目錄1. 序言 1
2. 零件分析 2
2.1零件結構分析 2
2.2零件樣圖分析 2
2.3 零件工藝分析 3
2.4 產品的生產綱領和生產型別 3
3.選擇毛坯,確定毛坯尺寸，設計毛坯圖 3
3.1毛坯選擇 3
3.2確定毛坯的尺寸公差及機械加工餘量 4
4. 選擇加工方法，制定工藝路線 5
4.1定位基準的選擇原則 5
4.2粗基準和精基準的選擇 5
4.3零件表面加工方法的確定 6
4.4 加工工序的安排 7
4.5 工藝路線的確定 8
4.6熱處理工序的安排： 9
5.工序設計 10
5.1選擇加工裝置與工藝裝置 10
5.1.1工具機的選擇 10
5.1.2夾具的選擇 10
5.1.3刀具的選擇 10
5.1.4 量具的選擇 11
6確定工序尺寸 12
6.1 活塞加工餘量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 12
7.確定切削用量及基本時間 15
7.1 確定切削用量及基本工時 15
（1） 粗車止口 15
（2）粗鏜銷孔至 17
（3）粗車外圓頂面環槽 17
（4） 銑直橫槽 19
（5） 鑽油孔 20
（6）精車止口打中心孔： 20
(7)精車環槽 21
(8)精車外圓 21
（9）精鏜銷孔 23
(10)切鎖環槽 24
(11)精磨外圓 24
（12）精車頂面 24
8. 夾具設計 25
8.1 夾具體的毛坯結構 25
8.2 夾具體外形尺寸的確定 26
8.3 夾具體的排屑結構 26
8.4 粗鏜銷孔夾具工作原理 26
8.5定位基準的選擇 26
8.6 切削力以及夾緊力的計算 26
8.7 定位誤差分析 27
8.9夾具設計及操作的簡要說明 27
9. 總結 28
10.參考文獻 29
1.序言
本課題基本內容是某活塞機械加工工藝及其夾具設計，要研究的主要內容有：
1）設計開始的過程中，我們應該認真分析零件圖，了解要加工零件的結構特點和相關的技術要求，對活塞的每乙個細節，都應仔細的分析，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計加工的關鍵，必須弄懂其每個尺寸的意義。我們採用autocad軟體和soildwork繪製零件圖，一方面增加對零件的了解認識，另一方面增加我們對autocad軟體的熟悉。
2）活塞的加工工藝過程是整個設計的重點內容，在設計過程中，我們必須嚴格地選擇毛坯、制訂工藝規程、確定加工餘量、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，我們還必須對加工裝置、切削用量、加工裝備等進行選擇和設計，這個階段內容較多，涉及的範圍也比較廣，為了設計的引數合理，我們必須廣泛查閱相關的書籍，達到設計的合理性和實用性。
3）為了工件定位準確和夾緊的快速，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，我們要採用專用的夾具。在夾具設計過程中，我們統一採用以端麵和止口為主要定位面來進行加工。因為我們未學習過夾具的設計和計算。
所以工作量大大地增加了，只有通過在實習過程中對夾具的感性認識和夾具設計參考書以及夾具圖冊來進行設計和計算。所以，夾具的設計是整個設計的重點，也是乙個難點。
4）夾具的設計必須要保證夾具的定位準確和機構合理，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真分析，結合一些夾具的具體設計事例，查閱相關的夾具設計資料，聯絡在工廠看到的一些活塞加工的夾具來解決這些問題。
活塞頂面用於承受高溫氣體的壓力,在活塞外圓表面上有三個環槽，離頂面最遠的乙個環槽是油環槽，槽內裝有油環，將氣缸壁上多餘的潤滑油刮去，第一環為氣環槽 ，用於安裝氣環，密封燃燒工質，第二環為扭曲環。活塞環上部分稱為頭部，其餘部分稱為活塞裙部。
活塞採用鋁合金材料鑄造，它由頂部、頭部、裙部三部分組成。頭部呈圓錐體，裙部呈橢圓，頂部為ω形；頭部有三道環槽，上面兩道安裝氣環，下面一道安裝油環；油環底部分布著兩排回油孔，油槽下面還有一排油孔；活塞頭部從上至下呈圓錐體，裙部呈橢圓，內腔複雜，壁厚較均勻。
圖1 活塞簡圖
2.2零件樣圖分析
（1）該零件軸段的加工精度要求較高，要有較高的形位公差，表面粗糙度最高達到了0.4m。零件的中心軸是設計基準和加工工藝基準。
（2）零件的外圓柱面對軸心線的同軸度不大於。
（3）頂面平面度不大於0.02；頂面與止口端麵的平行度不大於0.025
（4）銷孔軸心線與裙部軸心線的對稱度不大於0.035/100mm。
（5）活塞環槽入口倒角為0.2,止口倒角為2。
（6）該零件環槽側面的表面粗糙度要求較高為0.4。
（7）該零件材料為鋁合金hb95~hb140，採用鑄造工藝形成毛坯。
（8）由於鑄件易形成應力集中等缺陷，因此，毛坯還需經過時效處理。
2.3 零件工藝分析
（1）由於是批量生產，因此，毛坯採用鑄件，並且進行時效處理消除內部應力。
（2）該零件為旋轉體，因此，大部分工藝採用車削。
（3）該零件的位置精度要求較高，並且又是批量生產，因此可在中間生產環節採用專用夾具，提高生產效率。
2.4 產品的生產綱領和生產型別
生產綱領是企業在計畫期內應當生產的包括備品和廢品在內的年產量。可按下式計算:
上式中：——零件的年生產綱領（件／年）；
——產品的年產量（臺／年）；
——每台產品中，該零件的數量（件／臺）；
——備品率；
——廢品率；
根據零件易磨損和損壞的程度，備用率取10%，此活塞屬於機械零件，一般廢品率取1 %。故：
n＝ 10000 × 1 ×（1 + 10 %）+（1 + 1 %）＝11110（件/年）
生產型別是企業生產專業化程度的分類，一般分為大量生產、成批生產和單件生產三種型別。其中成批生產又可以分為大批生產、中批生產和小批生產。
根據《機械製造工藝設計簡明手冊》中查得：本產品屬於輕型機械，此活塞的生產屬於大批量生產。
3.選擇毛坯,確定毛坯尺寸，設計毛坯圖
3.1毛坯選擇
從生產批量來看，此零件屬於大批量生產，宜採用精度和生產率高的毛坯製造方法，以減少材料消耗和機械加工工作量。可考慮用金屬鑄造、熔模鑄造、模鍛、精鍛等方法獲得毛坯，由任務書要求可知該零件使用材料為鋁合金hb95~hb140.由於鋁有較好的可鑄性，用金屬型鑄型，在重力下澆注成型。
對鋁合金鑄件有細化組織的作用，生產率高，因此，毛坯直接採用鑄件，進行各項機加工之前必須對零件進行時效處理。適用於成批大量的生產。
3.2確定毛坯的尺寸公差及機械加工餘量
鑄鍛件的機械加工餘量按gb3735-85確定，確定時，根據估算的鍛件的重量、加工精度及鍛件形狀的複雜係數對於鍛件的公差及機械加工餘量按gbt 12362-2003 確定。要確定毛胚尺寸的公差尺寸及機械加工餘量，應確定如下各項因素。
（1）確定毛坯型別及製造方法。
由常用毛坯型別及製造方法確定其製造方法為離心鑄造。
（2）確定最小壁厚。
由於材料選定為鋁合金，鑄件輪廓尺寸小於200x200，故選擇最小壁厚為5mm。
（3）確定砂型鑄造時的臨界壁厚。
由於材料選定鋁合金，鑄件質量在2.5kg~10kg之間故臨界壁厚為6mm。
（4）鑄件的最小鑄出孔尺寸。
由於大批量生產鑄件能鑄出的最小孔徑為30~50，故銷孔，油孔等小於30mm的孔無法鑄造，只能後續加工。
（5）確定鑄件尺寸公差等級ct
由於鋁合金屬於輕金屬合金，在離心鑄造的的方法下選擇ct等級為7。
（6）鑄件尺寸公差數值
由於毛胚鑄件基本尺寸在100~160之間，鑄件尺寸公差等級ct為7，則鑄件尺寸公差數值為1.2mm
（7）確定機械加工餘量等級
由於加工方法為離心加工，鑄件材料為鋁合金，選擇餘量等級為d級。
（8）鑄件機械加工餘量
最大尺寸在100~160之間，加工餘量等級為f級，故選擇雙邊機械加工餘量為3.00mm。
（9）起模斜度
測量面高度大於100~160之間，經查表得起模斜度，α=°25′，a=1.2mm3.3 鑄造圓角及半徑
表 3 鑄造圓角
(1) 鑄件壁部連線處的內轉角應有鑄造圓角。
(2) 依照鑄造圓角計算公式算出數值後，應選取與其接近的機械製造業常用的標準尺寸（詳見gb2822—81）。為便於製造，半徑應盡可能統一。在此，對於金屬型鑄件一般統一便用r3或r5。
4. 選擇加工方法，制定工藝路線
4.1定位基準的選擇原則
活塞加工工藝說明書
活塞零件的機械加工工藝規程及 工藝裝備設計 班級 姓名 指導教師 完成日期 摘要目錄 前言 1 1 零件的分析 2 1.1 活塞的功用 結構特點及工作條件 2 1.2 活塞的主要加工表面及技術要求 3 2 工藝規程設計 3 2.1 活塞的毛坯材料及製造方法 3 2.2 定位基準的選擇 4 2.3 制...
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