运用大学四年所学的专业知识, 编制出一套合适的加工路线,从而实现适合于现代的生产要求。在此之上,我们也要优化现代的生产制造技术,加强夹具在机床上的牢固性,安全性,还有提高零件生产的精度。为了达到这些,机床上的夹具要有恰当的高度和宽度比,还有合适的刚度和强度,这些都能通过严密的计算得到,经过长期的发展,高度和宽度比应该要有1到1.25左右,这样能降低机床上夹具的重心,让机械零件的加工面离机床上的工作台接近。
2 零件工艺分析与设计
2.1 零件的加工工艺设计
2.1.1 分析零件
图1.1 活塞
如图1.1,本活塞零件的结构并不复杂,是一个基本的活塞结构,上图中的几个视图的尺寸很清晰,图示很完整,并且相应的公差尺寸和技术要求也很齐全。仔细分析过后,可以看出这个零件的表面加工并不困难,就是简单的圆柱表面加工以及地面和顶面的加工,但是它的难点在于活塞的某些地方加工精度要求较高,比如外圆 ,还有销孔 ,而且粗糙度的要求达到Ra0.9μm。除了这些,零件还有8个φ1.70mm的小孔,这8个小孔的位置在沟槽内,与零件的外圆柱面距离4.0mm,与活塞顶面的距离为26.50mm。
2.1.2 加工的主要技术要求
零件图1-1上的加工技术要求是:
(1)活塞零件的未标注的圆角;
(2)制作的铸件不能有类似缩松等明显残次现象。
2.1.3 活塞加工表面的尺寸及要求
外圆面上的 内孔: 零件的 外圆面:
要求为Ra0.9μm 要求为Ra0.9μm
连杆活动槽的两平面: 端面:
要求为Ra1.6μm 要求为Ra1.5μm
2.1.4 活塞零件的材料
汽车发动机的活塞零件已经有了很长的发展历史,经过长时间的实践和经验表明,一般大家都会选择灰口铸铁来作为汽车发动机的活塞材料,它的优点也很明显,拥有良好的铸造性能,耐磨性也比较好,抗震能力也比较好,而且成本较低,如果加工的时候,零件需要承受更大的载荷时,就能选用强度更高的HT300~540高强铸铁,而本零件不需要那么承受那么高的载荷,所以选HT200。
2.2 选择毛坯的形状、尺寸、公差
本次设计的零件是一个很常用的零件,属于盘类零件,经过上述分析,我选用了HT200为材料制造活塞零件,由于这个零件的结构较为简单,课题的要求也是要能够大量生产就可以,所以它的毛坯选用铸造的方式比较好。
由于零件可以说是一目了然,所以毛坯就可以直接选用圆柱形,这样和零件的外形很接近,加工的时候能方便不少,然后不铸出销控,铸出内部孔,做出来如下图所示:
图1.2 毛坯
2.3 定位基准的选择
本次课题所要制造的零件是一个圆柱形的零件,圆柱形零件的设计基准一般会选择它的中心线,由于这个活塞零件的表面都需要加工,所以零件的粗基准应该选择活塞零件的外圆或者它的内孔及一端面。而精基准就会选取 外圆面和另一端面,这样能够保证活塞 内孔和圆柱零件的中心线之间的相对位置加工精度要求,这些基准的选择,都是为了遵循“基准重合”的原则。
2.4 活塞零件表面加工方法的选择
本次课题选择的活塞零件的材料是铸铁,根据图示1.1可知,它的加工面并不复杂,需要加工外圆,内孔,槽等,通过一些书籍和网络的查阅,加工方法可以选择如下: