活塞環(huán)主要分為氣環(huán)和油環(huán)兩種。

活塞環(huán)的作用

氣環(huán)的作用是保證氣缸與活塞間的密封性，防止漏氣，并且要把活塞頂部吸收的大部分熱量傳給氣缸壁，由冷卻水帶走；油環(huán)起布油和刮油的作用，下行時(shí)刮除氣缸壁上多余的機(jī)油，上行時(shí)在氣缸壁上鋪涂一層均勻的油膜。這樣既可以防止機(jī)油竄入氣缸中燃燒掉，又可以減少活塞與氣缸壁的摩擦阻力。此外，油環(huán)還能起到輔助封氣的作用。

活塞環(huán)的工作條件及性能要求

活塞環(huán)工作時(shí)受到氣缸中高溫、高壓燃?xì)獾淖饔?，溫度較高（尤其是，溫度可達(dá)600K）?；钊h(huán)在氣缸內(nèi)做高速運(yùn)動(dòng)，加上高溫下部分機(jī)油出現(xiàn)變質(zhì)，使活塞環(huán)的潤滑條件變差，難以保證液體潤滑，磨損嚴(yán)重。因此，要求活塞環(huán)彈性好，強(qiáng)度高、耐磨損。

活塞環(huán)的間隙

活塞環(huán)會在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中與高溫氣體接觸發(fā)生熱膨脹現(xiàn)象，而周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)又使其出現(xiàn)徑向脹縮變形。因此，為了保證正常的工作，活塞環(huán)在氣缸內(nèi)應(yīng)該具有以下間隙。

d—活塞環(huán)內(nèi)徑；B—活塞環(huán)寬度

■ 端隙又稱開口間隙，是指活塞環(huán)在冷態(tài)下裝入氣缸后，該環(huán)在上止點(diǎn)時(shí)，環(huán)的兩端頭之間的間隙。一般為0.25~0.50mm。

■ 側(cè)隙又稱邊隙，是指活塞環(huán)裝入活塞后，其側(cè)面與活塞環(huán)槽之間的間隙。第道環(huán)因?yàn)楣ぷ鳒囟雀?，間隙較大，一般為0.04~0.10mm；其他環(huán)一般為0.03~0.07mm。油環(huán)側(cè)隙比氣環(huán)小。

■ 背隙是指活塞環(huán)裝入氣缸后，活塞環(huán)內(nèi)圓柱面與活塞環(huán)槽底部間的間隙，一般為0.50~1.00mm。油環(huán)背隙較氣環(huán)大，有利于增大存油間隙，便于減壓泄油。

活塞環(huán)的泵油作用

由于側(cè)隙和背隙的存在，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，活塞環(huán)便產(chǎn)生了泵油作用。其原因是，活塞下行時(shí)，活塞環(huán)靠在環(huán)槽的上方，活塞環(huán)從缸壁上刮下來的機(jī)油充入環(huán)槽下方；當(dāng)活塞上行時(shí)，活塞環(huán)又靠在環(huán)槽的下方，同時(shí)將機(jī)油擠壓到環(huán)槽上方。如此反復(fù)運(yùn)動(dòng)，就將缸壁上的機(jī)油泵入燃燒室。由于活塞環(huán)的泵油作用，使機(jī)油竄入燃燒室，會使燃燒室內(nèi)形成積炭和增加機(jī)油消耗，并且還可能在環(huán)槽（尤其是第道氣環(huán)槽）中形成積炭，使環(huán)卡死，失去密封作用，甚至折斷活塞環(huán)。

氣  環(huán)

■  氣環(huán)的密封機(jī)理

活塞環(huán)有一個(gè)切口，且在自由狀態(tài)下不是圓環(huán)形，其外形尺寸比氣缸的內(nèi)徑大些，因此，它隨活塞一起裝入氣缸后，便產(chǎn)生彈力而緊貼在氣缸壁上。

活塞環(huán)在燃?xì)鈮毫ψ饔孟?，壓緊在環(huán)槽的下端面上，于是燃?xì)獗憷@流到環(huán)的背面，并發(fā)生膨脹，其壓力下降。同時(shí)，燃?xì)鈮毫Νh(huán)背的作用力使活塞環(huán)更緊地貼在氣缸壁上。壓力已有所降低的燃?xì)?，從第道氣環(huán)的切口漏到第二道氣環(huán)的上平面時(shí)，又把這道氣環(huán)壓貼在第二環(huán)槽的下端面上，于是，燃?xì)庥掷@流到這個(gè)環(huán)的背面，再發(fā)生膨脹，其壓力又進(jìn)一步降低。

如此繼續(xù)進(jìn)行下去，從后一道氣環(huán)漏出來的燃?xì)?，其壓力和流速已?jīng)大大減小，因而泄漏的燃?xì)饬恳簿秃苌倭?。因此，為?shù)很少的幾道切口相互錯(cuò)開的氣環(huán)所構(gòu)成的“迷宮式”封氣裝置，就足以對氣缸中的高壓燃?xì)膺M(jìn)行有效的密封。

氣環(huán)的斷面形狀及各環(huán)間隙處的氣體壓力

■  氣環(huán)的切口

氣缸內(nèi)的燃?xì)饴┤肭S箱的主要通路是活塞環(huán)的切口，因此，切口的形狀和裝入氣缸后的間隙大小對于漏入曲軸箱的燃?xì)饬坑幸欢ǖ挠绊?，切口間隙過大，則漏氣嚴(yán)重，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率減??；間隙過小，活塞環(huán)受熱膨脹后就有可能卡死或折斷。切口間隙值一般為0.25~0.8mm。第道氣環(huán)的溫度，因而其切口間隙值。

氣環(huán)的切口形狀

直角形切口工藝性好；階梯形切口的密封性好，但工藝性較差；斜口形切口，斜角一般為30°或45°，其密封作用和工藝性均介于前兩種之間，但其銳角部位在套裝入活塞時(shí)容易折損；圖中(d)為二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)的帶防轉(zhuǎn)銷釘槽的切口，壓配在活塞環(huán)槽中的銷釘，是用來防止活塞環(huán)在工作中繞活塞中心線轉(zhuǎn)動(dòng)的。

■   氣環(huán)斷面形狀

氣環(huán)的斷面形狀

■ 矩形環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、散熱性好、廢品率低；缺點(diǎn)主要是有泵油作用，容易造成機(jī)油消耗量過大并有可能形成燃燒室積炭。另外，矩形環(huán)的刮油性、磨合性及密封性較差，現(xiàn)代汽車基本不采用。

■ 錐面環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是與氣缸壁的接觸為線接觸，密封和磨合性能較好，刮油作用明顯，容易形成油膜以改善潤滑；缺點(diǎn)是傳熱性能較差。錐面環(huán)主要應(yīng)用在除第道環(huán)外的其他環(huán)。

■ 扭曲環(huán)是當(dāng)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用的一種活塞環(huán)，主要是因?yàn)榕でh(huán)除具有錐面環(huán)的優(yōu)點(diǎn)之外，還能減小泵油作用，減輕磨損、提高散熱性能。安裝扭曲環(huán)時(shí)應(yīng)特別注意：內(nèi)圓切槽向上，外圓切槽向下，不能裝反。

■ 梯形環(huán)的主要優(yōu)點(diǎn)是能把沉積在環(huán)槽中的結(jié)焦擠出，從而避免了活塞環(huán)被黏結(jié)而出現(xiàn)折斷，同時(shí)其密封性能優(yōu)越，使用壽命長；缺點(diǎn)主要是上下兩端面的精磨工藝較復(fù)雜。梯形環(huán)在熱負(fù)荷較大的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上使用較多。

■ 桶面環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是活塞的上下行程都可以形成楔形油膜以改善潤滑，對活塞在氣缸內(nèi)擺動(dòng)的適應(yīng)性好，接觸面積小，有利于密封；缺點(diǎn)是凸圓弧面加工困難，多用于強(qiáng)化柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的第道環(huán)。

油  環(huán)

油環(huán)分為普通油環(huán)和組合油環(huán)兩種。

普通油環(huán)是用合金鑄鐵制造的。其外圓面的中間切有一道凹槽，在凹槽底部加工出很多穿通的排油小孔或狹縫。油環(huán)上唇的上端面外緣一般均有倒角，可以使油環(huán)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)能夠形成油楔。機(jī)油可以把油環(huán)推離氣缸壁，從而易于進(jìn)入油環(huán)的切槽內(nèi)。下唇的下端面外緣不倒角，這樣向下刮油能力較強(qiáng)。鼻式油環(huán)和雙鼻式油環(huán)的刮油能力更強(qiáng)，但加工較困難。

油環(huán)及其刮油作用

油環(huán)的斷面形狀

對于由三個(gè)刮油鋼片和兩個(gè)彈性襯環(huán)組成的組合式油環(huán)，軸向襯環(huán)夾裝在第二、第三刮油片之間，徑向襯環(huán)使三個(gè)刮油片壓緊在氣缸壁上。這種油環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是，片環(huán)薄，對氣缸壁的比壓（單位面積上的壓力）大，因而刮油作用強(qiáng)；三個(gè)刮油片是各自獨(dú)立的，故對氣缸的適應(yīng)性好；重量輕；回油通路大。因此，組合油環(huán)在高速發(fā)動(dòng)機(jī)上得到較廣的應(yīng)用。其缺點(diǎn)是制造成本高（片環(huán)的外表面必須鍍鉻，否則滑動(dòng)性不好）。

刀具刃口鈍化處理

刀具刃口鈍化帶來的好處包含改善刀具壽數(shù)、進(jìn)步工件外表光潔度、下降機(jī)床主軸載荷以及下降全體制造本錢。

出產(chǎn)刃口處理機(jī)床的Mutschler刃口技能公司（Mutschler Edge Technologies LLC）對鈍化的界說如下：在構(gòu)成刀具刃口的兩平面相交處，發(fā)生可控的半徑以及改善其外表光潔度。鈍化后的刃口有圓形、瀑布型或反向瀑布型。

鈍化機(jī)正在鈍化硬質(zhì)合金刀片刃口

鈍化對一切刀具都有好處，包含高速鋼和硬質(zhì)合金刀具。在涂層前對硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行鈍化處理，將充分體現(xiàn)鈍化帶來的好處。因?yàn)闆]有尖銳角或毛刺，倒圓刃口可使涂層更加嚴(yán)密地與刀具外表結(jié)合。涂層可下降沖突，添加切削刃與工件的接觸面積，進(jìn)步刀具刃口強(qiáng)度。假如不在涂層前進(jìn)行鈍化處理，刀具會崩刃并露出基體資料，導(dǎo)致縮段刀具壽數(shù)和下降切削功率。鈍化后刃口使刀具外表光潔度得以改善，可減小沖突并有利于排屑。

未涂層刀具也會因在刃口發(fā)生可控半徑而獲益。

刀具刃口處理效果（500×）　　

鈍化是一個(gè)干加工過程，通過含磨料的尼龍毛刷與刀具刃口的相互效果來鈍化。刷絲由尼龍基體與磨料一起限制而成。當(dāng)毛刷磨損時(shí)，會有新的磨料露出來與工件相互效果。彈性刷絲相當(dāng)于柔性銼刀，均勻地掩蓋并銼削刀片刃口。

選用毛刷鈍化，有兩種不同的切削力學(xué)：磨料的切削效果以及刷絲接觸刀具外表的效果力。鈍化效果受許多要素影響，如速度、方向、周期時(shí)間、接觸深度及中心線位置。

尼龍毛刷可有多種型式。刷絲可呈直線或彎曲型，其截面可所以圓形或矩形，并依據(jù)使用的不同，可選擇多種刷絲直徑。針對不同的使用場合，毛刷中選用的磨料改變也很大，可所以碳化硅、氧化鋁、陶瓷和金剛石。

當(dāng)刃口很尖利時(shí)，磨削砂輪脫離刃口時(shí)會因磨屑效果使刃口發(fā)生鋸齒形。這是因?yàn)榇丝倘锌谔帥]有推力支撐使磨屑被剪切而去除去。假如砂輪沒有磨削到刃口，刃口就會十分尖利，導(dǎo)致在加工時(shí)刃口將很快磨損和崩掉。

當(dāng)鈍化工藝確定時(shí)，不同零件的鈍化精度可以控制在0.0001"。

刃口可通過幾種不同方法來測量。常用顯微鏡和輪廓儀來進(jìn)行可視化測量。一起，也可選用圖畫剖析軟件來進(jìn)行2D和3D檢測。

就像刀具種類相同，刀具刃口鈍化尺度也改變多樣。一般原則是，工件資料越硬，刀具刃口的鈍化尺度也就越大。因?yàn)槭褂脠龊系牟煌?，為得到蕞佳的刃口鈍化尺度，蕞好的方法是通過反復(fù)試驗(yàn)來確定。

螺紋加工常見問題及解決方案

1、主要原因

（1）車刀的前角太大，機(jī)床X軸絲桿空隙較大；

（2）車刀裝置得過高或過低；

（3）工件裝夾不牢；

（4）車刀磨損過大；

（5）切削用量太大。

2、解決方法

（1）減小車刀前角，修理機(jī)床調(diào)整X 軸的絲桿空隙，利用數(shù)控車床的絲桿空隙主動(dòng)補(bǔ)償功用補(bǔ)償機(jī)床X 軸絲桿空隙。

（2）車刀裝置得過高或過低：過高，則吃刀到一定深度時(shí)，車刀的后刀面頂住工件，增大摩擦力，甚至把工件頂彎，構(gòu)成扎刀現(xiàn)象；過低，則切屑不易排出，車刀徑向力的方向是工件中心，加上橫進(jìn)絲杠與螺母空隙過大，致使吃刀深度不斷主動(dòng)趨向加深，從而把工件抬起，呈現(xiàn)扎刀。此刻，應(yīng)及時(shí)調(diào)整車刀高度，使其刀尖與工件的軸線等高(可利用尾座鼎尖對刀)。在粗車和半精車時(shí)，刀尖方位比工件的中心高出1%D左右(D表明被加工工件直徑)。

（3）工件裝夾不牢：工件本身的剛性不能接受車削時(shí)的切削力，因而產(chǎn)生過大的撓度，改變了車刀與工件的中心高度(工件被抬高了)，構(gòu)成切削深度突增，呈現(xiàn)扎刀，此刻應(yīng)把工件裝夾牢固，可使用尾座鼎尖等，以添加工件剛性。

（4）車刀磨損過大：引起切削力增大，頂彎工件，呈現(xiàn)扎刀。此刻應(yīng)對車刀加以修磨。

（5）切削用量(主要是背吃刀量和切削速度)太大：依據(jù)工件5 導(dǎo)程巨細(xì)和工件剛性挑選合理的切削用量。

亂扣

1、毛病現(xiàn)象

當(dāng)絲杠轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)，工件未轉(zhuǎn)過整數(shù)轉(zhuǎn)而構(gòu)成的。

2、主要原因

（1）機(jī)床主軸編碼器同步傳動(dòng)皮帶磨損，檢測不到主軸的同步實(shí)在轉(zhuǎn)速；

（2）編制輸入主機(jī)的程序不正確；X軸或Y軸絲桿磨損。

3、解決方法

（1）主軸編碼器同步皮帶磨損

由于數(shù)控車床車削螺紋時(shí)，主軸與車刀的運(yùn)動(dòng)關(guān)系是由機(jī)床主機(jī)信息處理中心發(fā)出的指令來操控的，車削螺紋時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速穩(wěn)定不變，X 或Y 軸能夠依據(jù)工件導(dǎo)程巨細(xì)和主軸轉(zhuǎn)速來調(diào)整移動(dòng)速度，所以中心有必要檢測到主軸同步實(shí)在轉(zhuǎn)速，以發(fā)出正確指令操控X 或Y 軸正確移動(dòng)。

如果體系檢測不到主軸的實(shí)在轉(zhuǎn)速，在實(shí)際車削時(shí)會發(fā)出不同的指令給X或Y，那么這時(shí)主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀具移動(dòng)的距離就不是一個(gè)導(dǎo)程，第二刀車削時(shí)螺紋就會亂扣。這種情況下，咱們只有修理機(jī)床，更換主軸同步皮帶。

（2）編制輸入的程序不正確

車削螺紋時(shí)為了避免亂扣，有必要確保后一刀車削軌道要與前一刀車削軌道重合，在普車上咱們用倒順車法來防備亂扣。

在數(shù)控車床上，咱們用程序來防備亂扣，就是在編制加工程序時(shí)，咱們用程序操控螺紋刀在車削前一刀后，退刀，使后一刀起點(diǎn)方位與前一刀起點(diǎn)方位重合(相當(dāng)于在普車上車削螺紋時(shí)，螺紋刀退回到前一刀所車出的螺旋槽內(nèi))，這樣車出的螺紋就不會亂扣。

有時(shí)，由于程序輸入的導(dǎo)程不正確(后一段程序?qū)С膛c前一段程序?qū)С滩灰恢?，車削時(shí)也會呈現(xiàn)亂扣現(xiàn)象。

（3）X 軸或Y 軸絲桿磨損嚴(yán)重：修理機(jī)床，更換X 軸或Z軸絲桿。

螺距不正確

主軸編碼器傳送回機(jī)床體系的數(shù)據(jù)不經(jīng)確；X 軸或Y 軸絲桿和主軸的竄動(dòng)過大；編制和輸入的程序不正確。

（1）主軸編碼器傳送數(shù)據(jù)不經(jīng)確：修理機(jī)床，更換主軸編碼器或同步傳送皮帶；

（2）X 軸或Y 軸絲桿和主軸竄動(dòng)過大：調(diào)整主軸軸向竄動(dòng)，X 軸或Y 軸絲桿空隙能夠用體系空隙主動(dòng)補(bǔ)償功用補(bǔ)償;

（3）檢視程序，務(wù)必使程序中的指令導(dǎo)程與圖紙要求一致。

牙型不正確

車刀刀尖刃磨不正確；車刀裝置不正確；車刀磨損。

（1）車刀刀尖刃磨不正確：正確刃磨和測量車刀刀尖角度，對于牙型角精度要求較高的螺紋車削，能夠用標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械夾固式螺紋刀車削，或者把螺紋刀用磨床刃磨。

（2）車刀裝置不正確：裝刀時(shí)用樣板對刀，或者經(jīng)過用百分表找正螺紋刀桿來裝正螺紋刀。

（3）車刀磨損：依據(jù)車削加工的實(shí)際情況，合理選用切削用量，及時(shí)修磨車刀。

螺紋外表粗糙度大毛病剖析

（1）刀尖產(chǎn)生積屑瘤；

（2）刀柄剛性不行，切削時(shí)產(chǎn)生轟動(dòng)；

（3）車刀徑向前角太大；

（4）高速切削螺紋時(shí)，切削厚度太小或切屑向傾斜方向排出，拉毛已加工牙側(cè)外表；

（5）工件剛性差，而切削用量過大；

（6）車刀外表粗糙度差。

（1）用高速鋼車刀切削時(shí)應(yīng)下降切削速度，并正確挑選切削液；

（2）添加刀柄截面，并減小刀柄伸出長度；

（3）減小車刀徑向前角；

（4）高速鋼切削螺紋時(shí)，終一刀的切屑厚度一般要大于0.1mm，并使切屑沿筆直軸線方向排出；

（5）挑選合理的切削用量；

（6）刀具切削刃口的外表粗糙度應(yīng)比零件加工外表粗糙度值小2 —— 3 層次。

螺紋加工常見問題及解決方法

總歸，車削螺紋時(shí)產(chǎn)生的毛病形式多種多樣，既有設(shè)備的原因，也有刀具、操作者等的原因，在排除毛病時(shí)要具體情況具體剖析，經(jīng)過各種檢測和確診手法，找出具體的影響要素，采納有效的解決方法。