【正文】 必須制定詳細的工藝規(guī)程。(4) 廣泛采用高生產(chǎn)率刀具、夾具和量具。(2) 鑄件廣泛采用金屬模機器造型高生產(chǎn)率毛坯制造方法，毛坯精度高，加工余量小。 根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》中查得：本產(chǎn)品屬于輕型機械，遠遠大于5萬臺，所以此活塞的生產(chǎn)屬于大量生產(chǎn)。故 ＝ 6 1 （1 + 4 %+ 1 %） ＝　?。ㄈf件）生產(chǎn)類型是企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，一般分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型。[6] 產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領和生產(chǎn)類型生產(chǎn)綱領是企業(yè)在計劃期內應當生產(chǎn)的包括備品和廢品在內的年產(chǎn)量。(5) 為了保證發(fā)動機運轉平穩(wěn)，同一發(fā)動機各活塞的重量不應相差很大，％。b. 。c. 銷孔軸心線在裙部軸心線的對稱度誤差也會引起不均勻磨損。b. 銷孔軸心線對裙部軸心線的垂直度過影響活塞銷、銷孔及連桿的受力情況。為了減少機械加工工作量，活塞銷孔和活塞銷的裝配也采用分組裝配法，當銷孔內圓表面粗糙度Ra≤。裙部外圓粗糙度Ra≤。為了減少機械加工的困難，將活塞裙部和氣缸套孔徑的制造公差放大三倍，裝配時將活塞按裙部尺寸分為三組，氣缸套按孔徑尺寸分成三組，對相應的組的進行裝配，以保證達到要求的間隙。為了避免活塞銷在工作過程中軸向竄動，在鎖環(huán)槽中裝有鎖環(huán)。活塞銷孔內裝活塞銷與連桿小頭孔相連接。為了活塞的氣密性和耐磨性，增加其壽命，在氣環(huán)槽下鑲嵌一高鎳鑄鐵環(huán)。為了減少向裙部傳導的熱量，在活塞（主要是高速內燃機用活塞）上銑有橫槽，以減少向下傳熱的面積。為了補償這種不均勻的熱變形，把活塞頭部的外徑設計的比裙部小，同時活塞裙部也設計成上小下大的錐形。以內。在活塞上，176。為了補償上述變形，由活塞裙部設計制造成橢圓形，橢圓的長軸在垂直于活塞銷孔軸心線的方向上，并在活塞裙部的銷孔附近鑄出兩塊凹吭，增加裙部與汽缸內壁的間隙。圖 2 活塞在工作中的變形Fig 2 Deformation of the piston at work 所以無論是受力變形或熱變形都使原來的圓柱形的裙部變成橢圓形，橢圓的長軸在活塞的銷孔的軸心線方向上。由于活塞裙部圓周上金屬分布不均勻，銷孔軸線方向金屬厚，熱膨脹量大；垂直于銷孔軸線發(fā)向熱膨脹量小。如圖2所示,活塞的曲頂面受到汽缸內氣體壓力的作用,在銷孔軸線方向的彈性變形量比垂直于該方向的彈性變形量大,使活塞裙部在受力后變成橢圓。它是專為加工活塞而設置的輔助基準面，在結構上和功能上沒有作用?；钊虚g的貫穿孔6稱為活塞銷孔，活塞孔的兩端有鎖環(huán)槽。包括頂面和環(huán)槽在內的部分4稱為活塞頭部。圖1 活塞簡圖Fig 1 Piston sketch figure如圖1所示，平面1稱為活塞的頂面，它承受氣體的壓力，并受到高溫氣體的直接作用?；钊捎肸L101鋁銅合金材料鍛造，它由頂部、頭部、裙部三部分組成。 活塞的結構特點活塞頂面用于承受高溫氣體的壓力,在活塞外圓表面上有三個環(huán)槽，離頂面最遠的一個環(huán)槽是油環(huán)槽，槽內裝有油環(huán)，將氣缸壁上多余的潤滑油刮去，第一環(huán)為氣環(huán)槽 ，用于安裝氣環(huán)，密封燃燒工質，第二環(huán)為扭曲環(huán)。在發(fā)動機汽缸內，活塞在一部分工作循環(huán)壓縮氣體，而在另一部分工作循環(huán)，汽缸內的混合氣體燃燒膨脹，活塞承受高溫氣體壓力，并把壓力通過活塞銷、連桿傳給曲軸。 [1]2 活塞結構特點 活塞的工作環(huán)境及承受的作用力活塞在氣缸內工作時，混合氣在燃燒室內燃燒時產(chǎn)生的溫度超過890攝氏度；活塞高速運動時其加速度達到25000～70000m/s；四沖程發(fā)動機工作時活塞頂部中心溫度在330攝氏度左右，二沖程發(fā)動機則為400到450攝氏度。4）銷孔軸線到頂面距離為56，上下偏差為+ mm， mm。2）為了使活塞銷工作時能在空中自由轉動，活塞銷孔尺寸公差為6級以上精度、 mm。逐步提高定位基準的精度和加工表面的精度。我們將通過對工件與夾具的認真分析，結合一些夾具的具體設計事例，查閱相關的夾具設計資料，聯(lián)系在工廠看到的一些活塞加工的夾具來解決這些問題。所以，夾具的設計是整個設計的重點，也是一個難點。因為我們未學習過夾具的設計和計算。3）為了工件定位準確和夾緊的快速，提高效率和降低工人的勞動強度，提高零件加工精度和安裝找正方便，我們要采用專用的夾具。我們采用AutoCAD軟件繪制零件圖，一方面增加對零件的了解認識，另一方面增加我們對AutoCAD軟件的熟悉。毛坯在機械加工前要切去澆冒口，并進行時效處理，以消除鑄造時因冷卻不均勻而產(chǎn)生的內應力。鋁活塞的毛坯采用金屬模澆鑄。因此活塞是在高溫、高壓和連續(xù)變負載下工作的。 indexing device1 緒 論 本課題的研究意義，國內外研究現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢活塞是發(fā)動機中的重要零件之一。 manufacture process technology。 porking procedure。經(jīng)過設計分析和論證，活塞的工藝設計與夾具設計是可行的?；钊臋C械加工工藝及其夾具設計要點作者：日期：活塞的機械加工工藝及夾具設計學 生：郭 偉指導老師：董 亮（湖南農(nóng)業(yè)大學科學技術師范學院 長沙 410128）摘 要：本設計通過對內燃機鋁活塞加工技術的發(fā)展、活塞的工作環(huán)境以及結構特點的分析，確定了活塞的加工過程及加工方案，其中主要包括：生產(chǎn)綱領和生產(chǎn)類型的確定、材料的選擇、毛坯的制造方法、機械加工余量的確定、各加工工序切削用量的確定、工序時間的計算以及工序卡片的編制。最后，進一步選擇并設計了兩套典型的機床夾具，精鏜銷孔夾具設計和鉆油孔夾具設計，其中主要包括：定位方案與夾緊方案的設計，分度裝置的設計、兩套夾具的工作原理以及在夾具設計過程中應該注意的問題。關鍵詞：活塞、工序、機床夾具、機械加工、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 the internalbustion engine whose the machining technologies,the surrounding of working and the analysis of structural of the is conformed the technology process and arrange for process of piston. It mainly includes:produce outline and produce type to be conformed,choose material,the manufacturing method of the semifinished product of material,the amount of remaining of machine process to be conformed ,the cutting dosage of each process to be conformed,calculated the working procedure time and draw up the working ,chose and designed two sets of typical model of tool machine tongs,designed the tongs of drilling the oil bore and designed the tongs of the milling mainly includes among them:the position project and the pressure designed,the cet degree design,two sets of wrok principles of tongses and what we must be notice in the process of the piston the analysis and argument,the arts and crafts design and the tongs design of the piston is viable.Keywords : piston。 machine tongs。 locating and clamping。它在工作時承受發(fā)動機汽缸內高溫氣體的壓力，并通過活塞銷、連桿將壓力傳給曲軸。發(fā)動機活塞的材料為鋁合金，它的導熱性好、重量輕、慣性力小，并具有較好的切削加工性。毛坯的精度較高，活塞銷孔也能鑄出，因此機械加工余量可以相應地減少。 本課題的基本內容，預計可能遇到的困難，解決問題的方法和措施本課題基本內容是某活塞機械加工工藝及其夾具設計，要研究的主要內容有：1）設計開始的過程中，我們應該認真分析零件圖，了解要加工零件的結構特點和相關的技術要求，對活塞的每一個細節(jié)，都應仔細的分析，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（軸線之間的平行度、垂直度以及軸線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設計加工的關鍵，必須弄懂其每個尺寸的意義。2）活塞的加工工藝過程是整個設計的重點內容，在設計過程中，我們必須嚴格地選擇毛坯、制訂工藝規(guī)程、確定加工余量、計算工藝尺寸、計算工時定額以及定位誤差的分析，為了與實際加工相吻合，我們還必須對加工設備、切削用量、加工裝備等進行選擇和設計，這個階段內容較多，涉及的范圍也比較廣，為了設計的參數(shù)合理，我們必須廣泛查閱相關的書籍，達到設計的合理性和實用性。在夾具設計過程中，我們統(tǒng)一采用以端面和止口為主要定位面來進行加工。所以工作量大大地增加了，只有通過在實習過程中對夾具的感性認識和夾具設計參考書以及夾具圖冊來進行設計和計算。夾具的設計必須要保證夾具的定位準確和機構合理，考慮夾具的定位誤差和安裝誤差。 本課題采用的研究手段和可行性分析根據(jù)活塞零件的特點，活塞加工不宜采用工序集中的原則，一般采用工序分散的原則來安排加工順序，因為活塞加工一般為大批生產(chǎn)，加工要求較高，且剛性較差，所以加工應劃分階段，盡可能將粗、精加工分開進行。在加工發(fā)動機活塞零件的工藝過程中，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級精度等級，表面粗糙度。3）為了使活塞銷和銷孔受力均勻，減少不均勻摩擦，活塞銷孔對裙部軸線必須垂直，在100 ， mm。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、表面粗糙度及對裙部外圓軸線的位置也有較高的要求。由此可見，活塞是在一個高溫的環(huán)境中工作?？梢娀钊窃诟邷馗邏合伦鏖L時間變負荷的往復運動，活塞的結構就要適應這樣的工作條件?；钊h(huán)上部分稱為頭部，其余部分稱為活塞裙部。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，內腔復雜，壁厚較均勻。兩個環(huán)行的槽2稱為環(huán)槽，其中靠近頂點的二個環(huán)槽稱為氣體槽，在氣體槽中放置有彈性的活塞環(huán)，用以密封活塞頂面以上的燃燒室；離頂面最遠的一個環(huán)槽稱為油環(huán)槽，在油環(huán)槽中放置油環(huán)（或稱刮油環(huán)），它把飛濺到氣缸套內壁上的多余的潤滑油刮去，使油從油環(huán)槽的小孔3中流回曲軸箱。其余部分5稱為活塞裙部，在活塞工作過程中起導向作用。圖中標號7是一個短圓柱面和圓錐面的組合，通常稱為止口。[2]活塞在工作過程中易產(chǎn)生受力變形和熱變形。另一方面,活塞頂部與高溫氣體接觸,熱量通過活塞頂部傳到活塞裙部,溫度升高產(chǎn)生熱變形。從而使活塞裙部由于熱變成橢圓，如圖2的虛線所示。這樣，比然使活塞與汽缸的間隙不均勻地減少甚至消失，以至于發(fā)生強烈的磨損甚至咬住。橢圓度的大小隨活塞的型號不同。以內，176。[3]此外，活塞工作時，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?！Ｔ诨钊线€銑有縱向槽（稍斜）以增加活塞裙部的彈性（橫向槽也有類似作用）。使鑄鐵的熱膨脹系數(shù)更接近ZL101，以便滿足零件要求。為了使活塞銷的磨損均勻，在工作溫度下，應使活塞銷在活塞孔及連桿小頭襯套孔中能自由轉動，即所謂“浮動式”活塞銷。[4]3 活塞的工藝規(guī)程的制訂 制訂機械加工工藝規(guī)程的原始資料及活塞的工藝分析 產(chǎn)品的零件圖(見圖紙) 產(chǎn)品驗收的質量標準活塞的技術要求已由國家科委制定了國家標準，對各部分的尺寸公關、形狀和位置公差以及表面粗糙度均有詳細的規(guī)定，現(xiàn)采用JB3931—85標準說明如下：(1) 活塞裙部外圓要求與氣缸很精密的配合，因此裙部外圓尺寸公差一般為IT6，對于高速內燃機要達IT5。裙部的橢圓度和錐度公差在分組尺寸公差范圍內。[5](2) 對于浮動式活塞銷孔，為了使活塞在工作過程中能在孔中自由轉動，銷孔尺寸公差IT6級以上。(3) 活塞銷孔的位置公差要求如下：a. 銷孔軸心線到頂面的距離影響氣缸的壓縮比，影響發(fā)動機的效率，對于此活塞這一距離為56177。垂直度誤差