買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 機械產品的生產過程是一個復雜的過程。機械制造工藝是機械制造方法和過程的總稱。而生產過程中改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等，使其成為成品或半成品的過程，則稱為工藝過程。它是生產過程中的主要部分，其他過程稱為輔助過程。本次畢業(yè)設計的課題是活塞的工藝設計，主要內容如下： 首先，進行零件的分析，主要是零件作用的分析和工藝分析，通過零件分析可以了解零件的基本情況，而工藝分析可以知道零件的加工表面和加工要求。根據(jù)零件圖提出的加工要求，確定毛坯的制造形式和尺寸的確定。 第二步，進行基面的選擇，確定加 工過程中的粗基準和精基準。根據(jù)選好的基準，制訂工藝路線，通常制訂兩種以上的工藝路線，通過工藝方案的比較與分析，再選擇可以使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求得到合理的保證的一種工序。 第三步，根據(jù)已經選定的工序路線，確定每一步的切削用量及基本工時，并選擇合適的機床和刀具。對于粗加工，還要校核機床功率。 最后，設計第 5道工序的夾具。先提出設計問題，再選擇定位基準，然后開始切削力、夾緊力的計算和定位誤差的分析。然后把設計的過程整理為圖紙。 根據(jù)以上的概述完成本次設計。 關鍵詞 ： 活塞；機械加工工藝設計 ；夾具設計； 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 he is a is in so it to or is It is in is as of it is of of to on of of of is it to to of of on in to of of be to as of of of a of of s. to of To of th to is to 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 3 - 目 錄 摘 要 . I . 對零件進行工藝分析 . 1 活塞的作用 . 1 活塞的結構特點 . 1 活塞的主要技術條件分析 . 2 2 6120 活塞工藝規(guī)程的設計 . 3 活塞的材料及毛坯的制造 . 3 定位基面的選擇 . 3 制定工藝路線 . 4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 . 8 重點工序的加工說明 . 9 確定切削用量及基本工時 . (重點工序 ) . 12 活塞的檢驗 . 13 3 夾具的設計 . 17 問題的 提出 . 17 夾具的設計 . 17 切削力和夾緊力的計算和校核 . 19 總 結 . 22 致 謝 . 23 參考文獻 . 24 附錄 . 25 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 1 對零件進行工藝分析 活塞的 作用 由于柴油的物理化學特性，所以柴油機的構造是一個非常復雜的系統(tǒng)。而油缸就是這個系統(tǒng)中一個很關鍵的部位，對整個動力系統(tǒng)起著決定性影響，在某種意義來說它是柴油機里面的“心臟”。而活塞 則是柴油機機里“心臟中的心臟”。活塞位于發(fā)動機汽缸內 ,作往復運動 ,當燃燒室里的混合氣體 (空氣和燃料 )點燃并膨脹時 ,活塞受到氣體的壓力 ,并經過活塞銷及連桿將壓力傳送給曲柄。氣體的吸入 ,壓縮 ,廢氣的排除 ,也都由活塞的運動來完成 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度和剛度 ; (2) 較輕的結構重量 ; (3) 良好的耐磨性和耐蝕性 ; (4) 良好的導熱性 ,熱膨脹系數(shù)小 ; (5) 保證氣缸內部空間密封。 本次設計加工的是 6120柴油機的活塞。 活塞的結構特點 6120 活塞頂部有燃燒室 ,混合氣體在里面進行燃燒 ,它的容積大小就決定著里面能夠容納混合氣體多少 ,也就決定了燃燒后所產生的壓強大小。 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。遠離頂部的環(huán)槽鉆有油孔 ,它把飛濺到氣缸套內壁上的多余潤滑油刮去 ,并通過油孔流回 ,使之不致進入燃燒室?；钊娜共吭诨钊墓ぷ鬟^程中起導向的作用 ,底部有精加工的止口 ,它是為加工活塞而設置的輔助精基面 ,在結構和功能上沒有起到直接的作用。 由于燃料燃燒會產生很大壓力，所以在工作過程中活塞將產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形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)境下也要產生熱變形。銷孔軸線方向的金屬層比較厚 ,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甚至消失 ,以至產生強烈的摩擦甚至咬住。為了補償上述的變形 ,所以把活塞的裙部設計制造成橢圓形 ,橢圓的長軸在垂直于活塞銷孔軸心線的方向上。 此外，活塞在工作時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 ,為了補償這種不均勻的變形 ,故把活塞頭部的外徑設計得比裙部小 ,同時頭買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 部也設計成上小下大的錐形。 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壁的間隙。 活塞的主要技術條件分 析 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 減少機械加工的困難 ,將活塞裙部和氣缸套孔徑的制造公差均放大二倍 ,裝配時按裙部的尺寸分成二組對應裝配 ,以保證大致要求的間隙。要求裙部外圓的粗糙度 m 。 活塞銷的要求 為了使活塞銷在工作過程中能在孔中自由轉動 ,銷孔的公差等級大小要求 同時為了減少機加工工作量 ,活塞和活塞孔的裝配也采用分組裝配法 ,要求銷孔內圓的粗糙度 m。 孔 (活塞的 )的位置公差的要求 銷孔 (活塞的 )的位置公差也應有嚴格要求，銷孔軸心線到頂面的距離影響氣缸的壓縮比 ,也就影響著發(fā)動機的效率 ,因此應該控制在 90 銷孔軸心線對裙部軸心的垂直度影響著活塞銷 ,銷孔和連桿的受力情況過大將使活塞銷、銷孔、連桿單側受力?；钊跉飧滋字袃A斜 ,加劇磨損 ,因此這里垂直度在 100 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 ,故而應該限制。 塞重量的要求 為了保證發(fā)動機運轉平穩(wěn) ,在同一發(fā)動機上各活塞的重量不應相差太大 ,對于 6120 柴油機活塞 ,同級活塞的重量差不能超過 20克 ,即活塞的重量差不得大于活塞名義重量的 活塞在裝配的時候應按重量進行分組 . 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 2 6120 活塞工藝規(guī)程的設計 活塞的材料及毛坯的制造 活塞在發(fā)動機內是做高速的往復運動 ,根距它的工作特性，為了減少其慣性的作用采用的材料為共晶鋁硅合金。 它的化學成分為 : 共晶鋁硅合金 （） i 11 1 其余 l 與鑄鐵相比具有以下的優(yōu)點： (1) 導熱性好，使活塞頂面降溫快，可以提高發(fā)動機的壓縮比，不至于引起混合氣體自燃 ,可以提高發(fā)動機效率； (2) 重量輕，慣性力?。?(3) 切削性能好； (4) 鑄造流動性好，可以得到精確的毛坯。 由于是大批大量的生產萬件每年，為了提高毛坯的精度，鑄出活塞的銷孔及燃燒室，減少機加工余量，故而毛坯的鑄造是采用金屬模鑄造。 毛坯在機械加工前先要去銑澆冒口，并進行時效處理，消除鑄造時因冷卻不均勻而產生的內應力，增加活塞的強度及硬度 。時效處理的方法是將活塞加熱到，保溫小時后自然冷卻。 定位基面的選擇 定位基準選擇的準確性對保證零件表面間的位置精度、位置尺寸和安排加工順序都有很大的影響，直接影響零件的加工精度和生產效率。 基準是用來確定生產對象上幾何要素間的幾何關系所依據(jù)的那些點、線、面。一個幾何關系就有一個基準。 活塞是一種薄壁型零件，在外力作用的情況下是很容易產生變形的，而活塞主要表面的尺寸精度和位置精度的要求都很高，因此應以一個統(tǒng)一的基面定位來加工這些要求高的表面，如直接采用外圓定位的話（即設計 基準）將有可能產生很大的變形。故在這里采用活塞的止口和端面來作為統(tǒng)一基準。 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，為避免產生基準不重合誤差，而采用的是設計基準做為定位基準。 采用止口和端面（或錐面和中心錐）作為基面有下列優(yōu)點： (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，而且在這一道工序中，一次安裝就可以車削外圓、頂面、環(huán)槽 ,實現(xiàn)了工序的集中。既可提高生產率，又能買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 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，就不至引起嚴重的變形，同時又可以進行多刀切削提高生產效率。 當然這些定位也有一些缺點：如果加工一些本來不需要加工的表面，而且是一些精度要求級高的要經過兩次加工的。 止口對裙部外圓的同軸度誤度將影響環(huán)槽的位置精度。 但總的說來，采用止口端面作為統(tǒng)一基準雖然增加了加工工時和設備，但它更有利于保證加工質量，故而采用它來定位是可行的。 制定工藝路線 關于工藝路線的擬訂，目前還沒有一套精確的計算方法，而是采用經過生產實踐總結出來的一 些帶有經驗和綜合性的原則。制訂工藝路線的出發(fā)點是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證，在生產綱領已確定為大量生產和條件，故可以適當?shù)夭捎脤Ｓ脵C床配以專用夾具。除此還應考慮經濟效果，使生產成本盡量下降。它是制定工藝規(guī)程的關鍵階段。 此次設計擬訂了幾套工藝路線方案： 工藝路線方案一 工序號 內 容 1 粗車止口 2 粗外切槽及頂部 3 鉆斜面油孔 4 鉆環(huán)槽油孔 5 鉆銷座油孔 6 滑銷座油孔 7 粗鏜銷孔 8 精車止口及頂錐 9 精切細外環(huán) 岸及倒角 10 精鏜銷孔（順鏜） 11 挖銷孔卡簧 12 切小槽 13 靠模車裙部 14 車凹部 15 車燃燒室 16 精車頂部及導角 17 鉆 坑 18 車燃燒室口 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 19 銑噴油道曲線 20 清洗 21 滾壓 工藝路線方案二 工藝方案的比較與分析 (1) 通過比較可以發(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 ,在實際工廠的生產中 ,活塞的毛坯一般都是鑄造出錐形銷孔 (便于拔模 ),而銷孔是許多工序加夾緊力的部位 ,故應在粗鏜止口之后即對銷孔進行粗鏜 ,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工序號 內 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 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 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 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 ,故應采用方案二中的方法 ,來加工環(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 ,由于成形車刀有進給運動 ,是很難加工 出球形燃燒室和保證燃燒室的容積的。故應按照方案二那樣 ,光滑油池底 ,在燃燒室底部鉆一個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 ,同時對精鏜銷孔工序定位基準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 ,它用止口及端面來定位 ,消除了五個自由度。剩下的轉動自由度用一根裝在尾座套筒中的菱形銷插入銷孔中來定位 ,從而保證精鏜的加工余量均勻 ,當活塞 被壓緊后 ,再將菱形銷退出即可加工 在零件圖中有 95 即設計基準是頂面 ,而定位基準是止口及其端面 ,產生了基準不重合的誤差。這種情況下要對工序尺寸進行換算 ,提高某些尺寸精度 ,這種就會使成本提高。 圖 端面和止口定位精鏜銷孔 為了使工藝基準和設計基準重合 ,可以用頂面代替端面作為基面 ,即倒鏜銷孔 ,。同時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 ,故倒鏜時采用外圓和頂面 來定位的話 ,就能很好保證其精度要求。則采用外圓定位時應采用 而一般形狀下是用兩 但這里活塞是薄壁零件 ,這樣的夾緊方法將會產生變形 ,故是采用一個 樣才能有利于保證加工質量 ,但夾具的結構復雜 ,同時也應適當?shù)氖┘訆A緊力。 如圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 圖 裙部外圓和頂面定位夾具簡圖 工序的安排為：先加工階段的劃分 ,劃分加工階段應將粗精加工分開 ,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程 ,可分為粗、精加工 兩個階段。工序 6 以前為粗加工階段 ,包括對各主要表面如止口、外圓、環(huán)槽等進行的粗加工 ,同時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。從工序 7 開始為精加工階段。工序 7 為轉折點 ,在此工序中對精基準進行修整 ,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盡量放在最后進行。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程屬于大量生產 ,它的特點是按工序集中原則 ,采用了較多的高效率的專用機床和專用工夾量具 ,組成生產流水線。 如在第三道工序的多刀車床 ,在一次安裝下同時加工出外圓、環(huán)槽和頂面 ;第四第五道工序在專用多軸鉆床上同時鉆六個和八個孔 ,大多數(shù)工序都由復合工步組成。由于工序集中減少了機床的數(shù)量 ,相應地操作工人數(shù)和生產面積 ,由于工序集中 ,而且采用自動化程度較高的專用機床和工夾量具 ,大大提高了生產效率 ,又由于工序集中 ,在一次安裝中加工盡量多的表面 ,不但減少了輔助時間 ,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上加以綜合修改后 ,確定的加工路線最后如下 : 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 工序號 工 序 內 容 設 備 1 外圓定位粗車端面及其止口 在 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 多刀半自動車床 鉆斜面油孔 鉆環(huán)槽油孔 鉆、滑銷座孔 轉塔鉆床 7 精車止口及頂錐（外圓定位） 專用立鏜 8 止口定位精切細外環(huán)岸、倒角 多刀自動車床 9 止口定位切小槽及精切梯形槽 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 3 外圓定位 以頂面為基準倒鏜（精）銷孔 金剛鏜 14 挖卡環(huán)槽 車床 15 滑油池底 6 車燃燒室 7 鉆 坑 8 車燃燒室口 車床 19 銑噴油曲線 0 去毛刺、銳邊 手鉆、砂紙 21 清洗 22 滾壓銷孔 鉆臂鉆床 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 加工余量是指加工過程中所切去的金屬層的厚度。加工余量的大小對于工作的加工和生產率均有較大的影響。零件圖樣上的設計尺寸及其公差是經過各加工工序后得到的。沒道工序的工序尺寸都不相同，它們是逐步向設計尺寸接近的。為了最 終保證零件的設計要求，需要規(guī)定個工序的工序及其公差。 6120活塞的零件材料為銅硅鋁合金 ,毛坯重量約為 2300克 ,生產類型為大批大量生產 ,采用的毛坯為金屬模鑄造出來的。 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械加工余量 ,工序尺寸及毛坯尺寸如下 : 126 x 156(口的加工余量 總余量為 :3 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 粗車余量為 :車余量為 :端面及頂面的加工余量 端面的總余量為： 4車余量為： 車余量為： 面的總余量為： 5車的加工余量為： 粗車的加工余量為： 車的加工余量為： 銷孔的加工余量 滾壓的加工余量 : 鏜的加工余量為 : 鏜的加工余量為 : 總的加工余量為 : 4 外圓的加工余量 毛坯的總加工余量為 :3 車之后細車加工余量為 : 車之后精車的加工余量為 : 0.6 車的加工余量為 : 重點工序的加工說明 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加工過程中的工藝基準 ,其加工精度要求當然是相當高的 ,所以必須采用合理的加工方法才能保證精度和要求。 由于工作外圓是毛坯表面，如圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 長三爪支承釘圖 以外圓定位粗車止口 用一般的三爪卡盤夾持不夠牢固 ,所以把長爪加長以避免工件在切削力作用下產生傾斜 ,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由最終位置由裝在刀架的長桿決定。即當?shù)都苓M給時 ,長桿和刀架一起移動 ,當長桿的頭部與活塞的內頂部接觸時 ,微動開關 (連在長桿上的 )被觸動而使刀架停止進給 ,以保證工序尺寸。這種用長桿控制工序尺寸的好處在于 :毛坯的制造誤差不會影響燃燒室的壁厚 ,但是它同樣也會帶來一個缺點 ,如果毛坯的外圓和內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 內壁不同軸 ,以后再用止口定位加工出的外圓表面就會造成壁厚不均勻 ,如果毛坯的外圓與內壁的同軸度誤差不大時 ,則用上述方法就不會造成很大的壁厚差 ,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。 粗加工止口后 ,再進行斜面及孔座的加工 ,精車止口的加工。這是因為在精車止口是統(tǒng)一的基準 ,因此在精加工之前必須先提高它的精度對它先進行精加工。 這時由于外圓已加工過而精車止口的切削用量不大 ,故可以用 又由于頂面需加工出一頂錐 ,所以可以用兩個支承導軌來支承頂面 ,這樣就限 制了工件的 5 個自由度 ,只剩一個垂直方向的轉動自由度 ,這樣就可以同時在上面精車止口 ,下面車出頂錐 ,這種定位方法能夠保證止口和外圓的同軸度 ,搞高工作效率。 環(huán)槽的加工 在零件圖的技術要求中對環(huán)槽側面的垂直度。圓跳動和槽寬的尺寸精度都有較高的要求 ,加買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 工中由于切槽刀在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 ,造成兩側面的切削力不相等 ,會使刀具在切削過程中產生彎曲。影響尺寸精度和位置精度 ,故而應增加環(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面 都應磨到 m 為了保證槽寬的尺寸精度 ,必須將切槽刀寬度的浮動嚴格限制在 為了保證槽的側面和裙部的軸心線垂直 ,除了刀架溜板的運動方向應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。 裙部外圓的精加工 裙部外圓的精加工是精車 ,必須使工件相對于刀具有一個附加的往復運動可以用靠模法來實現(xiàn)上述的往復運動。即在車床的工件頭架、尾架和工件都安裝在同一塊板上 ,板用兩個以 O 為回轉軸的鉸鏈與工件臺連接 ,在工件軸的后端裝一橢圓形的靠模，靠模和一個固定在工作臺上的 滾動軸承相接觸。當工件和靠模一起轉動時 ,由于靠模的橢圓外形 ,就使整塊板同工件頭架。工件產生擺動以獲得那種往復運動。但在工件型號或橢圓度改變時 ,就必須更換靠模。 如下圖 靠模工件靠模滾圖 裙部外圓精加工 . 孔的精加工 為了保證活塞與連桿的連接狀況和發(fā)動機和正常運轉對活塞銷孔提出了很高的技術要求。黃河牌 6120 活塞銷孔的尺寸精度是 6 級 ,表面粗糙度為 m,橢圓度和錐度不大于 3 m。這樣高的精度和光潔度 ,用一般 的孔加工方法是很難達到的。假如鉆、擴、鉸工藝在一般情況下只能達到 7 級精度和 m,還不能保證相互位置精度要求。所以活塞銷孔的精加工 ,是活塞加工過程是關鍵性的工序。不僅要求采用高精度的加工方法為終加工工序 ,還必須經過從粗到精的幾次加工才能滿足要求。上面的加工工藝水平中采用了粗鏜、精鏜和滾壓加工 ,能夠穩(wěn)定的達到規(guī)定買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 的技術要求。 銷孔精鏜采用金剛石鏜床 ,主軸采用靜壓軸承 ,剛性好 ,旋轉精度高 ,所以能達到很高的加工精度。銷孔精鏜的一個主要問題是定位基準的選擇 ,止口作為統(tǒng)一基準 ,也應作為銷孔精鏜的定位基準 。但是車間實踐證明以止口定位 ,由頂面夾緊不能保證其加工精度。如下圖 a 所示說明在夾緊力 P 的作用下 ,銷孔變成扁圓 ,精鏜以后變形恢復 ,造成銷孔圓度超差。這樣工件的安裝必須由操作工人憑經驗掌握 ,難以防止銷孔不變形。 為此對于平頂活塞改用頂面定位 ,消除了夾緊變形 ,有利于銷孔加工。而且頂面為銷孔中心高的設計基準 ,尺寸 直接獲得不必進行尺寸換算。滾壓加工是銷孔加工的最終工序 ,主要是為了提高表面粗糙度、圓度、和素線平行度。 工件止口定位 頂面定位圖 精鏜銷孔的 兩種定位方式 確定切削用量及基本工時 . (重點工序 ) 加工條件 工件材料 : 共晶鋁銅合金 金屬模澆鑄 加工要求 : 精鏜銷孔 機床 : 740金鋼鏜床 刀具 : 精鏜專用鏜刀 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 計算切削用量 鏜刀的進給量為： r 切削速度為： 4m/s 主軸每分鐘轉數(shù) ： 1700r/削深度： 基本工時 機動時間的定額定義 :在一定的技術組織條件下制定 出來的完成單位產品某頂工作所必須的時間 ,時間定額是安排生產計劃核算成本的重要依據(jù)之一 ,也是設計或擴建工廠或車間時計算設備和人員數(shù)量的重要資料 ,時間定額中的基本時間則要根據(jù)切削用量和行程長度來確定 ,其余的組成時間則根據(jù)經驗數(shù)據(jù)來確定。 其理論公式為 : T 基本 +T 技術服務 +T 組織服務 +T 準備終結 其中 (15(10(5=(2=(總之 =(在本工序的加工情況下 , (2+L3)i/ns 車刀 5 3 3147 單體 =活塞的檢驗 為了保證活塞達到規(guī)定的技術條件 ,必須在加工中及加工完畢后進行技術檢查 ,最后檢查的項目有： (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 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 (6) 稱活塞的重量并按重量分組 現(xiàn)將活塞最后檢查中幾個主要技術條件的檢驗方法簡述如下 : 裙部直徑和橢圓度的測量 千分表工件圖 裙部直徑和橢圓度的測量簡圖 測量方法如圖 示 ,先用一個直徑已知的標準件對好千分尺的零位 ,然后將工件按圖示方法安裝 ,讀得的最大讀數(shù)即為工件直徑之差。由于標準件的直徑是已知的 ,因此工件的直徑也可得到 ,測量所得的尺寸即為裙部橢圓的長軸 ,將工件轉過 90度 ,再測量一次 ,即得裙部橢圓的短軸將為裙部橢圓度的在最后檢查時 ,按裙部橢圓的長軸將活塞分組。 由于鋁合金的熱膨脹系數(shù)比較大 ,測量時氣溫的變化對測量結果的很大的影響 ,因此必須排除氣溫變化對測量產生的影響。 有條件的工廠可以在恒溫室內進行測量 ,無條件的工廠就需要經過一定的試驗 ,測量出不同氣溫下活塞直徑變化的規(guī)律。根據(jù)這種規(guī)律來校正測量結果 ,同樣也可以達到檢驗的目的。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 銷孔軸線與裙部軸心線的測量 工件千分表圖 銷孔軸線與裙部軸心線的測量 在測量時用如上圖所示的檢驗夾具 ,在銷孔中插入適當尺寸的檢驗心軸承 1 。將活塞以端面向下放在夾具平板上 ,并使檢驗心軸與兩根圓柱 2 接觸 ,將活塞連同心軸一起移動 ,記下千分表的最大讀數(shù)。然后將活塞及心軸在平面 內轉動 180 度 ,用同樣方法記下活塞另一邊的千分表買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 的最大讀數(shù) ,兩次讀數(shù)差值的一半就是銷孔軸心線與裙部軸心線的對稱度 ,這種測量方法實際測量的是軸心側母線至裙部外圓的距離 使銷孔軸心線與裙部軸心線的對稱度等于1/2 | 銷孔軸心線對裙部軸心線的垂直度的測量 圖 銷孔軸心線對裙部軸心線的垂直度的測量簡圖 檢驗夾具如上圖 在銷孔中插入適當尺寸的檢驗心軸 ,把活塞以端面向下放在夾具夾板上 ,用千 分表在心軸一端讀得一個最大讀數(shù) ,然后把活塞和心軸在水平面上轉過 180 度 ,在心軸的另一端讀得另一最大讀數(shù) ,設兩次測量點間的距離為 L。則兩次讀數(shù)的差即為距離 這樣的測量方法實際上是測量心軸上母線上在 1及 心軸上母線與活塞廟面在 L 距離上的平行度 ,只有在心軸兩端直徑相同 ,裙部軸心線與聞面垂直時 ,這一數(shù)才能代表銷孔軸心線與裙部軸心線的垂直度。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 3 夾具的設計 粗鏜銷孔夾具 機床夾具是切削加工中，用以準確地確定工件位置，并將其牢固夾緊的 工藝裝備。它能可靠地保證工件的加工精度、提高加工效率、減輕勞動強度。所以特設計專用夾具。此次設計指導老師要求我設計了第 5道工序粗鏜銷孔的夾具。此夾具將用于雙頭臥式鏜床。 問題的提出 利用本夾具的目的是為了粗鏜銷孔 ,銷孔對活塞的工作起重要的作用 ,直接影響著發(fā)動機的工作效率和內燃機的壽命 ,對它的形狀和位置精度有一定的要求 ,例如銷孔的軸心線和裙部的軸心線的垂直度，以及銷孔的光潔度等。所以本夾具的重點放在提高夾具的運動精度上 ,并在此基礎上提高勞動生產率?？紤]到液壓夾具運動平穩(wěn)、效率又好，故在這里設計了液壓 夾具。 夾具的設計 在這里設計的是粗鏜銷孔夾具 ,由零件圖可知，定位基準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構內壁夾緊（目的是為了減少變形，前文已分析）。其夾緊的液壓夾具原理說明見下圖 了提高生產率，特設計了兩個工件同時加工） 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 圖 用裙部外圓和頂面定位夾具簡圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 操作時，先將活塞工件豎直放在 V 形塊卡住活塞的銷孔外壁，然后轉動支竿，將兩個壓塊壓在活塞頂面上，保持到中間位置，平衡杠桿壓竿以讓其受力均勻；調 節(jié)左側的微調螺釘，對好銷孔與鏜刀的位置，接通液壓開關，使壓塊壓緊，這樣定位安裝就限制了活塞的六個自由度，夾緊完成，可以開機加工。加工完畢，松開液壓開關，將鏜刀退出，并讓支竿轉動一定角度（便于取下活塞部件），取下活塞部件按上述操作往復加工下批。 切削力和夾緊力的計算和校核 削力 粗鏜銷孔時 ,在臥式金剛鏜床 上加工，主軸轉軸轉速 n= 2500r/轉進給量S=r、 于切削變形與摩擦 ,鏜刀受到切削力 ,為了實際應 用 ,現(xiàn)將它分解為相互垂直的三個分力 ,情況如下圖所示 : 圓周分力 ,作用于鏜刀外圓切線方向上的力 徑向分力 軸向分力 因為 要對夾具的作用力不大 ,所以這里主要考慮圓周分力 圖 受力分析圖 硬質合金鏜刀鏜削鋁件（ r） 時， 根據(jù)計算公式查表得 : t 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 S x= S Px 根據(jù)查閱 計算可得： 20N 夾緊力 根據(jù)所選定的活塞油缸： d=( 50 105受壓時，取背壓： 1051= /41-（ 據(jù)實際情況，取液壓缸的機械效率 =實際的推力為： F= m = 從夾具圖中可知活塞缸的推力通過連接桿傳給壓桿再傳給壓塊。 分析受力圖如下： 圖 受力