汽车发动机活塞销地选材与热处理实用工艺课程设计

目录一、前言…………………………………………………………………………………….二、零部件在内燃机中的作用和地位……………………………………….三、该零件的工作条件、设计要求………………………………………….四、零件的运动分析和受力分析………………………………………………五、结构形式的选择；主要参数的选定、设计、计算…………….六、零部件的强度、刚度校核…………………………………………………..七、设计结果的分析…………………………………………………………………..八、结束语………………………………………………………………………………….九、参考文献一、前言内燃机的不断发展，是建立在主要零部件性能和寿命不断改进和提高的基础上的，尤其是随着发动机强化程度的提高、功率的增大和转速的增加，零部件尤其是直喷式柴油机活塞的工作环境变得更加恶劣了。

活塞的结构直接影响活塞的温度分布和热应力分布，因此就有必要对活塞的结构和性能作出预测和评价。

活塞是内燃机上最关键的运动件，它在高温高压下承受反复交变载荷，被称为内燃机的心脏，特别是坦克、舰艇和军用车船用内燃机活塞则要求更高，它已成为制约内燃机发展的一个突出问题二、零部件在内燃机中的作用和地位活塞是曲柄连杆机构的重要零件，主要功用是承受燃烧气体压力和惯性力，并将燃烧气体压力通过活塞销传给连杆，推动曲轴旋转对外作功。

此外，活塞又是燃烧室的组成部分。

活塞是内燃机中工作条件最严酷的零件。

作用于活塞上的气体压力和惯性力都是周期变化的，燃烧瞬时作用于活塞上的气体压力很高，如增压内燃机的最高燃烧压力可达14—16MPa。

而且活塞还要承受在连杆倾斜位置时侧压力的周期性冲击作用，在气体压力、往复惯性力和侧压力的共同作用下，可能引起活塞变形，活塞销座开裂，活塞侧部磨损等。

由此可见，活塞应有足够的强度和刚度，而且质量要轻。

三、该零件的工作条件、设计要求活塞顶部直接与高温燃气接触，活塞顶部的温度很高，各部的温差很大，柴油机活塞顶部常布置有凹坑状燃烧室，使顶部实际受热面积加大，热负荷更加严重。

汽车活塞销成型工艺实训报告首先，我们需要了解汽车活塞销的材料选择。

活塞销一般采用优质合金钢材料，如40Cr、45Cr、GCr15等。

这些材料具有高强度、耐磨性和良好的耐腐蚀性能，适合用于汽车发动机的高温高压工作环境。

接下来，我们进行了活塞销的冷挤压成型实验。

冷挤压成型是目前常用的汽车活塞销成型方法之一、实验中，我们使用了专门设计的冷挤压成型机台，将事先切割好的活塞销坯料放入模具中，进行挤压成型。

通过逐渐增加挤压力，使坯料在模具中形成圆形的活塞销。

挤压过程中需要控制压力、温度和速度等参数，以确保成型过程中的均匀性和密度。

在实验过程中，我们还进行了光学显微镜下的观察和金相显微镜薄片制备实验。

通过显微镜观察，我们可以直观地看到活塞销的内部组织结构和不同区域的金相组织。

薄片制备实验则是通过精细切割和抛光技术制备活塞销的薄片样品，以便进一步观察和分析活塞销的显微组织。

通过这些实验，我们可以评估活塞销的成型质量和材料性能。

此外，我们还进行了活塞销的硬度测试实验。

硬度是评估活塞销材料强度和耐磨性的重要指标。

实验中，我们使用了专门的硬度测试仪器，在活塞销表面的不同位置进行了硬度测试。

通过测试结果的分析，我们可以了解活塞销材料的硬度分布情况和材料的强度水平。

最后，在实训过程中我们还对活塞销进行了尺寸测量和表面质量检验。

通过测量活塞销的直径、长度和圆度等尺寸参数，我们可以检验活塞销的几何形状和尺寸精度。

同时，我们还使用了显微镜和表面粗糙度测试仪对活塞销的表面质量进行了检验。

这些测试结果可以评估活塞销的加工精度和表面质量是否符合要求。

综上所述，通过汽车活塞销成型工艺的实训，我们不仅学习了活塞销的制作工艺、材料性能和质量控制方法，还提高了实际操作能力和分析能力。

这对于我们未来从事相关行业的工作和进一步的学习研究都具有重要的意义。

摘要内燃机的不断发展，是建立在主要零部件性能和寿命不断改进和提高的基础上的，尤其是随着发动机强化程度的提高、功率的增大和转速的增加，零部件尤其是直喷式柴油机活塞的工作环境变得更加恶劣了。

活塞的结构直接影响活塞的温度分布和热应力分布，因此就有必要对活塞的结构和性能作出预测和评价。

活塞式内燃机上最关键的运动件，它在高温高压下承受反复交变载荷，被称为内燃机的心脏。

本设计通过对内燃机铝活塞加工技术的发展、活塞的工作环境以及结构特点的分析，确定了活塞的加工过程以及加工方案。

其中主要包括：活塞顶部设计、活塞头部设计、活塞裙部设计、活塞的结构参数设计、和加工工艺的设计。

关键词：内燃机活塞结构加工AbstractThe continuous development of the internal combustion engine, is built on the basis of the performance and life of the main components continue to improve and enhance, especially with the improvement of the degree of enhancement of the engine, power increases and an increase in speed, parts and components in particular, is a direct injection diesel engine pistonwork environment becomes worse. The structure of the piston directly affect the temperature distribution of the piston and the thermal stress distribution, and therefore it is necessary to predict and evaluate the structure and performance of the piston。

第1篇活塞结构工艺设计摘要：活塞作为内燃机中的关键部件，其性能直接影响着发动机的工作效率和寿命。

活塞结构工艺设计是活塞制造过程中的重要环节，它涉及到材料选择、结构设计、加工工艺和装配工艺等多个方面。

本文将对活塞结构工艺设计进行详细阐述，包括活塞的结构特点、材料选择、加工工艺、装配工艺以及质量控制等方面。

一、引言活塞是内燃机中承受高温、高压和快速往复运动的部件，其性能直接关系到发动机的运行效率和寿命。

活塞结构工艺设计是活塞制造过程中的关键环节，它关系到活塞的强度、耐磨性、导热性等性能指标。

因此，对活塞结构工艺设计的研究具有重要意义。

二、活塞的结构特点1. 结构形式活塞的结构形式主要有以下几种：（1）直顶式活塞：适用于低速、低功率的发动机。

（2）斜顶式活塞：适用于高速、高功率的发动机。

（3）凹顶式活塞：适用于高性能、高转速的发动机。

2. 结构尺寸活塞的结构尺寸主要包括：（1）直径：活塞直径决定了发动机的排量。

（2）高度：活塞高度决定了发动机的工作行程。

（3）裙部厚度：裙部厚度决定了活塞的耐磨性和刚度。

（4）顶部厚度：顶部厚度决定了活塞的热膨胀系数和导热性能。

3. 结构材料活塞的结构材料主要有以下几种：（1）铝合金：具有良好的导热性、耐磨性和轻量化特点。

（2）铸铁：具有良好的强度、耐磨性和成本较低的特点。

（3）钢：具有较高的强度和耐磨性，但导热性能较差。

三、活塞的材料选择1. 材料要求活塞材料应满足以下要求：（1）高强度：保证活塞在高温、高压下不发生变形。

（2）耐磨性：提高活塞的寿命。

（3）导热性：降低活塞的热负荷。

（4）热膨胀系数：适应发动机的热膨胀。

2. 材料选择根据活塞的结构特点和材料要求，可选用以下材料：（1）铝合金：适用于高速、高功率的发动机。

（2）铸铁：适用于低速、低功率的发动机。

（3）钢：适用于高性能、高转速的发动机。

四、活塞的加工工艺1. 铸造工艺活塞的铸造工艺主要包括以下几种：（1）砂型铸造：适用于大批量生产。

发动机活塞加工工艺及夹具设计一、发动机活塞的加工工艺1.原料准备：活塞的原材料一般为铝合金，需要进行铸造或锻造工艺，得到初步成型的活塞毛坯。

2.粗车：将活塞毛坯放入车床中进行粗车，将多余的材料去除，使活塞的外形接近最终形状。

3.精车：将粗车后的活塞放入精车机床中进行精车，使活塞的尺寸和形状达到设计要求。

4.铆装：在活塞上制作并安装活塞销和油垫，确保活塞的运动顺畅。

5.表面处理：对活塞进行喷砂、阳极氧化等表面处理，提高活塞的耐腐蚀性和装配精度。

6.热处理：对活塞进行热处理，提高其硬度和强度，改善活塞的使用寿命。

7.精密加工：对活塞进行高精度的机加工，如磨削、镗孔等，以满足发动机的操作要求。

8.检测和验收：对加工后的活塞进行尺寸、形状、表面质量等各项检测与验收，确保活塞的质量符合要求。

二、发动机活塞的夹具设计夹具是用于固定工件，使其在加工过程中保持正确的位置和姿态的工具。

发动机活塞的夹具设计需要考虑以下因素：1.夹紧力：夹具需要具备足够的夹紧力，以确保活塞在加工过程中不会发生位移或松动。

2.夹持方式：根据活塞的形状和结构特点，选择合适的夹持方式，如机械夹持、气动夹持、液压夹持等。

3.支撑和定位：夹具需要提供适当的支撑和定位，使活塞在加工过程中保持正确的位置和姿态。

4.可调性：夹具需要具备一定的可调性，以适应不同型号、规格的活塞加工。

5.便捷性：夹具的操作简单、快速，能够提高加工效率和工作人员的工作舒适度。

6.辅助工具：夹具需要配备适当的辅助工具，如量具、标尺等，以便进行调试和检测。

7.安全性：夹具需要具备足够的安全性，避免在加工过程中对工作人员和设备造成伤害。

总结：发动机活塞的加工工艺和夹具设计对活塞的质量和性能具有重要影响。

加工工艺需要经历原料准备、粗车、精车、铆装、表面处理、热处理、精密加工等多个环节。

夹具设计需要考虑夹紧力、夹持方式、支撑和定位、可调性、便捷性、辅助工具和安全性等因素。

通过合理的加工工艺和夹具设计，可以提高活塞的质量和性能，确保发动机的正常运行。

目录0序言1基本结构参数计算1.1发动机缸径和转速的计算2热计算2.1发动机压缩过程计算2.2发动机膨胀过程计算2.3压缩膨胀过程处理2.4有效功和有效压力的求解2.5 P-V图向P-a图转换3活塞运动学计算3.1活塞位移（X）3.2活塞速度V3.3活塞加速度a4连杆活塞的动力计算4.1往复惯性力质量m j的求取4.2相关力的求解5曲轴的设计5.1曲轴主要尺寸的确定5.1.1曲轴销主要尺寸的确定5.1.2主轴颈尺寸的确定5.1.3曲柄臂尺寸的确定5.2校核计算5.2.1曲轴的弯曲弯曲校核5.2.2曲轴的扭转强度校核6活塞设计6.1活塞材料的选择6.2活塞主要尺寸的确定6.2.1活塞总高H的确定6.2.2压缩高度H1的确定6.2.3火力岸高度H4的确定6.2.4环带高度H3的确定6.2.5活塞顶部厚度δ的确定6.3活塞裙部的设计6.3.1活塞横截面形状6.3.2活塞与气缸的配合间隙6.4活塞的质量7活塞销的设计7.1活塞销材料的选择7.2活塞销与销座尺寸的确定7.3活塞销与销座的配合7.4活塞销质量m38连杆的设计8.1连杆材料的选择8.2连杆主要尺寸的确定8.2.1连杆长度的确定8.2.2连杆小头尺寸的确定8.2.3连杆大头尺寸的确定8.2.4连杆杆身尺寸的确定9心得体会10参考文献65mL四冲程汽油机曲轴设计0序言这学期学院为我们专业开设了《汽车发动机设计课程设计》为期三周，目的在于让我们通过亲自的设计实践，全面地复习和巩固我们以前所学习的理论知识，让我们对专业课知识有更深刻的理解和掌握。

使我们在分析、计算、设计、绘图、运用各种标准和规范、查阅各种资料以及计算机应运能力等各个方面得到进一步的提高。

我们要充分利用这次课程设计的机会，了解国内外发动机的发展状况，并尽可能地发挥自己的能力，保质保量的完成此次课程设计。

课程设计是一个设计的过程，也是我们一个学习知识的过程。

我们要通过这次的课程设计，巩固自己所学的理论知识，多了解曲柄连杆机构的构造和设计要求，以及设计时需要注意的各个方面的问题。

活塞的机械制造课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解活塞的基本结构、功能及其在内燃机中的重要作用。

2. 学生能掌握活塞的材料选择、机械加工工艺及其装配要求。

3. 学生能了解活塞工作环境对材料性能的影响，以及相应的解决措施。

技能目标：1. 学生能运用图纸识别活塞各部分结构，进行简单的尺寸测量。

2. 学生能通过实例分析，选择合适的材料及加工工艺，设计活塞制造方案。

3. 学生能通过小组合作，模拟活塞的机械加工过程，提高实际操作能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械制造的兴趣，激发其探究内燃机工作原理的欲望。

2. 培养学生严谨、细致、协作的工作态度，使其认识到质量在生产过程中的重要性。

3. 增强学生的环保意识，让其明白绿色制造在活塞生产中的应用和意义。

课程性质：本课程为技术类课程，以实践操作为主，结合理论知识，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

学生特点：初三学生具有一定的物理知识和动手能力，对机械制造有一定的兴趣，但缺乏实际操作经验。

教学要求：结合学生特点，采用理论教学与实践操作相结合的方式，注重培养学生的实际操作能力，提高其解决实际问题的能力。

将目标分解为具体的学习成果，以便于后续的教学设计和评估。

二、教学内容1. 活塞的基本结构与功能- 活塞的组成部分及其在内燃机中的作用- 活塞头部、裙部、环槽等关键部位的形状与功能2. 活塞的材料选择- 常见活塞材料的特点与应用- 材料性能与活塞工作环境的关系- 选择活塞材料的原则与方法3. 活塞的机械加工工艺- 活塞加工的基本工艺流程- 铸造、锻造、机械加工等工艺的特点及应用- 精密加工技术在活塞制造中的应用4. 活塞的装配与检测- 活塞组件的装配工艺与要求- 活塞间隙的调整与检测方法- 装配质量的评价标准与控制措施5. 案例分析与实践操作- 分析典型活塞制造案例，了解实际生产中的工艺选择与应用- 实践操作：小组合作，模拟活塞的铸造、机械加工等过程- 操作过程中注意事项，安全规范及质量要求教学内容安排与进度：第一课时：活塞的基本结构与功能，材料选择第二课时：活塞的机械加工工艺第三课时：活塞的装配与检测，案例分析与实践操作本教学内容依据课程目标，结合课本相关章节，注重理论与实践相结合，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

一、教学目标1. 知识目标：- 了解活塞的结构特点、材料选择及加工工艺。

- 掌握活塞加工的基本流程和操作方法。

- 熟悉活塞加工中常用的工具和设备。

2. 技能目标：- 学会使用车床、磨床等设备进行活塞加工。

- 能够独立完成活塞的粗加工、半精加工和精加工。

- 培养学生的动手能力和解决实际问题的能力。

3. 情感目标：- 培养学生对机械加工的兴趣和热情。

- 增强学生的团队合作意识和责任心。

- 培养学生严谨的工作态度和良好的职业道德。

二、教学内容1. 活塞的结构与材料2. 活塞加工工艺3. 活塞加工设备与工具4. 活塞加工流程5. 活塞加工质量检测三、教学过程1. 导入新课- 通过图片或实物展示活塞的应用场景，激发学生的学习兴趣。

- 提问：活塞在发动机中起到什么作用？活塞加工的重要性有哪些？2. 理论讲解- 讲解活塞的结构特点、材料选择及加工工艺。

- 介绍活塞加工的基本流程和操作方法。

- 详细讲解活塞加工中常用的工具和设备。

3. 实践操作- 粗加工：讲解并演示活塞粗加工的操作步骤，如车削、铣削等。

- 半精加工：讲解并演示活塞半精加工的操作步骤，如磨削、研磨等。

- 精加工：讲解并演示活塞精加工的操作步骤，如抛光、清洗等。

4. 活动讨论- 分组讨论：活塞加工中可能遇到的问题及解决方法。

- 学生展示：每组选出代表，分享本组的讨论成果。

5. 总结与评价- 对本次课程进行总结，强调活塞加工的关键点和注意事项。

- 学生自评：反思自己在活塞加工过程中的表现，找出不足之处。

- 教师评价：对学生的表现进行点评，指出优点和需要改进的地方。

四、教学评价1. 过程评价：观察学生在实践操作中的表现，评估其动手能力和操作技能。

2. 成果评价：检查学生完成的活塞加工件，评估其加工质量和精度。

3. 自我评价：学生通过自我评价，反思自己在活塞加工过程中的表现和收获。

4. 同伴评价：学生之间互相评价，互相学习，共同进步。

五、教学资源1. 活塞实物或图片2. 活塞加工设备操作手册3. 活塞加工工艺流程图4. 活塞加工质量检测标准六、教学反思在教学过程中，教师应关注学生的个体差异，因材施教。

内燃机活塞设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解内燃机活塞的基本结构及其工作原理；2. 学生能够掌握活塞设计中的关键参数，如活塞的长度、直径、形状等；3. 学生能够了解内燃机活塞材料的选择及性能要求；4. 学生能够掌握内燃机活塞设计中涉及的计算公式和步骤。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，进行内燃机活塞的初步设计；2. 学生能够运用计算工具，完成活塞设计参数的计算；3. 学生能够通过查阅资料，分析活塞设计中的问题，并提出合理的解决方案。

情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到内燃机活塞设计在汽车行业中的重要性，增强专业认同感；2. 学生能够培养工程思维，注重实践与理论相结合，提高解决问题的能力；3. 学生能够养成合作、交流、分享的学习习惯，提升团队协作能力。

课程性质：本课程为专业选修课，适用于具有一定机械基础知识和内燃机原理了解的高年级学生。

学生特点：学生具备一定的机械基础知识，对内燃机有一定了解，具备初步的工程设计能力。

教学要求：结合实际案例，引导学生运用所学知识，进行内燃机活塞设计，注重理论与实践相结合，培养学生的工程设计能力和创新意识。

通过课程目标分解，实现对学生知识、技能和情感态度价值观的全面培养。

二、教学内容1. 内燃机活塞结构及工作原理：包括活塞的组成部分、作用及其在内燃机中的工作过程；教材章节：第二章 内燃机工作原理与结构。

2. 活塞设计参数及其影响：讲解活塞长度、直径、形状等关键参数对内燃机性能的影响；教材章节：第三章 内燃机活塞设计与计算。

3. 活塞材料的选择及性能要求：介绍活塞常用材料及其性能指标，分析不同材料的应用场景；教材章节：第四章 内燃机活塞材料。

4. 活塞设计计算公式与步骤：通过案例讲解活塞设计计算公式及具体步骤，使学生掌握设计方法；教材章节：第三章 内燃机活塞设计与计算。

5. 活塞设计实例分析：分析典型活塞设计案例，使学生了解实际设计过程中可能遇到的问题及解决方法；教材章节：第五章 内燃机活塞设计实例。