【正文】 有逐個(gè)列出（詳見(jiàn)后附工序卡） 機(jī)床與工藝裝備的確定工藝裝備的確定包括：機(jī)床、夾具、刀具、量具等加工設(shè)備的選擇。m；鉆孔： Ra＝～。m；精車(chē)：Ra＝～；金剛石車(chē)：Ra＝～；粗鏜： Ra＝5～20181。（2）具體的計(jì)算如下：a. 對(duì)外圓的加工：粗車(chē)： ＋＝毛坯: ＋＝b. 對(duì)銷(xiāo)孔的加工：精鏜： －＝粗鏜： －＝,則:毛坯: －＝ （3）公差的選擇：由《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》有：a. 外圓的加工：外圓的直徑處于120～180 mm的范圍粗車(chē)： IT12～I(xiàn)T13 公差530μm精車(chē): IT7～I(xiàn)T8 公差40μm金剛石車(chē)：IT5～I(xiàn)T6　　　　 公差20μm b. 銷(xiāo)孔的加工：銷(xiāo)孔的孔徑處于50～80 mm的范圍粗鏜： IT12～I(xiàn)T13 公差400μm精鏜： IT7～I(xiàn)T8 　公差46μm滾壓： IT6 　公差19μm c. 油孔的加工：油孔的直徑范圍為＞3～6 mm 鉆孔： IT12～I(xiàn)T13 公差80μmd. 槽的加工：槽的圓柱直徑范圍為＞120～180 mm 粗車(chē)：　 IT12～I(xiàn)T13 公差530μm精車(chē): IT7～I(xiàn)T8 公差80μm其余公差見(jiàn)工藝過(guò)程卡,另外毛坯公差由《機(jī)械加工余量手冊(cè)》查得，就不再列出。毛坯尺寸按雙向或不對(duì)稱偏差形式標(biāo)注。上面所說(shuō)的“入體原則”是指對(duì)被包容尺寸（軸的外徑，實(shí)體長(zhǎng)、寬、高），其最大加工尺寸就是基本尺寸，上偏差為零。c. 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(jì)精度確定工序的尺寸公差。（1）工序尺寸與公差的確定的步驟如下：a. 確定各加工工序的加工余量。又分兩種情況：a. 表面要進(jìn)行多次加工而工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合時(shí)，如外圓和內(nèi)孔的加工，其工序尺寸和工序公差的確定較簡(jiǎn)單，可直接計(jì)算獲得。 工序尺寸與公差的確定工序尺寸是某工序加工后應(yīng)達(dá)到的尺寸，允許工序尺寸的變動(dòng)量就是工序公差。（8）銷(xiāo)孔卡環(huán)槽的加工：銷(xiāo)孔卡環(huán)槽在精鏜銷(xiāo)孔后一次性車(chē)削完成。（6）環(huán)槽的加工:對(duì)環(huán)槽的加工采用粗～精車(chē)加工，,。（4）銷(xiāo)孔的加工:銷(xiāo)孔的最終加工為滾壓。（2）端面的加工:端面的加工:端面的加工采用一次性加工。由于加工工序相對(duì)集中，故對(duì)各加工部位的加工余量確定如下：（1）外圓的加工:外圓加工為粗～精車(chē),。 加工余量的確定本設(shè)計(jì)主要以《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》為依據(jù)來(lái)確定加工余量。因?yàn)榭紤]到對(duì)于影響加工余量的個(gè)個(gè)誤差因素并不是很清楚，而且也沒(méi)有一定的測(cè)量手段和掌握必要的統(tǒng)計(jì)分析資料，所以采用分析計(jì)算法也不適合。每一工序所切除的金屬層厚度稱為工序余量。 活塞加工余量的確定完成某工序所需切除的材料層的厚度稱為工序余量，從毛坯到成品的整個(gè)工藝過(guò)程中所切除的材料層的厚度稱為總余量。247。對(duì)于每道工序有： ＝其中 故 /由于兩個(gè)方案對(duì)于銷(xiāo)孔的加工工藝不同在于一個(gè)采用的是鏜削，另一個(gè)采用的是鉸削。而單個(gè)零件（或單個(gè)工序）的工藝成本應(yīng)為: 圖 4 工藝成本與年產(chǎn)量的關(guān)系Fig 4 The relationship between cost and output process表 6 零件成本的組成表Tab 6 Composition of parts cost table全年零件成本全年工藝成本Sn其它費(fèi)用全年可變費(fèi)用NV全年不變費(fèi)用Cn行政員的工資Sc每件材料費(fèi)Stz調(diào)整工人工資總務(wù)人員工資Sz每件機(jī)床工人工資Szz專用機(jī)床折舊費(fèi)辦公費(fèi)用Sw每件機(jī)床維持費(fèi)Szdz專用刀具折舊費(fèi)廠房維持費(fèi)及折舊費(fèi)Stjz每件通用機(jī)床折舊費(fèi)Szjz專用夾具折舊費(fèi)照明費(fèi)等Sdz每件刀具維持費(fèi)及通用刀具折舊費(fèi)運(yùn)輸費(fèi)Sjz每件夾具維持費(fèi)及通用夾具折舊費(fèi)注:有些費(fèi)用是隨生產(chǎn)批量而變換的,如調(diào)整費(fèi)、用于在制品占用資金等,一般情況下不于單列. ( 3 )由于本設(shè)計(jì)兩個(gè)工藝方案中只有少數(shù)工序不同,多數(shù)工序是相同的,故可以通過(guò)計(jì)算少數(shù)不同的工序的單件成本來(lái)進(jìn)行比較。三種方案的全年不變費(fèi)用依次遞增，每個(gè)零件的可變費(fèi)用V則依次遞減。其函數(shù)圖形為曲線，圖4中直線I、II、III分別表示三種加工方案。各方案直線交點(diǎn)的年產(chǎn)量Nj。（3） 工藝成本的分析當(dāng)需評(píng)比的工藝方案均采用現(xiàn)有設(shè)備或其投資基本相近時(shí)，對(duì)加工內(nèi)容基本相同的幾種工藝方案的經(jīng)濟(jì)評(píng)比，可采用工藝成本作為衡量各種工藝方案經(jīng)濟(jì)性的依據(jù)。綜合以上指標(biāo)，兩種加工工藝方案各方面特性指標(biāo)基本相似，考慮到方案一的加工精度要高于方案二，且方案一的加工精度與表面粗糙度又是適中的能夠達(dá)到技術(shù)要求。（2） 機(jī)械加工工藝過(guò)程技術(shù)特性指標(biāo)：機(jī)械加工工藝過(guò)程技術(shù)特性指標(biāo)包括：出廠量、毛坯數(shù)量、制造毛坯所需金屬質(zhì)量、毛坯凈重、毛坯的成品率、設(shè)備總功率、專用夾具裝備系數(shù)、量具裝備系數(shù)、刀具裝備系數(shù)、操作工人的平均等級(jí)；鉗工修整勞動(dòng)量及其占機(jī)床工作量的比列；生產(chǎn)面積總數(shù)、總面積、平均每臺(tái)機(jī)床占用生產(chǎn)面積、平均每臺(tái)機(jī)床占用總面積。e. 金屬消耗量：基本相同。c. 工藝裝備系數(shù)：兩個(gè)方案基本相同。因此對(duì)于這兩個(gè)方案的分析與比較將從工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性指標(biāo)、工藝成本，技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比等各個(gè)方面進(jìn)行。[12]方案二：a. 工藝過(guò)程第一道工序：粗車(chē)外圓、車(chē)頂面第二道工序：粗車(chē)止口、打中心孔第三道工序：粗鉸銷(xiāo)孔第四道工序：車(chē)環(huán)槽及梯形槽第五道工序：車(chē)環(huán)槽環(huán)岸及其倒角第六道工序：鉆直油孔第七道工序：鉆斜孔第八道工序：銑氣門(mén)內(nèi)槽第九道工序：銑氣門(mén)外槽第十道工序：精車(chē)止口第十一道工序：精車(chē)外圓第十二道工序：精鉸銷(xiāo)孔第十三道工序：切卡環(huán)槽　第十三道工序：靠磨橢圓裙部第十五道工序：細(xì)鉸銷(xiāo)孔 熱處理及其它同方案一。而后者可使每個(gè)工序使用的設(shè)備和夾具比較簡(jiǎn)單，調(diào)整、對(duì)刀也比較簡(jiǎn)單，對(duì)操作工人的技術(shù)水平要求比較低。它們各有所長(zhǎng)。前者是使每個(gè)工序中包括盡可能多的工步內(nèi)容，因而使總的工序數(shù)目減少，夾具的數(shù)目和工件的安裝次數(shù)也相應(yīng)的減少。表面鍍錫：在活塞表面鍍錫可以改善活塞初期磨合性，因?yàn)殄a的質(zhì)地軟，親油性好，可以提高冷啟動(dòng)時(shí)活塞的抗拉缸性能。在工藝過(guò)程的適當(dāng)之處安排去毛刺處理。在工藝規(guī)程中，下列情況下應(yīng)安排檢查工序：零件加工完畢之后；從一個(gè)車(chē)間到另一個(gè)車(chē)間的前后；工時(shí)較長(zhǎng)或重要的關(guān)鍵工序前后。c. 其它輔助工序的安排：檢查、檢驗(yàn)工序、去毛刺、平衡、清洗工序等也是工藝規(guī)程的重要組成部分。時(shí)效處理是將活塞加熱至180～200攝氏度，保溫6～8h后，自然冷卻。b. 熱處理工序的安排：時(shí)效處理：為了消除殘余應(yīng)力，對(duì)于尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件，需在粗加工之前、后各安排一次時(shí)效處理；對(duì)于一般鑄件在鑄造后或粗加工后安排一次實(shí)效處理；對(duì)于精度高、鋼度低的零件，在粗車(chē)、粗磨、半精磨后需要各安排一次實(shí)效處理。[11](4）先安排粗加工工序，后安排精加工工序。精度等級(jí)為IT8～10，粗糙度為Ra=～。氣門(mén)內(nèi)、外槽的加工位置精度要求較高，而尺寸精度要求也不是很高，故仍可以考慮采用直接一次銑削完成。精度等級(jí)為IT7～8，粗糙度為Ra=～。直油孔的加工，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采用鉆來(lái)實(shí)現(xiàn)，精度也為IT11IT12。粗鏜——精鏜—滾壓的加工方法，這樣可以達(dá)到的精度等級(jí)為IT6～I(xiàn)T7，粗糙度為Ra=～。續(xù)表4加工步驟 加工方法止口的加工這個(gè)部分表面是為了加工出精基準(zhǔn)而加工的，粗糙度要求不是很高，為Ra≤，精度要求為IT7，故可采用兩次車(chē)削完成，即采用粗車(chē)——精車(chē)的加工方法,這樣能達(dá)到的精度等級(jí)為IT8～7，粗糙度為=～。[10] 加工工序的安排按照加工順序的選擇原則：(1）先加工基準(zhǔn)面，再加工其它表面。端面的加工端面的精度要求為IT8級(jí)、材料為ZL101，故可采用一次車(chē)削完成，這樣能達(dá)到的精度等級(jí)為IT8～10，粗糙度為Ra=～。它們的主要工作與要求如表5所示。綜合以上幾點(diǎn)，再考慮工廠的工藝能力和現(xiàn)有設(shè)備的加工經(jīng)濟(jì)精度，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》對(duì)擬訂本零件的加工方法如表4。本活塞零件的生產(chǎn)類型屬于大批大量生產(chǎn)。時(shí)效處理是將活塞加熱至210～240℃，保溫7～9h后，自然冷卻，活塞經(jīng)過(guò)時(shí)效處理后能增加強(qiáng)度和硬度。這種材料的工藝性能如下：a. 切削性能：ZL101的硬度為100HB，為易切削材料。（4）材料的性質(zhì)及可加工性?？梢钥闯觯簩?duì)一種加工方法來(lái)說(shuō)，加工誤差小到一定程度，加工成本提高很多，加工誤差卻降低得很少；加工誤差大到一定程度以后，即使加工誤差增大很，加工成本降低得很少。加工誤差小，則加工精度高；加工誤差大，則加工精度低。但是加工經(jīng)濟(jì)精度提高得愈高，表面粗糙度值減少得愈小，則所消耗的時(shí)間與成本也會(huì)愈大。各種加工方法所能達(dá)到的加工經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度都是在一定的范圍內(nèi)的。（2）選擇加工方法應(yīng)考慮每種加工方法的加工經(jīng)濟(jì)精度范圍；材料的性質(zhì)及可加工性；工件的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸大?。簧a(chǎn)綱領(lǐng)及批量；工廠現(xiàn)有設(shè)備條件等。這些技術(shù)要求還包括由于基準(zhǔn)不重合而提高了對(duì)作為精基準(zhǔn)表面的技術(shù)要求。下面將從以上幾個(gè)方面來(lái)確定活塞的機(jī)械加工工藝路線。b. 活塞裙部在半徑方向的剛性差，利用止口和端面（或錐面和中心孔）定位可以沿活塞軸向夾緊，就不致引起嚴(yán)重的變形，從而可以進(jìn)行多刀切削。采用止口和端面（或錐面和中心孔）作為基面有下列優(yōu)點(diǎn)：a. 用這種定位方法可以加工裙部、頭部、頂面、銷(xiāo)孔等主要表面及其他次要表面。止口是專門(mén)為加工活塞而設(shè)置的輔助基準(zhǔn)面，在結(jié)構(gòu)上和功能上沒(méi)有任何作用?；钊饕砻娴某叽缇群托挝痪鹊囊蠖己芨?因此希望以一個(gè)統(tǒng)一基面定位來(lái)加工這些要求高的表面。e. 有多種方案可供選擇時(shí)，應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、加緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的表面作為精基準(zhǔn)。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。b. 當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時(shí)，應(yīng)盡可能的采用此組精基準(zhǔn)定位，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以避免產(chǎn)生基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。b. 直接以活塞毛坯外圓和端面為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)止口,由于活塞的毛坯加工是采用金屬型鑄造，其鑄造精度較高，加工余量小且余量均勻，以其作為粗基準(zhǔn)同樣可以滿足加工要求。(2) 根據(jù)上述的選擇粗基準(zhǔn)的基本原則，綜合以上各個(gè)原則并考慮活塞的實(shí)際情況選擇加工粗基準(zhǔn)如下：a. 以活塞毛坯內(nèi)腔為粗基準(zhǔn)加工外圓和端面,再以外圓為基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)止口。d. 選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒(méi)有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。b. 選擇加工余量均勻的表面作為粗基準(zhǔn)。c. 應(yīng)盡量選擇零件的主要表面為定位基準(zhǔn)。 基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇一般原則: a. 選最大尺寸表面為安裝面，選最長(zhǎng)距離的表面為導(dǎo)向面，選最小尺寸的表面為支承面。其它表面加工余量由零件尺寸決定(如圖3所示):圖 3 活塞毛坯圖Fig 3 Piston rough figure 毛坯的制造方法及工藝特點(diǎn)金屬型澆注結(jié)構(gòu)緊密，能承受較大壓力，其生產(chǎn)率較高，適用于鐵碳合金、有色金屬及其合金的大批大量生產(chǎn)?？刹榈茫?1) 。在此，對(duì)于金屬型鑄件一般統(tǒng)一便用R3或R5。(2) 依照鑄造圓角計(jì)算公式算出數(shù)值后，應(yīng)選取與其接近的機(jī)械制造業(yè)常用的標(biāo)準(zhǔn)尺寸（詳見(jiàn)GB2822—81）。20ˊ0176。1176。20ˊ0176。30ˊ0176。待加工表面的斜度數(shù)值可以大一些。[8] 鑄造斜度(1) 鑄造斜度的大小按下列原則確定：金屬的收縮阻力大時(shí)，斜度應(yīng)大；收縮量大和熔點(diǎn)高的合金，斜度應(yīng)大；鑄件需要拔模部分的尺寸大時(shí)，斜度應(yīng)小，反之斜度應(yīng)大?！?，結(jié)晶細(xì)，加工余量小。用金屬型鑄型，在重力下澆注成型。同時(shí)可以減少切削加工或不進(jìn)行切削加工；從毛坯的制造方法來(lái)看，鑄鋁和鑄銅等有色金屬材料適合用鑄造方法獲得毛坯；從鑄鋁件的力學(xué)性能來(lái)看，可采用金屬型鑄造的鑄件、金屬型澆注的鑄件、砂型澆注的鑄件，且強(qiáng)度依次遞減,毛坯質(zhì)量依次降低。可考慮用金屬鑄造、熔模鑄造、模鍛、精鍛等方法獲得毛坯；從零件的結(jié)構(gòu)來(lái)看，由于此零件屬于外形較復(fù)雜的小型零件，而且它的壁厚不算薄。(4）現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件和發(fā)展 應(yīng)經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和論證。 (2）零件的結(jié)構(gòu)形狀和外輪廓尺寸 形狀較簡(jiǎn)單、壁厚均勻的毛坯可采用金屬型鑄造。 毛坯的選擇選擇毛坯應(yīng)考慮的因素：(1）零件力學(xué)性能的要求 相同的材料采用不同的毛坯制造方法，其力學(xué)性能有所不同。但總的來(lái)說(shuō),鋁合金的優(yōu)點(diǎn)超過(guò)缺點(diǎn)，所以在高速內(nèi)燃機(jī)中都用它。銅硅鋁合金比鑄鐵具有下列優(yōu)點(diǎn):(1) 導(dǎo)熱性好,使活塞頂面的溫度降低較快，可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比，又不至于引起混合氣體的自燃，因而可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率；(2) 重量輕,慣性力??；(3) 可切削性好。在低速、重負(fù)荷、低級(jí)燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)中，有時(shí)用鑄鐵作為活塞材料。 材料選擇采用高碳合金工具鋼整體淬火的活塞，在工作中和釬桿接觸的平面不變形，不易產(chǎn)生裂紋，而采用低碳合金鋼滲碳淬火的活塞，在工作中和釬桿接觸的平面易產(chǎn)生變形（平面凹陷）和裂紋，如果裂紋擴(kuò)大，就會(huì)產(chǎn)生斷裂使活塞報(bào)廢。(6)