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畢業(yè)論文-活塞的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)-在線瀏覽

2025-03-05 19:59本頁(yè)面
  

【正文】 比 100mm 大時(shí)候是。 (2) 銷(xiāo)孔中線對(duì)裙部外圓中線的直角誤差讓活塞在內(nèi)燃機(jī)不平行,工作時(shí)回有 傾斜里,加快了損壞。 (3) 環(huán)槽的側(cè)面必須要和裙部外圓軸線成 90 度,側(cè)面與裙部軸線的園跳動(dòng) 2 活塞的加工工藝 5 大小是 。因 此活塞還應(yīng)按重量分組裝配 。 b. 首要確保的是位置精度,其次確保的是尺寸精度。 粗基準(zhǔn)的選擇和精基準(zhǔn)的選擇 (1) 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)考慮上述的一般原則,還必須考慮以下原則 : a. 盡可能找非加工平面來(lái)當(dāng)粗精準(zhǔn),若零件有較多不加工平面,那么應(yīng)該選擇精度很高的非加工面來(lái)作為粗基準(zhǔn)。 c. 精基準(zhǔn)的選取必須是加工余量很小的表面。 e. 作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)光滑,無(wú)澆冒口, Flash等缺陷,以讓定位可靠 。由于粗車(chē)后的外圓面的加工余量小、準(zhǔn)確度高、表面光滑、面積很大,并且它的表面非常重要,擁有比較均勻的加工余量。 ( 3) 精基準(zhǔn)的選擇: 作為精基準(zhǔn),除了考慮一般原則參考精選,還 應(yīng)注意的問(wèn)題 : 2 活塞的加工工藝 6 a. 盡量用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”,以避免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。 c. 當(dāng)精加工對(duì)加工余量的要求比較小的時(shí)候,那么就該選取需要加工面自己來(lái)做為精基準(zhǔn)。 d. 為了做出更準(zhǔn)確的定位,加工余量小,可以遵循“共同參考”,反復(fù)加工的原則 。 所以按照上述的每個(gè)準(zhǔn)則,根據(jù)實(shí)際情況對(duì)精基準(zhǔn)的選取如下: 活塞是薄壁零件,容易在荷載作用下產(chǎn)生變形 ?,F(xiàn)今的活塞生產(chǎn)基本使用止口和端面來(lái)定位。 使用止口與端面當(dāng)做基準(zhǔn)面具有如下的好處: 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。 b. 活塞裙部沿軸線的剛性差, 運(yùn)用止口和端面(或錐面和中心孔)定位沿著的活塞中心線方向夾緊。 3 活塞材料及毛坯的選擇 7 3 活塞材料及毛坯的選擇 選擇毛坯應(yīng)考慮的因素 (1) 零件應(yīng)力的要求 同樣的材料使用不一樣的毛坯生產(chǎn)方法,他的應(yīng)力就會(huì)不一樣。 (2) 工件的外形和構(gòu)造不很復(fù)雜而壁厚平均的毛坯能夠用金屬型鑄造。 (4) 當(dāng)場(chǎng)制造條件和發(fā)展 通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究和取證。 金屬鑄造,鍛造,精密鑄造,精密鍛造方法可以考慮 可以考慮使用這些方法來(lái)制造毛坯;從工件的結(jié)構(gòu)方面來(lái)說(shuō),由于這些小零件的外形很復(fù)雜,并且壁厚比較厚。也可以減少和沒(méi)有切削加工;通過(guò)毛坯的生產(chǎn)方法來(lái)觀察,銅和鋁等金屬比較適用鑄造法來(lái)得到毛坯;從鑄鋁的應(yīng)力來(lái)考慮,就可以使用金屬鑄造和金屬澆鑄的方法來(lái)獲 得鑄件,并且剛度逐漸減小 ,毛坯的質(zhì)量逐漸下降。采用金屬型鑄造,在重力的作用下澆注完成。毛坯的 Ra為 ~ ,結(jié)晶很小,加工余量合適。 活塞材料的選擇 活塞的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)指標(biāo),使用條件和加工條件的各方面考慮,先設(shè)計(jì)出加工技術(shù)上與經(jīng)濟(jì)上很合理的何塞接夠方法,再設(shè)計(jì)出相關(guān)的技術(shù)需要。 2 為了降低活塞的慣性力和質(zhì)量應(yīng)該選用密度很小的材料。 4)線膨脹系數(shù)應(yīng)很小。 5)可以保持良好的高溫力學(xué)性能。 7)易于鑄造或模壓,易于加工。 活塞毛坯的選擇 選擇毛坯應(yīng)考慮的因素: (1) 工件的應(yīng)力要求 同樣的原料使用不一樣的毛坯生產(chǎn)方式,他的應(yīng)力分布會(huì)有所不同。 (2工件的構(gòu)造和外形尺寸 外形不復(fù)雜、壁厚平均的材料就可以使用金屬鑄造。 從制造數(shù)量來(lái)說(shuō),這個(gè)工件生產(chǎn)數(shù)量很大,比較適合使用生產(chǎn)效率很很高的毛坯生產(chǎn)方式,這樣可以減低材料的使用和工人的工作量。所以我們可以使用榮模鑄造和壓鑄等很精密的制造方式。 綜合上面的情況來(lái)看,這個(gè)工件的材料就用鋁合金,毛坯使用金屬鑄造的方式來(lái)獲得。對(duì)鋁合金材料可以起到細(xì)化組織的功用,制造速度快,沒(méi)有灰塵,然而對(duì)設(shè)備的磨損卻很大,人工作業(yè)時(shí),精度不夠高。比較適合大批量的制造。 對(duì)于鋁合金來(lái)說(shuō)在機(jī)械加工之前便要進(jìn)行熱處理。時(shí)效處理即把活塞升溫到 160~ 220 攝氏度,恒溫保持 7 小時(shí)左右,放在空氣中冷 卻。 ( 2)其它輔助工序的安排: 制造的一個(gè)重要組成部分的檢查,檢查過(guò)程中,去毛刺,平衡,也是一種清潔程序過(guò)程。在制造的時(shí)候,每個(gè)工序都應(yīng)該安排質(zhì)檢,特別是零件沖一條生產(chǎn)線轉(zhuǎn)到另一條生產(chǎn)線上的時(shí)候。 在再制造的時(shí)候需要有一些去毛刺的工序。 表面鍍錫:將活塞的外表鍍錫可以使活塞在初期時(shí)磨合得更加好。 加工工序的分析與選擇 方案一、二除了對(duì)銷(xiāo)孔的加工方法不同以外,其余基本相同。 ( 1) 產(chǎn)品工藝方案技術(shù)特性主要指標(biāo): a. 人工的消耗:方案一更好,因?yàn)樗牡臅r(shí)間較少,制造效率高,而且制造出的零件精度也高。 c. 工藝裝備系數(shù):上述兩個(gè)方案大致一樣。 e. 生產(chǎn)是所占地面 積:大致一樣。相對(duì)上述的指標(biāo),兩個(gè)方案基本一致,所以就進(jìn)行分析了。故相比之下,方案一要優(yōu)于方案二。 工序名稱 工序間余 ( mm) 表面粗糙度 (μ m) 經(jīng)濟(jì)度 工序尺寸 ( mm) 精車(chē)止口 IT7 ?? 粗車(chē)止口 IT12 ?? 毛坯 ?? 2) 頂面加工 頂面的尺寸是Ф ,粗車(chē)之后的經(jīng) 濟(jì)度為 IT13, Ra是 ,所選加工方法為:粗車(chē)端面 工序名稱 工序間余量 ( mm) 表面粗糙度 Ra(μ m) 經(jīng)濟(jì)度 工序尺寸 ( mm) 粗車(chē)頂面 IT13 ? 毛坯 ? 3) 端面加工 端面尺寸為 ,粗車(chē)后 Ra 為 ,經(jīng)濟(jì)度為 IT11,所選加工方法為粗車(chē)端面。 工序名稱 工序余量 ( mm) 表面粗糙度 Ra(μ m) 經(jīng)濟(jì)度 工序尺寸 ( mm) 精磨外圓 IT6 ??? 精車(chē)外圓 IT7 0 ?? 粗車(chē)外圓 IT11 0 ?? 毛坯 ?? 5) 銷(xiāo)孔加工 銷(xiāo)孔的尺寸為 Ф 15mm, Ra 為 m,進(jìn)度等級(jí) IT7,所選加工方法為:先粗鏜銷(xiāo)孔,再精鏜銷(xiāo)孔,最后滾壓銷(xiāo)孔。 3 活塞材料及毛坯的選擇 13 〈 1〉第一環(huán)槽的加工 工序名稱 工序間余量 (mm) 表面粗糙度 Ra( um) 工序公差 ( mm) 工序尺寸 (mm) 精車(chē)環(huán)槽 1 IT7 0 ?? 粗車(chē) 環(huán)槽 第二次 走刀 IT10 0 ?? 第一次 走刀 IT11 0 ?? 毛坯 〈 2〉第二環(huán)槽的加工 工序名稱 工序余量( mm) 表面粗糙度 Ra( um) 工序公差 ( mm) 工序尺寸 (mm) 精車(chē)環(huán) 槽 1 IT7 0 ?? 粗車(chē)環(huán)槽 第二次走刀 IT10 0 ?? 第一次走刀 IT11 0 ?? 毛坯 〈 3〉第三環(huán)槽的加工 工序名稱 工序間 余量 (mm) 表面粗糙度 Ra( um) 經(jīng)濟(jì)度 工序尺寸 (mm) 精車(chē)環(huán)槽 1 0 ?? 粗車(chē) 第二次走刀 IT10 0 ?? 3 活塞材料及毛坯的選擇 14 環(huán)槽 第一次走刀 IT11 0 ?? 毛坯 確定切削用量 ( 1)止口的加工 進(jìn)行粗加工的時(shí)候,精良一次除去粗加工所有的余量,即所需切削深度為粗加工余量。取 n=195r/s ( 5) 精車(chē)止口 查《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取背吃刀量 pa = 取進(jìn)給量 f=,取 v=8m/s 則車(chē)床主軸轉(zhuǎn)速 n=11000dv? = 81000?? =取車(chē)床主軸轉(zhuǎn)速 n=40r/s 則此時(shí)切削速度 v=10002nd? = 1000 ?? =( 6) 精車(chē)外圓 查《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取背吃刀量 pa = 取進(jìn)給量 f=,取 v=8m/s 則車(chē)床主軸轉(zhuǎn)速 n=11000dv? = 81000?? =取車(chē)床主軸轉(zhuǎn)速 n=40r/s 則此時(shí)切削速度 v=10002nd? = 1000 ?? =( 7) 精車(chē)外圓第一、第二、第三環(huán)槽 查《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》取背吃刀量 pa = 3 活塞材料及毛坯的選擇 16 取進(jìn)給量 f=,取 v=8m/s 則車(chē)床主軸轉(zhuǎn)速 n=11000dv? = 81000?? =取車(chē)床主軸轉(zhuǎn)速 n=42r/s 則此時(shí)切削速度 v=10002nd? = 1000 ?? = 4 精鏜銷(xiāo)控夾具設(shè)計(jì) 17 4 精鏜銷(xiāo)孔夾具設(shè)計(jì) 加工活塞銷(xiāo)孔夾具的定位誤差解析 制造鋁活塞的時(shí)候在毛坯上大都有 錐形銷(xiāo)孔 (方便拔模) 。 定位方式和定位元件 設(shè)計(jì)夾具的時(shí)候應(yīng)當(dāng)根據(jù)工藝步驟來(lái)選擇定位精準(zhǔn)。某個(gè)東西在三維空間里能運(yùn)動(dòng)的方向叫做自由度。 零件的位置確定,即是使用合適的方式來(lái)約束它,用以去除零件的這六個(gè)自由度,來(lái)使零件能準(zhǔn)確的定位,叫做六點(diǎn)定位原理。零件的端面和止口與止口做接在一起,這樣便制止的除 Z軸之外的 5個(gè)白由度; Z軸方向的定位方式為在銷(xiāo)孔中插入菱形銷(xiāo)。 定位元件尺寸及公差計(jì)算 菱形銷(xiāo)的直徑、寬度及公差的確定 先看下表中的 D2,確定 b1,再根據(jù)公式算出菱形銷(xiāo)和銷(xiāo)孔配合是的最小間隔,然后算出菱形銷(xiāo)的直徑。 我們這個(gè)工序中夏空和菱形銷(xiāo)的配合是 H7/f6, 菱形銷(xiāo) 的 公差 等級(jí) △ =,直徑為 15mm, 查 GB2204— 80, 可以知道他的長(zhǎng)度是 35mm。 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)不重合所產(chǎn)生的定位誤差 工序定位基準(zhǔn)和夾具定位基準(zhǔn)和一樣,這兩個(gè)定位基準(zhǔn)所產(chǎn)生的位置誤差回被反映到加工的位置上,這樣產(chǎn)生的誤差叫做基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。菱形銷(xiāo)和銷(xiāo)孔的定位最大間隔是: m a x m in xgDd? ? ?? ? ? ? ? ? 式中 maxD —— 定位孔最大直徑; mind —— 定位銷(xiāo)最小直徑; △ —— 銷(xiāo)與孔的最小間隙; x?—— 銷(xiāo)的公差; g? —— 孔的公差; 因?yàn)榱庑武N(xiāo)和銷(xiāo)孔間有間隔,工件安裝時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生一些偏離,它的偏離距離是以δ為直徑,把銷(xiāo)孔中心店最為圓心的圓。 在精鏜銷(xiāo)孔的時(shí)候活塞銷(xiāo)孔和凌形銷(xiāo)之間的配合是 H7/f6,那么,maxD =+= , ?mind 52- = ,銷(xiāo)孔和菱形銷(xiāo)的最大間隔是 δ = - = 。 2)導(dǎo)向元件的位置誤差,刀具元件與定位元件,其形狀誤差由于定位誤差和差異。 4)夾緊力使工件或夾具產(chǎn)生變形,產(chǎn)生位置誤差。 計(jì)算上面所說(shuō)的的定位誤差,大多是在大批量制造時(shí)運(yùn)用調(diào)整法加工的時(shí)候,相對(duì)具體的夾具才能分析出相關(guān)的定位誤差,要尋找出每個(gè)環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的誤差,再用概 率法求出總的定位誤差。 工件的夾緊裝置的設(shè)計(jì) 夾緊裝置的組成 一般的夾具,是典型的夾緊裝置,是由下列幾個(gè)部分組成。他將力源中的夾緊力傳送給夾具,再由夾具來(lái)完成對(duì)零件的最終加緊。我們?cè)O(shè)計(jì)的夾具是壓桿和拉頭的傳遞力的結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)夾緊機(jī)構(gòu)和零件的受壓 面相接觸來(lái)進(jìn)行夾緊。 夾緊力的確定 (1) 夾緊力的計(jì)算 夾緊力必須在確定的場(chǎng)合通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定下來(lái)。夾緊力在計(jì)算的時(shí)候,把夾具和零件當(dāng)做一個(gè)整體系統(tǒng),根據(jù)企鵝學(xué)歷的大小、方向和作用位置,再通過(guò)夾緊力列出靜力方程,算出理論夾緊力,然后乘上安全系數(shù)來(lái)當(dāng)做實(shí)際的夾緊力。鉆活塞銷(xiāo)孔是夾緊零件所需要的勞動(dòng)力不是很多,為了降低本錢(qián), 夾緊方式直接用手動(dòng)夾緊。實(shí)際所需夾緊力的計(jì)算如下。下圖的螺桿受力示意圖,這個(gè)螺桿用的是矩形螺紋。工件對(duì)螺桿的反作用力有垂直方向 4 精鏜銷(xiāo)控夾具設(shè)計(jì) 20 的反作用力 W(等于加 緊力)、工件對(duì)其摩擦力 22tanFW??。39。螺母為固定件,其對(duì)螺桿的作用力有垂直于螺旋面的作用力 R 及摩擦力 1F ,其合力為 1R 。圓周力可以被視為在螺栓中徑 0d 上,對(duì)螺絲所發(fā)生力矩 2 1 0ta n ( ) / 2T W a d? ? ?。 通過(guò)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》螺旋夾緊力的算式是:
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