活塞加工工艺说明书剖析

课程设计题目活塞加工工艺设计

专业机械设计与制造

姓名付中望

学号17号

指导教师曹晓峰

二O 一三年九月二十六日重庆工业职业技术学院

前言

1、零件的分析 (1)

1.1活塞的功用、结构特点及工作条件分析 (2)

1.2活塞的主要加工表面及技术要求 (3)

2、活塞工艺规程设计 (4)

2.1活塞的毛坯材料及制造方法 (5)

2.2定位基准的选择 (6)

2.3制定活塞加工工艺路线 (7)

2.3.1选择各表面加工方法 (8)

2.3.2各表面加工顺序确定 (9)

2.4工艺路线方案 (10)

2.5工艺路线方案分析 (11)

2.6机械加工余量及工序尺寸 (12)

2.7致谢 (13)

2.8参考文献 (14)

我国的制造业飞速发展，在液压的系统的在汽车、机床、航天各领域的使用也越来越多，其中活塞是液压系统传动当中不可缺少的一部分，它的工作情况直接影响到液压系统的动力冲动效率，所以，如何能使活塞的生产效率、高质量、省成本、省时间是我们今天汽车行业的努力方向。

随着汽车、机床、等的动力性、经济性、环保性及可靠性的要求越来越严格，活塞已发展成为集轻质高强度新材料、异型外圆复合型面、异型销孔等多项新技术于一体的高技术含量的产品，以保证活塞的耐热性、耐磨性、平稳的导向性和良好的密封功能，减少摩擦损失，降低油耗、噪声和排放。为满足以上的功能要求，为提高活塞的承载能力，所以对对活塞的加工精度要求比较高。

活塞作为典型的液压系统关键零部件，在切削加工方面具有很强的工艺特点。目前，国内活塞制造行业通常是由通用机床和结合活塞工艺特点的专用设备组成机加工生产线，因此，专用设备就成为活塞切削加工的关键设备，其功能和精度将直接影响最终产品的关键特性的质量指标。

1、零件分析：

1.1活塞的作用及结构形式

由于活塞在液体压力的作用下沿缸筒往复滑动，因此，它与缸筒的配合应适当，既不能过紧，也不能间隙过大。配合过紧，不仅使最低启动压力增大，降低机械效率，而且容易损坏缸筒和活塞的滑动配合表面；间隙过大，会引起液压缸内部泄漏，降低容积效率，使液压缸达不到要求的设计性能。

液压力的大小与活塞的有效工作面积有关，活塞直径应与缸筒内径一致。所以，设计活塞时，主要任务就是确定活塞的结构型式。

活塞常见的结构形式可分为整体式和分体式两种。

1、整体式活塞要在活塞圆周上开沟槽以安装密封件和支承环，结构简单，但是活塞加工困难，另外密封件安装时也容易拉伤和扭曲，影响密封件的密封性能能和使用寿命。

2、分组式活塞大多数可以多次拆装，密封件使用寿命长。在通常情况下，支承环是活塞件的不可缺的构件，它不但可以精确导向，还可以吸收活塞运动时随时产生的侧向力，因而大多数密封件都与支承环联合使用，大大减低了活塞加工成本，活塞形式如下：

1.2活塞技术要求和重要加工表面分析：

活塞的宽度B一般为活塞外径D的（0.6-1）倍，因为活塞的外径D等于钢筒的内径，所以活塞的宽度B取50mm。另外也要根据密封件的形式、数量、安装导向环的沟槽尺寸进一步细化，使上述原件间距

适当。由于采用橡胶密封件，活塞外径公差取f19，与活塞杆配合的内孔公差等级取H17、活塞外圆表面粗糙度要优于Ra0.32内孔粗糙度要优于Ra0.8m。活塞的具体参数为：

活塞的主要加工表面及技术要求：φ45H内孔、φ100h10和φ125f7外圆及台阶表面

2、活塞工艺规程设计

2.1活塞的毛坯材料及制造方法

活塞是密封保压件,要求具有良好的耐磨性、弹性和致密性,目前钢与铸铁已成为制造活塞的基本材料,而铸铁活塞具有价格低廉、生产流程较短的特点,应用范围越来越广,材质可以是灰铸铁,球墨铸铁,可锻铸铁,高合金铸铁,低合金铸铁等。而灰铸铁活塞材料适合单体铸造,也适合筒体铸造,是一种适用的经济型活塞材料。由于单体铸造活塞在铸态下组织稳定性差,硬度均匀性差,通常采用热处理方法来改善活塞的热稳定性和硬度均匀性。而热处理不仅增加投资成本,而且破坏了活塞铸态下的应力分布,降低了活塞的抗腐蚀性和耐磨性。在开发试验阶段及小批量生产过程中,经常会出现同一件产品硬度差波动较大、热稳定性较差、组织中特殊石墨量无法得到有效控制、出现针状组织、材质废品率较高等情况。为了解决这些问题,分别从原材料、化学成分、熔炼工艺、孕育处理、浇注系统以及造型工艺等方面进行有效控制,成功生产出满足要求的灰铸件活塞铸件。

2.2定位基准的选择

1、定位基准的选择

根据零件的结构形状和加工精度的要求，正确选择零件加工时的定位基准是制订加工工艺规程时应先考虑的主要问题之一。

零件加工的第一道工序只能用毛坯的表面来定位，这种定位基准成为粗基准。在以后的工序中用已加工表面来定位，称精基准。

基准按功用不同分为设计基准和工艺基准

1. 设计基准在零件图上用来确定其他点、线、面位置的基准。2．工艺基准在加工和装配过程中使用的基准。按作用不同又分为

(1) 定位基准。在加工中使用工件在机床或夹具上占有正确的位置所采用的基准。

（2）测量基准。零件检验时，用以测量已加工表面尺寸和位置所用的基准。

（3）装配基准。在装配时用以确定零件或部件在机械产品中位置的基准。

2、粗基准的选择原则：

(1) 保你证加工表面与不加工表面之间的相互位置尺寸要求，应选用不加工作为粗基准。

（2）多加工表面或不加工表面与加工表面之间相互之间位置要求不严格的零件，粗基准的选择应能保证合理地分配各加工表面的余量。

（3）作为粗基准的毛坯表面应尽量光滑平整，以便零件夹紧可靠。（4）粗基准一般不能重复使用。

精基准的选择原则：选择精基准时。主要考虑保证零件加工精度，同时考虑装夹准确、可靠和方便，而且夹具简单。

在选择精基准时应遵循以下原则：

1）基准重合原则

2 ）基准统一原则

3）便于装夹原则

（5）粗基准的选择

粗基准的选择应能保证精基准加工面之间的位置精度，合理分配各加工面的余量，为后续工序提供精基准，所以为了更便于定位，装夹和加工，可选择该毛坯的外圆柱面作为加工粗基准。

（6）精基准的选择根据零件的加工方便，装夹方便，定位准确，误差少的原则，选择零件的已加工外圆柱面，内圆柱面及两端面作为精基准。

由于毛坯的精度较高，所以毛坯的外表面、内圆及顶面可直接作为粗基准，如粗车外圆、及端面。活塞属薄壁筒形零件，径向刚度很差，而主要表面尺寸精度及个主要表面之间的位置精度要求又较高，所以在产品设计时就针对活塞的结构特点，设计了专供加工时定位用的辅助精基准——止口内孔及端面。在外圆、端面、孔等加工时，就采用了该精基准定位。这不仅符合“基准统一”和“工序集中”原则，而且便于轴向夹紧，可采用一套夹具即可。