1.1.1 汽车发动机活塞研究的背景

活塞是发动机中的重要零件之一。活塞组由活塞、活塞环及活塞销组成，活塞组在连杆的带动下，在气缸内作往复运动，形成不断变化形成不断变化的气缸容积，在气阀的等部件的配合下，实现制冷剂气体的吸入、压缩、排出与膨胀过程。它在工作时承受发动机气缸内高温气体的压力，并通过活塞销、连杆将压力传给曲轴。因此活塞是在高温、高压和连续变负载下工作的。

活塞的加工具有典型性，对于我们机械设计制造及其自动化专业的学生来说，通过这次毕业设计，不仅能很好地复习、运用在四年里学习过的知识，而且还能让我们把各科知识统一起来，融会贯通，更全面的了解零件加工工艺过程和夹具设计。

发动机活塞的材料为铝合金，它的导热性好、重量轻、惯性力小，并且有较好的切削加工性。铝活塞的毛坯采用金属模浇铸。毛坯的精度较高，活塞销孔也能铸出，因此机械加工余量可以相应地减少。毛坯在机械加工前要切去浇冒口，并进行时效处理，以消除铸造时因冷却不均匀而产生的内应力。

1.1.2 汽车发动机活塞研究的意义

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做出预测和评价。因为活塞是在高温、高压和连续变负载下工作的，

要承受交变载荷，被称为内燃机的心脏，所以活塞的工作情况直接关系到高速发动机提高燃油效率和使用耐久性的关键，同时直接影响到内燃机的排放性能。因此。活塞设计在内燃机的设计中十分关键。

1.2  国内外活塞加工工艺的发展、现状及趋势

  1.2.1 活塞加工工艺的发展

国内活塞加工技术经过几十年的成长，积攒了较好的基础，在经过了技术人员的不断进步和更加地学习外国的技术，使活塞的加工技术取得了较好的发展，活塞质量有了提高，新产品在市场中所占比例越来越大。但是，由于发动机活塞的每项技术指标每家企业的技要求不一样，活塞加工方法之间有一些不一样。我国的大多数工厂都是用的改装车床或者专用机床所组成的流水线来加工活塞。 

  1.2.2 活塞加工工艺的现状

目前,我国的活塞制造企业所用的技术不够先进,制造成本很高、环境危害大。活塞精加工过程是重点，所以必须使用数控机床,再由普通的车床来进行粗加工。这是我国大部分工厂所使用的方法。我国现在很合理加工活塞的方法如下： 

高温电解铝液——用剩余热量合金化——用余热来变质处理——精练处理——制造毛坯——加工冒口——锻造猝火+时校热处理——机加工——外表处理——封装存库。

活塞的分类有以下几种分类：

1. 按使用的燃料来分，可分为汽油机活塞、柴油机活塞、天燃气活塞。

2. 按制造活塞的材料来分，可分为铸铁活塞、钢活塞、铝合金活塞及组合活塞。

3. 按制造活塞毛坯的工艺来分，可分为重力铸造活塞、挤压铸造活塞、锻造活塞。

4. 按活塞的工作状况来分，可分为非增压活塞和增压活塞两大类。

5.　按活塞的用途来分，可分为轿车活塞、卡车活塞、摩托车活塞、船用活塞、坦克活塞、拖拉机活塞、剪草机活塞等。