【正文】 的設(shè)備，活塞直徑最大可達(dá)200mm。由于上述優(yōu)異性能，裝有復(fù)合材料活塞的豐田汽車的大修里程可延長到30萬km，發(fā)動機(jī)的輸出功率可提高5%，而且燃油和潤滑油的消耗均得到改善。此外，碳纖維、鈦酸鉀晶增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料活塞正在開發(fā)之中。美國也已試制出氧化鋁短纖維增強(qiáng)鋁合金活塞，并有了這方面的專利，除了用氧經(jīng)鋁纖維局部增強(qiáng)活塞的第一道環(huán)槽外，活塞的整個(gè)冠部也可用氧化鋁纖維增強(qiáng)，活塞冠部的耐熱性進(jìn)一步提高，發(fā)動機(jī)的性能和燃燒效率也可顯著改善。1984年，英國AE公司就推出了陶瓷纖維增強(qiáng)鋁活塞的樣品，后來又有了用氧化鋁纖維增強(qiáng)鋁合金制造內(nèi)燃機(jī)活塞的專利。據(jù)介紹，東南大學(xué)推出的陶瓷纖維增強(qiáng)復(fù)合材料鋁活塞已在汽車發(fā)動機(jī)、大馬力柴油機(jī)上得到應(yīng)用，可使活塞使用壽命提高3～5倍，并提高發(fā)動機(jī)功率，減少燃油消耗和廢氣排放。三、本課題研究的主要內(nèi)容21世紀(jì)對內(nèi)燃機(jī)的要求是大功率、低油耗、低排放和長壽命，活塞質(zhì)量的好壞直接影響到內(nèi)燃機(jī)的工作質(zhì)量。目前高速內(nèi)燃機(jī)活塞材料主要是鋁合金，對于轉(zhuǎn)速低一些，熱負(fù)荷又比較大的柴油機(jī)，部分活塞的材料則選擇了鑄鐵，另外國外還有采用鋼材來制造活塞。鋁基復(fù)合材料因其優(yōu)異的性能特點(diǎn)，作為新型活塞材料，已在發(fā)動機(jī)行業(yè)得到應(yīng)用，并開始進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模。因此，活塞工作的特點(diǎn)是：在高溫高壓下作長時(shí)間連續(xù)變負(fù)荷的往復(fù)直線運(yùn)動。圖1表示一個(gè)鋁活塞。它承受著氣體的壓力，并受到高溫氣體的直接作用。其中靠近頂面的三個(gè)環(huán)槽稱為氣環(huán)槽。離頂面最遠(yuǎn) 一個(gè)環(huán)槽稱為油環(huán)槽。包括頂面和環(huán)槽在內(nèi)的部分4稱為活塞頭部?；钊共繉钊跉飧變?nèi)的往復(fù)運(yùn)動起導(dǎo)向作用，并承受側(cè)壓力。所謂側(cè)壓力是指在壓縮行程和作功行程中，作用在活塞頂部的氣體壓力的水平分力使活塞壓向氣缸壁?；钊共砍惺軅?cè)壓力的兩個(gè)側(cè)面稱為推力面，它們處于與活塞銷軸線相垂直的方向上。活塞銷孔的兩端面有鎖環(huán)槽6。它是專門為加工活塞而設(shè)置的輔助精基面?；钊诠ぷ鬟^程中將產(chǎn)生受力變形和熱變形。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為大。由于四周上金屬分布不均勻，銷孔的軸心線方向的金屬厚，熱膨脹量大；而在垂直于軸心線的方向上，熱膨脹量較小。如圖2（b)表示。這樣，必然使活塞與氣缸套的間隙不均勻地減小甚至消失，以至于發(fā)生強(qiáng)烈的磨損甚至咬住。橢圓度的大小隨活塞的型號而不同。 圖2 此外，活塞工作時(shí)，頂面和高溫氣體直接接觸，熱量由上面?zhèn)鞯较旅?，上面的溫度高，熱膨脹量大；下面的溫度低，熱膨脹量小。—。在活塞上還銑有縱向槽（稍斜）以增加活塞裙部的彈性（橫向槽亦有這一作用）。為了使活塞銷的磨損均勻，在工作溫度下，應(yīng)使活塞銷孔及連桿小頭襯套孔中能自由轉(zhuǎn)動，所謂“浮動式”活塞銷。活塞結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：⑴預(yù)先做成橢圓形為了使裙部兩側(cè)承受氣體壓力并與氣缸保持小而安全的間隙，要求活塞在工作時(shí)具有正確的圓柱形。另外，裙部承受氣體側(cè)壓力的作用，導(dǎo)致沿活塞銷軸向變形量較垂直活塞銷方向大。因此，在加工時(shí)預(yù)先把活塞裙部做成橢圓形狀。這樣活塞工作時(shí)趨近正圓。為了使工作時(shí)活塞上下直徑趨于相等，即為圓柱形，就必須預(yù)先把活塞制成上小下大的階梯形、錐形。槽的形狀有T形或Π形槽。豎槽會使裙部具有一定的彈性，從而使活塞裝配時(shí)與氣缸間具有盡可能小的間隙，而在熱態(tài)時(shí)又具有補(bǔ)償作用，不致造成活塞在氣缸中卡死，故將豎槽稱為膨脹槽。柴油機(jī)活塞受力大，裙部一般不開槽。 　　⑸為了減小鋁合金活塞裙部的熱膨脹量，有些汽油機(jī)活塞在活塞裙部或銷座內(nèi)嵌入鋼片。⑹有的汽油機(jī)上，活塞銷孔中心線是偏離活塞中心線平面的，向作功行程中受主側(cè)壓力的一方偏移了1～2mm。在安裝時(shí)，這種活塞銷偏置的方向不能裝反，否則換向敲擊力會增大，使裙部受損。現(xiàn)摘要說明如下：，所以尺寸精度通常為2級，對于高速內(nèi)燃機(jī)的活塞甚至要求是1級精度。裝配時(shí)，將活塞按裙部尺寸，氣缸套接孔徑尺寸個(gè)分為三組，將對應(yīng)的組進(jìn)行裝配（這種方法稱為分組裝配法），以保證達(dá)到要求的設(shè)計(jì)間隙?；钊共客鈭A的光潔度不低于▽8。為了減少機(jī)械加工勞動量，活塞銷孔和活塞銷的裝配也采用分組裝配法。目前暫時(shí)按，▽8制造，以便在裝配時(shí)用鉸刀精鉸。對于解放牌活塞，這一距離規(guī)定為56177。對于解放牌活塞。對于解放牌活塞。5．為了保證發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，同一發(fā)動機(jī)中個(gè)活塞的重量不應(yīng)相差很大。因此活塞應(yīng)按重量分組裝配。它的化學(xué)成分是Si4~6%。~%。其余是。在汽車拖拉機(jī)工業(yè)中很少用鑄鐵活塞。但它亦有一些缺點(diǎn)：1．材料價(jià)格比較貴；2．熱膨脹系數(shù)大，約為鑄鐵（機(jī)體和氣缸套的材料）的兩倍；3．機(jī)械強(qiáng)度及耐磨性差。鋁活塞毛坯采用金屬模澆鑄。鋁活塞毛坯在機(jī)械加工前要切去澆冒口，并進(jìn)行時(shí)效處理，消除鑄造時(shí)因冷卻不均勻而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。活塞經(jīng)過時(shí)效處理后還能增加強(qiáng)度和硬度。整個(gè)工藝過程分為粗加工和精加工兩個(gè)階段。該廠的活塞年產(chǎn)量為25—30萬個(gè)，屬于大批大量生產(chǎn)。流水線中有專用機(jī)床，亦有經(jīng)過改裝的通用機(jī)床，并采用了大量的專用工夾具保證，不依靠工人的技術(shù)水平，因此機(jī)床和工夾具都應(yīng)精確調(diào)整?；钊饕砻娴某叽缇群拖嗷ノ恢镁鹊囊蠖己芨?，因此希望以一個(gè)統(tǒng)一基面定位來加工這些要求高的表面。采用止口和端面（或錐面和中心孔）作為基面有下列優(yōu)點(diǎn)；⑴用這種定位方法可以加工裙部、頭部、頂面、銷孔等主要表面級其他次要表面。⑵活塞裙部在半徑方向容易產(chǎn)生變形。當(dāng)然采用這種定位方法也有不足之處：⑴要加工一些本來不需要加工的地方，而且精度要求較高，還要經(jīng)過第二次休整和加工?，F(xiàn)在加工時(shí)用止口定位，止口對裙部外圓的不同軸度就要影響環(huán)槽、銷孔的位置精度，⑶增加了精切面的工序（切去中心孔）。但是從保證加工質(zhì)量這方面看來，利用統(tǒng)一基準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)超過缺點(diǎn)，所以這種定位方式得到廣泛的應(yīng)用。由于工件還是毛坯表面，用一般的三爪卡盤夾持不夠牢固，所以故意把卡爪加長（廠中稱為長三爪卡盤），以避免工件在切削力作用下產(chǎn)生傾斜。很明顯，如毛坯的外圓和內(nèi)壁有較大的不同軸度，用外圓定位加工出的止口就與外圓同軸，而與內(nèi)壁不同軸，以后再用止口定位加工外圓，內(nèi)外表面仍不同軸，造成壁厚差。采用外圓定位車止口的方法，—。在進(jìn)行各主要表面的精加工前，必須對基面再進(jìn)行一次精加工（工序9，精車止口，打中心孔）。基面再進(jìn)行一次精加工可以提高基面本身的精度。在車床空心主軸中裝有能軸向移動的發(fā)中心鉆（用于鉆反轉(zhuǎn)工件用的中心鉆）。2．環(huán)槽的加工如前所述，在技術(shù)條件中對環(huán)槽側(cè)面的垂直度、跳動量、光潔度和槽寬尺寸精度都有較高的要求，因此環(huán)槽加工是活塞加工中重要工序之一。環(huán)槽刀的形狀見圖3。為了保證槽間的距離，切槽刀和夾板兩側(cè)都在平面磨床上磨到▽8，使兩側(cè)面互相平行。為此，在安裝刀具前，先用千分表對側(cè)向基面進(jìn)行找正。切槽刀的伸出長度是用樣件調(diào)整的，即在安裝工件的位置上安裝上樣件。根據(jù)樣件上各環(huán)槽的深度，調(diào)整各把環(huán)槽刀的伸出長度。這就會使刀具在切削過程中產(chǎn)生彎曲，影響尺寸精度和相對位置精度，解決的辦法是增加環(huán)槽的切削次數(shù)。（改變切槽刀的寬度）。解決這一問題有兩個(gè)措施：一是刀具在精磨以后，再用鉆石粉進(jìn)行研磨，使刀刃的光潔度在▽9以上；二是在刀刃部分磨出一條棱邊，—，后角為0176。在切削過程中，這條棱邊還有壓光作用，使環(huán)槽側(cè)面的光潔度得以提高。由于解放牌活塞的尺寸不大，橢圓度也不大，所以采用一次磨出的方法。當(dāng)活塞銷孔軸心線在垂直位置時(shí)，活塞的軸心應(yīng)在橢圓的中心，這時(shí)砂輪離活塞軸心最遠(yuǎn)，磨出橢圓的