活塞外圓偏心加工方法
2023-04-26 04:56:56 1
專利名稱：活塞外圓偏心加工方法
技術領域：
本發明涉及一種活塞外圓偏心加工方法，尤其涉及一種機車的活塞外圓偏心加工方法。
背景技術：
活塞是機車發動機的心臟，在發動機工作中承受交變的機械負荷和熱負荷，是發動機中工作條件最惡劣的關鍵零部件之一。隨著機車整車對發動機的動力性、經濟性、環保性及可靠性的要求越來越嚴格，為減少發動機的摩擦功損失，降低油耗、噪聲和排放，活塞需要具有耐熱性、耐磨性、平穩的導向性和良好的密封功能。為滿足以上的功能要求，目前活塞大多採用輕質高強度新材料，且其在切削加工方面也具有很強的工藝特點，通常將活塞的外圓設計成異型外圓，即垂直於活塞軸線的橫剖面為橢圓或修正橢圓，橢圓度沿軸線方向按一定的規律變化。由於活塞裙部推力面與氣缸壁僅有β =80° 100°圓弧能接觸，故在側向力的作用下，有將圓的裙部壓扁的趨勢，同時迫使銷座軸向的裙部伸長；活塞頂上受到燃氣壓力的作用，使活塞頂部在銷座跨度內發生彎曲，並使活塞裙部有向外擴張的趨勢；活塞銷座處材料堆積，使裙部的銷座方向上產生大於其垂直方向的熱變形。因此，為防止活塞在氣缸內卡死或引起局部加速磨損，必須在設計時使銷座方向的金屬多削去一些，把活塞銷座軸線作為橢圓的短軸。現有技術中活塞外圓偏心加工方法主要是偏心車削的加工方法。但此種方法需要專門製作偏心工裝，製造工裝複雜、加工周期長，偏心加工的靈活性差。反覆裝夾工裝使加工後的工件尺寸穩定性差。加工活塞的種類窄，產品市場佔有速度慢。
發明內容
本發明所要解決的問題是克服現有技術的不足，提供一種能夠在有迴轉軸功能的數控工具機上對活塞外圓進行偏心銑削的加工方法。本發明的技術方案是在有迴轉軸功能的數控工具機上，將活塞定位拉緊。根據加工效率，加工表面的粗糙度，加工材料的材質選擇銑刀。然後構建銑刀運行軌跡的數學模型，其中R代表加工活塞的毛坯半徑，ε代表偏心距，P代表銑刀實際加工點到圓心的距離，θ代表ε與ρ之間的夾角。在數控工具機上編制宏程序。接著輸入各項參數原始數值。接下來運行宏程序，對活塞進行加工。最後程序運行完畢，加工結束。宏程序的建立包括以下步驟步驟SSl 程序開始；步驟SS2 計算銑刀運行軌跡的實際加工點到圓心的距離即加工點的位置坐標；步驟SS3 判斷活塞旋轉的角度是否大於原始輸入的Ψ值的絕對值。步驟SS4 銑刀在Z軸方向上進刀；步驟SS5 判斷銑刀在Z軸方向上的進刀位置。
步驟SS6:程序結束。本發明通過利用工具機編程功能的二次開發可進行多類活塞外圓偏心削邊加工，操作方便，解決了目前的活塞偏心加工車削製造工裝、周期長的缺陷，實現了偏心加工的靈活性，可以使得加工活塞的種類大大增加，企業現場可進行批量加工，產品質量容易保證；且本發明的活塞外圓偏心銑削加工方法簡單，可靠，為實現活塞偏心加工工藝技術的應用又提供了新的方法，顯著提高了機車發動機活塞外圓偏心加工靈活性。具備較高的實用價值。
圖1為本發明活塞外圓偏心加工方法的流程圖。圖2為本發明活塞外圓偏心加工方法中數控工具機中使用宏程序的流程圖。圖3為本發明活塞外圓偏心加工方法中各參數的定義的主視圖。圖4為圖3的左視圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施方式
做進一步的描述。圖1為本發明活塞外圓偏心加工方法的流程圖。首先在有迴轉軸功能的數控工具機上，將活塞定位拉緊。其次根據加工效率，加工表面的粗糙度，加工材料的材質選擇銑刀。然後構建銑刀運行軌跡的數學模型，其中R代表加工活塞的毛坯半徑，ε代表偏心距，P代表銑刀實際加工點到圓心的距離，θ代表ε與ρ 之間的夾角，並在數控工具機上編制宏程序。輸入各項參數原始數值。然後運行宏程序，對活塞進行加工。程序運行完畢，加工結束。圖2為本發明活塞外圓偏心加工方法中數控工具機中使用宏程序的流程圖。宏程序的建立包括以下步驟步驟SSl 程序開始；步驟SS2 計算銑刀運行軌跡的實際加工點到圓心的距離即加工點的位置坐標；步驟SS3 判斷活塞旋轉的角度是否大於原始輸入的Ψ值的絕對值。步驟SS4 銑刀在Z軸方向上進刀；步驟SS5 判斷銑刀在Z軸方向上的進刀位置。步驟SS6:程序結束。圖3和圖4為本發明活塞外圓偏心加工方法中各參數的定義的主視圖和左視圖。最後應說明的是雖然以上描述了本發明的具體實施方式
，但是本技術領域的普通技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，可以對這些具體實施方式
做出多種變更或修改， 而不背離本發明的原理和實質，本發明的保護範圍由權利要求書限定。
權利要求
1.一種活塞外圓偏心加工方法，其特徵在於，包括以下步驟 步驟Sl 在有迴轉軸功能的數控工具機上，將活塞定位拉緊； 步驟S2 根據加工效率，加工表面的粗糙度，加工材料選擇銑刀； 步驟S3 構建銑刀運行軌跡的數學模型，在數控工具機上編制宏程序； 步驟S4 輸入各項參數原始數值；步驟S5 運行宏程序，對活塞進行加工； 步驟S6 宏程序運行完畢，加工結束。
2.根據權利要求1所述的一種活塞外圓偏心加工方法，其特徵在於所述的步驟S3 中，銑刀的運行軌跡的數學模型為，其中R代表加工活塞的毛坯半徑，ε代表偏心距，P代表銑刀實際加工點到圓心的距離，θ代表ε與ρ之間的夾角。
3.根據權利要求1所述的一種活塞外圓偏心加工方法，其特徵在於所述的步驟S4 中，輸入各項參數的原始數值包括。
4.根據權利要求1所述的一種活塞外圓偏心加工方法，其特徵在於所述的步驟S5 中，宏程序包括以下步驟步驟SSl 程序開始；步驟SS2 計算銑刀運行軌跡的實際加工點到圓心的距離即加工點的位置坐標；步驟SS3 判斷活塞旋轉的角度。步驟SS4 銑刀在Z軸方向上進刀；步驟SS5 判斷銑刀在Z軸方向上的進刀位置。步驟SS6:程序結束。
全文摘要
本發明涉及一種活塞外圓偏心加工方法。首先在有迴轉軸功能的數控工具機上，將活塞定位拉緊。根據加工效率，加工表面的粗糙度，加工材料的材質選擇銑刀。然後構建銑刀運行軌跡的數學模型，在數控工具機上編製程序。接著輸入各項參數原始數值。接下來運行宏程序，對活塞進行加工。最後程序運行完畢，加工結束。本發明的加工方法可進行多類活塞外圓偏心削邊加工，操作方便，解決了目前的活塞偏心加工車削製造工裝、周期長的缺陷，實現了偏心加工的靈活性，可以使得加工活塞的種類大大增加，企業現場可進行批量加工，產品質量容易保證。
文檔編號B23Q15/007GK102430784SQ20101050226
公開日2012年5月2日 申請日期2010年9月29日 優先權日2010年9月29日
發明者叢新春, 於惠洋, 楊磊 申請人:中國北車集團大連機車研究所有限公司