活塞的加工工艺及夹具设计毕业设计.doc

1、 毕业设计（论文） 题 目 活塞的加工工艺及夹具设计 学 院 专业班级 学生姓名 学号 指导教师 职称 评阅教师 职称 201_年 _ 月 _ 日 注 意 事 项 1.设计（论文）的内容包括： 1） 封面（按教务处制定的标准封面格式制作） 2）原创性声明 3） 中文摘要（ 300 字左右）、关键词 4） 外文摘要、关键词 5） 目次页（附件不统一 编入） 6） 论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论 7） 参考文献 8）致谢 9） 附录（对论文支持必要时） 2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于 1 万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于 1.2 万字。 3.附

2、件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件） 。 4.文字、图表要求： 1） 文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写 2） 工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布 局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画 3） 毕业论文须用 A4 单面打印，论文 50 页以上的双面打印 4） 图表应绘制于无格子的页面上 5） 软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档 5.装订顺序 1） 设计（论文） 2） 附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订 3） 其它

3、 学生毕业设计（论文）原创性声明 本人以信誉声明：所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她）人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文 中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计（研究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 毕业设计（论文）作者（签字）： 年 月 日 摘要 I 摘要 本设计通过对活塞加工技术在国内外的发展、活塞的结构特点、工作条件和结构特征的分析，设计了一套活塞的加工工艺过程和方 案，其中主要包括：活塞材料的选

4、择、毛坯制造方法、机械加工余量的确定、每个工序切削用量的确定。最后还设计了一套机床夹具 -精镗活塞销孔的夹具，其中包括的内容有：定位方案、夹紧装置的组成、对定装置、标准件的选取、夹具体的设计以及在过程中应该注意的问题。经过分析和论证，活塞的工艺设计和夹具设计是合理的。 关键词 ：活塞，工艺，工序，机床夹具，定位夹紧。 ABSTRACT II Abstract Through the design of the piston machining technology development at home and abroad, the structure characteristic, wor

5、king conditions and the analysis of the structure characteristics, design process and design of a piston, which mainly include: the piston material selection, blank manufacturing method, mechanical machining allowance, each process to determine the determination of cutting conditions. Finally, has d

6、esigned a set of machine tool fixture boring piston pin hole jig, which includes the following content: positioning, clamping device, fixing device, composed of standard parts selection, fixture design and in the process should pay attention to the problem. Through the analysis and demonstration, pr

7、ocess design and fixture design of the piston is reasonable. Keywords： Piston,technology,process,fixture,positioning and clamping.目录 目录 摘要 . I Abstract. II 1 绪论 . 1 1.1 本 课题的研究意义 . 1 1.2 活塞的加工工艺国、内外研究状况 . 1 1.3 本设计的基本内容，估计会遇见的困难和排除困难的方法 . 2 2 活塞的加工工艺 . 3 2.1 活塞的结构特点 . 3 2.2 活塞的主要技术要求 . 4 2.2.1 尺寸精度

8、. 4 2.2.2 几何形状精度 . 4 2.2.3 相互位置精度 . 4 2.2.4 活塞的重量差 . 5 2.3 精准的选择 . 5 2.3.1 定位精准的选择 . 5 2.3.2 粗基准的选择和精基准的选择 . 5 3 活塞材料及毛坯的选择 . 7 3.1 选择毛坯应考虑的因素 . 7 3.2 活塞材料的选择 . 7 3.3 活塞毛坯的选择 . 8 3.4 拟定工艺过程 . 8 3.4.1 加工工序安排 . 8 3.5 活塞加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 11 3.6 确定切削用量 . 14 4精镗销孔夹具设计 . 17 4.1 加工活塞销孔夹具的定位误差解析 . 17 4.1.

9、1 定位方式和定位元件 . 17 4.1.2 定位元件尺寸及公差计算 . 17 4.1.3 定位误差分析与计算 . 18 目录 4.2 工件的夹紧装置的设计 . 19 4.2.1 夹紧装置的组成 . 19 4.2.2 对定装置 . 22 4.2.3 标准件的选取 . 22 4.2.4 夹具体的设计 . 23 （ 3） 夹具体的排屑结构 . 23 （ 4） 精镗销孔夹具工作原理 . 23 参考文献 . 25 致 谢 . 26 1 绪论 1 1 绪论 1.1 本课题的研究意义 活塞是内燃机重要零件之一，发动机在工作的时候，燃油燃烧所产生的气体膨胀力使活塞运动，通 过连杆的传动，使曲轴快速旋转。活塞

10、在很高的温度、很高的压力下做长时间变负荷的高速往复运动。因此对活塞的各项指标要求很高。它在工作时的状况会影响到发动机的燃油消耗率和使用持久度的关键，而且还关系到发动机的排放功能。若活塞设计不合理，内燃机工作时所会让活塞的整个温度都非常高。并且热量的不平均分布会让活塞发生变形。所以，活塞的加工在发动机的设计中非常重要。 1.2 活塞的加工工艺国、内外研究状况 中国活塞加工技术通过四五十年的成长，具备了较好的基础，在经过了技术人员的不断进步和学习外国的技术，使活塞的加工技术得到 了很好的发展，活塞质量有了提高，新产品在市场中所占比例越来越大。但是，由于发动机活塞的每项技术指标每个企业的技术条件不一

11、样，活塞加工方法之间有一些不一样。我国的大多数工厂都是用的改装车床或者专用机床所组成的流水线来加工活塞。 目前 , 我国的 活塞制造企业大所属都运用如下活塞加工工艺 , 所用的技术不够先进 , 制造成本很高 、环境危害大。下面是我国大部分活塞生产工厂所用的工艺过程 : 买铝材料 溶解铝材料 合金化 变质加工 精炼加工 ( 除气、除渣 ) 毛坯铸造 加热融化再 淬火 机械加工 美化外表 封 装存库。 活塞精加工过程是重点，所以必须使用数控机床 , 再由普通的车床来进行粗加工 。这是我过大部分工厂所使用的方法 , 然而还是有许多私人工厂依然使用一般的机 床制作活塞。这样会使活塞的精细度不高，尺寸误

12、差大，制造速度慢，不合格产品多，工人的劳动时间也很长。 我国现在很合理加工活塞的方法如下： 高温电解铝液 用剩余热量合金化 用余热来变质处理 精练处理 制造毛坯 加工冒口 锻造猝火 + 时校热处理 机加工 外表处理 封装存库。 1 绪论 2 在高温下来电解铝液、 通过优化活塞铸造工艺改性的 途径 , 利用高温电解铝液（ 1000 ）融合合金（ 680 780 ）铸坯 , 除去溶解铝材料的步骤。这个工序不仅减少了溶解铝材料需要的能量 , 而且降低了铝的烧损 , 提升了铝的使用率 ; 同时 , 也降低了铝 材料溶解 过程时的废渣、废气的排放 , 减少了对环境的危害 , 经济、社会效益得到了很大的提

13、高。 随着大马力汽车发动机 高 速发展， 特别是重型柴油发动机的涡轮增压，中冷器的应用，技术和大口径的高压缩比，低排放的规定不断提高 。 如今的 铝活塞已经没有办法让使用要求的到满足 ， 现在我国已经用于活塞生产的材料有 :铝合金活塞 铸铁活塞 铸钢活塞镶体 活塞。在国外，除上面的几类活塞材料以外，已经把铝基复合材料用在了活塞上。 1984 年日本已经把这样材料的活塞成功的用在了丰田内燃机上。 1.3 本设计 的基本内容， 估 计 会遇见 的 困难和排除困难的方法 1）在课题入手前，咱们应当研究一下活塞结构图，理解所加工活塞机构持征和与它有关的工艺特性，对于活塞的各个特征，应必须细心研究。比如

14、活塞制造外表得同轴度、粗糙度、平行度等。主要是注重每个部位本身的精度和它的彼此位置精度，活塞各孔的尺寸是这个工艺地重点，一定要搞懂它各个尺寸的含义。咱们要画一张零件图出来以加强我们对这个零 件的理解。 2）活塞的加工工艺过程是该论文的核心内容，在设计过程中，咱们务必认真地选取活塞的毛坯、订制工艺计划、算出工艺大小与定位差距，为了负荷实际生产过程，我们必然要对加工设备、加工装备、切削用量、单边余量等进行合理的抉择和计划，它波及的规模很大，为了设计的数据合适，我们必须去图书馆和网上查看与之有关的书籍和文献，来让这个设计合理性和实用。 3）为了零件的夹紧的迅速和定位确切，提升生产速率和减少人员的工作

15、强度，提升工件加工精度，我们要使用专用夹具。在夹具的设计时，咱们把端面与止口作为第一定位面来加工活塞。 2 活塞的加工工艺 3 2 活塞的加工工艺 2.1 活塞的结构特点 1）活塞上面作为燃烧室的一部份，受到的压强来自高温气体。零件的头部有平、凸、凹顶等不一样外形，一些活塞的头部在和汽门相应的地方存在凹陷，这么做得原因是让气门和上止点不碰撞在设计的。 2）活塞头部。指的是在活塞环槽上面的部分，作用是用来装活塞环，来使气缸能够被封好。活塞头部具备环槽用以安放活塞环，大多数有 3根活塞环槽，在最底下这个环槽的作用是用作安放油环其余的环槽的作用是用以安放气环。油环环槽下面的孔的作用是使气缸内壁上剩余

16、的润滑油能够 顺利的回到曲轴箱。一些油环槽的下面是一根很窄的槽，除了让润滑油回到曲轴箱的功用以外，还可以用来降低活塞整体的温度，则叫做隔热槽。一些活塞在裙部下面设有隔热槽。另外一些活塞再第一个环槽的上面做有隔热槽，来降低活塞顶部朝下面传输的热能。 3）活塞裙部。活塞槽以下的部分我们称之为活塞的裙部，对活塞的重复运动起到一个引导的功能。在室温下，活塞裙部的轴是垂直于活塞椭圆的方向，以确保在热状态的活塞和气缸之间的间隙均匀。在常温下活塞呈上小下大的锥形。 一些活塞的裙部除设置隔热层之外，另设有膨胀槽，膨胀槽让活塞裙部 拥有了一些韧性，在温度比较小的时候与缸壁之间的距离很小，还有在高温度很大时在气缸

17、中不会拉缸。膨胀槽一定要斜着，不能与活塞的轴处于同一个平面，来防止气缸的损毁。为了让槽根除不至于损毁，在隔热槽和膨胀槽的底部都一定要添加止裂孔。活塞的环槽会导致其强度和刚度的减小，因此这个方法只能运用于小负荷内燃机。 为了降低活塞裙部的胀大量，一些活塞在销孔中装配得有“恒范钢片”。 4） 活塞销。活塞销座位于活塞裙上端，加工一个孔，用于安装活塞销。 在大多数活塞销孔内设有卡环槽，用来方便的装配卡环，制止活塞销运作时候的轴向运 动。大多数活塞销座上钻有油孔，用来方便润滑内燃机。为了减少加热后的活塞销座的变形，在活塞销座的外表面有凹陷。 在活塞内部的活塞销座与活塞顶部之间都设有加强筋，来增加活塞的强度。