汽车发动机活塞零件加工工艺开题报告(6)

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3、同一主要表面的粗加工、半精加工、精加工、光整加工、尽量用其他工序隔开，以利于减少该主要表面因工件内应力重新分布而产生的变形，确保其加工精度。如安排活塞销孔这一主要表面的加工顺序时，在“钻销孔”与“扩销孔”两工序间安排了多道工序，其中“车止口”和“铣销座凹坑”两道为加工辅助表面工序，“钻减应力孔”和“铣回油槽”两道为加工次要表面的工序，“半自动车削”为加工裙部外圆、环槽等主要表面的工序，“中间检查”为辅助工序，在“扩销孔”与“粗镗销孔”两道工序间，安排了“钻销座油孔”这一加工次要表面工序。

4、安排加工工序时，应该尽量避免断续切削，并使加工时的刚度尽量提高些，以提高刀具的耐用度，避免加工中的振动，确保加工质量。如“车锁环槽”工序安排在“半自动车削”之前，这样，在“半自动车削”工序车削油环槽时，就自然得切除了减应力孔和回油槽外部的毛刺。

4.2 活塞加工优化方案

(1)预先做成椭圆形（图4）：

预先做成椭圆形，为了使裙部两侧承受气体压力并与气缸保持小而安全的间隙，要求活塞在工作时具有正确的圆柱形。但是，由于活塞裙部的厚度很不均匀，活塞销座孔部分的金属厚，受热膨胀量大，沿活塞销座轴线方向的变形量大于其他方向。另外，裙部承受气体侧压力的作用，导致沿活塞销轴向变形量较垂直活塞销方向大。这样，如果活塞冷态时裙部为圆形，那么工作时活塞就会变成一个椭圆，使活塞与气缸之间圆周间隙不相等，造成活塞在气缸内卡住，发动机就无法正常工作。因此，在加工时预先把活塞裙部做成椭圆形状。椭圆的长轴方向与销座垂直，短轴方向沿销座方向。这样活塞工作时趋近正圆。

（2）活塞沿高度方向的温度很不均匀，活塞的温度是上部高、下部低，膨胀量也相应是上部大、下部小。为了使工作时活塞上下直径趋于相等，即为圆柱形，就必须预先把活塞制成上小下大的阶梯形、锥形。

(3）为了减小活塞裙部的受热量，通常在裙部开横向的隔热槽，为了补偿裙部受热后的变形量，裙部开有纵向的膨胀槽。槽的形状有"T"形或"Π"形槽。横槽一般开在最下一道环槽的下面，裙部上边缘销座的两侧(也有开在油环槽之中的)，以减小头部热量向裙部传递，故称为隔热槽。竖槽会使裙部具有一定的弹性，从而使活塞装配时与气缸间具有尽可能小的间隙，而在热态时又具有补偿作用，不致造成活塞在气缸中卡死，故将竖槽称为膨胀槽。裙部开竖槽后，会使其开槽的一侧刚度变小，在装配时应使其位于作功行程中承受侧压力较小的一侧。柴油机活塞受力大，裙部一般不开槽。

（5）为了减小铝合金活塞裙部的热膨胀量，有些汽油机活塞在活塞裙部或销座内嵌入钢片（图7）。恒范钢片式活塞的结构特点是，恒范钢为含镍33%～36%的低碳铁镍合金，其膨胀系数仅为铝合金的1/10，而销座通过恒范钢片与裙部相连，牵制了裙部的热膨胀变形量。

4.3 夹具设计

4.3.1车削外圆夹具设计

本道工序是在止口和销座凹坑的加工完成之后进行的，止口的内孔和内端面是活塞加工的辅助端面，半自动车床车削的要求虽然高些，但工件只需要安装一次，便可以完成活塞外圆上多个工位的加工，本工序利用的就是止口内孔和内端面定位，在销座凹坑上施加夹紧力进行夹紧的。夹具采用的是由液压机构推动的卡爪在销座凹坑上施加夹紧力进行夹紧的。如图8所示夹具的主体由连杆1、卡爪2、和夹具体组成，当液压机构推动连杆1向前运动时，由于卡爪2上的斜槽的导向，使得两卡爪绕销3转动一定的角度，从而使得卡爪前端张开，在活塞的凹坑上施加夹紧力，夹紧活塞。当本工序加工完成之后，液压机构往回运动带动连杆回复，从而使得卡爪前端缩回，退出并卸下活塞。