190型活塞機(jī)械加工研究

上傳人:刀*** 文檔編號(hào):28045133 上傳時(shí)間:2021-08-23 格式:DOC 頁(yè)數(shù):7 大?。?0.50KB
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1、 190型活塞機(jī)械加工研究 1190型活塞的結(jié)構(gòu)與加工要求 190活塞為筒形活塞,其上部主要用于接受氣體壓力及安裝活塞環(huán),稱頂部;下部傳遞推力或啟閉氣口,稱裙部。如圖1所示。頂面上有氣閥的避讓凹坑。190活塞是非冷卻式活塞,頂部吸收的熱量通過活塞環(huán)向氣缸散去。為使熱量均勻流向各道活塞環(huán),要求散熱面要大、路程要短,頂面做成錐形且大圓狐過渡,其內(nèi)腔環(huán)帶的過渡圓半徑大,這樣既可保證散熱良好,有可使頂部有足夠強(qiáng)度和剛度。由于溫度過高會(huì)使材質(zhì)氧化燒蝕,機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力過大,活塞頂部會(huì)產(chǎn)生圓周裂紋和網(wǎng)狀裂紋,機(jī)械加工應(yīng)保證其基本形狀、尺寸和表面粗糙度要求?;钊h(huán)槽的尺寸和形位

2、公差直接影響與活塞環(huán)的裝配精度。不良的加工將加速環(huán)槽的磨損與斷裂。由于材質(zhì)分布的關(guān)系,活塞工作溫度和熱膨脹量由上而下遞減,故190活塞上部直徑在冷態(tài)時(shí)要求加工成梯形,環(huán)槽處為189.1,而環(huán)槽以上為188.8。 190活塞裙部,由于活塞銷座金屬較多,銷孔軸向熱膨脹量較橫向大,氣體壓力使活塞變形,也使銷孔軸向較大,因此裙部制成短軸在銷孔方向的橢圓形,即中凸橢圓?;钊斆嬷朴兴膫€(gè)氣閥坑,其凹面表面粗糙度為Ra=3.2μm,頂面則為Ra=1.6μm,要求精銑。190活塞內(nèi)腔為避免與連桿相碰并保證壁厚,沿長(zhǎng)度方向用R40圓弧相連接,要求進(jìn)行內(nèi)腔加工;同時(shí)寬窄開檔需進(jìn)行粗精加工;在裙部下190

3、活塞與活塞銷的配合系浮動(dòng)溫度升高,其配合間隙為正常的配合隙要求嚴(yán)格控制。因活塞膨脹冷縮故在冷卻或常溫下,活塞銷與銷孔的配合。因此活塞銷孔的尺寸精度、形面粗糙度質(zhì)量要求很高,加工時(shí)應(yīng)于銷孔內(nèi)有卡簧槽,用以防止活塞軸活塞是冷卻式整體活塞,其冷卻方式此裙部和銷座上開有噴油孔,應(yīng)按要 2現(xiàn)行機(jī)械加工工藝規(guī)程 190活塞是我院附廠傳統(tǒng)產(chǎn)品,生產(chǎn)歷史。現(xiàn)行工藝是在通用機(jī)床基高度分散原則制定的,符合當(dāng)年工廠水平不高的狀況。該工藝共有33道械加工工序23道,見圖2。 3對(duì)現(xiàn)行工藝的分析與改進(jìn)意見 現(xiàn)行工藝符合機(jī)械制造工藝學(xué)“基準(zhǔn)先行、先粗后精、先面后孔、先主后次”的基本

4、原則。但經(jīng)過30年的發(fā)展,我廠的情況發(fā)生了巨大變化。為提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高經(jīng)濟(jì)效率,190活塞的生產(chǎn)工藝也應(yīng)有所改進(jìn)。為此作如下分析,并提出相應(yīng)改進(jìn)意見。 (1)關(guān)于粗基準(zhǔn)。毛坯在進(jìn)行液態(tài)擠壓時(shí),沖摸與沖頭兩者軸線會(huì)有所偏離,正像箱體等零件加工一樣,一般以內(nèi)腔為粗基準(zhǔn)。但現(xiàn)行加工卻以外圓為粗基準(zhǔn),雖然加工時(shí)對(duì)活塞內(nèi)腔圓面進(jìn)行了找正,規(guī)定跳動(dòng)量小于0.5mm,還是無(wú)法保證加工后的止口與活塞內(nèi)腔軸線重合。止口是后面一些工序的基準(zhǔn),它的偏移勢(shì)必使內(nèi)腔形狀相對(duì)與外形產(chǎn)生扭曲,給產(chǎn)品質(zhì)量帶來(lái)負(fù)面影響。因此加工過程應(yīng)以活塞內(nèi)腔形狀為粗基準(zhǔn),粗車頂部端面和外圓,再以外圓和端面為精基準(zhǔn)車出止口。這樣可

5、以保證活塞內(nèi)腔形狀相對(duì)外圓和止口軸線的對(duì)稱性,并保證加工后活塞外形與內(nèi)腔形狀的同軸性。 (2)現(xiàn)行工藝未完全貫徹先粗后精原則。粗加工階段要切除大量加工余量,切削用量大,切削過程中會(huì)產(chǎn)生較大變形。先粗后精有利于消除變形,保證精加工精度的穩(wěn)定?,F(xiàn)行工藝把銑避碰狐放在精加工外圓之后,銑削過程產(chǎn)生的塑性變形會(huì)破壞精車已獲得的精度。原工藝之所以把銑避碰弧后置,是擔(dān)心銑避碰弧會(huì)使止口不完整,影響定位精度。實(shí)際上止口是調(diào)節(jié)活塞重量的部位,適當(dāng)增加止口深度不影響產(chǎn)品性能。因此把銑避碰狐放在粗加工階段之尾、精車止口之前,并適當(dāng)調(diào)整止口尺寸,即可解決這一矛盾。 (3)現(xiàn)行工藝工序過于分散。安裝

6、次數(shù)過多,生產(chǎn)輔助時(shí)間、轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間多,安裝誤差大,工資性支出比例大,經(jīng)濟(jì)效益差。現(xiàn)行工藝大部分工序內(nèi)容簡(jiǎn)單,有些工序安裝方式、加工設(shè)備、加工方法相同,可以創(chuàng)造條件使之合并。如粗銑寬開檔、銑窄開檔、精銑寬開檔三工序,都以頂部外圓、端面和銷孔定位,都用X53T,都是立式銑削,只是刀具不同,在通用機(jī)床換刀比工件多一次安裝還難,故分為三道工序。如果用一把組合刀具,并適當(dāng)選擇切削用量;或者根據(jù)產(chǎn)品使用要求,調(diào)整過渡圓弧半徑,用一把端面圓弧半徑相同的立銑刀加工三道工序的工藝內(nèi)容,這樣一次安裝即可完成較多工藝內(nèi)容。 (4)加工方法有改進(jìn)的余地。如銷孔的粗加工,一直采用先鉆φ60孔、再鏜銷孔。鉆削刃長(zhǎng)

7、、鉆削速度低,切下金屬全成鋁屑。如果把占孔改為套料,采用硬質(zhì)合金套料刀,切削刃短,刀齒數(shù)可增多,可以提高切削速度,從而提高生產(chǎn)率,而套下的料便于回用。 (5)現(xiàn)行工藝中有的工序,可以取消,將其工藝內(nèi)容分散到其它工序之中。如平頂面工序,包括油槽倒15角。此道工序之所以必要,是因?yàn)閾?dān)心精車燃燒室之后的多道工序使頂面表面粗糙度下降;同時(shí)精車外圓是用靠摸加工,不可能車15角。其實(shí)在精切槽時(shí)車出15面,把精車燃燒室工序后置,并同時(shí)平頂面,這樣便省去了一道工序。 (6)現(xiàn)行工藝所使用的機(jī)床絕大多數(shù)是通用機(jī)床C630、X53T和一些自制專用機(jī)床。生產(chǎn)能力的提高受到限制,產(chǎn)量不能滿足市場(chǎng)需

8、求,并受到后起工廠的擠壓,日顯落后。采用一些先進(jìn)設(shè)備,如數(shù)控機(jī)床,很有必要、活塞外圓是重要部位,根據(jù)其受到熱膨脹及與缸套相對(duì)運(yùn)動(dòng)的需要,整個(gè)外圓長(zhǎng)度分成三段。靠活塞頂直徑為188.8;其下至油槽為189.1;而裙部為中凸橢圓。在頂部還有四道環(huán)槽,油環(huán)槽上車有15錐面。除中凸橢圓外,非常適合使用數(shù)控車床加工。在一次安裝中可以加工出活塞的所有表面,包括活塞外圓、頂面、室燃燒、環(huán)槽等。在一次安裝中可以加工出活塞的所以表面,產(chǎn)品精度高,一致性好。銷孔是另一重要部位,技術(shù)條件要求很高,在加工中多次作”自為基準(zhǔn)”和加緊作用面。因此無(wú)論粗加工或者是精加工都應(yīng)嚴(yán)控制,都在金剛鏜床上鏜銷孔。金剛鏜主軸回轉(zhuǎn)精度高

9、、剛度高,但每次只能用定尺寸刀具加工一個(gè)孔徑。因此鏜銷孔,鏜孔內(nèi)卡簧槽、鏜孔端圓弧必須分成三道工序。如果采用數(shù)控鏜銑床,一次安裝可完成上述三工序,大大簡(jiǎn)化生產(chǎn)過程。同樣的理由,可用立式數(shù)控機(jī)床,在一次安裝中可完成活塞內(nèi)腔、開檔、油孔、避碰狐和4-6油孔等加工。 (7)部分夾具定位誤差過大,操作不便,工人勞動(dòng)強(qiáng)度高。如鉆10-8夾具,活塞重10余公斤,每件加工工人需徒手安裝,分度10次鉆孔。另外,專用刀具類型多,制造成本高。改進(jìn)工藝裝備很有必要。 (8)改進(jìn)加工方法、減少機(jī)械加工余量。工藝中車外圓、切槽均需用頂針孔。因此毛坯上需作一工藝凸臺(tái),最后切去。如果僅加工出尺寸形狀較準(zhǔn)

10、確的燃燒室,再用反頂針盤支承,讓它起到頂針作用,就不必設(shè)置工藝凸臺(tái),簡(jiǎn)化毛坯、減少機(jī)械加工量。 4工藝改進(jìn)的參考方案 4.1改進(jìn)方案一根據(jù)上述分析和改進(jìn)意見,提出以下參考方案,見表2。 4.2改進(jìn)方案二 采用Jcs-018A小型立式加工中心或功能類似的數(shù)控機(jī)床,將方案一中的07~11等五道工序合并成一道工序。以A、B、D為定位基準(zhǔn)面,一次安裝,通過編程和自動(dòng)換刀,完成鉆忽4-6油孔、銑避碰弧、銑內(nèi)腔、銑寬窄開擋等加工。方案二中的其余工序與方案一種的01~06、12~16工序依次對(duì)應(yīng)不變。以上方案與原工藝相比,該方案充分考慮了機(jī)械制造工藝學(xué)的基本原則,保留

11、了原工藝中的合理工序,采用了部分?jǐn)?shù)控機(jī)床。(1)毛坯上無(wú)工藝凸臺(tái),不僅簡(jiǎn)化了毛坯形狀、減少了材耗,也減少了機(jī)械加工量。另外,銷孔將鉆孔改為套料,套下的料可直接回用,也減少了材耗,還改善了加工條件。(2)粗基準(zhǔn)的選擇更加合理,保證了活塞內(nèi)腔與外形的同軸性和對(duì)稱性。(3)先粗后精的原則得到徹底貫徹;粗加工、半精加工、精加工的加工階段的劃分更加分明。(4)工序過于分散狀況得到改善,安裝次數(shù)由原來(lái)23次減少至16次或11次,大大減少了輔助時(shí)間,減少了工序運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間和安裝誤差,提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率,減少了生產(chǎn)人員和工資性支出,提高了經(jīng)濟(jì)效益。(5)采用了部分?jǐn)?shù)控機(jī)床,提高了產(chǎn)品質(zhì)量,簡(jiǎn)化了工藝裝備,簡(jiǎn)化了產(chǎn)品檢驗(yàn)過程。 5結(jié)語(yǔ) 對(duì)190活塞工藝方案的改進(jìn),其要點(diǎn)是采用數(shù)控機(jī)床或其他工藝措施,將工序高度分散的工藝改變成工序適當(dāng)集中的工藝,從而提高產(chǎn)品質(zhì)量,減少了安裝次數(shù),減少工資性支出,提高經(jīng)濟(jì)效益。 第 7 頁(yè) 共 7 頁(yè) 免責(zé)聲明:圖文來(lái)源網(wǎng)絡(luò)征集,版權(quán)歸原作者所有。 若侵犯了您的合法權(quán)益,請(qǐng)作者持權(quán)屬證明與本站聯(lián)系,我們將及時(shí)更正、刪除!謝謝!

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