【文章內容簡介】 活塞銷座將作用在活塞頂部的氣體力經過活塞銷傳給連桿。銷座常用加強筋與活塞內壁相連，以提高強度。為減少銷座上側的壓力， 常把銷座鑄造成一些特殊形狀，其中楔形銷座是最常見的一種形式?；钊诠ぷ鲿r銷座孔內側受到活塞銷的反復沖擊，為防止活塞該處應力集中及疲勞損壞，常將該處設計為喇叭口形狀，因其加工實現起來較困難，稱為異形銷孔?；钊N孔不僅本身尺寸精度與相互位置精度要求較高，而且粗糙度要求較低，一般為 ~。銷座孔內有安放彈性卡簧的卡簧槽，為安裝方便，銷孔內、外側常加工出較大的內、外口倒角?；谝陨霞庸ぬ卣?，活塞銷孔加工一般需要粗、半精、精加工及超精加工三次以上加工才能達到技術要求。為防止銷孔變形，精加工一般安排在工序的 最后面完成。有些活塞為增加銷孔的儲油作用，還加工成橢圓形狀，稱為減壓腔，有時還需要在銷座上加工油孔。 3 活塞 機加工 工藝 毛坯選擇 毛坯的發(fā)放 毛坯一般由鑄造車間生產，經檢測合格后入庫，再由物流部按照生產計劃統(tǒng)一發(fā)放毛坯進入機加工車間進行生產。 確定機械加工余量 鑄鍛件的機械加工余量按 JB373585 確定，加工余量的確定應根據估算的鍛件的重量、加工精度及鍛件形狀的復雜系數來確定，由《簡明機械加工工藝手冊》查得：金屬型鑄件的尺寸公差等級為 6～ 8 級。相應 的加工余量為：外圓加工余量為 ， 銷孔加工余量為 。 定位基準的選擇 粗基準的選擇 粗基準選擇應從以下幾方面考慮： （ 1）應當盡量選用不加工表面作為粗基準，當在工件上有很多不需加工的表面時，以其中與加工面的位置精度要求較高的表面作為粗基準。 （ 2）選擇加工余量較為均勻的表面作為粗基準。 （ 3）選擇加工余量較小的表面作為粗基準。 （ 4）作為粗基準的表面應盡量平整，沒有冒口、澆口以及飛邊等缺陷，以便定位可靠。 （ 5）一般粗基準只能使用一次，特別 是對于主要的定位基準，這樣可以避免產生較大的位置誤差。 精基準的選擇 活塞屬于薄壁筒形零件，其徑向剛度較差，并且其主要表面的尺寸精度以及各主要表面之間的相對位置精度要求較高。根據這種結構特點和和其技術要求，精基準的選擇 應主要從以下幾方面考慮： （ 1）盡量用設計基準作為定位基準，實現“基準重合”，以避免產生基準不重合誤差。 （ 2）當工件以某一組精基準定位可以較方便地加工很多表面時，應盡可能的采用此組精基準定位，實現“基準統(tǒng)一”，以避免產生基準轉換誤差。 （ 3）當精加工或光整加工工 序要求加工余量盡量小而均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準，即遵循“自為基 準”的原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。 （ 4）為獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，可遵循“互為基準”、反復加工的原則。 （ 5）有多種方案可供選擇時，應選擇定位準確、穩(wěn)定、加緊可靠，可使夾具結構簡單的表面作為精基準。 活塞生產采用止口和端面作為統(tǒng)一基準?；钊箍谠诮Y構上和功能上沒有作用，它是為加工活塞而專門設置的輔助基準面。在精加工時 ,只有精車外圓等少數工序采用止口處的錐面和頂面上的 中心孔定位 ,其余工序均采用止口和端面定位。 采用止口和端面作為定位基準主要有下列優(yōu)點：第一，此種定位方式可以加工裙部、頭部、頂面、銷孔等主要加工表面及其他次要加工表面。并且，這種定位方式一次安裝可車削多個表面，能夠提高生產效率，保證活塞主要加工表面的位置精度。第二，由活塞裙部在半徑方向的剛性比較差，利用此種定位方式能夠沿活塞軸向夾緊，這樣就不會引起嚴重的變形，從而可以進行多刀切削，提高加工效率。 活塞加工工藝制訂 加工過程的最后確定 ,通常是通過一系列的論證，通過幾條工藝路線的分析和比較 ,選擇一個符合 實際生產條件的 ,并且能夠確保加工質量、提高加工效率、降低加工成本 的最佳工藝路線 ??9 。 加 工方法的 確定 零件表面的加工方法 ,應根據加工表面的技術要求來確定。根據加工表面的工藝要求 ,先選擇能保證加工表面加工要求的最終加工方法 ,然后根據生產條件來確定每個工序和每個工步的具體加工方法 ??10 。 選擇處理方法還應該考慮每個處理方法的加工經濟精度范圍， 每種處理方法能夠達 到的精度和表面粗糙度都有一定范圍。每種加工方法只要精心操作 ,選擇適當的切削用量、加工精度均可以提高其加工經濟精度。但是如果經濟精度越高、表面粗糙度值減少越小 ,相應的會消耗更多的時間和加工成本。實際生產中的加工經濟精度一般是指正常條件下所能夠保證的加工精度。 加工方法的確定還與 生產率的要求 有關。 活塞零件的生產類型屬于大批量生產。對生產率要求相對較高。 綜合以上幾點 分析 ， 結合現階段 的工藝能力和 所能達到的 加工經濟精度，查《機械加工工藝手冊》擬訂本零件的加工 工藝 方法 ， 如表 ： 表 活塞的加工方法及技術要求 加工方法 技術要求 端面加工 端面的 加工 精度要求為 IT8級，可采用一次車削完成，這樣能 夠 達到的精度為 IT8～ 10，粗糙度為 Ra=～ ， 滿足 其加工技術 要求。 外圓面加工 其 裙部外圓的精度要求為 IT6～ IT5，表面粗糙度 值 要求為 Ra≤0. 63?；钊鈭A的加工 可 選用：粗車 → 精車 → 金剛石車橢圓，這樣 所能 達到的粗糙度為 Ra=～ ，符合其加工技術要求 止口加工 止口 表面是為了精基準而加工的， 其 粗糙度要求 較低 ， 一般 為Ra≤1. 25μm ， 其 精度要求 一般 為 IT7，故可采用粗車 —— 精車的加工方法 ,這樣能達到的精度等級為 IT8，粗糙度 Ra=～ ，符合其加工技術要求 。 銷孔加工 銷孔是活塞的重要加工面，其 精度要求為 IT6 以上，粗糙度 為Ra≤0. 16μm ，要求較高， 故一般采用 粗鏜 → 精鏜 — 滾壓的加工方法，這樣能夠 達到的精度等級為 IT6～ IT7，粗糙度 值 為 Ra=～ ，符合其加工技術要求 。 環(huán)槽加工 環(huán)槽的 位置精度要求較高， 但其 精度要求 較低 ，可采用粗車 —— 精車 兩個加工階段 完成。 所能達到的 精度等級為 IT7～ 8，粗糙度為 Ra=～ ，符合其加工技術要求 。 銷孔卡環(huán)槽 的加工 卡環(huán)槽的 尺寸精度要求 較低 ，位置精度要求 相對 較高，故可在銷孔精鏜后采用 一次 車削完成。 達到的 精度等級為 IT8～ 10，粗糙度為 Ra=～ ，符合其加工技術要求 。 斜油孔的加工 斜油孔的精度要求并不高 其 表面粗糙度為 Ra≤ ，孔徑小于20mm，故 其 加工方法直接采用 鉆孔 來實現，精度為 IT11IT12，符合其加工技術要求。 環(huán)槽加工 環(huán)槽位置精度要求較高，尺寸精度要求相對較低，可采用粗車→精車兩道工序完成，能夠達到的精度等級為 IT7～ IT8，粗糙 度 Ra=～ ，符合其加工技術要求。 活塞加工階段劃分 活塞加工工藝過程按階段可劃分為：粗加工階段→ 半精加工階段 → 精加工階段 → 光整加工階段 。 活塞外圓以及銷孔 是活塞的重要加工面，其 加工質量要求比較高， 因此 外圓加工時安排了粗車，精車，金剛石車 三個加工階段， 銷孔 加工 時安排了粗鏜，精鏜和滾壓 三個加工階段。而其 余的加工質量要求并不高， 并且 毛坯采用金屬型鑄造精度比較高，加工余量小，故其余工序均安排粗加工、精加工兩階段完成。 各階段加工技術要求如表 所示： 表 活塞各階段加工要求 加工階段 加工要求 粗加工階段 去除各加工表面的余量，作出精基準， 此階段主要加工要求是提高生產率 半精加工階段 減小粗加工中留下的誤差，使加工面達到一定的精度，為 下一步 精加工作好準備 精加工階段 確保 零件的 尺寸、形狀和位置精度達到 所 規(guī)定的精度要求 加工工序安排及工藝規(guī)程制訂 按照加工順序的選擇原則 ，加工工序安排如下 ： (1）先加工基準面，再加工其它表面。 (2）先加工平面，后加工孔。 (3）先加工主要表面，后加工次要表面 。 (4） 先進行粗加工工序，后進行精加工工序 。 根據活塞零件加工的實 際情況，本設計擬定 了加工工藝過程卡，如附錄 A表 所示。 此外， 對于尺寸 較 大、結構 較為 復雜的鑄件，為了消除殘余應力，需在粗加工 之 前、或粗加工之 后 進行 一次時效 處理，即 將活塞加熱至 180～ 200 攝氏度， 然后 保溫 6～ 8 小時 后，自然冷卻。鋁合金熱處理 一般 安排在機加工前，在機械加工前要切去冒口， 然后進行時效處理，消除鑄造時因冷卻不均勻而帶來的內應力 ， 增加 活塞的 強度和硬度 ??11 。 對于 同一個工件 和 同樣的加工內容， 有兩種 不同形式的工藝規(guī)程 可供 選擇 ：一種是工序集中 原則 ，另一種是工序分散 原則 。 工序集中 是 指 每個工序包括盡可能多的工步，從而 使總的工序數減少， 減少所需要的 夾具和工件的安裝次數。 而工序分散 是將工步內 容分散在更多的工序中完成， 這樣 每道工序的工步 較 少， 但其 工藝路線長。 這兩種工藝規(guī)程 各有所長。 工藝集中更 有利于保證各加工面間的相互位置精度要求， 可以 采用高生產效率的機車，節(jié)省安裝工件的 次數和 時間，減少工件的搬動次數 ，提高生產效率， 而工序分散的優(yōu)點在于能夠 使每個工序 的 設備和夾具比較簡單，調整、對刀 更為容易 。 考慮到活塞零件的結構特點和技術要求、以及工廠 機床設備、工人技術水平等條件，工序相對集中的原則 更適合活塞生產。 加工余量的確定 本設計采用的加工余量確定方法為查表修正法，通過查閱 《簡明機械加工工藝手冊》 ，并結合實際加工情況對各加工面的加工余量確定如表 所示。 表 活塞的加工方法機加工余量 加工面 加工方法 加工余量 外圓 粗車→精車加工 粗車 ，精車 端面 一次性加工 止口 粗車→精車加工 粗車 ，精車 銷孔 粗鏜→精鏜，最終加工為滾壓 粗鏜 ，精鏜 ，滾壓 油孔 鉆削 加工余量由孔徑來確定 環(huán)槽 粗車→精車加工 粗車 ，精車 頂面 粗車 — 銑氣門內、外槽 總加工余量為 ，粗車，粗銑總余量 卡環(huán)槽 精鏜后一次車削完成 總加工余量 4 活塞的表面處理 活塞的清洗 活塞從機加工下線后，上面殘留很多切削液，鋁屑，要將活塞清洗干凈才能進行下一道工序表面處理，其裝夾流程如表 所示，清洗流程如表 所示。 表 裝夾流程 表 清洗流程 溫度（ ℃ ） 工序 參數設定 壓力（ bar） 工序 參數設定 預清洗 / 預清洗 ≥ 脫脂 I 58 脫脂 I ≥ 脫脂 II 58 脫脂 II ≥ 沖洗 I 50 沖洗 I ≥ 沖洗Ⅱ 50 沖洗Ⅱ ≥ 沖洗Ⅲ 50 沖洗Ⅲ ≥ 純水沖洗 45 純水沖洗 ≥ 烘干 100130(*) 類型 示意圖片 備注 上活塞 當夾具與清洗機檔板保持在 15cm以上時開始裝活塞，左手打開夾具，右手輕輕裝上活塞。 裝活塞時，為便于外觀檢查，可以不戴手套。 下活塞 必須戴無紡布手套或指套進行接活塞。 注意手指不得與活塞裙部接觸。 活塞的絲網印刷 絲網印刷由五大要素構成，即 絲網印版 、刮印刮板、 油墨 、印刷臺以及 承印物 。絲網印刷基本原理是：利用絲網印版圖文部分網孔透 油墨，非圖文部分網孔不透墨的基本原理進行印刷。印刷時在絲網印版一端上倒入油墨，用刮印刮板在絲網印版上的油墨部位施加一定壓力，同時朝絲網印版另一端移動。油墨在移動中被刮板從圖文部分的網孔中擠壓到承印物上。由于油墨的粘性作用而使印跡固著在一定范圍之內，印刷過程中刮板始終與絲網印版和承印物呈線接觸，接觸線隨刮板移動而移動，由于絲網印版與承印物之間保持一定的間隙，使得印刷時的絲網印版通過自身的張力而產生對刮板的反作用力，這個反作用力稱為回彈力。由于回彈力的作用，使絲網印版與承印物只呈移動式線接觸，而絲網印版其它部分 與承印物為脫離狀態(tài)。使油墨與絲網發(fā)生斷裂運動，保證了印刷尺寸精度和避免蹭臟承印物。當刮板刮過整個版面后抬起，同時絲網印版也抬起，并將油墨輕刮回初始位置。至此為一個印刷行程。 絲網印刷的優(yōu)點： (1) 不受承印物大小和形狀的限制 一般印刷 ,只能在平面上進行，而絲網印不僅能在平面上進行印刷還能在特殊形狀的成型物上如球面曲面上印刷，有形狀的東西都可以用絲網印刷來進行。 (2) 版面柔軟印壓小 絲網柔軟而富有彈性。 (3) 墨層覆蓋力強 可在全黑的紙上作純白印刷，立