活塞机械加工工艺及其夹具设计【含CAD图纸和三维模型】
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1 活塞的机械加工工艺及夹具设计 摘 要： 本设计通过对空压机活塞加工技术的发展、活塞的工作环境以及结构特点的分析，确定了活塞的加工过程及加工方案，其中主要包括：生产纲领和生产类型的确定、材料的选择、毛坯的制造方法、机械加工余量的确定、各加工工序切削用量的确定、工序时间的计算以及工序卡片的编制。最后，进一步选择并设计了两套典型的机床夹具，精镗销孔夹具设计和钻油孔夹具设计，其中主要包括：定位方案与夹紧方案的设计，分度装置 的设计、两套夹具的工作原理以及在夹具设计过程中应该注意的问题。经过设计分析和论证，活塞的工艺设计与夹具设计是可行的。 关键词 ： 活塞、工序、机床夹具、机械加工、定位夹紧、分度装置 2 of on In of of of of of of of is of It to be of of of of to be of to be up of of of of of of we be in of of is 3 目 录 第一章 绪 论 . 本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势 . 1 本课题的基本内容，预计可能遇到的困难，解决问题的方法和措施 . 1 本课题采用的研究手段和可行性分析 . 2 第二章 活塞结构特点 . . 2 活塞的工作环境及承受的作用力 . 2 活塞的结构特点 . 2 第三章 活塞的工艺规程的制订 . . 3 制订机械加工工艺规程的原始资料及活塞的工艺分析 . 3 产品的零件图 (见图纸 ) . 3 产品验收的质量标准 . 3 产品的生产纲领和生产类型 . 4 活塞的材料及毛坯制造 . 5 材料选择 . 5 毛坯的选择 . 5 定的机械加工余量 . 6 毛坯的制造方法及工艺特点 . 6 基准的选择 . 6 定位基准的选择 . 6 粗基准和精基准的选择 . 7 拟定工艺路线 . 8 加工方法的确定 . 8 加工工序的安排 . 9 活塞加工余量的确定 . 错误 !未定义书签。 加工余量的确定方法 . 错误 !未定义书签。 加工余量的确定 . 错误 !未定义书签。 工序尺寸与公差的确定 . 错误 !未定义书签。 机床与工艺装备的确定 . 错误 !未定义书签。 机床的选择 . 错误 !未定义书签。 夹具的选择 . 错误 !未定义书签。 具的选择 . 错误 !未定义书签。 量具的选择 . 15 切削用量的确定 . 15 切削用量的选择 . 15 工序时间的计算 . 16 第四章 铣五槽夹具设计 . 错误 !未定义书签。 活塞五槽加工夹具的定位及误差分析 . 20 定位方式和定位元件 . 错误 !未定义书签。 定位误差分析与计算 . 错误 !未定义书签。 工件的夹紧装置的设计 . 错误 !未定义书签。 夹紧装置的组成 . 错误 !未定义书签。 夹紧力的确定 . 错误 !未定义书签。 4 对定装置 . 错误 !未定义书签。 标准件的选取 . 错误 !未定义书签。 夹具体的设计 . 错误 !未定义书签。 夹具体 的毛坯结构 . 错误 !未定义书签。 夹具体外形尺寸的确定 . 错误 !未定义书签。 夹具体的排屑结构 . 错误 !未定义书签。 第五章 钻四孔夹具设计 . 错误 !未定义书签。 工件的定位 . 错误 !未定义书签。 定位误差的分析与计算 . 错误 !未定义书签。 工件的夹紧 . 25 导向装置的确定 . 25 标准件的选择 . 26 第六章 结论 . 27 设计体会 . 27 前景展望 . 27 参考文献 . 27 致 谢 . 28 5 1 绪 论 本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势 活塞是很多机械重要零件之一。它在工作时承受发动机汽缸内高温气体的压力，并通过活塞销、连杆将压力传给曲轴。因此活塞是在高温、高压和连续变负载下工作的。 发动机活塞的材料为铝合金，它的导热性好、重量轻、惯性力小，并具有较好的切削加工性。铝活塞的毛坯 采用金属模浇铸。毛坯的精度较高，活塞销孔也能铸出，因此机械加工余量可以相应地减少。毛坯在机械加工前要切去浇冒口，并进行时效处理，以消除铸造时因冷却不均匀而产生的内应力。 本课题的基本内容，预计可能遇到的困难，解决问题的方法和措施 本课题基本内容是空压机活塞机械加工工艺及其夹具设计，要研究的主要内容有： 1）设计开始的过程中，我们应该认真分析零件图，了解要加工零件的结构特点和相关的技术要求，对活塞的每一个细节，都应仔细的分析，如活塞加工表面的平行度、同轴度、粗糙度等，特别是要注意各部分自身精度（同轴 度、圆度、粗糙度）和它们的相互位置精度（轴线之间的平行度、垂直度以及轴线与平面之间的平行度、垂直度等要求），该加工零件的各孔的尺寸是整个设计加工的关键，必须弄懂其每个尺寸的意义。我们采用 件绘制零件图，一方面增加对零件的了解认识，另一方面增加我们对 2）活塞的加工工艺过程是整个设计的重点内容，在设计过程中，我们必须严格地选择毛坯、制订工艺规程、确定加工余量、计算工艺尺寸、计算工时定额以及定位误差的分析，为了与实际加工相吻合，我们还必须对加工设备、切削用量、加工装备等进 行选择和设计，这个阶段内容较多，涉及的范围也比较广，为了设计的参数合理，我们必须广泛查阅相关的书籍，达到设计的合理性和实用性。 3）为了工件定位准确和夹紧的快速，提高效率和降低工人的劳动强度，提高零件加工精度和安装找正方便，我们要采用专用的夹具。在夹具设计过程中，我们统一采用以端面和止口为主要定位面来进行加工。因为我们未学习过夹具的设计和计算。所以工作量大大地增加了，只有通过在实习过程中对夹具的感性认识和夹具设计参考书以及夹具图册来进行设计和计算。所以，夹具的设计是整个设计的重点，也是一个难点。 夹具的设计 必须要保证夹具的定位准确和机构合理，考虑夹具的定位误差和安装误差。我们将通过对工件与夹具的认真分析，结合一些夹具的具体设计事例，查阅相关 6 的夹具设计资料，联系在工厂看到的一些活塞加工的夹具来解决这些问题。 本课题采用的研究手段和可行性分析 根据活塞零件的特点，活塞加工不宜采用工序集中的原则，一般采用工序分散的原则来安排加工顺序，因为活塞加工一般为大批生产，加工要求较高，且刚性较差，所以加工应划分阶段，尽可能将粗、精加工分开进行。逐步提高定位基准的精度和加工表面的精度。 在加工发动机活塞零件的工艺过程 中，我们必须保证其各部分的加工精度和与连接部件的装配精度，其主要技术要求如下： 1）为了使活塞销工作时能在空中自由转动，活塞销孔尺寸公差为 6 级以上精度、表面粗糙度 度公差 的圆柱度公差 3）活塞销和销孔受力均匀，减少不均匀摩擦。 4）销孔轴线到顶面距离为 35，上下偏差为 +0.5 5）为使活塞环能随气缸套孔径大小而自由地涨缩，环槽的宽度尺寸、表面粗糙度及对裙部外圆轴线的位置也有较高的要求。 1 2 活塞结构特点 活塞 的工作环境及承受的作用力 活塞在气缸内工作时，混合气在燃烧室内燃烧时产生的温度超过 890 摄氏度；活塞高速运动时其加速度达到 25000 70000m/s；四冲程发动机工作时活塞顶部中心温度在330摄氏度左右，二冲程发动机则为 400到 450 摄氏度。由此可见，活塞是在一个高温的环境中工作。在发动机汽缸内，活塞在一部分工作循环压缩气体，而在另一部分工作循环，汽缸内的混合气体燃烧膨胀，活塞承受高温气体压力，并把压力通过活塞销、连杆传给曲轴。可见活塞是在高温高压下作长时间变负荷的往复运动，活塞的结构就要适应这样的工作条 件。 活塞的结构特点 活塞顶面用于承受高温气体的压力 ,在活塞外圆表面上有三个环槽，离顶面最远的一个环槽是油环槽，槽内装有油环 ， 将气缸壁上多余的润滑油刮去，第一环为气环槽 ，用于安装气环，密封燃烧工质，第二环为扭曲环。活塞环上部分称为头部，其余部分称为活塞裙部 。 活塞在工作过程中易产生受力变形和热变形 。 活塞的曲顶面受到汽缸内气体压力的作用 ,产生弹性变形 在销孔轴线方向的弹性变形量比垂直于该方向的弹性变形量大 ,使活塞裙部在受力后变成椭圆。另一方面 ,活塞 7 顶部与高温气体接触 ,热量通过活塞顶部传到活塞裙部 ,温度升高产生热变形。由于活塞裙部圆周上金属分布不均匀，销孔轴线方向金属厚，热膨胀量大；垂直于销孔轴线发向热膨胀量小。从而使活塞裙部由于热变成椭圆 。 所以无论是受力变形或热变形都使原来的圆柱形的裙部变成椭圆形，椭圆的长轴在活塞的销孔的轴心线方向上。这样，比然使活塞与汽缸的间隙不均匀地减少甚至消失，以至于发生强烈的磨损甚至咬住。为了补偿上述变形，由活塞裙部设计制造成椭圆形，椭圆的长轴在垂直于活塞销孔轴心线的方向上，并在活塞裙部的销孔附近铸出两块凹吭，增加裙部与汽缸内壁的间隙。椭圆 度的大小随活塞的型号不同。在活塞上，椭圆的长轴和短轴要控制在离圆位置 以内，相互位置误差在 以内。 3 此外，活塞工作时，顶面和高温气体直接接触，热量由头部传到裙部，头部温度高，热膨胀量大；裙部温度低，热膨胀量小。为了减少向裙部传导的热量，在活塞要上铣有横槽，以减少向下传热的面积。在活塞上还铣有纵向槽（ 稍斜）以增加活塞裙部的弹性（横向槽也有类似作用）。为了活塞的气密性和耐磨性，增加其寿命，在气环槽下镶嵌一高镍铸铁环。使铸铁的热膨胀系数更接近 便满足零件要求。 活塞销孔内装活塞销与连 杆小头孔相连接。为了使活塞销的磨损均匀，在工作温度下，应使活塞销在活塞孔及连杆小头衬套孔中能自由转动，即所谓“浮动式”活塞销。为了避免活塞销在工作过程中轴向窜动，在锁环槽中装有锁环。 4 3 活塞的工艺规程的制订 制订机械加工工艺规程的原始资料及活塞的工艺分析 产品的零件图 (见图纸 ) 产品验收的质量标准 活塞的技术要求已由国家科委制定了国家标准，对各部分的尺寸公关、形状和位置公差以及表面粗糙度均有详细的规定，现采用 85标准说明如下： (1) 活塞裙部外 圆要求与气缸很精密的配合，因此裙部外圆尺寸公差一般为 于高速内燃机要达 了减少机械加工的困难，将活塞裙部和气缸套孔径的制造公差放大三倍，装配时将活塞按裙部尺寸分为三组，气缸套按孔径尺寸分成三组，对相应的组的进行装配，以保证达到要求的间隙。裙部的椭圆度和锥度公差在分组尺寸公差范围内。裙部外圆粗糙度 m。 5 (2) 对于浮动式活塞销孔，为了使活塞在工作过程中能在孔中自由转动，销孔尺寸公差 以上。为了减少机械加工工作量，活塞销孔和活塞销的装配也采用分组装配法，当销孔内圆表面 粗糙度 . 16。 8 (3) 活塞销孔的位置公差要求如下： a. 销孔轴心线到顶面的距离影响气缸的压缩比，影响机器的效率，对于此活塞这一距离为 350. 5 b. 销孔轴心线对裙部轴心线的垂直度过影响活塞销、销孔及连杆的受力情况。垂直度误差过大将使活塞销、销孔及连杆单侧受力，活塞在气缸中倾斜，加剧磨损，垂直度在 100 c. 销孔轴心线在裙部轴心线的对称度误差也会引起不均匀磨损， (4) 为了使活塞 环能随气缸孔径大小的变化而自由地胀缩，对活塞环槽 作下列规定： a. 活塞环槽平面对裙部轴线圆跳动为 b环槽宽度尺寸公差为 a m。 (5) 为了保证机器运转平稳，同一机器各活塞的重量不应相差很大，重量差不得大于名义重量的 活塞按重量分组装配。 6 错误 !未指定书签。 产品的生产纲领和生产类型 生产纲领是企业在计划期内应当生产的包括备品和废品在内的年产量。可按下式计算 : )1( ( 1 ) 式中： N 零件的年生产纲领（件年）； Q 产品的年产量（台年）； n 每台产品中，该零件的数量（件台）； %a 备品率； %b 废品率； 根据零件易磨损和损坏的程度， 备品率定为 ，现取 4%，此 活塞属于机械零件，一般废品率取 1 %。 故 N 6 1 （ 1 + 4 %+ 1 %） （万 件） 生产类型是企业生产专业化程度的分类，一般分为大量生产、成批生产和单件生产三种类型。其中成批生产又可以分为大批生产、中批生产和小批生产。 根据机械制造工艺设计简明手册中查得：本产品属于轻型机械，且生产纲领 9 为 台，远 远大于 5 万台，所以此活塞的生产属于大量生产。结合活塞加工 (1) 工件具有互换性 ,装配采用分组选择装配法。 (2) 铸件广泛采用金属模机器造型高生产率毛坯制造方法，毛坯精度高，加工余量小。 (3) 广泛采用高生产率的专用机床及自动机床，按流水线形式排列。 (4) 广泛采用高生产率刀具、夹具和量具。 (5) 对操作工人的技术要求较低，对调整工人的技术要求较高。 (6) 必须制定详细的工艺规程。 7 活塞的材料及毛坯制造 铸造铝合金按化学成分可分为：铝 硅合金、铝铜合金、铝镁合金和铝锌合金。 材料选择 采用高碳合金工具钢整体淬火的活塞，在工作中和钎杆接触的平面不变形，不易产生裂纹，而采用低碳合金钢渗碳淬火的活塞，在工作中和钎杆接触的平面易产生变形（平面凹陷）和裂纹，如果裂纹扩大，就会产生断裂使活塞报废。 在高速柴油机中，为了减少往复直线运动部分的惯性作用 ,都采用了铜硅铝合金作为活塞材料。在低速、重负荷、低级燃料的发动机中，有时用铸铁作为活塞材料。在汽车工业中很少用铸铁活塞。 铜硅铝合金比铸铁具有下列优点 : (1) 导热性好 ,使活塞顶面的温度降 低较快，可以提高发动机的压缩比，又不至于引起混合气体的自燃，因而可以提高发动机的功率； (2) 重量轻 ,惯性力小； (3) 可切削性好。但它也有一些缺点 : a. 材料的价格比较贵； b. 热膨胀系数大 ,约为铸铁的两倍； c. 机械强度及耐磨性较差。 但总的来说 ,铝合金的优点超过缺点，所以在高速内燃机中都用它。而且耐磨性方面可以通过镶嵌一高镍铸铁环来提高其气密性和耐磨性，增加其寿命。 毛坯的选择 选择毛坯应考虑的因素： (1） 零件力学性能的要求 相同的材料采用不同的毛坯制造方法，其力学性能有 10 所 不同。铸铁件的强度，离心浇注、压力浇注的铸件，金属型浇注的铸件，砂型浇注的铸件依次递减。 (2） 零件的结构形状和外轮廓尺寸 形状较简单、壁厚均匀的毛坯可采用金属型铸造。 (3） 生产纲领和批量 生产纲领大时宜采用高精度与高生产率的毛坯制造方法。(4） 现场生产条件和发展 应经过技术经济分析和论证。 从生产批量来看，此零件属于大批量生产，宜采用精度和生产率高的毛坯制造方法，以减少材料消耗和机械加工工作量。可考虑用金属铸造、熔模铸造、模锻、精锻等方法获得毛坯；从零件的结构来看，由于此零件属于外形较复杂的小型零 件，而且它的壁厚不算薄。故可以考虑采用压铸、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；从毛坯的制造方法来看，铸铝和铸铜等有色金属材料适合用铸造方法获得毛坯；从铸铝件的力学性能来看，可采用金属型铸造的铸件、金属型浇注的铸件、砂型浇注的铸件，且强度依次递减 ,毛坯质量依次降低。 综上所述，该活塞零件的材料选用 材料的成分及性能见表 1，毛坯采用金属型铸造。用金属型铸型，在重力下浇注成型。对铝合金铸件有细化组织的作用，生产率高，无粉尘，但是设备费用高，手工操作时，劳动条件差。 结晶细，加工余量小。适用于成批大量的生产。 8 铸造斜度 (1) 铸造斜度的大小按下列原则确定：金属的收缩阻力大时，斜度应大；收缩量大和熔点高的合金，斜度应大；铸件需要拔模部分的尺寸大时，斜度应小，反之斜度应大。 (2) 铸件上各面斜度的数值应尽可能一致，以便于制造模具及造型。待加工表面 的斜度数值可以大一些。 表 1 铸铝 101 的成分及性能 of 01 合金代号 主要化学成分 / 铸造方法 用途 u n 铝硅合金 ,02 2 形状复杂的砂型 、金属型和压力铸造零件 表 2 各种铸造方法的最小铸造斜度 11 of a of 度位置 铸造方法 砂型 金属型 壳型 压铸 外表面 030 030 020 015 内表面 1 1 020 030 铸造圆角及半径 表 3 铸造圆角 造方法 铸造圆角计算公式 最小圆角半径（ 铝合金 镁合金 铜合金 锌合金 黑色金属 金属型铸造 11 ( )46R A B 1 2 2 2 (1) 铸件壁部连接处的内转角应有铸造圆角。 (2) 依照铸造圆角计算公式算出数值后，应选取与其接近的机械制 造业常用的标准尺寸（详见 81）。 为便于制造，半径应尽可能统一。在此，对于金属型铸件一般统一便用 5。 9 毛坯的制造方法及工艺特点 金属型浇注结构紧密，能承受较大压力，其生产率较高，适用于铁碳合金、有色金属及其合金的大批大量生产。金属型铸造允许毛坯的最大质量为 110坯的最小壁厚为 状复杂程度一般，精度等级 求为 6 8 级，面粗糙度为 加工余量等级为 F。 基准的选择 定位基准的选择 定位基准的选择一般原则 : a. 选最大尺寸表面为安装面，选最长距离的表面为导向面，选最小尺寸的表面为支承面。 b. 首先考虑保证空间位置精度，再考虑保证尺寸精度。 c. 应尽量选择零件的主要表面为定位基准。 粗基准和精基准的选择 (1) 粗基准的选择除了应考虑以上的一般原则外，还必须考虑以下几个原则： 12 a. 尽量选择不加工表面作为粗基准，如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面的位置精度要求较高的表面作为粗基准。 b. 选择加工余量均匀的表面作为粗基准。 c. 选择加工余量较小的表面作为粗基准。 d. 选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。 e. 粗基准一般只能使用一次，特别是主要的定位基准，以避免产生较大的位置误差。 (2) 根据上述的选择粗基准的基本原则，综合以上各个原则并考虑活塞的实际情况选择加工粗基准如下： a. 以活塞毛坯内腔为粗基准加工外圆和端面 ,再以外圆为基准加工精基准止口。因为粗车后的外圆面是加工余量小、较准确的、光洁的、面积较大的平面，而且它也是一个重要的表面，它的余量比较均匀。 b. 直接以活塞毛坯外圆和端面为粗基 准加工精基准止口 ,由于活塞的毛坯加工是采用金属型铸造，其铸造精度较高，加工余量小且余量均匀，以其作为粗基准同样可以满足加工要求。 （ 3） 精基准的选择： 和粗基准一样，精基准的选择除了要考虑一般原则外，还有它自身应当注意的问题： a. 尽量用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以避免产生基准不重合误差。 b. 当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能的采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以避免产生基准转换误差。 c. 当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本 身作为精基准，即遵循“自为基准”的原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。 d. 为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。 e. 有多种方案可供选择时，应选择定位准确、稳定、加紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。 那么根据以上的各个原则，结合实际情况对精基准的选择如下： 活塞是一个薄壁零件 ,在外力作用下很容易产生变形。活塞主要表面的尺寸精度和 13 形位精度的要求都很高 ,因此希望以一个统一基面定位来加工这些要求高的表面。目前生产活塞的工厂大多采用止口和端面做 为统一基准。止口是专门为加工活塞而设置的辅助基准面，在结构上和功能上没有任何作用。在精加工时 ,除精车外圆等少数工序用止口处的锥面和顶面上的中心孔定位 ,其余工序都采用止口和端面定位。 采用止口和端面（或锥面和中心孔）作为基面有下列优点： a. 用这种定位方法可以加工裙部、头部、顶面、销孔等主要表面及其他次要表面。在一次安装中可车削多个表面，既提高了生产率，又能保证这些表面的位置精度。 b. 活塞裙部在半径方向的刚性差，利用止口和端面（或锥面和中心孔）定位可以沿活塞轴向夹紧，就不致引起严重的变形，从而可以进行多 刀切削。 拟定工艺路线 机械加工工艺路线的最终确定，一般要通过一定范围的论证，即通过对几条工艺路线的分析与比较，从中选出一条适合本厂条件的、确保加工质量、高效和低成本的最佳工艺路线。下面将从以上几个方面来确定活塞的机械加工工艺路线。 加工方法的确定 零件表面加工方法的选择应考虑的问题 : （ 1） 零件表面的加工方法，主要取决于加工表面的技术要求。这些技术要求还包括由于基准不重合而提高了对作为精基准表面的技术要求。根据各加工表面的技术要求，首先选择能保证该要求的最终加工方法，然后确定各工序 、工步的加工方法。 （ 2） 选择加工方法应考虑每种加工方法的加工经济精度范围；材料的性质及可加工性；工件的结构形状及尺寸大小；生产纲领及批量；工厂现有设备条件等。 (3) 加工经济精度分析。各种加工方法所能达到的加工经济精度和表面粗糙度都是在一定的范围内的。任何一种加工方法只要精心操作、细心调整、选择合适的切削用量，其加工经济精度就可以得到提高，其加工表面粗糙度值就可以减少。但是加工经济精度提高得愈高，表面粗糙度值减少得愈小，则所消耗的时间与成本也会愈大。 生产上加工经济精度的高低是用其可以控制的加工误差的大 小来表示的。加工误差小，则加工精度高；加工误差大，则加工精度低。一般来说，加工误差和加工成本之间成反比例关系。 可以看出：对一种加工方法来说，加工误差小到一定程度，加工成本提高很多，加工误差却降低得很少；加工误差大到一定程度以后，即使加工误差增大很，加工成本降低得很少。 因此所谓加工经济精度是指在正常加工条件下所能保证的加工精度和表面粗糙度。 14 （ 4） 材料的性质及可加工性。本零件的材料采用 的化学成分是 :,其余为 种材料的工艺性能如下： a. 切削性能： 00易切削材料。 b. 热处理性能：铝活塞毛坯在机械加工前要切去浇冒口，并进行时效处理，消除铸造时因冷却不均匀而产生的内应力。时效处理是将活塞加热至 210 240 ，保温 79然冷却，活塞经过时效处理后能增加强度和硬度。 (5) 生产率的要求 。 本活塞零件的生产类型属于大批大量生产。因而对生产率要求就相对的比较高。 综合以上几点，再考虑工厂的工艺能力和现有设备的加工经济精度，查机械加工工艺手册 对拟订本零件的加工方法如表 4。 加工阶段的划分 按加工性质和作用不同，工艺过程一般划分如下加工阶段：粗加工阶段；半精加工阶段；精加工阶段；光整加工阶段。它们的主要工作与要求如表 5所示。 表 4 加工方法的拟订 of 工步骤 加工方法 外圆的加工 活塞裙部外圆的精度要求为 面粗糙度要求为 . 63,材料为 样对于活塞外圆的加工选用：粗车 精车 这样可以达到的粗糙度为 端面的加工 端面的精度要求为 料为 可采用一次车削完成，这样能达到的精度等级为 10，粗糙度为 足要求。 该零件活塞对于外圆以及销孔孔的加工质量要求比较高，其余的加工质量要求并不高，又毛坯采用金属型铸造精度比较高，加工余量小，故除了外圆加工时安排了粗车，精车，金刚石车，加工销孔时安排了粗镗，精镗和滚压三个加工阶段外，其余工序均安排粗加工、精加工两阶段完成。 10 加工工序的安排 按照加工顺序的选择原则： (1）先加工基准面，再加工其它表面。 (2）一般情况下，先加工平面 ，后加工孔。 续表 4 15 加工步骤 加工方法 止口的加工 这个部分表面是为了加工出精基准而加工的，粗糙度要求不是很高，为. 25m ，精度要求为 可采用两次车削完成，即采用粗车 精车的加工方法 ,这样能达到的精度等级为 7，粗糙度为足要求。 销孔的加工 销孔的表面的精度要求为 上，要求较高，粗糙度 . 16m ，故考虑采用 。 粗 镗 精镗的加工方法，这样可以达到的精度等级为 糙度为足要求。 直油孔的加工 直油孔表面粗糙度也为 它的精度要求并不高，且孔径也小于 20它的加工方法也可以采用钻来实现，精度也为 环槽的加工 位置精度要求较高，而尺寸精度要求不是很高，故可以考虑采用粗车 精车完成。精度等级为 8，粗糙度为 足要求。 头部外圆的加工 精度要求为 10，而外圆开始已经进行一次粗车，故可以用一次 精车就可以达到要求，这样可以达到的精度等级为 糙度为 足要求。 销孔卡环槽 的加工 位置精度要求较高，而尺寸精度要求不是很高，故可在销孔精镗后采用车削完成。精度等级为 10，粗糙度为 足要求。 表 5 各加工阶段的加工要求 of 工阶段 加工要求 粗加工阶段 主要是去除各加工表面的余量，并作出精基准，因此这一阶段关键 问题是提高生产率 半精加工阶段 在半精加工阶段减小粗加工中留下的误差，使加工面达到一定的精度，为精加工作好准备 精加工阶段 在精加工阶段，应确保尺寸、形状和位置精度达到图纸规定的精度要求以及表面粗糙度要求 续表 5 加工阶段 加工要求 精密、超精密加工、光整加工阶段 这是对那些要求很高的零件安排的，是为了达到零件最终的精度要求 16 (3）先加工主要表面，后加工次要表面。 11 (4）先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 根据活 塞零件加工的实际情况，本设计拟定了两条加工路线来进行 比较分析： 方案一： a. 工艺过程 第 一 道工序： 铸造 第 二 道工序： 磁力探伤 第三道工序： 时效处理 第四道
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