活塞的機械加工工藝及夾具設(shè)計

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1、北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文活塞的機械加工工藝及夾具設(shè)計學(xué)生：指導(dǎo)老師：（北華航天工業(yè)學(xué)院）第一章緒論1.1本課題的研究意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢活塞是發(fā)動機中的重要零件之一。它在工作時承受發(fā)動機汽缸內(nèi)高溫氣體的壓力，并通過活塞銷、連桿將壓力傳給曲軸。因此活塞是在高溫、高壓和連續(xù)變負(fù)載下工作的。發(fā)動機活塞的材料為鋁合金，它的導(dǎo)熱性好、重量輕、慣性力小，并具有較好的切削加工性。鋁活塞的毛坯采用金屬模澆鑄。毛坯的精度較高，活塞銷孔也能鑄出，因此機械加工余量可以相應(yīng)地減少。毛坯在機械加工前要切去澆冒口，并進行時效處理，以消除鑄造時因冷卻不均勻而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。全套圖

2、紙加1.2本課題的基本內(nèi)容，預(yù)計可能遇到的困難，解決問題的方法和措施本課題基本內(nèi)容是某活塞機械加工工藝及其夾具設(shè)計，要研究的主要內(nèi)容有：27北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文1）設(shè)計開始的過程中，我們應(yīng)該認(rèn)真分析零件圖，了解要加工零件的結(jié)構(gòu)特點和相關(guān)的技術(shù)要求，對活塞的每一個細(xì)節(jié)，都應(yīng)仔細(xì)的分析，如活塞加工表面的平行度、同軸度、粗糙度等，特別是要注意各部分自身精度（同軸度、圓度、粗糙度）和它們的相互位置精度（軸線之間的平行度、垂直度以及軸線與平面之間的平行度、垂直度等要求），該加工零件的各孔的尺寸是整個設(shè)計加工的關(guān)鍵，必須弄懂其每個尺寸的意義。我們采用Solideworks

3、軟件繪制零件圖，一方面增加對零件的了解認(rèn)識，另一方面增加我們對Solideworks軟件的熟悉。2）活塞的加工工藝過程是整個設(shè)計的重點內(nèi)容，在設(shè)計過程中，我們必須嚴(yán)格地選擇毛坯、制訂工藝規(guī)程、確定加工余量、計算工藝尺寸、計算工時定額以及定位誤差的分析，為了與實際加工相吻合，我們還必須對加工設(shè)備、切削用量、加工裝備等進行選擇和設(shè)計，這個階段內(nèi)容較多，涉及的范圍也比較廣，為了設(shè)計的參數(shù)合理，我們必須廣泛查閱相關(guān)的書籍，達到設(shè)計的合理性和實用性。3）為了工件定位準(zhǔn)確和夾緊的快速，提高效率和降低工人的勞動強度，提高零件加工精度和安裝找正方便，我們要采用專用的夾具。在夾具設(shè)

4、計過程中，我們統(tǒng)一采用以端面和中心孔為主要定位面來進行加工。因為我們未學(xué)習(xí)過夾具的設(shè)計和計算。所以工作量大大地增加了，只有通過在實習(xí)過程中對夾具的感性認(rèn)識和夾具設(shè)計參考書以及夾具圖冊來進行設(shè)計和計算。所以，夾具的設(shè)計是整個設(shè)計的重點，也是一個難點。夾具的設(shè)計必須要保證夾具的定位準(zhǔn)確和機構(gòu)合理，考慮夾具的定位誤差和安裝誤差。我們將通過對工件與夾具的認(rèn)真分析，結(jié)合一些夾具的具體設(shè)計事例，查閱相關(guān)的夾具設(shè)計資料，聯(lián)系在工廠看到的一些活塞加工的夾具來解決這些問題。1.3本課題采用的研究手段和可行性分析根據(jù)活塞零件的特點，活塞加工不宜采用工序集中的原則，一般采用工序分散的原

5、則來安排加工順序，因為活塞加工一般為大批生產(chǎn)，加工要求較高，且剛性較差，所以加工應(yīng)劃分階段，盡可能將粗、精加工分開進行。逐步提高定位基準(zhǔn)的精度和加工表面的精度。在加工發(fā)動機活塞零件的工藝過程中，我們必須保證其各部分的加工精度和與連接部件的裝配精度，其主要技術(shù)要求如下：1）裙部外圓要求與汽缸精密配合，尺寸公差為6級精度等級，表面粗糙度Ra0.63um。2）為了使活塞銷工作時能在空中自由轉(zhuǎn)動，活塞銷孔尺寸公差為6級以上精度、表面粗糙度Ra0.16um、圓度公差0.0015mm、孔的圓柱度公差0.003mm。3）為了使活塞銷和銷孔受力均勻，減少不均勻摩擦，活塞銷孔對裙部

6、軸線必須垂直，在100mm長度上公差為0.035mm，對稱度為0.2mm。4）銷孔軸線到頂面距離為56，上下偏差為+0.08mm，-0.08mm。27北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文5）為使活塞環(huán)能隨氣缸套孔徑大小而自由地漲縮，環(huán)槽的寬度尺寸、表面粗糙度及對裙部外圓軸線的位置也有較高的要求。[1]第二章活塞結(jié)構(gòu)特點2.1活塞的工作環(huán)境及承受的作用力活塞在氣缸內(nèi)工作時，混合氣在燃燒室內(nèi)燃燒時產(chǎn)生的溫度超過890攝氏度；活塞高速運動時其加速度達到25000～70000m/s；四沖程發(fā)動機工作時活塞頂部中心溫度在330攝氏度左右，二沖程發(fā)動機則為400到450攝氏度。由此可見，

7、活塞是在一個高溫的環(huán)境中工作。在發(fā)動機汽缸內(nèi)，活塞在一部分工作循環(huán)壓縮氣體，而在另一部分工作循環(huán)，汽缸內(nèi)的混合氣體燃燒膨脹，活塞承受高溫氣體壓力，并把壓力通過活塞銷、連桿傳給曲軸?？梢娀钊窃诟邷馗邏合伦鏖L時間變負(fù)荷的往復(fù)運動，活塞的結(jié)構(gòu)就要適應(yīng)這樣的工作條件。2.2活塞的結(jié)構(gòu)特點活塞頂面用于承受高溫氣體的壓力,在活塞外圓表面上有三個環(huán)槽，離頂面最遠的一個環(huán)槽是油環(huán)槽，槽內(nèi)裝有油環(huán)，將氣缸壁上多余的潤滑油刮去，第一環(huán)為氣環(huán)槽，用于安裝氣環(huán)，密封燃燒工質(zhì)，第二環(huán)為扭曲環(huán)?；钊h(huán)上部分稱為頭部，其余部分稱為活塞裙部?；钊捎肸L101鋁銅合金材料鍛造，它由頂部、頭部、

8、裙部三部分