活塞的机械加工工艺规程设计

活塞的机械加工工艺规程设计PAGEPAGE1目录TOC\o"1-3"\h\u270041.零件的分析 16301.1零件的作用 194371.2．零件的工艺分析及其技术要求 1215652.工艺规程设计 3180502.1.确定毛坯的制造形式及毛坯尺寸确定的 32.2.基面的选择 42.3.制定工艺路线 5323282.4.机械加工余量、工序尺寸 62.5.确定切削用量及基本工时 830835总结 134430参考文献 14零件的分析1.1零件的作用活塞是曲柄连杆机构中的重要零件之一，是发动机的心脏，它主要有三个作用。第一是使发动机作功；第二是密封，它能使发动机内活塞顶以上的空间保持密封，使发动机能连续工作；第三是传热，它能将发动机点燃爆发时的高温传给气缸，再由气缸壁外侧水套内的循环水将热量带走。1.2．零件的工艺分析 及其技术要求 图1-1零件图1.2.1.零件的工艺分析1内孔及端面外圆毛坯表面2粗车外圆外圆毛坯表面3半精车外圆、端面、按图样尺寸切槽至6mm，凹台内孔4精车孔、端面、凹槽半精车后外圆表面5另一端面和凹槽、外圆、切槽至内径、车中间环槽孔2.3．制定工艺路线制定加工方案的一般原则为：先粗后精，先近后远，先外后内，程序段最少，走刀路线最短以及特殊情况特殊处理。制定工艺路线要保证加工质量，提高生产效率，降低成本。根据生产类型是成批生产，零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下，可以考虑采用专用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。拟定加工路线如下：工序号工序名称工序内容定位基准工装1铸造铸造2清砂清砂，去冒口3检验检验铸件有无缺陷4热处理时效处理5粗车夹外圆（毛坯），粗车内孔至及端面，见平即可，粗车外圆尺寸至138mm，长度大于80mm外圆毛坯表面三爪卡盘、中心架、车床6粗车倒头装夹，粗车外圆尺寸至光滑接刀，车端面保证尺寸总长为135mm外圆毛坯表面三爪卡盘、中心架、车床7热处理二次时效处理8检验检验工件有无气孔，夹渣等缺陷9半精车夹内孔，半精车外圆，留量1.5mm，按图样尺寸切槽至6mm，车端面照顾尺寸10mm，车凹台，留加工余量1mm内孔心轴10精车倒头装夹，夹外圆并找正，精车孔至、车端面，保证总长尺寸为132.5mm。车凹槽，倒角半精车后外圆表面三爪卡盘、中心架、车床11精车以内孔定位，倒头装夹，精车另一端面，保证总长尺寸为132mm，精车另一凹槽，倒角，精车外圆mm，切各槽至图样尺寸内径，保证各槽间距10mm及各槽入口处倒角。车中间环槽内孔三爪卡盘、中心架、车床、心轴12检验检验各部尺寸及精度13入库入库2.4.机械加工余量、工序尺寸加工余量可采用查表修正法确定，确定工序尺寸的一般加工方法是，由加工表面的最后工序往前一步推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注。当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只与工序（或工步）的加工余量有关。当基准不重合时，工序尺寸用工艺尺寸链解算。中间工序尺寸按“单向、入体”原则标注，但毛坯和孔心距尺寸公差带一般去双向对称布置。中间工序尺寸的公差可以从相应的加工经济精度表中查得。1.活塞内孔（工序5和10）的加工余量、工序尺寸及其公差的确定按照粗车→精车加工方案，查阅《加工余量手册》，有粗车余量Zj=6mm、精车余量Zj=4mm；查《机械制造技术基础课程设计指导教程》第四章各个表，确定各工序尺寸的加工精度等级和表面粗糙度为，粗车：IT12，Ra为1.6、精车：IT7，Ra为12；根据上诉结果，再查标准公差数值表可确定各公步的公差值分别为，粗车;0.3mm、精车：0.034mm。综上所述，该工序加工该定位孔各工步的工序尺寸及公差分别为，粗车、精车。2.活塞外圆表面mm（工序5、6、9、10和11）的加工余量、工序尺寸及公差的确定按照粗车→半精车→精车的加工方案，查阅《机械加工余量手册》，有工序间的余量：粗车余量Zj=4mm、半精车余量Zj=2.5mm、精车余量Zj=1.5mm。查《机械制造技术基础课程设计指导教程》第四章各个表，确定各工序尺寸的加工精度等级和表面粗糙度分别为，粗车：IT12，Ra12.5、半精车IT10，Ra5、精车：IT7，Ra3.5。综上所述，该工序加工各工步的工序尺寸及公差分别为：粗车、半精车、精车。3.活塞槽（工序9和11）的加工余量、工序尺寸及公差的确定按照半精车→精车的加工方案，查阅《机械加工余量手册》，有工序间的余量：半精车余量Zj=1mm、精车余量Zj=2mm。查《机械制造技术基础课程设计指导教程》第四章各个表，确定各工序尺寸的加工精度等级和粗糙度分别为，半精车IT10，Ra3.2、精车：IT7，Ra1.6。综上所述，该工序加工各工步的工序尺寸及公差分别为：半精车、精车。4.活塞凹槽（工序9、10和11）的加工余量、工序尺寸及公差的确定按照半精车→精车的加工方案，查阅《机械加工余量手册》，有工序间的余量：半精车余量Zj=1mm精车余量Zj=1mm。查《机械制造技术基础课程设计指导教程》第四章各个表，确定各工序尺寸的加工精度等级为：半精车：IT10、精车：IT7。综上所述，该工序加工各工步的工序尺寸及公差分别为：半精车、精车。5.车中间环槽（工序11）的加工余量、工序尺寸及公差的确定按照精车的加工方案，查阅《机械加工余量手册》，有工序间的余量：精车余量Zj=2mm。查《机械制造技术基础课程设计指导教程》第四章各个表，确定各工序尺寸的加工精度等级为精车：IT7。综上所述，该工序加工工步的工序尺寸及公差为精车。2.5.确定切削用量及基本工时在车床上加工的工序，一般都用硬质合金车刀和镗刀，加工灰铸铁零件采用YG型硬质合金，粗加工用YG6，半精加工用YG8，精加工用YG10，切槽宜用高速钢1.工序5（1)粗车内孔至1）选择刀具：选用45°弯头车刀，2）确定切削用量a.确定背吃刀量：粗车内孔至的余量为6mm,所以一次走刀完成即ap1=3mm。b.确定进给量f：查《切削用量简明手册》：加工材料HT200、车刀刀杆尺寸为16×25mm、工件直径70mm、切削深度ap=3mm，则进给量为0.6~08mm/r。再根据C6140车床说明书,取进给量f=0.6mm/r。c.确定切削速度Vc：查（切削手册）表1.27和1.28，查得Cv=158，xv=0.15，yv=0.4，m=0.2，修正系数KMv=1，Ksv=0.5，Kkrv=1，Ktv=1，刀具寿命为T=60min。Vc=（Cv/Tmapxvfyv）Kv =158×1×1×1×0.5/（600.2×30.15×0.60.4）=37m/mind.确定机床转速n：n=1000Vc/πdw=1000×37/3.14×76=155r/min按机床说明书（见工艺手册见表4.2-8）得相近的机床转速为200r/min,所以实际切削速度为48m/min。（2）粗车端面见平1）选择刀具：选用45°端面车刀2）确定切削用量a.确定背吃刀量：粗车端面见平加工余量为2mm,所以一次走刀完成即ap1=2mm。b.确定进给量f：查《切削用量简明手册》：加工材料HT200、车刀刀杆尺寸为16×25mm、工件直径142mm、切削深度ap=2mm，则进给量为0.8~1mm/r。再根据C6140车床说明书（见切削手册）取进给量f=1mm/r。c.确定切削速度Vc：查（切削手册）表1.27和1.28，查得Cv=158，xv=0.15，yv=0.4，m=0.2，修正系数KMv=1，Ksv=0.5，Kkrv=1，Ktv=1，刀具寿命为T=60min。Vc=（Cv/Tmapxvfyv）Kv =158×1×1×1×0.5/（600.2×20.15×10.4）=32m/mind.确定机床转速n：n=1000Vc/πdw=1000×32/3.14×142=71.8r/min按机床说明书（见工艺手册见表4.2-8）得相近的机床转速为80r/min,所以实际切削速度为35.7m/min。（3）粗车外圆1）选择刀具：选用90°外圆车刀2）确定切削用量a.确定背吃刀量：粗车外圆的余量为4mm,所以一次走刀完成即ap1=2mm。b.确定进给量f：查《切削用量简明手册》：加工材料HT200、车刀刀杆尺寸为16×25mm、工件直径142mm、切削深度ap=2mm，则进给量为0.8~1.2mm/r。再根据C6140车床说明书（见切削手册）取进给量f=0.8mm/r。c.确定切削速度Vc：查（切削手册）表1.27和1.28，查得Cv=158，xv=0.15，yv=0.4，m=0.2，修正系数KMv=1，Ksv=0.5，Kkrv=0.73，Ktv=1，刀具寿命为T=60min。Vc=（Cv/Tmapxvfyv）Kv =158×1×1×0.73×0.5/（600.2×20.15×0.80.4）=26m/mind.确定机床转速n：n=1000Vc/πdw=1000×26/3.14×142=58r/min按机床说明书（见工艺手册见表4.2-8）得相近的机床转速为100r/min,所以实际切削速度为44.7m/min。2.工序7（1）半精车外圆至φ135.5mm1）选择刀具：选用90°外圆车刀，2）确定切削用量a.确定背吃刀量：半精车外圆至φ135.5mm的余量为1.5mm,所以一次走刀完成即ap1=0.75mm。b.确定进给量f：查《切削用量简明手册》：加工材料HT200、车刀刀杆尺寸为16×25mm、工件直径138mm、切削深度ap=0.75mm，则进给量为0.8~1.4mm/r。再根据C6140车床说明书（见切削手册）取进给量f=0.8mm/r。c.确定切削速度Vc：查（切削手册）表1.27和1.28，查得Cv=158，xv=0.15，yv=0.4，m=0.2，修正系数KMv=1，Ksv=0.6，Kkrv=1，Ktv=0.83，刀具寿命为T=60min。Vc=（Cv/Tmapxvfyv）Kv =158×1×1×0.83×0.6/（600.2×0.750.15×0.80.4）=39.2m/mind.确定机床转速n：n=1000Vc/πdw=1000×39.2/3.14×138=90.5r/min按机床说明书（见工艺手册见表4.2-8）得相近的机床转速为200r/min,所以实际切削速度为86.7m/min。（2）半精车切槽8mm至6mm,并至φ115.5mm1）选择刀具：车槽刀，2）确定切削用量a.确定背吃刀量：半精车切槽8mm至6mm,的余量为1mm,所以一次走刀完成即ap1=0.5mm。b.确定进给量f：查《切削用量简明手册》取进给量f=0.3mm/r。c.确定切削速度Vc：查（切削手册）表1.27和1.28，查得Cv=158，xv=0.15，yv=0.4，m=0.2，修正系数KMv=1，Ksv=0.6，Kkrv=1，Ktv=0.83，刀具寿命为T=60min。Vc=（Cv/Tmapxvfyv）Kv =158×1×1×0.83×0.6/（600.2×0.50.15×0.80.4）=42.3m/mind.确定机床转速n：n=1000Vc/πdw=1000×42.3/3.14×138=97.6r/min按机床说明书（见工艺手册见表4.2-8）得相近的机床转速为160r/min,所以实际切削速度为69.4m/min。其余工序的计算过程与工序5的方法大致相同.总结为期一周的课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，我们组共同努力，不断的查阅资料并和同学们积极地探讨，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。由于能力所限，设计中还有许多不足之处，恳请各位老师、同学们批评指正！参考文献【1】刘长青.机械制造课程技术指导.武汉：华中科技大学出版社【2】孟少农．机械加工工艺手册．北京：机械工业为出版社，1992【3】陆同．机械制造常用资料及新旧标准对照手册.北京：机械工业出社【4】赵瑾．互换性与测量技术技术基础.武汉：华中科技大学出版社，2000【5】周泽华．金属切削理论，北京：机械工业出版社，1992【6】陆剑中．金属切削原理与刀具.北京：机械工业出版社，2013【7】陈明．机械制造工艺学.机械工业出版社．北京：机械工业出版社，2012【8】赵家齐．机械制造工艺学课程设计指导书.北京：机械工业出版社，2000【9】艾星、肖诗纲．切削用量简明手册．北京：机械工业出版社，1994【10】李益民．机械制造工艺学设计简明手册.武汉：哈尔滨出版社【11】黄健求．机械制造技术基础．北京：机械工业出版社，2011【12】王绍俊主编．机械制造工艺设计手册．北京：机械工业出版社，1984【13】李名望．机床夹具设计实例教程．北京：化学工业出版社，2009【14】成大先．机械设计手册．北京：化学工业出版社，1999【15】陈立德．机械制造装备设计课程设计．北京：高等教育出版社，2010