(jīng)比較可見，第一套方案更具體，更適合活塞的批量生產(chǎn)。2. 4機械加工余量及工序尺寸1. 鉆活塞銷孔:22. 9mm2. 銃兩側(cè)銷座凹坑：R103. 粗車外圓、環(huán)槽、裙部及端面外圓：1)102. 4±0. 12Z=1. 2mm±0. 05裙部：8.15±0.03、15.2±0.03、21.83±0.03、26. 83±0. 03端面：101. 565±0. 4352Z二4. 9354. 粗車定位止口： 87. 565±

23、0. 15(I)95. 5；0105. 銃回油槽：57. 38*2.56. 擴活塞銷孔" 26. 59汁 2Z=3. 697. 粗精鎮(zhèn)活塞銷孔"28九|2Z=1. 418. 精車止口 85.565±0.015<1)96. 7 2Z二0. 8機械加工工藝過程卡片（廠名）加工工藝卡片產(chǎn)品型號產(chǎn)品名稱活塞零件名稱零件圖號數(shù) 量材料名稱材料規(guī) 格mm毛料重 量kg活塞4000鋁合金$工專名工序內(nèi)容設(shè)備名 稱1鉆削鉆活塞銷孔“ 22. 9鉆床2銃削銃兩側(cè)銷座凹坑銃床3車削粗車外圓、環(huán)槽、裙部及端面車床4車削粗車定位止口車床5銃削銃回油槽銃床6車削擴活塞銷孔車床7鉆削鉆

24、銷座油孔鉆床8謝1.去毛刺9僮削粗精鎮(zhèn)活塞銷孔鎮(zhèn)床10磨削銷孔內(nèi)側(cè)倒角磨床11車削車削孔鎖環(huán)槽車床12車削精車止口車床13車削車外圓、環(huán)槽、環(huán)岸及倒角車床14鉆削滾擠活塞銷孔鉆床15講1.去毛刺16磨工磨削撥叉腳兩端面磨床17清洗吹凈活塞18終檢編制標準化校對會 簽改號 更單更改 標記更改處數(shù)更改 人更改日期審核批準一機械加工工序卡片機械加工工序卡片產(chǎn)品型號 產(chǎn)品名稱工序號零件名稱 工序名稱活塞材料名稱002毛坯種類鑄件設(shè)備名稱每毛坯可制件數(shù)1設(shè)備型號工步號工步內(nèi)容工藝設(shè)備鋁合金每臺件數(shù)1同時加工件數(shù)銃兩側(cè)銷座凹坑80618專用機床設(shè)計（日期）簽字3專用夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量

25、，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。這里 的夾具為銃工件的專用夾具，力10的刀頭。3.1設(shè)計主旨本夾具主要用來銃活塞凹坑，且有一定的技術(shù)要求。但加工本道工序時，采用銷 孔定位。因此，主要應(yīng)該考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，同時還要達到要 求的精度。3.2夾具的設(shè)計3.2.1定位基準的選擇由零件圖可知，凹坑定位基準為銷孔中心，活塞圓柱表面的圓跳度為0. 1mm,由 于毛坯的精度較高，所以毛坯的外表面、內(nèi)圓及頂面可直接作為粗基準，立式銃床， 用v型快定位，夾緊。3.2.2切削力及夾緊力的計算切削刀具：整體銃刀，則圓周切削分力Fc=902aPf° 75Kp其中，a?二8mm, f 二5

26、mm, KP= 1,所以Fc=902x8x5° 75xl=24128. 2 N mm徑向切削分力Fp=5309f° 7SKp所以Fp=530x 809x5°-7x 1 = 10624. 6 N軸向切削分力Ff=451,fO iKp所以Ff=451x8x5°-4xl=6868. 4 N計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù)K二K： K： K3 Ks式中 K：基本安全系數(shù)，Kx =1. 5K：加工性質(zhì)系數(shù)，K：二1.1K3刀具鈍化系數(shù)，K3二1.1©斷續(xù)切削系數(shù)，K.二1.1于是，K= 1. 5x1. 1x1. 1x1. 1 = 1. 9965所以，圓周切削分力Fc二尺K二2412& 2x1. 9965二48172 X徑向切削分力 Fp二二 10624. 6x1. 9965二21212 N軸向切削分力 Ff=FfK=6868. 4x1. 9965二 13713 N3.2.3定位誤差分析（1）定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件為一定位銷，定位銷 與夾具體上相應(yīng)的孔采用過贏配合且能保證零件的公差要求，即為：定位銷 A22f7