活塞類零件加工工藝示例

1、撥叉零件加工完成圖所示撥叉零件加工。圖1撥叉一、分析零件工藝結(jié)構(gòu)性；活塞在高溫、高壓、高速、潤(rùn)滑不良的條件下工作?；钊苯优c高溫氣體接觸，瞬時(shí)溫度可達(dá) 2500K 以上，因此，受熱嚴(yán)重，而散熱條件又很差，所以活塞工作時(shí)溫度很高，頂部高達(dá)600 700K，且溫度分布很不均勻；活塞頂部承受氣體壓力很大，特別是作功行程壓力最大，汽油機(jī)高達(dá)35MPa，柴油機(jī)高達(dá) 6 9MPa，這就使得活塞產(chǎn)生沖擊，并承受側(cè)壓力的作用；活塞在氣缸內(nèi)以很高的速度（ 812m/s）往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且速度在不斷地變化，這就產(chǎn)生了很大的慣性力，使活塞受到很大的附加載荷。 活塞在這種惡劣的條件下工作，會(huì)產(chǎn)生變形并加速磨損，還會(huì)產(chǎn)生附加

2、載荷和熱應(yīng)力， 同時(shí)受到燃?xì)獾幕瘜W(xué)腐蝕作用。（1）以 18 為中心的加工表面這一組加工表面包括： 14 的中心孔， 以及上端面的槽有位置要求（2）以 100 為中心的加工表面這一組加工表面包括： 60 的槽， 70 的槽二、選用毛坯或明確來(lái)料狀況；零件材料為 ZG45?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，故選擇鑄件毛坯。有的采用 HT200三、基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中回問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢，是生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。（ 1）粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于零件而言，

3、盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。 而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件， 則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取 18 孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)， 利用一組共兩塊 V 形塊支承這兩個(gè) 25 作主要定位面，限制 5 個(gè)自由度，再以一個(gè)銷釘限制最后 1 個(gè)自由度，達(dá)到完全定位 , 然后進(jìn)行銑削（ 2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。四、制訂工藝路線制定工藝路線得出發(fā)點(diǎn) , 應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、 尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證 , 在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下 , 可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)

4、床配以專用工卡具 , 并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工序一 以 18 外圓為粗基準(zhǔn)， 粗銑 100 后端面。工序二精銑 100 前后端面。工序三 以 100 前后端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 16 孔，保證垂直度誤差不超過(guò) 0.05mm,孔的精度達(dá)到 IT7 。工序四 以 16 孔為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 18 孔，保證空的精度達(dá)到 IT7 。工序五切斷。工序六以 100 后端面精基準(zhǔn)， 車削外形工序七 以 18 孔為精基準(zhǔn)，精銑 65 前端面。工序八 以 18 孔為精基準(zhǔn)，精銑槽前端面，保證端面相對(duì)孔的同心度度誤差不超過(guò)0.01 。五

5、、確定加工設(shè)備、工裝、量具和刀具或輔助工具；機(jī)床： X6140 臥式銑床。搖臂鉆床刀具： W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀，硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用絞刀，高速鋼麻花鉆鉆頭量具：千分尺，游標(biāo)卡尺活塞所用的夾具如下圖7-2 所示。圖 2 活塞夾具六、填寫工藝文件相關(guān)理論知識(shí)1. 車床夾具的類型（ 1）安裝在車床主軸上的夾具這類夾具，加工時(shí)夾具隨機(jī)床主軸一起旋轉(zhuǎn)，切削刀具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。（2）安裝在滑板或床身上的夾具對(duì)于某些形狀不規(guī)則和尺寸較大的工件，常常把夾具安裝在車床滑板上， 刀具則安裝在車床主軸上作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，夾具作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。加工回轉(zhuǎn)成形面的靠模屬于安裝在床身上的夾具。2. 車床專用夾具的典型結(jié)構(gòu)2.1 心軸

6、類車床夾具心軸類車床夾具多用于工件以內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn)，加工外圓柱面的情況。常見(jiàn)的車床心軸有錐柄式心軸、頂尖式心軸等。圖 3心軸2. 2 角鐵式車床夾具角鐵式車床夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有類似角鐵的夾具體。它常用于加工殼體、支座，接頭類零件上的圓柱面及端面。當(dāng)被加工工件的主要定位基準(zhǔn)是平面，被加工面的軸線對(duì)主要定位基準(zhǔn)面保持一定的位置關(guān)系（平行或成一定的角度）時(shí)，相應(yīng)地夾具上的平面定位件設(shè)在與車床主軸軸線相平行或成一定角度的位置上。圖 4 角鐵式車床夾具1- 平衡塊 2- 防護(hù)罩 3- 鉤形壓板2.3 花盤式車床夾具花盤式車床夾具的夾具體為圓盤形。在花盤式夾具上加工的工件一般形狀都較復(fù)雜，多數(shù)情況是工

7、件的定位基準(zhǔn)為圓柱面和與其垂直的端面。夾具上的平面定位件與車床主軸的軸線相垂直。圖 5 花盤式夾具1- 平衡塊 2- 工件 3- 壓板 4- 螺栓2.4 安裝在拖板上車床夾具通過(guò)機(jī)床改裝（拆去刀架，小拖板）使其固定在大拖板上， 工件直運(yùn)動(dòng)， 刀具則轉(zhuǎn)動(dòng)。這種方式擴(kuò)大車床用途，以車代鏜，解決大尺寸工件無(wú)法安裝在主軸上或轉(zhuǎn)速難以提高的問(wèn)題。3. 車床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)（ 1）定位裝置的設(shè)計(jì)要求在車床上加工回轉(zhuǎn)面時(shí) 要求工件被加工面的軸線與車床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線重合， 夾具上定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置，必須保證這一點(diǎn)。因此，對(duì)于軸套類和盤類工件，要求夾具定位元件工作表面的對(duì)稱中心線與夾具的回轉(zhuǎn)軸線重合。對(duì)于殼體、接

8、頭或支座等工件，被加工的回轉(zhuǎn)面軸線與工序基準(zhǔn)之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時(shí)， 應(yīng)以?shī)A具軸線為基準(zhǔn)確定定位元件工作表面的位置。（ 2）夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求在車削過(guò)程中， 由于工件和夾具隨主軸旋轉(zhuǎn)，除工件受切削扭矩的作用外，整個(gè)夾具還受到離心力的作用。此外，工件定位基準(zhǔn)的位置相對(duì)于切削力和重力的方向是變化的。因此，夾緊機(jī)構(gòu)必須產(chǎn)生足夠的夾緊力，自鎖性能要可靠。對(duì)于角鐵式夾具，還應(yīng)注意施力方式，防止引起夾具變形。（ 3）夾具與機(jī)床主軸的連接車床夾具與機(jī)床主軸的連接精度對(duì)夾具的回轉(zhuǎn)精度有決定性的影響。因此，要求夾具的回轉(zhuǎn)軸線與主軸軸線應(yīng)具有盡可能高的同軸度。心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機(jī)床主軸錐孔配合

9、連接，用螺桿拉緊。有的心根據(jù)徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機(jī)床主軸上的安裝連接一般有兩種方式；圖 61) 對(duì)于徑向尺寸 D<140mm，或 D<(23)d的小型夾具，一般用錐柄安裝在車床主軸的錐孔中，并用螺桿拉緊。這種連接方式定心精度較高。 如圖 6 上圖所示2) 對(duì)于徑向尺寸較大的夾具。一般通過(guò)過(guò)渡盤與車床主軸頭端連接。過(guò)渡盤的使用，使夾具省去了與特定機(jī)床的聯(lián)接部分，從而增加了通用性， 即通過(guò)同規(guī)格的過(guò)渡盤可用于別的機(jī)床。 同時(shí)也便于用百分表在夾具校正環(huán)或定位面上找正的辦法來(lái)減少其安裝誤差。因而在設(shè)計(jì)圓盤式車床夾具時(shí)，就應(yīng)對(duì)定位面與校正面間的同軸度以及定位面對(duì)安裝平面的垂直度誤差

10、提出嚴(yán)格要求。如圖 6 中下所示（ 4）總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求車床夾具一般是在懸臂的狀態(tài)下工作，為保證加工的穩(wěn)定性，夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求緊湊、輕便，懸伸長(zhǎng)度要短，使重心盡可能靠近主軸。由于加工時(shí)夾具隨同主軸旋轉(zhuǎn)，如果夾具的總體結(jié)構(gòu)不平衡， 則在離心力的作用下將造成振動(dòng)， 影響工件的加工精度和表面粗糙度，加劇機(jī)床主軸和軸承的磨損。因此，車床夾具除了控制懸伸長(zhǎng)度外， 結(jié)構(gòu)上還應(yīng)基本平衡。 角鐵式車床夾具的定位裝置及其它元件總是安裝在主軸軸線的一邊， 不平衡現(xiàn)象最嚴(yán)重，所以在確定其結(jié)構(gòu)時(shí)，特別要注意對(duì)它進(jìn)行平衡。平衡的方法有兩種：設(shè)置配重塊或加工減重孔。為保證安全，夾具上的各種元件一般不允許突出夾具體圓形輪廓之外。此外，還應(yīng)注意切屑纏繞和切削液飛濺等問(wèn)題， 必要時(shí)應(yīng)設(shè)置防護(hù)罩。4. 車床夾具的安裝誤差?yuàn)A具的安裝誤差值與下列因素有關(guān)：（ 1）夾具定位元件與本體安裝基面的相互位置誤差。（ 2）夾具安裝基面本身的制造誤差以及與安裝面的連接誤差。1）對(duì)于心軸。夾具的安裝誤差就是心軸工作表面軸線與中心孔