前线老师傅“揭秘”活塞环的制造工艺

 前线老师傅“揭秘”活塞环的制造工艺

　　 活塞环的性能对整台发动机系统的良好工作运转是十分重要的，活塞环组件必须有较长的使用寿命。现在通过改进材料和表面制造工艺，活塞环已能满足这样的寿命要求。活塞环是内燃机中的重要易损件，生产批量很大，可想而知，必须高度专业化，组织流水生产作业线。

   一.活塞环流水生产具有下列特点：

　　1 .工作地专业化程度高。每个工作地固定完成一道或几道工序，而每一道工序都在固定的工作地加工。如活塞环粗磨两端面统一在粗磨组进行加工。

　　2 .产品在流水线上按单向运输路线移动，生产过程具有良好的连续性。活塞环单向运动移动路线为：粗磨→去油→热处理→细磨→去油→半成品检查→切削流水工作线→表面处理→成品检查→配组入库。

　　3 .在整个加工过程中，产品按平行移动方式在各工序的工作地之间移动，生产具有明显的节奏性；

　　4 .工艺过程是封闭的，产品的所有工序在流水线内全部完成，如活塞环切削流水线在两端面加工完成后，内圆、外圆、开口间隙等加工全部在切削生产线上完成，加工过程象流水一样从上一工序转到下一工序，连续生产。

　　二.活塞环的加工方法

　　依照活塞环成型的方法不同，制造活塞环的方法主要有两种：

　　1. 热定型法（整体正圆法）：即浇铸出圆筒形活塞环毛坯，然后在普通车床上切削加工，切割成单环；按工作间隙尺寸铣出切口，最后扩张至所需要的自由切口间隙尺寸，并在此状态下热处理定型，即成所需尺寸的活塞环。

　　2 .单体椭圆法：即浇铸出单个的椭圆形活塞毛坯，然后在靠模车床上切削加工，并按自由切口间隙尺寸切口，就成为所需尺寸的活塞环。

　　这两种方法都获得广泛采用，但有几点需指出：

　　（1）单体椭圆法属于机械定型。既可用于制造等压环，又可用于制造非等压环；但主要用于制造非等压环。它在造型过程中，设计椭圆形状时就考虑了弹力和环的结构尺寸等方面的关系。热定型法，环自由形状的形成主要靠热定型，因此在高温下会发生回火，促使环的弹力消失。由于定型性质不同，所以在用前一种方法制成的活塞环寿命比较长。热定型法主要用于制造等压环。

　　（2）从加工过程看，单体椭圆法在铸造和机械加工时要用专用模具和靠模车床，设备复杂，而热定型法无论从铸造或机械加工看都比前法简单，所以它的生产率高，成本低。前一种方法适用于大批量生产，后一种方法大、中、小批量生产均可。

　　（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。

　　三.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。

　　四.确定毛坯的制造方法与加工余量

　　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。

　　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，定位凸块的定位精度比定位凹槽要高。