柴油机活塞环槽的加工工艺研究.pdf

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1、船电技术l应用研究柴油机活塞环槽的加工工艺研究徐建兵，王光军，汪洋(武汉船用电力推进装置研究所，武汉430064)摘要：通过对某船用柴油机活塞环槽的结构特点及加工难点的分析，介绍了该活塞环槽加工的装夹方法，并通过工艺试验制定了经济、可行、稳定的活塞环槽加工工艺，较好地解决了活塞加工中环槽不合格率较高的问题。关键字：活塞环槽装夹方法加工工艺中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1003．4862(2013)10．0045．02ResearchonProcessingTechnologyofDieselEngine’SPistonRingGroo

2、veXuJianbing，WangGuangjun，WangYang(WuhanInstituteofMarineElectricPropulsion，Wuhan430064，China)Abstract：Byanalyzingthestructuralcharacteristicsandprocessingdifficultiesofmarinedieselenginepistonjsringgroove,aclampingmethodforprocessingispresentedAneconomic,viable,stableprocessin

3、gtechnologyofenginepiston1Sringgroove,whichcansolvethehighdisqualificationrate,iSconstitutedbythetechnologyexperiments．Keywords：ringgrooveofenginepiston；clampingmetho&processingtechnology0引言活塞是发动机的‘‘J心脏”，承受交变的机械负荷和热负荷，是发动机中工作条件最恶劣的关键零部件之一【1]。活塞的功用是承受气体压力并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转，由于活塞在高温

4、、高压、高速、润滑不良的条件下工作【2】，活塞的加工质量直接影响着发动机工作的稳定和寿命。活塞环槽用于安装活塞环，在发动机工作时决定着活塞环密封和调节机油的作用，其加工质量的好坏决定着整个活塞的品质。1柴油机活塞环槽的特点以及工艺难点分析某船用柴油机活塞的零件结构简图如图1所示，活塞材质为硅铝合金(ZLl08)，该型活塞上需加工6个环槽(如图l中B1一B6位置)，环槽的公差范围O～+0．02ram，环槽的表面粗糙度Ral．25，环槽的垂直度0．03，圆跳度0．03，精度要求高。收搞日期：2012．11．14作者简介：徐建兵(1981．)，男，硕士研究

5、生。研究方向：机电产品的设计与制造。图1某柴油发动机活塞环槽示意简图按照先前的加工工艺进行生产，环槽加工的不合格率较高，占活塞不合格率的60％左右。不合格的环槽主要是尺寸精度和表面粗糙度不达标。为确保环槽加工的尺寸精度以及表面粗糙度，需要采用散热性好，刃部锋利、刀面光滑的刀具进行加工，同时改进加工方法，调整环槽加工的加工余量和走刀次数，确定加工时的主轴转速、进给量、背吃刀量。因此，有必要通过一定的工艺摸索和试验，并对各项因素进行分析比较，制定出一种满足质量要求，经济合理的活塞环槽加工方法。2装夹方式的实现由于活塞尺寸规格大、质量大，表面尺寸精度和粗糙

6、度要求高，因此在环槽加工时，设计了专用45一—一一一一一一一船电技术l应用研究的装夹工具(见图2)。装夹时，用止口盘与活塞端面定位，一个专用拉杆和受力筒通过活塞的销孔和车床的主轴将活塞拉紧，另一端通过顶针固定。l一活塞2一受力筒3．止口盘4．三爪卡盘5．车床主轴6．拉杆7．端盖8．螺母9-顶针图2活塞环槽加工装夹简图装夹时，先将止口盘用三爪卡盘夹紧，止口盘的台阶面在装夹后经过二次加工，以保证与车床主轴的同轴度，然后将活塞装在止口盘上，活塞内孔与止口盘的台阶面的配合间隙保证在0．05toni以内，同时用拉杆借助受力筒将活塞拉紧，利用受力筒与活塞的销孔受

7、力来保证活塞安装的夹紧力。同时，利用顶针顶住顶针孔，将活塞的另一端固定。这样活塞加工过程中既能保证与车床主轴的同轴度，又能保证得到较大的夹紧力，防止活塞自身的质量不平衡和切削力产生的振动。在后续加工中证实，该装夹方法很好地控制了活塞环槽加工时产生的跳动误差。3柴油机活塞环槽加工工艺的研究以及实施方案3．1刀具的选择在加工过程中，采用普通合金刀片，刀具磨损严重，容易产生积屑瘤(见图3)。分析原因，由于活塞材质为硅铝合金，而硅铝合金的硬度和耐磨性比其他铝合金高，切削时刀具交替地切削软的铝基和硬的硅颗粒，使用普通刀具时很容易磨损并产生积屑瘤，使工件加工精度

8、和表面粗糙度恶化【3J。图3普通刀具加工失效金刚石刀具具有极高的硬度和耐磨性、低摩擦系数、高弹性模量、高热导