精编工艺技术活塞加工工艺说明书

1、随心编辑,值得下载拥有！YOUR COMPANY NAME IS HERELOG O专业丨专注丨精心丨卓越beikezh日ng【工艺技术】活塞加工工艺说明书Please en ter your compa nys n ame and contentv辽宁工程技术大学机械制造技术基础课程设计题 目：活塞零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计班 级: 姓 名: 指导教师: 完成日期:一、设计题目活塞零件的工艺加工规程及工艺装备设计二、原始资料被加工零件的零件图1张生产类型：（中批或大批大量生产）三、上交材料1 绘制零件图1张2 .毛坯图1张3编制机械加工工艺过程综合卡片1套4 编制机械加工工艺卡片（

2、仅编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工艺卡片）1套5 绘制夹具装配图（A0或A1 ）1张6 绘制夹具中1个零件图（A1或A2。装配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。1张7 .编写课程设计说明书（约5000-8000字）。1份四、进度安排本课程设计要求在3周内完成1.第I2天查资料，熟悉题目阶段。2 第37天，完成零件的工艺性分析,确定毛坯的类型、制造方 法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的机械加工工艺卡片。3. 第 810 天， 完成夹具总体方案设计（画出草图， 与指导教 师沟通， 在其同意的前提下， 进行课程设计的下一步）。4.第11 13天，完成夹具总装

3、图的绘制。5.第14 15天，零件图的绘制。6.第16 18天，整理并完成设计说明书的编写7.第19天，完成图纸和说明书的输出打印。8.第20 21天，答辩五、指导教师评语成绩：指导教师日 期摘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 设 计的是 拨 叉 831003 ，有 零件 图、 毛坯 图、夹 具装配图、夹 具零 件图各一张 ，

4、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 片各一张。 首先 我们要熟 悉 零 件，题 目 所给的 零 件是 拨叉 831003 。 了解了拨 叉的作 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 拨 叉 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

5、 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AbstractMachinofacture technology curriculum design is thatwe mimic all basic courses , technology basic course and major part having completed university being in progress after the specialized course. This is

6、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.My design is Bocha 831,003, part map,

7、rough map, fixture assembly, a fixture parts of the map. Machining process with the card and the corresponding fixture designed by the procedures of the process of a card. First of all, we must familiar with the parts, subject to the parts is Bocha 831,003. Bocha understanding of the role, followed

8、in accordance with the nature of parts and componentsin the face of the map on theroughness of rough determine the size and mechanical Jiagongyuliang.According to another location andthen we set the benchmark fine first base, established after the benchmark crude, Bocha finalizing the road map proce

9、ss, 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 a

10、bility 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.目录刖言11零件的分析21.1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32工艺规程设计32.1 活塞的毛坯材 料及制造 方法32.2 定位基准的选 择42.3 制定工艺路线52.3.1 工艺路线方

11、 案一52.3.2 工艺路线方 案二52.3.3 工艺方案的 比较与分 析62.4 机械加工余量 及工序尺 寸63 专用夹具 设计93.1 设计主旨103.2 夹具的 设计103.2.1 定位基准的 选择10322 切削力及夹紧力的计算10323 定位误差分析113.2.4夹具设计及操作的简要说明114 结论11参考文献13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。所以，如何能使活塞的生产高效率、高质量，省成本、省 时间是我们今天汽车行业的努力方向。随着汽车整车对发动机的动力性、经济性、环保性及可靠性的要

12、求越来越严格，活塞已发展成为集轻质高强度新材料、异型外圆复合 型面、异型销孔等多项新技术于一体的高技术含量的产品，以保证活 塞的耐热性、耐磨性、平稳的导向性和良好的密封功能，减少发动机 的摩擦功损失，降低油耗、噪声和排放。为满足以上的功能要求，通 常将活塞的外圆设计成异型外圆（中凸变椭圆），即垂直于活塞轴线的 横剖面为椭圆或修正椭圆，且椭圆度沿轴线方向按一定的规律变化 （如图1所示），椭圆度精度达0.005mm ；活塞纵剖面的外轮廓为高 次函数的拟合曲线，轮廓精度为0.0050.01mm ;为提高活塞的承 载能力，以提高发动机的升功率，通常将高负荷活塞的销孔设计成微 内锥型或正应力曲面型（异型

13、销孔）,销孔尺寸精度达IT4级，轮廓精度 为 0.003mm 。活塞作为典型的汽车关键零部件，在切削加工方面具有很强 的工艺特点。目前，国内活塞制造行业通常是由通用机床和结合活塞 工艺特点的专用设备组成机加工生产线，因此，专用设备就成为活塞 切削加工的关键设备，其功能和精度将直接影响最终产品的关键特性 的质量指标。本文根据活塞加工的一个特殊工序来对其夹具的设计，使其加工 过程得以顺利进行，保证活塞销孔的位置及精度的准确性，同时也借 助这个夹具的设计，来提高活塞加工的效率，解决活塞的定位、夹紧 问题，为活塞的加工提供一个更方便的路径。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。1

14、零件的分析1.1 活塞的功 用、结 构特点及 工作条 件活塞是曲柄连杆机构中的主要零件之一，是发动机的心脏。在活塞 压缩行程 终了 时，燃烧室内 的工 作混 合气 被火花塞 点燃 后 爆发，产 生强大的压力，推 动活塞沿气缸向下运动，并通过连杆使活 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。 活塞的第一个作用就是使发动机做功。发动机做功是由进气、压 缩、爆 发、排 气四个行程来完成的一个 工作循环的。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 。密封是 活塞的第 二个 作 用。发动机 在点燃爆 发时 ，温度高 达 2

15、0002500 ， 主要靠活 塞和活 塞环将高温传给气缸壁，再由气缸壁外侧水套内的循环水将热量带 走。活塞的第三个作用是传热。活塞由 头部（环 槽、 环岸和绝 热槽）、裙 部和 顶部 三部分组成。1 顶部。汽车发 动机 大多采用平顶 式活塞，这是 因为 与其 它形 式 的活塞相比，具 有工作可靠、制 造简单、重 量最轻和受热面积最小等 优点。一般选用优质铝合金。2 头 部。活塞环 的主要功 用是保证燃烧 室和气缸 工作腔的 密封 性。 它的高度主要取决于必须安装的活塞环数。3 活塞裙。活塞 裙是 指活塞油环槽 以下的部 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

16、隙 均匀 ，必须把活塞 制成 上 小下大的阶梯形或截锥形。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。活塞裙部内有一止口。它 由一小段内孔、倒 角和端面构成。它 是 专 为活塞加 工过程中 定位 而设置的 辅助精基 准面 ，在活塞工作 过程 中 没有任何用途。4 销座。销座位 于活 塞裙部内，且 有厚 筋与活塞 顶相 连。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。总之，活塞为薄壁零件，它是在高温高压的条件下，在气缸内做高 速往复

17、直线运动。为 减小活塞在做高速往复运动时的惯性力，一 般活 塞材料采用铝合金。1.2 活塞的 主要加 工表面及 技术要 求1环岸及环槽底对活塞裙部轴心的径向跳动最大允差为 0.1mm0.15mm. 全部槽底 Ra3.2 m.2.环槽侧面对活塞裙部轴心线垂直度不超过 25 ：0.07 ，环槽侧面 对活塞裙部轴心线跳动不超过0.05mm,全部槽侧Ra0.4 m。3 .活塞销孔尺寸及精度为( 28 0.075 ) mm ;销孔圆柱度为 0.00125mm；表面粗糙度Ra0.125 m ;两销孔同轴度误差，在最大实 体 状 态 时 为 零 ； 销 孔 轴 心 线 对 裙 部 轴 心 线 垂 直 度 为

18、 100 ： 0.035 ； 这些参数超差会使活塞销与活塞孔配合不正常，破坏活塞、活塞销、 连杆的正确装配位置，不能保证正常的润滑，并产生不正常磨损。4 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。5 为了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 圆尺寸和重量分别进行分组，然 后按装配工艺要求进行分组装 配。2 工艺规程设计2.1 活塞的 毛坯材 料及制造 方法活塞的材料除少数采用铸铁外，大部分采用导热系数高、热 膨胀 系 数较底

19、的 硅铝合金 。为了增加 其刚性、隔 热性和避 免环槽早 期磨 损， 也有在其头部或裙部铸有钢护圈、铸 铁圈或钢片，这 类活塞称为双金 属活塞。铝活塞除了导热性能好外，还 具有重量轻、易 加工等特点。所 以 目前中小型发动机的活塞大部分采用铝合金材料。由于铝合金和铸铁材料的不同，造成线膨胀系数不一样，亦 可能 出现广泛选用铸铁活塞的趋势，用以取代铝活塞。一般的 铝活塞大 多采 用金 属模 浇铸，这样不 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。2.2 定位基 准的选 择由于毛坯的精度较高，所 以毛坯的外表面、内 圆及顶面可直接作 为粗基准，如 粗车外圆

20、、环 槽、顶 部、裙 部及端面。由 于液态模锻后 的 毛坯内孔 与外圆的 同轴 度及内孔 、外圆对 内顶 面的 垂直度误 差均 较 小，因 此，车 削后顶部及裙部的壁厚均匀，可 为以后的半精加工及精 加工留有较均匀的余量。活塞属薄壁筒形零件，径 向刚度很差，而 主要表面尺寸精度及个 主 要表面之 间的位置 精度 要求又较 高，所以 在产 品设 计时就针 对活 塞 的 结构特点 ，设计了 专供加工 时定 位用的辅 助精基准 止 口 内孔及 端面。在回油槽、外 圆、环 槽、顶面等加工时，就 采用了该精基准定 位。这 不仅符合“基准统一”和“ 工序集中”原 则，而且便于轴向夹 紧，可采用一套夹具即可

21、。但以此作为精基准不仅不符合“ 基准重合”原 则，而 且还为此增 加 了工序和 设备。由于活 塞销 孔沿活塞 轴线 方向 位置 尺寸的设 计基 准 是顶面，所 以精镗削孔时以顶面为轴向定位基准，而 止口的精加工以 顶面为定位基准，这样可以减少因基准不重合而产生的定位误差。在钻、扩销孔时采用了以销座外端作为角向定位基面。这 是因为 若采用销孔自定位，定 位元件不易布置，夹 具结构复杂。而 由于活塞 毛坯精度较高，以此作为角定位可以满足加工要求。在镗、滚 挤销孔 时，以销孔 为角向定位基 准，遵 循了“自 为基 准” 原则，使加工余量均匀，容易保证精度要求。2.3 制定工 艺 路线2.3.1 工

22、艺 路线方 案 一：1钻活 塞销 孔使用设备 ： Z148 组合机 床2铣两侧销座凹坑3粗车外圆、环槽、裙部及端面 车床4粗车定位止口5铣回油槽铣床6扩活塞销孔7钻销座油孔8去毛刺80618 专 用 机床504680 四 轴数 控C2-112 车 床ZF041 活 塞专 用Z149 组 合机 床4023 抬 钻T617A 卧 式铣 镗9粗精镗活塞销孔80226 专 用机 床C2-115 车 床504690 二轴 数504700 三 轴数 控ZA125 立式 钻DTX40-I-G 通10 销孔 内侧 倒角11 车削孔锁 环槽12 精车止 口控车床13车外圆、环 槽、环岸及倒角 车床14 滚挤活塞

23、 销孔床15 去毛 刺16 清洗吹净 活塞 过式清洗床17 终 检18 装配前裙 部分组尺 寸复检2.3.2 工 艺 路线方 案 二：1粗车 底面 止口 使用设备：C2 -112车床2粗镗活塞销孔T617A卧式铣镗床3粗车顶面，外圆及环槽504680四轴数控车床4精车下端面，内止口504690二轴数控车床5精车环槽、外圆面、顶面504700三轴数控车床6精车燃烧室C2 -115 车床7铣裙部圆弧ZF041 活塞 专用铣床8精细镗活塞销孔JL6 静压 镗床9车锁环槽504700 三 轴数控车 床10 液压 销孔液压销孔车床11 精磨裙部 外圆仿型磨床12 清 洗吹 净活塞DTX40-I-G 通过

24、 式清洗13 终 检14 装配前裙 部分组尺 寸复检2.3.3 工 艺 方案的 比 较与 分析上述两个工艺方案的特点在于：方 案一是先钻销孔，再 车定位止 口，然 后以此为基准加工活塞；而 方案二是直接粗车止口，然 后镗销 孔加工活塞；从 工艺路线上分析两套方案都可行，但 经比较可见，第 一套方案更具体，更适合活塞的批量生产。2.4 机械加 工余量 及工序尺 寸1.钻活塞销孔：22.9mm2铣两侧销座凹坑： R103. 粗车 外圆 、环 槽、裙部及端 面外圆 ： 102.4 0.12Z=1.2mm环槽 ：2.25 0.03 、4.445 0.03 、91.6 0.05 、101.8 0.05

25、、90.6 0.05裙部：8.15 0.03、15.2 0.03、21.83 0.03、26.83 0.03端面：101.5650.4352Z=4.9354 .粗车定位止口： 87.565 0.1595.55 .铣回油槽：57.382.56 .扩活塞 销孔 26.592Z=3.697 .粗精镗活塞销孔282Z=1.418 .精车止口 85.565 0.01596.72Z=0.8机械加工工艺过程卡片（厂名）产品型号产 品名称活塞零件名称零件图号数量材料名称材料规格mm毛料重量kg活塞4000铝合金序号工序名称工序 内容设备名称1钻削钻活塞销孔22.9钻床2铣削铣两侧销座凹坑铣床3车削粗车外圆、环

26、槽、裙部及端面车床4车削粗车定位止口车床5铣削铣回油槽铣床6车削扩活塞销孔车床7钻削钻销座油孔钻床8钳工去毛刺9镗削粗精镗活塞销孔镗床10磨削销孔内侧倒角磨床11车削车削孔锁环槽车床12车削精车止口车床13车削车外圆、环槽、环岸及倒角车床14钻削滚挤活塞销孔钻床15钳工去毛刺16磨工磨削拨叉脚两端面磨床17清洗吹净活塞18终检编制标准化校对会签更改单号更改标记更改处数更改人更改日期审核批准机械加工工序卡片机械加工工序卡片产品型号产品名称零件名称活塞工序号工序名称材料名称02铝合金毛坯种类每毛坯可制每台件数件数铸件11设备名称设备型号同时加工件数1工步号工步内容工艺设备2铣两侧销座凹坑80618

27、专用机床设计（日期）签字3 专用夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降 低劳动强度，需要设计 专用夹具。这里的夹具为铣工件的专用夹具，10的刀头。 3.1 设 计主 旨本夹具主要用来铣活塞凹坑，且有一定的技术要求。但加工本道 工序时， 采用销孔定位。 因此， 主要应该考虑如何提高劳动生产率， 降低劳动强度， 同时还要达到要求的精度。3.2 夹具的 设 计3.2.1 定 位 基准的 选 择由零件图可知， 凹坑定位基准为销孔中心， 活塞圆柱表面的圆跳 度为 0.1mm, 由于毛坯的精度较高， 所以毛坯的外表面、内圆及顶 面可直接作为粗基准， 立式铣床， 用 v 型快定位， 夹紧。3.2.2

28、切 削 力及夹 紧 力的 计算切削刀具：整体铣刀,则圆周切削分力 Fc=902a Pf 0.75 Kp其中，ap =8mm,f=5mm, K p= =1,所以Fc=90285 .75 1=24128.2 N mm径 向 切 削 分 力 Fp=530f 0.75 Kp所以Fp=5305 0.7 1=10624.6 N轴向切削分力 Ff=451f 0.4 Kp所以Ff=45185 0.4 1=6868.4 N计算切削力时， 必须考虑安全系数， 安全系数 K= K 1 K2 K3 K4式 中K1 - 基本安全系 数，K1 =1.5K2 - 加工性质系 数，K2 =1.1K3 - 刀具钝化系 数，K3

29、 =1.1K4 - 断续切削系 数，K4 =1.1于是， K= 1.51.11.11.1=1.9965所以， 圆周切削分力 Fc=K=24128.21.9965=48172 N 径向切削分力 Fp=K=10624.61.9965=21212 N 轴向切削分力 Ff=K=6868.41.9965=13713 N3.2.3 定 位 误差分 析1 ）定位元 件尺 寸及公差 的确 定。 本夹具 的主 要定位 元 件为 一定 位 销 ，定 位 销 与 夹 具 体 上 相 应 的 孔 采 用 过 赢 配 合 且 能 保 证 零 件 的 公差要求，即为：定位销 A22 f725 GB JB/T8014.21999（ 2）v 型块 的定 位。 由于 活塞 的圆 柱 表面 不是 均匀 的大 小， 所以 v 型 块的定位 对活塞表面的 夹紧会产 生相应的误差 。3.2.4 夹 具 设计及 操 作的 简要说明此数控铣床机床采用液压夹紧，V型块定位。首先将工件（活塞