【正文】 活塞的工廠大多采用止口和端面做為統(tǒng)一基準。在一次安裝中可車削多個表面，既提高了生產(chǎn)率，又能保證這些表面的位置精度。 加工方法的確定零件表面加工方法的選擇應(yīng)考慮的問題:（1）零件表面的加工方法，主要取決于加工表面的技術(shù)要求。(3) 加工經(jīng)濟精度分析。生產(chǎn)上加工經(jīng)濟精度的高低是用其可以控制的加工誤差的大小來表示的。 因此所謂加工經(jīng)濟精度是指在正常加工條件下所能保證的加工精度和表面粗糙度。b. 熱處理性能：鋁活塞毛坯在機械加工前要切去澆冒口，并進行時效處理，消除鑄造時因冷卻不均勻而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。因而對生產(chǎn)率要求就相對的比較高。表 4 加工方法的擬訂Tab 4 Processing method of preparation加工步驟加工方法外圓的加工活塞裙部外圓的精度要求為IT6～IT5，表面粗糙度要求為Ra≤,材料為ZL這樣對于活塞外圓的加工選用：粗車——精車——金剛石車橢圓，這樣可以達到的粗糙度為Ra=～。(2）一般情況下，先加工平面，后加工孔。斜油孔的加工，它的精度要求并不高，且孔徑也小于20mm，故它的加工方法也可以直接采用鉆來實現(xiàn)，精度為IT11IT12。頭部外圓的加工精度要求為IT8～10，而外圓開始已經(jīng)進行一次粗車，故可以用一次精車就可以達到要求，這樣可以達到的精度等級為IT7～IT8，粗糙度為Ra=～。表 5 各加工階段的加工要求Tab 5 The processing requirements of each processing stage加工階段加工要求粗加工階段主要是去除各加工表面的余量，并作出精基準，因此這一階段關(guān)鍵問題是提高生產(chǎn)率半精加工階段在半精加工階段減小粗加工中留下的誤差，使加工面達到一定的精度，為精加工作好準備精加工階段在精加工階段，應(yīng)確保尺寸、形狀和位置精度達到圖紙規(guī)定的精度要求以及表面粗糙度要求續(xù)表5 加工階段加工要求精密、超精密加工、光整加工階段這是對那些要求很高的零件安排的，是為了達到零件最終的精度要求(3）先加工主要表面，后加工次要表面。鋁合金熱處理安排在機加工前，鋁活塞毛坯在機械加工前要切去冒口，并進行時效處理，消除鑄造時因冷卻不均勻而帶來的內(nèi)應(yīng)力。檢查、檢驗工序是保證產(chǎn)品質(zhì)量合格的關(guān)鍵工序之一，每個操作過程中和操作結(jié)束以后都必須自檢。在工藝過程的最后一般安排清洗工序。后者是將工藝路線中的工步內(nèi)容分散在更多的工序中完成，因而每道工序的工步少，工藝路線長?？紤]到此活塞零件的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求、以及工廠機床設(shè)備、工人技術(shù)水平等條件，本設(shè)計采用工序相對集中的原則，也就是每個工序所包含的內(nèi)容相對較多，所使用的工藝設(shè)備與裝備少，同時選擇合理的切削用量，減少了工件的搬運、裝夾等輔助時間，它的設(shè)備數(shù)量少，加工過程中大量使用組合夾具、刀具和機床，生產(chǎn)效率高，廠房占地面積小，總投資少，但該加工方式對工人的技術(shù)水平要求相對較高，不利于產(chǎn)品快速更新?lián)Q代，總體考慮還是適合此活塞零件的生產(chǎn)加工的。（1） 產(chǎn)品工藝方案技術(shù)特性主要指標：a. 勞動力消耗率：方案一與方案二相比，工時數(shù)與臺時數(shù)比較少，生產(chǎn)率較高，且能達到的精度也較高b. 設(shè)備構(gòu)成比：兩個方案使用的設(shè)備數(shù)量基本相同，只是設(shè)備的種類稍有不同。f. 占用生產(chǎn)面積數(shù)：兩個方案基本相同。故相比之下，方案一要優(yōu)于方案二。由計算可知：零件的全年工藝成本為: ( 2 ) 式中 —每件零件的可變費用 元/件； 　　　 —零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) 件； 　　 —全年的不變費用 元。從圖中可以看出，Cx與年產(chǎn)量無關(guān)，VN隨年產(chǎn)量成正比增加。故對于兩種不同的方案有： Sp1－Sp2＝Sz′1＋Sdz′1＋Sjz′1－（Sz′2＋Sdz′2＋Sjz′2）其中 ′＝（1＋a/100）/60式中 －單件時間 min －機床工人每小時工資 元/小時 a－與工資有關(guān)的雜費 元在上面各量中取 a＝10 ′＝（+）式中 －夾具成本 元 －夾具折舊率 每年33% －維護費折合百分數(shù) 取為26% ＝（＋）247。加工總余量的大小取決于加工過程中各個工序所切除的金屬厚度的總和。而經(jīng)驗法確定的加工余量又往往偏大，所以采用查表修正法是最適合的。金剛石車裙部橢圓時長短軸之差為。（5）直油孔和斜油孔的加工:它們的加工方法都是鉆,加工余量直接由它的孔徑來決定。以上對于加工余量的確定只是初步確定,還有待進一步的檢驗與修正。b. 設(shè)計基準與工序基準或定位基準不重合；測量基準與設(shè)計基準不重合時；零件在加工中要多次轉(zhuǎn)換基準時；加工一個面要保證好幾個設(shè)計尺寸時，須用尺寸鏈原理進行分析和計算。d. 填寫工序尺寸并按“入體原則”標注工序尺寸公差。e. 當工藝基準無法同設(shè)計基準重合等情況下，確定了工序余量后，需通過工藝尺寸鏈進行工序尺寸和公差換算。m；精鏜： Ra＝～；滾壓：Ra＝～；圓柱銑刀粗銑： Ra＝～20181。 機床的選擇 本設(shè)計所使用的機床主要是CA6140車床。故此根據(jù)零件的實際情況，并依據(jù)《簡明機械加工工藝手冊》選擇如下所示： 工序一： YG8普通外圓車刀工序二： YG8普通車刀工序三： 采用YG8專用鏜刀 工序四： 采用組合刀具工序五： 采用直柄麻花鉆（GB143685） 工序六： 采用直柄麻花鉆（GB143685）工序七： 采用普通砂輪 工序八： YG8X普通外圓車刀、頂尖工序九： YG8X普通外圓車刀、專用組合刀具 工序十： YG8專用鏜刀工序十一：專用切槽刀 工序十三：金剛石車刀 工序十三：Φ80圓柱銑刀（GB111585）工序十四：Φ50圓柱銑刀（GB111585） 工序十五：滾擊器 車刀部分參數(shù)：主偏角Kr：系統(tǒng)剛性好（L/D﹤6），加工盤套之類的工件可取30度～45度。；粗車10176。刃傾角λs：精車、精鏜0176。 量具的選擇（1）量具選擇的原則量具的選擇應(yīng)做到量具的精度應(yīng)與零件的加工精度相適應(yīng)。故對于量具的選擇按上面所述確定如下：按量具的極限尺寸選擇量儀，應(yīng)保證： ≥ ( 4 )式中: T被測尺寸的公差值（mm）； 　　K測量精度系數(shù)；測量工具和測量方法的極限誤差。切削用量選擇主要依據(jù)工件材料，加工精度和表面粗糙度的要求，還應(yīng)考慮刀具合理的耐用度，工藝系統(tǒng)剛度急機床功率等條件。加工要求：外圓車削，表面粗糙度Ra＝,使用機床：CA6140b. 確定粗加工時的切削用量：確定切削深度 計算可得單邊總余量 ＝＝,，取粗車切削深度 ＝。c．校核機床功率　由《機械加工工藝手冊》可查得切削力的公式及相關(guān)數(shù)據(jù)。同理可算得其它表面加工的切削用量如表8所示。時間定額訂的過松又起不到指導生產(chǎn)和促進生產(chǎn)發(fā)展的積極作用。—鋪助時間，為保證基本時間的完成進行的輔助動作所消耗的時間。在大批量生產(chǎn)中，每個工作地點常期固定完成一道工序內(nèi)容，故單件定額中不計入； 基本時間和工序時間之和稱為工序時間，以表示。單個活塞的加工時間定額： ( 10 )，由于本設(shè)計為大批量生產(chǎn)，準備終結(jié)時間Tk不考慮，則＝（1＋＋）＝ (h)續(xù)表8工序號工序名稱切削深度ap（mm）進給量f（mm/r）切削速度v（m/s）車床轉(zhuǎn)速（r/s）基本時間Tj（s）工序時間Tg（s）11精車止口，打中心孔12精車外圓、環(huán)槽并倒角13精鏜銷孔14切卡環(huán)槽15車橢圓裙部16銑氣門內(nèi)槽17銑氣門外槽18鍍錫、打字19滾壓銷孔20清　　洗21成品檢驗22分組包裝4 精鏜銷孔夾具設(shè)計 活塞銷孔加工夾具的定位及誤差分析鋁活塞的毛坯一般都鑄出錐形銷孔（便于撥模）。一個物體在三維空間中可能具有的運動，稱為自由度。活塞止口和端面與止口座接觸，限制了除沿Z軸的轉(zhuǎn)動以外的5個自由度；剩下的繞Z軸的轉(zhuǎn)動自由采度用菱形銷插入銷孔中來定位。本工序中菱形銷與銷孔的配合為H7/g6，菱形銷公差△＝，直徑為52mm，根據(jù)GB2204—80，查得其長度為35mm。單菱形銷與孔的定位情況，最大間隙為 ( 12 )式中　　　——定位孔最大直徑；　　　　——定位銷最小直徑；　　　△——銷與孔的最小間隙；　　　——銷的公差；　　　——孔的公差；由于銷與孔之間有間隙，工件安裝時孔中心可能偏離銷中心，其偏離的最大范圍是以δ為直徑，以銷中心為圓心的圓。2）導向元件，對刀元件與定位元件間的位置誤差，及其形狀誤差導致產(chǎn)生的導向誤差和對刀誤差。上述定位誤差的分析計算，一般是在成批大量生產(chǎn)中用調(diào)整法加工時，需要分析，對于具體夾具的定位誤差需要具體分析，要找出各個產(chǎn)生定位誤差的環(huán)節(jié)及大小，然后按照極值法或概率法求出總的定位誤差。它把力源裝置的夾緊作用力傳遞給夾緊元件，然后由夾緊元件最終完成對工件的夾緊。通過它和工件受壓面的直接接觸而完成夾緊動作。通常，由于切削力本身是估算的，工件與支撐件間的摩擦因數(shù)也是近似的，因此夾緊力也是粗略估算。此時夾緊力的方向也符合“夾緊力的方向應(yīng)用有利于工件的準確定位，不會破壞定位。原始動力為，力臂為作用在螺桿上，其力矩為T。該合力可分解成螺桿軸向分力和周向分力，軸向分力與工件的反作用軸向力平衡。螺紋形狀選用三角螺紋，取螺紋公稱直徑d = 10mm，螺紋中徑為d 2= ，作用力臂L = 212mm，原始作用力Q = 20N。對于鏜削加工的切削力在設(shè)計手冊上沒有明確的公式計算，由于本工序為精鏜銷孔加工，根據(jù)其削用量并參照相關(guān)車削加工經(jīng)驗數(shù)據(jù)，鏜削力估算為F =520（N）。＝11＝ 安全系數(shù)K的計算結(jié)果小于2，達不到安全要求，取K=，將以上結(jié)果代入到公式計算可得 ： 螺旋夾緊機構(gòu)及其源動力與實際所需夾緊力之間的關(guān)系為： ( 16 ) ＝ N 式中： — 原動力通過螺母施加在壓桿上的力（N）；— 原動力（N）； r`— 螺桿端部與壓桿之間的當量摩擦半徑（mm），其值視螺桿端部的結(jié)構(gòu)形式而定；— 螺桿端部與壓板間的摩擦角（176。 對定裝置夾具體底面是夾具的主要基準面，要求底面經(jīng)過比較精密的加工，夾具的各定位元件相對于此底面應(yīng)有較高的位置精度要求。固定襯套的螺釘規(guī)格按照 GB/T65－2000選取，螺紋直徑分別為d＝M4，公稱長度為L＝10mm,，材料35＃鋼，不經(jīng)表面處理開槽圓柱頭螺釘，標記為： GB/T65　M410。與銷孔配合定位的菱形銷選取GB2204－80可換定位銷，材料20鋼，表面滲碳處理，～，HRC55～60。 夾具體外形尺寸的確定夾具制造屬單件生產(chǎn)性質(zhì)，為縮短設(shè)計和制造周期，減少設(shè)計和制造費用，所以夾具體設(shè)計，一般不作復雜的計算。（見精鏜銷孔夾具體零件圖） 夾具體的排屑結(jié)構(gòu)為了便于排除切屑，不使其積聚在定位元件工作表面上而影響工件正確定位，一般在設(shè)計夾具體時，應(yīng)采取必要的措施。 5 鉆油孔夾具設(shè)計 工件的定位 油孔的加工是在與銷孔所在的半曲面相垂直的活塞兩個半曲面上分別鉆出３個直油孔，如圖8所示。心軸的寬度和圓柱定位銷的直徑由活塞的內(nèi)孔間距和銷孔直徑確定。若定位時讓工件始終靠緊銷的一側(cè)，即定位以銷的一條母線為基準，工件的定位誤差公為：。4—11有：鉆孔加工時軸向力計算公式為： ( 18 )式中 — 鉆削加工軸向切削力； — 鉆頭直徑； — 切削進給量； — 加工材料的屈服