由于活塞特有的機加工工藝特點，單靠一般的通用機床很難滿足活塞的高精度要求。 因此，機床生產廠家必須加大技術改造力度，提供適用于活塞性能要求的數(shù)控化、清潔化、柔性化的制造技術和裝備。

活塞是汽車發(fā)動機的“心臟”，承受交變的機械負荷和熱負荷，是發(fā)動機中工作條件最惡劣的關鍵零部件之一。隨著汽車整車對發(fā)動機的動力性、經濟性、環(huán)保性及可靠性的要求越來越嚴格，活塞已發(fā)展成為集輕質高強度新材料、異型外圓復合型面、異型銷孔等多項新技術于一體的高技術含量的產品，以保證活塞的耐熱性、耐磨性、平穩(wěn)的導向性和良好的密封功能，減少發(fā)動機的摩擦功損失，降低油耗、噪聲和排放。

圖1 活塞異型外圓簡圖

為滿足以上的功能要求，通常將活塞的外圓設計成異型外圓(中凸變橢圓)，即垂直于活塞軸線的橫剖面為橢圓或修正橢圓，且橢圓度沿軸線方向按一定的規(guī)律變化(如圖1所示)，橢圓度精度達±0.005mm；活塞縱剖面的外輪廓為高次函數(shù)的擬合曲線，輪廓精度為0.005～0.01mm；為提高活塞的承載能力，以提高發(fā)動機的升功率，通常將高負荷活塞的銷孔設計成微內錐型或正應力曲面型(異型銷孔),銷孔尺寸精度達IT4級，輪廓精度為±0.003mm。

活塞作為典型的汽車關鍵零部件，在切削加工方面具有很強的工藝特點。由于活塞特有的機加工工藝特點，單靠一般的通用機床難以滿足活塞的高精度要求。目前，國內活塞制造行業(yè)通常是由通用機床和結合活塞工藝特點的專用設備組成機加工生產線，因此，專用設備就成為活塞切削加工的關鍵設備，其功能和精度將直接影響最終產品的關鍵特性的質量指標。

活塞中凸變橢圓的加工方法有立體靠模仿形加工和采用數(shù)控高頻直線刀架的無靠模加工兩種形式。仿形加工的優(yōu)點是仿形車床成本相對較低，設備投資較少，缺點是靠模制作精度要求高，一般的橢圓磨床難以達到這種要求，需專門的數(shù)控高精度活塞靠模磨床來完成，這種形式適用于大批量生產；數(shù)控高頻直線刀架加工技術是國際上新興的非圓加工技術，其優(yōu)點是加工功能強大，無需靠模，設備柔性較強，適合于多品種生產，缺點是目前該類設備造價較高，設備投資大且在控制系統(tǒng)和直線刀架的壽命方面仍須進一步改進。

多年來，我國機床行業(yè)在活塞專機開發(fā)研制方面做了大量工作，但隨著汽車發(fā)動機技術和活塞產品技術的迅速發(fā)展，我國機床行業(yè)仍需在活塞先進制造技術及裝備方面加大研究開發(fā)力度，以適應我國活塞制造業(yè)的發(fā)展。

圖2 BHC系列活塞中凸變橢圓數(shù)控車床

近年來，山東濱州渤?；钊煞萦邢薰緸檫m應我國汽車工業(yè)快速發(fā)展對發(fā)動機高性能活塞的要求，加大技術改造力度，高起點地引進了德國的轎車活塞全自動生產線和意大利的轎車活塞柔性生產線、卡車活塞全自動生產線，并從日本、瑞士、美國等引進了多臺活塞加工及檢測的關鍵設備，有力地提升了企業(yè)高性能活塞的規(guī)?；a及交付能力，同時，公司多年來一直致力于擁有自主知識產權的產品技術和先進制造技術的研發(fā)，創(chuàng)建了我國活塞行業(yè)第一個國家級企業(yè)技術中心和博士后工作站，形成了涵蓋產品開發(fā)、過程開發(fā)、試驗評價、先進制造技術及裝備研發(fā)的完整的研發(fā)體系。在活塞加工技術及設備的研發(fā)方面，公司自主研制了BH系列活塞專用數(shù)控機床，其中包括BHC系列活塞中凸變橢圓數(shù)控車床(如圖2所示)、BHT系列活塞圓柱孔及異型銷孔精密數(shù)控鏜床、多工序組合數(shù)控加工專用機床等，形成了年產高精、高效活塞生產線專用成套數(shù)控設備200臺(套)以上的制造能力，將產品技術融入加工技術及設備中，以獨具特色的活塞先進制造技術及裝備搭建了企業(yè)過程開發(fā)和產品開發(fā)的平臺，提高了企業(yè)的核心競爭力。

近年來，隨著國民經濟的快速增長和社會購買力的持續(xù)提高，我國汽車工業(yè)呈現(xiàn)了前所未有的快速發(fā)展勢頭。世界制造業(yè)向中國的轉移為汽車零部件制造業(yè)提供了廣闊的市場空間和難得的發(fā)展機遇，同時也要求汽車零部件制造業(yè)通過技術改造和技術進步盡快完成產業(yè)升級，以滿足OEM市場對零部件高品質、低成本、100%交付能力的配套要求。

在汽車零部件切削加工技術方面，應從零件的關鍵特性和工藝特點入手，找出關鍵技術加以突破，然后整合各單項關鍵技術，形成產品的先進制造技術。

以國內的汽車發(fā)動機活塞加工為例，在20世紀90年代，分別在活塞異型外圓、異型銷孔的加工技術方面取得了重大突破，極大地帶動了活塞制造業(yè)整體制造技術水平的提高。

活塞外圓的加工由20世紀70年代的磨削加工、80年代的立體靠模仿形加工到90年代的數(shù)控無靠模加工技術的開發(fā)和應用，使得生產效率和加工精度均達到新的水平，生產效率由立體靠模仿形加工時的主軸轉速800r/min提高到數(shù)控無靠模加工的2000r/min，由于數(shù)控加工排除了傳統(tǒng)的立體靠模仿形加工時仿形失真的因素，加工精度也大幅度提高。由于這種加工技術的突破性進展，使得90年代以來開發(fā)設計的轎車均采用了異型外圓復合型面的低摩擦式活塞。活塞異型銷孔微增量加工技術

活塞銷孔的加工精度為微米級，用于加工異型銷孔的徑向微增量進刀加工技術是活塞加工的關鍵技術之一。該技術是20世紀90年代以來開發(fā)的一項新技術，可用于加工橢圓形銷孔、微內錐形銷孔、應力曲面形銷孔等，有效避免活塞銷座在高負荷狀態(tài)下因應力集中而引起銷座裂紋和斷裂，與圓柱形銷孔相比，異型銷孔的疲勞強度可提高30%以上。因其具有顯著的技術經濟效益，有力地拉動了異型銷孔微增量加工技術的發(fā)展，其控制精度已由0.001mm/脈沖提高到了30nm/脈沖。機加工由過去的液壓單機自動向數(shù)控柔性生產線發(fā)展

20世紀90年代初，工業(yè)發(fā)達國家對加工技術及設備進行了大規(guī)模改造，將原來的靠液壓氣動實現(xiàn)自動化的機床發(fā)展為數(shù)控自動化機床，再由這些機床組成數(shù)控柔性生產線。

汽車零部件制造業(yè)應密切關注汽車行業(yè)的前沿技術，以產品開發(fā)帶動加工技術的研發(fā)工作，超前開展單項關鍵技術的開發(fā)，在此基礎上，運用數(shù)控技術和網(wǎng)絡技術整合各單項技術，開發(fā)出適用于汽車零部件專業(yè)化、多品種生產特點的數(shù)控化、清潔化、柔性化的技術裝備。

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