汽車制造工藝學課程設計-資料下載頁

　　

【正文】 上，首先要確定適應發動機性能所需求的接觸壓力分布。其次通過計算求得這樣的接觸壓力分布的自由形狀。根據計算值制作靠模，然后用此靠模車出活塞環在自由狀態下的形狀。活塞環的接觸壓力分布大致可分為三類：（1）等壓分布，它是在活塞環整個圓周上分布著相同的接觸壓力；（2）梨形分布，即在活塞環開口處接觸壓力高于環周平均接觸壓力；（3）蘋果形分布，即在活塞環開口處接觸壓力低于環周平均接觸壓力。如圖421。2 活塞環外徑曲線成形方法（1）正圓毛坯熱定型法這種方法是將毛坯鑄造并加工成正圓，而后切開環的開口，再把開口沿切線方向撐開。將間隔塊插入間隙中，在600℃左右進行熱處理，于是活塞環就在撐開狀態下被固定下來。這種方法可制造出開口間隙適當、等壓分布的活塞環。這種方法的缺點是開口兩側承受最大的彎曲應力；同時由于熱定形時在不同位置給予不同應力的狀態下受熱的影響，故經熱處理后的形狀未必是理想的自由狀態下的形狀。因此，實際上要將環再在閉合狀態下進行一次加工。而且正圓毛坯環具有開口處的接觸壓力低，使用時變形大的缺點，所以現在已不大使用了。見圖422。圖 壓力分布圖 為使熱定型環獲得正橢圓度所用的撐開嵌塊的形狀 （2）橢圓毛坯正圓加工方法為克服正圓毛坯環的缺點，隨后發展了鑄造橢圓毛坯后再正圓加工的方法。這種方法是先將毛坯，作成自由狀態下的形狀，再從這種毛坯中切掉相當于自由開口的部分，將切去開口的毛坯放進彈性套筒內，收緊套筒使開口閉合，于閉合狀態下將環的上下端面夾緊，然后卸下彈性套筒，在車床上將外圓車成正圓。外圓加工后，再將環壓到圓筒中加工內圓。這種加工方法得到的環，其徑向壓力分布的均勻性比熱定形環為好，且熱變形小。這種方法的缺點是在作外圓加工時，由于硬將橢圓毛坯閉合成正圓形，所以在毛坯中產生了很大的應力，其中一部分作為殘余應力留在活塞環中，因此使環失圓，且對徑向壓力分布產生不良影響。為了克服上述缺點，出現了橢圓毛坯的靠模加工法。（3）單體橢圓毛坯靠模橢圓加工法這種方法是以徑向壓力分布曲線為基礎，用徑向壓力分布函數計算出自由狀態下活塞環的形狀，根據曲線要求制出靠模，用這種靠模對橢圓毛坯進行外圓加工，然后切掉相當于自由開口間隙的那一部分，再裝入筒形夾具中車削內圓。用這種方法加工的活塞環，至少在理論上能符合所需要的徑向壓力分布。但實際上經過加工的環放入正圓量規中時，其接觸并不理想。主要原因是靠模加工外圓的毛坯壁厚有不均勻的情況，裝到夾具去時，局部位置產生應力不均勻之故，也就是說，對外圓無論怎樣精確地進行靠模加工，如果在應力不均勻的狀態下車削內圓由于殘余應力的影響，使環外徑變形，產生局部透光。為了防止這種情況，除了鑄造毛坯應當形狀正確外，在加工時要充分注意定位準確，使加殘余量盡量均勻。為了改進這種只進行外圓靠模車削的缺點，可采用內外圓同時靠模車削的方法，減小殘余應力的影響，進一步接近理論要求。（4）正圓毛坯橢圓加工法在生產批量不大，只能供給正圓筒體毛坯時，也可采用正圓毛坯橢圓加工法。這種方法是加大毛坯余量，把正圓毛坯按靠模車削的方法加工。這種方法有見效快、生產周期短的優點，缺點是加工殘余量很不均勻，加工余應力很大，要經多次加工消除。這種方法只適合批量不大、工裝不齊的生產。（5）橢圓筒體靠模加工法在生產球墨鑄鐵時，單體鑄毛坯很難控制質量，只能提供筒體毛坯，這時也可采用橢圓筒體毛坯加工法。這種加工法是對橢圓筒體毛坯直接靠模車削內外圓，并切為單體。這種方法比正圓筒體靠模加工殘余應力小，但切片要困難些。 活塞環銑切開口是在仿形加工后，不卸下工件，將心軸裝上雙頭銑切開開口，然后再卸下工件。1 銑切開口的切削用量a、 銑削速度銑削速度ν 是指銑刀刀齒的線速度，即， 式中的D 為銑刀外徑，D＝6075n為銑刀每分鐘轉速，n＝160190轉/分，因此ν＝3045米/分b、 銑削進給量在工藝上所給出的進給速度是指每分鐘的進給量S分（毫米/分），用來計算加工零件的機動時間。另外為了考慮銑刀負荷和加工質量要有每齒進給量S齒（毫米/齒）和每轉進給量S轉（毫米/轉）。這三種進給量之間的關系為：S分=S轉n＝S齒Zn 式中S分為每分鐘進給量，S轉為每轉進給量，S齒為每齒進給量，n為轉速，Z為銑刀齒數。c、銑削深度銑削深度t即每次進給所切除金屬層的厚度。活塞環銑切開口，只進行一次進給，即銑切深度等于活塞環成品徑向厚度加上加工余量，一般在46mm之間。2 銑切方法a、逆銑法，銑刀與工件進給方向相反運動的逆銑法，這種方法切削力與進給力方向相反，減少振動使之加工平穩。b、雙刀刀削，為了提高生產效率與保證加工的幾何精度，避免重復誤差的影響，采用雙刀切削。 銑切開口的工藝要求1 銑切開口的工藝基準：銑切開口工序與仿形加工共用裝夾心軸，裝夾定位一樣是端面、內圓及定位凸塊，在銑床上安裝心軸的定位基準是心軸兩端中心孔與心軸尾部的定位扁方，由銑床上的液壓頂針夾緊。2 工藝要求（見圖424）a、 切去部分必須對稱于橢圓短軸，左右偏移不超過1mm。b、 仿形加工尺寸合格的毛坯，經銑切開口后，裝入相應廠牌、程式的量規中，閉合間隙符合工藝要求c、 試切長度與試切調整角度在實踐中試驗確定（ 間），以裝入量規中合格為準。d、 開口間隙中心線在量規中應與量規的半徑方向重合，開口線應平行，不允許形成外喇叭口。e、 不允許產生缺角。 活塞環的內圓加工不論是車削還是鏜削，都必須滿足產品在本工序上的工藝要求。內圓加工可分為粗車內圓和精車內圓兩道工序，這兩道工序的加工余量、切削量都不同，技術要求也不同，分別敘述如下：1 粗車內圓的工藝要求（1）切削用量轉速190300轉/分，隨活塞環直徑大小而改變，切削速度8590米/分。 mm/轉。切削深度、 mm，粗細車余量分配為2：1。（2）尺寸精度：徑向厚度公差177。， mm。 ▽（3）外觀要求： mm的缺角，不允許有挖傷與顫紋，不允許外圓有崩邊，平面上不允許有翻邊、毛刺。（4）表面粗糙度：2 粗鏜內圓： 轉速150200轉/分， 切削速度4050米/分， 進刀量， mm/轉（3036 mm/分） 其他要求同粗車內圓工藝要求。3 細車內圓工藝要求（1）切削用量 轉速n=240380轉/分, 切削速度υ=100115米/分， mm/轉， mm。（2）尺寸精度：徑向厚度公差177。▽（3）外觀要求：。若在精車外圓后細車內圓，工件外圓不允許有拉傷。（4）表面粗糙度： 精車外圓活塞環外圓的加工狀態，對環的性能有直接重大的影響。對外圓加工狀態提出的要求是：與缸壁貼合良好，初期磨合性能好，對缸壁不發生咬缸，且耐磨性好。為了滿足上述要求，采取了各種不同的加工方法。其中靠模車削外徑是確定活塞環徑向壓力分布的最重要的工序，但僅用靠模車加工外圓是不夠的，為了獲得所要求的外圓面，必須再進行精車。1 精車外圓的工藝要求及檢查 （1）工藝要求 尺寸精度: () D壓環直徑▽ 徑向厚度：t + 外觀要求：表面粗糙度 切削用量： 主軸轉速：n＝230轉/分 進刀量：s=～ 切削深度：t＝ （2）加工尺寸的檢查工件加工完畢后，用外徑千分尺測量外徑，同一心軸上的兩組環都要測量上、中、下三處直徑，都應在公差之內。 精修開口活塞環在精車外圓后，需要修正環的開口，以得到規定的開口間隙值，因為即使精車外圓的精度很高，但直徑的誤差及靠模車削的影響，都會放大而成倍的影響開口間隙誤差。1 精修開口的工藝要求▽精修開口后，將環裝入相應量規中，開口間隙值應符合工藝要求。外圓尖角允許有缺角，開口閉合后兩端面間應平行，不允許有向外的喇叭口，表面粗糙度：2 精修開口的加工方法精修開口有手動修口機、半自動液壓修口機或單片半自動修口機等。手動修口機僅適用于批量生產。這種方法是用手將環裝入修口窩座中，利用本身彈力和手壓緊，采用鋸片銑刀，單片手動進給加工。半自動液壓修口機是將一組環（200片），對齊開口，壓入帶有錐形過渡部分的修口胎套中，有定向鍵導向，液壓進給，將環壓至修口套圓柱部分采用鋸片銑刀加工。這種方法生產能力很高，適用于大批量生產。精修開口銑刀厚度的選擇可按下式計算，設銑刀厚度為H，則H＝（D修口套內徑D活塞環成品直徑）π+△ 。 活塞環的表面處理活塞環的表面處理在現代活塞環技術中占有很大的比重，回顧活塞環的表面處理技術的發展過程，實際上是一個從易到難，從簡單到復雜，從單一性能到綜合性能的演變過程。活塞環表面復層的方法很多，可歸納為二大類：1 以改善環的初期磨合性能，提高耐蝕性為目的的，稱磨合型，如四氧化三鐵（F3O4）、磷酸鹽、錫等；2 以延長活塞環壽命為目的的，稱耐磨型，主要是鉻、鉬等。對于高負荷、高速發動機主要是第二類。活塞環表面處理種類很多，常用的有： 磷化處理磷化是指在活塞環表面通過磷酸鹽處理，生成多孔性的磷酸錳（或鋅）和磷酸鐵的柔軟薄膜。具有耐腐蝕和提高初期磨合性能。～。 參考文獻 1 《內燃機設計》 萬欣 林大淵主編 天津大學出版社2 《柴油機設計》 西安交通大學內燃機教研室3 《活塞環手冊》 王鳳蘭主編 上海船用柴油機研究所4 《汽車制造工藝學》 王寶璽 賈慶祥主編 機械工業出版社5 《柴油機手冊》 侯天理 何國煒編譯 上海交通大學出版社6 《內燃機配件》 石家莊內燃機基礎件研究所《內燃機配件》編輯部7 《國外內燃機》 上海內燃機研究所《國外內燃機》編輯部8 《工程材料及熱加工》 陳培里主編 高等教育出版社9 《汽車構造 上冊》 陳加瑞主編 人民交通出版社10 《機械零件制造工藝學手冊》 33 / 33