活塞环铣开口夹具设计与装配工艺规划开题报告.doc

毕业设计(论文)开题报告题目：活塞环铣开口夹具设计与装配工艺规划系别机电信息系专业机械设计制造及其自动化班级姓名学号导师2012年12月22日11.开题综述1.1题目背景活塞环在内燃机中，其主要作用有四点：1密封在往复式内燃机中，活塞环是一种运动件，亦是一种密封件【1】。活塞环在高速往复运动状态下，在高温、高压燃气的作用下，完成对燃烧室和曲轴箱之间的密封作用，即阻止气缸中燃烧产生的高温高压气体窜到曲轴箱中，这是活塞环的主导功能【2】。一般，燃气通过活塞环有三条通道：（1）活塞环与气缸内壁的周向间隙；（2）活塞环与环槽上、下侧面间隙；（3）活塞环开口间隙。其中活塞环与气缸内壁的周向间隙是燃气漏泄的主要途径，为减少漏气量，要求活塞环与气缸内壁之间必须存在一条连续不断的线贴合区域，并使环的一个平面与相应活塞环槽的一个侧面处于良好接触状态，从而达到切断漏气通道的作用。同时，由于环槽底燃气压力，把活塞环紧紧压向气缸内壁，亦有利于环的密封【3】。另外，活塞环与气缸内表面的几何形状贴合良好与否、环的截面形状以及环的数量等都对密封有很大影响。2控制润滑油活塞环控制润滑油作用就是活塞环对气缸壁润滑油膜厚度的控制和调节【4】。活塞环在气缸中阻止润滑油从曲轴箱进入燃烧室，从而降低滑油耗量【5】。我们知道，活塞环组中滑油是无规则的，中小型机多用飞溅方式，强载机则用压力循环润滑【6】。为了使活塞环正常滑动，必须不断地供给滑油，同时又要求活塞环能刮落气缸壁上的过多滑油，也就是既要保证活塞环润滑所需要的油膜厚度，又要保持较低的滑油耗量，以防止过多的滑油上窜到燃烧室，不仅滑油耗量增大，又会因燃烧产生的积碳影响传热性能【7】。3导热活塞环在气缸中起着传热作用。当内燃机工作时，活塞温度很高，一部分热量经活塞环传给气缸壁，再由气缸壁传至冷却水，从而降低活塞温度【8】。一般，冷却活塞中，活塞环传导的热量为3040%；非冷却活塞中，活塞环传导的热量可达活塞顶所承受热量的7080%【9】。活塞环的散热作用实际上与环的几何尺寸，截面形状，材料的导热性、热膨胀系数，环与环槽间的间隙以及有关表面精度等都有很大关系，应慎重选取。4支承导向活塞在气缸内运动靠环支撑。因活塞受燃气的加热而膨胀，所以气缸与活塞之间必须留有间隙，以防活塞咬死【10】。对热负荷高的发动机，其间隙更要大一些，由于2间隙的存在，活塞就必须依赖活塞环才能在气缸内保持运动平衡，防止活塞不断撞击气缸壁【11】。一旦减弱和破坏活塞环的支承作用，必将导致活塞组件失去运动平衡，从而产生噪声、偏磨、擦伤等故障，甚至出现融着、折损和拉缸等严重故障【12】。因此，活塞环基体材料的选择，活塞环断面形状，以及必要的结构力学计算，强度、应力计算，刚性、共振频率计算以及各种变形计算尤为重要【13】。1.2夹具设计的研究意义所谓机床夹具，是指用来装夹工件，使工件固定在机床上，利于加工成标准件的一种装置【14】。机床夹具作为机械制造业中不可或缺的重要环节，对整个机械制造业的水平提升有着极其蕈要的影响，甚至有些时候是关键性的影响。如果要实现机械制造的现代化，必须首先提高机床夹具的现代化水平，提高机床灾具的制造效率，实现机床灾具的标准化【15】。然而，传统的机床夹具还占据着机械制造业的绝对主导地位，这成为了机械制造业的现代化进程的障碍因素。由于机床灾具的优劣，决定着机电产品标准件的质量和制作精度，机床夹具设计对机电产品的质量有着非常重要的现实意义，随着机械制造领域理论研究的日益深入，机床夹具的设计必将迎来充分发展的时期【16】。1.3夹具设计国内外研究情况目前中国制造业发展迅猛，以前的我国制造业普遍使用刚性专机加工各种各样的零部件，导致改型和生产个零部件周期较长。随着我国制造业发展和各种各种零件的需求与日俱增，加工设备和工艺也向着柔性化的方向转变。加工装备的柔性概念和需求主要体现在对设备快速性和适应性的需求上，因此制造商不得不寻求柔性和产量之间的最佳组合。当然，在满足了柔性的条件下、也有着不同的解决方案，如：模块化、可变换化、可重新配置化、在线兼容性等。不论采用哪种方案，使用高性能的液压夹具都显得尤为重要，现在，柔性专机、可重新配置的机床及专用加工中心的组合应用，使得发动机零件的加工变得越来越柔性化，具体情况取决于每个加工项目的产量配额。2本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1主要内容：（1）活塞环铣开口零件的工艺分析；活塞环铣开口零件工件的定位分析（自由度）；（2）活塞环铣开口零件夹具定位误差计算、夹紧力的分析与计算；（3）活塞环铣开口零件夹具的工作原理；设计中存在的问题；（4）活塞环铣开口零件夹具装配工艺设计与仿真。2.2研究方案：活塞环零件图：3图1活塞环零件图方案一：活塞环的缺口过去是装在单配夹具的凸肩上进行铣切的,夹具体凸肩的外径相等于环的内径。现改进了一套既活塞环缺口用的夹具,适合于一定范围的大小不同活塞环,消除了由于活塞环内径的不同,而