机械工艺夹具毕业设计132活塞机械加工工艺规程及粗镗销孔夹具设计
机械工艺夹具毕业设计202镗活塞销孔的夹具设计说明书

课程设计说明书题目名称:镗活塞销孔的夹具设计学生姓名:专业:机械工程及自动化(汽车工程)班级:学号:指导教师:时间:课程设计任务书一、设计题目:镗活塞销孔的夹具设计二、设计参数:1.零件的公差要求见零件图2 . 生产纲领:4000件/年三、设计要求:1.产品零件图 1张2.机械加工工艺过程卡片(含在说明书内) 1份3.机械加工工序卡片(含在说明书内) 1套4.夹具设计装配图 1张5.夹具设计零件图 1张6.课程设计说明书 1份四、进度安排:第一周:查找课程设计所需要的书籍,资料。
第二周:对零件进行分析,制定机械加工工艺过程。
第三周:绘制零件图,制作加工工艺过程及加工工序卡片。
第四周:绘制夹具设计装配图及夹具设计零件图。
第五周:编写课程设计说明书。
五、总评成绩及评语:指导教师签名日期年月日目录前言 (1)1 零件的分析 (2)1.1 活塞的功用、结构特点及工作条件·····························错误!未定义书签。
1.2 活塞的主要加工表面及技术要求·································错误!未定义书签。
2 工艺规程设计 (4)2.1 活塞的毛坯材料及制造方法 (4)2.2 定位基准的选择 (4)2.3 制定工艺路线 (5)2.3.1 工艺路线方案一 (5)2.3.2 工艺路线方案二 (5)2.3.3 工艺方案的比较与分析 (6)2.4 机械加工余量及工序尺寸 (6)3 专用夹具设计 (9)3.1 设计主旨 (9)3.2 夹具的设计 (9)3.2.1 定位基准的选择 (9)3.2.2 切削力及夹紧力的计算 (9)3.2.3 定位误差分析 (10)3.2.4 夹具设计及操作的简要说明 (10)4结论 (11)参考文献 (12)前言我国的汽车行业正在飞速发展,汽车的动力部分也在不断改进,活塞是汽车动力不可缺少的一部分,它的工作情况会直接影响汽车的运行状态。
活塞机械加工工艺及其夹具设计

活塞机械加工工艺及其夹具设计活塞是内燃机中重要的零件之一,其精度和质量直接影响到整个内燃机的稳定性和性能。
活塞机械加工工艺及其夹具设计是影响活塞质量的关键因素,在内燃机制造领域有着重要的地位。
1.活塞机械加工工艺活塞加工包括材料选择、毛坯制备、粗加工、精加工、表面处理等多个环节,其中材料选择和表面处理对于活塞质量影响比较大。
以下是活塞机械加工的工艺流程和注意事项:1.1 材料选择活塞最常用的材料是铝合金和铸铁,其中铝合金的比重小、导热性好、强度高、耐腐蚀性强等特点使其成为首选材料。
但铝合金的切削性差,易产生毛刺和毛边,加工时需要合适的切削速度和切削液。
1.2 毛坯制备毛坯制备是活塞加工的基础工艺,其精度和表面质量对于后续的加工和质量影响非常大。
毛坯制备包括铸造、锻造、挤压等多种方法,其中铸造最常用。
为保证毛坯质量,需要进行毛坯检测和分类,分类标准为长度、材质、直径、表面质量等。
1.3 粗加工粗加工是将毛坯切削成近似形状的加工,主要包括车削、镗削、铣削等。
粗加工要求高速度、大进刀量、高转速等,以提高加工效率和降低成本。
1.4 精加工精加工是将粗加工的活塞进行进一步的修整和加工,主要包括磨削、车削、铣削、划线等。
精加工需要较高的加工精度和表面质量,以保证活塞的质量和稳定性。
1.5 表面处理表面处理主要是对活塞表面进行喷砂、酸洗、阳极氧化等处理,以提高表面质量和耐磨性。
表面处理是活塞加工的最后一个环节,也是影响活塞使用寿命和质量的关键因素。
2.夹具设计夹具是活塞加工的必要辅助工具,其设计和选择直接关系到活塞的加工质量和效率。
以下是活塞加工中常用的夹具类型:2.1 三爪卡盘三爪卡盘是最常用的夹具之一,其优点是结构简单、使用方便、维护成本低等。
三爪卡盘能够适应不同直径和长度的毛坯,但对于形状较为复杂的毛坯夹紧效果不够理想。
2.2 四爪卡盘四爪卡盘是一种比较精度高的夹具,其优点是能够适应不同形状和大小的毛坯,夹紧力度均匀。
活塞机械加工工艺及其夹具设计

活塞的机械加工工艺及夹具设计摘要:本设计通过对内燃机铝活塞加工技术的发展、活塞的工作环境以及结构特点的分析,确定了活塞的加工过程及加工方案,其中主要包括:生产纲领和生产类型的确定、材料的选择、毛坯的制造方法、机械加工余量的确定、各加工工序切削用量的确定、工序时间的计算以及工序卡片的编制。
最后,进一步选择并设计了两套典型的机床夹具,精镗销孔夹具设计和钻油孔夹具设计,其中主要包括:定位方案与夹紧方案的设计,分度装置的设计、两套夹具的工作原理以及在夹具设计过程中应该注意的问题。
经过设计分析和论证,活塞的工艺设计与夹具设计是可行的。
关键词:活塞、工序、机床夹具、机械加工、定位夹紧、分度装置Design of the Machining Processon the Piston and FixtureStudent:Guo WeiTutor:Dong Liang(College of Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)Abstract:In the paper of this graduation design ,through the comprehensive explication of the developing of aluminum piston of the internal-combustion engine whose the machining technologies,the surrounding of working and the analysis of structural of the piston.It is conformed the technology process and arrange for process of piston. It mainly includes:produce outline and produce type to be conformed,choose material,the manufacturing method of the semi-finished product of material,the amount of remaining of machine process to be conformed ,the cutting dosage of each process to be conformed,calculated the working procedure time and draw up the working stly,chose and designed two sets of typical model of tool machine tongs,designed the tongs of drilling the oil bore and designed the tongs of the milling machine.It mainly includes among them:the position project and the pressure designed,the cet degree design,two sets of wrok principles of tongses and what we must be notice in the process of the piston design.Through the analysis and argument,the arts and crafts design and the tongs design of the piston is viable.Keywords:piston; porking procedure; machine tongs; manufacture process technology; locatingand clamping; indexing device1 绪论1.1 本课题的研究意义,国内外研究现状、水平和发展趋势活塞是发动机中的重要零件之一。
毕业论文-活塞的机械加工工艺及夹具设计

毕业论文-活塞的机械加工工艺及夹具设计活塞的机械加工工艺及夹具设计摘要:本文主要介绍活塞的机械加工工艺和夹具设计方案。
活塞是内燃机的重要部件,其形状复杂,加工难度较大。
通过对活塞材料、精度、表面光洁度及加工工艺的分析,确定了最佳的机械加工方案,并设计出适合该方案的夹具,确保加工质量和效率。
关键词:活塞;机械加工;夹具;工艺;精度一、引言活塞是内燃机中的重要轴系部件,其作用是将燃烧后的高温高压气体转化为机械能,驱动连杆并带动曲轴旋转,从而推动车辆行驶。
活塞的质量和精度直接影响到内燃机的性能、可靠性和寿命,因此其加工工艺十分关键。
随着机械加工技术的不断进步,活塞的加工质量和效率得到了很大的提高。
本文就针对活塞的机械加工工艺及夹具设计的重要性进行研究与探讨。
二、活塞的机械加工工艺活塞的机械加工工艺主要包括铸造、锻造和数控机床加工。
其中,机床加工是目前应用最广泛的一种加工方法,其所具有的优点是高精度、高效率和灵活性强等。
2.1 加工前的准备工作在进行活塞的机械加工前,必须对材料进行选择和处理。
一般情况下,活塞材料应具有高强度、高热稳定性和高耐磨性等特点。
常用的材料有铸铁、铝合金、钢等。
在材料的处理中,要做好硬度测试、化学成分分析和金相组织分析等工作,确保材料的质量符合要求。
2.2 加工工艺流程活塞的加工工艺流程大致可分为以下几个步骤:(1)铣削:铣削是活塞加工的重要工序之一,其目的是将活塞的顶部、底部和孔部等处加工成几何形状符合要求的形状,以及在活塞的底部加工出与连杆相适配的沟槽。
(2)车削:活塞的侧面要加工成某一特定的曲面,车削是比较理想的一种方法。
在车削活塞侧面时,需使用高精度数控车床,以确保活塞的质量和精度。
(3)磨削:磨削是活塞表面光洁度的关键工序。
在磨削前,需先进行铣削和车削等前置工序,以保证加工精度。
在磨削过程中,可采用砂轮磨削和超精磨削两种方法,前者适用于普通活塞的加工,后者则适用于高精度活塞的加工。
连杆零件的机械加工工艺规程和专用夹具设计

连杆零件的机械加工工艺规程和专用夹具设计一、前言连杆是发动机中重要的零件之一,其作用是将活塞的上下运动转化为曲轴的旋转运动。
因此,连杆的质量和加工精度直接影响发动机的性能和寿命。
本文将介绍连杆零件的机械加工工艺规程和专用夹具设计。
二、工艺流程1. 材料准备选用高强度合金钢作为连杆零件的材料。
在进行机械加工之前,需要对原材料进行热处理,以提高其硬度和强度。
2. 粗加工(1)锯切将原材料锯成长度略大于实际尺寸的毛坯。
(2)车削采用车床进行粗加工,先将毛坯两端面加工成平行面,然后进行外圆柱面、内孔等基本形状的车削。
(3)铣削采用立式铣床进行粗加工,主要是对连杆头部进行铣削,并开出油孔等结构。
3. 精密加工(1)磨削采用平面磨床和圆柱磨床对外圆柱面、内孔和连杆头等进行精密加工。
(2)钻孔采用钻床对油孔等细小结构进行加工。
(3)拉削采用拉床对轴向槽、键槽等进行加工。
4. 热处理将加工好的连杆零件进行热处理,以提高其硬度和强度。
通常采用淬火和回火的方式进行处理。
5. 组装将经过热处理的连杆零件组装到曲轴上,并进行调整,以确保其与其他零件的配合精度和运动平稳性。
三、专用夹具设计为了保证连杆零件在机械加工过程中的精度和稳定性,需要设计专用夹具。
下面介绍一种常见的夹具设计方案:1. 夹具整体结构该夹具主要由夹紧块、支撑块、定位块、压板等组成。
其中,夹紧块负责固定毛坯,支撑块负责支撑毛坯,在车削时起到了很好的辅助作用;定位块则是为了确保毛坯在夹具中的位置准确;压板则是为了防止毛坯在车削时发生移动。
2. 夹具夹紧方式该夹具采用机械夹紧的方式,通过螺旋压板来实现对毛坯的夹紧。
在进行车削等加工时,需要根据不同工序进行调整,以确保毛坯的稳定性和精度。
3. 夹具使用注意事项在使用该夹具时,需要注意以下几点:(1)夹具的各个部位需要经常清洗和润滑,以保证其正常运作。
(2)在进行车削等加工时,需要根据不同工序进行调整,并且要保证毛坯与夹具之间的接触面积充分。
机械工艺夹具毕业设计32活动钳口零件的机械加工工艺规程及专用夹具设计

机械工艺夹具毕业设计32活动钳口零件的机械加工工艺规程及专用夹具设计一、机械加工工艺规程1.零件加工材料选择根据32活动钳口零件的使用要求和机械性能要求,选择合适的材料。
常见的材料有45钢、40Cr、42CrMo等。
本设计选择42CrMo作为加工材料。
2.零件加工工艺流程(1)铣削零件的毛坯:根据零件的几何形状,选用数控铣床进行铣削,将加工余量保留。
(2)车床加工定位孔:采用数控车床对零件进行加工,根据设计要求,加工定位孔。
(3)镗孔:采用数控镗床对零件进行加工,将定位孔进行精加工。
(4)铣削零件外形:采用数控铣床对零件进行外形加工,将零件的轮廓加工成设计要求的形状。
(5)切割螺纹:采用数控车床进行螺纹切割,将零件上的螺纹加工出来。
(6)光亮处理:通过抛光工艺对零件进行光亮处理,使表面光洁度满足要求。
3.零件加工质量控制(1)精细铣削加工:要保证工件的几何尺寸和形状精度,采用数控铣床进行加工,同时要控制刀具的切削速度和进给速度。
(2)螺纹切割控制:控制车床的切削刀具的刀具几何参数,确保切削螺纹的准确性和质量。
(3)光亮处理控制:控制抛光工艺的操作参数,保证零件表面的光洁度和光亮度。
1.设计目标根据32活动钳口零件的加工特点和加工工艺要求,设计一种能够固定工件并保证加工精度的夹具。
2.夹具结构设计(1)夹具材料选择:选择高强度且硬度较高的材料,以保证夹具的刚性和稳定性。
(2)夹具定位方式:采用定位销和定位孔的组合定位方式,保证工件的位置精度。
(3)夹具固定方式:采用螺栓和螺母的固定方式,确保工件的稳定性和夹紧力。
(4)夹具间隙调节:设计一种可调节的夹紧机构,可以通过调节螺栓的松紧程度来控制夹具的夹紧力和间隙大小。
3.设计计算(1)夹具的刚度计算:根据夹具的结构参数和材料特性,进行夹具刚度的计算和分析,以保证夹具的稳定性。
(2)夹具的夹紧力计算:根据工艺要求和夹具的设计要求,计算夹具的夹紧力,以保证工件在加工过程中的固定性。
轴零件的机械加工工艺规程及夹具设计

轴零件的机械加工工艺规程及夹具设计一、轴零件的机械加工工艺规程1.材料准备:轴零件的材料通常选择优质的钢材或铸铁材料,需要根据轴零件的使用要求和工艺特点来选择合适的材料。
2.工艺路线确定:根据轴零件的形状、结构和加工要求,确定合适的工艺路线,包括车削、铣削、钻孔等加工工序的顺序和方法。
3.加工设备选择:根据轴零件的尺寸、形状和工艺要求,选择合适的加工设备,包括车床、铣床、钻床等。
4.工艺参数确定:根据轴零件的材料和加工要求,确定合适的切削速度、进给量和切削深度等工艺参数。
5.工艺操作规范:对于每个加工工序,制定相应的工艺操作规范,包括操作顺序、刀具安装、夹具装夹和加工顺序等。
6.质量检验要求:确定轴零件的质量检验要求和方法,包括尺寸偏差、表面粗糙度、硬度等指标的检验。
7.工艺文件编制:将以上所有内容整理成工艺文件,包括工艺路线图、刀具配套表、工艺操作规程和质量检验记录表等。
二、夹具设计夹具是机械加工中用来固定工件、定位和保持工件位置的装置。
在轴零件的机械加工中,夹具设计是非常重要的一环。
夹具的设计应满足以下几个要求:1.夹紧可靠:夹具的设计应保证对轴零件进行可靠的夹紧,以防止在加工过程中因工件松动而引起的加工误差。
2.定位准确:夹具的设计应能够确保轴零件在加工过程中的准确定位,以保证加工精度。
3.易于安装和调整:夹具应设计成易于安装和调整的形式,以方便操作人员进行装夹和调整。
4.加工装卸方便:夹具的设计应便于轴零件的装卸,以提高生产效率。
5.避免干涉:夹具的设计应避免与加工刀具和加工设备的干涉,以保证加工进程的顺利进行。
在夹具设计过程中,需要根据轴零件的形状、尺寸和加工要求,选择合适的夹具类型,包括平面夹具、分度夹具、对心夹具等,并进行夹具的结构设计和强度计算。
总结起来,轴零件的机械加工工艺规程及夹具设计是确保轴零件加工质量和工艺正确性的重要环节,对于提高加工效率和保证加工精度具有重要意义。
活塞机械加工工艺规程及粗镗销孔夹具设计

目录目录 (1)1 对零件进行工艺分析 (3)1.1 活塞的作用 (3)1.2 活塞的结构特点 (3)1.3 活塞的主要技术条件分析 (4)1.3.1 活塞裙部外圆与气缸的配合 (4)1.3.2 活塞销的要求 (4)1.3.3 销孔(活塞的)的位置公差的要求 (4)1.3.4 活塞重量的要求 (4)2 6120活塞工艺规程的设计 (5)2.1 活塞的材料及毛坯的制造 (5)2.2 定位其面的选择 (5)2.3 制定工艺路线 (6)2.3.1 工艺路线方案一 (6)2.3.2 工艺路线方案二 (7)2.3.3 工艺方案的比较与分析 (8)2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (11)2.4.1 止口的加工余量 (11)2.4.2 端面及顶面的加工余量 (12)2.4.3 销孔的加工余量 (12)2.4.4 外圆的加工余量 (12)2.5 重点工序的加工说明 (12)2.5.1 止口的加工 (12)2.5.2 环槽的加工 (14)2.5.3 裙部外圆的精加工 (14)2.5.4 销孔的精加工 (14)2.6 确定切削用量及基本工时. (重点工序) (15)2.6.1 加工条件 (15)2.6.2 计算切削用量 (16)2.6.3 基本工时 (16)2.7 活塞的检验 (16)2.7.1 裙部直径和椭圆度的测量 (17)2.7.2 销孔轴线与裙部轴心线的测量 (18)2.7.3 销孔轴心线对裙部轴心线的垂直度的测量 (19)3 夹具的设计 (20)───粗镗销孔夹具 (20)3.1 问题的提出 (20)3.2 夹具的设计 (20)3.3切削力和夹紧力的计算和校核 (22)3.3.1切削力 (22)3.3.2 夹紧力 (23)4 参考文献 (25)致谢 (26)附录 (27)1 对零件进行工艺分析1.1 活塞的作用由于柴油的物理化学特性,所以柴油机的构造是一个非常复杂的系统。
而油缸就是这个系统中一个很关键的部位,对整个动力系统起着决定性影响,在某种意义来说它是柴油机里面的“心脏”。
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目录目录 (1)1 对零件进行工艺分析 (3)1.1 活塞的作用 (3)1.2 活塞的结构特点 (3)1.3 活塞的主要技术条件分析 (4)1.3.1 活塞裙部外圆与气缸的配合 (4)1.3.2 活塞销的要求 (4)1.3.3 销孔(活塞的)的位置公差的要求 (4)1.3.4 活塞重量的要求 (4)2 6120活塞工艺规程的设计 (5)2.1 活塞的材料及毛坯的制造 (5)2.2 定位其面的选择 (5)2.3 制定工艺路线 (6)2.3.1 工艺路线方案一 (6)2.3.2 工艺路线方案二 (7)2.3.3 工艺方案的比较与分析 (8)2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (11)2.4.1 止口的加工余量 (11)2.4.2 端面及顶面的加工余量 (12)2.4.3 销孔的加工余量 (12)2.4.4 外圆的加工余量 (12)2.5 重点工序的加工说明 (12)2.5.1 止口的加工 (12)2.5.2 环槽的加工 (14)2.5.3 裙部外圆的精加工 (14)2.5.4 销孔的精加工 (14)2.6 确定切削用量及基本工时. (重点工序) (15)2.6.1 加工条件 (15)2.6.2 计算切削用量 (16)2.6.3 基本工时 (16)2.7 活塞的检验 (16)2.7.1 裙部直径和椭圆度的测量 (17)2.7.2 销孔轴线与裙部轴心线的测量 (18)2.7.3 销孔轴心线对裙部轴心线的垂直度的测量 (19)3 夹具的设计 (20)───粗镗销孔夹具 (20)3.1 问题的提出 (20)3.2 夹具的设计 (20)3.3切削力和夹紧力的计算和校核 (22)3.3.1切削力 (22)3.3.2 夹紧力 (23)4 参考文献 (25)致谢 (26)附录 (27)21 对零件进行工艺分析1.1 活塞的作用由于柴油的物理化学特性,所以柴油机的构造是一个非常复杂的系统。
而油缸就是这个系统中一个很关键的部位,对整个动力系统起着决定性影响,在某种意义来说它是柴油机里面的“心脏”。
而活塞则是柴油机机里“心脏中的心脏”。
活塞位于发动机汽缸内,作往复运动,当燃烧室里的混合气体(空气和燃料)点燃并膨胀时,活塞受到气体的压力,并经过活塞销及连杆将压力传送给曲柄。
气体的吸入,压缩,废气的排除,也都由活塞的运动来完成.因此活塞工作的主要特点是在高温高压下作长时间的连续变负荷往复运动。
为了提高活塞的工作性能和寿命,它必须具有如下的要求:(1)在高温高压下具有足够的强度和刚度;(2)较轻的结构重量;(3)良好的耐磨性和耐蚀性;(4)良好的导热性,热膨胀系数小;(5)保证气缸内部空间密封。
本次设计加工的是6120柴油机的活塞。
1.2 活塞的结构特点6120活塞顶部有燃烧室,混合气体在里面进行燃烧,它的容积大小就决定着里面能够容纳混合气体多少,也就决定了燃烧后所产生的压强大小。
近顶部的环槽分为气环槽和油环槽,为放置活塞环用,在气环槽内放置的活塞环使活塞头部与气缸不接触,并用以密封活塞的顶部,防止漏气。
远离顶部的环槽钻有油孔,它把飞溅到气缸套内壁上的多余润滑油刮去,并通过油孔流回,使之不致进入燃烧室。
活塞的裙部在活塞的工作过程中起导向的作用,底部有精加工的止口,它是为加工活塞而设置的辅助精基面,在结构和功能上没有起到直接的作用。
由于燃料燃烧会产生很大压力,所以在工作过程中活塞将产生受力变形和热变形,由于活塞裙部在圆周方向刚度不同,在活塞的轴线方向的弹性变形比垂直于该方向的弹性变形大,使活塞裙部在受力后变成椭圆,另一方面,在高温的工作3环境下也要产生热变形。
销孔轴线方向的金属层比较厚,热鼓胀比垂直于该方向上的大,也将使活塞裙部变形后成为椭圆,这样的话将必然使活塞与气缸套的间隙不均匀的减少甚至消失,以至产生强烈的摩擦甚至咬住。
为了补偿上述的变形,所以把活塞的裙部设计制造成椭圆形,椭圆的长轴在垂直于活塞销孔轴心线的方向上。
此外,活塞在工作时顶部是直接和高温气体接触的,而裙部是间接传来的热量,故而头部的热鼓胀量要比裙部的大,为了补偿这种不均匀的变形,故把活塞头部的外径设计得比裙部小,同时头部也设计成上小下大的锥形。
同时在活塞裙部的销孔附近加工出凹坑,用来增加裙部与气缸套内壁的间隙。
1.3 活塞的主要技术条件分析1.3.1 活塞裙部外圆与气缸的配合活塞裙部外圆与气缸要求是一种精密地配合,因而裙部外圆一般要求公差等级IT6,为减少机械加工的困难,将活塞裙部和气缸套孔径的制造公差均放大二倍,装配时按裙部的尺寸分成二组对应装配,以保证大致要求的间隙。
要求裙部外圆的粗糙度Ra≤1.6μm 。
1.3.2 活塞销的要求为了使活塞销在工作过程中能在孔中自由转动,销孔的公差等级大小要求IT6级,同时为了减少机加工工作量,活塞和活塞孔的装配也采用分组装配法,要求销孔内圆的粗糙度Ra≤0.2μm。
1.3.3 销孔(活塞的)的位置公差的要求销孔(活塞的)的位置公差也应有严格要求,销孔轴心线到顶面的距离影响气缸的压缩比,也就影响着发动机的效率,因此应该控制在90±0.05内。
销孔轴心线对裙部轴心的垂直度影响着活塞销,销孔和连杆的受力情况过大将使活塞销、销孔、连杆单侧受力。
活塞在气缸套中倾斜,加剧磨损,因此这里垂直度在100mm长度上公差为0.03mm。
销孔轴心线对裙部轴心线的对称度误差也会引起不均匀摩损,故而应该限制。
1.3.4 活塞重量的要求为了保证发动机运转平稳,在同一发动机上各活塞的重量不应相差太大,对于6120柴油机活塞,同级活塞的重量差不能超过20克,即活塞的重量差不得大于活塞名义重量的±2.5%.活塞在装配的时候应按重量进行分组.42 6120活塞工艺规程的设计2.1 活塞的材料及毛坯的制造活塞在发动机内是做高速的往复运动,根距它的工作特性,为了减少其惯性的作用采用的材料为共晶铝硅合金。
它的化学成分为: 共晶铝硅合金(%)Si 11-13 ; Cu 1-2 ; Mg 0.4-1 ;Mn 0.2-0.7; Fe ≤0.8; 其余Al与铸铁相比具有以下的优点:(1) 导热性好,使活塞顶面降温快,可以提高发动机的压缩比,不至于引起混合气体自燃,可以提高发动机效率;(2) 重量轻,惯性力小;(3) 切削性能好;(4) 铸造流动性好,可以得到精确的毛坯。
由于是大批大量的生产30万件每年,为了提高毛坯的精度,铸出活塞的销孔及燃烧室,减少机加工余量,故而毛坯的铸造是采用金属模铸造。
毛坯在机械加工前先要去铣浇冒口,并进行时效处理,消除铸造时因冷却不均匀而产生的内应力,增加活塞的强度及硬度。
时效处理的方法是将活塞加热到180°-200°C,保温6-8小时后自然冷却。
2.2 定位基面的选择定位基准选择的准确性对保证零件表面间的位置精度、位置尺寸和安排加工顺序都有很大的影响,直接影响零件的加工精度和生产效率。
基准是用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点、线、面。
一个几何关系就有一个基准。
活塞是一种薄壁型零件,在外力作用的情况下是很容易产生变形的,而活塞主要表面的尺寸精度和位置精度的要求都很高,因此应以一个统一的基面定位来加工这些要求高的表面,如直接采用外圆定位的话(即设计基准)将有可能产生很大的变形。
故在这里采用活塞的止口和端面来作为统一基准。
在精车外圆和精磨外圆这两工序中用止口处的锥面和顶面上的中心孔定位,5其余工序都采用止口和端面定位。
精镗销孔则由于精度要求很高,为避免产生基准不重合误差,而采用的是设计基准做为定位基准。
采用止口和端面(或锥面和中心锥)作为基面有下列优点:(1) 用这种定位方法可以加工裙部、头部、顶面、销孔等主要及其它次要表面,而且在这一道工序中,一次安装就可以车削外圆、顶面、环槽,实现了工序的集中。
既可提高生产率,又能保证这些表面的位置精度。
(2) 活塞裙部在半径方向的刚性差,利用止口和端面定位可以沿活塞轴向夹紧,就不至引起严重的变形,同时又可以进行多刀切削提高生产效率。
当然这些定位也有一些缺点:如果加工一些本来不需要加工的表面,而且是一些精度要求级高的要经过两次加工的。
止口对裙部外圆的同轴度误度将影响环槽的位置精度。
但总的说来,采用止口端面作为统一基准虽然增加了加工工时和设备,但它更有利于保证加工质量,故而采用它来定位是可行的。
2.3 制定工艺路线关于工艺路线的拟订,目前还没有一套精确的计算方法,而是采用经过生产实践总结出来的一些带有经验和综合性的原则。
制订工艺路线的出发点是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定为大量生产和条件,故可以适当地采用专用机床配以专用夹具。
除此还应考虑经济效果,使生产成本尽量下降。
它是制定工艺规程的关键阶段。
此次设计拟订了几套工艺路线方案:2.3.1 工艺路线方案一62.3.2 工艺路线方案二72.3.3 工艺方案的比较与分析(1)通过比较可以发现在方案一中,将粗镗销孔放在第七道工序,而在方案二中第二道工序就是粗镗销孔,在实际工厂的生产中,活塞的毛坯一般都是铸造出锥形销孔(便于拔模),而销孔是许多工序加夹紧力的部位,故应在粗镗止口之后即对销孔进行粗镗,以便在以后的工序中夹紧力能较均匀的分布,而不至于压坏销孔所在的搭子。
(2) 在方案一中,所有环槽的粗、精加工都是一次一起加工的,而在方案二中将梯形槽单独的精加工,而环槽加工是活塞加工中重要的工序之一,它的精度要求高,而切削力又较大,故应采用方案二中的方法,来加工环槽,才能保证其精度的要求。
(3) 在方案一中,加工燃烧室打算一次加工成功,用成形车刀。
而燃烧室的形状为一般球形,成形车刀是一种半圆形的,由于成形车刀有进给运动,是很难加工出球形燃烧室和保证燃烧室的容积的。
故应按照方案二那样,光滑油池底,在燃烧室底部钻一个孔后再用成形车刀加工。
(4) 另外,精镗销孔是活塞加工中保证精度的关键性的工序,在这里将着重分析一下它的工艺。
由于销孔的尺寸、形状和位置精度以及粗糙度的要求都很高,因此要采用高精度的镗刀和金刚镗床,同时对精镗销孔工序定位基准的选择也必须予以充分的重视。
上述的两种方案采用的是顺镗镗销孔,它用止口及端面来定位,消除了五个自由度。
剩下的转动自由度用一根装在尾座套筒中的菱形销插入销孔中来定位,从而保证精镗的加工余量均匀,当活塞被压紧后,再将菱形销退出即可加工.但销孔轴心线到顶面的距离影响气缸的压缩比,在零件图中有95±0.08的要求,即设计基准是顶面,而定位基准是止口及其端面,产生了基准不重合的误差。
这种情况下要对工序尺寸进行换算,提高某些尺寸精度,这种就会使成本提高。
8图3.1 端面和止口定位精镗销孔为了使工艺基准和设计基准重合,可以用顶面代替端面作为基面,即倒镗销孔,。