【正文】 頂至第一環(huán)槽部 進(jìn)行復(fù)合材料強(qiáng)化，制成局部強(qiáng)化鋁合金復(fù)合材料活塞，大大提高了活塞第一環(huán)槽周圍的硬度及耐磨性，最終達(dá)到提高活塞使用壽命的目的。 本文總結(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī) 是汽車的心臟，材料是發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量的關(guān)鍵所在，在環(huán)保意識(shí)日益增強(qiáng)的今天，用新材料來提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率、降低排放并提高使用壽命具有重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義。最后檢查的項(xiàng)目有： ⑴檢查外觀和光潔度； ⑵檢查活塞銷孔的尺寸及幾何形狀偏差； ⑶ 檢查裙部的橢圓度和錐度，按裙部橢圓的長(zhǎng)軸分組； ⑷檢查環(huán)槽寬度、底徑、環(huán)槽側(cè)面的不垂直度和跳動(dòng)量； ⑸檢查銷孔軸心線對(duì)裙部軸心線的不垂直度和不相交度，銷孔軸心線到頂面的距離； ⑹稱活塞的重量，并按重量分組。按后一個(gè)尺寸制造活塞，將產(chǎn)生大量的廢品。 作尺寸鏈圖（圖 4），其中 0 .0 5 0 .2 0 51 0 .0 8 0 .0 4 01 ( 2 8 ) 1 02A ? ????； 2 63 .5 0. 02 5A ???； 3 106A? （尺寸待定）； 4 56 ?? 。但是最后一尺寸是無法直接測(cè)量的，一般 都要通過銷孔上母線到端面的距離來控制。 前面已經(jīng)講過，銷孔軸心線到頂面的距離影響氣缸的壓縮比，所以鏜活塞銷孔最好是以頂面定位。在開動(dòng)機(jī)床前，將潤(rùn)換油加熱到 70176。這種鏜床的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主軸旋轉(zhuǎn)精度很高，滿足了活塞生產(chǎn)的需要。由于銷孔的尺寸精度、幾何形狀精度、相對(duì)位置精度和光潔度的要求都很高，用一般的機(jī)床加工往往由于主軸旋轉(zhuǎn)軸心線不穩(wěn)定（即主軸旋轉(zhuǎn)精度不高）而達(dá) 不到要求?？梢钥闯?，活塞轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，活塞的軸心應(yīng)往復(fù)移動(dòng)兩次，移動(dòng)量等于橢圓長(zhǎng)軸與短軸之差的一半。活塞繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，活塞的軸心線應(yīng)逐漸離開砂輪。當(dāng)活塞銷孔軸心線在垂直位置時(shí)， 活塞的軸心應(yīng)在橢圓的中心， 這時(shí)砂輪離活塞軸心最遠(yuǎn)，磨出橢圓的長(zhǎng)軸。在切削過程中，這條棱邊還有壓光作用，使環(huán)槽側(cè)面的光潔度得以提高。每次精切余量為 毫米（改變切槽刀的寬度）。根據(jù)樣件上各環(huán)槽的深度，調(diào)整各把環(huán)槽刀的伸出長(zhǎng)度。為此， 在安裝刀具前，先用千分表對(duì)側(cè)向基面進(jìn)行找正。環(huán)槽刀的形狀見圖 3。在車床空心主軸中裝有能軸向移動(dòng)的發(fā)中心鉆（用于鉆反轉(zhuǎn)工件用的中心鉆）。 在進(jìn)行各主要表面的精加工前，必須對(duì)基面再進(jìn)行一次精加工（工序 9，精車止口，打中心孔）。很明顯，如毛坯的外圓和內(nèi)壁有較大的不同軸度，用外圓定位加工出的止口就與外圓同軸，而與內(nèi)壁不同軸，以后再用止口定位加工外圓 ，內(nèi)外表面仍不同軸，造成壁厚差。但是從保證加工質(zhì)量這方面 看來，利用統(tǒng)一基準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)超過缺點(diǎn)，所以這種定位方式得到廣泛的應(yīng)用。 當(dāng)然采用這種定位方法也有不足之處： ⑴要加工一些本來不需要加工的地方，而且精度要求較高，還要經(jīng)過第二次休整和加工。 采用止口和端面（或錐面和中心孔）作為基面有下列優(yōu)點(diǎn)； ⑴用這種定位方法可以加工裙部 、頭部、頂面、銷孔等主要表面級(jí)其他次要表面。流水線中有專用機(jī)床，亦有經(jīng)過改裝的通用機(jī)床，并采用了大量的專用工夾具保證，不依靠工人的技術(shù)水平，因此機(jī)床和工夾具都應(yīng)精確調(diào)整。 整個(gè)工藝過程分為粗加工和精加工兩個(gè)階段。 鋁活塞毛坯在機(jī)械加工前要切去澆冒口，并進(jìn)行時(shí)效處理，消除鑄造時(shí)因冷卻不均勻而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。 但它亦有一些缺點(diǎn)： 1． 材料價(jià)格比較貴； 2． 熱膨脹系數(shù)大，約為鑄鐵（機(jī)體和氣缸套的材料）的兩倍； 3． 機(jī)械強(qiáng)度及耐磨性差 。其余是 Al 。它的化學(xué)成分是 Si4~6%。 5．為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，同一發(fā)動(dòng)機(jī)中個(gè)活塞的重量不應(yīng)相差很大。對(duì)于解放牌活塞， 這一不垂直度在 100 毫米長(zhǎng)度內(nèi)允差 毫米 。 3．活塞銷孔的相對(duì)位置精度也有一定的要求，主要是： ⑴ 銷孔軸心線到頂面的距離影響氣缸的壓縮比，即影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，所以必須控制在一定的范圍內(nèi)。 ，為了使活塞銷在工作溫度下能在孔中自由轉(zhuǎn)動(dòng)，銷孔尺寸要求 1級(jí)以上的精度。為了減少機(jī)械加工的困難，將活塞裙部和氣缸套孔直徑的制造公差均放大三倍 。這種結(jié)構(gòu)可使活塞在 從壓縮行程到作功行程中較為柔和地從壓向氣缸的一面過渡到壓向氣缸的另一面，以減小敲缸的聲音。 ⑷ 有些活塞為了減輕重量，在裙部開孔或把裙部不受側(cè)壓力的兩邊切去 一部分，以減小慣性力，減小銷座附近的熱變形量，形成拖板式活塞或短活塞，拖板式結(jié)構(gòu)裙部彈性好，質(zhì)量小，活塞與氣缸的配合間隙較小，適用于高速發(fā)動(dòng)機(jī)。橫槽一般開在最下一道環(huán)槽的下面，裙部上邊緣銷座的兩側(cè) (也有開在油環(huán)槽之中的 )，以減小頭部熱量向裙部傳遞，故稱為隔熱槽。 ⑵ 活塞沿高度方向的溫度很不均勻，活塞的溫度是上部高、下部低，膨脹量也相應(yīng)是上部大、下部小。 這樣，如果活塞 冷態(tài)時(shí)裙部為圓形，那么工作時(shí)活塞就會(huì)變成一個(gè)橢圓，使活塞與氣缸之間圓周間隙不相等，造成活塞在氣缸內(nèi)卡住，發(fā)動(dòng)機(jī)就無法正常工作。為了避免活塞銷在工作過程中軸向竄動(dòng)，在鎖環(huán)槽中裝鎖環(huán)。 為了進(jìn)一步減少向下傳導(dǎo)的熱量，在活塞（主要是高速內(nèi)燃機(jī)用活塞）上銑有橫槽，以減少向下傳熱的面積。在解放牌活塞上，橢圓度為— 毫米。所以無論是受力變形或熱變形都使原來是圓柱形的裙部變成橢圓形，橢圓的長(zhǎng)軸在活塞銷孔的軸心線方向上。同時(shí)活塞頂面與高溫的燃燒氣體接觸，使活塞的溫度升高，產(chǎn)生熱膨脹。在結(jié)構(gòu)上和功能上沒有任何作用。 活塞中間的貫穿孔 7 稱為活塞銷孔。裙部的長(zhǎng)短取決于側(cè)壓力的大小 和活塞直徑。早油環(huán)槽中放置油環(huán)（或稱刮油環(huán)），后者把飛濺到氣缸套內(nèi)壁上的多余潤(rùn)滑油刮掉，使油從 油環(huán) 槽 的小孔 8 中流回曲軸箱。四個(gè)環(huán)形的槽 2 稱為環(huán)槽?；钊墓ぷ魈攸c(diǎn)就要適應(yīng)這樣的工作條件。鋁基復(fù)合材料因其優(yōu)異的性能特點(diǎn)，作為新型活塞材料，已在發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)得到應(yīng)用，并開始進(jìn)入 產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模。 三、本課題研究的主要內(nèi)容 21 世紀(jì)對(duì)內(nèi)燃機(jī)的要求是大功率、低油耗、低排放和長(zhǎng)壽命，活塞質(zhì)量的好壞直接影響到內(nèi)燃機(jī)的工作質(zhì)量。 國內(nèi)一些高校和研究單位也在開展這方面的研究工作。 歐美國家也在研究和開發(fā)鋁基復(fù)合材料活塞。 1985 年這種活塞的日產(chǎn)量已達(dá) 10 萬件；到 1986 年初，累計(jì)已生產(chǎn)了 20 多萬件，主要用于 8 種系列的豐田車用柴油機(jī)上。 1982 年，這種鋁基復(fù)合材料活 塞獲得成功并用于豐田汽車上。這些無疑對(duì)提高活塞使用壽命、降低油耗和廢氣排放量、提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率都具有極其重要的意義，因此受到了各國的重視?；钊奶沾苫笾掠袃煞N方式，一種是采用陶瓷鑲塊，材料有鈦酸鋁和氧化鋯，以及反應(yīng)燒結(jié)氮化硅等，另一種方法是采用陶瓷涂層，常用材料為氧化鋯。 活塞設(shè)計(jì) CAD 化，發(fā)展活塞的溫度場(chǎng)、強(qiáng)度、剛度的有限元計(jì)算，以減輕活塞質(zhì)量、結(jié)構(gòu)合理化。 在結(jié)構(gòu)允許的條件下，降低活塞高度尺寸、減輕活塞重量。 提高活塞的高溫強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性為適應(yīng)汽油機(jī)不斷強(qiáng)化的要求，必須不斷改善活塞材料的性能，選擇共晶或過共晶鋁合金和改善鑄造工藝，以獲得較好的高溫強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。 活塞的各種故障中占首位的故障是活塞過熱造成的故障。 裙部故障：活塞裙部產(chǎn)生拉傷、裂紋、非正常磨損屬此類型。活塞在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中要隨燃燒室中產(chǎn)生的高溫，并將其一部分熱量通過活塞傳到氣缸等部件。由于省去了大量的材料，整個(gè)活塞的質(zhì)量比目前鑲嵌耐熱奧氏體鑄鐵環(huán)槽的鋁合金活塞約輕30%，具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。與鋁合金相 比，它有較低的熱膨脹系數(shù)及較高的高溫力學(xué)性能?，F(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)尤其是柴油機(jī)，為了大幅度地提高其熱效率，增壓程度不斷地提高，這使得氣缸內(nèi)部的熱負(fù)荷明顯增大。在同樣強(qiáng)度的情況下，它比鋼鐵材料輕許多。 總之通過這次設(shè)計(jì)，又讓我領(lǐng)略到掌握知識(shí)與運(yùn)用知識(shí)的重要性。 設(shè)計(jì)階段：此階段主在是對(duì)所搜集的技術(shù)資料來整理畫出正視零件工作圖。通過工裝設(shè)計(jì)全面了解機(jī)械 加工車間的生產(chǎn)過程。該次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是零件 —— 活塞的工藝設(shè)計(jì)及有關(guān)夾具設(shè)計(jì)。通過調(diào)研對(duì)零件基本上有一個(gè)完整的認(rèn)識(shí)，并達(dá)到預(yù)期的目的。在較短的時(shí)間內(nèi)圓滿完成學(xué)校下 達(dá)的任務(wù)。 摘要 鋁合金的突出優(yōu)點(diǎn)是密