（2007屆）本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）CA6120活塞工藝設(shè)計(jì)及夾具設(shè)計(jì)學(xué) 院、系： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名： 袁 江 班 級(jí)： 0301班 學(xué)號(hào) 26030116 指導(dǎo)教師姓名： 周 立 職稱 副 教 授 職稱 最終評(píng)定成績(jī) 2007年5月目 錄第一部分 過(guò)程管理資料一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)書（3）二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告（5）三、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)展情況記錄（9）四、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)中期報(bào)告（11）五、指導(dǎo)教師評(píng)閱表 （12）六、評(píng)閱教師評(píng)閱表 （13）七、答辯及最終成績(jī)?cè)u(píng)定表（14）第二部分 設(shè)計(jì)說(shuō)明書七、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（15）八、實(shí)習(xí)日記（51）九、附錄一（53）2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)書院(系)：機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)：機(jī)械制造及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師周立學(xué)生姓名袁江課題名稱CA6120活塞工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)內(nèi)容及任務(wù)內(nèi)容： 在熟悉圓柱型活塞工作裝置的基礎(chǔ)上，對(duì)活塞工作時(shí)受力及尺寸進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算，并對(duì)加工車床選型；在所得活塞系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案和計(jì)算資料基礎(chǔ)上，對(duì)活塞工作裝置工作狀態(tài)進(jìn)行分析和檢算，并使用Auto CAD系統(tǒng)繪圖直觀的表達(dá)出來(lái)。主要任務(wù)：1 通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)獲得設(shè)計(jì)基本認(rèn)識(shí)，了解活塞的工作原理及基本構(gòu)成；2 會(huì)對(duì)活塞工作時(shí)各部件要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，在確定基本尺寸的情況下選取相對(duì)的加工工具；3 精密分析各加工工序及確定重點(diǎn)加工工序；4 活塞的檢驗(yàn)；5 機(jī)床的專用夾具的選取及設(shè)計(jì)。擬達(dá)到的要求或技術(shù)指標(biāo)擬達(dá)到的基本要求：1 獲得活塞工作裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程及相關(guān)資料；2 得出活塞受力分析圖；3 按規(guī)范編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文；4 撰寫一篇小論文。進(jìn)度安排起止日期工作內(nèi)容備注2006.112007.12007.12007.32007.32007.52007.52007.6調(diào)研、收集資料，熟悉課題內(nèi)容，完成開(kāi)題報(bào)告活塞工作裝置系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)和工序及相關(guān)加工設(shè)備的確定?；钊麅?nèi)部典型部件的受力分析及尺寸要求，完成夾具的分析及設(shè)計(jì)。整理資料，編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書主要參考資料1 孫健,曾慶福.機(jī)械制造工藝學(xué)M.上海: 機(jī)械工業(yè)出版社, 1982年版2 哈爾濱工業(yè)大學(xué),上海工業(yè)大學(xué)主編機(jī)械制造工藝學(xué)M.上海:科學(xué)技術(shù)出版社,1680年版3 顧崇衡 機(jī)械制造工藝學(xué)M.陜西:科學(xué)技術(shù)出版社,1981年版4 陳宏鈞. 實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20035 東北重型機(jī)械學(xué)院,洛陽(yáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院,長(zhǎng)春汽車廠工人大學(xué) 編機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M.上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1979年版6 陳家芳. 實(shí)用金屬切削加工工藝手冊(cè)M.上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,2004.87 徐灝,蔡春源. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.68 哈爾濱工業(yè)大字 趙家齊. 機(jī)械制造工藝學(xué)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19949 孫家廣，楊長(zhǎng)青.計(jì)算機(jī)圖形學(xué)M.北京：清華大學(xué)出版社，1995.262810 何存興，張鐵華.液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)M.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2000年8月11 高等?？茖W(xué)校機(jī)制及液壓教學(xué)研究會(huì)液壓組編液壓傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書1985年9月教研室意見(jiàn)年 月 日院(系)主管領(lǐng)導(dǎo)意見(jiàn)年 月 日湖南工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告（本科2007屆）學(xué)院（系） 機(jī)械工程學(xué)院專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化題 目 CA6120活塞工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 袁 江 學(xué)號(hào) 16 指導(dǎo)教師 周 立（老師）2007年 3 月 25 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告一. 結(jié)合課題任務(wù)情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫15002000字左右的文獻(xiàn)綜述?；钊鳛闅飧撞糠值闹饕慵唬怯苫钊^和滑管組成。可以用鋁鎂合金鑄造。也可以用優(yōu)質(zhì)碳素鋼分別加工，然后燒結(jié)而成，使二者形成一個(gè)整體。活塞式壓縮機(jī)采用的活塞基本結(jié)構(gòu)形式有：筒形，級(jí)差式，組合式，柱塞式。活塞是用來(lái)在氣缸中壓縮氣體的，它的尺寸和形狀必須與氣缸緊密配合，以減少氣體的泄漏?；钊闹亓吭捷p越好，以減少活塞在做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性，保證壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的平穩(wěn)性?；钊敳吭谌紵?混合氣體在里面燃燒,它的容積大小決定著里面能夠容納多少混合氣體,也就決定了燃燒后所產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小.近頂部的環(huán)槽分為氣環(huán)槽和油環(huán)槽為放置活塞環(huán)用,在氣環(huán)槽內(nèi)放置的活塞環(huán)使活塞頭部與氣缸不接觸,并用以密封活塞的頂部,防止漏氣.遠(yuǎn)離頂部的環(huán)槽鉆有油孔,它把飛濺到氣缸套內(nèi)壁上的多余潤(rùn)滑油刮去,并通過(guò)油孔流回,使之不致進(jìn)入燃燒室,活塞的裙部在活塞的工作過(guò)程中起導(dǎo)向的作用,底部有精加工的止口,它是為加工活塞而設(shè)置的輔助精基面,在結(jié)構(gòu)和功能上沒(méi)有作用. 在工作過(guò)程中將產(chǎn)生受力變形和熱變形,由于活塞裙部在圓周方向剛度不同,在活塞的軸線方向的彈性變比垂直于該方向的彈性變形大,使活塞裙部在受力后變成橢圓,另一方面,在高溫的工作環(huán)境下也要產(chǎn)生熱變形.銷孔軸線方向的金屬厚,熱鼓脹比垂直于該方向上的大,也將使活塞裙部變形后成為橢圓,這樣的話將必然使活塞與氣缸套的間隙,不均勻的減少乃至消失,以至產(chǎn)生強(qiáng)烈的摩擦甚至咬住.為了補(bǔ)償上述的變形,所以把活塞的裙部設(shè)計(jì)制造成橢圓開(kāi),橢圓的長(zhǎng)軸在垂直于活塞銷孔軸心線的方向上?；钊诠ぷ鲿r(shí)頂部在直接和高溫氣體接觸的,而裙部是間接傳來(lái)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(shí)頭部也設(shè)計(jì)成上小下大的錐形. 同時(shí)在活塞裙部的銷孔附近加工出凹坑,用來(lái)增加裙部與氣缸套內(nèi)壁的間隙。 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).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.一.要研究或解決的問(wèn)題、擬采用的方法或技術(shù)路線： 技術(shù)條件分析3.1活塞裙部外圓與氣缸的配合 活塞裙部外圓與氣缸要求是一種精密地配合,因而裙部外圓一般要求公差等級(jí)IT6,為減少機(jī)械加工的困難,將活塞裙部和氣缸套孔徑的制造公差均放大二倍,裝配時(shí)按裙部的尺寸分成二組對(duì)應(yīng)裝配,以保證大致要求的間隙.裙部外圓的粗糙度Ra1.6m .3.2 活塞銷的要求為了使活塞銷在工作過(guò)程中能在孔中自由轉(zhuǎn)動(dòng),銷孔的大小要求IT6級(jí),同時(shí)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,銷孔內(nèi)圓的粗糙度Ra0.2m.3.3 銷孔(活塞的)的位置公差也應(yīng)有嚴(yán)格要求銷孔軸心線到頂面的距離影響氣缸的壓縮比,也就影響發(fā)動(dòng)機(jī)的效率,因此控制在900.05內(nèi).銷孔軸心線對(duì)裙部軸心的垂直度影響活塞銷,銷孔和連桿的受力情況,過(guò)大將使活塞銷,銷孔,連桿單側(cè)受力.活塞在氣缸套中傾斜,加劇磨損,因此這一垂直度在100mm長(zhǎng)度上公差為0.03mm.銷孔軸心線對(duì)裙部軸心線的對(duì)稱度也會(huì)不均勻摩損,故而限制.。3.成果預(yù)測(cè)：1 完成整個(gè)課題設(shè)計(jì)和任務(wù)。2 得到本課題完整說(shuō)明書。3 得到仿真結(jié)果，對(duì)存在的問(wèn)題提出改進(jìn)方案。4.時(shí)間進(jìn)度計(jì)劃：2006.112007.1 調(diào)研、收集資料，熟悉課題內(nèi)容，完成開(kāi)題報(bào)告2007.12007.3 活塞工作裝置系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)和工序及相關(guān)加工設(shè)備的確定。2007.32007.5 活塞內(nèi)部典型部件的受力分析及尺寸要求，完成夾具的分析及設(shè)計(jì)。2007.52007.6 整理資料，編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書5.指導(dǎo)教師意見(jiàn)（對(duì)課題方案的可行性、深度、廣度及工作量的意見(jiàn)）： 該生通過(guò)查閱大量文獻(xiàn)資料，對(duì)課題研究背景有一定了解，立意新穎、選題正確，對(duì)課題制定了可行的研究方案，思路清晰，工作量飽滿。具有一定工程實(shí)踐價(jià)值，同意開(kāi)題。 指導(dǎo)教師_ 年 月 日6.教研室意見(jiàn)： 教研室主任_ 年 月 日說(shuō)明：開(kāi)題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一，此報(bào)告應(yīng)在導(dǎo)師指導(dǎo)下，由學(xué)生填寫，將作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)考查的重要依據(jù)，經(jīng)導(dǎo)師簽署意見(jiàn)及教研室審查后生效。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展情況記錄畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： CA6120活塞工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 班級(jí)： 0301班 學(xué)號(hào)： 26030116 學(xué)生： 袁江 指導(dǎo)教師： 周立 時(shí) 間任務(wù)完成情況指導(dǎo)教師意見(jiàn)第 周至第 周指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日第 周至第 周指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日第 周至第 周指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 注：教師監(jiān)督學(xué)生如實(shí)記錄畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過(guò)程中根據(jù)課題任務(wù)書擬定的進(jìn)度與進(jìn)展情況以及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫過(guò)程中遇到的問(wèn)題和困難，并簽署意見(jiàn)。第 周至第 周指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日第 周至第 周指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日第 周至第 周指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日注：教師監(jiān)督學(xué)生如實(shí)記錄畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過(guò)程中根據(jù)課題任務(wù)書擬定的進(jìn)度與進(jìn)展情況以及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫過(guò)程中遇到的問(wèn)題和困難，并簽署意見(jiàn)。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告 填表日期： 2007年 4 月15日院（系）機(jī)械工程學(xué)院班級(jí)0301班學(xué)生姓名袁江課題名稱：CA6120活塞工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)課題主要任務(wù)：1 通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)獲得設(shè)計(jì)基本認(rèn)識(shí)，了解活塞的工作原理及基本構(gòu)成；2 精密分析各加工工序及確定重點(diǎn)加工工序；3 機(jī)床的專用夾具的選取及設(shè)計(jì)。1、 簡(jiǎn)述開(kāi)題以來(lái)所做的具體工作和取得的進(jìn)展或成果自開(kāi)題到現(xiàn)在，本人在所查閱的資料汽車活塞進(jìn)行了解，掌握了設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟，并擬訂了總體方案。2、下一步的主要研究任務(wù)，具體設(shè)想與安排活塞內(nèi)部典型部件的受力分析及尺寸要求，完成夾具的分析及設(shè)計(jì)。3、存在的具體問(wèn)題 由于在學(xué)校學(xué)理論，缺少觀察組合機(jī)床實(shí)物的機(jī)會(huì)，不能完全了解起其構(gòu)造和部件的用途。所以在部分部件設(shè)計(jì)和布局方面有待修改。4、指導(dǎo)教師對(duì)該生前期研究工作的評(píng)價(jià)指導(dǎo)教師簽名：日 期： 湖南工業(yè)大學(xué)2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評(píng)閱表院、系： 機(jī)械工程學(xué)院 學(xué)生姓名袁 江學(xué) 號(hào)16班 級(jí)0301專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師姓名周 立課題名稱CA6120活塞工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ)：（包括以下方面，學(xué)習(xí)態(tài)度、工作量完成情況、材料的完整性和規(guī)范性；檢索和利用文獻(xiàn)能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力；學(xué)術(shù)水平或設(shè)計(jì)水平、綜合運(yùn)用知識(shí)能力和創(chuàng)新能力；） 該生學(xué)習(xí)態(tài)度端正，理論基礎(chǔ)扎實(shí)，具有一定創(chuàng)新能力。通過(guò)查閱大量資料，對(duì)課題研究背景及意義有一定了解。設(shè)計(jì)合理，工作量飽滿，研究方法正確，能熟練的運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模及其系統(tǒng)仿真，思路嚴(yán)謹(jǐn)、語(yǔ)言表達(dá)清晰、格式規(guī)范。 同意申請(qǐng)學(xué)士學(xué)位論文答辯。是否同意參加答辯：是 否指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī)分值：指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日湖南工業(yè)大學(xué)2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱教師評(píng)閱表院、系： 機(jī)械工程學(xué)院 學(xué)生姓名袁 江學(xué) 號(hào)16班 級(jí)0301專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化評(píng)閱教師姓名課 題CA6120活塞工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ)：（對(duì)論文學(xué)術(shù)評(píng)語(yǔ)（包括選題意義；文獻(xiàn)利用能力；所用資料可靠性；創(chuàng)新成果及寫作規(guī)范化和邏輯性）針對(duì)課題內(nèi)容給設(shè)計(jì)者（作者）提出不少于3個(gè)問(wèn)題，作為答辯時(shí)的必答題1.2.3.選題與文獻(xiàn)綜述（20分）分值：創(chuàng)新性(15分)分值：基礎(chǔ)理論和專門知識(shí)(35分)分值：作者寫作、表達(dá)能力(30分)分值：合 計(jì)分值：是否同意參加答辯是 否評(píng)閱人（簽名）： 年 月 日湖南工業(yè)大學(xué)2007 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯及最終成績(jī)?cè)u(píng) 定 表院、系（公章）：機(jī)械工程學(xué)院 學(xué)生姓名袁江學(xué)號(hào)16班級(jí)0301答辯日期課題名稱CA6120活塞工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師成 績(jī) 評(píng) 定分值評(píng) 定小計(jì)教師1教師2教師3教師4教師5課題介紹思路清晰，語(yǔ)言表達(dá)準(zhǔn)確，概念清楚，論點(diǎn)正確，實(shí)驗(yàn)方法科學(xué)，分析歸納合理，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)，設(shè)計(jì)（論文）有應(yīng)用價(jià)值。30答辯表現(xiàn)思維敏捷,回答問(wèn)題有理論根據(jù)，基本概念清楚，主要問(wèn)題回答準(zhǔn)確大、深入,知識(shí)面寬。必答題40自由提問(wèn)30合 計(jì)100答 辯 評(píng) 分分值：答辯小組長(zhǎng)簽名：答辯成績(jī)a： 25指導(dǎo)教師評(píng)分分值：指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī)b： 50評(píng)閱教師評(píng)分分值：評(píng)閱教師評(píng)定成績(jī)c： 25最終評(píng)定成績(jī)： 分?jǐn)?shù)： 等級(jí)：答辯委員會(huì)主任簽名： 年 月 日說(shuō)明：最終評(píng)定成績(jī)a+b+c，三個(gè)成績(jī)的百分比由各院、系自己確定，但應(yīng)控制在給定標(biāo)準(zhǔn)的10左右。湖南工業(yè)大學(xué)2006屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 CA6120活塞工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)院(系)、部：機(jī)械工程學(xué)院學(xué)生姓名： 袁 江指導(dǎo)教師： 周 立（老師）專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化完成時(shí)間： 2007年6月前 言 設(shè)計(jì)是高等工業(yè)學(xué)校教學(xué)中的一個(gè)主要組成部分,是專業(yè)學(xué)習(xí)過(guò)程是最后的一個(gè)主要的實(shí)踐性的教學(xué)環(huán)節(jié),是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和科學(xué)工作方法重要的實(shí)踐性的過(guò)程. 設(shè)計(jì)的目的和要求在于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能去分析和解決機(jī)械工程實(shí)際問(wèn)題的能力.熟練生產(chǎn)技術(shù)的工作的一般方法,培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立工程技術(shù)必備的全局觀點(diǎn),生產(chǎn)觀點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn).樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究,查閱技術(shù)文獻(xiàn)資料,手冊(cè)進(jìn)行工程運(yùn)籌,圖樣的繪制及編寫技術(shù)文件的獨(dú)立工作能力. 畢業(yè)設(shè)計(jì),我們通過(guò)到衡陽(yáng)建湘柴油機(jī)廠的實(shí)際調(diào)研,對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容有了基本的了解,并仔細(xì)觀察和了解各加工工序的加工過(guò)程,查閱了大量的資料,在老師的指導(dǎo)下完成了設(shè)計(jì)任務(wù),并編寫了設(shè)計(jì)說(shuō)明書.就我個(gè)人而言，我希望通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后參加祖國(guó)的“四化”建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指教。摘 要發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車的動(dòng)力裝置，在汽車中的地位就好象人的心臟，而發(fā)動(dòng)機(jī)的心臟又是活塞部分，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)活塞壓縮氣體給發(fā)動(dòng)機(jī)輸出能量。本設(shè)計(jì)針對(duì)汽車CA6120發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的生產(chǎn)技術(shù)特點(diǎn)和重點(diǎn),綜述了制造技術(shù)及其裝備的主要問(wèn)題,闡述了活塞各部件在產(chǎn)品工作過(guò)程中的影響及其作用，重點(diǎn)分析介紹非圓裙面加工、銷孔精鏜、工藝基準(zhǔn)的關(guān)鍵作用,變形對(duì)加工精度的影響,檢測(cè)技術(shù)配套及活塞的工作環(huán)境和受力情況等關(guān)鍵問(wèn)題的設(shè)計(jì)說(shuō)明，其中重點(diǎn)介紹了對(duì)于精鏜刀具的選擇及其技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。還深入介紹了切削力，夾緊力，在工件加工過(guò)程中對(duì)于加工精度的影響，并且應(yīng)用力學(xué)方面的知識(shí)對(duì)其進(jìn)行了具體的分析和探討。及其活塞的機(jī)加工工藝流程和在加工過(guò)程中的專用夾具設(shè)計(jì)。通過(guò)設(shè)計(jì)使我們更進(jìn)一步熟悉了產(chǎn)品加工設(shè)計(jì)的全過(guò)程。更重要的是對(duì)于加工工藝有了更深刻的認(rèn)識(shí)。 關(guān)鍵字：活塞; 工藝; 夾具AbstractFurthermorewe have a deeper understand engine is taken as the power plant,On processing technolopy which looks as if the heart to the human ,and the piston is the heart of engine,because the piston engine,bring output energy from engine,throngh compressed gases.Thedesign of the auto CA6120 engine piston production technologies and key characteristics,Summary of the manufacturing technology and equipment of the the main problems which expounded on the various components of the piston products of the process and role.The emphasis on non-Yuanqun surface processing,Finishing Pinhole of,crafts benchmark key role in the deformating and force of the key issues such as design specifications,highlighting the fine boring tool for the selection and technical features and applications.Also its introduce the cutting force,clamping force,machining process for machining precision.Applied Mechanics and the knowledge of their specifics analysis and discuss.The factors and The machining process and the processing of special fixture design is vital through the design. so that we are familiar with the further processing of products in the whole design process.More importantly,the processing technology for a deeper understandingKey words Piston; craft; jig目 錄1 對(duì)零件進(jìn)行工藝分析19 1.1 活塞的作用 19 1.2 活塞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 19 1.3 活塞的主要技術(shù)條件分析 202 CA6120活塞工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)212.1 活塞的材料及毛坯的制造 21 2.2 定位基面的選擇 22 2.3 制定工藝工藝路線 23 2.4 機(jī)械加工余量.工序尺寸及毛坯尺寸的確定302.5 重點(diǎn)工序的加工說(shuō)明 32 2.6 確定切削用量及基本工時(shí).(重點(diǎn)工序) 35 2.7 活塞的計(jì)算 36 2.8 活塞的檢驗(yàn) 373 夾具的設(shè)計(jì)鏜銷孔專用夾具 41 3.1 問(wèn)題的提出 41 3.2 夾具的設(shè)計(jì) 41參考文獻(xiàn) 49.致謝 501 對(duì)零件進(jìn)行工藝分析1.1 活塞的作用 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).為了提高活塞的工作性能和壽命,它必須具有如下的要求:(6) 在高溫高壓下具有足夠的強(qiáng)度和剛度;(7) 較輕的結(jié)構(gòu)重量;(8) 良好的耐磨性和耐蝕性;(9) 良好的導(dǎo)熱性,熱膨脹系數(shù)小;(10) 保證氣缸內(nèi)部空間密封. 這里加工的是柴油機(jī)的6120活塞.1.2 活塞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 120活塞頂部在燃燒室,混合氣體在里面燃燒,它的容積大小決定著里面能夠容納多少混合氣體,也就決定了燃燒后所產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小. 近頂部的環(huán)槽分為氣環(huán)槽和油環(huán)槽為放置活塞環(huán)用,在氣環(huán)槽內(nèi)放置的活塞環(huán)使活塞頭部與氣缸不接觸,并用以密封活塞的頂部,防止漏氣.遠(yuǎn)離頂部的環(huán)槽鉆有油孔,它把飛濺到氣缸套內(nèi)壁上的多余潤(rùn)滑油刮去,并通過(guò)油孔流回,使之不致進(jìn)入燃燒室,活塞的裙部在活塞的工作過(guò)程中起導(dǎo)向的作用,底部有精加工的止口,它是為加工活塞而設(shè)置的輔助精基面,在結(jié)構(gòu)和功能上沒(méi)有作用. 在工作過(guò)程中將產(chǎn)生受力變形和熱變形,由于活塞裙部在圓周方向剛度不同,在活塞的軸線方向的彈性變比垂直于該方向的彈性變形大,使活塞裙部在受力后變成橢圓,另一方面,在高溫的工作環(huán)境下也要產(chǎn)生熱變形.銷孔軸線方向的金屬厚,熱鼓脹比垂直于該方向上的大,也將使活塞裙部變形后成為橢圓,這樣的話將必然使活塞與氣缸套的間隙,不均勻的減少乃至消失,以至產(chǎn)生強(qiáng)烈的摩擦甚至咬住.為了補(bǔ)償上述的變形,所以把活塞的裙部設(shè)計(jì)制造成橢圓開(kāi),橢圓的長(zhǎng)軸在垂直于活塞銷孔軸心線的方向上. 活塞在工作時(shí)頂部在直接和高溫氣體接觸的,而裙部是間接傳來(lái)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(shí)頭部也設(shè)計(jì)成上小下大的錐形. 同時(shí)在活塞裙部的銷孔附近加工出凹坑,用來(lái)增加裙部與氣缸套內(nèi)壁的間隙.1.3 活塞的主要技術(shù)條件分析1.3.1 活塞裙部外圓與氣缸的配合 活塞裙部外圓與氣缸要求是一種精密地配合,因而裙部外圓一般要求公差等級(jí)IT6,為減少機(jī)械加工的困難,將活塞裙部和氣缸套孔徑的制造公差均放大二倍,裝配時(shí)按裙部的尺寸分成二組對(duì)應(yīng)裝配,以保證大致要求的間隙.裙部外圓的粗糙度Ra1.6m .1.3.2 活塞銷的要求為了使活塞銷在工作過(guò)程中能在孔中自由轉(zhuǎn)動(dòng),銷孔的大小要求IT6級(jí),同時(shí)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,銷孔內(nèi)圓的粗糙度Ra0.2m.1.3.4 銷孔(活塞的)的位置公差也應(yīng)有嚴(yán)格要求銷孔軸心線到頂面的距離影響氣缸的壓縮比,也就影響發(fā)動(dòng)機(jī)的效率,因此控制在900.05內(nèi).銷孔軸心線對(duì)裙部軸心的垂直度影響活塞銷,銷孔和連桿的受力情況,過(guò)大將使活塞銷,銷孔,連桿單側(cè)受力.活塞在氣缸套中傾斜,加劇磨損,因此這一垂直度在100mm長(zhǎng)度上公差為0.03mm.銷孔軸心線對(duì)裙部軸心線的對(duì)稱度也會(huì)不均勻摩損,故而限制.1.3.5 活塞重量的要求為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),在同一發(fā)動(dòng)機(jī)上各活塞的重量不應(yīng)相差太大,對(duì)于6120柴油機(jī)活塞,同級(jí)活塞的重量差不能超過(guò)20克,即活塞的重量差不得大于活塞名義重量的2.5%.活塞在裝配的時(shí)候應(yīng)按重量進(jìn)行分組.2 6120活塞工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)2.1 活塞的材料及毛坯的制造1、應(yīng)考慮的因素包括：（1）、生產(chǎn)批量（2）、零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大?。?）、零件的力學(xué)性能（4）、工廠現(xiàn)有設(shè)備和技術(shù)水平（5）、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性主要依據(jù)一般是零件在產(chǎn)品中的作用和生產(chǎn)綱領(lǐng)以及零件本身的結(jié)構(gòu)。2、從生產(chǎn)批量來(lái)看：此零件屬于大批量生產(chǎn)，宜采用精度和生產(chǎn)率高的毛坯制造方法，以減少材料消耗和機(jī)械加工工作量。可考慮用金屬鑄造、熔模鑄造、模鍛、精鍛等方法獲得毛坯。3、從零件的結(jié)構(gòu)來(lái)看：由于此零件屬于外形較復(fù)雜的小型零件，而且它的壁厚不算薄。故可以考慮采用壓鑄、金屬鑄造、熔模鑄造等精密鑄造方法。同時(shí)可以減少切削加工或不進(jìn)行切削加工。4、從毛坯的制造方法來(lái)看：毛坯的制造方法應(yīng)與材料的制造工藝性相適應(yīng)。故鑄鐵、鑄鋼、鑄鋁和鑄銅等有色金屬材料適合用鑄造方法獲得毛坯。5、從鑄鋁件的強(qiáng)度來(lái)看：從鑄鋁件的強(qiáng)度來(lái)看可以考慮采用金屬型鑄造的鑄件、金屬型澆注的鑄件、砂型澆注的鑄件。且強(qiáng)度依次遞減,毛坯質(zhì)量依次降低.故從以上可以看到該活塞毛坯可以采用金屬型鑄造。金屬型鑄造則適用于成批大量生產(chǎn)、以鋅合金、鋁合金、鎂合金以及銅合金為主的中小型形狀復(fù)雜不進(jìn)行熱處理的非鐵合金的零件。也可用于鑄鋼、鑄鐵的厚壁、簡(jiǎn)單或中等復(fù)雜的中小鑄件。對(duì)于這些材料則金屬型鑄造（澆鑄）更為合適6、從工廠現(xiàn)有設(shè)備和技術(shù)水平來(lái)看：從這一方面來(lái)看，金屬型澆鑄也是可以考慮的。7、從經(jīng)濟(jì)合理性來(lái)看：零件最大的外輪廓尺寸小于160mm，且復(fù)雜程度屬于中等，生產(chǎn)類型屬于大量生產(chǎn)，故金屬型或壓力鑄造均適合，但在成批生產(chǎn)下金屬型鑄造比較合適。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（）i 11-13 ; Cu 1-2 ; Mg 0.4-1 ; Mn 0.2-0.7; Fe 0.8; 其余l(xiāng)它比鑄鐵具有以下的優(yōu)點(diǎn)：(1) 導(dǎo)熱性好，使活塞頂面降溫快，可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，下至于引起混合氣體自燃,可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率(2) 重量輕，慣性力小(3) 切銷性能好(4) 可以得到精確的毛坯由于是大批大量的生產(chǎn)萬(wàn)件每年，為了提高毛坯的精度，鑄出活塞的銷孔及燃燒室，減少機(jī)加工余量，故而毛坯的鑄造是采用金屬模鑄造毛坯在機(jī)械加工前先要去澆冒口，并進(jìn)行時(shí)效處理，消除鑄造時(shí)因冷卻不勻而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，增加強(qiáng)度及硬度，時(shí)效處理是將活塞加熱到，保溫小時(shí)后自然冷卻2.2 定位其面的選擇定位基準(zhǔn)的選擇直接影響零件的加工精度和生產(chǎn)效率.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)）將有可以產(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)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)采用止口和端面（或錐面和中心錐）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，銷孔等主要及基它次要表面，而且在有一道工序中，一次安裝就可以車削外圓，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(2) 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級(jí)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 制定工藝路線這是制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的核心。其主要內(nèi)容有：1、選擇定位基準(zhǔn)2、確定加工方法3、安排加工次序4、安排熱處理、檢驗(yàn)5、安排其它工序機(jī)械加工工藝路線的最終確定，一般要通過(guò)一定范圍的論證，即通過(guò)對(duì)幾條工藝路線的分析與比較，從中選出一條適合本廠條件的、確保加工質(zhì)量、高效和低成本的最佳工藝路線。制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)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)已確定為大量生產(chǎn)和條件，故可以適當(dāng)?shù)夭捎脤Ｓ脵C(jī)床配以專用夾具除此還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，使生產(chǎn)成本盡量下降一、基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)是機(jī)械制造中應(yīng)用得十分廣泛的一個(gè)概念，是用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素之間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線或面。機(jī)械產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造到出廠經(jīng)常要遇到基準(zhǔn)問(wèn)題：設(shè)計(jì)時(shí)零件尺寸的標(biāo)注、制造時(shí)工件的定位、檢查時(shí)尺寸的測(cè)量以及裝配時(shí)零、部件的裝配位置等都要用到基準(zhǔn)的概念?；鶞?zhǔn)一般包括：1、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)零件時(shí)，根據(jù)零件在裝配結(jié)構(gòu)中的裝配關(guān)系以及零件本身結(jié)構(gòu)要素之間的相互位置關(guān)系，確定標(biāo)注尺寸（或角度）的起始位置。簡(jiǎn)言之，設(shè)計(jì)圖樣上所采用的基準(zhǔn)就是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。2、工藝基準(zhǔn)：零件在加工、測(cè)量和裝配過(guò)程中所采用的基準(zhǔn)稱為工藝基準(zhǔn)。它又可以分為：（1）、定位基準(zhǔn)：加工時(shí)用于工件的定位的基準(zhǔn)。它又可分為粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)。另外還有附加基準(zhǔn)。其中粗基準(zhǔn)是未經(jīng)機(jī)械加工的定位基準(zhǔn)。反之經(jīng)過(guò)機(jī)械加工的定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。而附加基準(zhǔn)是指零件上根據(jù)零件機(jī)械加工工藝需要而專門設(shè)計(jì)的定位基準(zhǔn)。（2）、測(cè)量基準(zhǔn)：在加工過(guò)程中或加工后用來(lái)測(cè)量工件的形狀、位置和尺寸誤差所采用的基準(zhǔn)。（3）、裝配基準(zhǔn)：在裝配時(shí)用來(lái)確定零件或部件在產(chǎn)品中的相對(duì)位置所采用的基準(zhǔn)。在這里主要考慮定位基準(zhǔn)的選擇，而測(cè)量基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)則在后面的設(shè)計(jì)中進(jìn)行選擇。 3、定位基準(zhǔn)的選擇（1）、一般原則 1）、選最大尺寸的表面為安裝面，選最長(zhǎng)距離的表面為導(dǎo)向面，選最小尺寸的表面為支承面。2）、首先考慮保證空間位置精度，再考慮保證尺寸精度。3）、應(yīng)盡量選擇零件的主要表面為定位基準(zhǔn)。4）、定位基準(zhǔn)應(yīng)有利于夾緊，在加工過(guò)程中穩(wěn)定可靠。下面根據(jù)以上一般原則分別進(jìn)行粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇。（2）、粗基準(zhǔn)的選擇： 粗基準(zhǔn)的選擇除了應(yīng)考慮以上的一般原則外，還必須考慮以下幾個(gè)原則： 1）、選加工余量小的、較準(zhǔn)確的、光潔的、面積較大的毛面做粗基準(zhǔn)。 2）、選重要表面為粗基準(zhǔn)。 3）、選不加工的表面做粗基準(zhǔn)。 4）、粗基準(zhǔn)一般只能使用一次。上述的選擇粗基準(zhǔn)的四條原則，每一條都只能說(shuō)明一個(gè)方面的問(wèn)題。綜合以上各個(gè)原則并考慮零件的實(shí)際情況選擇如下：粗基準(zhǔn)一般都是為了加工出精基準(zhǔn)，而在活塞零件加工中,為了提高零件的生產(chǎn)精度,在以活塞毛坯內(nèi)腔為粗基準(zhǔn)加工完外圓和端面后,在以外圓為基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)止口.因?yàn)榇周嚭蟮耐鈭A面是加工余量小、較準(zhǔn)確的、光潔的、面積較大的平面，而且它也是一個(gè)重要的表面，它的余量比較均勻。（3）、精基準(zhǔn)的選擇：和粗基準(zhǔn)一樣，精基準(zhǔn)的選擇除了要考慮一般原則外，還有它自身應(yīng)當(dāng)注意的原則： 1）、基準(zhǔn)重合原則：也就是選設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。 2）、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則：也就是在零件的加工過(guò)程中，采取統(tǒng)一的基準(zhǔn)。 3）、互為基準(zhǔn)原則：也就是對(duì)某些位置精度要求很高的零件，通常采用互為基準(zhǔn)、反復(fù)加工的原則。 4）、自為基準(zhǔn)原則：也就是以加工表面本身定位，待到夾緊以后將定位元件移去，再進(jìn)行加工。這樣可以使得面的加工達(dá)到很高的精度。那么根據(jù)以上的各個(gè)原則，結(jié)合實(shí)際情況對(duì)精基準(zhǔn)的選擇如下：活塞是一個(gè)薄壁零件,在外力作用下很容易產(chǎn)生變形.活塞主要表面的尺寸精度和形位精度的要求都很高,因此希望以一個(gè)統(tǒng)一基面定位來(lái)加工這些要求高的表面.目前生產(chǎn)活塞的工廠大多采用止口和端面做為統(tǒng)一基準(zhǔn).在精加工時(shí),除精車外圓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。采用止口和端面（或錐面和中心孔）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、銷孔等主要表面及其他次要表面。（2）、活塞裙部在半徑方向的剛性差，利用止口和端面（或錐面和中心孔）定位可以沿活塞軸向夾緊，就不致引起嚴(yán)重的變形，從而可以進(jìn)行多刀切削。二、加工方法的確定及工序的安排零件表面的加工方法，首先取決于加工表面的技術(shù)要求。這些技術(shù)要求還包括由于基準(zhǔn)不重合而提高對(duì)某些表面的加工要求。根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，首先選擇能保證該要求的最終加工方法，然后確定各工序、工步的加工方法。選擇加工方法應(yīng)考慮每種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度范圍、材料的性質(zhì)及可加工性；工件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大?。簧a(chǎn)率要求；工廠或車間的現(xiàn)有設(shè)備與技術(shù)條件。下面將從以上各個(gè)方面與以考慮并最終確定加工方法。（一）、加工經(jīng)濟(jì)精度：各種加工方法所能達(dá)到的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度都是在一定的范圍內(nèi)的。任何一種加工方法只要精心操作、細(xì)心調(diào)整、選擇合適的切削用量，其加工經(jīng)濟(jì)精度就可以得到提高，其加工表面粗糙度值就可以減少。但是加工經(jīng)濟(jì)精度提高得愈高，表面粗糙度值減少得愈小，則所消耗的時(shí)間與成本也會(huì)愈大。 生產(chǎn)上加工經(jīng)濟(jì)精度的高低是用其可以控制的加工誤差的大小來(lái)表示的。加工誤差小，則加工精度高；加工誤差大，則加工精度低。一般來(lái)說(shuō)，加工誤差和加工成本之間成反比例關(guān)系。 可以看出：對(duì)一種加工方法來(lái)說(shuō)，加工誤差小到一定程度，加工成本提高很多，加工誤差卻降低得很少；加工誤差大到一定程度以后，即使加工誤差增大很，加工成本降低得很少。 因此所謂加工經(jīng)濟(jì)精度是指在正常加工條件下所能保證的加工精度和表面粗糙度。2.3.1 工藝路線方案一工序號(hào)內(nèi)容粗車止口粗外切槽及頂部鉆斜面油孔鉆環(huán)槽油孔鉆銷座油孔滑銷座油孔粗鏜銷孔精車止口及頂錐精切細(xì)外環(huán)光令岸倒角10. 精鏜銷孔（順鏜）11. 挖銷孔卡簧槽12. 切小槽13. 靠模車裙部14. 車凹部15.車燃燒室16.精車頂部及倒角17.鉆凹坑18. 車燃燒室口19. 銑噴油道曲線20.清洗21.滾壓銷孔2.3.2 工藝路線方案二工序號(hào)內(nèi)容1. 粗車止口2. 粗鏜銷孔3. 粗切外槽及頂部4. 鉆斜面油孔5. 鉆環(huán)槽油孔6. 鉆銷座油孔7. 滑銷座油孔8. 精車止口及頂錐9. 精切梯形槽10. 精鏜銷孔（順鏜）11. 挖卡簧槽12. 切小槽13. 靠模車裙部14. 車凹部及去毛刺15. 滑油池底16. 車燃燒室17. 精車頂部及倒角18. 鉆凹坑19. 車燃燒室口20. 銑噴油道曲線21. 去毛刺銳邊22. 清洗23. 滾壓銷孔2.3.3 工藝方案的比較與分析(1)通過(guò)比較可以發(fā)現(xiàn)在方案一中將粗鏜銷孔放在第七道工序，而在方案二中第二道工序就是粗鏜銷孔,在實(shí)際工資的生產(chǎn)中,鋁活塞的毛坯一般都是鑄出錐形銷孔(便于拔模),而銷孔是許多工序加夾緊力的部位,故應(yīng)在粗鏜止口這后即對(duì)銷孔進(jìn)行粗鏜,以便在以后的工序中夾緊力能較均勻的分布,而不至于壓壞銷孔所在的搭子.(2) 在方案一中,所有環(huán)槽的粗,精加工都是一次一起加工的,而在方案二中將梯形槽單獨(dú)的精加工,而環(huán)槽加工是活塞加工中重要的工序之一,它的精度要求高,而切削力又較大,故應(yīng)采用方案二中的方法,來(lái)加工環(huán)槽,才能保證其精度的要求.(3) 在方案一中,加工燃燒室打算一次加工成功,用成形車刀,而燃燒室的形狀為一般球形,成形車刀是一種半圓形的,由于成形車刀有進(jìn)給運(yùn)動(dòng),是很難加工出球形燃燒室和保證燃燒室的容積的.故應(yīng)像方案二那樣,光滑油池底,在燃燒室底部鉆一個(gè)孔后再用成形車刀加工.(4) 另外,精鏜銷孔是活塞 加工中保證精度的關(guān)鍵性的工序,在這里將著重分析一下它的工藝.由于銷孔的尺寸,形狀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鏜刀和金剛鏜床,同時(shí)對(duì)精鏜銷孔工序定位基準(zhǔn)的選擇也必須予以充分的重視. 上述的兩種方案采用的是順鏜鏜銷孔,它用止口及端面定位,消除五個(gè)自由度,剩下的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度用一根裝在尾座套筒中的菱形銷插入銷孔中來(lái)定位,從而保證精鏜的加工余量均勻,當(dāng)活塞被壓緊后,再將菱形銷退出即可加工.但銷孔軸心線到頂面的距離影響氣缸的壓縮比,在零件圖中有95的要求,即設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是頂面,而定位基準(zhǔn)是止口及其端面,產(chǎn)生了基準(zhǔn)不重合的誤差,這種情況下要對(duì)工序尺寸進(jìn)行換算,提高某些尺寸精度,這種就會(huì)使成本提高.圖3.1 端面和止口定位精邇銷孔 為了使工藝基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合,可以用頂面代替端面作為基面,即倒鏜銷孔, 同時(shí)在零件圖中由于活塞的軸心線和銷孔的軸心線也有較高的精度要求,故倒鏜時(shí)采用外圓和頂面來(lái)定位的話,就能很好保證其精度要求.則采用外圓定位時(shí)應(yīng)采用V形塊,而一般形狀下是用兩V形塊夾緊,但這里活塞是薄壁零件,這樣的夾緊方法將會(huì)產(chǎn)生變形,故是采用一個(gè)V形塊的內(nèi)部夾緊.這樣才能有利于保證加工質(zhì)量,但夾具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,同時(shí)也應(yīng)適當(dāng)?shù)氖┘訆A緊力.如圖3.2所示圖3.2 用裙部外圓和頂面定位夾具簡(jiǎn)圖工序的安排為,首先加工階段的劃分,劃分加工階段應(yīng)將粗精加工分開(kāi),才能使變形所引起的誤差減小到最小.分析上面活塞加工的工藝過(guò)程,可分為粗精加工兩個(gè)階段.工序6以前為粗加工階段,包括對(duì)各主要表面如止口、外圓、環(huán)槽等進(jìn)行的粗加工,同時(shí)將一些要求不高的又要切除的較多金屬余量的表面如油孔等加工出來(lái).從工序7開(kāi)始為精加工階段.工序7為轉(zhuǎn)折點(diǎn),在此工序中對(duì)精基準(zhǔn)進(jìn)行修整,以保證以后精加工工序的定位精度.此外,為了避免精加工后的表面受到損傷,主要表面的精加工應(yīng)盡量放在最后進(jìn)行.如精磨裙部外圓和滾壓銷孔都放在最后加工.其次是工序的集中與分散,上述活塞的加工工藝過(guò)程屬于大量生產(chǎn),它的特點(diǎn)是按工序集中原則,采用了較多的高效率的專用機(jī)床和專用工夾量具,組成生產(chǎn)流水線.如在第三道工序的多刀車床,在一次安裝下同時(shí)加工出外圓、環(huán)槽和頂面;第四第五道工序在專用多軸鉆床上同時(shí)鉆六個(gè)和八個(gè)孔,大多數(shù)工序都由復(fù)合工步組成.由于工序集中減少了機(jī)床的數(shù)量,相應(yīng)地操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積,由于工序集中,而且采用自動(dòng)化程度較高的專用機(jī)床和工夾量具,大大提高了生產(chǎn)效率,又由于工序集中,在一次安裝中加工盡量多的表面,不公減少了輔助時(shí)間,而且有利于保證各表面的相互位置精度.綜上所述,在方案一和方案二中的基礎(chǔ)上加以綜合修改后,確定的加工路線最后如下:工序號(hào) 工序內(nèi)容 設(shè)備1. 外圓定位粗車端面及其止口 在C6120上加工2. 止口定位粗鏜銷孔 雙頭鏜床3. 止口定位粗切外圓.槽及頂部 多刀半自動(dòng)車床C7304. 鉆斜面油孔 Z5215. 鉆環(huán)槽油孔 Z5216. 鉆.滑銷座孔 轉(zhuǎn)塔鉆床7. 精車止口及頂錐(外圓定位) 專用鉆床8. 止口定位精切細(xì)外.光令岸.倒角 多刀自動(dòng)車床9. 止口定位切小槽及精切梯形槽 C6120車床10. 靠模車裙部 靠模車床11. 車凹部 普通車床12. 車頂面及倒角 C612013. 外圓定位頂面為基準(zhǔn)倒精鏜銷孔 金鋼鏜14. 挖卡簧槽