活塞的加工工艺及其夹具设计.zip

毕业设计毕业设计( (论文论文) )任务书任务书 专业 机械设计制造及其自动化 班级 下发日期 2007-4-2 题目活塞的加工工艺及其夹具设计 专题活塞的扩孔和半精镗、精镗的夹具设计及活塞加工的工艺过程 主 要 内 容 及 要 求 设计内容：活塞的夹具设计，镗夹具的设计，及活塞的加工工艺过程的 设计。 设计要求：根据给定的零件图，明确要加工零件的部位，根据零件实现 它的定位、夹紧，从而设计扩孔和镗床的夹具；要求的图纸量为：折合一号 图纸不少于 7 张；设计说明书不少于 2 万字。 主 要 技 术 参 数 主要数据为： 零件图上的技术要求。 进 度 及 完 成 日 期 2007 年 4.24.22 查阅有关设计资料，认真分析零件的结构特点； 4.235.24 毕业实习，参观有关加工过程；设计并绘制出工艺路线图、设 计并绘制活塞零件图及活塞夹具图； 5.256.2 查找外文资料并进行翻译； 6.36.15 整理设计计算结果，改正图纸错误，撰写设计说明书。 教学院长签字日期教研室主任签字日期指导教师签字日期 第 1 页 指 导 教 师 评 语 指导教师: 年 月 日 第 2 页 指 定 论 文 评 阅 人 评 语: 评阅人: 年 月 日 第 3 页 答 辩 委 员 会 评 语 周 记 说明书 (或论文) 图 纸答 辩总 评 答辩委员会主席 签字 评 定 成 绩 第 4 页 参 考 文 献 第 5 页 I 摘摘 要要 本设计系统地讲述了变速箱体的加工工艺，是对设计图纸的必要补充，主要内容 是工艺线路设计，主要夹具设计、主要工序的工序卡和必要公差配合的分析。 工艺线路较长，工艺安排复杂，设计了两套方案，主要从工艺集中和尽量减少工 件搬动方面考虑，最终确定了加工工艺路线。 夹具设计中，主要包括镗夹具和钻夹具设计。涉及主要内容包括加工设备、定位 方法、夹紧方式主要部件型号的选择。另外，针对主要夹具钻、镗夹具，编写了其工 序卡。 公差配合分析，结合典型的有公差配合要求的工件（钻套称套）进行分析，是使 用要求与公差配合相适应。 关键词关键词：工艺路线 夹具设计 公差配合 II Abstract This design related to become systematically soon box the body process a craft, is the craft circuit design towards designing the diagram paper of necessary complement, main contents, the work preface card and necessary business trip ofwith main tongs design,main work preface match with of analysis. The craft circuit is longer, the craft arrangement is complicated, designing two sets of projects, mainly concentrating from the craft with reduce the work piece to move the aspect consideration as far as possible, end make sure to process craft route. The tongs designs , mainly including the boring tongs and drilling a tongs design.Involve the choice that the main contents includes to process an equipments,position a method and clips a main parts model number of tight way.The Drill to main tongs moreover, the boring tongs, write its work preface card. The business trip match is analytical, the work piece(drill a set to call a set) that combines typical model to have the business trip match to request carries on analysis, is an usage to request to went with the business trip match should. Keyword: Connecting Rod,Piston Ring,Piston III 目录目录 绪论绪论1 第第 1 1 章章 活塞功用结构特点及技术要求活塞功用结构特点及技术要求2 1.1 活塞的功用2 1.2 活塞结构及技术要求2 1.3 活塞的材料、毛坯及其制造方法3 第第 2 2 章章 活塞的机械加工工艺的制定活塞的机械加工工艺的制定5 2.1 影响工艺路线制定的因素5 2.2 工艺路线的制定及比较7 2.3 主要加工工序的切削用量、加工余量9 第第 3 3 章章 夹具设计夹具设计11 3.1 机床夹具设计原理11 3.2 机床车和镗床夹具的设计22 参考文献参考文献27 致谢致谢28 附件附件29 IV 1 绪绪 论论 设计是高等工业学校教学中的一个主要组成部分,是专业学习过程是最后的一个主 要的实践性的教学环节,是培养学生独立思考和科学工作方法重要的实践性的过程. 设计的目的和要求在于培养学生综合运用所学知识和技能去分析和解决机械工程 实际问题的能力.熟练生产技术的工作的一般方法,培养学生树立工程技术必备的全局 观点,生产观点和经济观点.树立正确的设计思想和严肃认真的工作态度,培养学生调查 研究,查阅技术文献资料,手册进行工程运筹,图样的绘制及编写技术文件的独立工作能 力. 在毕业设计时,我们通过到莱阳动力机车厂的实际调研,对设计内容有了基本的了 解,并仔细观察和了解各加工工序的加工过程,查阅了大量的资料,在老师的指导及同组 同学的帮助下，我逐渐掌握和了解了如何去完成对一个零件的加工工艺的分析以及所 需机床夹具的设计，完成了设计任务,并编写了设计说明书. 由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。 2 第第 1 1 章章 活塞功用结构特点及技术要求活塞功用结构特点及技术要求 1.11.1 活塞的作用活塞的作用 活塞位于发动机的汽缸内，多往复运动，主要承受气缸中的气体压力，并且此压 力通过活塞销传给连杆，以摧动曲轴的旋转。活塞顶部与气缸盖、气缸壁共同组成燃 烧室。 发动机做功是由进气、压缩、作工、排气四个行程完成的一个工作循环的。不断 的循环，发动机才能连续的工作，这就要求发动机内活塞顶以上的空间有非常好的密 封效果，密封是活塞的第二个作用。 活塞在工作中应不敲缸、不拉缸、不漏气，保持正常的活塞与缸空的配合间隙， 使发动机能稳定有效的工作，获得更大的功率，既要求活塞应有良好的导向作用。 由于活塞顶部直接与高温气体周期性的接触，燃起的最高温度可达 2500K，此外气 体的吸入，压缩，废气的排放，也都有活塞的运动来完成，因此活塞的工作主要特点 是在高温高压下做长时间的连续变幅和往复运动，并且承受着燃气的带冲击性的高压 力，为了提高活塞的工作性能和寿命，它对活塞合金材料性能具有以下的要求： （1）在高温高压下具有足够的强度和刚度; （2）密度小，好的加工性能; （3）良好的耐磨性和耐蚀性; （4）良好的导热性,热膨胀系数小; （5）保证气缸内部空间密封. 1.21.2 活塞的结构特点及技术要求活塞的结构特点及技术要求 活塞有顶部、头部和裙部三部分组成。裙部包括销座、销孔等，机构见图（活塞 零件图） 。 由于活塞十字阿高温高压的腐蚀条件下连续变负荷运动的，所以必须有相适应的 结构来满足活塞的这一特定的工作条件。铝合金材料的导热性好重惯性力小，用它制 造活塞有利于活塞的工作。 活塞顶部工作条件最为恶劣，从活塞整体结构上，设计成顶部及头部的壁较厚， 一下壁厚逐渐减薄，并使销孔至内顶面为整体销座；对非整体结构也涉及了加强筋， 使整个活塞具有足够的刚性。 3 活塞顶部受热最严重，往下温度渐低，考虑的奥活塞受热变形，头部直径尺寸设 计的较小，裙部尺寸大于头部尺寸。这样在正常的工作状态下，活塞不至于受热膨胀 而卡死为防止活塞头部热量过多地传给裙部，所以大部分活塞在有环槽处开有隔热槽， 有的整体裙部活塞纵向开有膨胀槽，以适应热变形引起的裙部直径尺寸变化。 为使得到满意的配缸间隙，理想的活塞应该和缸筒一样是正圆的。实际工作状态 下的活塞，其侧压力主要在垂直于销孔的方向，又引起再热变形的情况下要求它能正 常稳定的工作，即在热变形后趋于正圆，所以大多数活塞群不是设计成椭圆的。也有 的活塞考虑到自上而下的温度渐低的特点，将裙部设计成锥体（上小下大） 。 6120 发动机活塞是裙部桶形变椭圆活塞，变椭圆就是活塞裙部自上而下椭圆度逐 渐变小，祥见活塞零件图。 为使活塞能够在极其恶劣的条件下稳定长期的连续工作，加工时必须满足设计要 求： 1）环岸及环槽对活塞裙部轴心的径向跳动最大允许差为 0.10.15。 2）环槽侧面对活塞裙部轴心线垂直度不超过 25：0.07，环槽侧面对活塞裙部轴 向跳动不超过 0.05，环槽侧面粗糙度及槽宽尺寸等，这些参数直接影响活塞 及活塞环的工作状态。 以上两个参数超差，会晒活塞在汽缸内往复运动处于不正常状态，活塞与其港币出现 偏磨现象，从而导致侨港或拉缸等故障的发生，使发动机达不到设计功率。 3）活塞销孔圆柱度 0.00125mm；表面粗糙度 Ra 为 0.125um；两端销孔同轴度； 销孔轴心线相对裙部轴心线垂直度 100：0.035 及销孔直径尺寸公差，这些参 数如超过上述要求回事活塞销与活塞销孔配合不正常，破坏活塞、活塞销、 炼钢的正确装置位置，保证不了正常的润滑，将产生不正常的磨损。 4）裙部形状及尺寸要求 为了保证规定的配缸间隙，裙部的形状及尺寸必须满足产品图设计要求，否则， 发动机达不到设计功率差生不正常的磨损，严重影响发动机使用效果。为减少活塞与 缸壁磨擦损耗，要求裙部保留又间距 0.2mm,深 0.0080.016mm 的刀痕，以便能储存润 滑油，使发动机在工作中活塞与缸壁之间形成一层油膜。 1.31.3 活塞的材料、毛佩及其制造方法活塞的材料、毛佩及其制造方法 1.3.11.3.1 活塞的材料活塞的材料 活塞的材料除少数采用铸铁外，大部分采用系数高、热膨胀导热系数地的硅铝合 4 金作为活塞的材料。也有的为了增加活塞的刚性或隔热性或为避免环槽早期磨损，在 其头部或群部铸有钢护圈、铸铁圈或钢片，这类活塞称为双金属活塞。铝活塞除了导 热性能好外，还具有重量轻、易加工等优点，所代替小型发动机大部分采用铝合金作 为活塞材料，由于铝合金和铸合材料的不同，造成县膨胀系数不一样，以可能出现光 环选用铸铁活塞的趋势，用以代替铝活塞。 1.3.21.3.2 毛坯及其制造方法毛坯及其制造方法 一般的铝合金活塞大部分采用金属模浇注，这样也可以得到较高精度的毛坯， 减少了机械加工余量，也保证活塞间较小的重量差。活塞毛坯见下图：6102 发动机活 塞毛坯图采用液态锻造形式，用 200t 锻压机锻压成型。液锻的筒形外模固定在液压机 工作平台上，周围用水冷却，内心固定在压头上，将铝水倒入筒形模具后，芯子在压 头带动下压入筒内，保持 25s 后压头抬起，内芯同时将被凝固的毛坯带出来，成型的 毛坯经热处理后进行机械加工。 图 1-1 活塞毛坯 5 第第 2 2 章章 活塞的机械加工工艺的制定活塞的机械加工工艺的制定 2.12.1 影响工艺路线制定的因素影响工艺路线制定