【正文】 定位銷(xiāo)與銷(xiāo)孔間采用H7/g6，銷(xiāo)軸最小尺寸為＝－＝，所以其定位誤差最大間隙由公式得： ＝。以銷(xiāo)孔與定位銷(xiāo)的定位誤差為例：根據(jù)《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》第265頁(yè)可查最大間隙公式為 (17)圖 6 精鏜銷(xiāo)孔夾具裝配圖Fig 6 Finished boring cotter hole jig assembly drawing止口座 活 塞 壓 塊 壓 板 襯 套 壓緊螺桿 7 、銷(xiāo) 手 柄 9 夾具體 菱形銷(xiāo)導(dǎo)套 1襯 套 1螺 釘 1菱形銷(xiāo) 1鍵 1定位鍵式中 —定位孔最大直徑；—定位銷(xiāo)最小直徑；Δ —銷(xiāo)孔的最小間隙；—銷(xiāo)的公差；—孔的公差。故選用典型的孔定位方法，定位元件為心軸與圓柱定位銷(xiāo)的配合使用，其中，心軸與止口盤(pán)頂面限制X軸、Z軸的平動(dòng)和沿X軸、Y轉(zhuǎn)動(dòng)4個(gè)自由度，圓柱定位銷(xiāo)限制Y軸的移動(dòng)和沿Z轉(zhuǎn)動(dòng)2個(gè)自由度。 精鏜銷(xiāo)孔夾具工作原理 如圖6所示為精鏜銷(xiāo)孔夾具裝配圖。實(shí)際上在繪制夾具總圖時(shí)，根據(jù)工件、定位元件、夾緊裝置以及其他輔助機(jī)構(gòu)和裝置在總體上的配置，夾具體的外形尺寸便已大體確定。[19] 夾具體的設(shè)計(jì) 夾具體的毛坯結(jié)構(gòu)在選擇夾具體的毛坯結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)以結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性、標(biāo)準(zhǔn)化的可能性以及工廠的具體條件為依據(jù)綜合考慮。連接夾具與機(jī)床定位鍵選取GB2206—80，寬度B＝20mm，熱處理：HRC40～45,偏差為h6的A型定位鍵，標(biāo)記為： 定位鍵 A20h6 GB2206—80。由此可見(jiàn)，為了保證工件相對(duì)切屑運(yùn)動(dòng)方向有準(zhǔn)確的方向，夾具上的第二定位基準(zhǔn)（導(dǎo)向）的定位元件必須與兩個(gè)定向鍵保持較高的位置精度。） — 螺旋副的摩擦角 （176。安全系數(shù)一般可?。?～3。實(shí)際所需夾緊力的計(jì)算是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，一般只能作粗略估算。螺桿上的力矩T、和平衡。該摩擦力存在于螺桿端面上的一環(huán)面內(nèi)，可視為集中作用于當(dāng)量半徑為的圓周上，因此摩擦力矩。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是夾緊機(jī)構(gòu)中應(yīng)用最廣泛的一種，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力的計(jì)算與斜契夾緊機(jī)構(gòu)的計(jì)算相似，因?yàn)槁菪梢钥醋饕恍逼趵@在圓柱體上而形成。[17]本設(shè)計(jì)中，夾緊機(jī)構(gòu)選用最常用的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。樣式見(jiàn)總裝配圖。本夾具設(shè)計(jì)為了一壓桿形式和拉頭的組合遞力機(jī)構(gòu)。[16] 工件的夾緊裝置的設(shè)計(jì) 夾緊裝置的組成典型的夾緊裝置，是由下列幾個(gè)部分組成。4）夾緊力使工件或夾具產(chǎn)生變形，產(chǎn)生位置誤差。精鏜銷(xiāo)孔時(shí)菱形銷(xiāo)與活塞銷(xiāo)孔的配合為H7/g6，所以，=+＝，52－＝，菱形銷(xiāo)與孔的最大間隙為＝－＝。[15] 定位誤差分析與計(jì)算(1) 產(chǎn)生定位誤差的原因a. 基準(zhǔn)不重合帶來(lái)的定位誤差?yuàn)A具定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，兩基準(zhǔn)之間的位置誤差會(huì)反映到被加工表面的位置上去，所產(chǎn)生的定位誤差稱(chēng)之為基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。 定位元件尺寸及公差計(jì)算(1) 菱形銷(xiāo)的直徑、寬度及公差的確定可先按下表9查D2，選定，再按計(jì)算式算出菱形銷(xiāo)與孔配合的最小間隙，再計(jì)算菱形銷(xiāo)的直徑。所謂工件的定位，就是采用適當(dāng)?shù)募s束措施，來(lái)消除工件的六個(gè)自由度，以實(shí)現(xiàn)工件的定位，即六點(diǎn)定位原理。 定位方式和定位元件設(shè)計(jì)夾具時(shí)原則上應(yīng)選該工藝基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)。輔助時(shí)間：輔助時(shí)間按 估算,?？蓮挠嘘P(guān)表格中查取，也可按 估算；—工作地點(diǎn)的服務(wù)時(shí)間，如調(diào)整和更換刀具、修砂輪、潤(rùn)滑檫試機(jī)床，清除切屑等。（1）工時(shí)定額的基本組成單件工時(shí)定額由下列公式組成： ( 6 ) 式中：—基本時(shí)間，對(duì)機(jī)床加工工序來(lái)說(shuō)，就是機(jī)動(dòng)時(shí)間。它是安排作業(yè)計(jì)劃、進(jìn)行成本核算、確定設(shè)備數(shù)量、人員編制以及規(guī)劃生產(chǎn)面積的重要依據(jù)。同理可算得，精車(chē)時(shí)的切削用量為＝，＝ mm/r，＝ m/s。確定切削速度 由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》可查得＝~，取＝ m/s。[13] 切削用量的選擇切削用量的選擇方法有：計(jì)算法和查表法，本設(shè)計(jì)基本上采用查表法。對(duì)機(jī)床、工夾具及刀具的選擇如附錄機(jī)械加工工藝卡片所示。量具的類(lèi)型應(yīng)與被測(cè)表面的性質(zhì)、生產(chǎn)類(lèi)型、生產(chǎn)方式相適應(yīng)。；粗車(chē)、粗鏜5176。；粗鏜15176。副偏角Kr′：精車(chē)5176。 刀具的選擇刀具選擇包括刀具的類(lèi)型、構(gòu)造和材料的選擇。（5）主要工序的匯總?cè)绫?所示。（4）各種加工方法所能達(dá)到的表面粗糙度：查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》：粗車(chē)：Ra＝5～20181。對(duì)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。b. 從終加工工序開(kāi)始，即從設(shè)計(jì)尺開(kāi)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。工序尺寸的計(jì)算要根據(jù)零件圖上的設(shè)計(jì)尺寸、已經(jīng)確定的工序余量、定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換關(guān)系來(lái)進(jìn)行，而工序公差則按各工序加工方法的經(jīng)濟(jì)精度選定。（7）頂面的加工：頂面加工路線(xiàn)為粗車(chē)—銑氣門(mén)內(nèi)、外槽，,。（3）止口的加工:止口采用粗～精車(chē)加工。應(yīng)用時(shí)再結(jié)合加工實(shí)際情況進(jìn)行修正。 加工余量的確定方法對(duì)于本設(shè)計(jì)加工余量的確定主要查表修正法。（＋1） 元/件 式中 －刀具價(jià)格 元 －刀具耐用度 min －可重磨次數(shù) －每磨一次刀所花費(fèi)用 元代入數(shù)據(jù)： －＝ ′＋′－（′＋′）由于 ′＜′ ′＜′所以有 ＜ 綜合以上的分析比較可知：采用方案一相對(duì)的比較經(jīng)濟(jì)合理，故本設(shè)計(jì)將采用方案一。在這里選擇第五個(gè)工序來(lái)進(jìn)行計(jì)算并比較，其他的也都類(lèi)似的計(jì)算。方案I系采用通用機(jī)床加工；方案II系采用數(shù)控機(jī)床加工；方案III系采用專(zhuān)用機(jī)床加工。各方案的取舍與加工零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)有密切的關(guān)系，如圖4所示。對(duì)于這些指標(biāo)，兩個(gè)方案是相同或相近的，因而不予分析。d. 工藝過(guò)程的分散與集中程度：本產(chǎn)品屬于大批大量生產(chǎn)，且均采用相對(duì)集中的工藝路線(xiàn)，采用組合夾具、刀具和機(jī)床，基本上能夠完成生產(chǎn)任務(wù)。 工藝方案的比較與技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析以上兩個(gè)工藝方案中除了對(duì)銷(xiāo)孔和裙部橢圓的加工方法不太相同之外，其他的工序基本上是相同的。前者有利于保證各加工面間的相互位置精度要求，有利于采用高生產(chǎn)效率的機(jī)車(chē)，節(jié)省安裝工件的時(shí)間，減少工件的搬動(dòng)次數(shù)。d. 集中與分散：同一個(gè)工件，同樣的加工內(nèi)容，可以安排兩種不同形式的工藝規(guī)程：一種是工序集中，另一種是工序分散。故根據(jù)以上原則，在零件加工完畢后安排一次終驗(yàn)工序?；钊?jīng)過(guò)時(shí)效處理后還能增加強(qiáng)度和硬度。根據(jù)活塞零件加工的實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)擬定了兩條加工路線(xiàn)來(lái)進(jìn)行比較分析：方案一：a. 工藝過(guò)程第一道工序：粗車(chē)止口，端面第二道工序：粗車(chē)外圓第三道工序：粗鏜銷(xiāo)孔第四道工序：粗切外圓環(huán)槽、頂面第五道工序：鉆直油孔第六道工序: 鉆斜油孔第七道工序: 去內(nèi)腔毛刺第八道工序：精車(chē)止口，打中心孔第九道工序：精車(chē)外圓、環(huán)槽并倒角第十道工序：精鏜銷(xiāo)孔第十一道工序：切卡環(huán)槽第十二道工序：車(chē)橢圓裙部第十三道工序：銑氣門(mén)內(nèi)槽第十四道工序：銑氣門(mén)外槽第十五道工序：滾壓銷(xiāo)孔圖形見(jiàn)所附機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片。精度等級(jí)為IT11～12，粗糙度為Ra=～銷(xiāo)孔卡環(huán)槽的加工位置精度要求較高，而尺寸精度要求不是很高，故可在銷(xiāo)孔精鏜后采用車(chē)削完成。環(huán)槽的加工位置精度要求較高，而尺寸精度要求不是很高，故可以考慮采用粗車(chē)——精車(chē)完成。銷(xiāo)孔的加工銷(xiāo)孔的表面的精度要求為IT6以上，要求較高，粗糙度Ra≤，故考慮采用。該零件活塞對(duì)于外圓以及銷(xiāo)孔孔的加工質(zhì)量要求比較高，其余的加工質(zhì)量要求并不高，又毛坯采用金屬型鑄造精度比較高，加工余量小，故除了外圓加工時(shí)安排了粗車(chē)，精車(chē)，金剛石車(chē)，加工銷(xiāo)孔時(shí)安排了粗鏜，精鏜和滾壓三個(gè)加工階段外，其余工序均安排粗加工、精加工兩階段完成。 加工階段的劃分按加工性質(zhì)和作用不同，工藝過(guò)程一般劃分如下加工階段：粗加工階段；半精加工階段；精加工階段；光整加工階段。(5) 生產(chǎn)率的要求。本零件的材料采用ZL101，它的化學(xué)成分是:～％,Cu＜%,~%,Zn＜%,其余為Al。一般來(lái)說(shuō)，加工誤差和加工成本之間成反比例關(guān)系。任何一種加工方法只要精心操作、細(xì)心調(diào)整、選擇合適的切削用量，其加工經(jīng)濟(jì)精度就可以得到提高，其加工表面粗糙度值就可以減少。根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，首先選擇能保證該要求的最終加工方法，然后確定各工序、工步的加工方法。 擬定工藝路線(xiàn)機(jī)械加工工藝路線(xiàn)的最終確定，一般要通過(guò)一定范圍的論證，即通過(guò)對(duì)幾條工藝路線(xiàn)的分析與比較，從中選出一條適合本廠條件的、確保加工質(zhì)量、高效和低成本的最佳工藝路線(xiàn)。在精加工時(shí),除精車(chē)外圓等少數(shù)工序用止口處的錐面和頂面上的中心孔定位,其余工序都采用止口和端面定位。那么根據(jù)以上的各個(gè)原則，結(jié)合實(shí)際情況對(duì)精基準(zhǔn)的選擇如下：活塞是一個(gè)薄壁零件,在外力作用下很容易產(chǎn)生變形。c. 當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時(shí)，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”的原則。因?yàn)榇周?chē)后的外圓面是加工余量小、較準(zhǔn)確的、光潔的、面積較大的平面，而且它也是一個(gè)重要的表面，它的余量比較均勻。c. 選擇加工余量較小的表面作為粗基準(zhǔn)。b. 首先考慮保證空間位置精度，再考慮保證尺寸精度。 (2) 。為便于制造，半徑應(yīng)盡可能統(tǒng)一。0176。30ˊ0176。(2) 鑄件上各面斜度的數(shù)值應(yīng)盡可能一致，以便于制造模具及造型。對(duì)鋁合金鑄件有細(xì)化組織的作用，生產(chǎn)率高，無(wú)粉塵，但是設(shè)備費(fèi)用高，手工操作時(shí)，勞動(dòng)條件差。故可以考慮采用壓鑄、金屬鑄造、熔模鑄造等精密鑄造方法。(3）生產(chǎn)綱領(lǐng)和批量 生產(chǎn)綱領(lǐng)大時(shí)宜采用高精度與高生產(chǎn)率的毛坯制造方法。而且耐磨性方面可以通過(guò)鑲嵌一高鎳鑄鐵環(huán)來(lái)提高其氣密性和耐磨性，增加其壽命。在汽車(chē)工業(yè)中很少用鑄鐵活塞。[7] 活塞的材料及毛坯制造鑄造鋁合金按化學(xué)成分可分為：鋁硅合金、鋁銅合金、鋁鎂合金和鋁鋅合金。(3) 廣泛采用高生產(chǎn)率的專(zhuān)用機(jī)床及自動(dòng)機(jī)床，按流水線(xiàn)形式排列。其中成批生產(chǎn)又可以分為大批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)和小批生產(chǎn)?；钊粗亓糠纸M裝配。(4) 為了使活塞 環(huán)能隨氣缸孔徑大小的變化而自由地脹縮，對(duì)活塞環(huán)槽作下列規(guī)定：a. 活塞環(huán)平面母線(xiàn)對(duì)裙部軸線(xiàn)的垂直度。(3) 活塞銷(xiāo)孔的位置公差要求如下：a. 銷(xiāo)孔軸心線(xiàn)到頂面的距離影響氣缸的壓縮比，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，對(duì)于此活塞這一距離為56177。裙部的橢圓度和錐度公差在分組尺寸公差范圍內(nèi)。為了使活塞銷(xiāo)的磨損均勻，在工作溫度下，應(yīng)使活塞銷(xiāo)在活塞孔及連桿小頭襯套孔中能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，即所謂“浮動(dòng)式”活塞銷(xiāo)。在活塞上還銑有縱向槽（稍斜）以增加活塞裙部的彈性（橫向槽也有類(lèi)似作用）。[3]此外，活塞工作時(shí)，頂面和高溫氣體直接接觸，熱量由頭部傳到裙部，頭部溫度高，熱膨脹量大；裙部溫度低，熱膨脹量小。橢圓度的大小隨活塞的型號(hào)不同。從而使活塞裙部由于熱變成橢圓，如圖2的虛線(xiàn)所示。[2]活塞在工作過(guò)程中易產(chǎn)生受力變形和熱變形。其余部分5稱(chēng)為活塞裙部，在活塞工作過(guò)程中起導(dǎo)向作用。頭部呈圓錐體，裙部呈橢圓，頂部為ω形；頭部有三道環(huán)槽，上面兩道安裝氣環(huán)，下面一道安裝油環(huán)；油環(huán)底部分布著兩排回油孔，油槽下面還有一排油孔；活塞頭部從上至下呈圓錐體，裙部呈橢圓，內(nèi)腔復(fù)雜，壁厚較均勻?？梢?jiàn)活塞是在高溫高壓下作長(zhǎng)時(shí)間變負(fù)荷的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞的結(jié)構(gòu)就要適應(yīng)這樣的工作條件。5）為使活塞環(huán)能隨氣缸套孔徑大小而自由地漲縮，環(huán)槽的寬度尺寸、表面粗糙度及對(duì)裙部外圓軸線(xiàn)的位置也有較高的要求。在加工發(fā)動(dòng)機(jī)活塞零件的工藝過(guò)程中，我們必須保證其各部分的加工精度和與連接部件的裝配精度，其主要技術(shù)要求如下：1）裙部外圓要求與汽缸精密配合，尺寸公差為6級(jí)精度等級(jí)，表面粗糙度。夾具的設(shè)計(jì)必須要保證夾具的定位準(zhǔn)確和機(jī)構(gòu)合理，考慮夾具的定位誤差和安裝誤差。在夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們統(tǒng)一采用以端面和止口為主要定位面來(lái)進(jìn)行加工。 本課題的基本內(nèi)容，預(yù)計(jì)可能遇到的困難，解決問(wèn)題的方法和措施本課題基本內(nèi)容是某活塞機(jī)械加工工藝及其夾具設(shè)計(jì)，要研究的主要內(nèi)容有：1）設(shè)計(jì)開(kāi)始的過(guò)程中，我們應(yīng)該認(rèn)真分析零件圖，了解要加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和相關(guān)的技術(shù)要求，對(duì)活塞的每一個(gè)細(xì)節(jié)，都應(yīng)仔細(xì)的分析，如活塞加工表面的平行度、同軸度、粗糙度等，特別是要注意各部分自身精度（同軸度、圓度、粗糙度）和它們的相互位置精度（軸線(xiàn)之間的平行度、垂直度以及軸線(xiàn)與平面之間的平行度、垂直度等要求），該加工零件的各孔的尺寸是整個(gè)設(shè)計(jì)加工的關(guān)鍵，必須弄懂其每個(gè)尺寸的意義。發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的材料為鋁合金，它的導(dǎo)熱性好、重量輕、慣性力小，并具有較好的切削加工性。 locating and clamping。關(guān)鍵詞：活塞、工序、機(jī)床夾具、機(jī)械加工、定位夾緊、分度裝置Design of the Machining Processon the Piston and FixtureStudent：Guo Wei Tutor：Dong Liang(College of Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)Abstract :In the paper of this graduation design ,through the prehensive explication of the developing of aluminum piston of t