【文章內容簡介】 尺寸與公差的確定安排可按如下方法進行：確定各加工工序的加工余量。從終加工工序開始，即從設計尺開始，到第一道終加工工序，依次加上每次加工余量，可分別得到各工序基本尺寸。除終加工工序外，其它各加工工序按各自所采用加工方法的加工經(jīng)濟精度確定工序的尺寸公差。填寫工序尺寸并按“人體原則”標注工序尺寸公差。上面所說的“人體原則”是指對被包容尺寸（軸的外徑，實體長、寬、高），其最大加工尺寸就是基本尺寸，上偏差為零。對包容尺寸（孔的直徑、槽的寬度）， 其最小加工尺寸就是基本尺寸，下偏差為零。毛坯尺寸按雙向或不對稱偏差形式 標注。當工藝基準無法同設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。 止口的加工余量總余量:3mm 粗車余量: 精車余量: 端面及頂面的加工余量 端面的總余量為 4mm 粗車余量為 精車余量為 頂面的總余量為 5mm 粗車的加工余量為 半粗車的加工余量為 精車的加工余量為 銷孔的加工余量 滾壓的加工余量: 精鏜的加工余量為: mm 粗鏜的加工余量為: mm 則總的加工余量為: 4 mm 外圓的加工余量: 毛坯的總加工余量為3 mm 精車之后細車加工余量: mm 粗車之后精車的加工余量: mm 粗車的加工余量: mm 重點工序的加工說明 止口的加工 止口的加工分為粗加工和精加工兩步,由于止口是作為整個加工過程中的工藝基準,其加工精度要求當然是相當高的,所以必須采用合理的加工方法才能保證精度和要求. 由于工作外圓是毛坯表面。 以外圓定位粗車止口用一般的三爪卡盤夾持不夠牢固,所以把長爪加長以避免工件在切削力作用下產(chǎn)生傾斜,工件的初始位置由支承釘確定軸向位置,長桿和刀架一起移動,當長桿的頭部與活塞的內頂部接觸時,微支開關(連在長桿上的)被觸動而使刀架停止進給,以保證工序尺寸,這種用長桿控制工序尺寸的好處在于:毛坯的制造誤差不會影響燃燒室的壁厚,但是它同樣也會帶來一個缺點,如果毛坯的外圓和內壁有較大的同軸度的誤差,用外圓加工出的止口與外圓同軸而與內壁不同軸,以后再用止口定位加工出的外圓表面就會造成壁厚不均勻,如果毛坯的外圓與內壁的同軸度誤差不大時,則用上述方法就不會造成很的壁厚差,由于6120活塞的毛坯采用的是金屬澆注,精度較高,故采用上述定位方法基本能保證壁厚差。粗加工止口后,再進行斜面及孔座的加工,因此在精加工之前必須先提高它的精度對它先進行精加工.這時由于外圓已加工過而精車止口的切削用量不大,故可以用V型塊對外圓進行夾緊,又由于頂面需加工出一頂錐,所以可以用兩個支承導軌來支承頂面,這樣就限制了工件的5個自由度,只剩一個垂直方向的轉動自由度,這樣就可以同時在上面精車止口,下面車出頂錐,這種定位方法能夠保證止口和外圓的同軸度,搞高工作效率. 環(huán)槽的加工 在零件圖的技術要求中對環(huán)槽 寬的尺寸精度都有較高的要求,加工中由于切槽刀在寬度方面的剛性較差,端面到環(huán)槽的距離不可避免的要有誤差,以致切槽刀在寬度方向上余量不均勻,造成兩側面的切削力不相等,故而應增加環(huán)槽的切削次數(shù). 為了保證槽間距離,切槽刀和其夾板兩側面都應磨到Ra為了保證槽寬的尺寸精度,為了保證槽的側面和裙部的軸心線垂直,除了刀架溜板的運動方向應與活塞 裙部的軸心線垂直外,還必須將切槽刀安裝得與裙部軸心線垂直. 裙部外圓的精加工 裙部外圓的精加工是精車, ,板用兩個以O為回轉軸的鉸鏈與工件臺連接,由于靠模的橢圓外形,就必須更換靠模.: 裙部外圓精加工. 銷孔的精加工 ,:鉆、擴、,、精鏜和滾壓加工,能夠穩(wěn)定的達到規(guī)定的技術要求. 銷孔精鏜采用金剛石鏜床,主軸采用靜壓軸承,剛性好,旋轉精度高,止口作為統(tǒng)一基準,銷孔變成扁圓,精鏜以后變形恢復,難以防止銷孔不變形. 為此對于平頂活塞改用頂面定位,消除了夾緊變形,主要是為了提高表面粗糙度、圓度、和素線平行度. 精鏜銷孔的兩種定位方式 確定切削用量及基本工時. (重點工序) 加工條件 工件材料: 共晶鋁銅合金 金屬模澆鑄 加工要求: 精鏜銷孔 機床: 740金鋼鏜床 刀具: 精鏜專用鏜刀 計算切削用量鏜刀的進給量為： 切削速度為： 4m/s主軸每分鐘轉數(shù) ： 1700r/min切削深度： 基本工時 機動時間的定額定義:在一定的技術組織條件下制定出來的完成單位產(chǎn)品某頂工作所必須的時間,時間定額是安排生產(chǎn)計劃核算成本的重要依據(jù)之一,也是設計或擴建工廠或車間時計算設備和人員數(shù)量的重要資料,時間定額中的基本時間則要根據(jù)切削用量和行程長度來確定,其余的組成時間則根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)來確定. 其理論公式為: T單體=T基本+T技術服務+T組織服務+T間隙+T準備終結 其中 T輔助=(1520)%T基本 T技術服務=(1015)%T基本 T組織服務=(57)%T基本 T間隙==(26)%T基本 T準備終結==()%T基本 總之 T單體==()%T基本在本工序的加工情況下,T基本的計算如下: T基本=(L1+L2+L3)i/ns i 為走刀次數(shù)。 s 為每轉進給量。 n 為每分鐘轉數(shù) 車刀L1=35mm L2=23mm則T基本=(147+3+2)/170*≈ T基本= 活塞的計算 1 活塞頂承受著氣缸和曲軸箱體壓力差的均勻載荷，其頂部的厚度驗算如下。 有公式N/m筒型活塞,可取=，D為活塞外圓直徑，m。為活塞頂部最薄處的壁厚，m 。柴油發(fā)動機可以在不同的工作情況下工作。因此，對發(fā)動機零件進行強度設計計算必須選擇適當?shù)挠嬎愎r，以保證發(fā)動機在最嚴重的工作情況下能安全運行。 活塞的計算工況因選取活塞上承受最大作用力時的工況—最大壓差工況，為安全起見，在計算中還不考慮慣性力的減載作用。作用在活塞頂上的最大壓差 pa , 的許用值為： 當活塞頂無加強筋時，鑄鐵活塞N/m。 鋁合金活塞N/m。 當活塞頂有加強筋時，鑄鐵活塞N/m； 鋁合金活塞N/m。 采用有加強筋的許用應力時要保證加強筋的總高度不小于活塞頂部的壁厚。2 裙部比壓的驗算 活塞裙部應對其在側壓力作用下的承受能力進行校核。為此，需要計算裙部投影面上的最大比壓 ，即： N/ 式中 —最大側壓力，N； H —裙部高度，m 許用比壓；對于鋁合金活塞，對于鑄鐵活塞 活塞的檢驗 為了保證活塞達到規(guī)定的技術條件,必須在加工中及加工完畢后進行技術檢查,最后檢查的項目有.(1) 檢查外觀和表面粗糙度(2) 檢查活塞銷孔的尺寸及形狀偏差(3) 檢查裙部的橢圓度和錐度,按裙部橢圓的長軸分組(4) 檢查環(huán)槽寬度,底徑,環(huán)槽側面的垂直度和圓跳動(5) 檢查銷孔軸心線對裙部軸心線的垂直度和對稱度,銷孔軸心線到頂面的跳離(6) 稱活塞的重量并按重量分組現(xiàn)將活塞最后檢查中幾個主要技術條件的檢驗方法簡述如下: 裙部直徑和橢圓度的測量 裙部直徑和橢圓度的測量簡圖 ,先用一個直徑已知的標準件對好千分尺的零位,然后將工件按圖示方法安裝,因此工件的直徑也可得到,測量所得的尺寸即為裙部橢圓的長軸,將工件轉過90度,再測量一次,即得裙部橢圓的短軸將為裙部橢圓度的在最后檢查時,按裙部橢圓的長軸將活塞分組. 由于鋁合金的熱膨脹系數(shù)比較大,測量時氣溫的變化對測量結果的很大的影響,因此必須排除氣溫變化對測量產(chǎn)生的影響. 有條件的工廠可以在恒溫室內進行測量,無條件的工廠就需要經(jīng)過一定的試驗,同樣也可以達到檢驗的目的. 銷孔軸線與裙部軸心線的測量 銷孔軸線與裙部軸心線的測量,在銷孔中插入適當尺寸的檢驗心軸承1 .將活塞以端面向下放在夾具平板上,并使檢驗心軸與兩根圓柱2接觸,將活塞連同心軸一起移動,用同樣方法記下活塞另一邊的千分表的最大讀數(shù),兩次讀數(shù)差值的一半就是銷孔軸心線與裙部軸心線的對稱度,這種測量方法實際測量的是軸心側母線至裙部外圓的距離l1和l2,并使銷孔軸心線與裙部軸心線的對稱度等于1/2|l1l2|. 銷孔軸心線對裙部軸心線的垂直度的測量 銷孔軸心線對裙部軸心線的垂直度的測量簡圖,在銷孔中插入適當尺寸的檢驗心軸,把活塞以端面向下放在夾具夾板上,用千分表在心軸一端讀得一個最大讀數(shù),然后把活塞和心軸在水平面上轉過180度,在心軸的另一端讀得另一最大讀數(shù),這樣的測量方法實際上是測量心軸上母線上在L距離上的高度H1及H2,即心軸上母線與活塞 廟面在L 距離上的平行度,只有在心軸兩端直徑相同,裙部軸心線與聞面垂直時,這一數(shù)才能代表銷孔軸心線與裙部軸心線的垂直度.3 專用夾具設計——外圓定位頂面為基準倒精鏜銷孔夾具設計為提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度需要設計專用夾具。經(jīng)過與指導老師商討，決定設計第13道工序——外圓定位頂面為基準倒精鏜銷孔夾具，本夾具將用于自制專用鉆床，刀具為金剛石鏜刀，對工件體一次加工完成。 問題的提出。本夾具主要用兩個V型塊定位夾緊，這左V型塊安裝于鏜床加工臺上和右V型塊用途不全相同：，，降低勞動強度。 夾具設計。 定位基準的選擇由零件圖可知其設計基準是外圓定位頂面為基準，為了使定位勞靠符合設計要求，這里以外圓定位頂面為基準定位基準，為便于工件的裝夾在夾具中精鏜銷孔使保證工序基準和設計基準重合，兩者互為基準，減少在精鏜的過程中的加工誤差。左右V型塊限制了工件X，Y方向的移動X,Z方向的轉動，單個螺旋夾緊機構限制了Z方向的移動和Y方向的轉動，從而完全頂位。聚晶金剛石鏜刀是這次加工的主要刀具，讓我們重點介紹一下它的結構和性能： 單晶金剛石具有摩擦系數(shù)低、導熱系數(shù)高以及硬度高等特性，用單晶金剛石制作的刀具可以磨出鋒利的切削刃刃口，大大減小切削力，有利于提高切削加工的精度，同時也降低了對精密加工機床剛性的要求，因此在精密加工領域尤其在有色金屬及其合金材料的切削領域，單晶金剛石刀具得到越來越廣泛的應用。 某公司生產(chǎn)的一種轎車發(fā)動機活塞，其材料為鑄鋁合金ZL109，，表面粗糙度Ra≤。為了滿足零件較高的加工尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度精度要求，選用單晶金剛石刀具進行該活塞銷孔的加工。但在銷孔鏜削加工中發(fā)現(xiàn)存在以下問題：尺寸微細調整困難，用傳統(tǒng)調整方法不僅耗時多，而且調整的尺寸不夠精確；部分刀具有開焊、掉頭現(xiàn)象。此外，單晶金剛石刀具價格昂貴，加工成本高。 為了解決上述問題，筆者介紹一種發(fā)動機活塞銷孔精鏜加工用聚晶金剛石鏜刀和一種可精密微調刀具尺  發(fā)動機活塞銷孔的精鏜刀采用一只鏜桿上安裝兩把刀具的形式。第一把刀為普通硬質合金鏜刀，用于鏜削本工序90%的銷孔加工余量，并使所留的余量均勻；第二把刀為聚晶金剛石鏜刀，鏜削本工序剩余的約10%的加工余量。在鏜削過程中兩把刀具不允許同時參與切削。 聚晶金剛石鏜刀刀尖結構參數(shù)的選擇: ①刀具前角γo=176。由于金剛石是一種脆性材料，抗沖擊能力差，前角過大時容易崩刃；但是在鑄鋁合金的切削過程中，刀具前刀面容易粘屑，采用負前角，會使切屑流向工件，擠入工件與刀具之間。經(jīng)過多次設計、試驗，176。為宜。 ②刀具后角αo采用復后角，分別為8176。、15176。在前角確定的情況下，較小的第一后角可以使楔角βo增大，刀具強度提高；第二后角加大有利于減小后刀面與銷孔內圓表面之間的摩擦和干涉。同時，在30倍放大鏡下觀察，無缺口、裂紋現(xiàn)象，使得呈鋸齒狀、不夠整齊光滑的刃口變得光滑。在切削時，刃帶使刀具和工件之間形成一個接觸面。通過這個接觸面，利用金剛石較高的硬度，對工件的加工表面形成擠壓狀態(tài)，從而改善了加工表面的粗糙度。 ③主偏角κγ、副偏角κγ′對稱分布，刀尖圓弧R=～?！▎蚊妫┑那邢魃疃?，刀具的主副切削刃的切削部分實際上是由