活塞機(jī)械加工工藝規(guī)程及粗鏜銷孔夾具設(shè)計(jì)
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摘要：機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程是一個復(fù)雜的過程。機(jī)械制造工藝是機(jī)械制造方法和過程的總稱。而生產(chǎn)過程中改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的過程，則稱為工藝過程，是生產(chǎn)過程中的主要部分。按照零件分析，基面的選擇，選定的工序路線，設(shè)計(jì)夾具的程序，完成本次設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞 活塞；工藝設(shè)計(jì)；夾具設(shè)計(jì)
Abstract: The mechanical product production process is a complex process. The machine manufacture craft is the machine manufacture method and the process always called. But in the production process changes the production object the shape, the size, the relative position and the nature and so on, causes it to become the end product or the half-finished product process, then is called the technological process, is in the production process main part. According to the components analysis, the basic plane choice, the working procedure route which designated, designs the jig the procedure, cost design.
Key word Piston; Technological design; Clamps tool design
活塞的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
活塞——發(fā)動機(jī)里“心臟中的心臟”——位于內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)，在高溫高壓下作長時間的連續(xù)變負(fù)荷往復(fù)運(yùn)動，它的功能是用于傳遞動力。在工業(yè)中很常用的一個零件,本次我設(shè)計(jì)加工的就是6120發(fā)動機(jī)活塞?；钊墓τ脹Q定了它必須具備的些要求：在高溫高壓下具有足夠的強(qiáng)度和剛度;較輕的結(jié)構(gòu)重量;良好的耐磨性和耐蝕性; 良好的導(dǎo)熱性；小的熱膨脹系數(shù);保證氣缸內(nèi)部空間密封。
活塞頂部有氣體燃燒的燃燒室，近頂部有放置活塞環(huán)用的環(huán)槽，防止漏氣。遠(yuǎn)離頂部的環(huán)槽有油孔用于回流潤滑油，還有起導(dǎo)向作用的裙部。為了補(bǔ)償工作時的受力變形,所以把活塞的裙部設(shè)計(jì)制造成橢圓形,橢圓的長軸在垂直于活塞銷孔軸心線的方向上?；钊诠ぷ鲿r頂部是直接和高溫氣體接觸的,而裙部是間接傳來的熱量,故而頭部的熱鼓脹量要比裙部的大,為了補(bǔ)償這種不均勻的變形,故把活塞頭部的外徑設(shè)計(jì)得比裙部小,同時頭部也設(shè)計(jì)成上小下大的錐形。同時在活塞裙部的銷孔附近加工出凹坑,用來增加裙部與氣缸套內(nèi)壁的間隙?；钊共客鈭A與氣缸要求公差等級為IT6級，要求裙部外圓的粗糙度Ra≤1.6μm。為了使活塞銷在工作過程中能在孔中自由轉(zhuǎn)動,銷孔的公差等級大小要求為IT6級,同時為了減少機(jī)加工工作量,活塞和活塞孔的裝配也采用分組裝配法,要求銷孔內(nèi)圓的粗糙度Ra≤0.2μm?；钊跉飧滋字袃A斜,加劇磨損,因此這里垂直度在100mm長度上公差為0.03mm。銷孔軸心線對裙部軸心線的對稱度誤差也會引起不均勻摩損,故而應(yīng)該限制。
活塞在發(fā)動機(jī)內(nèi)是做高速的往復(fù)運(yùn)動,根據(jù)它的工作特性，為了減少其慣性的作用，采用的材料為共晶鋁硅合金。毛坯的鑄造采用金屬模鑄造。毛坯在機(jī)械加工前先要去銑澆冒口，并進(jìn)行時效處理，以增加活塞的強(qiáng)度及硬度。時效處理的方法是將活塞加熱到１８０°－２００°Ｃ，保溫６－８小時后自然冷卻。
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，在這里采用活塞的止口和端面來作為統(tǒng)一基準(zhǔn)。在精車外圓和精磨外圓這兩工序中用止口處的錐面和頂面上的中心孔定位，其余工序都采用止口和端面定位。精鏜銷孔則由于精度要求很高，為避免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差，而采用的是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)做為定位基準(zhǔn)。工藝路線的優(yōu)劣對零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本及勞動強(qiáng)度，都有很大的影響。所以擬訂工藝路線要設(shè)計(jì)幾條選擇最優(yōu)的一個方案。
根據(jù)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:Φ126 x 156(mm)。加工余量的大小對零件加工質(zhì)量和生產(chǎn)率均有較大的影響。因此，工序尺寸公差應(yīng)根據(jù)整個工藝過程的安排來合理確定。
為了保證活塞達(dá)到規(guī)定的技術(shù)條件,必須在加工中及加工完畢后進(jìn)行技術(shù)檢查,最后檢查的項(xiàng)目有：
(1) 檢查外觀和表面粗糙度
(2) 檢查活塞銷孔的尺寸及形狀偏差
(3) 檢查裙部的橢圓度和錐度,按裙部橢圓的長軸分組
(4) 檢查環(huán)槽寬度、底徑、環(huán)槽側(cè)面的垂直度和圓跳動
(5) 檢查銷孔軸心線對裙部軸心線的垂直度和對稱度,銷孔軸心線到頂面的跳離
(6) 稱活塞的重量并按重量分組
此次設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師要求我設(shè)計(jì)了第5道工序粗鏜銷孔的夾具。此夾具將用于雙頭臥式鏜床。利用本夾具的目的是為了粗鏜銷孔,夾具的重點(diǎn)放在提高夾具的運(yùn)動精度上,考慮到液壓夾具運(yùn)動平穩(wěn)、效率又好，故在這里設(shè)計(jì)了液壓夾具。
定位基準(zhǔn)選擇的是活塞的頂面以及裙部的外圓,因此采用杠桿夾緊機(jī)構(gòu)內(nèi)壁夾緊。粗鏜銷孔時,在臥式金剛鏜床T740-2型上加工，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用,Fy（ 徑向分力）和Fx（軸向分力）主要對夾具的作用力不大,這里主要考慮圓周分力Fz（圓周分力，作用于鏜刀外圓切線方向上）對夾具的作用。根據(jù)查閱<<金屬切削手冊>>計(jì)算，所設(shè)計(jì)的夾具的受力完全滿足夾緊要求，所以這里對活塞的夾緊是可靠的。
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