前線老師傅“揭秘”活塞環(huán)的制造工藝

　　 活塞環(huán)的性能對整臺發(fā)動機系統(tǒng)的良好工作運轉(zhuǎn)是十分重要的，活塞環(huán)組件必須有較長的使用壽命。現(xiàn)在通過改進材料和表面制造工藝，活塞環(huán)已能滿足這樣的壽命要求。活塞環(huán)是內(nèi)燃機中的重要易損件，生產(chǎn)批量很大，可想而知，必須高度專業(yè)化，組織流水生產(chǎn)作業(yè)線。

   一.活塞環(huán)流水生產(chǎn)具有下列特點：

　　1 .工作地專業(yè)化程度高。每個工作地固定完成一道或幾道工序，而每一道工序都在固定的工作地加工。如活塞環(huán)粗磨兩端面統(tǒng)一在粗磨組進行加工。

　　2 .產(chǎn)品在流水線上按單向運輸路線移動，生產(chǎn)過程具有良好的連續(xù)性。活塞環(huán)單向運動移動路線為：粗磨→去油→熱處理→細磨→去油→半成品檢查→切削流水工作線→表面處理→成品檢查→配組入庫。

　　3 .在整個加工過程中，產(chǎn)品按平行移動方式在各工序的工作地之間移動，生產(chǎn)具有明顯的節(jié)奏性；

　　4 .工藝過程是封閉的，產(chǎn)品的所有工序在流水線內(nèi)全部完成，如活塞環(huán)切削流水線在兩端面加工完成后，內(nèi)圓、外圓、開口間隙等加工全部在切削生產(chǎn)線上完成，加工過程象流水一樣從上一工序轉(zhuǎn)到下一工序，連續(xù)生產(chǎn)。

　　二.活塞環(huán)的加工方法

　　依照活塞環(huán)成型的方法不同，制造活塞環(huán)的方法主要有兩種：

　　1. 熱定型法（整體正圓法）：即澆鑄出圓筒形活塞環(huán)毛坯，然后在普通車床上切削加工，切割成單環(huán)；按工作間隙尺寸銑出切口，最后擴張至所需要的自由切口間隙尺寸，并在此狀態(tài)下熱處理定型，即成所需尺寸的活塞環(huán)。

　　2 .單體橢圓法：即澆鑄出單個的橢圓形活塞毛坯，然后在靠模車床上切削加工，并按自由切口間隙尺寸切口，就成為所需尺寸的活塞環(huán)。

　　這兩種方法都獲得廣泛采用，但有幾點需指出：

　　（1）單體橢圓法屬于機械定型。既可用于制造等壓環(huán)，又可用于制造非等壓環(huán)；但主要用于制造非等壓環(huán)。它在造型過程中，設(shè)計橢圓形狀時就考慮了彈力和環(huán)的結(jié)構(gòu)尺寸等方面的關(guān)系。熱定型法，環(huán)自由形狀的形成主要靠熱定型，因此在高溫下會發(fā)生回火，促使環(huán)的彈力消失。由于定型性質(zhì)不同，所以在用前一種方法制成的活塞環(huán)壽命比較長。熱定型法主要用于制造等壓環(huán)。

　　（2）從加工過程看，單體橢圓法在鑄造和機械加工時要用專用模具和靠模車床，設(shè)備復(fù)雜，而熱定型法無論從鑄造或機械加工看都比前法簡單，所以它的生產(chǎn)率高，成本低。前一種方法適用于大批量生產(chǎn)，后一種方法大、中、小批量生產(chǎn)均可。

　　（3）單體橢圓法節(jié)省金屬材料，因為它的切削加工裕量可以留得很少。

　　三.活塞環(huán)的加工工藝規(guī)程

　　為了進行科學(xué)管理，將工藝過程的各項內(nèi)容寫成文件，用來指導(dǎo)生產(chǎn)和組織生產(chǎn)，工廠的各種工藝規(guī)程是將有關(guān)內(nèi)容編寫成各種文件圖紙和表格等形式來表達的，這些文件統(tǒng)稱為工藝文件。零件生產(chǎn)所用的工藝文件的種類很多，也沒有統(tǒng)一的規(guī)定格式，由各工廠自行規(guī)定。主要的工藝文件有工藝過程卡片、工序卡片、調(diào)整卡片、檢驗卡片等。

　　1 .工藝過程卡片：也稱綜合卡片或工藝流程卡片。在卡片上規(guī)定了制造該零件所經(jīng)過的各個車間，經(jīng)過的全部工藝過程。按照零件工藝過程的加工順序列出所有的工序，表示零件的生產(chǎn)路線。以及對每個工序所使用設(shè)備，工藝參數(shù)等作出簡要說明，表示零件加工完整的工藝過程。

　　在單件、小批生產(chǎn)中一般只用工藝過程卡。

　　2 .工序卡片：這種卡片也稱操作卡片，用來具體指導(dǎo)工人進行生產(chǎn)，這是為零件生產(chǎn)過程中的每一道工序編寫的，是工藝過程卡上每一道工序的詳細規(guī)定。在工藝過程上繪有工序簡圖，注明定位基準和加工表面的工序尺寸，光潔度、技術(shù)要求等，并分出工步的次序和內(nèi)容、切削規(guī)范和工時定額以及使用的設(shè)備工、夾、量、輔具的具體情況等。

　　對于大批量生產(chǎn)的零件和小批量生產(chǎn)的關(guān)鍵零件，除了工藝卡片，還要詳細編制工藝裝備明細表。

　　3 .調(diào)整卡片：對于在自動和半自動機床上完成的工序，往往不用工序卡片，而要編制調(diào)整卡片，供機床操作人和調(diào)整人使用。

　　4 .檢驗卡片：它是檢查人員使用的主要文件，其中對檢驗對象、檢驗項目、檢查方法及使用檢具均有具體規(guī)定。零件加工完畢按檢驗卡檢收。對于成批大量產(chǎn)品，一般需要檢驗卡。

　　四.確定毛坯的制造方法與加工余量

　　1 活塞環(huán)的制造方法

　　目前活塞環(huán)的鑄造方法主要有單體疊箱鑄造、雙片疊箱鑄造、筒體砂型鑄造和筒體離心鑄造，按毛坯的形狀來分又可分為正圓和橢圓兩種。

　　正圓的優(yōu)點是型板制造簡單、加工設(shè)備簡單。缺點是要進行熱定形、開口對面應(yīng)力大，開口處徑向壓力低，熱穩(wěn)定性差，彈力消失厲害。橢圓環(huán)的優(yōu)缺點與正圓環(huán)的相反。為了很好的滿足活塞環(huán)的特殊要求，以及批量化的工作效率的要求，我們選擇毛坯的形狀為正圓。

　　定位基準的選擇，活塞環(huán)的兩端面是一切加工尤其是外圓和內(nèi)圓加工的基準面。同時，兩端面的加工質(zhì)量對活塞環(huán)的性能影響很大。因此，有必要將兩端面的加工作為活塞環(huán)加工工藝中的最初工序，并且要求盡可能提高加工精度。這就符合統(tǒng)一基準原則。在后續(xù)工序中，除了使用兩端面為定位基礎(chǔ)外，根據(jù)各工序的特點，再選擇內(nèi)圓或外圓定位，實現(xiàn)各工序的定位。

    活塞環(huán)毛坯的外形曲線是活塞環(huán)在自由狀態(tài)下的外形曲線的等距曲線，為了保證仿形加工外圓時工件外形與仿形運動相對應(yīng)，必須限制工件繞心軸軸線轉(zhuǎn)動的自由度。為此在毛坯上設(shè)有定位凸塊或定位凹槽，定位凸塊的定位精度比定位凹槽要高。