第六道工序：  钻直油孔

第七道工序：  钻斜孔

第八道工序：  铣气门内槽

第九道工序：  铣气门外槽

第十道工序：  精车止口

第十一道工序：精车外圆

第十二道工序：精铰销孔

第十三道工序：切卡环槽

第十四道工序：靠磨椭圆裙部

6.1产品工艺方案技术特性主要指标：

（1） 劳动力消耗率：

方案一与方案二相比，工时数与台时数比较少，生产率较高，且能达到的精度也较高。

（2） 设备构成比：

两个方案使用的设备数量基本相同，只是设备的种类稍有不同。

（3） 工艺装备系数：

两个方案基本相同。

（4） 工艺过程的分散与集中程度：

本产品属于大批大量生产，且均采用相对集中的工艺路线，采用组合夹具、刀具和机床，基本上能够完成生产任务。

（5） 金属消耗量：

基本相同。

（6） 占用生产面积数：

两个方案基本相同。

6.2机械加工工艺过程技术特性指标：

机械加工工艺过程技术特性指标包括：出厂量、毛坯数量、制造毛坯所需金属质量、毛坯净重、毛坯的成品率、设备总功率、专用夹具装备系数、量具装备系数、刀具装备系数、操作工人的平均等级；钳工修整劳动量及其占机床工作量的比列；生产面积总数、总面积、平均每台机床占用生产面积、平均每台机床占用总面积。对于这些指标，两个方案是相同或相近的，因而不予分析。

综合以上指标，两种加工工艺方案各方面特性指标基本相似，考虑到方案一的加工精度要高于方案二，且方案一的加工精度与表面粗糙度又是适中的能够达到技术要求。故相比之下，方案一要优于方案二。

总结

在本次毕业设计中，我得到了老师的亲切关怀和精心指导，使得本设计得以顺利完成，其中无不饱含着老师的汗水和心血。首先要感谢的是我的指导老师高老师，在整个过程中他给了我很大的帮助。他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；他循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。同时感谢所有任课老师三年来对我的培养。是你们在我有困难的时候帮我们解决困难。借此，感谢大学三年中我的辅导员和任课老师们给予的教诲，你们的教诲，不仅让我学到了书本的基础知识，更重要的是让我学会了如何做一名优秀的大学生，如果没有你们的辛勤教诲，也不会有我今天的成长。也感谢学院为我们提供了一次这样好的机会，使自己在学习的同时也锻炼了自己的实践能力。

参考文献;

[1]孙晓,王艳艳,王磊等．铝合金活塞制造工艺现状及发展方向．内燃机与动力装置，2011．

[2]孟少农．机械加工工艺手册．北京：机械工业为出版社，1992．

[3]陆同．机械制造常用资料及新旧标准对照手册．北京：机械工业出社，2008．

[4]周泽华．金属切削理论．北京：机械工业出版社，1992．

[5]赵家齐．机械制造工艺学课程设计指导书.北京：机械工业出版社，2000．

[6]李益民．机械制造工艺学设计简明手册.武汉：哈尔滨出版，2005．

[7]王绍俊．机械制造工艺设计手册．北京：机械工业出版社，1984．

[8]成大先．机械设计手册．北京：化学工业出版社，1999．

[9]陈立德．机械制造装备设计课程设计．北京：高等教育出版社，2010．

 致谢

毕业设计已经接近了尾声，这也意味着我的大学生活就要结束了，学生活一晃而过，回首走过的岁月，心中倍感充实，当我做完这篇毕业设计的时候，有一种如释重负的感觉，感慨良多。 

首先，我要特别感谢我的指导老师高启富老师。做设计的过程是艰辛的，但是在我的努力之下还是完成了。在这个过程中高启富老师给了我很大的的帮助，没有他的尽心指导和严格的要求，我也不会顺利完成这次设计。每次遇到难题，我最先做的就是向高老师寻求帮助，而高老师每次不管忙或闲，总会抽空来找我面谈，然后一起商量解决的办法。高老师平日里工作繁多，但我做毕业设计的每个阶段，从选题到查阅资料，设计提纲的确定，中期设计的修改，后期设计格式调整等各个环节中都给予了我悉心的指导。这几个月以来，高老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想给我以无微不至的关怀，在此谨向高老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 

其次，还要感谢这三年来教我知识的每位老师们，毕业设计能够顺利完成，您们也都有很大的功劳。 

最后，要向这三年大学生活期间所有帮助过我的同学们以及各位朋友们说一声谢谢。 

这次的毕业设计,对于培养我们理论联系实际的设计思想;训练综合运用机械设计和有关选修课程的理论,结合生产实际反系和解决汽车工程实际问题的能力;巩固、加深和扩展有关汽车零件加工工艺设计方面的知识等方面有重要的作用。 

写作毕业设计是一次再系统学习的过程，毕业论文的完成，同样也意味着新、生活的开始。希望大家在将来的生活中继续追逐最初的梦想，永不放弃。

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CA6102型发动机活塞加工工艺说明书

    课程设计零件是汽油机活塞，活塞是汽车发动机的“心脏”，承受交变的机械负荷和热负荷，是发动机中工作条件最恶劣的关键零部件之一。活塞的功用是承受气体压力，并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转，活塞顶部还是燃烧室的组成部分。

1 确定生产纲领

大批量生产。

2 活塞的主要加工表面及技术要求

(1) 环岸及环槽底对活塞裙部轴心的径向跳动最大允差为0.1mm~0.15mm.全部槽底Ra3.2μm.

(2) 环槽侧面对活塞裙部轴心线垂直度不超过25：0.07，环槽侧面对活塞裙部轴心线跳动不超过0.05mm，全部槽侧Ra0.4μm。

(3) 活塞销孔尺寸及精度为φ（28±0.075）mm；销孔圆柱度为0.00125mm；表面粗糙度R_a0.125μm；两销孔同轴度误差，在最大实体状态时为零；销孔轴心线对裙部轴心线垂直度为100：0.035；这些参数超差会使活塞销与活塞孔配合不正常，破坏活塞、活塞销、连杆的正确装配位置，不能保证正常的润滑，并产生不正常磨损。

(4) 裙部保留有0.2mm，深0.008mm~0.016mm的刀痕，以便能储存润滑油，使发动机在工作中活塞与缸壁之间形成一层油膜，从而减少活塞与缸壁的摩擦。

(5) 为了改善活塞的机械加工性能，在活塞的制造过程中对销孔尺寸、外圆尺寸和重量分别进行分组，然后按装配工艺要求进行分组装配。

3 工艺过程设计

3.1 定位基准的选择

（1）精基准选择

由于是大批量生产，所以对工序5（见最后工序确定一章）来说采用止口定位比较合适，它有下列优点

① 基准统一，用止口定位可以做到活塞各主要表面及次要表面加工都可用统一基准定位，有利于保证各表面之间的位置精度。

② 减少变形，采用止口定位可沿活塞轴向夹紧，减小变形。虽然这样不符合“基准重合”原则，但由于活塞销孔沿活塞轴线方向位置尺寸的设计基准为顶面，所以精镗销孔时以顶面为轴向定位基准。

3.2 粗基准选择

由于毛坯的精度较高，所以毛坯的外表面、内圆及顶面可直接作为粗基准，如粗车外圆、环槽、顶部、裙部及端面。由于液态模锻后的毛坯内孔与外圆的同轴度及内孔、外圆对内顶面的垂直度误差均较小，因此，车削后顶部及裙部的壁厚均匀，可为以后的半精加工及精加工留有较均匀的余量。

活塞属薄壁筒形零件，径向刚度很差，而主要表面尺寸精度及个主要表面之间的位置精度要求又较高，所以在产品设计时就针对活塞的结构特点，设计了专供加工时定位用的辅助精基准——止口内孔及端面。在回油槽、外圆、环槽、顶面等加工时，就采用了该精基准定位。这不仅符合“基准统一”和“工序集中”原则，而且便于轴向夹紧，可采用一套夹具即可。

但以此作为精基准不仅不符合“基准重合”原则，而且还为此增加了工序和设备。由于活塞销孔沿活塞轴线方向位置尺寸的设计基准是顶面，所以精铰削孔时以顶面为轴向定位基准，而止口的精加工以顶面为定位基准，这样可以减少因基准不重合而产生的定位误差。

在钻、扩销孔时采用了以销座外端作为角向定位基面。这是因为若采用销孔自定位，定位元件不易布置，夹具结构复杂。而由于活塞毛坯精度较高，以此作为角定位可以满足加工要求。

在铰销孔时，以销孔为角向定位基准，遵循了“自为基准”原则，使加工余量均匀，容易保证精度要求。

3.3 拟定工艺路线

（1）工艺分析

从零件图上可以看出CA6102汽车发动机活塞有两组主要加工加工表面，并且加工表面之间有一定的位置要求，现将两组加工表面表述如下：

①以活塞销孔为中心的加工表面。

② 这一组加工表面主要包括：两个28的销孔及倒角，尺寸为30.5的两个锁环槽，两个5的油孔，以及位于销座上端的销座凹坑。

③ 以活塞中心线为中心的加工表面。

这一组加工表面包括：裙部﹑环岸﹑环槽﹑顶面及倒角。环岸中第一环岸尺寸为 100.8 ，第二环岸尺寸为100.88，第四环岸尺寸为100.3，第一﹑二﹑三环岸环槽尺寸为91.2,宽度为2.5,第四环槽为90.2 ,宽度为4.76,裙部尺寸为101.6。顶面加工按图纸要求。

这两组加工表面之间有一定的位置要求。环岸对活塞轴心的径向跳动最大允差为0.1 ,环槽底对活塞裙部轴心的最大允差为0.15 ,环槽侧面对活塞裙部轴心线垂直度不超过25∶0.07,跳动不超过0.25 。活塞销孔圆柱度为0.00125 ,两销孔同轴度误差在最大实体状态时为零，销孔轴心线对裙部轴心线垂直度为100∶0.035。

（2）制定工艺路线

从以上考虑的各种安排、方案分析，我们可以据此原则制订合理的工艺路线。制订生产路线的出发点，应使零件的几何形状﹑尺寸精度及位置精度等技术要求得到合理的保证。活塞加工工序应满足先粗后精﹑先基准后其它的原则。在主要表面加工之前，先加工精基准面。

销座凹坑﹑减应力孔是没有位置精度要求的次要表面，安排在加工止口前加工。将锁环槽车削安排在精镗之后，可以避免因断续切削而产生的振动和刀具耐用度的下降，从而达到提高加工精度和经济效益的目的。将中检安排在精加工之前，以避免半成品不合格而继续加工造成的损失。为提高生产效率，将活塞外圆表面及顶面加工在六轴自动车床上一次装夹下完成，但在精加工阶段应用专用活塞椭圆车床加工裙部椭圆。加工销孔时，采用了“先粗后精”的原则及同一个主要表面的粗和半精﹑精﹑光整加工工序用其它工序隔开的方法，避免粗﹑半精加工时，加紧力﹑切削热等因素使工件变形，破坏已加工表面的加工质量。由于铝活塞毛坯的精度高，粗钻销孔安排在加工止口之前，利用外圆柱表面定位进行加工。

活塞销孔的加工关键是精加工，此阶段分为半精加工、精加工和光整加工，此外，一些辅助面如销孔倒角、卡环槽等加工。将锁环槽工序安排在精镗加工之后是为了避免因断续切削而产生的震动和刀具耐用度的下降，从而达到提高加工精度和经济效益的目的，根据毛坯情况，可将中间检验安排在精加工之前，以避免半成品不合格而继续加工造成损失。

在生产纲领以确定的情况下，可以考虑采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率，此外，还应从经济上考虑降低成本。

（3） 加工工艺路线的确定

工序一： 铸造

按活塞铸造工艺进行。

工序二： 铣浇冒口

在铸造车间进行。

工序三： 粗车止口

止口：直径Φ94.7₀^+0.054mm  深度10， Ra6.3;倒角0.5x45°，Ra12.5um。 

工序四：粗镗销孔

销孔直径Φ27_-0.05⁰mm  销孔上母线到止口端面距离为63.24±0.05mm销孔轴心线与裙部轴心线的对称度不大于0.2mm。 

工序五：粗车外圆顶面、环槽

各部分尺寸见工序简图。

工序六：铣直横槽

直槽：宽1.5±0.12mm，与裙部轴心线倾斜1°30′,下端至止口端面距离为 4.2mm~8.2mm；横槽：宽3.12mm，弦长74.6±0.4mm。

工序七： 钻油孔

Φ3.5mm油孔，8个，去除毛刺，油孔中心必须在环槽中间活塞套车机加工，高速钢车刀。

工序八： 精车止口、打中心孔

止口：直径Φ95₀^+0.015mm，深10，Ra3.2um；倒角2x45°，Ra1.60um；用Φ2.5mm~Φ3mm中心钻打中心孔，深度不大于4.8mm。

工序九：精车环槽

各部分尺寸见工序简图。粗糙度：上下侧面Ra0.80um底面Ra3.2um；侧面对裙部轴心线的垂直度不大于0.07/25mm；粗面对裙部轴心线圆跳动不大于0.05mm。

工序十：精车外圆

裙部锥度不大于0.04，大端在下，外圆对轴心线的同轴度不大于Φ0.1mm，用锉刀倒各环槽尖角。

工序十一：精镗销孔

销孔：直径Φ28^-0.05_-0.08mm ,粗糙度Ra1.60um，圆度不大于0.005，素线平行度不大于0.01，销孔上母线 到止口端面距离为63.5±0.025mm，销孔轴心线与裙部轴心线垂直度不大于0.035/100mm，销孔轴心线的对称度不大于0.2。

工序十二： 切锁环槽

槽宽2₀^+0.12mm ，底径Φ30.5₀^+0.14mm ；锁环槽底圆对销孔的同轴度不大于Φ0.15mm。

工序十三：精磨外圆

与销孔轴心线垂直之长轴Φ101.6^-0.065_-0.110mm ,椭圆长轴与短轴之差不大于0.08~0.13，椭圆长轴的角度偏差不大于±5⁰；裙部锥度0.03~0.06，大端在下；裙部粗糙度Ra0.40um。

工序十四：精车顶面及倒角

保证销孔上母线至顶面距离为42.032±0.065mm；顶面平面度不大于0.02；顶面与止口端面的距离为106^-0.43_-0.51mm ，平行度不大于0.025。

工序十五：去毛刺、清洗

用DTX40-J-G通过式清洗机。

以上工艺过程、工序简图及数据资料详见本毕业设计所附《CA6102型发动机活塞机械加工工艺过程卡片》。

4 选择加工设备和工艺装备

4.1选择机床

C2-112型车床

T167A卧式镗床

504680四轴数控机床

专用铣槽机

4023型台钻

504690二轴数控车床

4023型台钻

504700三轴数控车床

T167A卧式镗床

C2-115车床

椭圆磨床

普通车床

D7X40-1-G通过式清洗床

4.2 夹具选择时：

由于是活塞可直接夹紧外圆，内孔则可采用心轴和电磁吸盘。

4.3 加工刀具的选择：

车床加工时高速钢具有良好的综合性能，其强度、韧性时现有刀具材料最高的，具有一定的硬度和耐磨性，切削性能满足一般加工要求，高速钢刀具制造工艺简单，刃磨易获得锋利的切削力，能锻造、热处理变形小，所以适合加工零件，故车床上用硬质合金刀使用珩磨机加工时，选择珩磨头进行加工。

5 余量的选择：

由《简明机械加工工艺手册》表10-6查得：金属型铸件的尺寸公差等级为6~8。故查表10-13可查得：

外圆的加工余量为4mm。

销孔的加工余量为3mm。

其它表面基本为一次性加工，故加工余量由零件尺寸决定。

6 经济性分析：

根据活塞零件加工的实际情况，本设计拟定了两条加工路线来进行比较分析：

方案一：

第一道工序：粗车止口，端面

第二道工序：粗车外圆

第三道工序：粗铰销孔

第四道工序：粗切外圆环槽、顶面

第五道工序：钻直油孔

第六道工序: 钻斜油孔

第七道工序: 去内腔毛刺

第八道工序：精车止口，打中心孔

第九道工序：精车外圆、环槽并倒角

第十道工序：精铰销孔

第十一道工序：切卡环槽

图形见所附机械加工工艺过程卡片。

方案二：

第一道工序：  粗车外圆、车顶面

第二道工序：  粗车止口、打中心孔

第三道工序：  粗铰销孔

第四道工序：  车环槽及梯形槽

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