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0295-活塞的机械加工工艺设计及夹具设计

资源目录

0295-活塞的机械加工工艺设计及夹具设计.zip

100精车燃烧室.dwg

105铣气门内槽.dwg

110铣气门外槽.dwg

115精镗销孔.dwg

120车销孔外端挡圈及倒角.dwg

125细镗销孔.dwg

15粗车外圆.dwg

20车端面.dwg

25车止口.dwg

30粗镗销孔.dwg

35半精车外圆.dwg

40钻斜油孔.dwg

45钻直油孔.dwg

夹具装配图.dwg

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钻孔夹具装配图.png

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关键词：: 活塞机械加工工艺设计夹具

资源描述：

第一章活塞的技术要求---------------------------------------------------------------------------------------2

第二章活塞的加工-----------------------------------------------------------------------------------------------5

§2-1生产类型的确定--------------------------------------------------------------------------------------------------5

§2-2 毛坯的分析------------------------------------------------------------------------------------------------------5

§2-3 制定工艺路线---------------------------------------------------------------------------------------------------7

§2-4 确定加工余量--------------------------------------------------------------------------------------------------16

§2-5 确定各工序的工艺装备 ----------------------------------------------------------------------------------20

§2-6 确定切削用量--------------------------------------------------------------------------------------------------25

§2-7 工序时间的确定-----------------------------------------------------------------------------------------------28

第三章钻油孔夹具设计----------------------------------------------------------------------------------------32

§3-1 工件的定位方案-----------------------------------------------------------------------------------------------32

§3-2 工件的夹紧方案-----------------------------------------------------------------------------------------------33

§3-3 夹具其它装置的设计-----------------------------------------------------------34

§3-4 钻油孔夹具的工作原理---------------------------------------------------------35

第四章铣气门夹具设计--------------------------------------------------------------------------------------37

§4-1 基本概念---------------------------------------------------------------------------------------------------------37

§4-2 工件的定位方案-----------------------------------------------------------------------------------------------37

§4-3 工件的夹紧方案-----------------------------------------------------------------------------------------------38

§4-4 分度装置设计---------------------------------------------------------------------------------------------------41

§4-5 夹具体的设计---------------------------------------------------------------------------------------------------43

§4-6 铣气门夹具的工作原理-------------------------------------------------------------------------------------44

结束语 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------46

参考文献---------------------------------------------------------------------------------------------------------------47

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内容简介：: 任务书指导教师学生姓名课题名称铝活塞的机械加工工艺设计及夹具设计内容及任务本设计对铝活塞的工艺过程进行了全面的阐，内容包括：活塞的技术条件分析，工序的安排，加工余量的确定，切削用量的计算，设备、工夹具的选择，工序时间的计算、拟订，工序卡片的制定。以及对两套典型夹具进行的分析计算型夹具的设计。拟达到的要求或技术指标 1、设计说明书 1 份，达字以上，且要符合规范要求； 2、设计图样全部用制，总的绘图量达 3 张上；其中：活塞零件图 ,钻油孔夹具图 ,铣床夹具零件图等 3、全部有电子文档 2 进度安排起止日期工作内容调研、收集资料，熟悉课题内容，完成开题报告完成整体设计方案及工序完成整体装配尺寸计算及所有图纸。完成说明书的编写和收尾工作。主要参考资料 1 徐灏 M 械工业出版社， 2001，第二版 2 王光斗、王春福 M 海科学技术出版社，2000，第三版 3 孟少农 M 械工业出版社， 1991，第 1、2 卷 4 徐圣群 M 海科学技术出版社， 1991 5 陆名彰 M 潭工学院， 2000 6 孙本绪、熊万武 M 防工业出版社， 1999 7 冯辛安 M 械工业出版社， 2003 8 周凤云 M 中科技大学出版社， 2002，第二版 9 大连理工大学工程画教组 M 高等教育出版社， 2000，第四版 10 廖念钊、莫雨松 M 中国计量出版社， 2002 11 禹金云、吴晓 M 中南工业大学出版社， 1998 12 邱宣怀 M 高等教育出版社， 2002 13 王绍俊 M 机械工业出版社 ,1985 14 唐保宁 ,高学满册 M 同济大学出版社 ,1993. 15 顾崇锨 M 陕西科学技术出版社 ,1989. 教研室意见签名：年月日院 (系 )主管领导意见签名：年月日 3 开题报告 4 毕业设计（论文）开题报告（ 1）结合课题任务情况，根据所查阅的文献资料，撰写 1500 2000 字左右的文献综述。 1. 课题来源、目的、意义本毕业设计的课题“活塞的机械加工工艺，典型夹具及其计 ” 来自湖南江滨机器厂湖南活塞生产线南。湖南江滨机器厂隶属于中国兵器工业装备总公司，主要生产发动机活塞、齿轮、机油泵。地处长沙、湘潭 “ 金三角 ” 地带，京广铁路、107、 320 国道傍厂而过。八十年代，工厂从德国司引进活塞设计、制造、检测技术，九十年代又先后引进圆车床、形销孔镗床、空直读光谱仪等先进设备。工厂生产的活塞直径 50 250 ，种类涉及单金属活塞、镶圈活塞、内冷油道活塞、可控膨胀钢片活塞、电子束焊接活塞、摆体式活塞、钢顶铝裙组合活塞、锻造活塞等八种。工厂奉行 “ 不断进取，成为最佳 ” 的质量方针，通过中国新时代质量体系认证中心 9002量体系认证，活塞产品先后多次获湖南省优、部优称号，畅销欧美、中东、东南亚、台湾等国家和地区。南江滨机器厂生产的一款针对大功率柴油发动机生产的活塞，由于它的性能好，寿命长，得到用户的极大好评。机械制造工艺问题有三个指标，首先是加工质量。从满足产品性能和耐用性而提出的零件加工质量要求有两个方面：加工精度和加工表面质量。前者包括了零件的尺寸精度、形状精度和位置精度；后者包括了零件表面的粗糙度、波度、物理和机械性能，国际上近年来称之为“表面完整性”。其次是要求生产时消耗的物质、能源和劳动量要尽量地少，也就是生产率要高，生产成本要低，这就需要对多种工艺过程方案进行分析和比较，进行优化选择。最后，要求机械零件的装配工艺在质量、生产率和经济性的达到一定的指标。机械制造中的质量、生产率和经济性三者具有密切的辨证关系和灵活性。在解决某一具体工艺问题时，需要全面地加以考虑。工艺部门在完成一台机械的零件加工和装配工艺过程的全面分析和方案比较、抉择以后，最终将以工艺文件（卡片）的方式填写下来，通常称为工艺规程，供生产准备和车间实施之用。本设计在参加江滨机器厂活塞生产线实习的基础上，根据以上要求，对订了一个生产工艺规程，对其中涉及到的一个典型夹具进行了设计分析。 (2)要研究内容、研究思路及方案已有工作基础和解决的主要问题有了相关设计原理及技术要求的原始资料，借到几本工艺设计的相关书籍。在湖南江滨机器厂进行考察，对活塞加工有了更深刻的认识和理解。已经学习了 ,等相关课程。在设计中主要考虑工艺过程的分析、典型夹具的设计。 5 研究思路和研究方案本课题为机械加工工艺的范畴 ,牵涉到内燃机方面的科学 ,所以 “ 活塞的机械加工工艺，典型夹具及其计 ”要求我有一定的内燃机知识，熟悉活塞的工况和经常发生的问题。以以往的课题设计经验为基础，采用理论和实际相结合的方法。实地参观，考察厂里现有工艺加工设备及热处理设备 ,以便在设计中尽量运用现有设备及加工工艺。多查相关资料，多和老师、工人师傅、同学研究讨论，选择在现有生产条件下最合理的设计方案。研究方案大体是 : 1. 活塞的技术要求 2. 活塞的加工 3. 钻油孔夹具设计 4. 铣气门夹具设计 6 (3) 研、收集资料，熟悉课题内容，成整体设计方案及工序成整体装配尺寸计算及所有图纸。成整体设计方案及工序课题方案的可行性、深度、广度及工作量的意见）：指导教师 _ 年月日说明：开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，此报告应在导师指导下，由学生填写，将作为毕业设计（论文）成绩考查的重要依据，经导师签署意见及教研室审查后生效。附件：模具高速铣削加工技术摘要介绍了高速铣削在模具加工中的应用以及影响，并简要的介绍了高速铣削机床的结构、控制系统和刀具。对高速加工的工艺进行了简单的分析。关键词高速铣削；模具加工一、前言在现代模具生产中，随着对塑件的美观度及功能要求得越来越高，塑件内部结构设计得越来越复杂，模具的外形设计也日趋复杂，自由曲面所占比例不断增加，相应的模具结构也设计得越来越复杂。这些都对模具加工技术提出了更高要求，不仅应保证高的制造精度和表面质量，而且要追求加工表面的美观。随着对高速加工技术研究的不断深入，尤其在加工机床、数控系统、刀具系统、件等相关技术不断发展的推动下，高速加工技术已越来越多地应用于模具型腔的加工与制造中。数控高速切削加工作为模具制造中最为重要的一项先进制造技术，是集高效、优质、低耗于一身的先进制造技术。相对于传统的切削加工，其切削速度、进给速度有了很大的提高，而且切削机理也不相同。高速切削使切削加工发生了本质性的飞跃，其单位功率的金属切除率提高了 30%40%，切削力降低了 30%，刀具的切削寿命提高了 70%，留于工件的切削热大幅度降低，低阶切削振动几乎消失。随着切削速度的提高，单位时间毛坯材料的去除率增加了，切削时间减少了，加工效率提高了，从而缩短了产品的制造周期，提高了产品的市场竞争力。同时，高速加工的小量快进使切削力减少了，切屑的高速排出减少了工件的切削力和热应力变形，提高了刚性差和薄壁零件切削加工的可能性。由于切削力的降低，转速的提高使切削系统的工作频率远离机床的低阶固有频率，而工件的表面粗糙度对低阶频率最为敏感，由此降低了表面粗糙度。在模具的高淬硬钢件 (加工过程中，采用高速切削可以取代电加工和磨削抛光的工序，从而避免了电极的制造和费时的电加工，大幅度减少了钳工的打磨与抛光量。对于一些市场上越来越需要的薄壁模具工件，高速铣削也可顺利完成，而且在高速铣削工中心上，模具一次装夹可完成多工步加工。高速加工技术对模具加工工艺产生了巨大影响，改变了传统模具加工采用的 “ 退火铣削加工热处理磨削 ” 或 “ 电火花加工手工打磨、抛光 ” 等复杂冗长的工艺流程，甚至可用高速切削加工替代原来的全部工序。高速加工技术除可应用于淬硬模具型腔的直接加工 (尤其是半精加工和精加工 )外，在极加工、快速样件制造等方面也得到了广泛应用。大量生产实践表明，应用高速切削技术可节省模具后续加工中约 80%的手工研磨时间，节约加工成本费用近 30%，模具表面加工精度可达 1 m，刀具切削效率可提高 1 倍。 2 二、高速铣削加工机床高速切削技术是切削加工技术的主要发展方向之一，它随着术、微电子技术、新材料和新结构等基础技术的发展而迈上更高的台阶。由于模具加工的特殊性以及高速加工技术的自身特点，对模具高速加工的相关技术及工艺系统 (加工机床、数控系统、刀具等 )提出了比传统模具加工更高的要求。 1. 高稳定性的机床支撑部件高速切削机床的床身等支撑部件应具有很好的动、静刚度，热刚度和最佳的阻尼特性。大部分机床都采用高质量、高刚性和高抗张性的灰铸铁作为支撑部件材料，有的机床公司还在底座中添加高阻尼特性的聚合物混凝土，以增加其抗振性和热稳定性，这不但可保证机床精度稳定，也可防止切削时刀具振颤。采用封闭式床身设计，整体铸造床身，对称床身结构并配有密布的加强筋等也是提高机床稳定性的重要措施。一些机床公司的研发部门在设计过程中，还采用模态分析和有限元结构计算等，优化了结构，使机床支撑部件更加稳定可靠。 2. 机床主轴高速机床的主轴性能是实现高速切削加工的重要条件。高速切削机床主轴的转速范围为10000100000m/轴功率大于 15过主轴压缩空气或冷却系统控制刀柄和主轴间的轴向间隙不大于要求主轴具有快速升速、在指定位置快速准停的性能 (即具有极高的角加减速度 )，因此高速主轴常采用液体静压轴承式、空气静压轴承式、热压氮化硅（瓷轴承磁悬浮轴承式等结构形式。润滑多采用油气润滑、喷射润滑等技术。主轴冷却一般采用主轴内部水冷或气冷。 3. 机床驱动系统为满足模具高速加工的需要，高速加工机床的驱动系统应具有下列特性： (1) 高的进给速度。研究表明，对于小直径刀具，提高转速和每齿进给量有利于降低刀具磨损。目前常用的进给速度范围为 2030m/采用大导程滚珠丝杠传动，进给速度可达 60m/用直线电机则可使进给速度达到 120m/ (2) 高的加速度。对三维复杂曲面廓形的高速加工要求驱动系统具有良好的加速度特性，要求提供高速进给的驱动器 (快进速度约 40m/3D 轮廓加工速度为 10m/能够提供 10m/加速度和减速度。机床制造商大多采用全闭环位置伺服控制的小导程、大尺寸、高质量的滚珠丝杠或大导程多头丝杠。随着电机技术的发展，先进的直线电动机已经问世，并成功应用于床。先进的直线电动机驱动使床不再有质量惯性、超前、滞后和振动等问题，加快了伺服响应速度，提高了伺服控制精度和机床加工精度。 4. 数控系统 3 先进的数控系统是保证模具复杂曲面高速加工质量和效率的关键因素，模具高速切削加工对数控系统的基本要求为： a. 高速的数字控制回路 (包括： 32 位或 64 位并行处理器及上的硬盘；极短的直线电机采样时间。 b. 速度和加速度的前馈控制 (数字驱动系统的爬行控制 ( c. 先进的插补方法 ( 基于样条插补 )，以获得良好的表面质量、精确的尺寸和高的几何精度。 d. 预处理 (能。要求具有大容量缓冲寄存器，可预先阅读和检查多个程序段 (如 00 个程序段，统可达 10002000 个程序段 )，以便在被加工表面形状 (曲率 )发生变化时可及时采取改变进给速度等措施以避免过切等。 e. 误差补偿功能，包括因直线电机、主轴等发热导致的热误差补偿、象限误差补偿、测量系统误差补偿等功能。此外，模具高速切削加工对数据传输速度的要求也很高。 f. 传统的数据接口，如行口的传输速度为许多先进的加工中心均已采用以太局域网 (行数据传输，速度可达 200 5. 冷却润滑高速加工采用带涂层的硬质合金刀具，在高速、高温的情况下不用切削液，切削效率更高。这是因为：铣削主轴高速旋转，切削液若要达到切削区，首先要克服极大的离心力；即使它克服了离心力进入切削区，也可能由于切削区的高温而立即蒸发，冷却效果很小甚至没有；同时切削液会使刀具刃部的温度激烈变化，容易导致裂纹的产生，所以要采用油 /气冷却润滑的干式切削方式。这种方式可以用高压气体迅速吹走切削区产生的切削，从而将大量的切削热带走，同时经雾化的润滑油可以在刀具刃部和工件表面形成一层极薄的微观保护膜，可有效地延长刀具寿命并提高零件的表面质量。三、高速切削加工的刀具刀具是高速切削加工中最活跃重要的因素之一，它直接影响着加工效率、制造成本和产品的加工精度。刀具在高速加工过程中要承受高温、高压、摩擦、冲击和振动等载荷，高速切削刀具应具有良好的机械性能和热稳定性，即具有良好的抗冲击、耐磨损和抗热疲劳的特性。高速切削加工的刀具技术发展速度很快，应用较多的如金刚石 (立方氮化硼 (陶瓷刀具、涂层硬质合金、(碳 )氮化钛硬质合金 )等。在加工铸铁和合金钢的切削刀具中，硬质合金是最常用的刀具材料。硬质合金刀具耐磨性好，但硬度比立方氮化硼和陶瓷低。为提高硬度和表面光洁度，采用刀具涂层技术，涂层材料为氮化钛(氮化铝钛 (。涂层技术使涂层由单一涂层发展为多层、多种涂层材料的涂层，已成为提高高速切削能力的关键技术之一。直径在 1040围内，且有碳氮化钛涂层的硬质合金刀片能够加工洛氏硬度小于 42的材料，而氮化钛铝涂层的刀具能够加工洛氏硬度为 42甚至更高的材料。高速切削钢材时，刀具材料应选用热硬性和疲劳强度高的 P 类硬质合金、涂层硬质合金、立方氮化硼（合刀具材料（。切削铸铁，应选用细晶粒的 K 类硬质合金进行粗加工， 4 选用复合氮化硅陶瓷或聚晶立方氮化硼（合刀具进行精加工。精密加工有色金属或非金属材料时，应选用聚晶金刚石刚石涂层刀具。选择切削参数时，针对圆刀片和球头铣刀，应注意有效直径的概念。高速铣削刀具应按动平衡设计制造。刀具的前角比常规刀具的前角要小，后角略大。主副切削刃连接处应修圆或导角，来增大刀尖角，防止刀尖处热磨损。应加大刀尖附近的切削刃长度和刀具材料体积，提高刀具刚性。在保证安全和满足加工要求的条件下，刀具悬伸尽可能短，刀体中央韧性要好。刀柄要比刀具直径粗壮，连接柄呈倒锥状，以增加其刚性。尽量在刀具及刀具系统中央留有冷却液孔。球头立铣刀要考虑有效切削长度，刃口要尽量短，两螺旋槽球头立铣刀通常用于粗铣复杂曲面，四螺旋槽球头立铣刀通常用于精铣复杂曲面。四、模具高速加工工艺高速加工包括以去除余量为目的的粗加工、残留粗加工，以及以获取高质量的加工表面及细微结构为目的的半精加工、精加工和镜面加工等。 1. 粗加工模具粗加工的主要目标是追求单位时间内的材料去除率，并为半精加工准备工件的几何轮廓。高速加工中的粗加工所应采取的工艺方案是高切削速度、高进给率和小切削用量的组合。等高加工方式是众多件普遍采用的一种加工方式。应用较多的是螺旋等高和等 Z 轴等高两种方式，也就是在加工区域仅一次进刀，在不抬刀的情况下生成连续光滑的刀具路径，进、退刀方式采用圆弧切入、切出。螺旋等高方式的特点是，没有等高层之间的刀路移动，可避免频繁抬刀、进刀对零件表面质量的影响及机械设备不必要的耗损。对陡峭和平坦区域分别处理，计算适合等高及适合使用类似 3D 偏置的区域，并且可以使用螺旋方式，在很少抬刀的情况下生成优化的刀具路径，获得更好的表面质量。在高速加工中，一定要采取圆弧切入、切出连接方式，以及拐角处圆弧过渡，避免突然改变刀具进给方向，禁止使用直接下刀的连接方式，避免将刀具埋入工件。加工模具型腔时，应避免刀具垂直插入工件，而应采用倾斜下刀方式 (常用倾斜角为 2030) ，最好采用螺旋式下刀以降低刀具载荷。加工模具型芯时，应尽量先从工件外部下刀然后水平切入工件。刀具切入、切出工件时应尽可能采用倾斜式 (或圆弧式 )切入、切出，避免垂直切入、切出。采用攀爬式切削可降低切削热，减小刀具受力和加工硬化程度，提高加工质量。 2. 半精加工模具半精加工的主要目标是使工件轮廓形状平整，表面精加工余量均匀，这对于工具钢模具尤为重要，因为它将影响精加工时刀具切削层面积的变化及刀具载荷的变化，从而影响切削过程的稳定性及精加工表面质量。粗加工是基于体积模型，精加工则是基于面模型。以前开发的统对零件的几何描述是不连续的，由于没有描述粗加工后、精加工前加工模型的中间信息，故粗加工表面的剩余加工余量分布及最大剩余加工余量均是未知的。因此应对半精加工策略进行优化以保证半精加工后工件表面具有均匀的剩余加工余量。优化过程包括：粗加工后轮廓的计算、最大剩余加工余量的计算、最大允许加工余量的确定、对剩余加工余量大于最大允许加工余量的型面分区 (如凹槽、拐角等过渡半径小于粗加工刀具半径的区域 )以及半精加工时刀心轨迹的计算等。 5 现有的模具高速加工 C A D /件大都具备剩余加工余量分析功能，并能根据剩余加工余量的大小及分布情况采用合理的半精加工策略。如状铣削 (剩余铣削 (方法来清除粗加工后剩余加工余量较大的角落以保证后续工序均匀的加工余量。 3. 精加工模具的高速精加工策略取决于刀具与工件的接触点，而刀具与工件的接触点随着加工表面的曲面斜率和刀具有效半径的变化而变化。对于由多个曲面组合而成的复杂曲面加工，应尽可能在一个工序中进行连续加工，而不是对各个曲面分别进行加工，以减少抬刀、下刀的次数。然而，由于加工中表面斜率的变化，如果只定义加工的侧吃刀量 (就可能造成在斜率不同的表面上实际步距不均匀，从而影响加工质量。一般情况下，精加工曲面的曲率半径应大于刀具半径的，以避免进给方向的突然转变。在模具的高速精加工中，在每次切入、切出工件时，进给方向的改变应尽量采用圆弧或曲线转接，避免采用直线转接，以保持切削过程的平稳性。五、结束语高速切削技术是切削加工技术的主要发展方向之一，目前主要应用于汽车工业和模具行业，尤其是在加工复杂曲面的领域、工件本身或刀具系统刚性要求较高的加工领域等，是多种先进加工技术的集成，其高效、高质量为人们所推崇。它不仅涉及到高速加工工艺，而且还包括高速加工机床、数控系统、高速切削刀具及术等。模具高速加工技术目前已在发达国家的模具制造业中普遍应用，而在我国的应用范围及应用水平仍有待提高，由于其具有传统加工无可比拟的优势，仍将是今后加工技术必然的发展方向 6 in as as on to n to to by is to a to is to is so AM to in in a is is in a Is in to to to 0%40%, 0%, 0%, in At to to be to be is to In in to be to 7 s to in NC a of to to to so on in in DM so on in 0% to 0%, m, he is of it so NC a as as (to so a to 1. he so on to be to of in by is so on in so to be 8 2. he is 0000100000m/is 5Is of or to to is to so on or 3. n to to be to (1) is in At 030m/0m/ to 20m/ to (2) to or to 0m/ D 0m/ 2 0m/s2 to 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C. up to on by D. in MG to be to 00 a 10002000 in to is so on by so E. so on to so on In is to F. to on 005. he in to is if if it to as a of to At of a is to as at in of a he is in of it is so on in is (N) so In in is to In to of so by of of in 040mm to be to uo of to be 2 uo of 2 of BN so of to on or on or CD or VD in of a to be is or Is in as as is be to by As as in A be as as in in he as as as as so 1. he is in is In is in is AM is so on is in to in in to to to to to To is D in in In to to as to of 030), by to as as as as or up to be to 2. he is is it of is on is on AM to is in of is on to is t目录第一章活塞的技术要求二章活塞的加工 2型的确定 2毛坯的分析 2制定工艺路线 2确定加工余量 2确定各工序的工艺装备 2确定切削用量 2工序时间的确定三章钻油孔夹具设计 3工件的定位方案 3工件的夹紧方案 3夹具其它装置的设计 3钻油孔夹具的工作原理四章铣气门夹具设计 4基本概念 4工件的定位方案 4工件的夹紧方案 4分度装置设计 4夹具体的设计 4铣气门夹具的工作原理束语考文献 2 第一章活塞的技术要求一、活塞的结构组成在发动机汽缸内，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，活塞承受高温气体的压力，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工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。图 1表示一个铝活塞称为活塞的曲顶面 ,它承受气体的压力 ,并受到高温气体的直接作用 ,3,4称为环槽 ,其中 4 的两个环槽称为气环槽 ,在气环槽中放置有弹性的活塞环 ,用以密封活塞顶面以上的燃烧室 ;2,3 分别为矩形槽和梯形槽 ,在油环槽中放置油环 (或称刮油环 ),它把飞溅到汽缸套内壁上的多余润滑油刮去 ,使油从油环槽的小孔 5 中流回曲轴箱 . 包刮曲顶面和油环在内的部分 6 称为活塞头部 ,其余部分 7称为活塞裙部 ,在活塞工作过程起到向作用称为活塞销孔 0是一个短圆柱面和圆锥面的组合 ,通常称为止口 ,它是专门为加工活塞而设置的铺助精基面镶嵌环 11 为高镍铸铁，作用是提高活塞该部位的强度和耐磨性，提高活塞的气密性和寿命。 324569107图18 3 图2图3活塞在工作过程中将产生受力变形和热变形所示 ,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大 ,使活塞裙部在受力后变成椭圆活塞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，如图 3的虚线所示。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。塞上，椭圆的长轴和短轴要控制在离圆位置 5以内，相互位置误差在 5以内。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。为了补偿这种不均匀的热变形，把活塞头部的外径设计的比裙部小，同时活塞裙部也设计成上小下大的锥形。柴油机活塞裙部的锥度是为了减少向裙部传导的热量，在活塞上铣有横槽，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，在下气环槽镶嵌一高镍铸铁环。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。二、活塞的一般技术要求由于铝活塞的技术条件已由国家科技委员会制定了国家标准，对个部分的尺寸公差、形状和位置公差以及表面粗糙度均作了详细的规定，现根据 85标准摘要说明如下：（ 1）、活塞裙部外圆要求与气缸很精密的配合，因为裙部外圆尺寸公差一般为于高速内 4 燃机的活塞甚至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均放大三倍，装配时将活塞按裙部尺寸分寸三组，气缸套按孔径尺寸分成三组，将对应的组进行装配，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（ 2）、对于浮动式活塞销孔，为了使活塞销在工作过程中能在孔中自由转动，销孔尺寸公差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，销孔的圆度不大于柱度不大于孔内圆表面粗糙度 3）、活塞的销孔的位置公差也有一定要求，主要是： 1）、销孔轴心线到顶面的距离影响气缸的压缩比，即影响发动机的效率，因此必须控制在一定的范围内。对于 02 2）、销孔轴心线到裙部轴心线的垂直度影响活塞销、销孔和连杆的受力情况。垂直度误差过大将使活塞销、销孔和连杆单侧受力，活塞在气缸套中倾斜，加剧了磨损。对于一垂直度在 3）、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。对于定对称度公差为（ 4）、为了使活塞患能随气缸套孔径的大小的变化而自由地膨胀，对活塞环槽作下列规定： 1）、活塞环槽平面母线对裙部轴线的垂直度：环槽呈碟形向上倾斜时不大于 25：环槽呈伞形向下倾斜时不大于 25： 2）、活塞环槽平面对裙部轴线圆跳动不大于 3）、活塞环槽底径对裙部轴线圆跳动不大于 4）、活塞环槽上下面平面的粗糙度 5）、为了保证发动机运转平稳，同一发动机个活塞的重量不应相差很大。对于量差不得大于活塞名义重量的活塞应按重量分组装配。 5 第二章活塞的加工 2 生产类型的确定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。如果从工艺特点方面来看单件生产其产品数量少，每年产品的种类、规格较多，是根据定货单位的要求确定的，多数产品只能单个生产，大多数工作地的加工对象是经常改变的，很少重复。成批生产其产品数量较多，每年产品的结构和规格可以预先确定，而且在某一段时间里是比较固定的，生产可以分批进行，大部分工作地的加工对象是周期轮换的。大量生产其产品数量很大，产品的结构和规格比较固定，产品生产可以连续进行，大部分工作地的加工对象是单一不变的。因此生产类型的确定，对于工艺规程的制定是非常重要的。显然，产量愈大，生产专业化程度应该愈高。但生产类型的划分一方面要考虑生产纲领即年产量；另一方面还必须考虑产品本身的大小和结构的复杂性。下面对该塞的生产类型确定如下： N=Q n（ 1+a%）（ 1+b%）式中（件 /年） 40万台 /年 1件 /台一般而言，以上的备品率根据易磨损和损坏的程度定为 3%现取 4%。由于属于机械零件，故取为 1%。则 N=40（ 1+4%）（ 1+1%） =40 42万台另一方面由于本产品属于轻型机械，且生产纲领为 42 万台，远远大于 5万台。所以塞的生产类型属于大量生产。 2 毛坯的分析正确的选择毛坯是工艺技术人员应该高度重视的问题。零件加工过程中工序的内容或工序的数目，材料消耗，热处理方法，零件制造费用等都与毛坯的材料、制造方法、毛坯的误差与毛坯的余量有关。应慎重对待。一、材料：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负荷、低级燃料的发动机中 ,有时用铸铁作为活塞材料铜硅铝合金比铸铁具有下列优点 : 6 (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 ; (4)、可以得到精确的毛坯 ; 但它也有一些缺点 : (1)、材料的价格比较贵 ; (2)、热膨胀系数大 ,约为铸铁的两倍 ; (3)、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加其寿命。二、毛坯的选择 1、应考虑的因素包括：（ 1）、生产批量（ 2）、零件的结构形状和尺寸大小（ 3）、零件的力学性能（ 4）、工厂现有设备和技术水平（ 5）、技术经济性主要依据一般是零件在产品中的作用和生产纲领以及零件本身的结构。 2、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。 3、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。 4、从毛坯的制造方法来看：毛坯的制造方法应与材料的制造工艺性相适应。故铸铁、铸钢、铸铝和铸铜等有色金属材料适合用铸造方法获得毛坯。 5、从铸铝件的强度来看：从铸铝件的强度来看可以考虑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 ,毛坯质量依次降低金属型铸造则适用于成批大量生产、以锌合金、铝合金、镁合金以及铜合金为主的中小型形状复杂不进行热处理的非铁合金的零件。也可用于铸钢、铸铁的厚壁、简单或中等复杂的中小铸件。对于这些材料则金属型铸造（浇铸）更为合适 6、从工厂现有设备和技术水平来看： 7 从这一方面来看，金属型浇铸也是可以考虑的。 7、从经济合理性来看：零件最大的外轮廓尺寸小于 160复杂程度属于中等，生产类型属于大量生产，故金属型或压力铸造均适合，但在成批生产下金属型铸造比较合适。综上所述，该活塞零件的材料选用坯采用金属型铸造。三、毛坯的机械加工余量由简明机械加工工艺手册表 10属型铸件的尺寸公差等级为 6 8。故查表 10 1、外圆的加工余量为 4 2、销孔的加工余量为 3 其它表面基本为一次性加工，故加工余量由零件尺寸决定。 2 制定工艺路线这是制订机械加工工艺规程的核心。其主要内容有： 1、选择定位基准 2、确定加工方法 3、安排加工次序 4、安排热处理、检验 5、安排其它工序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一、基准的选择基准是机械制造中应用得十分广泛的一个概念，是用来确定生产对象上几何要素之间的几何关系所依据的那些点、线或面。机械产品从设计、制造到出厂经常要遇到基准问题：设计时零件尺寸的标注、制造时工件的定位、检查时尺寸的测量以及装配时零、部件的装配位置等都要用到基准的概念。基准一般包括： 1、设计基准：设计者在设计零件时，根据零件在装配结构中的装配关系以及零件本身结构要素之间的相互位置关系，确定标注尺寸（或角度）的起始位置。简言之，设计图样上所采用的基准就是设计基准。 2、工艺基准：零件在加工、测量和装配过程中所采用的基准称为工艺基准。它又可以分为：（ 1）、定位基准：加工时用于工件的定位的基准。它又可分为粗基准、精基准。另外还有附加基准。其中粗基准是未经机械加工的定位基准。反之经过机械加工的定位基准称为精基准。而附加基 8 准是指零件上根据零件机械加工工艺需要而专门设计的定位基准。（ 2）、测量基准：在加工过程中或加工后用来测量工件的形状、位置和尺寸误差所采用的基准。（ 3）、装配基准：在装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。在这里主要考虑定位基准的选择，而测量基准、装配基准则在后面的设计中进行选择。 3、定位基准的选择（ 1）、一般原则 1）、选最大尺寸的表面为安装面，选最长距离的表面为导向面，选最小尺寸的表面为支承面。 2）、首先考虑保证空间位置精度，再考虑保证尺寸精度。 3）、应尽量选择零件的主要表面为定位基准。 4）、定位基准应有利于夹紧，在加工过程中稳定可靠。下面根据以上一般原则分别进行粗基准和精基准的选择。（ 2）、粗基准的选择：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： 1）、选加工余量小的、较准确的、光洁的、面积较大的毛面做粗基准。 2）、选重要表面为粗基准。 3）、选不加工的表面做粗基准。 4）、粗基准一般只能使用一次。上述的选择粗基准的四条原则，每一条都只能说明一个方面的问题。综合以上各个原则并考虑零件的实际情况选择如下：粗基准一般都是为了加工出精基准，而在活塞零件加工中 ,为了提高零件的生产精度 ,在以活塞毛坯内腔为粗基准加工完外圆和端面后 ,在以外圆为基准加工精基准止口准确的、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。（ 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原则： 1）、基准重合原则：也就是选设计基准为定位基准。 2）、基准统一原则：也就是在零件的加工过程中，采取统一的基准。 3）、互为基准原则：也就是对某些位置精度要求很高的零件，通常采用互为基准、反复加工的原则。 4）、自为基准原则：也就是以加工表面本身定位，待到夹紧以后将定位元件移去，再进行加工。这样可以使得面的加工达到很高的精度。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因此希望以一个统一基面定位来加工这些要求高的表面在精加工时 ,除精车外圆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。 9 采用止口和端面（或锥面和中心孔）作为基面有下列优点：（ 1）、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。（ 2）、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。二、加工方法的确定及工序的安排零件表面的加工方法，首先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对某些表面的加工要求。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。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；工件的结构形状和尺寸大小；生产率要求；工厂或车间的现有设备与技术条件。下面将从以上各个方面与以考虑并最终确定加工方法。（一）、加工经济精度：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。（二）、材料的性质及可加工性：本零件的材料采用的化学成分是 :6%,8%,1%,其余为这种材料的工艺性能如下： 1、切削性能： 00易切削材料。 2、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 180 200，保温 6 8h 后，自然冷却，活塞经过时效处理后能增加强度和硬度。（三）、工件的结构形状和尺寸大小：本活塞零件属于结构形状并不十分复杂，而尺寸也不很大的零件，因而起来也不是和困难的。（四）、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。（五）、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表 1、对于活塞零件外圆的加工 10 由于活塞外圆的精度要求为料为样对于活塞外圆的加工可以考虑选用：粗车半精车精车，这样可以达到的粗糙度为 2、对于活塞端平面的加工：由于条件是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 3、对于活塞止口的加工：由于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6，粗糙度为 4、对于活塞销孔的加工：由于该孔的表面的精度要求为求较高，又是对于孔的加工，故可考虑采用：粗镗精镗细镗，这样可以达到的精度等级为 8，粗糙度为足要求。 5、对于活塞斜油孔的加工：这个圆孔的表面粗糙度也为于等于 m，对于它的也精度要求也不高，性质它的孔径也小于 20它的加工方法也可以考虑采用钻来实现，精度也为 6、对于活塞直油孔的加工：这个圆孔的表面粗糙度也为 m，对于它的也精度要求也不高，性质它的孔径也小于 20它的加工方法也可以考虑采用钻来实现，精度也为 7、对于活塞油环槽的加工：在这里只它的位置精度要求较高，而尺寸精度要求也不是很高，故可以考虑采用直接车削完成。精度等级为 10，粗糙度为 8、对于活塞油环环岸及倒角的加工：在这里只它的位置精度要求较高，而尺寸精度要求也不是很高，故可以考虑采用直接车削完成。精度等级为 10，粗糙度为 9、对于活塞梯形槽的加工：在这里只它的位置精度要求较高，而尺寸精度要求也不是很高，故仍可以考虑采用直接车削完成。精度等级为 10，粗糙度为足要求 10、对于活塞头部外圆的加工：这个部分的精度要求为 10，而外圆开始已经进行一次粗车，故可以用一次半精车就可以达到要求，这样可以达到的精度等级为 8，粗糙度为 11、对于活塞镶圈槽、的加工：在这里只它们的位置精度要求较高，而尺寸精度要求也都不是很高，故仍可以考虑采用直接车削完成。精度等级为 10，粗糙度为足要求 12、对镶圈槽槽底的加工：因为前面已经对镶圈槽进行过一次加工了，在这里对槽底的修复加工只要进行一次精车就行 11 了，这样可以达到的粗糙度为足要求。 13、对于活塞燃烧室的加工：燃烧室的精度要求较高，它的加工余量也较大，所以可以考虑采用：粗车精车这样能达到的精度要求为 7，粗糙度为足要求。对其圆角的加工也是采用一次车削完成。 14、对于活塞气门内、外槽的加工：在这里只它的位置精度要求较高，而尺寸精度要求也不是很高，故仍可以考虑采用直接一次铣削完成。精度等级为 12，粗糙度为要求 15、对于活塞销孔外端挡圈槽及其倒角的加工：在这里只它的位置精度要求较高，而尺寸精度要求也不是很高，故仍可以考虑采用直接车削完成。精度等级为 10，粗糙度为足要求。（六）、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下： 1、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。 2、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。 3、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或基本达到图纸规定的精度要求以及表面粗糙度。 4、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。一般情况下，若将加工表面从毛坯面开始到最终的精加工或精密加工都集中在一个工序中连续完成，则难以保证零件的精度要求或浪费人力、物力资源。这是因为粗加工是切削层厚，切削热量大，无法消除因热变形带来的加工误差，也无法消除因粗加工留在工件表层的残余应力产生的加工误差；后续加工容易把已加工好的加工表面划伤；不利于合理地使用设备；不利于合理地使用技术工人，让高技术工人完成粗加工任务是人力资源的一种浪费。但是当加工质量要求不高，工件刚度足够，毛坯质量高，加工余量小，可以考虑一次性完成加工。如自动机上加工的零件；装夹，运输不便的重型零件，在一次安装下完成粗加工和精加工，但在粗加工后，重新以较小的夹紧力夹紧。而本零件对于外圆以及主要的销孔孔的加工质量要求比较高，其余的加工质量要求并不很高，毛坯质量比较高，加工余量小，工件也是有足够的精度，故除了外圆加工时安排了粗车，半精车，精车三个阶段。加工销孔时安排了粗镗，精镗和滚压三个加工阶段。车燃烧室时安排了粗车和精车两个加工阶段。其余的均安排在一个性完成加工。（七）、机械加工顺序的安排：按照以下的几个原则，也就是：（ 1）、先加工基准面，再加工其它表面。 12 （ 2）、一般情况下，先加工次要表面。（ 3）、先加工主要表面，后加工次要表面。（ 4）、先安排粗加工工序，后安排精加工工序。将该活塞的工序进行安排，为了获得一条适合的、能确保加工质量、高效和低成本的最佳工艺路线，本设计将通过两个方案的比较分析来最终确定一个最佳的方案。 1、方案一：（ 1）、工艺过程第一个工序：粗车外圆第二个工序：车端面第三个工序：车止口、打中心孔第四个工序：粗镗销孔第五个工序：半精车外圆第六个工序：钻斜孔第七个工序：钻直油孔第八个工序：切油环槽第九个工序：车油环槽环岸及其倒角第十个工序：切梯形槽第十一个工序：半精车头部外圆第十二个工序：切镶圈槽第十三个工序：切镶圈槽第十四个工序：切镶圈槽槽底第十五个工序：精车外圆第十六个工序：粗车燃烧室第十七个工序：粗车燃烧室圆角第十八个工序：精车燃烧室第十九个工序：铣气门内槽第二十个工序：铣气门外槽第二十一个工序：精镗销孔第二十二个工序：车销孔外端挡圈及倒角第二十三个工序：细镗销孔图形见所附工艺过程卡片 . （ 2）、热处理工序及表面处理工序的安排：铝合金热处理安排在机加工前。（ 3）、其它辅助工序的安排：检查、检验工序、去毛刺、平衡、清洗工序等也是工艺规程的重要组成部分。检查、检验工序是保证产品质量合格的关键工序之一，每个操作过程中和操作结束以后都必须自检。在工艺规程中， 13 下列情况下应安排检查工序：零件加工完毕之后；从一个车间到另一个车间的前后；工时较长或重要的关键工序前后。故根据以上原则，在本零件中外圆以及销孔的粗、精加工之后均安排一次检验工序，个个环槽加工完后也要进行一次检验。在零件加工完毕后再安排一次检验工序。切削加工之后，安排去毛刺的处理。零件表层或内部的毛刺，影响装配操作、装配质量以至会影响整机性能，因此应给以充分的重视。在工件进入装配之前，一般都应安排清洗。工件的内孔、壳体的内腔易存留切屑，清洗时应给以特别注意。在工件加工完毕进入装配之前必须安排一次清洗的工序。（ 4）、工序的组合：同一个工件，同样的加工内容，可以安排两种不同形式的工艺规程：一种是工序集中，另一种是工序分散。前者是使每个工序中包括尽可能多的工步内容，因而使总的工序数目减少，夹具的数目和工件的安装次数也相应的减少。后者是将工艺路线中的工步内容分散在更多的工序中完成，因而每道工序的工步少，工艺路线长。它们各有所长。前者有利于保证各加工面间的相互位置精度要求，有利于采用高生产效率的机车，节省安装工件的时间，减少工件的搬动次数。而后者可使每个工序使用的设备和夹具比较简单，调整、对刀也比较简单，对操作工人的技术水平要求比较低。因此考虑到本活塞零件的结构特点和技术要求、以及工厂机床设备、工人技术水平等条件，并看到工序集中和工序分散的优缺点，本零件采用工序分散的原则，也就是每个工序所包含的内容不多，所使用的工艺设备与装备比较简单，易于调整和掌握，同时有利于选用合理的切削用量，减少基本时间。它的设备数量多，生产面积大，设备投资少，易于更换产品，比较适合本产品的加工。 2、方案二：（ 1）、工艺过程第一个工序：粗车外圆、车端面第二个工序：车止口、打中心孔第三个工序：半精铰第四个工序：半精车外圆第五个工序：车油环槽及梯形槽第六个工序：车油环槽环岸及其倒角第七个工序：钻斜孔第八个工序：钻直油孔第九个工序：半精车头部外圆第十个工序：车镶圈槽、第十一个工序：车镶圈槽槽底第十二个工序：精车外圆第十三个工序：粗车燃烧室第十四个工序：粗车燃烧室圆角第十五个工序：精车燃烧室 14 第十六个工序：铣气门内槽第十七个工序：铣气门外槽第十八个工序：精铰第十九个工序：车销孔外端挡圈及倒角第二十个工序：细铰热处理及其他的同方案一。 3、工艺方案的比较与技术经济分析：本设计主要通过对以上两条工艺路线的分析与比较来选择一条最佳的工艺路线。以上两个工艺方案中除了第一、第四、第十、第十八、第二十不太相同之外，其他的工序基本上是相同的。因此对于这两个方案的分析与比较将从工艺方案的技术经济特性指标、工艺成本，技术经济对比等各个方面进行。（ 1）、产品工艺方案技术特性主要指标： 1）、劳动力消耗率：方案一与方案二相比，工时数与台时数比较多，生产率相对低，但同时所达到的精度比较高 2）、设备构成比：在这一方面，两个方案基本相同。 3）、工艺装备系数：在这一方面，两个方案基本相同。 4）、工艺过程的分散与集中程度：本产品属于大批大量生产，故第一个方案的分散集中程度比较适中，而第二个工序则过于集中。 5）、金属消耗量：两个方案基本相同。 6）、占用生产面积数：两个方案基本相同。（ 2）、机械加工工艺过程技术特性指标：机械加工工艺过程技术特性指标包括：出厂量、毛坯数量、制造毛坯所需金属质量、毛坯净重、毛坯的成品率、设备总功率、专用夹具装备系数、量具装备系数、刀具装备系数、操作工人的平均等级；钳工修整劳动量及其占机床工作量的比列；生产面积总数、总面积、平均每台机床占用生产面积、平均每台机床占用总面积，对于这些指标，两个方案是相同或相近的。因而不于分析。另外还有机械加工工序总数、各类机床总数、专用夹具数量，这些第一个方案比第二个方案要多一些。而机床负荷系数第一个方案要比第二个方案小，机动时间系数则比第二个方案大。综合以上指标，并看到方案二的加工精度要高于方案一，但表面粗糙度也大于方案一，而方案一的加工精度与表面粗糙度又是适中的。故相比之下，方案一要优于方案二。（ 3）、工艺成本的分析 15 表 1 零件成本的组成表计量单位：元全年零件成本全年工艺成本它费用全年可变费用年不变费用政员的工资总务人员工资办公费用厂房维持费及折旧费照明费等运输费件夹具维持费及通用夹具折旧费注 :有些费用是随生产批量而变换的 ,如调整费、用于在制品占用资金等 ,一般情况下不于单列 . 零件的全年工艺成本 : N 中元 /件件元而单个零件的工艺成本应为 : 由于这两个工艺方案中只有少数工序不同 ,多数工序是相同的 ,故可以通过计算少数不同的工序的单件成本来进行比较。在这里选择第五个工序来进行计算并比较，其他的也都类似的计算。对于第一个工序： 1 = 其中 16 对于 2 同样有于两个方案对于环槽及镶圈槽等的加工工不同在于一个采用的是车削，另一个采用的是铣削。故 1 1 1（ 2 2 2）其中 = 1 a/100） /60 式中元 /小时元在上面各量中取 a=13 = 式中元每年 33% 取为 26% =（ T（ K 1）元 /件式中元元代入数据： 1 1（ 2 2）由于 1 2 1 2 所以有合以上的分析比较可知：采用方案一相对的比较经济合理，故本设计将采用方案一。 2 确定加工余量完成某工序所需切除的材料层的厚度称为工序余量，从毛坯到成品的整个工艺过程中所切除的材料层的厚度成为总余量。加工总余量的大小取决于加工过程中各个工序所切除的金属厚度的总和。每一工序所切除的金属层厚度称为工序

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