一种改进的铝制活塞加工方法与流程

本发明涉及机械加工工艺领域，尤其涉及一种改进的铝制活塞加工工艺。

背景技术：

铝制活塞销孔轴线与裙部轴线垂直度误差是铝制活塞机械加工中一项比较重要且难以控制的位置误差，该项误差超差是影响铝制活塞机械加工合格品率的主要原因之一。

在常用的铝制活塞机械加工工艺中，由于销孔以及裙部在加工过程中存在多次基准转换(基准不一致)误差，基准转换链较长(与精车裙部工序、精车顶面工序以及精镗销孔工序有关)，使得铝制活塞销孔轴线与裙部轴线垂直度误差难以控制。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种改进的铝制活塞加工方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种改进的铝制活塞加工方法，包括以下步骤：

(1)在精车裙部工序中，同时精车顶面定位面；

(2)采用顶面定位面27和头部外圆9定位精镗销孔8，此时销孔轴线与裙部轴线垂直度误差已经确定；

(3)最后精车顶面7，即完成铝制活塞的加工。

作为优选，在步骤(1)中，一次定位装夹后，完成裙部6的加工和顶面定位面27的加工，且顶面定位面27是与活塞裙部轴线相垂直的环形平面。

作为进一步优选，活塞裙部轴线即为活塞回转轴线。

本发明的铝制活塞加工顺序为：精车裙部→精镗销孔→精车顶面。

本发明的有益效果是：

采用本发明的改进加工方法后，裙部和顶面定位面是同一定位基准一次装夹完成的加工，精镗销孔以顶面定位面和头部外圆定位，从而使得销孔以及裙部在加工过程中基准转换链缩短(只与精车裙部工序和精镗销孔工序有关)，有利于减小销孔轴线与裙部轴线垂直度误差。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例的铝制活塞及其各部分示意图。

图2是现有技术的精车头部外圆以及精车裙部型面定位方法。

图3是现有技术的精车顶面常用的定位方法。

图4是现有技术的精车顶面以后铝制活塞顶面形状。

图5是现有技术的精镗铝制活塞销孔定位示意图。

图6是本发明实施例的精车裙部及顶面定位面示意图。

图7是本发明实施例的以顶面定位面为定位基准精镗铝制活塞销孔工艺示意图。

图1至图7中标记：1-止口端面，2-止口内倒角，3-止口内侧面，4-顶针孔，5-头部，6-裙部，7-顶面，8-销孔，9-头部外圆，10-环槽，11-销孔轴线，12-裙部轴线，17-加工后的顶面，27-顶面定位面，f1-精车顶面夹紧力，f2-精镗销孔夹紧力。

具体实施方式

图1是一种用铝材制成的活塞，是由头部5和裙部6构成一体的零件，活塞中部沿径向设有一通孔——销孔8，沿着头部外圆9周向设有环槽10。其相关尺寸参数如下：销孔轴线11到活塞毛坯顶面7的距离为62mm(顶面未加工)，精车顶面后，销孔轴线到活塞顶面的距离为60±0.03mm，活塞头部5的外圆直径为φ90±0.02mm。

一、目前常用的铝制活塞的加工方法

在常用的铝制活塞机械加工工艺中，加工基准主要有(见图1)：止口端面1，止口内倒角2，止口内侧面3，顶针孔4。

铝制活塞销孔轴线11与裙部轴线12垂直度误差是精加工段多道工序定位基准误差、加工误差的综合反映，除了止口端面1、止口内倒角2以及顶针孔4三者之间的位置误差外，影响该项误差的工序主要包括：精车裙部6(裙部精车后一般是中凸变椭圆型面)，精车顶面7，精镗销孔8。

通常采用的加工顺序为：精车裙部6→精车顶面7→精镗销孔8，参见图1。

在精车裙部6的加工工序中，采用止口内倒角2和顶针孔4定位，顶针孔4同时夹紧(顶紧)活塞，如图2，精车后的裙部表面一般是中凸变椭圆型面；在精车顶面的工序中，采用止口端面1和止口内侧面3定位，f1是夹紧力，如图3，加工后的顶面17如图4所示；在精镗销孔8工序中，采用顶面7和头部外圆9定位，f2是夹紧力，如图5。

活塞销孔轴线11与裙部轴线12垂直度误差的测量基准是裙部轴线12，裙部轴线需要通过裙部表面来确定，而加工裙部表面的定位基准是止口内倒角2和顶针孔4；另一方面，活塞顶面7加工是以止口端面1(不含顶针孔4)定位的，与加工裙部的定位基准不一致；精镗销孔工序定位基准是活塞精车后的顶面7和头部外圆9(在加工头部外圆之前先要加工位于头部外圆表面的环槽10)，与加工裙部的定位基准也不一致。因此，如按照通常的方法进行车削加工，销孔以及裙部在加工过程中存在多次基准转换(基准不一致)误差，基准转换链较长(与精车裙部工序、精车顶面工序以及精镗销孔工序有关)，使得活塞销孔轴线11与裙部轴线12垂直度误差难以控制。

二、改进的铝制活塞加工方法

一种改进的铝制活塞机械加工工艺如下：

在精车裙部6工序的同时，增加了精车顶面定位面27，即：一次定位装夹后，完成裙部6的加工和顶面定位面27的加工。顶面定位面27是与活塞裙部轴线12(即活塞回转轴线)相垂直的环形平面，顶面定位面27与销孔轴线11之间距离为60.5±0.03，顶面定位面27内径为φ60，参见图6。接下去采用顶面定位面27和头部外圆9定位精镗销孔8，参见图7。此后再精车顶面7，参见图3。相关的加工顺序为：精车裙部6(含顶面定位面27)→精镗销孔8→精车顶面7。

采用以上工艺加工铝制活塞时，销孔轴线11与裙部轴线12垂直度误差只与精车裙部6和精镗销孔8加工工序有关，而与精车顶面7工序无关，减少了误差源，从而使得加工过程中销孔轴线11与裙部轴线12垂直度误差更容易保证。

采用本实施例的这种改进的铝制活塞加工工艺后，裙部6和顶面定位面27是同一定位基准一次装夹完成的加工，精镗销孔8以顶面定位面27和头部外圆9定位，从而使得销孔以及裙部在加工过程中基准转换链缩短(只与精车裙部工序和精镗销孔工序有关)，有利于减小销孔轴线与裙部轴线垂直度误差。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种改进的铝制活塞加工方法。该加工方法包括以下步骤：(1)在精车裙部工序中，同时精车顶面定位面；(2)采用顶面定位面27和头部外圆9定位精镗销孔8，此时销孔轴线与裙部轴线垂直度误差已经确定；(3)最后精车顶面7，即完成铝制活塞的加工。本发明的改进加工方法，将裙部和顶面定位面是同一定位基准一次装夹完成的加工，精镗销孔以顶面定位面和头部外圆定位，从而使得销孔以及裙部在加工过程中基准转换链缩短(只与精车裙部工序和精镗销孔工序有关)，有利于减小销孔轴线与裙部轴线垂直度误差。

技术研发人员：黄斌;徐筱波;王路斌;郭景斌;赖泽启;毕浩然;冀海月;刘善林
受保护的技术使用者：合肥工业大学
技术研发日：2018.11.12
技术公布日：2019.02.12