π3132.335.0/1000＝2.08 m/s 。
c．校核机床功率 由《机械加工工艺手册》可查得切削力的公式及相关数据。主切削力：
Fc＝CFzapxFzfyFzvnFzkFz ( 5 )
代入相关数据可求得 Fc＝1953 (N)
切削功率：
Pc＝Fc3Vc＝195332.08＝4062 (kw)＝4.06 (kw)
由机床说明书查得，机床电机功率PN=7.5(kw),取机床传动效率η=0.8时：
Pc＝4.06≤Pn30.8＝7.530.8＝6 (kw)
所以机床功率足够，最后选定粗车的切削用量为ap＝0.625mm，f＝1.0 mm/r，v＝2.08 m/s。
同理可算得，精车时的切削用量为ap＝0.15mm，f＝0.5 mm/r，v＝1.66 m/s。车床转速n＝4.0r/s。
同理可算得其它表面加工的切削用量如表8所示。
[14]
3.9 工序时间的计算
所谓时间定额是指在一定条件下完成一道工序所需要消耗的时间。它是安排作业计划、进行成本核算、确定设备数量、人员编制以及规划生产面积的重要依据。
时间定额订的过紧，容易导致忽视产品质量的倾向，或者会影响工人的主动性、创造性和积极性。时间定额订的过松又起不到指导生产和促进生产发展的积极作用。因此合理的制订时间定额对保证产 品质量、提高劳动生产率、降低成本都是十分重要的。
（1）工时定额的基本组成 单件工时定额由下列公式组成：
TTa?Tj?Tf?Tw?Tx?zK ( 6 )
式中：
TfTj—基本时间，对机床加工工序来说，就是机动时间。它是直接改变生产
对象的形状、尺寸、表面质量等消耗的时间。
—铺助时间，为保证基本时间的完成进行的辅助动作所消耗的时间。如装卸工
件、操作机床、测量、改变切削用量等。可从有关表格中查取，也可按
Tf?（0.15～0.20）Tj估算；
Tw—工作地点的服务时间，如调整和更换刀具、修砂轮、润滑檫试机床，清除切
26
屑等。一般可按（0.02～0.07）3（
TxTzTj?TfTj?Tf）计算； ）计算；
—休息时间，可按0.023（
—准备终结时间，成批生产时间，每加工一批之前工人要熟悉工艺文件、领
取毛坯、领取和安装工艺装备、调整机床等，加工终了时拆下和归还工装，送成品等。在大批量生产中，每个工作地点常期固定完成一道工序内容，故单件定额中不计入Tz； 基本时间和工序时间之和称为工序时间，以Ta表示。即：
Tg?Tj?Tf ( 7 )
（2） 现在根据技术时间定额的组成确定工序的时间定额 a、工序四 基本时间
Tj Tj?Lfni ( 8 )
L?l?1l?2l?3 l ( 9 )
代入数据得
Tj1＝30.0 (s)
其中： L—刀具的行程长度（mm）；
f—主轴每转刀具的进给量（mm/r）；
i—进给次数；
n—机床主轴每分钟转数（r/min）；
l—加工长度（mm）； l1—刀具的切入尺寸（mm）； l2—刀具的切出尺寸（mm）； l3—试切附加长度（mm）。
（0.15～0.20）Tj估算,在这里取系数为0.18。 辅助时间Tf：辅助时间按 Tf?8g 则工序时间Tg为 Tg?1.1T带入数据可得 Ta＝35.4 (s) b、工序五中端面的加工 基本时间Tj
Tj?(L/fn)i
)/2?1l?2l? 3l L?(d?d 1带入数据得 Tj2=5.0 (s) 其中： d——端面外径 （mm）
27
d1 ——端面内径（mm）
（0.15～0.20）Tj估算 辅助时间Tf按 Tf?在这里取系数为0.17
表 8 切削用量及工时定额表 Tab 8 Time quota and cutting tables
车床转速 基本时间
工序
工序名称
号 1 2 3 5 4 6 7
面
8 9 10
钻直油孔 钻斜油孔 去内腔毛刺
3.17 11.1 14.9
0.35 0.2 0.2
0.62 0.15 0.15
1.5 15.0 15.0
3.7 5.0 10
4.4 5.9 11.8
金属型铸造 铣浇冒口 时效处理 粗车外圆 粗车止口、端面
1.0
粗镗销孔 粗切外圆环槽、顶
2.7 3.19
0.6 1.2 0.4
1.69 1.85 0.62
4.5 11.0 1.5
11.0
13.0
5.0 7.6
5.8 8.9
ap（mm） （mm/r） 1.85 0.6
1.0 0.6
（m/s）
（s）
2.08 1.66
5.0 4.0
20.0 11.0 8h 30.0 6.0
（s） 23.6 13.0 9h 34.9 7.0
切削深度 进给量f 切削速度v
（r/s）
Tj
Tg
工序时间
则工序时间
Tg7j 为 Tg?1.1T带入数据可得 Tg＝5.8 (s) 把将所有工序切削用量和工时定额如表8。 单个活塞的加工时间定额：
TzTa?Tj?Tf?Tw?Tx?K ( 10 )
其中工作地点的服务时间Tw系数取0.05，由于本设计为大批量生产，准备终结时间Tk不考虑，则
Ta＝（1＋0.02＋0.05）39.083＝9.719 (h)
28
续表8
车床转速 基本时间
工序号
精车止口，打中心11
孔
精车外圆、环槽并
12
倒角
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
精镗销孔 切卡环槽 车椭圆裙部 铣气门内槽 铣气门外槽
2.0
镀锡、打字 滚压销孔 清 洗 成品检验 分组包装
0.05
0.35
0.75
4.5
10.0 8.3 6.0 5.0 5.0
11.8 9.8 7.0 5.9 5.9
0.2 0.1 2.4 4.1 9.0
0.3
0.62
1.5
20.4
24.1
0.4 1.0 0.2 0.3
0.62 1.7 0.83 1.2 0.69
1.5 10.0 5.0 15.0 2.0
10.7 11.0 2.1 15.0 15.3
12.6 13.0 2.5 17.7 18.0
0.15
1.2
2.5
6.0
18.4
21.7
0.15
0.25
0.93
2.5
14.6
17.2
工序名称
ap（mm） （mm/r）
（m/s）
切削深度 进给量f 切削速度v
（r/s）
Tj （s）
Tg （s） 工序时间
4 精镗销孔夹具设计
4.1 活塞销孔加工夹具的定位及误差分析
铝活塞的毛坯一般都铸出锥形销孔（便于拨模）。由于销孔是许多工序施加夹紧力的部位，所以在精加工之前即对销孔进行精镗加工，以便在其后的工序夹紧力能较均匀地分布，保证活塞重要表面精加工能得到较高的精度，又不至于破坏销孔精度。 4.1.1 定位方式和定位元件
设计夹具时原则上应选该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定位基准，均应符合六点定位原理。一个物体在三维空间中可能具有的运动，称为自由度。在空间体系中，物体可以有沿X、Y、Z轴的移动及绕X、Y、Z轴的转动，共有六个独立的运动，即六个自由度。所谓工件的定位，就是采用适当的约束措施，来消除工件的六个自由度，以实现工件的定位，即六点定位原理。
根据前面的生产工艺，本工序夹具采用活塞止口、端面及销孔定位，为了与止口
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相配合，采用止口盘为定位元件。活塞止口和端面与止口座接触，限制了除沿Z轴的转动以外的5个自由度；剩下的绕Z轴的转动自由采度用菱形销插入销孔中来定位。工件的六个自由度全被限制，为完全定位。 4.1.2 定位元件尺寸及公差计算
(1) 菱形销的直径、宽度及公差的确定
可先按下表9查D2，选定b1，再按计算式算出菱形销与孔配合的最小间隙，再计算菱形销的直径。
表 9 菱形销尺寸 Tab 9 Size of diamond sales
D２ b1 B 3~6 2 D２－0.5 min>6~8 3 D２－1 x>8~20 4 D２－2 >20~25 5 D２－3 >25~32 5 D２－4 >32~40 6 D２－5 >40~50 8 D２－5 ?2?2b(1TL?TLg)/D 2
( 11 )
式中 b1——菱形销宽度（mm）；
D2——工件上菱形销定位孔直径（mm）； ?2min——菱形销定位时销孔最小配合间隙（mm）；
TLx ——夹具上两销孔中心距公差（mm）； TLg ——工件上两孔中心距公差（mm）； d1——菱形销名义尺寸（mm）；
菱形销配合为基孔制间隙配合，它的公差也可按配合H/g，销精度等级高于孔精度1级来确定。
本工序中菱形销与销孔的配合为H7/g6，菱形销公差△＝0.014mm，直径为52mm，根据GB2204—80，查得其长度为35mm。
另外止口座与活塞止口的配合为基孔制间隙配合，止口的尺寸和公差同样可根据配合来确定。[15]
4.1.3 定位误差分析与计算
(1) 产生定位误差的原因 a. 基准不重合带来的定位误差
夹具定位基准与工序基准不重合，两基准之间的位置误差会反映到被加工表面的位置上去，所产生的定位误差称之为基准转换误差。
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