机械毕业设计（论文）-4110柴油机活塞零件机械加工工艺及其液动夹具设计【全套图纸】

编号编号 无锡太湖学院无锡太湖学院 毕毕业业设设计计（论论文文） 题目题目： 4110 柴油机活塞零件机械加工工柴油机活塞零件机械加工工 艺艺 及其液动夹具设计及其液动夹具设计 信机 系系 机械工程及自动化 专业专业 学 号： 学生姓名： 指导教师： （职称：副教授 ） （职称： ） 2013 年 5 月 25 日 无锡太湖学院本科毕业设计无锡太湖学院本科毕业设计 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 诚诚 信信 承承 诺诺 书书 本人郑重声明：所呈交的毕业设计 4110 柴油机活塞零件机械加 工工艺及其液动夹具设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得 的成果，其内容除了在毕业设计中特别加以标注引用，表示致谢的内容 外，本毕业设计不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械 91 学 号： 0923022 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 无无锡锡太太湖湖学学院院 信信 机机 系系 机机械械工工程程及及自自动动化化 专专业业 毕毕 业业 设设 计计论论 文文 任任 务务 书书 一、题目及专题：一、题目及专题： 、题目 4110 柴油机活塞零件机械加工工艺及其液动夹具设计 、专题 二、课题来源及选题依据二、课题来源及选题依据 本课题来源于企业在生产零件，要求学生编制该零件机械加工工艺规程及 加工中专用夹具设计。 该零件为典型的箱体类零件，结构难度适中，加工需专用夹具装夹，难度和量 的要求都达到毕业设计的标准，要求能利用所学专业知识，完成该零件工艺及 工装的设计，并能有所创新。 三、本设计应达到的要求：三、本设计应达到的要求： 1.绘制活塞零件图； 2.编制该零件机械加工工艺文件（三卡）； 3.绘制夹具装配图及全套非标零件图； 4.编写设计说明书（大于 20 页）； 5.专业外语翻译（大于 800010000 字符，约合汉字 5000 字符）； II 四、接受任务学生：四、接受任务学生： 机械 91 班班 姓名姓名 五、开始及完成日期：五、开始及完成日期： 自自 2012 年年 11 月月 12 日日 至至 2013 年年 5 月月 25 日日 六、设计指导：六、设计指导： 指导教师指导教师 签名签名 签名签名 签名签名 教教研研室室主主任任 学科组组长研究所所长学科组组长研究所所长 签名签名 系主任系主任 签名签名 年年 月月 日日 III 摘摘 要要 机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课、专业基础课以及专 业课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复 习，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。 我这次的课题是镗销孔活塞零件专用夹具的设计，有活塞零件图、毛坯图、夹具装 配图、夹具零件图各一张以及非标零件图五张，机械加工工艺过程卡片和与所设计夹具 对应那道工序的工序卡若干张。首先我们要熟悉零件，题目所给的零件是汽车活塞。了 解了活塞的作用，接下来根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯的尺寸和 机械加工余量。然后我们再根据定位基准先确定精基准，后确定粗基准，最后拟定活塞 的工艺路线图，制定该工件的夹紧方案，画出夹具装配图。 就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的 训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力 ，为以后的 工作打下良好的基础。 由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。 关键词：关键词：夹具；活塞；零件图； I V Abstract Machinofacture technology curriculum design is that we mimic all basic courses , technology basic course and major part having completed university being in progress after the specialized course. This is that we always review before 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. Abstract with the pin hole boring piston parts special fixture design, piston parts diagram, blank map,jig assembly drawing, fixture parts each piece and non-standard parts of figure five. Machining process with the card and the corresponding fixture designed by the procedures of the process of several card. First of all, we must familiar with the parts, subject to the parts is piston understanding of the role, followed in accordance with the nature of parts and components in the face of the map on the roughness of rough determine the size and mechanical Jiagongyuliang. According to another location and then we set the benchmark fine first base, established after the benchmark crude, piston finalizing the road map process, the enactment of 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 information, the work laid for the future A good foundation. Because of limited capacity, there are a lot of design deficiencies, I hope that teachers give guidance. Key words:fixture;piston;part drawing; 目目 录录 年 月 日.II 摘 要 .III AbstractIV 1 绪 论 1 1.1 本课题的研究内容和意义 .1 1.2 国内外的发展概况 .1 1.3 本课题应达到的要求 .1 2 零件的分析 2 2.1 活塞的作用 .2 2.2 活塞的结构组成 .2 2.3 活塞的主要技术条件分析 .3 3 零件的工艺规程设计 .4 3.1 确定零件的生产纲领 4 3.2 确定毛坯的材料和制造形式 .4 3.2.1 毛坯的材料选择 .4 3.2.2 毛坯的制造方法 .4 3.3 定位基准的选择 .4 3.3.1 粗基准的选择 .5 3.3.2 精基准的选择 .5 3.4 制定工艺路线 .6 3.5 活塞毛坯尺寸、加工余量、工序尺寸的确定 .8 3.5.1 活塞毛坯尺寸的确定 .8 3.6 确定切削用量及工时定额 9 3.6.5 止口的切削用量 .16 4.1 机床夹具的作用及组成 .18 4.2 机床夹具设计过程 .18 4.3 夹具的初步设计方案 .18 4.4 定位方案设计 19 4.4.1 定位元件选择 .19 4.4.2 定位误差的分析与计算 .19 4.4.3 液压缸的设计 .20 4.5 夹紧方案设计 21 4.5.1 夹紧元件的选取 .21 4.5.2 夹紧力的分析与计算 .22 4.5.3 原动力计算 .22 5 结论与展望 .24 5.1 结论 .24 5.2 不足之处及未来展望 .24 致 谢 .25 参考文献 .26 4110 柴油机活塞零件机械加工工艺及其液动夹具设计 1 1 绪绪 论论 1.1 本课题的研究内容和意义本课题的研究内容和意义 工艺工装毕业设计是在机械制造工艺学及机床夹具等课程的基础上，进行生产实习 基础上进行的一个重要环节，它要求学生全面地综合运用本课程及有关选修课程的理论 和实践知识，进行零件加工工艺规程设计和机床夹具设计。 工具的制造对人类的影响是极其巨大。从某种程度上说，工具的先进水平决定着生 产力的高低也是伴随着劳动工具的发展与变革。制造业是任何一个发达国家的基础工业， 是一个国家综合国力的重要体现。然而在制造业中，夹具工业又是制造业的基础，得到 了各个国家的高度重视。尤其在今天以知识为驱动的全球化经济浪潮中，由于激烈的市 场竞争，夹具工业的内涵、深度和广度都发生着深刻变化，各种新的夹具设计、制造加 工方法不断的出现，推动我们社会的不断向前发展。 1.2 国内外的发展概况国内外的发展概况 夹具工业是现代工业的基础。它的技术水平在很大程度上决定了产品的质量和市场 的竞争力，在如此严峻的行业背景下，我国的技术人员经过不断地改革和创新使得我国 的模具水平有了较大的提高。大型、复杂、精密、高效和长寿命的夹具又上了新的台阶。 夹具是每个机制制造方面目前普遍用的，它可以大批量生产，节省人力物资，效率相对 高，操作方便，结构合理，它的成本低廉，适合广大人群所承受的能力。 通过课程设计的准备工作，进一步提高我们独立调研能力以及专业的业务素质。并 通过文献查阅，现场收集资料等工作锻炼解决夹具工程技术的问题的能力；能巩固深化 扩充我们的专业知识，并通过课程设计中对涉及到的问题的分析研究，提出我们自己的 见解和观点；通过课程设计，树立良好的工作思想和细致、严谨、科学的工作态度，为 将来成为一个未来的工程师奠定良好的基础。 1.3 本课题本课题应达到的要求应达到的要求 这次设计使我能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的 实践经验和知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件 的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结 构设计的能力，为未来从事的工作打下良好的基础。 由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。 无锡太湖学院学士学位论文 2 2 零件的分析零件的分析 2.1 活塞的作用活塞的作用 活塞是曲柄连杆机构的主要零件之一，它承受交变的机械负荷和热负荷，是汽车发 动机的“心脏”。 活塞的第一个作用：使发动机做功。在活塞工作的压缩过程当中，燃烧室内的混合 气体被火花塞点燃后爆发，膨胀爆发产生强大的压力，推动活塞沿气缸向下运动，并通 过活塞销和连杆使活塞的直线往复运动变为曲柄的旋转运动，这就是发动机动力的来源。 活塞的第二个作用：密封。发动机的运转是由进气，压缩，做功，排气这四个行程 不断往复来完成的。不断地循环，发动机才能连续地工作，这就要求发动机内活塞顶以 上的空间要有非常好的密封效果。 2.2 活塞的结构组成活塞的结构组成 一般活塞都是圆柱形体，根据不同发动机的工作条件和要求，活塞本身的构造有各 种各样，一般将活塞分为头部（环槽、环岸和绝热槽） ，裙部和活塞销座三个部分，如图 1.1 所示： 图 1.1 活塞外形图 活塞头部是指活塞顶端和环槽部分。活塞顶端完全取决于燃烧室的要求，顶端采用 平顶或接近于平顶的设计，这样有利于活塞减少与高温气体的接触面积，使得应力分布 均匀。多数汽油机采用平顶活塞。但有些发动机为了混合气体形成的需要，提高燃烧效 率，将爆燃减少到最小程度，需要活塞顶端具有比较复杂的形状，设有一定深度的凹坑 作为燃烧室的一部分。活塞的凹槽成为环槽，用于安装活塞环。活塞环的作用是密封， 防止漏气和防止机油进入燃烧室。 4110 柴油机活塞零件机械加工工艺及其液动夹具设计 3 活塞裙部是指活塞的下部分，它的作用是尽量保持活塞在往复运动中垂直的姿态， 也就是活塞的导向部分。为保证在正常工作条件下活塞与气缸内壁之间自上而下间隙均 匀， 无锡太湖学院学士学位论文 4 必须把活塞制成上小下大的阶梯形或者截锥形。活塞裙部的横截面应作为椭圆形， 并使椭圆的长轴方向垂直于活塞销孔轴线方向。 活塞销座是活塞通过活塞销和连杆连接的支承部分，位于活塞裙部的上方。其作用 是保证把作用于活塞上的力可靠地传给活塞销孔，在活塞销座上有一个油孔，用作润滑 活塞销与活塞销孔，减少它们的摩擦。 2.3 活塞的主要技术条件分析活塞的主要技术条件分析 1.环槽侧面粗糙度小于 0.4m；全部槽底粗糙度 Ra3.2m。 2.活塞销孔尺寸及精度为 28；销孔表面粗糙度为 Ra0.2m；两销孔同轴度误差 005 . 0 005 . 0 在最大实体状态时为零。 3.活塞销孔轴心线到顶面的距离定为 560.08mm。 4.销孔轴线对裙部轴心的垂直度在 100mm 长度上公差为 0.035mm。 5.裙部保留有 0.2mm，深 0.008mm0.016mm 的刀痕，以便能储存润滑油，使发动机 在工作中活塞与缸壁之间形成一层油膜，从而减少活塞与缸壁的摩擦。 6.活塞裙部椭圆度为 0.08-0.13 7.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擦，从而应当限制；改善 活塞的机械加工性能，在活塞的制造过程中对销孔尺寸、外圆尺寸和重量进行分组。 4110 柴油机活塞零件机械加工工艺及其液动夹具设计 5 3 零件的工艺规程设计零件的工艺规程设计 3.1 确定零件的生产纲领确定零件的生产纲领 产品的生产纲领就是年生产量。生产纲领及生产类型与工艺过程的关系十分密切， 生产纲领不同，生产规模也不同，工艺过程的特点也相应而异。 零件的生产纲领通常按下式计算： N=Qn（1+） 式中：N 为零件的生产纲领，件/年；Q 为产品的年产量，台/年；n 为每台产品中该 零件的数量，件/台； 为备品率； 为废品率。 根据数据，一般企业发动机的年产量为 80000 辆，发动机为 6 缸发动机， n=6；3%；1.5%。 所以活塞的年产量为： N=Qn（1+）件）(492000%)5 . 1%11 (680000 查有关表格，确定活塞的生产批量为大批量生产。 3.2 确定毛坯的材料和制造形式确定毛坯的材料和制造形式 3.2.1 毛坯的材料选择毛坯的材料选择 对活塞零件材料的要求 活塞是在高温、高速、高负荷的条件下工作的，对它的设计要求有： 需要选用耐磨性好、热强度好、热膨胀系数小、导热性好、具有良好工艺性的材 料； 需要有合理的形状和壁厚。使散热良好，强度、刚度符合要求，尽量减轻重量， 避免应力集中； 在不同的工作情况下都能保持活塞与缸套的最佳配合； 保证燃烧室气密性好，窜气、窜油要少又不增加活塞组的摩擦损失； 在较低的油耗条件下，保证滑动面上有足够的润滑油。 为满足上述设计要求，活塞的材料除了少数采用铸铁外，大部分采用导热系数高、 热膨胀系数较底的硅铝合金代号 ZL101。铝活塞除了导热性能好外，还具有重量轻、易加 工等特点。一般的铝活塞大多采用金属模浇铸，这样不仅仅可以获得较高精度的毛坯， 减少机械加工余量，同时还可以保证活塞间较小的重量差，适合批量生产。所以共晶铝 硅合金是目前国内外应用最广泛的活塞材料，故选择铝硅合金。 3.2.2 毛坯的制造方法毛坯的制造方法 从生产批量上看，属于大批量生产，宜采用精度和生产率都较高的毛坯制造方法， 以减少材料消耗和机械加工工作量。可考虑金属铸造、熔模铸造、模锻、精锻等方法； 从零件的结构上来看，该零件属于外形较复杂的小型零件，可考虑采用压铸、金属铸造、 熔模铸造等精密铸造方法。同时可以减少切削加工或不进行切削加工。从铸铝材料的强 度来看，可采用金属型铸造或砂型铸造。综合以上分析，该活塞毛坯确定采用金属型铸 造。 无锡太湖学院学士学位论文 6 3.3 定位基准的选择定位基准的选择 定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。定位基准选择得正确、合理， 可以保证零件的加工质量，提高生产效率。反之，就会使加工工艺过程问题百出，严重 的还会造成零件大批报废，是生产无法进行。 3.3.1 粗基准的选择粗基准的选择 选择粗基准时，应考虑两个问题：一，是保证加工面与不加工面之间的相互位置精 度要求；二，是合理分配各加工面的余量，所以一般应遵循下列原则。 （1）重要表面原则。 为保证加工表面的余量均匀，应选择重要表面为粗基准。 （2）不加工表面原则。 若在设计上要求保证加工面与不加工面的相互位置精度，则应选不加工表面为粗基 准。 （3）余量最小原则。 如果零件上每个表面都要加工，则应该选加工余量小的表面为粗基准，以避免该表 面在加工时因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件报废。 （4）使用一次原则。 粗基准一般只在第一工序中使用一次，尽量避免重复使用。 （5）平整光洁原则。 作为粗基准的表面，应尽量平整光洁，有一定面积，不能有飞边、浇口、易口或其 他缺陷，以使工件定位可靠，夹紧方便。 通过对这些粗基准选择原则以及对零件的加工工艺分析的综合考虑，得出初步选择 的粗基准为活塞零件的外圆表面。 3.3.2 精基准的选择精基准的选择 精基准选择时，应主要考虑保证加工精度和工件装夹方便可靠。一般应考虑以下原 则。 （1）基准重合原则 应尽量选择零件上的设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而 引起的定位误差。 （2）基准统一原则 尽可能采用同一基准定位加工零件上尽可能多的表面，这就是基准统一原则。这样 可以减少基准转换，便于保证各加工表面的相互位置精度。 （3）自为基准原则 某些表面精加工要求加工余量小而均匀时，长选择加工表面本身作为定位基准。 （4）互为基准原则 对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时，需要用两个表面相互为基 准，进行反复加工，以保证位置精度要求。 （5）所选精基准应保证工件定位准确，夹紧可靠，操作方便 4110 柴油机活塞零件机械加工工艺及其液动夹具设计 7 定位基准应有足够的支撑面积，表面粗糙度值较小，精度较高。 活塞是一种薄壁筒形零件，在外力的作用下很容易产生变形，而且其主要表面的位 置精度和尺寸精度要求都比较高，所以需要用一个统一的基面定位来加工这些要求高的 表面。针对活塞的结构特点，因此采用了活塞的辅助精基准止口内孔和端面来作为统一 的基准。在加工回油槽、环槽、外圆和顶面时，就是采用了这个精基准定位。也符合了 “基准统一”和“工序集中”的原则。由于活塞毛坯的精度较高，因此在钻、扩销孔时采用销 座外端作为角向定位基准。如采用销孔自定位的话，定位元件不容易布置，夹具的结构 也会变得复杂。 精镗销孔时是以顶面为定位基准，止口的精加工也是以顶面为定位基准的，这样也 减少了由于基准不重合而产生的定位误差。 在精车和精磨外圆这两道工序中，则采用止口的锥面和顶面的中心孔定位。 采用止口和端面（或中心孔）作为基准面有下列优点： 1，可以加工裙部、头部、顶面、销孔等主要表面及其他次要表面。 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 致引起严重的变形，从而可以时行多刀切削。 3.4 制定工艺路线制定工艺路线 拟定工艺路线的出发点：应当是零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求 能得到合理的保证，在生产纲领和生产类型已确定为大批生产的条件下，可以考虑通用 机床配以专用夹具，并尽量使得工序集中来提高生产率。除此之外应考虑经济效果，以 便降低生产成本。考虑了其主体方向后，对其切削加工顺序进行初步安排。在这之前应 考虑到气门摇臂切削加工工序的安排原则。 （1） 、先粗后精 一个零件的切削加工过程总是先进行粗加工再进行半精加工，最后是精加工和光整 加工。这有利于加工误差和表面缺陷层的逐步消除，从而逐步提高零件的加工精度与表 面质量。 （2） 、先主后次 零件的主要加工表面（一般是指设计基准面、主要工作面、装配基面等）应先加工， 而次要表面（键槽、螺纹等）可在主要加工表面加工到一定精度后、最终精加工之前进 行加工。 （4） 、先基准后其他 作为精基准的表面要首先加工出来。 通过对这些原则的掌握以及对零件各个加工表面和孔位置精度、表面粗糙度要求的 理解后，初步安排了加工工艺路线一如下： 工艺路线一工艺路线一 1. 铸造毛坯 2. 时效 3. 止口定位粗车外圆、环槽和倒角 4. 外圆定位粗车下端面和止口 无锡太湖学院学士学位论文 8 5. 铣两侧销座凹孔 6. 止口定位钻活塞销孔 7. 铣回油槽 8. 扩活塞销孔 9. 钻销座油孔 10. 外圆定位精车止口 11. 止口定位精车外圆和环槽 12. 精车燃烧室 13. 靠模车裙部 14. 粗铣活塞顶面 15. 外圆定位精绞销孔 16. 去毛刺、锐边 17. 清洗吹净活塞 18. 终检 工艺路线二工艺路线二 1. 铸造毛坯 2. 正火 3. 钻活塞销孔 4. 铣两侧销座凹孔 5. 粗车外圆、环槽和倒角 6. 铣回油槽 7. 钻销座油孔 8. 扩活塞销孔 9. 外圆定位粗车下端面和止口 10. 外圆定位精车止口 11. 止口定位精车外圆、环槽和顶面 12. 精车燃烧室 13. 靠模车裙部 14. 粗铣活塞顶面 15. 外圆定位磨销孔 16. 粗绞活塞销孔 17. 去毛刺、锐边 18. 清洗吹净活塞 19. 终检 工艺方案的比较和分析 方案一是先车止口，然后以止口定位镗销孔，再以此为基准加工活塞；方案二是先 加工销孔，再定位止口加工活塞。在实际生产过程中，活塞的毛坯一般都是铸造出锥形 4110 柴油机活塞零件机械加工工艺及其液动夹具设计 9 销孔，而销孔是许多工序夹紧力的部位，故应在定位止口后直接粗镗销孔，以便在以后 的工序中夹紧力能够分布均匀。而第一种方案，更使用于活塞的大批量生产。 3.5 活塞毛坯尺寸、加工余量、工序尺寸的确定活塞毛坯尺寸、加工余量、工序尺寸的确定 零件机械加工工艺路线拟定后还需要对每一道工序进行设计，其主要内容包括：确 定每一工步的加工余量，计算各工序尺寸及公差，选择各工序所使用的机床及工艺设备， 确定切削用量计算工时定额等8。 3.5.1 活塞毛坯尺寸的确定活塞毛坯尺寸的确定 活塞的零件材料为铝合金，生产类型为大批量生产，采用的毛坯是金属模铸造出 来的。铝活塞的毛坯一般都铸出锥形销孔以便于拔模。由于销孔是许多工序施加夹紧力 的部分，所以在粗车止口工序之后即对销孔进行粗镗，以便在其后的工序，夹紧力能较 均匀地分布，而不至于压坏销孔所在的搭子。根据零件资料及加工工艺，确定活塞毛坯 尺寸为：，如图 2.1 所示：110mm105mm 图 2.1 活塞毛坯图 3.5.2 加工余量的确定加工余量的确定 机械加工余量对工艺过程有一定的影响，余量不够，不能保证零件的加工质量，余 量过大，不但增加机械加工劳动量，而且增加了材料，道具，能源的消耗，从而增加了 成本，所以必须合理地安排加工余量。 (1) 销孔的加工余量 销孔直径 28mm，内部粗糙度为 0.2。查金属加工工艺及工装 设计表 4-27,得钻孔加工余量为 2.5mm，扩孔加工余量为 1.5mm，粗绞孔的加工余量为 0.3mm，总加工余量为 4.3mm。 （2） 外圆表面的加工余量 外圆直径 101.6mm 表面粗糙度为 Ra=6.3m 查金属加 工工艺及工装设计表 4-25 得 外圆表面粗车加工余量为 1.8mm 精车加工余量为 0.4mm 总加工余量为 3.4mm，因此粗车分 2 次走刀，第二刀去除 1.2mm。 （3）端面的加工余量 顶面直径 101.6mm 查金属加工工艺及工装设计表 4-35 得 顶面粗铣加工余量为 1.3mm 精铣加工余量为 0.7mm 顶面总加工余量为 2.0mm。 （4）止口的加工余量 止口直径为 95mm 长度 10mm 查金属加工工艺及工装设计 表 4-25 得 止口粗车加工余量为 2.6mm 精车加工余量为 0.3mm 总加工余量为 2.9mm。 无锡太湖学院学士学位论文 10 （5）环槽的加工余量 环槽直径为 92mm 表面粗糙度 Ra=3.2m，查金属加工工 艺及工装设计 ，取环槽粗车加工余量为 1.8mm，精车加工余量为 0.5mm，总加工余量为 2.3mm。 表 2.1 各工序余量和工序尺寸及公差 加工表面加工方法余量公差等级工序尺寸 外圆 101.6 066. 0 110 . 0 粗车3102 精车0.4f8101.6 066. 0 110 . 0 端面粗铣1.3 精铣0.7h10106 0 17 . 0 销孔 28 005. 0 015 . 0 钻扩2.5H1126.2 005. 0 015 . 0 扩1.5H927.7H9 铰0.328 005. 0 015 . 0 止口粗车2.6H1195.3 15 . 0 0 精车0.3H795 035 . 0 0 环槽粗车1.892.5 精车0.5h1092 0 25. 0 3.6 确定切削用量及工时定额确定切削用量及工时定额 3.6.1 外圆表面的切削用量外圆表面的切削用量 由于工件是铸造毛坯，表面粗糙度为 Ra 为 3.2um,加工要求比较高,分两次走刀，第一 次粗车加工余量取 1.8mm,半精车加工余量为 0.3mm19。 粗车： 选择机床 选择 CA6140 卧式专用车床 选择刀具 选择指头焊接式外圆车刀。 根据切削用量简明手册表 1.1，CA6140 的中心高为 205mm，选择刀杆尺寸 ，刀片厚度为 4.5mm。mmmmHB2516 选择车刀磨钝标准及寿命 根据切削用量简明手册表 1.9，车刀后刀面最大磨损量 取 1mm，车刀寿命。min60T 选择切削用量 a)确定切削深度 ap ，由于粗加工余量仅为 1.8mm，可一次走刀完成，故 mmap4 . 02/ )2 .102105( 4110 柴油机活塞零件机械加工工艺及其液动夹具设计 11 b) 确定进给量 f , 根据表 1.4，刀杆尺寸，以及工件 直径mmmm 2516mmap3 为 100400mm 时 rmmf/2 . 18 . 0 查切削用量简明手册表 1.31，取 f=1.02mm/r b)确定切削速度 v 根据切削用量简明手册表 1.10，用 YT15 硬质合金车刀加工 =630700MPa， ap 1.4mm，f1.27mm/r，切削速度 vt=97m/min. 查切削用量简明手册表 1.28 得切削速度的修正系数为 ktv=0.65, krv=0.92,knv=0.8,kTv=1.0,kKv=1.0 min/ 4 . 460 . 18 . 092. 065 . 0 97mkvvvc min/ 7 . 140 10514 . 3 4 . 4610001000 r D vc n 查切削用量简明手册表 1.31 取min/1600rn 实际切削速度 min/ 7 . 52 1000 16010514 . 3 1000 r Dn v o c 所以切削用量为 min/ 7 . 52min,/160,/02 . 1 ,4 . 10rvrnrmmfmmacp 基本工时的计算 ，查切削用量简明手册表 1.26，车削时的入切量mmlylL110， ，所以mmy7 . 2mmL 7 . 1127 . 2110 10 min69 . 0 min 02 . 1 160 7 . 112 t 精车： 选择刀具 车刀形状，刀杆尺寸和刀片厚度与粗车相同。 选择车刀磨钝标准和寿命 查表 1.9，选择车刀后刀面最大磨为 0.4mm，刀具寿命 T=60min. 选择切削用量 ap a) 确定切削深度 ap mmmmap3 . 0 2 6 . 1012 .102 b) 确定进给量 f , 根据表 1.4，刀杆尺寸 16mm25mm，ap 3mm，以及工件直径为 100400mm 时 rmmf/2 . 18 . 0 查切削用量简明手册表 1.31，取rmmf/02 . 1 无锡太湖学院学士学位论文 12 c) 确定切削速度 v 根据切削用量简明手册表 1.10，用 YT15 硬质合金车刀加工 =630700MPa， ，故切削速度rmmfmmap/38 . 0 4 . 1，min/156mvt min/1 .486min/ 2 .10214 . 3rr D v n 查切削用量简明手册表 1.31，选择min/500rnc 实际切削速度 v min/5 .160min/ 1000 5002 .10214 . 3 1000 mm Dn v c 所以切削用量为：min/5 .160min,/500,/02 . 1 ,3 . 0mvrnrmmfmmacp 基本工时的计算 tm 查切削用量简明手册表 1.26，y+=1.6mm，故mmmmL 6 . 111)6 . 1110( 1 min74 . 0 min 3 . 0500 6 . 111 mt 3.6.2 端面的切削用量端面的切削用量 机床的选择 选择 XA6132 型卧式铣床 刀具的选择 端面的粗铣加工余量为 1.3mm，精铣加工用量为 0.7mm，总加工余量为 2mm，根据 切削用量简明手册表 3.1，铣削宽度时,铣削深度，故选mmmmae52mmap90 择,选择标准镶齿圆柱铣刀，故齿数.mmdo1008Z 切削用量的确定 1） 铣削宽度 ae的确定 由于加工余量不打，所以可以在一次 走刀内完成， mmae2 2） 每齿进给量 fz的确定 查金属加工工艺及工装设计表 4-43，得其功率为 7.5KW，属于中等刚度系统。根据切削用量简明手册表 3.3， =,取。zmmfz/2 . 012 . 0 zmmfz/2 . 0 3） 确定铣刀磨钝标准和刀具寿命根据切削用量简明手册表 3.7，铣刀刀齿后刀 面最大磨损量为 0.6mm，查标 3.8 得刀具寿命为 180min. 4） 切削速度 vc和每分钟进给量 vf的确定 查切削用量简明手册表 3.9，当， mmdo1008z13041 pammae2 时，取， zmmfz/24 . 0 min/19mvtmin/62rntmin/104mmvft 修正系数为：8 . 0,69 . 0 BvMvkk min/ 5 . 10min/8 . 069 . 0 19mmvc min/5 .10min/8 . 069 . 0 62mmn min/ 4 . 57min/8 . 069. 0104mmmmvt 查金属加工工艺及工装设计表 4-44，取min/60min,/10rvrvfcc min/42 . 9 min/ 1000 3010014 . 3 1000 mm nd v co c 4110 柴油机活塞零件机械加工工艺及其液动夹具设计 13 rmmzmm zn v f c fc zc/25 . 0 / 830 60 所以切削用量为： 2 zmmfmvrnmmvmmazccfe/25. 0min,/42 . 9 min,/20, 4 . 57,2 基本工时的计算 vf L Tm 式中，。根据切削用量简明手册表 3.25，入切量及超切量mmlylL105， ,则。故mmy17mmmmL12217105 min03 . 2 min 60 122 mT 3.6.3 环槽的切削用量环槽的切削用量 环槽表面粗糙度为 Ra=3.2m，加工要求较高，分两次走刀，粗车加工余量为 1.8mm，半精车余量为 0.5mm。 粗车： 选择机床 选择 CA6140 卧式专用车床 选择刀具 选择指头焊接式外圆车刀。 根据切削用量简明手册表 1.1，CA6140 的中心高为 205mm，选择刀杆尺 寸 ，刀片厚度为 4.5mm。mmmmHB2516 切削用量的选择 a) 切削深度 ap 由于粗加工余量仅为 1.8mm，故 mmmmap3 . 4 2 936 .101 b) 进给量 f 根据切削用量简明手册表 1.4，刀杆尺寸为 ，工件直径为 60100mm 时，mmapmmmm3 . 42516， mmf7 . 05 . 0 查切削用量简明手册表 1.31，取rmmf/56 . 0 c) 选择车刀磨钝标准及寿命 根据切削用量简明手册表 1.9，车刀后刀面最大磨 损量取 1mm，车刀寿命。min60T d) 切削速度的 vc命，根据切削用量简明手册表 1.。10，当用 YT15 硬质合金车 刀加工 =630700MPa，ap小于等于 7mm,，切削速度。rmmf/75 . 0 min/97mvt 查切削用量简明手册表 1.28 得切削速度的修正系数为 8 . 0,92 . 0 ,65 . 0 nvfvtvkkk 0 . 1, 0 . 1kKvkTv min/ 4 . 460 . 10 . 18 . 092 . 0 65 . 0 98mkvvvc 无锡太湖学院学士学位论文 14 min/ 7 . 140min/ 10514 . 3 4 .4610001000 rr D vc n 查切削用量简明手册表 1.31，取 。min/160rno 实际切削速度 vc为 0 .51min/ 1000 1606 .10114 . 3 1000 m Dn v o c 所以切削用量为：min/ 0 . 51min,/160,/56 . 0 ,3 . 4mvrnrmmfmmacp 基本工时的计算 查切削用量简明手册表 1.26，故mmy5 . 5mmmmL 5 . 115)5 . 5110( min29 . 1 min 56. 0160 5 . 115 T m 精车： 选择机床 选择 CA6140 卧式专用车床 选择刀具 车刀形状，刀杆尺寸和刀片厚度与粗车相同。 选择切削用量 1）确定切削深度 ap mmmmap5 . 0 2 9293 2）确定进给量 f , 根据表 1.4，刀杆尺寸 16mm25mm，以及工件直径为mmap3 100400mm 时，查切削用量简明手册表 1.31，取rmmf/2 . 18 . 0 。rmmf/02 . 1 3）选择车刀磨钝标准及寿命 根据切削用量简明手册表 1.9，车刀后刀面最大磨 损量取 0.8mm，车刀寿命。min60T 4）确定切削速度 vc 根据切削用量简明手册表 1.10，当 =630700MPa， ，切削速度。切削速度的修正系数均为 1，故rmmfmmap/27 . 1 ,4 . 1min/97mvt 。min/97mvc min/332min/ 9314 . 3 9710001000 rr D v n c 查切削用量简明手册表 1.31，取min/320rnc 实际切削速度 vc为 min/ 4 . 93min/ 1000 3209314 . 3 1000 rm Dn v c c 所以切削用量为：min/ 4 . 93min,/320,/02 . 1 ,5 . 0rvrnrmmfmmacp 基本工时的计算 tm 查切削用量简明手册表 1.26，故mmy6 . 1mmmmL 6 . 111)6 . 1110( 4110 柴油机活塞零件机械加工工艺及其液动夹具设计 15 min34. 0min 02 . 1 320 6 . 111 mt 3.6.4 销孔的切削用量销孔的切削用量 钻：孔径，孔深，通孔，精度为 H12-H13mmd 2 . 26mml6 .101 选择机床 Z525 型立式钻床 选择钻头:选择高速钢麻花转头，直径。mmdo26 选择切削用量 a) 确定进给量 f 按加工要求决定进给量：查切削用量简明手册表 2.7，强度 800MPa， 时，。mmdo26rmmf/55 . 0 45 . 0 由于，所以要乘以孔深修正系数88 . 3 2 .26 6 . 101 d l 95 . 0 k rmmf/52 . 0 43 . 0 95 . 0 )55 . 0 45 . 0 ( 查切削用量简明手册表 2.35，取rmmf/48 . 0 由于是加工通孔，为了避免孔即将钻穿时钻头容易折断，故宜在即将钻穿时停止 自动进给而采用手动进给16。 b) 确定钻头磨钝标准及寿命 查切削用量简明手册表 2.12，当时，钻mmdo28 头后刀面最大磨损量取 1.0mm，寿命。min50T c) 确定切削速度 v 查表 2.14，=640MPa 的 40 钢加工性属 5 类。查表 2.13， 时，。mmdormmf26,/48 . 0 min/17mvt 切削速度的修正系数为：，所以85 . 0 0 . 185 . 0 0 . 10 . 1vk min/45.14min/85 . 0 17mmkvvvt min/ 0 . 177min/ 2614. 3 45.1410001000 rr do v n 根据切削用量简明手册表 2.35，取。min/195rn 所以切削用量为： min/45.14min,/195,/48. 0mvcrnrmmf 基本工时的计算 nf L tm 式中，,入切量及超切量查切削用量简明 手册表 2.29mmlylL6 .101， 得，mmy12 所以基本工时 min21 . 1 min 48. 0195 12 6 . 101 mT 扩：孔径，孔深，通孔，精度为 H12-H13mmd 7 . 27mml6 .101 选择机床 无锡太湖学院学士学位论文 16 Z525 型立式钻床 选择钻头 选择扩孔刀，直径。mmdo27 选择切削用量 a）确定进给量 f 按加工要求决定进给量：查切削用量简明手册表 2.7，强度 800MPa， 时，。mmdo27rmmf/55 . 0 45 . 0 由于，所以要乘以孔深修正系数67 . 3 7 . 27 6 . 101 d l 95 . 0 k rmmf/52. 043. 095. 0)55 . 0 45 . 0 ( 查切削用量简明手册表 2.35，取rmmf/48 . 0 b）确定钻头磨钝和寿命 查切削用量简明手册表 2.12，当，钻头后刀面最大磨损量取 1.2mm，mmdo27 寿命.min50T c） 确定切削速度 查切削用量简明手册表 2.14，=640MPa 的 40 钢加工性属 5 类。查表 2.13，时，。mmdormmf27,/48 . 0 min/17mvt min/ 5 . 200min/ 2714. 3 1710001000 rr do v n 根据切削用量简明手册表 2.35，取。min/272rn 所以切削用量为： min/17min,/272,/48 . 0 mvrnrmmft 基本工时的计算 tm nf L tm 式中，,入切量及超切量查切削用量简明手册表 2.29,得mmlylL6 .101， ，mmy12 所以基本工时 tm: min21 . 1 min 48 . 0 195 12 6 . 101 mt 精绞：孔径，孔深，通孔，精度为 H12-H13mmd28mml6 .101 选择机床 Z525 型立式钻床 选择钻头 选择扩孔刀，直径。mmdo28 选择切削用量 1）确定进给量 f 按加工要求决定进给量：查切削用量简明手册表 2.7，强度 800MPa， 时，。mmdo28rmmf/55 . 0 45 . 0 4110 柴油机活塞零件机械加工工艺及其液动夹具设计 17 由于，所以要乘以孔深修正系数63 . 3 28 6 .101 d l rmmrmmf/52. 042 . 0 /95 . 0 )55 . 0 45 . 0 ( 查切削用量简明手册表 2.35，取rmmf/48 . 0 2）确定钻头磨钝和寿命 查切削用量简明手册表 2.12，当时，钻头mmdo28 后刀面最大磨损量取 0.7mm，寿命.17min110T