1、51mm2.3.2明确活塞加工要求尺寸为90mm的外圆表面，公差等级规定不高于IT7，表面粗糙度要求为Ra1.6um，圆柱度为0.005，活塞外圆为基准A-A。尺寸为82mm的三个活塞环槽，其中上边两个是气环环槽，公差等级规定不高于IT8,槽璧表面粗糙度Ra3.2um，槽高2.5mm，槽深4mm，气环岸为3mm；最下边的油环环槽公差等级和槽璧表面粗糙度与气环环槽一致，槽高4mm，槽深4mm，与气环相距3mm。尺寸为25mm的活塞销孔，公差等级规定不高于IT6，销孔内部的粗糙度为Ra0.8um，形位公差的圆柱度为0.005，垂直度0.02。活塞销孔轴线固定的距离为380.05mm。销孔内部有两个
2、相距78.0mm宽1.5mm的卡簧槽，距外圆表面4.5mm。活塞裙部有82mm的内圆，公差等级规定不高于IT7，其表面粗糙度为Ra1.6，内圆同轴度均为0.02。活塞的上端面和底面公差等级规定不高于IT7，表面粗糙度要求为Ra1.6um，圆柱度为0.005。2.4确定活塞生产纲领活塞的生产纲领就是活塞的年生产总量。根据企业的生产数量要求一年所需8000台空压机，一台活塞式空压机需要两个活塞配合，因此确定为16000个活塞。计算生产纲领的公式如下： （式2.1）其中：N年生产总数；Q年生产总量；n一台产品含此零件的数目；a备品率；b废品率。根据前文有，备用率废品率，。代入公式2.1中，有根据活塞
3、体积小和质量较轻的特点，又根据N=16960件/年，查找相关生产纲领可知此毛坯生产类型为大批量生产。2.5毛坯的设计2.5.1选取毛坯材料选取毛坯材料需考虑零件的设计要求：根据活塞的工作条件选取工艺性能良好的材料具有以下要求：耐热性和耐磨性良好，导热性能良好，热膨胀系数较小；活塞形状与活塞壁厚要合理规划。以便活塞散热，在保证强度、刚度能达到要求同时应该选取重量较轻的材料来改善应力集中的问题。活塞是构成压缩容积的重要部分，需确保密封性良好避免发生泄气现象。定位活塞制造常用材料可知铝硅合金作为目前应用较为广泛的材料。另外铝硅合金基本满足以上毛坯材料设计要求，因此选用导热性能良好和热膨胀系数较低的铝
4、硅合金代号是ZL101。2.5.2确定制造方法根据生产纲领可知此毛坯的生产类型为大批量生产，从毛坯的生产要求考虑应该选用能够提高生产率和毛坯精度的制造方法。从制造毛坯所需材料和制造毛坯的工作量上斟酌，结合活塞所需的加工精度等级，初步考虑金属铸造、精锻或熔模铸造的制造方式。分析零件结构可知活塞内腔结构复杂程度一般，再根据活塞的重量以及大小判定此零件为小型零件。铝合金适合采用铸造的方式来获得毛坯。毛坯的生产要求在满足精度等级条件下不进行切削加工亦或是减少加工，根据金属型浇铸结构紧密、承压能力大、高生产率以及适合大批量生产，因而选用金属型浇铸来制造毛坯。采用金属型浇铸能够获得强度较高和质量较好的毛坯
5、，符合本设计的毛坯生产理念。所生产的毛坯精度等级一般在68级左右，公差尺寸范围在0.090.48左右，表面粗糙度Ra（6.3，12.5）um，确定其加工等级F。2.5.3毛坯的设计活塞的原材料定位铝合金，生产方式为批量生产，毛坯制作方式是金属模铸造，根据活塞结构基本特征，确定毛胚图，根据零件资料及加工工艺，确定活塞毛坯尺寸为95mm78mm，如图所示。图2.2毛坯2.6定位基准的选择在整个加工工艺过程中，定位基准的选择可以说是至关重要。每一道工序的加工都有其相对应的定位基准，定位基准的选取直接影响到零件的加工。如果定位基准的选取相较合理与准确就可以保证零件的加工精度，否则，不但会影响零件的精度
6、要求甚至会导致产品大量报废造成成本的大量损耗。定位基准应有足够的支撑面积来作为基准，表面粗糙度值小，精度高。2.6.1粗基准的选择在选取精基准时能够初步保证零件的大致精度要求即可，同时能够保证加工同轴度与同心度，使得加工余量在合理范围内较小，并且粗基准只能出现一次不能重复使用。粗基准还需达到表面平滑，具有一定的位置可以方便装夹的要求。另外还需保证加工面和不加工面这两个面之间的相互位置关系。并且遵循以下几个原则：重要表面原则、不加工表面原则、余量最小原则、使用一次原则、平整光洁原则1。在经过以上要求和原则综合考量活塞的加工工艺规程，初步选取活塞零件的外圆表面作为粗基准A-A。2.6.2精基准的选
7、择 跟粗基准选择不同的是，精基准的选择在较大程度考虑加工零件的精度要求同时也需考虑零件的装夹是否便捷可靠，保证精基准的选取遵循以下原则：基准重合原则、基准统一原则、自为基准原则、互为基准原则、装夹便捷可靠定位准确原则2。活塞作为一种圆筒形零件，群补壁偏薄，在外力的作用下相对容易产生变形，同时各个主要表面位置精度和尺寸精度要求较高，因此加工这些要求较高的表面需选取一个统一的基面定位且要考虑以此为基准活塞是否会变形和加工余量能否顺利进行。综上考量，采用活塞的端面来作为统一基准。在加工活塞的气环环槽、油环槽、外圆时采用了这个精基准定位，符合基准统一和工序集中的原则。根据活塞毛坯的精度较高，因此在钻、
8、镗销孔时选取销座外端作为角向定位基准。倘若采用销孔自定位，定位元件布置过于麻烦，夹具设计也会变复杂。镗销孔以端面和下止口作为定位基准，外圆和底面的精加工也是以顶面为定位基准的，这样也减少了由于基准不重合而产生的定位误差。在精车外圆这道工序过程中，则采用活塞的端面和底面作为精基准。采用上下端面作为基准面有下列优点：1.方便加工活塞裙部、头部、顶面和销孔主要便面以及次要表面。 2.采用端面作基准轴向夹紧零件，保护活塞不产生变形。2.7工艺路线的拟定设计工艺路线需多个方面考虑零件特性，首先工艺路线应该尽可能把工序设计综合应综合考量零件的形状、尺寸和位置要求是否能够得到保证。在确定毛坯生产纲领为大批量
9、生产的情况下，应该选取能够使工序集中的车床并配合专用夹具来生产。此外，拟定的工艺路线在保证加工精度有所保障的情况下还应结合生产经济成本。 工艺路线一工序1：铸造工序2：时效处理工序3：粗车外圆工序4：粗车上端面工序5：粗车下端面工序6：粗车底部内圆工序7：钻销孔工序8：精车外圆工序9：精车上端面工序10：精车下端面工序11：精车底部内圆工序12：粗车活塞环槽工序13：半精车活塞环槽工序14：钻3油孔工序15：粗镗销孔工序16：精镗销孔工序17：镗卡簧槽工序18：去毛刺、锐边工序19：清洗后吹净活塞工序20：检验、入库工艺路线二工序1：铸造工序2：正火处理工序3：钻活塞销孔工序4：粗车外圆工序5
10、：粗车上端面工序6: 粗车下端面工序7: 外圆定位粗车环槽工序8: 下端面粗车底部内圆工序9: 端面定位精车外圆工序10：自为基准精车上端面工序11：粗镗销孔工序12：精车下端面工序13：精车底部内圆工序14：半精车环槽工序15：钻3油孔工序16：精镗销孔工序17：车卡簧槽工序18：去毛刺、锐边工序19：清洗吹净活塞工序20 ：终检两个工艺路线仅仅是销孔加工方法和顺序不太相同，其他工序基本一致。仔细对比工艺路线一和二，发现路线一比路线二所需工时数和台时数较少，并且生产率和加工精度较高，综合考虑线路一的加工精度与表面粗糙度更符合生产要求。因此，工艺路线一优于工艺路线二。2.8加工余量确定确定加工余量是加工工艺重要的环节之一，合理确定加工余量影响后续的加工能否顺利进行，余量不够或余量过大都不能确保零件的加工，相反可能会导致机械损
