汽車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞、連桿組件講座(編輯修改稿)
2025-04-15 09:04 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 工、精加工三次加工才能達(dá)到技術(shù)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(guò)粗、精兩次加工可以達(dá)到技術(shù)要求。 活塞銷座將作用在活塞頂部的氣體力經(jīng)過(guò)活塞銷傳給連桿。銷座常用加強(qiáng)筋與活塞內(nèi)壁相連，以提高強(qiáng)度。為減少銷座上側(cè)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(jiàn)的一種形式?；钊诠ぷ鲿r(shí)銷座孔內(nèi)側(cè)受到活塞銷的反復(fù)沖擊，為防止活塞該處應(yīng)力集中及疲勞損壞，常將該處設(shè)計(jì)為喇叭口形狀，因其加工實(shí)現(xiàn)起來(lái)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(cè)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(dá)到技術(shù)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(chǔ)油作用，還加工成橢圓形狀，稱為減壓腔，有時(shí)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(shí)間表 工序 工序內(nèi)容 設(shè)備數(shù)量 設(shè)備型號(hào) 工序時(shí)間 (S) 備注 工序時(shí)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(guó)內(nèi)活塞制造行業(yè)通常是由通用機(jī)床和結(jié)合活塞工藝特點(diǎn)的專用設(shè)備組成機(jī)加工 生產(chǎn)線 ，因此，專用設(shè)備就成為活塞切削加工的關(guān)鍵設(shè)備，其功能和精度將直接影響最終產(chǎn)品的關(guān)鍵特性的質(zhì)量指標(biāo)。 活塞外圓的加工由 20世紀(jì) 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?zé)o靠模加工技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，使得生產(chǎn)效率和加工精度均達(dá)到新的水平，生產(chǎn)效率由立體靠模仿形加工時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速800r/min提高到數(shù)控?zé)o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(shí)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(shù)的突破性進(jìn)展，使得 90年代以來(lái)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的轎車均采用了異型外圓復(fù)合型面的低摩擦式活塞。 1）活塞異型外圓加工趨向于無(wú)靠模數(shù)控化 2）活塞異型銷孔微增量加工技術(shù)： 活塞銷孔的加工精度為微米級(jí)，用于加工異型銷孔的徑向微增量進(jìn)刀加工技術(shù)，是活塞加工的關(guān)鍵技術(shù)之一。該技術(shù)是 21世紀(jì)以來(lái)開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)，可用于加工橢圓形銷孔、微內(nèi)錐形銷孔、應(yīng)力曲面形銷孔等，有效避免活塞銷座在高負(fù)荷狀態(tài)下因應(yīng)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(qiáng)度可提高 30％以上。因其具有顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，有力地拉動(dòng)了異型銷孔微增量加工技術(shù)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(guān)注，先后推出了多種加工工藝方法。從成形機(jī)理分析，可將現(xiàn)有的非圓截面零件加工工藝方法分為機(jī)械運(yùn)動(dòng)合成法、靠模仿形法以及數(shù)控加工成形法幾種類型 機(jī)械運(yùn)動(dòng)合成法是通過(guò)對(duì)工件多個(gè)方向切削運(yùn)動(dòng)的合成，形成非圓零件截面。根據(jù)運(yùn)動(dòng)合成的機(jī)構(gòu)不同，又有套車法、偏心法、周轉(zhuǎn)輪系法等非圓截面零件的車削方法。 1）機(jī)械運(yùn)動(dòng)合成法 (1)套車法 套車法是一種專門(mén)針對(duì)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(zhuǎn)軸線相對(duì)于工件軸線擺動(dòng)一個(gè)口交角，車刀繞自身軸線高速回轉(zhuǎn)以形成主切削運(yùn)動(dòng)，這樣通過(guò)調(diào)整刀盤(pán)的直徑 d和擺動(dòng)角口的大小，便可加工出滿足長(zhǎng)短徑要求的橢圓截面來(lái)，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(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)如下圖所示，它是個(gè)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，連桿的兩端分別與偏心輪和刀架聯(lián)接，相對(duì)于機(jī)床主軸按傳動(dòng)比 i進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)偏心距的大小獲取所需的刀具切削運(yùn)動(dòng)軌跡。 偏心輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理圖 當(dāng)工件隨主軸回轉(zhuǎn)時(shí)，刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡方程為： 式中： e— 偏心距； θ — 偏心輪角位移；， l— 連桿的長(zhǎng)度； n— 主軸的轉(zhuǎn)速； i— 主軸與偏心輪之間的傳動(dòng)比； t— 時(shí)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(zhuǎn)輪系法 周轉(zhuǎn)輪系加工非圓截面方法的成形原理如下圖所示，設(shè)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(zhuǎn)，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(zhuǎn)。當(dāng)工件與輪 4同軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)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(zhuǎn)輪系加工非圓截面方法的成形原理 從而可見(jiàn)，上述幾種機(jī)械運(yùn)動(dòng)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(jī)床機(jī)構(gòu)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)形式是由這些運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)保證，加工設(shè)備的制造成本高；柔性較差，一種機(jī)構(gòu)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(lái)控制車刀與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，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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