活塞的机械加工实用工艺规程设计

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目录

1.零件的分析 (1)

1.1零件的作用 (1)

1.2．零件的工艺分析及其技术要求 (1)

2.工艺规程设计 (3)

2.1. 确定毛坯的制造形式及毛坯尺寸确定的 (3)

2.2. 基面的选择 (4)

2.3. 制定工艺路线 (5)

2.4. 机械加工余量、工序尺寸 (6)

2.5. 确定切削用量及基本工时 (8)

总结 (13)

参考文献 (14)

1.零件的分析

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）时效处理是为了消除铸件的应力，第二次时效处理是为了消除粗加工和铸件残余应力。以保证加工质量。

2）活塞环槽的加工，分粗加工和精加工，这样可以减少切削力对环形槽尺寸的影响，以保证加工质量。

3）活塞环槽的加工，装夹方法可采用心轴，在批量时可提高生产效率，保证质量。

4）活塞环槽mm 02

.00

8+尺寸检验，采用片塞规进行检查，片塞规分为通端和止端两种。片塞规具有综合检测功能，即能检查尺寸精度，同时也可以检查环槽两面是否平行，如不平行，片塞规在环槽不能平滑移动。

5）活塞环侧面与mm 034

.00

80+Φ轴心线的垂直度检验，可采用心轴装夹工件，再将心轴装夹在两顶尖之间，这时转动心轴，用杠杆百分表测每一环槽的两个侧面，所测读数最大与最小差值，即为垂直度误差。

6）活塞外圆008.0134-Φmm 与034

.00

80+Φmm 轴心线的同轴度检验，可采用心轴装夹工件，再将心轴装夹在两顶尖之间，这时转动心轴，用百分表测出活塞外圆跳动的读数最大与最小差值，即为同轴度误差。

1.2.2.零件的技术要求

（1）活塞环槽侧面与034.0080+Φmm 轴心线的垂直度公差为0.02mm ； （2）活塞外圆008.0134-Φmm 与034.0080+Φmm 轴心线的同轴度公差为0.04mm ； (3) 左右两端90Φmm 端面与034.0080+Φmm 轴心线的同轴度公差为0.02mm ；

(4) 由于活塞环槽与活塞环配合精度要求较高，所以活塞环槽加工精度相对

要求较高；

(5) 活塞上环槽02.008+入口处的倒角为0451⨯；

(6) 材料HT200，铸造后时效处理； （7）未注明倒角0451⨯。

2.工艺规程设计

2.1.毛坯的选择

2.1.1.确定毛坯的类型、制造方法和尺寸及公差

因为活塞对耐磨性和强度要求较高，其精度对车床的加工精度有很大影响，所以要选用材料为HT200,有导热性好、重量轻、易加工等优点。为了克服铸造缺陷，获得优秀的毛坯，采用压铸制造，在机加工以前先切去浇冒口，然后进行热处理。

材料为HT200，精度等级在8-10之间，取IT=3.6mm，尺寸公差等级为10；加工余量在3-4之间，加工余量等级为G；即毛坯的尺寸为mm

Φ。

mm139

142⨯

2.1.2.确定毛坯的技术要求

（1）调质处理硬度为28~32HRC，以改善切削加工性能，为切削加工做准备。

（2）零件左侧局部外圆要求有较高硬度和耐磨性，故需淬火处理，要求硬度达到45~50HRC。

（3）材料为HT200，未注圆角1×45°。

2.1.

3.绘制毛坯图

2.2. 基面的选择

由于毛坯的精度较高，所以毛坯的外表面、圆及顶面可直接作为粗基准，如粗车外圆、环槽、顶部、裙部及端面。由于液态模锻后的毛坯孔与外圆的同轴度及孔、外圆对顶面的垂直度误差均较小，因此，车削后顶部及裙部的壁厚均匀，可为以后的半精加工及精加工留有较均匀的余量。

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——止口孔及端面。在回油槽、外圆、环槽、顶面等加工时，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。

该零件图中较多尺寸及形位公差是以孔及端面为设计基准的。因此，采用先加工孔，然后以孔为精基准加工外圆。根据各加工表面的基准如下表所示：

（1）选择外圆表面作为粗基准定位加工孔，为后续工序加工出精基准，这样使外圆加工时的余量均匀，避免后续加工精度受到“误差复印”的影响。

（2）选择孔作为精基准，这样能在一次装夹中把大多数外圆表面加工出来，有利于保证加工面间相互位置精度。

表2-1加工表面的基准

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，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：

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