活塞环槽外口毛刺的控制研究.docx

    活塞环槽外口毛刺的控制研究    摘 要：三角锉和砂纸结合使用是去除环槽外口毛刺既经济又简单有效的控制方法，通过对最佳控制节点的有效选取，将毛刺的控制集中在一道工序上进行，使控制环节简化通过控制方案设计和试验方案设计，验证了三角锉和砂纸结合使用对槽侧外口毛刺控制的有效性关键词：活塞 环槽毛刺 控制研究活塞铸铁环槽槽侧外口毛刺的存在导致活塞与活塞环的配合产生较大侧隙，造成发动机窜气、油耗增加、输出功率降低及活塞环机械疲劳断裂等失效模式的发生，在活塞铸铁环槽的加工实践中，严格控制活塞铸铁环槽槽侧外口毛刺大小是改善发动机相关性能的重要措施， 也是当前工艺工程工作者面临的的当务之急1 毛刺控制节点选取为了对机加工过程中环槽外口毛刺进行防控研究，需要首先梳理和分析下镶铁环活塞的机加工工艺流程铸铁镶环活塞加工成型多数采用流水线形式，如图1所示，一个完整的机加工流水制程一般包含粗加工和精加工两个环节，粗加工环节主要是车削活塞毛坯大部分铸造余量，给后续半精车及精车提供较小且均匀的加工余量，提升精加工精度和减小精刀磨损镶铸铁环槽活塞成型加工中，与铸铁环槽成形有关的工序包括精加工外圆、车铁环槽及半精加工外圆和粗加工外圆及顶面等三道工序，因粗加工外圆及顶面序放在精加工环槽序以前，其对槽侧外口毛刺的形成没有影响，因此车铁环槽及半精加工头外圆序与精加工外圆序就是槽侧外口毛刺防控的重要节点，但因车铁环槽及半精加工头外圆序采用湿切加工法，需封闭加工，无法介入控制，则精车外圆工序就成为了铸铁环槽外口毛刺控制的唯一可行节点。

2 毛刺控制方案设计毛刺是残留在加工后表面的切屑，发生在刀具出刀及切削刃离开工件阶段去除毛刺即是去除残余切屑，针对加工过程中产生的活塞铸铁环槽外口毛刺，我们采用手工打磨去毛刺法，选用工具为三角锉+砂布，如图2（b）所示，砂布仅包裹三角锉的一部分（上部）打磨过程中，按照自下而上顺序，如图2（a），先使用三角锉去除粗大毛刺，然后再使用砂纸面抛光打磨，打磨时间3-5S为宜，打磨力度要掌握适度，过轻打磨不足以去除毛刺，过重打磨会造成外口倒角过大且会划伤槽侧表面3 控制方案的效果研究为验证手工打磨对槽侧外口毛刺的防控效果，文章制定了有针对性的验证试验方案，通过试验结果的比对来验证其有效性试验目的：验证原始状态下槽侧毛刺水平和对存在的毛刺进行打磨处理后的效果试验条件：加工过程中严格执行工艺参数;使用的PCD外圆刀已加工活塞30只，PCBN刀为新刀;三角锉、砂纸全新试验方案：方案①：用PCD车刀正常加工外圆，槽侧外口毛刺不打磨，按照加工顺序对活塞编号1#～20#;方案②：精车外圆工序，先用PCBN刀具半精车铁环外圆并保留0.05mm加工余量，之后再用PCD刀具精车外圆，按照制造次序编号活塞21#～40#。

检测设备：轮廓仪，设备精度为0.001mm;检测要求：测量试件环槽外口毛刺宽度及高度，并标记出检测方位其中5#、10#、15#、20#、25#、30#、35#、40#需测量长轴和短轴两个方向在符合方案①、②条件下，测得试件结果如表1所示，从检测结果分析，槽侧外口毛刺宽度基本大于0.3mm，高度基本大于0.015mm，均大于产品图纸设计规范值要求;对比方案①和方案②，方案②要求下外口毛刺高度、宽度与方案①要求下外口毛刺高度、宽度水平相差不多，如图3所示方案③：在完成方案①和方案②加工的产品中，取5#、10#、15#、20#、25#、30#、35#、40#试件用三角锉+砂布去毛刺，再检测原测量部位（长、短轴两个方向）毛刺尺寸按方案③要求，测量试验数据如表2所示，从试验数据分析出，三角锉+砂布打磨可有效去除环槽槽侧外口毛刺，并使其大小控制在图纸要求范围内4 结语三角锉对槽侧外口粗大毛刺清理效果明显、效率较高，但打磨面粗糙度欠佳，配合使用砂纸进一步抛光打磨后，可解决三角锉打磨造成的表面不良问题两者配合使用，既保证了毛刺去除效率也保证了外口的最终表面尺寸和质量参考文献：[1]倪天宝.铝-硅合金活塞铸铁环槽表面质量研究[D].济南：山东大学，2017.[2]夏焕金.凸轮轴加工毛刺仿真与試验分析[D].上海：上海交通大学，2009.[3]张宝国.内燃机铝活塞环槽加工刀具研究[D].济南：山东大学，2006.[4]翟可芬.高性能活塞耐磨铸铁环槽的加工研究[D].淄博：山东理工大学，2014.  -全文完-。