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《機(jī)械制造工藝學(xué)》課程設(shè)計(jì)
目 錄
第1章 零件圖分析 3
1.1 活塞零件的工作環(huán)境 3
1.2 活塞的結(jié)構(gòu) 3
第2章 活塞的材料及毛坯的選擇 7
2.1 活塞的材料 7
2.2 活塞毛坯的選擇 7
2.3 確定活塞毛坯的加工余量 8
第3章 活塞加工工藝路線擬定 9
3.1 生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型 9
3.2 機(jī)械加工工藝路線的擬定 10
3.3.2 加工順序的安排 11
3.2.3 零件各工序的加工方法 13
3.2.4 各工序機(jī)床選用 14
第4章 工序設(shè)計(jì) 15
4.1 加工余量的定義 15
4.3 加工余量方法的確定 15
4.4 確定各工序尺寸及其公差 16
4.5 各工序切削用量的確定和時(shí)間確定額 16
4.5.1 切削用量的確定 16
4.5.2 時(shí)間定額 18
4.6 各工序切削用量及基本時(shí)間 19
總 結(jié) 31
第1章 零件圖分析
1.1 活塞零件的工作環(huán)境（及零件作用）
活塞在工作時(shí)，頂面是組成燃燒室的一部分，因此溫度會(huì)很高。頂部的溫度繼而會(huì)傳給活塞體，當(dāng)溫度達(dá)到一定高度時(shí)，活塞會(huì)因高溫而引起變形?；钊麥囟冗^(guò)高會(huì)使活塞粘結(jié)造成活塞報(bào)廢。當(dāng)溫度升高時(shí)，活塞與活塞缸的潤(rùn)滑性就會(huì)下降，導(dǎo)致活塞與活塞缸的磨損加劇。降低其使用壽命。由于活塞作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，慣性力大。由于活塞在工作時(shí)受力并不是垂直于活塞銷孔軸線的，因此受到的是側(cè)壓力。由于受到側(cè)壓力的作用，活塞外圓一側(cè)與活塞缸磨損加劇。由此可見，活塞是在高溫高壓的工作環(huán)境下做變載荷的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
對(duì)活塞的性能要求：
（1）由于活塞受到高溫的作用，因此耐熱性、導(dǎo)熱性一定要好。
（2）由于活塞與活塞缸高速摩擦，因此耐磨性要好。
（3）為了減小活塞的慣性力,活塞的質(zhì)量要盡量小。
（4）活塞要有一定的強(qiáng)度和剛度。
（5）活塞在受到高溫時(shí)變形不能太大，熱膨脹系數(shù)要小。
1.2 活塞的結(jié)構(gòu)
活塞的頂面是燃燒室的重要組成部分，因此活塞的頂面會(huì)受到高溫氣體的壓力?；钊话惴譃槿糠郑喉敳?、頭部和裙部。頂部組成燃燒室，頭部開有環(huán)槽和油孔，裙部起到導(dǎo)向作用。離頂面最近的兩個(gè)環(huán)槽，叫做氣環(huán)槽，保證氣密性同時(shí)防止機(jī)油進(jìn)入燃燒室。第三道環(huán)槽為扭曲環(huán)槽，扭曲環(huán)的作用：當(dāng)活塞受到壓力時(shí)，不會(huì)因?yàn)樯舷伦冃尾灰粯佣a(chǎn)生扭曲?；钊共客鈭A與氣缸壓緊時(shí)，扭曲環(huán)的上下邊緣也與環(huán)槽接觸，使密封性行增強(qiáng)。同時(shí)加快了走合過(guò)程，并且能夠很好的起到刮油作用。離頂部最遠(yuǎn)的第四道環(huán)槽叫做油環(huán)槽，其內(nèi)安裝有油環(huán)。油環(huán)的作用是在活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，使活塞與活塞缸有良好的潤(rùn)滑性，同時(shí)還能將殘留在活塞缸壁上的油刮去同時(shí)使活塞缸壁上布上一層薄薄的油膜。油環(huán)槽底部還開有一排油孔，可以將油環(huán)刮下的油導(dǎo)入活塞內(nèi)腔。活塞裙部對(duì)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)起到導(dǎo)向作用。
活塞頂部的形狀取決于對(duì)燃燒室的要求，一般汽油機(jī)是平頂?shù)?，減小了與高溫氣體的接觸面積。一般柴油機(jī)頂部都開有凹坑有利于混合氣體的形成，提高燃燒率，減小爆燃的程度。
活塞銷座在裙部的上部，加工有銷孔，用于安裝活塞銷。在活塞銷接近外圓的地方開有鎖環(huán)槽，防止活塞銷工作時(shí)軸向跳動(dòng)。
圖1.1 活塞零件的結(jié)構(gòu)圖
如上圖1.1所示，序號(hào)1為活塞頂面，它承受氣體的壓力同時(shí)也受到高溫氣體的作用。離頂部最近的兩個(gè)環(huán)槽為氣環(huán)槽，在氣環(huán)槽中放有活塞環(huán)，起到了密封的作用，防止機(jī)油進(jìn)入燃燒室；第三個(gè)環(huán)槽稱謂扭曲環(huán)槽，活塞環(huán)能隨著活塞的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生扭曲變形。離頂面最遠(yuǎn)的環(huán)槽稱為油環(huán)槽，在油環(huán)槽中放置油環(huán)（或稱為刮油環(huán)），它把殘留在活塞缸內(nèi)壁上殘留的潤(rùn)滑油刮去，使油從油環(huán)槽的小孔9中流回活塞內(nèi)腔，同時(shí)也能使活塞缸內(nèi)壁布上一層薄薄的油膜。包括頂面和環(huán)槽在內(nèi)的部分8稱為活塞頭部。其余部分7稱為活塞裙部，在活塞運(yùn)動(dòng)的時(shí)候起到導(dǎo)向作用。活塞中間的孔6稱為活塞銷孔，活塞銷孔的兩端設(shè)有鎖環(huán)槽，可以防止活塞銷工作時(shí)軸向跳動(dòng)。圖中序號(hào)5是一個(gè)短圓柱面和圓錐面的組合，通常稱為止口。它是為加工活塞而專門設(shè)置的輔助基準(zhǔn)面。在功能上和結(jié)構(gòu)上沒(méi)有作用。
活塞工作時(shí)，頂面與高溫氣體直接接觸，熱量從頂部傳到頭部繼而傳到裙部，頭部溫度高，熱膨脹量大。裙部溫度低，熱膨脹量小。為補(bǔ)償這種不均勻的熱變形，把活塞的頭部外徑設(shè)計(jì)的比裙部小。
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第2章 活塞的材料及毛坯的選擇
2.1 活塞的材料
鑄造鋁合金按化學(xué)成分可分為：鋁硅合金、鋁鎂合金、鋁鋅合金和鋁銅合金。
正確的選擇毛坯材料是工藝技術(shù)人員需要非常重視的問(wèn)題。零件加工過(guò)程中工序的數(shù)目或工序的內(nèi)容，熱處理方法，材料的消耗，零件的制造費(fèi)用都與制造方法、毛坯的材料、毛坯的誤差與毛坯的余量有關(guān)。因此應(yīng)該慎重對(duì)待。
在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和高速柴油機(jī)中，為了減小活塞運(yùn)動(dòng)的慣性，活塞材料基本采用銅硅鋁合金。然而在低速、低級(jí)燃料、重負(fù)荷的發(fā)動(dòng)機(jī)中，有時(shí)也采用鑄鐵作。不過(guò)在汽車行業(yè)中很少用鑄鐵作為活塞材料。
銅硅鋁合金比鑄鐵具有以下優(yōu)勢(shì)：
（1）導(dǎo)熱性良好，在溫度變化不同時(shí)，活塞頭部和裙部產(chǎn)生的變形差異不大。而且不會(huì)導(dǎo)致混合氣體自燃，因而可以使發(fā)動(dòng)機(jī)的效率得到提高。
（2）鋁合金材料比較容易加工。
（3）由于鋁合金的質(zhì)量小所以慣性力也會(huì)減小。
（4）鋁活塞可以制得精密的毛坯件。
但是銅硅鋁合金也有缺點(diǎn)：
（1）鋁合金的熱膨脹系數(shù)大，容易因受熱產(chǎn)生變形，而鑄鐵的則較小。
（2）鋁活塞的強(qiáng)度沒(méi)有鑄鐵的大而且耐磨性也沒(méi)鑄鐵的好。
（3）鋁合金價(jià)格比鑄鐵高，因此成本就會(huì)高。
不過(guò)綜合分析，鋁合金比鑄鐵更適合作為活塞材料，所以在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和高速柴油機(jī)中常常采用鋁合金材料，然而通過(guò)鑲嵌高鎳鑄鐵環(huán)可以來(lái)提高鋁合金活塞的耐磨性和氣密性，使其使用壽命得到延長(zhǎng)。（做簡(jiǎn)單介紹即可，幾句話可以）
2.2 活塞毛坯的選擇
毛坯材料和類型的選擇起始于產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，工藝人員主要進(jìn)行毛坯制造方法的選擇。零件在加工過(guò)程中的材料消耗、加工量、工序數(shù)量、制造周期和制造費(fèi)用等。在很大程度上與所選擇的毛坯制造方法有關(guān)。因此，正確選擇毛坯類型及其制造方法，并制定有關(guān)技術(shù)要求，具有重要的經(jīng)濟(jì)意義，工藝技術(shù)人員應(yīng)該給予高度重視。 選擇毛坯應(yīng)該考慮的因素有：
（1）生產(chǎn)類型
（2）零件結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小
（3）零件機(jī)械性能要求
（4）先進(jìn)的加工工藝、先進(jìn)的技術(shù)和新材料的應(yīng)用。
從上所述，該活塞材料選用ZL109，毛坯采用金屬型鑄造。
2.3 確定活塞毛坯的加工余量
金屬型鑄件的機(jī)械加工余量按JB3735-85來(lái)確定，確定時(shí)，根據(jù)估算鑄件的重量、加工精度以及鑄件形狀的復(fù)雜程度，由《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》查得：金屬型鑄件的尺寸公差等級(jí)為6～8級(jí)?？刹榈茫?
（1）外圓的加工余量為5.0mm。??????
（2）銷孔的加工余量為4.0mm。
其它的表面加工余量由零件尺寸決定。（建議畫出表格）
第3章 活塞加工工藝路線擬定
3.1 生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型
寫上自己的
3.2 機(jī)械加工工藝路線的擬定
這一步是制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的重點(diǎn)，其主要內(nèi)容有：
（1）定位基準(zhǔn)的選擇
（2）加工順序的安排
（3）加工方法的選擇
（4）活塞零件的最終檢驗(yàn)
3.2.1 基準(zhǔn)的選擇
定位基準(zhǔn)選擇對(duì)零件的加工精度、各表面加工順序以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等都會(huì)產(chǎn)生很大影響。因此，正確選擇定位基準(zhǔn)是制定機(jī)械加工工藝規(guī)程的關(guān)鍵問(wèn)題之一。定位基準(zhǔn)又可分為粗定位基準(zhǔn)、精定位基準(zhǔn)、輔助定位基準(zhǔn)。簡(jiǎn)稱粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)、輔助基準(zhǔn)。
活塞是一個(gè)薄壁零件。在外力作用下容易產(chǎn)生變形?；钊饕砻娴男挝怀叽缇群统叽缇鹊囊蠖己芨?所以希望用以一個(gè)統(tǒng)一的基面定位來(lái)加工這些要求高的表面。大多數(shù)生產(chǎn)活塞的工廠采用端面和止口做為統(tǒng)一基準(zhǔn)。止口是專門為了加工活塞而設(shè)置的輔助基準(zhǔn)面。在結(jié)構(gòu)和功能上沒(méi)有作用。在精加工時(shí)。除精車外圓等少數(shù)工序。其余工序都采用止口和端面定位。
采用端面和止口為基準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)有可以加工頭部、頂面、銷孔等主要表面及其他次要表面。再一次裝夾中可以車削多個(gè)表面，既提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率又提高了加工表面的精度。
3.3.2 加工順序的安排
劃分加工階段也是進(jìn)行機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)遵守的原則。
1.工藝過(guò)程可劃分為：
(1) 粗加工階段
這一階段主要去除零件表面的加工余量，并不進(jìn)行精基準(zhǔn)。該階段主要提高生產(chǎn)率。
(2) 半精加工階段
這一階段主要是為了減小粗加工留下的加工余量，為接下來(lái)的精加工做準(zhǔn)備。
(3)精加工階段
該階段應(yīng)該是零件的形狀、尺寸、位置精度達(dá)到規(guī)定的值。并且使粗糙度滿足要求。
(4) 完成處理階段
該階段主要是對(duì)那些精度要求非常高的零件準(zhǔn)備的，是零件達(dá)到高精度要求。
根據(jù)活塞的加工實(shí)際情況，擬定了兩條加工路線，并進(jìn)一步進(jìn)行研究分析，確定一個(gè)更合理的加工方案。
方案一：
工序一：粗車止口及端面
工序二：粗車外圓
工序三：粗鏜銷孔
工序四：粗車外圓環(huán)槽及頂面
工序五：鉆油孔
工序六：去除毛刺
工序七：精車止口
工序八：精車頭部及裙部外圓
工序九：精車氣、油環(huán)槽
工序十：精鏜銷孔
工序十一：車鎖環(huán)槽
工序十二：精車頂面
鋁合金活塞熱處理要放在機(jī)加工之前，在機(jī)械加工前鋁活塞毛坯要切去冒口，并且要進(jìn)行時(shí)效處理，消除鑄造的時(shí)候因冷卻不均勻而造成的內(nèi)應(yīng)力。活塞經(jīng)過(guò)時(shí)效處理之后還能增加硬度和強(qiáng)度。
檢查、檢驗(yàn)工序、去毛刺、清洗工序等也是機(jī)械加工工藝規(guī)程的重要組成部分。檢查、檢驗(yàn)工序是保證產(chǎn)品質(zhì)量合格非常重要的工序，每次加工過(guò)程中和加工結(jié)束后都要進(jìn)行檢查。
3.2.3 零件各工序的加工方法
1. 活塞止口及端面的加工
由于止口表面是為了加工精基準(zhǔn)而設(shè)置的，粗糙度要求不高，Ra為1.6，精度為ＩＴ６。所可以進(jìn)行２次加工，即粗車然后精車進(jìn)行加工。這樣既能達(dá)到精度等級(jí)要求又能達(dá)到粗糙度要求。
2. 活塞外圓的加工
由于的活塞粗糙度的要求為ＩＴ６且活塞的材料為鋁合金，因此對(duì)活塞的外圓加工可以先粗車然后半精車最后精車。這樣不僅能滿足精度等級(jí)的要求同時(shí)還能滿足的粗糙度的要求。
3.活塞銷孔的加工
活塞銷孔的精度要求比較高，而且還是孔加工。因此可以先進(jìn)行粗鏜、半精鏜、精鏜加工。這樣既能夠達(dá)到精度等級(jí)的要求也能滿足粗糙度的要求。
活塞毛坯一般都鑄出一個(gè)比銷孔尺寸小的孔，而且銷孔是多道工序施加壓緊力的部位，因此再粗車止口后要對(duì)銷孔進(jìn)行粗鏜。為了使后邊工序的夾緊力比較均勻。猶豫活塞銷孔的尺寸、精度和粗糙度要求比較高，因此，應(yīng)該選擇高精度的鏜刀頭。精鏜銷孔時(shí)的定位基準(zhǔn)也要認(rèn)真選擇，因此要對(duì)精鏜銷孔的夾具要做特別設(shè)計(jì)。
4.環(huán)槽的加工
環(huán)槽對(duì)尺寸精度的要求不高，而對(duì)位置要求比較高。因此可以直接進(jìn)行粗車然后精車進(jìn)行加工。這樣仍能滿足精度等級(jí)和粗糙度的要求。
5. 活塞油孔的加工
由于活塞油孔的加工精度不高，且直徑比較小，為３.５㎜。因此可以考慮鉆油孔。
6.活塞環(huán)槽環(huán)岸的加工
由于活塞環(huán)槽環(huán)岸的尺寸精度要求不高，位置精度要求比較高。所以可以直接進(jìn)行車削加工。精度可以達(dá)到ＩＴ８、ＩＴ９，而粗糙度可以達(dá)到Ｒａ３．２μｍ。
7.活塞鎖環(huán)槽的加工
活塞鎖環(huán)槽的位置要求比較高，而尺寸精度要求不是很高。故可在精鏜銷孔之后進(jìn)行車削加工?？梢允蔷冗_(dá)到IT8，粗糙度達(dá)到Ra6.3的要求。
8. 活塞頂面的加工
由于活塞頂面進(jìn)行了一次粗加工。所以可以直接再進(jìn)行一次精加工。使精度和粗糙度滿足要求。
3.2.4 各工序機(jī)床選用
初步選定機(jī)床如下：
第一道工序：粗車止口 選用普通車床C2-112。
第二道工序：粗車外圓 普通車床CA6140。
第三道工序：粗鏜銷孔 T617A臥室銑鏜床。
第四道工序：粗車環(huán)槽及頂面 C720型多刀半自動(dòng)車床。
第五道工序：鉆油孔 Z12型臺(tái)鉆。
第六道工序：去毛刺
第七道工序：精車止口及倒角 504690二軸數(shù)控車床。
第八道工序：精車外圓 三軸數(shù)控車床。
第九道工序：精車環(huán)槽 C620型車床。
第十道工序：精鏜銷孔 專用鏜床。
第十一道工序：車鎖環(huán)槽 普通車床。
第十二道工序：精車頂面 普通車床。
第4章 工序設(shè)計(jì)
4.1 加工余量的定義
在機(jī)械加工過(guò)程中，為了使零件的加工表面得到想要的尺寸、形狀和加工質(zhì)量，要從加工表面去除一層多余的材料，此材料蹭到厚度叫做加工余量。加工余量分為工序余量和加工總余量。
工序余量是每一道工序去除材料的厚度，即相鄰兩道工序的尺寸之差。加工總余量又叫做毛坯余量，它是零件設(shè)計(jì)尺寸和毛坯尺寸之差。加工總余量等于各工序工序余量之和。
4.3 加工余量方法的確定
確定加工余量的方法：經(jīng)驗(yàn)法、計(jì)算法、查表法。
4.4 確定各工序尺寸及其公差
零件設(shè)計(jì)尺寸及其公差是由毛坯通過(guò)多道加工工序逐步得到的。為了保證零件的設(shè)計(jì)要求，需要規(guī)定各個(gè)工序的工序尺寸及公差。
工序余量及所用加工方法的經(jīng)濟(jì)度確定后。就可以分別計(jì)算工序尺寸及公差，但具體算法要根據(jù)工序基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是否重合和定。當(dāng)基準(zhǔn)重合時(shí)。即同一表面經(jīng)過(guò)多次加工才能達(dá)到設(shè)計(jì)尺寸的要求。當(dāng)基準(zhǔn)不重合時(shí)。計(jì)算方法較復(fù)雜，確定了工序余量后，需要尺寸鏈原理進(jìn)行基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換和分析。
工序尺寸及公差的確定方法：
（1）確定各加工工序余量，根據(jù)有關(guān)手冊(cè)查表得各工序余量。
（2）從設(shè)計(jì)尺寸之初，到加工第一道工序，依次加上每道的工序余量，得到各個(gè)加工工序的尺寸。
（3）除了最終加工工序外。其他各加工工序按各自所用加工方法的經(jīng)濟(jì)精度，確定表面粗糙度和尺寸公差。
4.5 各工序切削用量的確定和時(shí)間確定額
4.5.1 切削用量的確定
正確的選擇切削用量，對(duì)保證零件加工精度、降低刀具的損耗、提高生產(chǎn)率和工藝成本都具有重要意義。
在大批大量生產(chǎn)中。對(duì)于生產(chǎn)線上的機(jī)床、專用機(jī)床、多刀加工、自動(dòng)機(jī)床、精度和表面質(zhì)量要求較高的工序。應(yīng)該科學(xué)合理的選擇切削用量。并且要填入工藝文件中嚴(yán)格執(zhí)行。以便于充分發(fā)揮這些高生產(chǎn)率設(shè)備潛力并保證零件的加工質(zhì)量。
根據(jù)鍛件的加工精度、重量及鍛件形狀的復(fù)雜程度的估算，查工藝手冊(cè)得：金屬型鑄件的公差等級(jí)為6～8級(jí)?？刹榈茫?
（1）外圓的總加工余量為5.0㎜。????????
（2） 活塞銷孔的總加工余量為4.0㎜。
各工序的加工余量：
1． 第一道工序的加工：
粗車止口的單邊余量為0.8㎜。
粗車端面是為了加工頂面，因此可以選擇一次性加工。取加工余量為2.5㎜。
2． 第二道工序的加工：
粗車外圓雙邊余量為4㎜。
3． 第三道工序的總加工余量：
粗鏜銷孔選擇雙邊加工余量為3.8㎜。
4． 粗車氣、油環(huán)槽：
切削三個(gè)氣環(huán)槽時(shí)選擇的雙邊加工余量為9.8㎜。
切削油環(huán)槽的選擇的雙邊加工余量為10.9㎜。
5． 鉆油孔：
該工序的加工方法為鉆，因此它的加工余量由它的孔徑來(lái)決定。
6． 去毛刺
7． 精車止口和倒角：
精車止口時(shí)要求的精度較高，因此選擇的雙邊加工余量為0.4㎜。
精車倒角，倒角為2×45°，Ra1.6μm。
8． 精車活塞外圓：
精車頂環(huán)外圓要求的精度比較高，因此選擇的雙邊加工余量為1.11㎜。
精車環(huán)槽外圓環(huán)岸時(shí)選擇的雙邊加工余量為0.92㎜。
精車油環(huán)槽環(huán)岸時(shí)選擇的雙邊加工余量為1.48㎜。
9． 精車氣、油環(huán)槽：
精車氣環(huán)槽時(shí)選擇的雙邊加工余量為0.2㎜。
精車油環(huán)槽時(shí)選擇的雙邊加工余量為0.1㎜。
10． 精鏜活塞銷孔：
由于精鏜銷孔要求的精度比較高，因此選擇的雙邊加工余量為0.2㎜。
11． 切鎖環(huán)槽：
車鎖環(huán)槽時(shí)的槽寬為2㎜。底徑為30㎜，雙邊加工余量為4㎜。
12． 精車頭部頂面：
要保證與止口端面的距離為106㎜，平行度不大于0.025.選擇的加工余量為2.5㎜。
以上各加工余量的確定只是初步確定。還有待檢驗(yàn)和修正。
4.5.2 時(shí)間定額
時(shí)間定額是勞動(dòng)生產(chǎn)率的基本標(biāo)志。勞動(dòng)生產(chǎn)率就是一個(gè)工人在單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出合格零件的數(shù)量。或者是一個(gè)工人完成單位零件的勞動(dòng)時(shí)間。具體說(shuō)時(shí)間定額就是在一定生產(chǎn)條件下，規(guī)定完成一道工序或者生產(chǎn)一件合格產(chǎn)品用的時(shí)間。時(shí)間定額是工藝規(guī)程中的重要組成不部分。
時(shí)間定額定的過(guò)松起不到促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展和指導(dǎo)生產(chǎn)的積極作用。相反，時(shí)間定額定的過(guò)緊，會(huì)影響工人的積極性和主動(dòng)性，容易引發(fā)忽零件質(zhì)量的趨勢(shì)。因此，合理的時(shí)間定額對(duì)保證工人規(guī)范化生產(chǎn)、調(diào)動(dòng)工人生產(chǎn)積極性等都有重要的意義。
1． 基本時(shí)間。直接改變生產(chǎn)對(duì)象的尺寸、相對(duì)位置、形狀、材料性質(zhì)或表面狀態(tài)等工業(yè)過(guò)程所消耗的時(shí)間稱為基本時(shí)間。基本時(shí)間的計(jì)算公式為：
(4-1)
式中： l---加工表面長(zhǎng)度（㎜）；
---刀具的切入長(zhǎng)度（㎜）；
---刀具的切出長(zhǎng)度（㎜）；
---第i次走刀時(shí)的刀具進(jìn)給量（㎜/r）；
---第i次走刀時(shí)的工件轉(zhuǎn)速（r/㎜）；
j---走刀次數(shù)。
2.輔助時(shí)間
為了實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程所必須進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作多用的時(shí)間。稱為輔助時(shí)間。包括開停機(jī)床、裝卸工件、引進(jìn)或退出刀具、試切、改變切削用量和測(cè)量工件。
基本時(shí)間和輔助時(shí)間之和稱之為操作時(shí)間，它是用于該道工序所必須消耗的時(shí)間。
3. 休息時(shí)間
工人在工作一段時(shí)間之后為了滿足生理上的需要和恢復(fù)體力所需要用的時(shí)間。
4. 清理工作地時(shí)間
為了使加工正常進(jìn)行，工人照管工作地所用的時(shí)間，稱之為照管工作地時(shí)間。
5. 準(zhǔn)備至終結(jié)時(shí)間
工人為了生產(chǎn)一批零、部件，進(jìn)行準(zhǔn)備和結(jié)束工作所用的時(shí)間，稱之為準(zhǔn)備至終結(jié)時(shí)間。
單件總加工時(shí)間的計(jì)算公式：
(4-2)
4.6 各工序切削用量及基本時(shí)間
1. 粗車止口及端面
(1)已知條件：活塞毛坯工件材料為ZL109。金屬型鑄造。加工要求：粗車止口至直徑93.1㎜，深度10㎜；
(2)確定粗加工時(shí)的切削余量
確定切削深度 計(jì)算單邊總余量，留0.4作為精加工。取粗車切削深度。
確定進(jìn)給量f 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得。先選定 為f=1.0㎜/r。
確定切削速度v 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得v=85.8m/min。
確定主軸轉(zhuǎn)速n 由公式v=πdn/1000即,即n=298r/min。根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書取n=300r/min。此時(shí)切削速度為 v===86.2m/min。
(3)基本時(shí)間:
= (4-3)
= ×5=0.3min
同理可計(jì)算出：車端面時(shí)切削深度為1.8㎜，切削速度為v為60m/min,
主軸轉(zhuǎn)速為300r/min；基本時(shí)間=0.4min。車倒角1.8×45°時(shí)切削深度1.8㎜，切削速度60m/min，主軸轉(zhuǎn)速為300r/min；基本時(shí)間=0.05min。
2.粗車外圓
（1）已知條件：本工序?yàn)榇周囃鈭A。粗車至102，機(jī)床采用普通CA6140型車床，采用硬質(zhì)合金刀具。
（2）確定102㎜外圓的切削用量：
確定切削深度 計(jì)算單邊余量。取粗車切削深度。
確定進(jìn)給量f 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得f=0.5㎜/r。
確定切削速度v 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得v=99.6m/min。
確定主軸轉(zhuǎn)速n 由公式v=πdn/1000即,即n=299r/min。根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書取n=300r/min。此時(shí)切削速度為v===99.9m/min。
（3） 基本時(shí)間的計(jì)算
= (4-4)
= ×4=3.1min。
3.粗鏜活塞銷孔
（1）已知條件：本工序?yàn)榇昼M27.8㎜，機(jī)床采用T617A臥室銑鏜床，刀具采用YG8專用鏜刀。
（2）確定粗鏜27.8㎜孔的切削用量。
確定切削深度 粗鏜是雙邊加工余量為3.8㎜。故單邊余量為1.9㎜，=1.8㎜。
確定進(jìn)給量f 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得f=0.5㎜/r。
確定切削速度v 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得v=25.8m/min。
確定主軸轉(zhuǎn)速n 由公式v=πdn/1000即,即n=295r/min。根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書取n=300r/min。此時(shí)切削速度為v===26.2m/min。
(3)計(jì)算基本時(shí)間：
= (4-5)
= ×3=2.2min
4. 粗車氣、油環(huán)槽和頂面
(1) 已知條件：本工序?yàn)榇周嚟h(huán)槽及頂面。粗車102㎜，粗車氣環(huán)槽，粗車油環(huán)槽。機(jī)床常采用C720型多刀半自動(dòng)車床。
(2) 確定切削102㎜的頂面的切削用量
確定切削深度 由工序卡片可知頂面的切削余量為2.4㎜。
確定進(jìn)給量f 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得f=0.8㎜/r。
確定切削速度v 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得v=96.08m/min。
確定主軸轉(zhuǎn)速n 由公式v=πdn/1000即,即n=299m/min。
根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書取n=300r/min。此時(shí)切削速度為v===96m/min。
（3）基本時(shí)間的計(jì)算
= (4-6)
= ×4=1.8min
（4） 粗車氣環(huán)槽及扭曲環(huán)槽
確定切削深度 由工序卡片可知頂面的切削余量為4.9㎜。
確定進(jìn)給量f 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得f=0.5㎜/r。
確定切削速度v 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得v=85.52m/min。
確定主軸轉(zhuǎn)速n 由公式v=πdn/1000即,即n=295m/min。根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書取n=300r/min。此時(shí)切削速度為v===86.8m/min。
（5）計(jì)算基本時(shí)間：
= (4-7)
= ×4=0.6min
（6）同理可以算得車削油環(huán)槽
確定切削深度 由工序卡片可知頂面的切削余量為5.45㎜。
確定進(jìn)給量f 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得f=0.5㎜/r。
確定切削速度v 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得v=82m/min。
確定主軸轉(zhuǎn)速n 由公式v=πdn/1000即,即n=286m/min。根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書取n=300r/min。此時(shí)切削速度為v===85.9m/min。
（7） 基本時(shí)間的計(jì)算
= (4-8)
= ×4=0.6min
5.鉆油環(huán)槽內(nèi)油孔
（1）本工序?yàn)殂@8×3.5㎜的油孔
（2）確定鉆削用量
確定切削深度 鉆孔時(shí)=。
確定進(jìn)給量f 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得f=0.4㎜/r。
確定切削速度v 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得v=3.5m/min。
確定主軸轉(zhuǎn)速n 由公式v=πdn/1000即,即n=318m/min。根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書取n=320r/min。此時(shí)切削速度為v===3.16m/min。
（3）計(jì)算基本時(shí)間：
= (4-9)
= ×8=1.1min
6. 清理內(nèi)腔毛刺
7. 精車活塞止口和倒角
（1） 本工序?yàn)榫?3.5㎜止口，Ra3.2μm。精車2×45°倒角，Ra1.6μm。使用的機(jī)床為504690二軸數(shù)控車床。
（2） 確定切削用量
確定切削深度 由工序卡片可知頂面的切削余量為0.1㎜。
確定進(jìn)給量f 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得f=0.2㎜/r。
確定切削速度v 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得v=87.26m/min。
確定主軸轉(zhuǎn)速n 由公式v=πdn/1000即,即n=297m/min。根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書取n=300r/min。此時(shí)切削速度為v===88.12m/min。
（3）基本時(shí)間的計(jì)算
=
= ×3=0.65min
同理精車倒角的切削深度為0.2㎜。主軸轉(zhuǎn)速選用3000r/min。基本時(shí)間=1min。
8.精車頭部及裙部外圓
（1）本工序?yàn)榫?00.89㎜頂環(huán)外圓，精車101.08mm氣環(huán)槽環(huán)岸，精車100.52㎜油環(huán)槽環(huán)岸。選用的機(jī)床為三軸數(shù)控車床。
（2）確定100.89㎜頂環(huán)外圓的切削余量。
確定切削深度 車外圓為雙邊加工，余量為1.11㎜，故單邊切削余量為0.555㎜。
確定進(jìn)給量f 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得f=0.5㎜/r。
確定切削速度v 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得v=94.04m/min。
確定主軸轉(zhuǎn)速n 由公式v=πdn/1000即,即n=296m/min。根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書取n=300r/min。此時(shí)切削速度為v===95.08m/min。
（3）基本時(shí)間的計(jì)算
= (4-10)
= ×6=0.48min。
同理可以知道精車氣環(huán)槽時(shí)所選用的車床轉(zhuǎn)速也為n=300r/min，切削深度為0.49㎜，進(jìn)給量都選用0.5mm/r?？梢运愕们邢魉俣葹関=95.26㎜，基本時(shí)間=0.30min。精車油環(huán)槽時(shí)選用車床轉(zhuǎn)速為n=300r/min,切削深度為0.74㎜，進(jìn)給量為v=94.73m/min，基本時(shí)間=0.30min。車裙部外圓時(shí)的車床轉(zhuǎn)速為n=300r/min，切削深度為0.1㎜，進(jìn)給量為0.5㎜/r，經(jīng)計(jì)算切削速度為v=95.75m/min，基本時(shí)間=2.2min。
9.精車氣、油環(huán)槽
（1）本工序?yàn)榫?2㎜氣環(huán)槽，與精車91㎜油環(huán)槽。該工序選用CA6140型車床，刀具為光環(huán)槽切刀。
（2）確定精車 ㎜氣環(huán)槽的切削余量。
確定切削深度 車外圓為雙邊加工，余量為0.2㎜，故單邊切削余量為0.1㎜。
確定進(jìn)給量f 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得f=0.2㎜/r。
確定切削速度v 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得v=85.70m/min。
確定主軸轉(zhuǎn)速n 由公式v=πdn/1000即,即n=296m/min。根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書取n=300r/min。此時(shí)切削速度為v===86.70m/min。
（3）基本時(shí)間的計(jì)算
= (4-11)
= ×4=0.2min
同理精車油環(huán)槽時(shí)機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速選300r/min，切削深度為0.05㎜，進(jìn)給量為0.2㎜/r，可以算得切削速度為v=85.76m/min，基本時(shí)間=0.2min。
10. 精鏜活塞銷孔
（1）本工序?yàn)榫M28±0.2㎜銷孔，Ra0.8μm，該工序選用的機(jī)床為臥式鏜床，刀具為鏜刀桿YG8 專用鏜刀。
（2）確定精鏜28±0.2㎜ 銷孔的切削用量
確定切削深度 車外圓為雙邊加工，余量為0.2㎜，故單邊切削余量為0.1㎜。
確定進(jìn)給量f 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得f=0.2㎜/r。
確定切削速度v 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得v=33.45m/min。
確定主軸轉(zhuǎn)速n 由公式v=πdn/1000即,即n=380m/min。根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書取n=400r/min。此時(shí)切削速度為v===35.18m/min。
（3）基本時(shí)間的計(jì)算
= (4-12)
= ×3=4min
11. 車鎖環(huán)槽
（1） 本工序?yàn)檐囨i環(huán)槽，槽底徑為30㎜，槽寬為2㎜，槽底以及兩側(cè)的粗糙度為Ra6.3μm。該工序所用的機(jī)床為普通車床，刀具為專用切槽刀。
(2)確定車鎖環(huán)槽的切削余量
確定切削深度 車外圓為雙邊加工，余量為2㎜，故單邊切削余量為1㎜。
確定進(jìn)給量f 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得f=0.2㎜/r。
確定切削速度v 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得v=28.27m/min。
確定主軸轉(zhuǎn)速n 由公式v=πdn/1000即,即n=269m/min。根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書取n=300r/min。此時(shí)切削速度為v===28.27m/min。
(3)基本時(shí)間的計(jì)算
= (4-13)
= ×20=1.7min
12. 精車頂面
(1)本工序?yàn)榫?00.89㎜的頂面，該工序使用的機(jī)床為普通車床。
(2)確定精車頂面的切削用量
確定切削深度 根據(jù)粗車完的余量可以選取精車余量為0.1㎜。
確定進(jìn)給量f 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得f=0.5㎜/r。
確定切削速度v 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得v=94.25m/min。
確定主軸轉(zhuǎn)速n 由公式v=πdn/1000即,即n=297m/min。根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書取n=300r/min。此時(shí)切削速度為v===95.08m/min。
（3）基本時(shí)間的計(jì)算
= (4-14)
= ×6=2.2min。
總 結(jié)
經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的不斷努力終于完成了典型回轉(zhuǎn)的機(jī)械加工工藝及專用夾具的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)之初，對(duì)本次很迷茫，不知道自己應(yīng)該如何著手。在老師和同學(xué)的幫助下漸漸理清了思路。首先要繪制零件圖，然后對(duì)每個(gè)工序制造工藝卡片，最后對(duì)某一道工序進(jìn)行專用夾具設(shè)計(jì)。再確定了自己的任務(wù)之后，我首先查詢了大量的資料，結(jié)合自己大學(xué)期間所學(xué)的內(nèi)容對(duì)本次設(shè)計(jì)有了更深的理解。由于本次設(shè)計(jì)運(yùn)用了大量大學(xué)期間所學(xué)的知識(shí)，然后有些知識(shí)又很模糊，所以自己又對(duì)大學(xué)所學(xué)的的知識(shí)進(jìn)行了復(fù)習(xí)。
由于個(gè)人能力有限，在本次設(shè)計(jì)中，仍有許多不足和需要改成的地方，再次衷心的希望各位老師同學(xué)予以批評(píng)指正。
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