【RS50】汽车铝活塞的加工工艺及工装设备的设计.doc文档
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裙部在圆周方向刚性不同，在销孔 轴线方向的弹性变形量比垂直于该方向的弹性变形量大，使活塞裙部在受力活塞的顶面受到汽缸内气 体压力的作用，产生弹性变形。
由于活塞 图 图 图 活塞在工作过程的部分称为活塞头部，其余部分称为活塞裙 部，在活塞工作过程起到向作用。
活塞中间的贯穿孔称为活塞销孔。
图中 是个短圆柱面和圆锥面的组合，通常称为止口，它是专门为加工活塞而 设置的铺助精基面在结构上和功能上没有作用。
镶嵌环为高镍铸铁，作 用是提高活塞该部位的强度和耐磨性，提高活塞的气密性和寿命。
此外，活塞工作时，顶面与高温气体接触，热量由头部传到裙部，头部温度 高，热膨胀大裙部温度低，热膨胀量小。
为了补偿这种不均匀的热变形。
把活塞头部的外径设计的比裙部的外径小，同时活塞裙部也设计成上下大小 的锥形。
汽车的活塞裙部的锥度是。
为了减少向裙部传导的热量，在活塞上铣有横槽，以减少向下传热的面 积。
椭圆度的大小随活塞的型号不同，在汽车活塞上，椭圆度为。
提高活塞该部位的强度和耐磨性，提高活塞的气密性和寿命。
专门为加工活塞而 设置的铺助精基面在结构上和功能上没有作用。
活塞中间的贯穿孔称为活塞销孔。
图中 是个短圆柱面和圆锥面的组合，通常称为止口，它是包刮曲顶面和油环在内的部分称为活塞头部，其余部分称为活塞裙 部，在活塞工作过程起到向作用。
称刮油环，它把 飞溅到汽缸套内壁上的多余润滑油刮去，使油从油环槽的小孔中流回曲轴 箱。
部分内容简介称为环槽，其中的两个环 槽称为气环槽，在气环槽中放置有部分内容简介称为环槽，其中的两个环 槽称为气环槽，在气环槽中放置有弹性的活塞环，用以密封活塞顶面以上的 燃烧室，分别为矩形槽和梯形槽，在油环槽中放置油环或称刮油环，它把 飞溅到汽缸套内壁上的多余润滑油刮去，使油从油环槽的小孔中流回曲轴 箱。
包刮曲顶面和油环在内的部分称为活塞头部，其余部分称为活塞裙 部，在活塞工作过程起到向作用。
活塞中间的贯穿孔称为活塞销孔。
图中 是个短圆柱面和圆锥面的组合，通常称为止口，它是专门为加工活塞而 设置的铺助精基面在结构上和功能上没有作用。
镶嵌环为高镍铸铁，作 用是提高活塞该部位的强度和耐磨性，提高活塞的气密性和寿命。
图 图 图 活塞在工作过程中将产生受力变形和热变形。
活塞的顶面受到汽缸内气 体压力的作用，产生弹性变形。
由于活塞裙部在圆周方向刚性不同，在销孔 轴线方向的弹性变形量比垂直于该方向的弹性变形量大，使活塞裙部在受力 后变成椭圆。
另方面，活塞顶部与高温气体接触，热量通过活塞顶部传倒 活塞裙部，温度升高产生变形。
由于活塞裙部圆周上金属分布不均匀，销孔 轴线方向金属厚，热膨胀量大垂直于销孔轴线发向热膨胀量小。
从而使活 塞裙部由于热变成椭圆，如图的虚线所示。
无论是受力变形还是热变形都使原来的圆柱形的裙部变成椭圆形，圆形 的长轴在活塞销孔的轴线方向上。
这样，必然使活塞与汽缸套的间隙不均匀 地减少至消失，以至于发生强烈的摩损甚至咬死。
为了补偿上述变形，由于 活塞裙部设计制造成椭圆形，椭圆的长轴在垂直于活塞销孔轴线的方向上， 并在活塞裙部的销孔附近铸出两块凹坑，增加活塞裙部与汽缸套内壁的间隙。
椭圆度的大小随活塞的型号不同，在汽车活塞上，椭圆度为。
此外，活塞工作时，顶面与高温气体接触，热量由头部传到裙部，头部温度 高，热膨胀大裙部温度低，热膨胀量小。
为了补偿这种不均匀的热变形。
把活塞头部的外径设计的比裙部的外径小，同时活塞裙部也设计成上下大小 的锥形。
汽车的活塞裙部的锥度是。
为了减少向裙部传导的热量，在活塞上铣有横槽，以减少向下传热的面 积。
在还铣有纵向的槽以增加活塞裙部的弹性。
活塞销孔内装活塞销与连杆小头孔相连接。
为了使活塞销的磨损均匀， 在工作温度下，应使活塞销在活塞销孔及连杆小头衬套中能自由转动，即所 谓浮动式活塞销。
为了避免活塞销在工作过程中轴向窜动，在锁环槽中 装有锁环。
第二章活塞主要技术条件分析 由于活塞的技术条件已经由国家科委指定了国家标准，对各部分的尺寸 公差，形状和位置公差以及粗糙度均作了详细的规定，现根据标准 摘要说明如下 活塞裙部外圆要求与汽缸很精密的配合，因此活塞裙部外圆尺寸 公差般为，对于高速内燃机的活塞甚至要达到。
为了减少机械加工 的困难，将活塞裙部和汽缸套孔径的制造公差放大三倍，装配时将活塞按群 部尺寸分成三组，起稿套按孔径尺寸分成三组，将对应的组进行装配，以保证 达到要求的间隙。
裙部的椭圆度和锥度公差在分组尺寸范围内。
裙部外圆粗 糙度。
为了使活塞销在工作过 程中能在孔中自由转动，销孔尺 寸公差要在级以上。
为了减 少机械加工工作量，活塞销孔和 活塞销的装配也采用分组装配 法。
当销孔直径小于时销 孔圆度不大于，圆柱度 不大于 第三章活塞的材料及毛坯的制造形式 在汽油发动机和高速柴油机中，为了减少往复直线运动部分的惯性，大多 采用了铜硅铝合金作为活塞的材料。
它的化学成分是 。
铝合金材料具有以下优点 导热性好，使活塞顶面的温度降低的快，可以提高发动机的压缩比又 不至于引起混合气体的自燃，因而可以提高发动机的效率 质量轻，惯性力小 可切削性好 可以得到精确的毛坯。
铝活塞毛坯采用金属模浇注，毛坯精度很高，活塞销孔也能铸出，因此 加工余量可适量地减少。
铝活塞毛坯在机械加工之前要切去浇冒口，并进行时效处理，消除铸造 时因冷却不均匀而产生的内应力。
实效处理是指将活塞加热到， 保温后，自然冷却，活塞经过时效处理后还能增加强度和硬度。
毛坯的分析 正确的选择毛坯是工艺技术人员应该高度重视的问题。
零件加工过程中工 序的内容或工序的数目，材料消耗，热处理方法，零件制造费用等都与毛坯 的材料制造方法毛坯的误差与毛坯的余量有关。
应慎重对待。
在高速柴油机中，为了减少往复直线运动部分的惯性作用，都采用了铜硅 铝合金作为活塞材料在低速重负荷低级燃料的发动机中，有时用铸铁作 为活塞材料在汽车工业中很少用铸铁活塞铜硅铝合金比铸铁具有下列优 点 导热性好，使活塞顶面的温度降低较快，可以提高发动机的压缩比， 又不至于引起混合气体的自燃，因而可以提高发动机的功率 重量轻，惯性力小 可切削性好 可以得到精确的毛坯 但它也有些缺点 材料的价格比较贵 热膨胀系数大，约为铸铁的两倍 机械强度及耐磨性较差 但总的来说，铝合金的优点超过缺点，所以在高速内燃机中都用它而且 耐磨性方面可以通过镶嵌高镍铸铁环来提高其气密性和耐磨性，增加其寿 命。
毛坯的选择 应考虑的因素包括 生产批量 零件的结构形状和尺寸大小 零件的力学性能 工厂现有设备和技术水平 技术经济性 主要依据般是零件在产品中的作用和生产纲领以及零件本身的结构。
从生产批量来看 此零件属于大批量生产，宜采用精度和生产率高的毛坯制造方法，以减少 材料消耗和机械加工工作量。
可考虑用金属铸造熔模铸造模锻精锻等 方法获得毛坯。
从零件的结构来看 由于此零件属于外形较复杂的小型零件，而且它的壁厚不算薄。
故可以考 虑采用压铸金属铸造熔模铸造等精密铸造方法。
同时可以减少切削加工 或不进行切削加工。
从毛坯的制造方法来看 毛坯的制造方法应与材料的制造工艺性相适应。
故铸铁铸钢铸铝和铸 铜等有色金属材料适合用铸造方法获得毛坯。
从铸铝件的强度来看 从铸铝件的强度来看可以考虑采用金属型铸造的铸件金属型浇注的铸 件砂型浇注的铸件。
且强度依次递减，毛坯质量依次降低故从以上可以看 到该活塞毛坯可以采用金属型铸造。
金属型铸造则适用于成批大量生产以锌合金铝合金镁合金以及铜合 金为主的中小型形状复杂不进行热处理的非铁合金的零件。
也可用于铸钢 铸铁的厚壁简单或中等复杂的中小铸件。
对于这些材料则金属型铸造浇 铸更为合适。
从工厂现有设备和技术水平来看 从这方面来看，金属型浇铸也是可以考虑的。
从经济合理性来看 零件最大的外轮廓尺寸小于，且复杂程度属于中等，生产类型属 于大量生产，故金属型或压力铸造均适合，但在成批生产下金属型铸造比较 合适。
综上所述，该活塞零件的材料选用，毛坯采用金属型铸造。
毛坯的机械加工余量 由简明机械加工工艺手册表查得金属型铸件的尺寸公差等级 为。
故查简明机械加工工艺手册表可查得 工序名 称 工序余 量工序的经济精度工序尺寸工序尺寸及公差 精镗 半精镗 粗镗 毛坯 外圆的加工余量为。
销孔的加工余量为。
其它表面基本为次性加工，故加工余量由零件尺寸决定。
第四章铝活塞的机械加工工艺过程分析 扬州市职业大学 毕业设计论文 题目汽车铝活塞的加工工艺 及工装设备的设计 系别机械工程学院 专业机械制造与自动化 班级机械班 姓名陈肖帆 学号 指导教师居安祥
