【正文】 ................. 23 （ 4） 精鏜銷孔夾具工作原理 ......................................... 23 參考文獻(xiàn) ........................................................... 25 致 謝 ............................................................. 26 1 緒論 1 1 緒論 本課題的研究意義 活塞是內(nèi)燃機(jī)重要零件之一，發(fā)動(dòng)機(jī)在工作的時(shí)候，燃油燃燒所產(chǎn)生的氣體膨脹力使活塞運(yùn)動(dòng)，通 過(guò)連桿的傳動(dòng)，使曲軸快速旋轉(zhuǎn)。活塞在很高的溫度、很高的壓力下做長(zhǎng)時(shí)間變負(fù)荷的高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)。因此對(duì)活塞的各項(xiàng)指標(biāo)要求很高。它在工作時(shí)的狀況會(huì)影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗率和使用持久度的關(guān)鍵，而且還關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)的排放功能。若活塞設(shè)計(jì)不合理，內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)所會(huì)讓活塞的整個(gè)溫度都非常高。并且熱量的不平均分布會(huì)讓活塞發(fā)生變形。所以，活塞的加工在發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)中非常重要。 活塞的加工工藝國(guó)、內(nèi)外研究狀況 中國(guó)活塞加工技術(shù)通過(guò)四五十年的成長(zhǎng)，具備了較好的基礎(chǔ)，在經(jīng)過(guò)了技術(shù)人員的不斷進(jìn)步和學(xué)習(xí)外國(guó)的技術(shù)，使活塞的加工技術(shù)得到 了很好的發(fā)展，活塞質(zhì)量有了提高，新產(chǎn)品在市場(chǎng)中所占比例越來(lái)越大。但是，由于發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的每項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)每個(gè)企業(yè)的技術(shù)條件不一樣，活塞加工方法之間有一些不一樣。我國(guó)的大多數(shù)工廠都是用的改裝車床或者專用機(jī)床所組成的流水線來(lái)加工活塞。 目前 , 我國(guó)的 活塞制造企業(yè)大所屬都運(yùn)用如下活塞加工工藝 , 所用的技術(shù)不夠先進(jìn) , 制造成本很高 、環(huán)境危害大。下面是我國(guó)大部分活塞生產(chǎn)工廠所用的工藝過(guò)程 : 買鋁材料 溶解鋁材料 合金化 變質(zhì)加工 精煉加工 ( 除氣、除渣 ) 毛坯鑄造 加熱融化再 淬火 機(jī)械加工 美化外表 封 裝存庫(kù)。 活塞精加工過(guò)程是重點(diǎn)，所以必須使用數(shù)控機(jī)床 , 再由普通的車床來(lái)進(jìn)行粗加工 。這是我過(guò)大部分工廠所使用的方法 , 然而還是有許多私人工廠依然使用一般的機(jī) 床制作活塞。這樣會(huì)使活塞的精細(xì)度不高，尺寸誤差大，制造速度慢，不合格產(chǎn)品多，工人的勞動(dòng)時(shí)間也很長(zhǎng)。 我國(guó)現(xiàn)在很合理加工活塞的方法如下： 高溫電解鋁液 —— 用剩余熱量合金化 —— 用余熱來(lái)變質(zhì)處理 —— 精練處理—— 制造毛坯 —— 加工冒口 —— 鍛造猝火 + 時(shí)校熱處理 —— 機(jī)加工 —— 外表處理 —— 封裝存庫(kù)。 1 緒論 2 在高溫下來(lái)電解鋁液、 通過(guò)優(yōu)化活塞鑄造工藝改性的 途徑 , 利用高溫電解鋁液（ 1000℃ ）融合合金（ 680 ~ 780℃ ）鑄坯 , 除去溶解鋁材料的步驟。這個(gè)工序不僅減少了溶解鋁材料需要的能量 , 而且降低了鋁的燒損 , 提升了鋁的使用率 。 同時(shí) , 也降低了鋁 材料溶解 過(guò)程時(shí)的廢渣、廢氣的排放 , 減少了對(duì)環(huán)境的危害 , 經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益得到了很大的提高。 隨著大馬力汽車發(fā)動(dòng)機(jī) 高 速發(fā)展， 特別是重型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪增壓，中冷器的應(yīng)用，技術(shù)和大口徑的高壓縮比，低排放的規(guī)定不斷提高 。 如今的 鋁活塞已經(jīng)沒(méi)有辦法讓使用要求的到滿足 ， 現(xiàn)在我國(guó)已經(jīng)用于活塞生產(chǎn)的材料有 :?鋁合金活塞 ?鑄鐵活塞 ?鑄鋼活塞④鑲體 活塞。在國(guó)外，除上面的幾類活塞材料以外，已經(jīng)把鋁基復(fù)合材料用在了活塞上。 1984 年日本已經(jīng)把這樣材料的活塞成功的用在了豐田內(nèi)燃機(jī)上。 本設(shè)計(jì) 的基本內(nèi)容， 估 計(jì) 會(huì)遇見(jiàn) 的 困難和排除困難的方法 1）在課題入手前，咱們應(yīng)當(dāng)研究一下活塞結(jié)構(gòu)圖，理解所加工活塞機(jī)構(gòu)持征和與它有關(guān)的工藝特性，對(duì)于活塞的各個(gè)特征，應(yīng)必須細(xì)心研究。比如活塞制造外表得同軸度、粗糙度、平行度等。主要是注重每個(gè)部位本身的精度和它的彼此位置精度，活塞各孔的尺寸是這個(gè)工藝地重點(diǎn)，一定要搞懂它各個(gè)尺寸的含義。咱們要畫(huà)一張零件圖出來(lái)以加強(qiáng)我們對(duì)這個(gè)零 件的理解。 2）活塞的加工工藝過(guò)程是該論文的核心內(nèi)容，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，咱們務(wù)必認(rèn)真地選取活塞的毛坯、訂制工藝計(jì)劃、算出工藝大小與定位差距，為了負(fù)荷實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程，我們必然要對(duì)加工設(shè)備、加工裝備、切削用量、單邊余量等進(jìn)行合理的抉擇和計(jì)劃，它波及的規(guī)模很大，為了設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)合適，我們必須去圖書(shū)館和網(wǎng)上查看與之有關(guān)的書(shū)籍和文獻(xiàn)，來(lái)讓這個(gè)設(shè)計(jì)合理性和實(shí)用。 3）為了零件的夾緊的迅速和定位確切，提升生產(chǎn)速率和減少人員的工作強(qiáng)度，提升工件加工精度，我們要使用專用夾具。在夾具的設(shè)計(jì)時(shí)，咱們把端面與止口作為第一定位面來(lái)加工活塞。 2 活塞的加工工藝 3 2 活塞的加工工藝 活塞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1）活塞上面作為燃燒室的一部份，受到的壓強(qiáng)來(lái)自高溫氣體。零件的頭部有平、凸、凹頂?shù)炔灰粯油庑?，一些活塞的頭部在和汽門相應(yīng)的地方存在凹陷，這么做得原因是讓氣門和上止點(diǎn)不碰撞在設(shè)計(jì)的。 2）活塞頭部。指的是在活塞環(huán)槽上面的部分，作用是用來(lái)裝活塞環(huán)，來(lái)使氣缸能夠被封好?；钊^部具備環(huán)槽用以安放活塞環(huán)，大多數(shù)有 3根活塞環(huán)槽，在最底下這個(gè)環(huán)槽的作用是用作安放油環(huán)其余的環(huán)槽的作用是用以安放氣環(huán)。油環(huán)環(huán)槽下面的孔的作用是使氣缸內(nèi)壁上剩余的潤(rùn)滑油能夠 順利的回到曲軸箱。一些油環(huán)槽的下面是一根很窄的槽，除了讓潤(rùn)滑油回到曲軸箱的功用以外，還可以用來(lái)降低活塞整體的溫度，則叫做隔熱槽。一些活塞在裙部下面設(shè)有隔熱槽。另外一些活塞再第一個(gè)環(huán)槽的上面做有隔熱槽，來(lái)降低活塞頂部朝下面?zhèn)鬏數(shù)臒崮堋? 3）活塞裙部?；钊垡韵碌牟糠治覀兎Q之為活塞的裙部，對(duì)活塞的重復(fù)運(yùn)動(dòng)起到一個(gè)引導(dǎo)的功能。在室溫下，活塞裙部的軸是垂直于活塞橢圓的方向，以確保在熱狀態(tài)的活塞和氣缸之間的間隙均勻。在常溫下活塞呈上小下大的錐形。 一些活塞的裙部除設(shè)置隔熱層之外，另設(shè)有膨脹槽，膨脹槽讓活塞裙部 擁有了一些韌性，在溫度比較小的時(shí)候與缸壁之間的距離很小，還有在高溫度很大時(shí)在氣缸中不會(huì)拉缸。膨脹槽一定要斜著，不能與活塞的軸處于同一個(gè)平面，來(lái)防止氣缸的損毀。為了讓槽根除不至于損毀，在隔熱槽和膨脹槽的底部都一定要添加止裂孔?；钊沫h(huán)槽會(huì)導(dǎo)致其強(qiáng)度和剛度的減小，因此這個(gè)方法只能運(yùn)用于小負(fù)荷內(nèi)燃機(jī)。 為了降低活塞裙部的脹大量，一些活塞在銷孔中裝配得有“恒范鋼片”。 4） 活塞銷?；钊N座位于活塞裙上端，加工一個(gè)孔，用于安裝活塞銷。 在大多數(shù)活塞銷孔內(nèi)設(shè)有卡環(huán)槽，用來(lái)方便的裝配卡環(huán)，制止活塞銷運(yùn)作時(shí)候的軸向運(yùn) 動(dòng)。大多數(shù)活塞銷座上鉆有油孔，用來(lái)方便潤(rùn)滑內(nèi)燃機(jī)。為了減少加熱后的活塞銷座的變形，在活塞銷座的外表面有凹陷。 在活塞內(nèi)部的活塞銷座與活塞頂部之間都設(shè)有加強(qiáng)筋，來(lái)增加活塞的強(qiáng)度。 2 活塞的加工工藝 4 活塞的主要技術(shù)要求 尺寸精度 (1) 與活塞銷與銷孔的精度要求比較高，如果裝配互換的方法，然后尺寸公差銷與活塞銷孔很小，甚至比 IT6 級(jí)精度更高 。所以我們就使用分組的選擇方式，把活塞銷和活塞銷孔公差等級(jí)都放大到合理的精度加工，再按照實(shí)際的尺寸來(lái)分組選擇，這樣使工件可以有較高的精度和生產(chǎn)簡(jiǎn)單。這個(gè)活塞銷孔尺寸是??? ，粗糙度是 。 (2) 活塞裙部的配合 的圓柱度要求很高 ，它 基本上 是 IT7 級(jí)， 二轉(zhuǎn)速高的內(nèi)燃機(jī)對(duì)活塞裙部的要求更加苛刻，大多為 IT6級(jí) 。為了降低活塞的機(jī)械加工困難，我們還是用分組選配法，把氣缸的直徑和活塞裙部直徑均增加 3倍，分為三組來(lái)裝置，來(lái)完成該設(shè)計(jì)的間隔距離。 (3) 環(huán)槽應(yīng)確?；钊h(huán)與氣缸套的孔徑尺寸變化和自由膨脹環(huán)槽應(yīng)確保和氣缸的尺寸變化和自由膨脹和收縮的活塞環(huán) 。 公差等級(jí)，其寬度約 IT7，粗糙度。 (4) 活塞銷孔中心線到底面的距離是 ，主要考慮影響發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的壓縮比。 (5) 活塞環(huán)槽外圓應(yīng)不和汽缸相連接，精度等級(jí)取 IT8，粗糙度為 。 幾何形狀精度 (1) 銷孔圓柱度和線平面度不高于 。 (2) 裙部必須是橢圓，長(zhǎng)軸應(yīng)該和活塞銷孔中心線成 90 度。 (3) 裙部外圓是錐形的，較大的一方在下面。錐度和圓柱度都必須在合理的范圍中。 相互位置精度 (1) 銷孔中心對(duì)裙部外圓的平行度差距會(huì)讓汽缸損壞不平均，大多數(shù)情況下，活塞的直徑比 100mm 小的時(shí)候是 ， 活塞的直徑比 100mm 大時(shí)候是。 本次研究的活塞的直徑為 ，則 銷孔中心線對(duì)裙部外圓的平行度差距是 。 (2) 銷孔中線對(duì)裙部外圓中線的直角誤差讓活塞在內(nèi)燃機(jī)不平行，工作時(shí)回有傾斜里，加快了損壞。這個(gè)設(shè)計(jì)的活塞規(guī)定該垂直度是 。 (3) 環(huán)槽的側(cè)面必須要和裙部外圓軸線成 90 度，側(cè)面與裙部軸線的園跳動(dòng) 2 活塞的加工工藝 5 大小是 毫米。 活塞的重量差 為了使內(nèi)燃機(jī)能平順工作，相同的引擎，每個(gè)活塞重量差異應(yīng)該不是很大，活塞的重量 145? 3g 。因 此活塞還應(yīng)按重量分組裝配 。 精準(zhǔn)的選擇 定位精準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)的選擇一般原則 : a. 安裝面應(yīng)該是表面尺寸最大的面，導(dǎo)向面應(yīng)該是距離最長(zhǎng)的表面，支承面應(yīng)該是表面尺寸最小的表面。 b. 首要確保的是位置精度，其次確保的是尺寸精度。 c. 盡可能選取工件的重要面來(lái)定位。 粗基準(zhǔn)的選擇和精基準(zhǔn)的選擇 (1) 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)考慮上述的一般原則，還必須考慮以下原則 ： a. 盡可能找非加工平面來(lái)當(dāng)粗精準(zhǔn)，若零件有較多不加工平面，那么應(yīng)該選擇精度很高的非加 工面來(lái)作為粗基準(zhǔn)。 b. 選取加工均勻的平面作為粗基準(zhǔn)。 c. 精基準(zhǔn)的選取必須是加工余量很小的表面。 d. 選擇的定位表面必須要平順，缺陷很少，這樣可以使定位可靠。 e. 作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)光滑，無(wú)澆冒口， Flash 等缺陷，以讓定位可靠 。 (2) 依據(jù)上面選取粗基準(zhǔn)的準(zhǔn)則，歸納上面每個(gè)原則和思考活塞的切實(shí)情況選取加工基準(zhǔn)如下： a. 讓活塞腔作為粗基準(zhǔn)加工端面外圓，外圓為精基準(zhǔn)車止口 。由于粗車后的外圓面的加工余量小、準(zhǔn)確度高、表面光滑、面積很大，并且它的表面非常重要，擁有比較均勻的加工余量。 b. 精加工 止口要用活塞的外圓和端面作為粗基準(zhǔn)，應(yīng)為制造活塞毛坯的方法是用鋁來(lái)鑄造，它的鑄造精確度高，加工余量小而且很勻稱，讓它來(lái)作為粗基準(zhǔn)依然可以滿足要求。 （ 3） 精基準(zhǔn)的選擇： 作為精基準(zhǔn)，除了考慮一般原則參考精選，還應(yīng)注意的問(wèn)題 ： 2 活塞的