活塞环的设计 - 图文(4)

图4 活塞环热定型加温曲线 （3）单体椭圆法节省金属材料，因为它的切削加工裕量可以留得很少。

3.3 活塞环的加工工艺规程 为了进行科学管理，将工艺过程的各项内容写成文件，用来指导生产和组织生产，工厂的各种工艺规程是将有关内容编写成各种文件图纸和表格等形式来表达的，这些文件统称为工艺文件。 零件生产所用的工艺文件的种类很多，也没有统一的规定格式，由各工厂自行规定。主要的工艺文件有工艺过程卡片、工序卡片、调整卡片、检验卡片等。 1 工艺过程卡片：也称综合卡片或工艺流程卡片。在卡片上规定了制造该零件所经过的各个车间，经过的全部工艺过程。按照零件工艺过程的加工顺序列出所有的工序，表示零件的生产路线。以及对每个工序所使用设备，工艺参数等作出简要说明，表示零件加工完整的工艺过程。 在单件、小批生产中一般只用工艺过程卡。 2 工序卡片：这种卡片也称操作卡片，用来具体指导工人进行生产，这是为零件生产过程中的每一道工序编写的，是工艺过程卡上每一道工序的详细规定。在工艺过程上绘有工序简图，注明定位基准和加工表面的工序尺寸，光洁度、技术要求等，并分出工步的次序和内容、切削规范和工时定额以及使用的设备工、夹、量、辅具的具体情况等。 对于大批量生产的零件和小批量生产的关键零件，除了工艺卡片，还要详细编制工艺装备明细表。 3 调整卡片：对于在自动和半自动机床上完成的工序，往往不用工序卡片，而要编制调整卡片，供机床操作人和调整人使用。 4 检验卡片：它是检查人员使用的主要文件，其中对检验对象、检验项目、检查方法及使用检具均有具体规定。零件加工完毕按检验卡检收。对于成批大量产品，一般需要检验卡。 3.4 确定毛坯的制造方法与加工余量 3.4.1 活塞环的制造方法 目前活塞环的铸造方法主要有单体叠箱铸造、双片叠箱铸造、筒体砂型铸造和筒体离心铸造，按毛坯的形状来分又可分为正圆和椭圆两种。 正圆的优点是型板制造简单、加工设备简单。缺点是要进行热定形、开口对面应力大，开口处径向压力低，热稳定性差，弹力消失厉害。椭圆环的优缺点与正圆环的相反。为了很好的满足活塞环的特殊要求，以及批量化的工作效率的要求，我们选择毛坯的形状为正圆。 3.4.2 加工余量的确定 确定内外断面上的总余量为 mm 确定上下两个平面上的总余量为 mm 3.5 定位基准的选择 （1）定位基准的选择 活塞环的两端面是一切加工尤其是外圆和内圆加工的基准面。同时，两端面的加工质量对活塞环的性能影响很大。因此，有必要将两端面的加工作为活塞环加工工艺中的最初工序，并且要求尽可能提高加工精度。这就符合统一基准原则。在后续工序中，除了使用两端面为定位基础外，根据各工序的特点，再选择内圆或外圆定位，实现各工序的定位。 活塞环两端面的加工是以其自身作定位基准的，以外圆的导向反复加工。加工精度高，0.5/ 环高公差一般为0.01-0.05mm，同一片环环高公差0.008 mm，表面粗糙度 ▽ 。保证这些 精度要求，对以后叠放成组加工时减小环高积累误差的影响，有着重要的意义。 （2）外圆仿形加工基准的选择 外圆仿形加工可选择外圆定位与内圆定位两种 方法。这两种定位方法都采用心轴螺母装夹 a)外圆定位 即选定毛坯外圆为定位基准。这种定位方法无 内衬支承，由三个同时移动的卡爪组成定位元件， 卡爪与一组环的外圆接触。这种定位方法的优点是 图 4-4 外圆定位示意图 外圆加工余量均匀。但由于定位元件与夹紧装置分 1-卡爪；2-定位卡片；3-工件 离，因此，三爪的位置是可调的，以保证环的几何 中心与心轴的轴线重合。由于内部无支承件，所需夹紧力较大。 b)内圆定位 即选择毛坯内圆为定位基准。这种定位方法是在夹紧心轴上以内衬铝套支承定位。内圆定位具有装夹简单，操作方便的特点。但由于毛坯面粗糙，支承铝套磨损大，因而定位精度低，铝套消耗量大， -上压环 8-螺帽 在外圆仿形加工和铣切开口后的其他工序中所用精基准都是选用外圆与端面，与设计基准重合。 活塞环椭圆毛坯的外形曲线是活塞环在自由状态下的外形曲线的等距曲线，为了保证仿形加工外圆时工件外形与仿形运动相对应，必须限制工件绕心轴轴线转动的自由度。为此在毛坯上设有定位凸块或定位凹槽，见图4-6。定位凸块的定位精度比定位凹槽要高。 3.6 活塞环一般工艺流程 活塞环的典型加工工艺如下： 铸 造 │ │ ┌─────────────────┐ ↓ ↓ 单体毛坯 简体毛坯 ↓ ↓ 粗磨两端面（去油） 切 片 └─────────────────┘ ↓ 热处理 ↓ 精磨两端面（去油） ↓ 半成品检验 ↓ 靠模车外圆 ↓ 铣切开口 ↓ 粗车内圆 │ ┌───────────────────────────────┐ │ │ │ │ ↓ ↓ ↓ ↓ ┌─────┐ 组│ 精车外圆 │ 合精车外圆 精车外圆 切 槽 │ 切 油 槽 │ 机床↓ │ │ │ 细车内圆 │ 加精车内圆 ↓ ↓ │ 倒 外 角 │ 工│ 细车内圆 └─────┘ 一一铣 油 孔 铸梯般般铁│镀铬环 ↓ ↓ ↓ 压铸组形镀 铬 缩┌────┐ 镀 铬 铁精车外圆 合环环↓ ↓ ↓ 油油↓ ↓ 环环精修开口 切扭曲槽 车 梯 面 细车内圆 铣 油 孔 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 切扭曲槽 镀 铬 磨 梯 面 精修开口 车内圆弧槽 ↓ 磨开口内圆弧 表3-1 工艺流程简介 工序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 工序内容 铸造 单体毛坯 粗磨端面 去油 热处理 细精磨平面 去油 半成品检查 仿形车椭圆 铣切开口 粗车内圆 精车外圆 内台 外台 细车内圆 精修开口 磷化表面处理 成品检查 上油配组 入库 工序参数 设 备 双端面磨床 去油炉 双端面磨床 去油炉 仿形车床 专用车床 专用车床 专用铣床 专用铣床 车床 专用铣床 备 注 外圆端面基准 外圆面基准导板导向连续穿磨 内圆端面，凸块定位 外圆端面，气动夹紧 外圆端面，气动夹紧 外圆端面定位，气动夹紧 外圆端面、开口定位 外圆端面 外圆开口，端面定位基准 3.7 端面加工 1 活塞环两端面是一切加工尤其是内外圆加工的基准面。同时，两端面的加工质量对活塞环的性能影响很大。因此，有必要将两端面的加工作为活塞环加工工艺中的最初工序，并且要求尽可能提高加工精度。 一般活塞环的两端面要经过粗磨、半精磨、精磨三道工序，其特征是两端面同时进行磨削。过去采用单面加工，但因易于产生加工变形而降低端面的平面度，所以除中型和大型活塞环外，均采用在双面磨床上用同时磨削的方法加工。两端面的总加工余量在0.9—1.3 mm之间。 （1）加工精度 0.4/ 表面粗糙度： ▽ 尺寸精度：环高H-0.0120～0.015; 平行度：0.003； 不允许擦伤、欠磨等缺陷。 （2）切削用量： 吃刀深度 粗磨：0.2-0.6mm 中磨：0.05-0.015mm 精磨：0.005-0.015mm 切削速度 粗磨：750转/分 砂轮最大线速度29.45米/秒 中磨：730转/分 砂轮最大线速度28.66米/秒 精磨：465转/分 砂轮最大线速度18.26米/秒 进刀量（送环速度） 粗磨：13-18米/分，110-160片/分。 中磨：13-18米/分，110-160片/分 精磨：15.8-31.6米/分，130-180片/分。 全部加工余量分8-10次磨削，可分为粗磨3-4次，中磨1-2次，精磨4-5次。 （3）工艺对砂轮要求： 磨削加工中加工余量逐步减少，加工精度逐步提高。粗磨以高效率，高切削能力为主，细精磨以保证加工精度为主。 粗磨（24-36粒度）→中磨(46-60粒度) →细磨（60-80粒度）→精磨（100-120粒度）。 （4）工艺及技术要求 a）粗磨 同一高度公差0.03mm 同一批环高度公差0.05mm 穿磨次数 3次-4次 加工余量 第一次 0.50-0.60mm 第二次 0.20-0.30mm 第三次 0.15-0.20 第四次 0.10-0.15 用0轻柴油冷却，两平面光洁度Ra＜5μm。 b）细磨： 用一片环高公差0.01mm穿磨一次 加工余量0.07-0.1 0轻柴油冷却。 端面光洁度Ra＜1.25μm，磨后产品不得有 擦伤。 c）精磨 同一片环高度公差0.08 mm 穿磨四次 加工尺寸 第一次 （H + 0.03）- 0.015 第二次 （H + 0.01）±0.005 第三次 H±0.005 第四次 H—0.005—0.01 磨后活塞环两平面不允许有擦伤，挠曲小于0.03mm 为了提高光洁度允许用油石打磨砂轮平面。 端面光洁度Ra＜0.63μm 冷却液 柴油95% + 锭子油5% 。 出成品时两端面部允许有磕碰现象。 加工设备：M8101、M8102、M7675、DHG-N30A 等专用双端面磨床 检验量具 1级千分尺 ##图 4-14

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