活塞的机械加工工艺规程设计

1、目录1.零件的分析1 零件的作用 1 零件的工艺分析及其技术要求 1 2.工艺规程设计 3. 确定毛坯的制造形式及毛坯尺寸确定的 3 . 基面的选择 4. 制定工艺路线 5. 机械加工余量、工序尺寸 6. 确定切削用量及基本工时 8 总结 13参考文献 14零件的分析零件的作用活塞是曲柄连杆机构中的重要零件之一，是发动机的心脏，它主要有三个作用。第一是使发动机作功；第二是密封，它能使发动机内活塞顶以上的空间保持密封 使发动机能连续工作；第三是传热，它能将发动机点燃爆发时的高温传给气缸， 再由气缸壁外侧水套内的循环水将热量带走。零件的工艺分析 及其技术要求图 1-1 零件图 零件的工艺分析1）时效处理是为了消除铸件的内应力，第二次时效处理是为了消除粗加工和铸 件残余应力。以保证加工质量。2）活塞环槽的加工，分粗加工和精加工，这样可以减少切削力对环形槽尺寸的 影响，以保证加工质量。3）活塞环槽的加工，装夹方法可采用心轴，在批量时可提高生产效率，保证质 量。4）活塞环槽8 +o.o2mm尺寸检验，采用片塞规进行检查，片塞规分为通端和止端0两种。片塞规具有综合检测功能，即能检查尺寸精度，同时也

2、可以检查环槽两面 是否平行，如不平行，片塞规在环槽内不能平滑移动。5）活塞环侧面与8O+o.o34 mm轴心线的垂直度检验，可采用心轴装夹工件，再将0心轴装夹在两顶尖之间，这时转动心轴，用杠杆百分表测每一环槽的两个侧面， 所测读数最大与最小差值，即为垂直度误差。6）活塞外圆134o mm与8O+o.o34mm轴心线的同轴度检验，可采用心轴装夹-0.080工件，再将心轴装夹在两顶尖之间，这时转动心轴，用百分表测出活塞外圆跳动 的读数最大与最小差值，即为同轴度误差。零件的技术要求（1）活塞环槽侧面与80 +0.034 mm轴心线的垂直度公差为；0（2） 活塞外圆134o mm与80 +0.034mm轴心线的同轴度公差为；-0.080 左右两端90mm内端面与80 +0.034mm轴心线的同轴度公差为；0（4） 由于活塞环槽与活塞环配合精度要求较高，所以活塞环槽加工精度相对要求 较高；活塞上环槽8 +0.02入口处的倒角为1 x450 ；0 材料HT200,铸造后时效处理；（7）未注明倒角1 x450。工艺规程设计.毛坯的选择确定毛坯的类型、制造方法和尺寸及公差 因为活塞对耐磨性和强度要求较

3、高，其精度对车床的加工精度有很大影响，所以 要选用材料为HT200，有导热性好、重量轻、易加工等优点。为了克服铸造缺陷, 获得优秀的毛坯，采用压铸制造，在机加工以前先切去浇冒口，然后进行热处理。材料为HT200，精度等级在8-10之间，取IT=，尺寸公差等级为10；加工余 量在3-4之间，加工余量等级为G；即毛坯的尺寸为142mm x 139mm。确定毛坯的技术要求(1)调质处理硬度为2832HRC，以改善切削加工性能，为切削加工做准备。( 2)零件左侧局部外圆要求有较高硬度和耐磨性，故需淬火处理，要求硬度达 到 4550HRC。(3)材料为HT200，未注圆角1X45。绘制毛坯图. 基面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、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

4、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。该零件图中较多尺寸及形位公差是以内孔及端面为设计基准的。因此，采用先加 工内孔，然后以内孔为精基准加工外圆。根据各加工表面的基准如下表所示：(1) 选择外圆表面作为粗基准定位加工孔，为后续工序加工出精基准，这样使 外圆加工时的余量均匀，避免后续加工精度受到“误差复印”的影响。(2) 选择孔作为精基准，这样能在一次装夹中把大多数外圆表面加工出来，有 利于保证加工面间相互位置精度。表 2-1 加工表面的基准序号加工部位基准选择176mm内孔及端面外圆毛坯表面2粗车外圆外圆毛坯表面3半精车外圆、端面、按图样尺寸切槽至6mm ,90mm x 8mm 凹台76mm内孔4精车 80 +0.034 mm孔、端面、凹槽 90mm x 8mm半精车后外圆表面5另一端面和凹槽、外圆、切槽至8+0-02mm内径110。 mm 、车中 间环槽-0.0540 mm x124。mm-0.1 80 +0.034 mm 孔0制定工

5、艺路线制定加工方案的一般原则为：先粗后精，先近后远，先外后内，程序段最少，走 刀路线最短以及特殊情况特殊处理。制定工艺路线要保证加工质量，提高生产效 率，降低成本。根据生产类型是成批生产，零件的几何形状、尺寸精度及位置精 度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下， 可以考虑采用专用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此 之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。拟定加工路线如下：工序号工序名称工序内容定位基准工装1铸造铸造2清砂清砂，去冒口3检验检验铸件有无缺陷4热处理时效处理5粗车夹外圆138o mm （毛坯），粗车 -0.0880 +0.034 mm内孔至76mm及端面，见平即可，粗车外圆尺寸至138mm，长度大于80mm外圆毛坯表面三爪卡盘、中 心架、车床6粗车倒头装夹138mm，粗车外圆尺寸至138mm光滑接刀，车端面保证尺寸总 长为135mm外圆毛坯表面三爪卡盘、中 心架、车床7热处理二次时效处理8检验检验工件有无气孔，夹渣等缺陷9半精车夹80,.034 mm内孔，半精车外圆，留 量，按图样尺寸切槽8;0.02 mm 至6

6、mm,车端面照顾尺寸10mm,车90mm x 8mm凹台，留加工余量1mm76mm 内 孔心轴10精车倒头装夹，夹外圆并找正，精车孔至 80+0-034 mm、车端面，保证总长尺寸 为。车凹槽 90mm x 8mm，倒角1.5 x 450半精车后外圆表面三爪卡盘、中 心架、车床11精车以内孔定位，倒头装夹，精车另一端面， 保证总长尺寸为132m m,精车另一凹槽90mm x 8mm，倒角1 x 45。，精车外圆1340 mm，切各槽至图样-0.08尺寸8 +0.02 mm内径 110。 mm，0- 0.05保证各槽间距10mm及各槽入口 处倒角0.3 x 450。车中间环槽40 mm x 1240 mm-0.1内孔三爪卡盘、中 心架、车床、 心轴12检验检验各部尺寸及精度13入库入库. 机械加工余量、工序尺寸加工余量可采用查表修正法确定，确定工序尺寸的一般加工方法是，由加工表面 的最后工序往前一步推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注。当无基 准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序（或工步）的加工余量有关。 当基准不重合时，工序尺寸用工艺尺寸链解算。中间工序尺寸按“单向、入

7、体” 原则标注，但毛坯和孔心距尺寸公差带一般去双向对称布置。中间工序尺寸的公 差可以从相应的加工经济精度表中查得。1.活塞80 +0.034mm内孔（工序5和10）的加工余量、工序尺寸及其公差的确定 0按照粗车f精车加工方案，查阅加工余量手册，有粗车余量Zj=6mm、精车 余量Zj=4mm；查机械制造技术基础课程设计指导教程第四章各个表，确定 各工序尺寸的加工精度等级和表面粗糙度为，粗车：IT12, Ra为pm、精车：IT7,Ra为12 pm ；根据上诉结果，再查标准公差数值表可确定各公步的公差值分别为，粗车;、精车：。综上所述，该工序 加工该定 位孔各工 步的工序尺 寸及公 差分别为， 粗车76 +o.3 mm、精车80 +0.034 mm。002.活塞外圆表面134o mm （工序5、6、9、10和11）的加工余量、工序尺0.08寸及公差的确定按照粗车f半精车f精车的加工方案，查阅机械加工余量手册，有工序间的 余量：粗车余量Zj=4mm、半精车余量Zj=、精车余量Zj=。查机械制造技术基 础课程设计指导教程第四章各个表，确定各工序尺寸的加工精度等级和表面粗 糙度分别为，粗车：IT1

8、2,、半精车IT10, Ra5、精车：IT7,。综上所述，该工序加工各工步的工序尺寸及公差分别为：粗车138o mm、半0.4精车135.5o mm 、 精车134o mm 。0.160.083. 活塞8 +o.o2mm槽（工序9和11）的加工余量、工序尺寸及公差的确定0按照半精车f精车的加工方案，查阅机械加工余量手册，有工序间的余量： 半精车余量Zj=1mm、精车余量Zj=2mm。查机械制造技术基础课程设计指导 教程第四章各个表，确定各工序尺寸的加工精度等级和粗糙度分别为，半精车 IT10，、精车：IT7，。综上所述，该工序加工各工步的工序尺寸及公差分别为：半精车6 +o.o48mm、精车 o8 +o.o2 mm 。o4. 活塞凹槽90mmx8mm （工序9、10和11）的加工余量、工序尺寸及公差的确 定按照半精车f精车的加工方案，查阅机械加工余量手册，有工序间的余量： 半精车余量Zj=1mm精车余量Zj=1mm。查机械制造技术基础课程设计指导教 程第四章各个表，确定各工序尺寸的加工精度等级为：半精车：IT10、精车： IT7。综上所述，该工序加工各工步的工序尺寸及公差分别为：半精车89 x 7mm、精 车9。x 8mm。5. 车中间环槽4ommx124o mm （工序11）的加工余量、工序尺寸及公差的确o.1定 按照精车的加工方案，查阅机械加工余量手册，有工序间的余量：精车余量 Zj=2mm。查机械制造技术基础课程设计指导教程第四章各个表，确定各工 序尺寸的加工精度等级为精车： IT7。综上所述，该工序加工工步的工序尺寸及公差为精车4ommx124o mm。o.1. 确定切削用量及基本工时在车床上加工的工序，一般都用硬质合金车刀和镗刀，加工灰铸铁零件采用 YG型硬质合金，粗加工用YG6，半精加工用YG8,精加工用YG10，切槽宜用高速钢1.工序 5（1）粗车内孔至76mm1）选择刀具：选用 45弯头车刀，2）确定切削用量a. 确定背吃刀量：粗车内孔至 76mm的余量为6mm,所以一次走刀完成即ap1=3mm。b. 确定进给量f：查切削用量简明手册：加工材料HT200、车刀刀杆尺寸为 16X25mm、工件直径70mm、切削深度ap=3mm，则进给量为08mm/r。再根 据C6140车床说明书，取进给量f =r。

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