【正文】 比較簡單，但有一個問題必須注意，即外圓和毛坯內(nèi)孔的同軸度問題。止口和端面的加工：在裝夾時用外圓和頂面定位。這些都需要增加設(shè)備、工時等。⑵在活塞技術(shù)要求中，環(huán)槽、銷孔等精度位置精度都是對裙部外圓的軸心線而言的。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。而且在工序6中，在一次安裝中可以車削外圓、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。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，精車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。五．鋁活塞機(jī)械加工工藝過程的分析1．定位基面的選擇和加工活塞是一個薄壁零件，在外力作用下很容易產(chǎn)生變形。廠中成立了專用的生產(chǎn)流水線。在精加工之前設(shè)有休整和加工輔助基準(zhǔn)的工藝。四．鋁活塞的機(jī)械加工工藝過程表1是某汽車配件廠用于加工解放牌活塞所采用的機(jī)械加工工藝過程。時效處理是將活塞加熱至180—200℃，保溫6—8個小時后，自然冷卻。毛坯的精度較高，活塞銷孔也能鑄出，因此機(jī)械加工余量可以響應(yīng)地減少。但是，總的來說，鋁合金的優(yōu)點超過缺點，所以在高速內(nèi)燃機(jī)中都用它。銅硅鋁合金比鑄鐵具有下列優(yōu)點：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)動機(jī)的功率；2．重量輕，慣性力?。?．可切削性好；4．可以得到精確的毛坯。在低速、重負(fù)荷、低級燃料的發(fā)動機(jī)中，有時用鑄鐵作為活塞材料。Fe≤1%。Cu5~8%。三．活塞的材料及毛坯制造在汽油發(fā)動機(jī)和高速柴油機(jī)中，為了減少往復(fù)直線運動的慣性的作用，都采用了銅硅鋁合金作為活塞材料。對于解放牌活塞，重量相差不應(yīng)大雨8克。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，對活塞環(huán)槽作以下規(guī)定：⑴ ；⑵ ；⑶ —；⑷ 環(huán)槽兩側(cè)面的光潔度不低于▽8。⑶ 銷孔軸心線對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。⑵ 銷孔軸心線對裙部軸心線的不垂直度直接影響活塞銷，活塞銷桿和連桿的受力情況，不垂直度過大將使活塞銷，活塞銷孔和連桿單側(cè)受力，活塞在氣缸中亦傾斜，加劇了磨損。3．活塞銷孔的相對位置精度也有一定的要求，主要是：⑴ 銷孔軸心線到頂面的距離影響氣缸的壓縮比，即影響到發(fā)動機(jī)的效率，所以必須控制在一定的范圍內(nèi)。對于銷孔直徑毫米的情況，光潔度為▽10。，為了使活塞銷在工作溫度下能在孔中自由轉(zhuǎn)動，銷孔尺寸要求1級以上的精度。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)。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。二．活塞主要技術(shù)條件的分析對于鋁活塞的技術(shù)條件，已由國家科委制定了國家標(biāo)準(zhǔn)，對于各部分的尺寸精度，幾何形狀精度，相對位置精度和表面光潔度都作了詳細(xì)的規(guī)定。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渡到壓向氣缸的另一面，以減小敲缸的聲音。恒范鋼片式活塞的結(jié)構(gòu)特點是，由于恒范鋼為含鎳33%～36%的低碳鐵鎳合金，其膨脹系數(shù)僅為鋁合金的1/10，而銷座通過恒范鋼片與裙部相連，牽制了裙部的熱膨脹變形量。⑷有些活塞為了減輕重量，在裙部開孔或把裙部不受側(cè)壓力的兩邊切去一部分，以減小慣性力，減小銷座附近的熱變形量，形成拖板式活塞或短活塞，拖板式結(jié)構(gòu)裙部彈性好，質(zhì)量小，活塞與氣缸的配合間隙較小，適用于高速發(fā)動機(jī)。裙部開豎槽后，會使其開槽的一側(cè)剛度變小，在裝配時應(yīng)使其位于作功行程中承受側(cè)壓力較小的一側(cè)。橫槽一般開在最下一道環(huán)槽的下面，裙部上邊緣銷座的兩側(cè)(也有開在油環(huán)槽之中的)，以減小頭部熱量向裙部傳遞，故稱為隔熱槽。 　 ⑶為了減小活塞裙部的受熱量，通常在裙部開橫向的隔熱槽，為了補(bǔ)償裙部受熱后的變形量，裙部開有縱向的膨脹槽。 　 ⑵活塞沿高度方向的溫度很不均勻，活塞的溫度是上部高、下部低，膨脹量也相應(yīng)是上部大、下部小。橢圓的長軸方向與銷座垂直，短軸方向沿銷座方向?！　∵@樣，如果活塞冷態(tài)時裙部為圓形，那么工作時活塞就會變成一個橢圓，使活塞與氣缸之間圓周間隙不相等，造成活塞在氣缸內(nèi)卡住，發(fā)動機(jī)就無法正常工作。但是，由于活塞裙部的厚度很不均勻，活塞銷座孔部分的金屬厚，受熱膨脹量大，沿活塞銷座軸線方向的變形量大于其他方向。為了避免活塞銷在工作過程中軸向竄動，在鎖環(huán)槽中裝鎖環(huán)?；钊N孔內(nèi)裝活塞銷與連桿小頭孔相連接。為了進(jìn)一步減少向下傳導(dǎo)的熱量，在活塞（主要是高速內(nèi)燃機(jī)用活塞）上銑有橫槽，以減少向下傳熱的面積。為了補(bǔ)償這種不均勻的熱變形，故意把活塞頭部的外徑設(shè)計得比外徑小，同時活塞裙部也設(shè)計成上小下大的錐形。在解放牌活塞上，—。為了補(bǔ)償上述變形，把活塞裙部設(shè)計制造成橢圓形，橢圓的長軸在垂直活塞銷孔軸心線的方向上，并在活塞裙部的銷孔附近鑄出兩快凹坑，增加裙部與氣缸內(nèi)壁的間隙。所以無論是受力變形或熱變形都使原來是圓柱形的裙部變成橢圓形，橢圓的長軸在活塞銷孔的軸心線方向上。如果裙部原來是圓形的，熱膨脹后就變成橢圓。同時活塞頂面與高溫的燃燒氣體接觸，使活塞的溫度升高，產(chǎn)生熱膨脹?；钊斆嬖跉怏w的作用下將產(chǎn)生如圖2(a)所視的變形。在結(jié)構(gòu)上和功能上沒有任何作用。圖中之8是一個短圓柱面和圓錐面的組合，通常稱為止口?；钊虚g的貫穿孔7稱為活塞銷孔。壓縮行程和作功行程氣體的側(cè)壓力方向正好相反，由于燃燒壓力大大高于壓縮壓力，所以，作功行程中的側(cè)壓力也大大高于壓縮行程中的側(cè)壓力。裙部的長短取決于側(cè)壓力的大小和活塞直徑。沒有環(huán)槽的部分5稱為活塞裙部，活塞裙部在活塞工作過程中起導(dǎo)向作用，它包括裝活塞銷的銷座孔。早油環(huán)槽中放置油環(huán)（或稱刮油環(huán)），后者把飛濺到氣缸套內(nèi)壁上的多余潤滑油刮掉，使油從油環(huán)槽的小孔8中流回曲軸箱。在氣環(huán)槽中放置有彈性的活塞環(huán)，用以密封活塞頂面上部的燃燒室。四個環(huán)形的槽2稱為環(huán)槽。平面1表示活塞的頂面。活塞的工作特點就要適應(yīng)這樣的工作條件。零件的分析一． 活塞的工作特點及結(jié)構(gòu)特點在發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi),活塞在一段時間內(nèi)起著壓縮氣體的作用,在另一段時間內(nèi),氣缸內(nèi)的混合氣體燃燒膨脹,活塞又要承受高溫氣體的壓力,并把這個壓力經(jīng)過活塞銷,連桿傳給曲軸,此外,活塞還起著吸入氣體和排除廢氣的作用。隨著復(fù)合材料技術(shù)的日益成熟及成本的不斷下降，復(fù)合材料定將會取代當(dāng)前使用的傳統(tǒng)活塞材料。隨著未來大功率、中高速、小型化內(nèi)燃機(jī)需求的不斷增長，活塞的工作環(huán)境將變得更加惡劣，勢必對活塞材料提出更苛刻的要求?；钊牧系拿芏仁歉咚賰?nèi)燃機(jī)選擇的重要指標(biāo)，此外還要求機(jī)械制造工藝簡單且成本低。與普通鋁合金相比，高溫抗拉強(qiáng)度提高20%~40%，線膨脹數(shù)降低20%。 　　國內(nèi)一些高校和研究單位也在開展這方面的研究工作。英國在金屬基復(fù)合材料活塞的研制上亦做了許多工作，旨在開發(fā)這種材料在高性能內(nèi)燃機(jī)的應(yīng)用。 　　歐美國家也在研究和開發(fā)鋁基復(fù)合材料活塞。豐田汽車公司打算開發(fā)一系列這種活塞，現(xiàn)已開發(fā)了多種系列的氧化鋁短纖維增強(qiáng)鋁活塞。1985年這種活塞的日產(chǎn)量已達(dá)10萬件；到1986年初，累計已生產(chǎn)了20多萬件，主要用于8種系列的豐田車用柴油機(jī)上。氧化鋁短纖維局部增強(qiáng)鋁活塞還能減小活塞頂部燃燒室表面邊緣的開裂傾向，從而改善了高性能高速柴油機(jī)活塞的可靠性。1982年，這種鋁基復(fù)合材料活塞獲得成功并用于豐田汽車上?；钊亲钤鐟?yīng)用鋁基復(fù)合材料的汽車零件。這些無疑對提高活塞使用壽命、降