活塞的机械加工工艺规程设计

由天下分享时间：2025/1/19 8:06:00 加入收藏我要投稿点赞

1. 零件的分析 .................................................................................................................................................................................................................. 1

1.1 零件的作用 .............................................................................................................................................................................................. 1 1.2．零件的工艺分析及其技术要求 ...................................................................................................................... 1

2. 工艺规程设计 ........................................................................................................................................................................................................ 3

2.1. 确定毛坯的制造形式及毛坯尺寸确定的 ...................................................................................... 3 2.2. 基面的选择 .......................................................................................................................................................................................... 4 2.3. 制定工艺路线 ................................................................................................................................................................................. 5 2.4. 机械加工余量、工序尺寸 ........................................................................................................................................ 6 2.5. 确定切削用量及基本工时 ........................................................................................................................................ 8

总结 ............................................................................................................................................................................................................................................... 13 参考文献 .............................................................................................................................................................................................................................. 14

1. 零件的分析

1.1 零件的作用

活塞是曲柄连杆机构中的重要零件之一，

是发动机的心脏，它主要有三个作用。第一是使发动机作功；第二是密封，它能使发动机内活塞顶以上的空间保持

密封，使发动机能连续工作；第三是传热，它能将发动机点燃爆发时的高温传给

气缸，再由气缸壁外侧水套内的循环水将热量带走。

1.2 ．零件的工艺分析及其技术要求

图 1-1 零件图

1.2.1. 零件的工艺分析

1）时效处理是为了消除铸件的内应力，第二次时效处理是为了消除粗加工

和铸件残余应力。以保证加工质量。

2）活塞环槽的加工，分粗加工和精加工，这样可以减少切削力对环形槽尺

寸的影响，以保证加工质量。

3）活塞环槽的加工，装夹方法可采用心轴，在批量时可提高生产效率，保

证质量。

4）活塞环槽 800 .02 mm尺寸检验，采用片塞规进行检查，片塞规分为通端和

止端两种。片塞规具有综合检测功能，即能检查尺寸精度，同时也可以检查环槽

两面是否平行，如不平行，片塞规在环槽内不能平滑移动。

5）活塞环侧面与

800 0.034 mm轴心线的垂直度检验，可采用心轴装夹工件，

再将心轴装夹在两顶尖之间，这时转动心轴，用杠杆百分表测每一环槽的两个侧

面，所测读数最大与最小差值，即为垂直度误差。

6）活塞外圆 1340 0.08 mm与 80 00.034 mm轴心线的同轴度检验，可采用心轴装

夹工件，再将心轴装夹在两顶尖之间，这时转动心轴，用百分表测出活塞外圆跳动的读数最大与最小差值，即为同轴度误差。

1.2.2. 零件的技术要求

（1）活塞环槽侧面与

8000. 034 mm轴心线的垂直度公差为 0.02mm；

8000.034 mm轴心线的

（2）活塞外圆 1340 0.08 mm与同轴度公差为 0.04mm；

(3) 左右两端 90 mm内端面与 800 0.034 mm轴心线的同轴度公差为 0.02mm；

(4) 由于活塞环槽与活塞环配合精度要求较高，所以活塞环槽加工精度相对

要求较高；

(5) 活塞上环槽 80 0.02 入口处的倒角为 1 45 0 ； (6) 材料 HT200 ，铸造后时效处理；（7）未注明倒角 1 45 0 。

2. 工艺规程设计

2.1. 毛坯的选择

2.1.1. 确定毛坯的类型、制造方法和尺寸及公差

因为活塞对耐磨性和强度要求较高，其精度对车床的加工精度有很大影响，所以要选用材料为 HT200, 有导热性好、重量轻、易加工等优点。为了克服铸造缺陷，获得优秀的毛坯，采用压铸制造，在机加工以前先切去浇冒口，然后进行热处理。

材料为 HT200 ，精度等级在 8-10 之间，取 IT=3.6mm ，尺寸公差等级为 10；加工余量在 3-4 之间，加工余量等级为 G；即毛坯的尺寸为 142mm 139mm 。

2.1.2. 确定毛坯的技术要求

（ 1）调质处理硬度为 28~32HRC ，以改善切削加工性能，为切削加工做准

备。

（ 2）零件左侧局部外圆要求有较高硬度和耐磨性，故需淬火处理，要求硬度

达到 45~50HRC 。

（3）材料为 HT200 ，未注圆角 1×45 °。

2.1.3. 绘制毛坯图

2.2. 基面的选择

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。

该零件图中较多尺寸及形位公差是以内孔及端面为设计基准的。因此，采用先加工内孔，然后以内孔为精基准加工外圆。根据各加工表面的基准如下表所示：

（ 1）选择外圆表面作为粗基准定位加工孔，为后续工序加工出精基准，这样使

外圆加工时的余量均匀，避免后续加工精度受到“误差复印”的影响。

（ 2）选择孔作为精基准，这样能在一次装夹中把大多数外圆表面加工出来，有利于保证加工面间相互位置精度。

表 2-1 加工表面的基准

序号 1 2 3

加工部位

基准选择

76mm 内孔及端面

粗车外圆

外圆毛坯表面外圆毛坯表面

6mm ，