【正文】 6。錐孔 半精 車后外圓及端面 12 鏜油槽 R25 精車后底口及端面 13 精車總長、擴(kuò)鉸Ф 16孔、冷卻油腔、外圓端面及環(huán)槽 精車后底口及端面 14 劃十字線 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 18 15 鉆、鉸、攻 4M166H及鉆鉸 頂部側(cè)面和外端面 16 銑 60176。 制定工藝路線 制定 180C 柴油機(jī)活塞 工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)使活塞的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求得到合理保證，在中批生產(chǎn)的生產(chǎn)條件下，可以考慮采用通用夾具和部分專用夾具等，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率，除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素，以降低生產(chǎn)成本。所以安排這一道工序是很有必要的。 橢圓裙部的要求是與活塞本身的實(shí)際運(yùn)動(dòng)條件 相適用的，它的加工也是比較重要的，為此在將頂部各種表面加工工序完成后，對(duì)活塞裙進(jìn)行數(shù)控車橢圓，提高加工精度和效率。 活塞裙的在粗加工后安排了淬火加人工時(shí)效處理，目的在于得到高強(qiáng)度。 在加工完各種孔槽后對(duì)活塞頭的頂面進(jìn)行精加工，這樣保證了頂面的加工質(zhì)量，不至于在加工孔槽時(shí)將加工好的表面劃傷。 （ 2）工序安排 活塞頭在粗加工后安排了調(diào)質(zhì)處理，這樣提高了活塞頭的綜合機(jī)械性能，提高材料的硬度和耐磨性。頂部的孔槽比較集中，可以考慮采用鉆模提高加工精度和效率。 活塞裙的頂部、橢圓裙、銷孔的技術(shù)要求比較嚴(yán)格，所以對(duì)活塞裙頂部安排了：粗車 —— 半精車 —— 精車；對(duì)橢圓 裙安排了：粗車 —— 半精車 —— 精車 —— 精仿；對(duì)銷孔安排了：粗鏜 —— 精鏜 —— 滾壓加工。各種孔的加工集中在頂部燃燒室，所以將各種孔加工完之后再精車頂部燃燒室、端面、外圓及環(huán)槽，以保證重 要加工表面不被破壞或劃傷。對(duì)于底口極端面則安排了 ：粗車 —— 半精車 —— 精車 —— 精磨。 （ 1）加工階段的劃分 1 ).活塞頭機(jī)械加工工藝過程 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 14 活塞頭的機(jī)械加工工藝過程大致可以分為：加工基準(zhǔn)面 —— 粗車總長、外圓及頂部燃燒室 —— 調(diào)質(zhì)處理 —— 半精車基準(zhǔn)面、總長、外圓及頂部燃燒室 —— 粗割環(huán)槽 —— 精車基準(zhǔn)面并進(jìn)行磨削 —— 鉆、鉸、锪各種孔 —— 精車頂部燃燒室、端面、外圓及環(huán)槽 —— 研磨重要孔的支撐面 —— 鉗工倒角、去毛刺 —— 探傷后鉗工清洗組裝。除機(jī)械加工外，還有淬火時(shí)效處理、劃十字線、活塞頭與活塞裙的加工組裝。 活塞裙的主要加工部位是活塞裙頭部表面、活塞裙部橢圓形、銷孔。除機(jī)械加工外，還有調(diào)質(zhì)處理、劃螺紋孔線、探傷等。 加工階段的劃分與工序順序的安排 活塞頭的主要加工部位是頂部燃燒室、氣環(huán)環(huán)槽和底口端面。這樣能保證基準(zhǔn)統(tǒng)一和基準(zhǔn)重合，減少加工誤差，提高加工的精度。這樣能保證基準(zhǔn)統(tǒng)一和基準(zhǔn)重合，減少加工誤差，提高加工的精度。故活塞裙采用金屬型鑄造。 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 13 活塞裙部分應(yīng)具有合適的造型，防止熱粘著。 活塞頭頂面（特別是燃燒室部分）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度，以承受燃?xì)鈮毫?，并能承受足夠高的熱?fù)荷，防止熱裂。 活塞的工作條件： 活塞頂部承受汽缸中最高燃燒壓力，并通過活塞銷座、活塞銷傳給連桿；受到活塞組本身慣性力的作用；裙部承受曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的側(cè)壓力；活塞頂部受到由于溫度分布不均而產(chǎn)生的熱應(yīng)力和熱變形。活塞頭的冷卻油腔和活塞裙的頂部表面比較復(fù)雜，在加工過程中，有樣板可以作為對(duì)照來加工。 審查零件圖樣工藝性 活塞零件圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。該產(chǎn)品年產(chǎn)量為 100 臺(tái)，設(shè)其備品率為 10%，機(jī)械加工廢品率為 1%，現(xiàn)制定該活塞的機(jī)械加工工藝規(guī)程。為保證裝配精度，在活塞頭和活塞裙上都設(shè)有定位圓和支承面。 可見，活塞頭與普通整體鑄造鋁合金活塞頂部的不同主要有兩點(diǎn)：一是組合活塞的頂部與裙部是兩體的；二是組合活塞的內(nèi)冷卻油路不是鑄造而成的， 而是由加工后的活塞頭冷卻油槽與加工后的活塞裙頂端油槽組裝后而形成的。 圖 21 活塞受力變形示意圖 圖 22 活塞熱變形示意圖 180C 組合活塞結(jié)構(gòu) 12V180C 型柴油機(jī)組合活塞主要由活塞頭（缸頂）、活塞裙（鋁裙）和連接螺釘三部分組合而成的。所以無論是受力變形或熱變形都使原來的圓柱形的裙部變成橢圓形，橢圓的長軸在活塞銷孔的軸線方 向。由于圓周上金屬分布不均勻，銷孔軸心線方向的金屬，膨脹量大；而在垂直于軸線的方向上，熱膨脹量小。由于金屬分布不均勻，在活塞銷軸線方向的變形量比垂直于該方向的變形量大。 活塞在上述工作條件下，將產(chǎn)生受力變形和熱變形。 180C 活塞的工作情況 在柴油機(jī)氣缸內(nèi)，活塞在一部分工作循環(huán)壓縮氣體，而在另一部分工作循環(huán)氣缸青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 10 內(nèi)混合氣體燃燒膨脹使活塞頂面承受高溫（約 569?C）高壓（約 116～ 120Kgf/cm2）氣體的作用，并把壓力通過活塞銷、連桿傳給曲軸。 由于活塞工作時(shí)慣性非常大，所以規(guī)定同一臺(tái)柴油機(jī)上成套活塞的重量允差為 40g,調(diào)整重量可在底口Ф 162 處加工，其最 大極限尺寸為Ф 165。同時(shí)，在結(jié)構(gòu)上采取適當(dāng)措施，防止過大的熱變形。 活塞運(yùn)動(dòng)速度和工作溫度高，潤滑條件差，因此應(yīng)具有足夠的減摩性或采取特殊的表面處理?；钊麥囟冗^高，會(huì)破壞與鋼壁之間的正常間隙；在高溫下，活塞 內(nèi)部的溫度梯度造成很大的熱應(yīng)力，如果活塞頂部溫度超過 370～ 400℃時(shí)，則會(huì)引起活塞頂疲勞熱裂現(xiàn)象。 青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 9 活塞還承受高溫燃?xì)獾淖饔茫话慊钊敳科骄鶞囟瓤蛇_(dá) 200~400℃左右。此 外，活塞還承受在連桿傾斜位置時(shí)側(cè)壓力的周期性沖擊作用，在氣體壓力、往復(fù)慣性力和側(cè)壓力的綜合作用下，活塞的機(jī)械負(fù)荷相當(dāng)嚴(yán)重，活塞頂部承受彎曲應(yīng)力；活塞銷座承受拉伸、壓縮和彎曲應(yīng)力；活塞環(huán)槽承受沖擊力和磨損；活塞裙部承受側(cè)壓力和磨損等。 活塞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求 活塞的裝配圖如圖 qtechssemble00 所示。所以，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是裝備設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作，是加工過程中最活躍的因素之一?？梢钥闯鰥A具在機(jī)械 加工中占有很重要的地位，尤其是在中小批量生產(chǎn)時(shí)更是大量采用機(jī)床夾具，它們是機(jī)床和工件之間的連接裝置，使工件相對(duì)機(jī)床或刀具獲得 正確的位置。設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟一般為： 1）閱讀裝配圖和零件圖 2）工藝審查 3）熟悉和確定毛坯 4）擬定加工工藝路線 5）確定滿足各工序要求的工藝裝備（包括機(jī)床、夾具、刀具、和量具等） 6)確定各主要工序的技術(shù)要求和檢驗(yàn)方法 7）確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸和公差 8）確定切削用量 9）確定時(shí)間定額 10）填寫工藝文件 一個(gè)機(jī)床的機(jī)械工藝制造系統(tǒng)由機(jī)床、工件、刀具和夾具組成。 機(jī)械加工工藝規(guī)程 機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的文件，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機(jī)械加工工藝規(guī)程來體現(xiàn)。未來 3—5 年內(nèi)，將使中國 發(fā)展成為 AVL 的第二大戰(zhàn)略市場(chǎng)。 而且，隨著 AVL 在中國的業(yè)務(wù)不斷擴(kuò)大，人員增多，到年底 AVL 將遷往三元橋附近的佳程廣場(chǎng)辦公； 2021 年， AVL 將成立廣州辦事處。隨著大批外國公司在中國開始建立技術(shù)中心，他們?cè)跍y(cè)試設(shè)備方面的需求量很大。 AVL 在市場(chǎng)上推出的每一個(gè)新產(chǎn)品都是經(jīng)過 AVL 產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門苛刻的試驗(yàn) 。連世康認(rèn)為， AVL 要始終保持比客戶了解更多更新的技術(shù)，才能更好地為客戶服務(wù)。 作為一家技術(shù)咨詢公司， AVL 很重視技術(shù)創(chuàng)新。 AVL 可以提出用哪些供應(yīng)商的零件，但到底用不用這些供應(yīng)商、這些零件是怎樣生產(chǎn)的， AVL 控制不了。 新產(chǎn)品投產(chǎn)一個(gè)很重要的問題是供應(yīng)商的選擇，連世康又一次指出了中國客戶的軟肋。國內(nèi)許多客戶為了搶奪市場(chǎng)空間，通常要求 AVL 縮短項(xiàng)目周期。而國內(nèi)的客戶普遍對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)整個(gè)流程所需的時(shí)間估計(jì)不足，通常要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開發(fā)的時(shí)間越短越好，對(duì)樣機(jī)出來以后的工作往往重視不夠。 但目前，國內(nèi)企業(yè)研發(fā)柴油機(jī)能力到底怎么樣呢，它們能趕上柴油 “新潮流 ”嗎？或許，我們可以從連世康講述 AVL 與國內(nèi)外客戶合作的情況中略知一二。上海大眾的柴油版帕薩特和 POLO 也正在研發(fā)過程中。有這種計(jì)劃的并不只是華泰現(xiàn)代，長豐獵豹也表示，下階段將考慮推出柴油 SUV；中興汽車也有此計(jì)劃。汽車企業(yè)將柴油車及柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)視為重點(diǎn)，成為一種新的趨勢(shì)。 連世康認(rèn)為，在 3—5 年內(nèi) ，中國使用柴油機(jī)的狀況會(huì)有較明顯的變化。 在中國，如果有 1/3 的轎車青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 6 使用柴油機(jī)，那么整個(gè)國家每天就可以節(jié)省百萬元人民幣，同時(shí)減少了對(duì)國外燃油的進(jìn)口依賴。更好的燃料經(jīng)濟(jì)意味著汽車消費(fèi)者使用更少的燃料，同時(shí)從使用柴油機(jī)車中節(jié)省支出。 GDI 成員認(rèn)為清潔柴油和高級(jí)的汽車柴油機(jī)技術(shù)可以幫助中國減少對(duì)進(jìn)口石油的依賴，可以減少氣體排放污染，并可以幫助政府和汽車消費(fèi)者節(jié)省在汽油上的支出。 GDI 所有成員會(huì)共同努力，盡最大的努力幫助中國政府、企業(yè)及公眾，讓他們了解目前柴油機(jī)的技術(shù)和今后的發(fā)展趨勢(shì)。 連世康認(rèn)為，柴油機(jī)在中國的使用需要一個(gè)過程，因?yàn)橐郧暗牟裼桶l(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)不行，柴油質(zhì)量差等原因，導(dǎo)致在公路上，經(jīng)?？吹揭贿B串黑煙從車尾冒出來。 據(jù)了解，在 2021 年，歐洲客車市場(chǎng)的柴油機(jī)占有率達(dá)到了 48%。GDI 最初由 7 家公司共同發(fā)起，如今已經(jīng)進(jìn)入第五個(gè)年頭， GDI 的核心成員幾乎都是洋 “武林高手 ”，包括戴姆勒 —克萊斯勒，康明斯、博世、沃爾沃卡車等國際汽車巨頭?；谶@一點(diǎn)， AVL 仍會(huì)繼續(xù)傳授中國汽車企業(yè) “內(nèi)功心法 ”。 ” “在 AVL 與奇瑞之間的合作項(xiàng)目中， AVL 與奇瑞的相關(guān)負(fù)責(zé)人員一起溝通，進(jìn)行分工來開發(fā)產(chǎn)品；我們的目標(biāo)是幫助中國企業(yè)做強(qiáng)，能夠自主開發(fā)品牌產(chǎn)品。奇瑞能有如此大的成就，其實(shí)也是多虧有了這位 “武林高手 ”指點(diǎn)迷津。隨著在中國業(yè)務(wù)的不斷擴(kuò)大和發(fā)展， AVL 公司于 2021 年在重慶開設(shè)了第三個(gè)代表處，以適應(yīng)西部大開發(fā)戰(zhàn)略及開拓廣大 西部市場(chǎng)的需要，使西部廣大客戶能享受與東部沿海地區(qū)同樣快捷方便貼近客戶的服務(wù)。 AVL 于 1995 年設(shè)立上海代表處， 1999 年在福建廈門與國家科技部中國科技開發(fā)院 (廈門 )合資成立了 “廈門海騰發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試設(shè)備有限公司 ”。 這個(gè)人就是連世康，他最驕傲的事情之一就是他能講一口流利的普通話。amp。早在 1981 年，他就踏上了中國本土，那時(shí)候他只 是 20 歲出頭的小伙子，之前擔(dān)任過研究員、院長助理，調(diào)查、撰寫、編輯、翻譯有關(guān)中國大陸和臺(tái)灣地區(qū)經(jīng)濟(jì)狀況的文章，對(duì)中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有相當(dāng)?shù)牧私狻Ａ硗?，為中國政府部門提供咨詢及支持，也是李斯特公司一直不懈努力的一部分： 1987 年，李斯特公司曾協(xié)助機(jī)械部制定了《中國內(nèi)燃機(jī)發(fā)展系列型譜》；協(xié)助國家機(jī)械局制定《中國柴油機(jī)煙度排放標(biāo)準(zhǔn)》，為其無償提供咨詢、設(shè)備等各種軟硬件幫助。 老李斯 特教授及 AVL 公司的傾心努力，得到了中國發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)的稱贊。 在過去的幾十年里，公司創(chuàng)始人老李斯特教授及 AVL 公司始終把為中國培養(yǎng)一流的科技人材、支持中國發(fā)動(dòng)機(jī)事業(yè)的獨(dú)立快速發(fā)展放在第一位。 李斯特公司和中國的友誼源遠(yuǎn)流長。 目前，幾乎你所聽說過的國內(nèi)、國外汽車生產(chǎn)廠家都是 AVL 公司的合作伙伴。 在中國汽車 “江湖 ”，特別是發(fā)動(dòng)機(jī)及內(nèi)燃機(jī) “江湖 ”， AVL（李斯特內(nèi)燃機(jī)及測(cè)試設(shè)備公司）絕對(duì)稱得上 “武林高手 ”，而且是來自奧地利的洋 “武林高手 ”。也是全球規(guī)模最大的從事內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)、動(dòng)力總成研究分析以及有關(guān)測(cè)試系統(tǒng)和設(shè)備開發(fā)制造的私有公司。李斯特公司成立于 1948 年，當(dāng)時(shí)只是一個(gè)簡陋的設(shè)計(jì)工作間，今天她已發(fā)展成為一個(gè)集發(fā)動(dòng)機(jī)科研、開發(fā)、設(shè)計(jì)、咨詢、以及發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試設(shè)備生產(chǎn)的跨國高科技集團(tuán)， 3,100 名員工。 內(nèi)燃動(dòng)車組的發(fā)展，不僅提高了鐵路在國內(nèi)運(yùn)輸市場(chǎng)的競爭能力，還提高了在國際市場(chǎng)上的競爭能力，也為 21 世紀(jì)初葉我國鐵路客運(yùn)提供了新的運(yùn)輸工具。每節(jié)動(dòng)車裝用美國 Caterpillar3508B 型柴油機(jī)；動(dòng)車組總功率為 21360 馬力，席位 568 個(gè)，最高速度 120km/h。 1994 年和 1995 年，四方廠制成天安 1 和天安 2 型液力傳動(dòng)單節(jié)公務(wù)內(nèi)燃機(jī)動(dòng)車； 1997 年唐山機(jī)車車輛廠（以下簡稱唐山廠）制成電力傳動(dòng)單節(jié)公務(wù)內(nèi)燃動(dòng)車。東風(fēng)型內(nèi)燃機(jī)車組的制成，開創(chuàng)了我國鐵路客運(yùn)內(nèi)燃化的新時(shí)代，也青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 3 為進(jìn)一步開發(fā)衛(wèi)星型和東方系列液力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車打下了基礎(chǔ)。改動(dòng)車組由 2 輛動(dòng)車和 4 輛雙層客車組成。 捷力型交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車的研制成功，進(jìn)一步縮小了國產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)車與世界先進(jìn)水平差距，為研制和開發(fā)大功率交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，開辟了繼續(xù)前進(jìn)的道路，也為 21世紀(jì)進(jìn)一步開發(fā)第四代內(nèi)燃機(jī)車奠定了良好的基礎(chǔ)。 1999 年 9 月 8 日，在中車公司組織領(lǐng)導(dǎo)下，由四方廠、株洲電力機(jī)車研究所和大連所合作，制成了國產(chǎn)第一臺(tái)交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車 捷力型（ NJ1 型）調(diào)車機(jī)車。中車公司為工礦鐵路提供的機(jī)車，由國家鐵路用的東方紅 東風(fēng) 東風(fēng) 和東風(fēng) 4 型的內(nèi)燃機(jī)車；還有專門為工礦鐵路設(shè)計(jì)的東方紅 5B、東方紅 5C、東方紅 東方紅 東方紅 7B、GK G