目 录
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
附件1--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------48
附件2 实习报告----------------------------------------------------------------------------------------------61
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C6110活塞的生产类型确定如下:
N=Q×n(1+a%)×(1+b%)
式中 N-零件的年生产纲领 (件/年)
Q-产品的年生产纲领 40万台/年
n-每台产品中含该零件的数量 1件/台
a-备品率
一般而言,以上的备品率根据易磨损和损坏的程度定为3%-5%。现取4%。
b-废品率
由于属于机械零件,故取为1%。
则 N=40×(1+4%)×(1+1%)
=40×1.05
=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C6110活塞的生产类型属于大量生产。
§2-2 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.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;
(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.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。
(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.活塞主要表面的尺寸精度和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.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。
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。
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: