型铝活塞的机械加工工艺设计及夹具设计样本.doc

目 录 第一章 活塞技术规定---------------------------------------------------------------------------------------2第二章 活塞加工-----------------------------------------------------------------------------------------------5§2-1生产类型拟定--------------------------------------------------------------------------------------------------5§2-2 毛坯分析------------------------------------------------------------------------------------------------------5§2-3 制定工艺路线---------------------------------------------------------------------------------------------------7§2-4 拟定加工余量--------------------------------------------------------------------------------------------------16 §2-5 拟定各工序工艺装备 ----------------------------------------------------------------------------------20§2-6 拟定切削用量--------------------------------------------------------------------------------------------------25§2-7 工序时间拟定-----------------------------------------------------------------------------------------------28第三章 钻油孔夹具设计----------------------------------------------------------------------------------------32§3-1 工件定位方案-----------------------------------------------------------------------------------------------32§3-2 工件夹紧方案-----------------------------------------------------------------------------------------------33§3-3 夹具其他装置设计-----------------------------------------------------------34§3-4 钻油孔夹具工作原理---------------------------------------------------------35第四章 铣气门夹具设计--------------------------------------------------------------------------------------37§4-1 基本概念---------------------------------------------------------------------------------------------------------37§4-2 工件定位方案-----------------------------------------------------------------------------------------------37§4-3 工件夹紧方案-----------------------------------------------------------------------------------------------38§4-4 分度装置设计---------------------------------------------------------------------------------------------------41§4-5 夹详细设计---------------------------------------------------------------------------------------------------43§4-6 铣气门夹具工作原理-------------------------------------------------------------------------------------44结束语 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------46参照文献---------------------------------------------------------------------------------------------------------------47 附件1--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------48附件2 实习报告----------------------------------------------------------------------------------------------61第一章 活塞技术规定一 、活塞构造构成 在发动机汽缸内，活塞在一某些工作循环压缩气体，而在另一某些工作循环，汽缸内混合气体燃烧膨胀，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工作长时间变负荷往复运动，活塞构造就要适应这样工作条件图1表达一种铝活塞.弧面1称为活塞曲顶面,它承受气体压力,并受到高温气体直接作用.四个圆环形槽2,3,4称为环槽,其中4两个环槽称为气环槽,在气环槽中放置有弹性活塞环,用以密封活塞顶面以上燃烧室;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多余润滑油刮去,使油从油环槽小孔5中流回曲轴箱. 包刮曲顶面和油环在内某些6称为活塞头部,别的某些7称为活塞裙部,在活塞工作过程起到向作用.活塞中间贯穿孔9称为活塞销孔.图中10是一种短圆柱面和圆锥面组合,普通称为止口,它是专门为加工活塞而设立铺助精基面.在构造上和功能上没有作用.镶嵌环11为高镍铸铁，作用是提高活塞该部位强度和耐磨性，提高活塞气密性和寿命活塞在工作过程中将产生受力变形和热变形.如图2所示,活塞曲顶面受到汽缸内气体压力作用,产生弹性变形.由于活塞裙部在圆周方向刚性不同,在销孔轴线方向弹性变形量大,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虚线所示因此无论是受力变形或热变形都使本来圆柱形裙部变成椭圆形，椭圆长轴在活塞销孔轴心线方向上这样，比然使活塞与汽缸间隙不均匀地减少甚至消失，以至于发生强烈磨损甚至咬住为了补偿上述变形，由活塞裙部设计制导致椭圆形，椭圆长轴在垂直于活塞销孔轴心线方向上，并在活塞裙部销孔附近铸出两块凹吭，增长裙部与汽缸内壁间隙椭圆度大小随活塞型号不同C6110活塞上，椭圆长轴和短轴要控制在离圆位置5°以内，互相位置误差在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热变形，把活塞头部外径设计比裙部小，同步活塞裙部也设计成上小下大锥形C6110型柴油机活塞裙部锥度是0.02～0.05mm为了减少向裙部传导热量，在活塞上铣有横槽，以减少向下传热面积在活塞上还铣有纵向槽（稍斜）以增长活塞裙部弹性（横向槽也有类似作用）为了活塞气密性和耐磨性，增长其寿命，在下气环槽镶嵌一高镍铸铁环使铸铁热膨胀系数更接近ZL109，以便满足零件规定活塞销孔内装活塞销与连杆小头孔相连接为了使活塞销磨损均匀，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、活塞普通技术规定由于铝活塞技术条件已由国家科技委员会制定了国标，对个某些尺寸公差、形状和位置公差以及表面粗糙度均作了详细规定，现依照JB3931——85原则摘要阐明如下：（1）、活塞裙部外圆规定与气缸很精密配合，由于裙部外圆尺寸公差普通为IT6，对于高速内燃机活塞甚至要达IT5为了减少机械加工困难，将活塞裙部和气缸套孔径制造公差均放大三倍，装配时将活塞按裙部尺寸分寸三组，气缸套按孔径尺寸提成三组，将相应组进行装配，以保证达到规定间隙裙部椭圆度和锥度公差在分组尺寸公差范畴内裙部外圆粗糙度≤0.4um2）、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IT6级以上为了减少机械加工工作量，活塞销孔和活塞销装配也采用分组装配法，销孔圆度不不不大于0.001mm，圆柱度不不不大于0.06mm销孔内圆表面粗糙度（3）、活塞销孔位置公差也有一定规定，重要是：1）、销孔轴心线到顶面距离影响气缸压缩比，即影响发动机效率，因而必要控制在一定范畴内对于C6110活塞这一距离为102±0.08mm2）、销孔轴心线到裙部轴心线垂直度影响活塞销、销孔和连杆受力状况。

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C6110活塞这一垂直度在25.4mm长度上公差为0.014mm3）、销孔轴心线在裙部轴心线对称度误差也会引起不均匀磨损对于C6110活塞，规定对称度公差为0.13mm 4）、为了使活塞患能随气缸套孔径大小变化而自由地膨胀，对活塞环槽作下列规定：1）、活塞环槽平面母线对裙部轴线垂直度：环槽呈碟形向上倾斜时不不不大于25：0.07；环槽呈伞形向下倾斜时不不不大于25：0.032）、活塞环槽平面对裙部轴线圆跳动不不不大于0.05mm3）、活塞环槽底径对裙部轴线圆跳动不不不大于0.15mm4）、活塞环槽上下面平面粗糙度Ra≤0.4um（5）、为了保证发动机运转平稳，同一发动机个活塞重量不应相差很大对于C6110型柴油机活塞，重量差不得不不大于活塞名义重量±2.5%活塞应按重量分组装配第二章 活塞加工§2-1 生产类型拟定生。