【正文】 燃機(jī)向高強(qiáng)化、低排放、高壽命方向發(fā)展，對(duì)活塞環(huán)質(zhì)量要求越來越高，不僅要求活塞環(huán)有很高的可靠性、經(jīng)濟(jì)性，而更重要的是要有最佳性能。二、設(shè)計(jì)的題目和內(nèi)容 課程設(shè)計(jì)的題目：設(shè)計(jì)活塞環(huán)的機(jī)械加工工藝規(guī)程條件：年產(chǎn) 5000 件。汽車制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)題 目：設(shè)計(jì)活塞環(huán)的機(jī)械加工工藝規(guī)程院 系：襄樊學(xué)院機(jī)汽學(xué)院班 級(jí)： 0713姓 名： 薛 明學(xué) 號(hào)： 07131010指導(dǎo)教師： 張 進(jìn)二零一零年九月十四日汽車制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)目的汽車制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用《汽車制造工藝學(xué)》及有關(guān)課程內(nèi)容，分析和解決實(shí)際工程問題的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)。汽車制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是作為未來從事機(jī)械制造技術(shù)工作的一次基本訓(xùn)練。（封面、目錄參考附后、不少于 1 萬字） （一份） 2020 年 9 月目錄第一章 概述( ) 活塞環(huán)的作用( ) 活塞環(huán)的種類 ( ） 活塞環(huán)的工作條件( ) 活塞環(huán)各部分名稱及代號(hào)( )章2章 活塞環(huán)的結(jié)構(gòu)尺寸及受力分析( ) 徑向厚度 a1 ( ) 環(huán)高 h1( ) 自由開口尺寸m( ) 活塞環(huán)組合( ) 活塞環(huán)的計(jì)算( ) 徑向壓力P 工作狀態(tài)下活塞環(huán)的閉口間隙S1 切向彈力Ft 平均比壓 P0 活塞環(huán)的工作應(yīng)力和安裝應(yīng)力 課程設(shè)計(jì)中活塞環(huán)的主要參數(shù)選擇( )第三章 活塞環(huán)的制造工藝( ) 活塞環(huán)的生產(chǎn)特點(diǎn)( ) 活塞環(huán)的加工方法( ) 活塞環(huán)的加工工藝規(guī)程( ) 確定毛坯的制造方法與加工余量( ) 活塞環(huán)的制造方法 加工余量的確定 定位基準(zhǔn)的選擇 ( ) 活塞環(huán)一般工藝流程( ) 端面加工( ) 活塞環(huán)的熱處理( ) 活塞環(huán)的平面加工( ) 活塞環(huán)的仿形加工( ) 銑切開口加工( ) 活塞環(huán)開口銑削加工的特點(diǎn)及工藝要求 銑切開口的工藝要求 內(nèi)圓加工的工藝要求( ) 精車外圓( ) 精修開口( ) 活塞環(huán)的表面處理( ) 參考文獻(xiàn)( ) 附件一 活塞環(huán)零件圖 附件二 活塞環(huán)毛坯圖 附件三 活塞環(huán)機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片 附件四 活塞環(huán)機(jī)械加工工序卡片 第一章 概述 活塞環(huán)是內(nèi)燃機(jī)關(guān)鍵零件之一，它與活塞、氣缸套相互聯(lián)系在一起，組成發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力源組件。一般，燃?xì)馔ㄟ^活塞環(huán)有三條通道：（1）活塞環(huán)與氣缸內(nèi)壁的周向間隙；（2）活塞環(huán)與環(huán)槽上、下側(cè)面間隙；（3）活塞環(huán)開口間隙。2 控制潤(rùn)滑油活塞環(huán)控制潤(rùn)滑油作用就是活塞環(huán)對(duì)氣缸壁潤(rùn)滑油膜厚度的控制和調(diào)節(jié)。3 導(dǎo)熱活塞環(huán)在氣缸中起著傳熱作用。4 支承導(dǎo)向活塞在氣缸內(nèi)運(yùn)動(dòng)靠環(huán)支撐。因此，活塞環(huán)基體材料的選擇，活塞環(huán)斷面形狀，以及必要的結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算，強(qiáng)度、應(yīng)力計(jì)算，剛性、共振頻率計(jì)算以及各種變形計(jì)算尤為重要。其中扭曲環(huán)又包括內(nèi)倒角環(huán)、內(nèi)臺(tái)階環(huán)、外臺(tái)階環(huán)、鼻形環(huán)和楔形環(huán)等。一般取公稱直徑的一半作桶形面的半徑（即桶面半徑等于氣缸半徑） 。（3） 錐面環(huán)錐面環(huán)的外圓呈錐形，錐度一般為 ～(～)采用鍍層或非鍍層結(jié)構(gòu)。一般用于中間環(huán)。當(dāng)活塞受側(cè)壓力的作用而改變位置時(shí)，環(huán)的側(cè)隙發(fā)生變化，能將環(huán)槽中的結(jié)焦擠出，從而使活塞環(huán)槽處的許用工作溫度比矩形環(huán)高 20℃左右，能使活塞環(huán)在 240～250℃ 下長(zhǎng)期工作而不結(jié)焦。 的。選擇一定的環(huán)槽和環(huán)的錐角和公差，使內(nèi)外底面匹配良好，以優(yōu)化竄氣和機(jī)油控制。但倒角環(huán) [圖 （ g） ]和錐面環(huán) [圖 （ f） ]的斜角度 比較大，倒角環(huán)可達(dá) 10186。主要用來調(diào)節(jié)（或控制）氣缸壁上潤(rùn)滑油并帶有回油通道的活塞環(huán)。作為中速發(fā)動(dòng)機(jī)的向下刮油環(huán)。它通過回油槽或油孔把刮油帶一分為二，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要，通過控制刮油帶的寬度，來改變油環(huán)表面接觸壓力和刮油效率。為了減小油環(huán)背面與螺旋脹圈接觸表面的磨損，可以將襯簧與環(huán)背面設(shè)計(jì)成面接觸并鍍鉻抗磨。它與缸套變形有良好的適應(yīng)性和較高的接觸壓力。比鑄鐵油環(huán)減輕一半以上，因?yàn)槎嗣嬷g沒有撞擊，環(huán)槽磨損大為減少；e 制造工藝簡(jiǎn)單，適合于大量生產(chǎn)。3 高速 現(xiàn)代汽油機(jī)最高轉(zhuǎn)速為 11000 轉(zhuǎn)/分，活塞環(huán)運(yùn)動(dòng)線速度為 11～16 米/秒，柴油機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為 4500 轉(zhuǎn)/分，活塞環(huán)運(yùn)動(dòng)線速度為 10～14 米/ 秒。 第二章 活塞環(huán)的結(jié)構(gòu)尺寸 徑向厚度 a 1 徑向厚度指環(huán)內(nèi)、外圓之間的徑向距離。因此規(guī)定缸徑 d1與徑向厚度 α 1 的比值應(yīng)在一定的范圍內(nèi)，一般 d 1/α 1=22～28。事物都是一分為二。但是，對(duì)于高速發(fā)動(dòng)機(jī)而言，減少環(huán)高是活塞環(huán)發(fā)展的總趨勢(shì)，存在問題可以從材料及表面處理，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面努力克服的。一般，合金鑄鐵氣環(huán)和整體油環(huán) m/ d1=13～14%，最大不超過 16%；球鐵環(huán) m/ d1=8～11%，最大不超過 12%；內(nèi)撐彈簧組合油環(huán)比相應(yīng)平環(huán)小 45mm。二沖程柴油機(jī)的第二環(huán)，甚至全部壓縮環(huán)與第一環(huán)都是相似的。3 在高速發(fā)動(dòng)機(jī)中由于要縮短活塞長(zhǎng)度，油環(huán)一般趨向于用一個(gè)，此時(shí)強(qiáng)化油環(huán)結(jié)構(gòu)是有必要的。就內(nèi)燃機(jī)而言，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)以三環(huán)組結(jié)構(gòu)為主，農(nóng)用柴油機(jī)以三環(huán)或四環(huán)結(jié)構(gòu)為主，摩托車二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)以兩環(huán)結(jié)構(gòu)，四沖程為三環(huán)結(jié)構(gòu)，中速發(fā)動(dòng)機(jī)一般采用四道環(huán)。徑向壓力分布大致可分為：均勻分布（等壓環(huán)） 、梨形分布（高點(diǎn)環(huán)）和蘋果型分布（低點(diǎn)環(huán)）三種。能提高環(huán)開口端的減震能力，耐磨性和氣密封好。S1 = πd 1αΔt ( mm) 式中：d 1—缸徑，mm； α—熱膨脹系數(shù)，合金鑄鐵按 α= 10 —5/℃； Δt—溫差，氣環(huán)為 100℃，油環(huán)為 80℃ Ft 切向彈力是在環(huán)的切口處徑向厚度中點(diǎn)上沿切線方向施加力，使環(huán)從自由開口尺寸壓縮到閉口間隙時(shí)所需的力。h1（m S1）Ft = ────────— K 1高速發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)設(shè)計(jì)通常用改變環(huán)的徑向厚度方法來調(diào)節(jié)環(huán)的彈力。 2 FtP0 = ─── MPa ｈ 0 d1 式中：ｈ 0—環(huán)外圓面與氣缸壁的接觸高度，等于刮片數(shù)量與刮片高度的乘積，mm Ft—切向彈力，N d1—缸徑，mm E現(xiàn)在通過改進(jìn)材料和表面制造工