[发明专利]一种用于活塞止口粗加工的定位装置及定位方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及机械制造加工领域，具体讲是活塞加工领域。

背景技术

活塞是发动机中工作条件最恶劣的关键零部件之一，它在高速运动中长期承受高强度的机械负荷和热负荷。如今，随着对发动机动力性、经济性、可靠性及环保性要求的日益严格，活塞已发展成为集轻质高强度新材料等多项新技术于一体的高技术含量的产品，以满足对活塞的耐热性、耐磨性、平稳导向性和密封性要求，从而减少发动机的摩擦损失，以达到节能减排的目的。与此同时，活塞的加工工艺也不容忽视，其主要表面的尺寸和位置精度的要求都很高。

通常，影响活塞加工精度的因素有如下三个：加工设备、定位方式以及定位基准的选取。我国活塞制造行业无论传统工艺还是引进的先进活塞加工技术，绝大多数均以活塞止口作为多道工序的定位基准。常见的活塞加工工艺流程如下：(1)粗车止口(2)粗车外圆、顶面(3)精车止口(4)粗镗销孔(5)精车环槽(6)半精车外圆(7)精镗销孔(8)车挡圈槽(9)车内角(10)粗精车燃烧室(11)精车外圆。以止口为活塞加工流水线各工序定位基准，符合基准统一原则，可以方便地加工出活塞的大多数加工面，同时也能最大限度地减少基准变化引起的误差，保证各部分尺寸及形位公差的要求。

对于无止口活塞的机械加工，可以采用活塞内腔定位机构定位，也可以将顶冒口加工成止口。目前也有在活塞裙部下端或销座下端加工工艺止口，按有止口活塞加工，最后将工艺止口切除的方法。

常规结构活塞采用外圆、顶面或内腔作为定位粗基准。当以外圆为定位粗基准，而加工气门坑中心线与顶面有很高的垂直度的活塞时，既无法保证气门坑的深度、垂直度要求，也不能保证气门坑底部至销孔中心线的距离；以顶面为粗基准，而加工气门坑中心线与外圆中心线有很高的平行度的活塞时，虽能够保证气门坑底部至销孔中心线的距离，却无法保证气门坑的深度和垂直度要求；以内腔为定位粗基准时，能够保证气门坑底部至销孔中心线的距离却无法保证气门坑的深度或垂直度要求。因此，通过以上三种方法加工出来的活塞均有可能产生气门与活塞相干涉，压缩比出现偏差等问题。

发明内容

针对上述活塞加工存在的问题，本发明专利提出一种用于活塞止口粗加工的定位装置及定位方法，选取以铸造气门坑为定位粗基准来加工活塞止口或其它表面，能够保证成品后气门坑的深度、垂直度和气门坑底面至销孔中心线的距离，不但可以避免发动机工作过程中气门与活塞相干涉，而且能够使燃烧室总体结构和压缩比较为稳定。

本发明专利的技术方案是：

该定位装置由止口反背定位座构成，止口反背定位座包括法兰式联轴器、细类圆柱销和粗类圆柱销，在法兰式联轴器上对应所要加工活塞的气门坑中心线的位置设置有两个具有一定深度的盲孔，细类圆柱销和粗类圆柱销布置在盲孔中。可通过在法兰式联轴器的法兰盘上增加平衡重或去除材料以实现动平衡。细类圆柱销和粗类圆柱销的中心线分别位于所要加工活塞的气门坑中心线位置，通过过盈配合或螺纹连接与法兰式联轴器紧固在一起，形成一面两销定位机构。由于铸造气门坑的深度有限，所以为了避免活塞在轴向过定位，细类圆柱销和粗类圆柱销从所述法兰式联轴器伸出的长度不完全一致。考虑到利用直径较小的销端面定位所需加工的面积更小，定位效果更佳，因此设计使细类圆柱销的伸出长度更长，担当主要定位面。为了防止活塞径向过定位，细类圆柱销和粗类圆柱销头部均设计有月牙形缺口(气门坑中心线间公差只允许为上偏差，下偏差为零，从而能通过缺口弥补加工误差，使定位可实现率达100％)，不但易于套装活塞，也为联轴器连接元件预留了空间。如此定位，实际上形成了一面两销(短销)的定位形式，能够很好地实现活塞的完全定位。

本发明通过设计的止口反背定位座以活塞铸造气门坑为工艺粗基准来进行活塞加工，能够保证成品后气门坑的深度、垂直度和气门坑底面至销孔中心线的距离，避免了发动机工作过程中气门与活塞相干涉和燃烧室与压缩比的变动。以铸造气门坑为粗基准进行定位，不仅可以减少精镗活塞销孔中心线与气门坑底面的位置偏差，而且定位简单，具备充足的工序能力。通过这种定位方法来加工活塞止口，再以止口为活塞加工流水线各工序的定位基准，符合基准统一原则，能够方便地加工活塞的大多数加工面，可以最大限度地减少因定位基准变化引起的误差，保证各部分尺寸及形位公差的要求。

通过铸造气门坑这一粗基准的选取和止口反背定位座的使用，能够加快活塞定位速度，降低生产周期，提高生产效率；同时尽可能减少了基准变更，有效地控制了尺寸及形位公差，提高了活塞加工精度。

附图说明：