机械工艺夹具毕业设计53CA6140型铝活塞的机械加工工艺设计及夹具设计

下列情况下应安排检查工序：零件加工完毕之后；从一个车间到另一个车间的前后；工时较长或重要的关键工序前后。

故根据以上原则，在本零件中外圆以及销孔的粗、精加工之后均安排一次检验工序，个个环槽加工完后也要进行一次检验。在零件加工完毕后再安排一次检验工序。

切削加工之后，安排去毛刺的处理。零件表层或内部的毛刺，影响装配操作、装配质量以至会影响整机性能，因此应给以充分的重视。

在工件进入装配之前，一般都应安排清洗。工件的内孔、壳体的内腔易存留切屑，清洗时应给以特别注意。在工件加工完毕进入装配之前必须安排一次清洗的工序。 （4）、工序的组合：

同一个工件，同样的加工内容，可以安排两种不同形式的工艺规程：一种是工序集中，另一种是工序分散。前者是使每个工序中包括尽可能多的工步内容，因而使总的工序数目减少，夹具的数目和工件的安装次数也相应的减少。后者是将工艺路线中的工步内容分散在更多的工序中完成，因而每道工序的工步少，工艺路线长。它们各有所长。前者有利于保证各加工面间的相互位置精度要求，有利于采用高生产效率的机车，节省安装工件的时间，减少工件的搬动次数。而后者可使每个工序使用的设备和夹具比较简单，调整、对刀也比较简单，对操作工人的技术水平要求比较低。 因此考虑到本活塞零件的结构特点和技术要求、以及工厂机床设备、工人技术水平等条件，并看到工序集中和工序分散的优缺点，本零件采用工序分散的原则，也就是每个工序所包含的内容不多，所使用的工艺设备与装备比较简单，易于调整和掌握，同时有利于选用合理的切削用量，减少基本时间。它的设备数量多，生产面积大，设备投资少，易于更换产品，比较适合本产品的加工。 2、方案二：

（1）、工艺过程

第一个工序：粗车外圆、车端面 第二个工序：车止口、打中心孔 第三个工序：半精铰 第四个工序：半精车外圆 第五个工序：车油环槽及梯形槽 第六个工序：车油环槽环岸及其倒角 第七个工序：钻斜孔 第八个工序：钻直油孔 第九个工序：半精车头部外圆 第十个工序：车镶圈槽Ⅱ、Ⅰ 第十一个工序：车镶圈槽槽底 第十二个工序：精车外圆 第十三个工序：粗车燃烧室 第十四个工序：粗车燃烧室圆角 第十五个工序：精车燃烧室

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第十六个工序：铣气门内槽 第十七个工序：铣气门外槽 第十八个工序：精铰

第十九个工序：车销孔外端挡圈及倒角 第二十个工序：细铰 热处理及其他的同方案一。 3、工艺方案的比较与技术经济分析：

本设计主要通过对以上两条工艺路线的分析与比较来选择一条最佳的工艺路线。以上两个工艺方案中除了第一、第四、第十、第十八、第二十不太相同之外，其他的工序基本上是相同的。因此对于这两个方案的分析与比较将从工艺方案的技术经济特性指标、工艺成本，技术经济对比等各个方面进行。

（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多，生产率相对低，但同

时所达到的精度比较高

2）、设备构成比：在这一方面，两个方案基本相同。 3）、工艺装备系数：在这一方面，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，故第一个方案的分散集中程

度比较适中，而第二个工序则过于集中。

5）、金属消耗量：两个方案基本相同。 6）、占用生产面积数：两个方案基本相同。 （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。因而不于分析。

另外还有机械加工工序总数、各类机床总数、专用夹具数量，这些第一个方案比第二个方案要多一些。而机床负荷系数第一个方案要比第二个方案小，机动时间系数则比第二个方案大。

综合以上指标，并看到方案二的加工精度要高于方案一，但表面粗糙度也大于方案一，而方案一的加工精度与表面粗糙度又是适中的。故相比之下，方案一要优于方案二。

（3）、工艺成本的分析

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表1 零件成本的组成表

计量单位： 元 全年零件成本

全年工艺成本Sn 全年可变费用NV Sc-每件材料费 Sz-每件机床工人工资 Sw-每件机床维持费 Stjz-每件通用机床折旧费 Sdz-每件刀具维持费及通用刀具折旧费 Sjz每件夹具维持费及通用夹具折旧费 注:有些费用是随生产批量而变换的,如调整费、用于在制品占用资金等,一般情况下不于单列.

零件的全年工艺成本: Sn=VN＋Cn

式中 V-每件零件的可变费用, 元/件 N-零件的生产纲领, 件 Cn-全年的不变费用, 元 而单个零件的工艺成本应为: Sd=V＋Cn/N

由于这两个工艺方案中只有少数工序不同,多数工序是相同的,故可以通过计算少数不同的工序的单件成本来进行比较。

在这里选择第五个工序来进行计算并比较，其他的也都类似的计算。 对于第一个工序：

Sp1=V1＋C1/N =NV1/N＋C1/N

其中 NV1=Sc1＋Sz1＋Sw1＋Stjz1＋Sdz1＋Sjz1 故 V1= Sc1＋Sz1＋Sw1＋Stjz1＋Sdz1＋Sjz1/N C1=Stz1＋Szz1＋Szdz1＋Szjz1

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其它费用 行政员的工资 总务人员工资 办公费用 厂房维持费及折旧费 照明费等 运输费 全年不变费用Cn Stz-调整工人工资 Szz-专用机床折旧费 Szdz-专用刀具折旧费 Szjz-专用夹具折旧费 对于 Sp2=V2＋C2/N

同样有 V2= Sc2＋Sz2＋Sw2＋Sdz2＋Sjz2/N C2=Stz2＋Szz2＋Szdz2＋Szjz2

由于两个方案对于环槽及镶圈槽等的加工工不同在于一个采用的是车削，另一个采用的是铣削。

故 Sp1－Sp2= Sz′1＋Sdz′1＋Sjz′1－（Sz′2＋Sdz′2＋Sjz′2） 其中 Sz′=Tmz×（1＋a/100）/60 式中 Tmz-单件时间 min Z-机床工人每小时工资 元/小时 a-与工资有关的杂费 元 在上面各量中取a=13

Sjz′=Cj×（Pj1＋Pj2）

式中 Cj-夹具成本 元 Pj1-夹具折旧率 每年33%

Pj2-维护费折合百分数 取为26% Sdz′=（Cp＋Kcw）×Tm÷T÷（K＋1） 元/件 式中 Cp-刀具价格 元 T-刀具耐用度 min K-可重磨次数

Cw-每磨一次刀所花费用 元 代入数据：

Sp1－Sp2= Sz′1＋Sjz′1－（Sz′2＋Sjz′2） 由于 Sz′1﹤Sz′2 Sjz′1﹤Sjz′2 所以有 Sp1﹤Sp2

综合以上的分析比较可知：采用方案一相对的比较经济合理，故本设计将采用方案一。

§2-4 确定加工余量

完成某工序所需切除的材料层的厚度称为工序余量，从毛坯到成品的整个工艺过程中所切除的材料层的厚度成为总余量。加工总余量的大小取决于加工过程中各个工序所切除的金属厚度的总和。每一工序所切除的金属层厚度称为工序余量。 一、加工余量的确定方法

加工余量的确定通常有三种方法：

（一）、经验法：由有经验的工程技术人员或工人根据经验确定加工余量的大小。而由经验确定的加工余量往往偏大。故这种方法多在单件小批生产中采用。

（二）、分析计算法：采用这种方法是在影响因素清楚的情况下，可以获得比较准确的加工余量。而要作到对余量影响因素清楚，必须具备一定的测量手段和掌握必要的统计分析资料。在掌握了各

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