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乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。——《孟子》

活塞的机械加工工艺及其夹具设计

要点

活塞是内燃机中必不可少的部件之一，其质量和工艺的优

劣直接关系到整个发动机的性能和寿命。因此，在活塞的机械

加工过程中，机械加工工艺的选择是非常重要的，并且夹具的

设计也是至关重要的。在本文中，我们将探讨活塞的机械加工

工艺及其夹具设计的要点。

一、活塞机械加工工艺

1.材料的选用

活塞材料应具有较高的强度和硬度，同时具有较好的耐磨

性和耐高温性能。当前广泛应用的活塞材料有：

（1）铸铁

铸铁活塞强度高，成本低，但耐热性和耐磨性较差，易产

生铁锈和腐蚀。

（2）铝合金

铝合金活塞具有较好的强度、耐磨性和耐高温性能，同时

重量轻，可以减小惯量。因此，铝合金活塞是目前最为广泛采

用的活塞材料。

（3）钢材

乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。——《孟子》

钢材活塞具有强度和硬度高、耐磨性和耐高温性能好的特

点，但重量较大。

2.加工工序

活塞的机械加工工序一般包括下述几个阶段：

（1）锻造

对于高性能发动机来说，采用锻造工艺可以提高活塞的强

度，减小误差和内应力，因此锻造工艺得到了广泛的应用。

（2）车削

车削是活塞加工中最为基本的工序之一。在车削过程中，

主要包括初车、精车和研磨等环节。其中，初车主要是将活塞

原材料进行粗加工，达到规格尺寸；精车则是对粗加工的活塞

进行加工，以达到较高精度的加工要求；研磨则是对活塞进行

固定工位研磨，使活塞表面保持平整，达到更高的精度和光洁

度。

（3）顶针孔加工

活塞顶部的针孔是发动机活塞中一个关键的零部件。在数

量、尺寸和坐标等方面需求比较苛刻。因此，加工顶针孔的过

程比较繁琐，一般需要采用数控立式车床配合专用夹具进行加

工。

（4）磨削

活塞的磨削可以使表面更加光滑，达到更高的精度要求。

磨削工艺主要包括表面研磨和外圆磨削等步骤。

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二、活塞夹具设计要点

在活塞加工的过程中，夹具的设计是十分关键的。好的夹

具设计可以保证加工的精度和效率，同时也可以减少因夹紧力

过大造成的活塞变形、表面划痕等质量问题。下面是夹具设计

的一些要点：

1.设计夹紧力合适

夹具夹紧力应该与活塞的材料和重量相匹配，合适的夹紧

力可以保证活塞在加工过程中不会出现变形现象，而过大或过

小的夹紧力则会影响加工质量和效率。

2.设计夹具精度高

夹具的精度应该要高于活塞的加工精度，保证夹具不会给

活塞加工带来新的误差，同时也要保证夹具的精度和稳定性。

3.夹具设计要考虑活塞的形状和尺寸

活塞的形状和尺寸不同，夹具的设计也需要有所不同。一

般来说，需要根据活塞的几何尺寸和形状来设计夹具，保证夹

具能够夹住活塞，并保证夹紧力均匀。

4.考虑到加工时的方便性

夹具的设计需要考虑到加工的方便性，保证操作的简便和