汽車發(fā)動機活塞、連桿組件講座(編輯修改稿)
2025-04-15 09:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 工、精加工三次加工才能達到技術要求，總加工余量一般在 2mm左右 ?；钊箍诖植诙纫话阋? ～ μm ,總加工余量一般在 1mm左右，因此經(jīng)過粗、精兩次加工可以達到技術要求。 活塞銷座將作用在活塞頂部的氣體力經(jīng)過活塞銷傳給連桿。銷座常用加強筋與活塞內(nèi)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(nèi)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(xiàn)起來較困難，稱為 異形銷孔 。 活塞銷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 ～ μm ，如下圖所示。銷座孔內(nèi)有安放彈性卡簧的卡簧槽，為安裝方便，銷孔內(nèi)、外側常加工出較大的內(nèi)、外口倒角。基于以上加工特征，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。 4）活塞銷座孔加工特征 表：某典型活塞原加工工藝流程及工序時間表 工序 工序內(nèi)容 設備數(shù)量 設備型號 工序時間 (S) 備注 工序時間利用率 1 粗車頭部外圓 1 BHC460 48 2 粗車止口 1 BHC111 23 3 粗車外圓及頂面 1 BHC6150 52 4 精車止口 1 BHC112 31 5 粗鏜銷孔 1 BHT10 46 雙工位 6 粗精車鐵環(huán)槽、倒角 1 BHC20 72 7 粗精車鋁環(huán)槽 1 BHC50A 43 8 半精車外圓 1 BHC113 26 9 半精鏜銷孔 1 BHT20 44 雙工位 10 車卡簧槽、外倒角 1 BHC115 26 11 車銷孔內(nèi)倒角 1 BHC115 12 12 粗車燃燒室 1 BHC6125 48 13 精車燃燒室 1 BHC6125 42 14 精車外圓 2 B HC24 92 15 精鏜銷孔 1 BHT30 48 16 精車頂面 1 BHC114 32 ： 目前，國內(nèi)活塞制造行業(yè)通常是由通用機床和結合活塞工藝特點的專用設備組成機加工 生產(chǎn)線 ，因此，專用設備就成為活塞切削加工的關鍵設備，其功能和精度將直接影響最終產(chǎn)品的關鍵特性的質量指標。 活塞外圓的加工由 20世紀 70年代的磨削加工、 80年代的立體靠模仿形加工到 90年代的數(shù)控無靠模加工技術的開發(fā)和應用，使得生產(chǎn)效率和加工精度均達到新的水平，生產(chǎn)效率由立體靠模仿形加工時的主軸轉速800r/min提高到數(shù)控無靠模加工的 2022r/min，由于數(shù)控加工排除了傳統(tǒng)的立體靠模仿形加工時仿形失真的因素，加工精度也大幅度提高。由于這種加工技術的突破性進展，使得 90年代以來開發(fā)設計的轎車均采用了異型外圓復合型面的低摩擦式活塞。 1）活塞異型外圓加工趨向于無靠模數(shù)控化 2）活塞異型銷孔微增量加工技術： 活塞銷孔的加工精度為微米級，用于加工異型銷孔的徑向微增量進刀加工技術，是活塞加工的關鍵技術之一。該技術是 21世紀以來開發(fā)的一項新技術，可用于加工橢圓形銷孔、微內(nèi)錐形銷孔、應力曲面形銷孔等，有效避免活塞銷座在高負荷狀態(tài)下因應力集中而引起銷座裂紋和斷裂，與圓柱形銷孔相比，異型銷孔的疲勞強度可提高 30％以上。因其具有顯著的技術經(jīng)濟效益，有力地拉動了異型銷孔微增量加工技術的發(fā)展，其控制精度已由 mm／脈沖提高到了 30nm／脈沖。 非圓截面零件的切削加工一直受到人們的關注，先后推出了多種加工工藝方法。從成形機理分析，可將現(xiàn)有的非圓截面零件加工工藝方法分為機械運動合成法、靠模仿形法以及數(shù)控加工成形法幾種類型 機械運動合成法是通過對工件多個方向切削運動的合成，形成非圓零件截面。根據(jù)運動合成的機構不同，又有套車法、偏心法、周轉輪系法等非圓截面零件的車削方法。 1）機械運動合成法 (1)套車法 套車法是一種專門針對橢圓截面零件車削加工的工藝方法。該方法的成形原理如下圖所示，車刀的回轉軸線相對于工件軸線擺動一個口交角，車刀繞自身軸線高速回轉以形成主切削運動，這樣通過調(diào)整刀盤的直徑 d和擺動角口的大小，便可加工出滿足長短徑要求的橢圓截面來，可獲得較高的加工效率與加工精度。 套車法成形原理 2)偏心法 偏心法成形的刀具運動驅動機構如下圖所示，它是個曲柄滑塊機構，連桿的兩端分別與偏心輪和刀架聯(lián)接，相對于機床主軸按傳動比 i進行轉動，通過調(diào)節(jié)偏心距的大小獲取所需的刀具切削運動軌跡。 偏心輪驅動機構原理圖 當工件隨主軸回轉時，刀具的運動軌跡方程為： 式中： e— 偏心距； θ — 偏心輪角位移；， l— 連桿的長度； n— 主軸的轉速； i— 主軸與偏心輪之間的傳動比； t— 時間。 ?? 222 s inc o s elex ???60/2 n it?? ?加工后所得到的工件截面向徑 R(θ 1)為 式中： r0— 為非圓零件基圓半徑； θ1— 主軸角位移。 ??? 222022 s inc o s)( elerR ????i/1 ?? ?3）周轉輪系法 周轉輪系加工非圓截面方法的成形原理如下圖所示，設輪 4裝在輪 H上，其軸心偏心為 e，它一方面繞軸 O2以 ωH角速度公轉，另一方面又在輪5的作用下以角速度 ω4繞自身中心 O1旋轉。當工件與輪 4同軸旋轉時，通過調(diào)節(jié) O1軸的偏心距 e以及角速度 ωH 、 ω4便可加工出所需的非圓截面零件。 周轉輪系加工非圓截面方法的成形原理 從而可見，上述幾種機械運動合成法非圓截面零件加工工藝方法，可以獲得較高的生產(chǎn)效率和加工精度。然而，這些加工成形方法均需要專用的機床機構，進給運動形式是由這些運動機構來保證，加工設備的制造成本高；柔性較差，一種機構只能加工一類非圓截面零件，難以滿足多品種小批量生產(chǎn)的需要。 4）靠模仿形法 靠模仿形法是利用靠模來控制車刀與工件的相對運動，以形成所需的非圓截面零件表面形狀，如圖 16所示。 靠模仿形法
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