【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 合金的 1/10，而銷(xiāo)座通過(guò)恒范鋼片與裙部相連，牽制了裙部的熱膨脹變形量。 ⑹ 有的汽油機(jī)上，活塞銷(xiāo)孔中心線是偏離活塞中心線平面的，向作功行程中受主側(cè)壓力的一方偏移了 1～ 2mm。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(guò)渡到壓向氣缸的另一面，以減小敲缸的聲音。在安裝時(shí)，這種活塞銷(xiāo)偏置的方向不能裝反，否則換向敲擊力會(huì)增大，使裙部受損 。 二．活塞主要技術(shù)條件的分析 對(duì)于鋁活塞的技術(shù)條件，已 由國(guó)家科委制定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于各部分的尺寸精度，幾何形狀精度，相對(duì)位置精度和表面光潔度都作了詳細(xì)的規(guī)定。現(xiàn)摘要說(shuō)明如下： ，所以尺寸精度通常為 2級(jí)， 對(duì)于高速內(nèi)燃機(jī)的活塞甚至要求是 1級(jí)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 。裝配時(shí)，將活塞按裙部尺寸，氣缸套接孔徑尺寸個(gè)分為三組，將對(duì)應(yīng)的組進(jìn)行裝配（這種方法稱(chēng)為分組裝配法），以保證達(dá)到要求的設(shè)計(jì)間隙。裙部的橢圓度和錐度允差一般都在 分 組的尺寸公差范圍內(nèi)?；钊共客鈭A的光潔度不低于 ▽ 8。 ，為了使活塞銷(xiāo)在工作溫度下能在孔中自由轉(zhuǎn)動(dòng)，銷(xiāo)孔尺寸要求 1級(jí)以上的精度。為了減少機(jī)械加工勞動(dòng)量，活塞銷(xiāo)孔和活塞銷(xiāo)的裝配也采用分組裝配法。對(duì)于銷(xiāo)孔直徑 50? 毫米的情況，銷(xiāo)孔的橢圓讀和錐度應(yīng)不大于 毫米，光潔度為▽ 10。目 前暫時(shí)按 ? ?? ，▽ 8 制造，以便在裝配時(shí)用鉸刀精鉸。 3．活塞銷(xiāo)孔的相對(duì)位置精度也有一定的要求，主要是： ⑴ 銷(xiāo)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)。對(duì)于解放牌活塞，這一距離規(guī)定為 56177。 毫米。 ⑵ 銷(xiāo)孔軸心線對(duì)裙部軸心線的不垂直度直接影響活塞銷(xiāo)，活塞銷(xiāo)桿和連桿的受力情況，不垂直度過(guò)大將使活塞銷(xiāo)，活塞銷(xiāo)孔和連桿單側(cè)受力，活塞在氣缸中亦傾斜，加劇了磨損。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 。 ⑶ 銷(xiāo)孔軸心線 對(duì)裙部軸心線 的不相交度亦影響活塞在氣缸套中 的傾斜情況，影響磨損。對(duì)于解放牌活塞，規(guī)定不相交度不大于 毫米。 4．為了使活塞環(huán)能隨氣缸套孔徑大小的變化而自由地脹縮，對(duì)活塞環(huán)槽作以下規(guī)定： ⑴ 環(huán)槽兩側(cè)對(duì)裙部軸心線的不垂直度在 25 毫米長(zhǎng)度上不大于 毫米； ⑵ 環(huán)槽兩側(cè)面對(duì)裙部軸心線的跳動(dòng)量不大于 毫米； ⑶ 環(huán)槽寬度的尺寸精度在 — 毫米左右； ⑷ 環(huán)槽兩側(cè)面的光潔度不低于 ▽ 8。 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，重量相差不應(yīng)大雨 8 克。因此活塞應(yīng)按重量分組裝配。 三．活塞的材料及毛坯制造 在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和高速柴油機(jī)中，為了減少往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的慣性的作用，都采用了銅硅鋁合金作為活塞材料。它的化學(xué)成分是 Si4~6%。Cu5~8%。~%。Fe≤ 1%。其余是 Al 。在低速、重負(fù)荷、 低級(jí)燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)中，有時(shí)用鑄鐵作為活塞材料。在汽車(chē)拖拉機(jī)工業(yè)中很少用鑄鐵活塞。銅硅鋁合金比鑄鐵具有下列優(yōu)點(diǎn)： 1. 導(dǎo)熱性好，使活塞頂面的溫度降低較快，可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮性，又不 至于引起混合氣體自然，因而可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率； 2．重量輕，慣性力小； 3．可切削性好； 4．可以得到精確的毛坯。 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 。 但是，總的來(lái)說(shuō)，鋁合金的優(yōu)點(diǎn)超過(guò)缺點(diǎn)，所以在高速內(nèi)燃機(jī)中都用它。 鋁活塞毛坯采用金屬模澆鑄。毛坯的精度較高，活塞銷(xiāo)孔也能鑄出，因此機(jī)械加工余量可以響應(yīng)地減少。 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。時(shí)效處理是將活塞加 熱至 180— 200℃，保溫 6— 8 個(gè)小時(shí)后，自然冷卻?；钊?jīng)過(guò)時(shí)效處理后還能增加強(qiáng)度和硬度。 四．鋁活塞的機(jī)械加工工藝過(guò)程 表 1是某汽車(chē)配件廠用于加工解放牌活塞 所采用的機(jī)械加工工藝過(guò)程。 整個(gè)工藝過(guò)程分為粗加工和精加工兩個(gè)階段。在精加工之前設(shè)有休整和加工輔助基準(zhǔn)的工藝。 該廠的活塞年產(chǎn)量為 25— 30 萬(wàn)個(gè)，屬于大批大量生產(chǎn)。廠中成立了專(zhuān)用的生產(chǎn)流水線。流水線中有專(zhuān)用機(jī)床，亦有經(jīng)過(guò)改裝的通用機(jī)床，并采用了大量的專(zhuān)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。 五．鋁活塞機(jī)械加工工藝過(guò)程的分析 1．定位基面的選擇和加工 活塞是一個(gè)薄壁零件，在外力作用下很容易產(chǎn)生變形?；钊饕砻娴某叽缇群拖嗷ノ恢镁鹊囊蠖己芨?，因此希望以一個(gè)統(tǒng)一基面定位來(lái)加工這些要求高的表面。目前生產(chǎn)活塞的工廠大多采用止口和端面作為粗加工的統(tǒng)一基準(zhǔn)；在精加工時(shí)，精車(chē)外圓和精磨外圓兩工序中用止口處的錐面和頂面上的中心孔定位，其余工序亦采用止口和端面定位。 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(xiāo)孔等主要表面級(jí)其他次要表面。而且在工序 6 中，在一次安裝中可以車(chē)削外圓、頂面、 環(huán)槽，既提高了生產(chǎn)率，又能保證這些面的相互位置精度。 ⑵活塞裙部在半徑方向容易產(chǎn)生變形。而利用止口和端面（或錐面和中心孔）定位可以沿活塞軸向夾緊，就不致引起嚴(yán)重的變形，從而可以進(jìn)行多刀切削。 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(lái)不需要加工的地方，而且精度要求較高，還要經(jīng)過(guò)第二次休整和加工。 ⑵在活塞技術(shù)要求中，環(huán)槽、銷(xiāo)孔等精度位置精度都是對(duì)裙部外圓的軸心線而言的。現(xiàn)在加工時(shí)用止口定位，止口對(duì)裙部外圓的不同軸度就要影響環(huán)槽、銷(xiāo)孔的位置精度， ⑶增加了精切面的工序（切去中心孔）。 這些都需要增加 設(shè)備、工時(shí)等。但是從保證加工質(zhì)量這方面 看來(lái)，利用統(tǒng)一基準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)超過(guò)缺點(diǎn)，所以這種定位方式得到廣泛的應(yīng)用。 止口和端面的加工： 在裝夾時(shí)用外圓和頂面定位。由于工件還是毛坯表面，用一般的三爪卡盤(pán)夾持不夠牢固，所以故意把卡爪加長(zhǎng)（廠中稱(chēng)為長(zhǎng)三爪卡盤(pán)），以避免工件在切削力作用下產(chǎn)生傾斜。用這種方法裝夾工件對(duì)夾具的要求比較簡(jiǎn)單，但有一個(gè)問(wèn)題必須注意，即外圓和毛坯內(nèi)孔的同軸度問(wèn)題。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，由于鋁活塞是用金屬模澆鑄的，毛坯精度較高，內(nèi)外毛坯表面的不同軸度較小，因而可以采用外圓定位的方法。采用外圓定位車(chē)止口的方法，基本上能保證技術(shù)條件規(guī)定的壁厚差小于 — 毫米的要求。但是比較合理的方法應(yīng)該是用內(nèi)表面定位加工止口，使止口與表面同心；然后用止口定位加工外圓，從而保證活塞有較小的壁厚差。 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(chē)止口，打中心孔）。因?yàn)樵诖旨庸r(shí)，金屬切除余量比較大，切削力也比較大，基面的精度有可能被破壞（這一點(diǎn)雖 然對(duì)鋁活塞更為突出，但對(duì)精度要求 高的鋼制工件，亦是應(yīng)該注意的一個(gè)問(wèn)題）?；嬖龠M(jìn)行一次精加工可以提高基面本身的精度。由于外圓已加工過(guò)，切切削用量不大，所以可以用普通的三爪卡盤(pán)定位夾緊。在車(chē)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）。用來(lái)在精車(chē)止口、端面、錐面的同時(shí)在頂面的搭子上打中心孔，保證了這些表面的相對(duì)位置精度（同軸度和垂直度）。 2．環(huán)槽的加工 如前所述，在技術(shù)條件中對(duì)環(huán)槽側(cè)面的垂直度、跳動(dòng)量、光潔度和槽寬尺寸精度都有較高的要求，因此環(huán)槽加工是活塞加工中重要工序之一。 環(huán)槽的寬度 決定于切槽刀厚度；槽間的距離決定于夾板厚度。環(huán)槽刀的形狀見(jiàn)圖 3。為了保證槽寬的尺寸精度，必須將切槽刀的寬度嚴(yán)格控制在 毫米以?xún)?nèi)。為了保證槽間的距離，切槽刀和夾板兩側(cè)都在平面磨床上磨到▽ 8，使兩側(cè)面互相平行，且?jiàn)A板的厚度偏差限制在 毫米以?xún)?nèi)。 為了保證槽的側(cè)面與裙部的軸心線垂直，除了刀架溜板的運(yùn)動(dòng)方向與活塞的