способ обработки бочкообразного профиля поршневых колец

Формула изобретения

Способ обработки бочкообразного профиля поршневых колец притиркой, при котором пакет колец надевают на оправку, свободно располагая его между упорными шайбами со скосами, помещают в притирочную гильзу и сообщают оправке вращение и возвратно-поступательное осевое перемещение, а собственной оси каждого из колец - движение прецессии с частотой, равной частоте вращения оправки, отличающийся тем, что собственной оси каждого из колец дополнительно сообщают движение нутации из условия изменения угла между собственной осью каждого из колец и осью гильзы от величины не более 2^o до 3-5^o в зависимости от диаметра, толщины колец и формы бочкообразного профиля, при этом движение нутации осуществляют с частотой, равной частоте осевого возвратно-поступательного перемещения оправки и превышающей частоту прецессии в 5-10 раз.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано при изготовлении поршневых колец, например для двигателей внутреннего сгорания.

Известен способ обработки поршневых колец бочкообразного профиля (см., например а. с. N 1093501, B 24 B 19/11) при котором набранные в пакет поршневые кольца помещают в инструментальный блок в виде притирочной гильзы и сообщают их осям прецессионное движение относительно оси гильзы.

Недостатком его является низкая производительность и неравномерность износа рабочей поверхности притирочной гильзы.

Известен способ, являющийся прототипом предлагаемого решения (см. А.А. Штейн, В. Х. Авербух, Т. С. Соколова, Бочкообразные поршневые кольца, ж. "Автомобильная промышленность" N 8, 1987 г. стр. 7-8), использование которого позволяет повысить производительность и увеличить срок службы инструментального блока.

В известном способе пакету притираемых колец кроме прецессионного движения их осей сообщают возвратно-поступательное перемещение вдоль оси практичной гильзы. Это позволяет величить производительность притирки и увеличить срок службы притирочной гильз за счет использования всей длины ее рабочей части.

Существенным недостатком известного способа является то, что прецессия совершается с постоянным углом между собственной осью каждого из притираемых колец и осью гильзы как при прямом, так и при обратном ходе. Это ограничивает возможность дальнейшего повышения производительности притирки и расширения диапазона получаемых форм бочкообразного профиля колец.

Другим существенным недостатком известного способа является то, что частота возвратно-поступательных перемещений пакета колец значительно меньше (обычно в 3-7 раз) частоты вращения оправки и, следовательно, частоты процессии, т.е. . Это также отрицательно сказывается на производительности процесса.

Обеспечить повышение производительности притирки, расширить диапазон получаемых форм бочкообразного профиля и улучшить его качество стало возможным, используя способ, при котором пакет колец надевают на оправку, располагая его между упорными шайбами, помещают в притирочную гильзу, сообщают оправке вращение и возвратно-поступательное осевое перемещение, а также движение собственной оси каждого из колец по круговой конической поверхности (прецессия) и частотой , равной частоте вращения оправки, при этом собственной оси каждого из колец сообщают дополнительное движение (нутацию), происходящее одновременно с прецессией с частотой , равной частоте осевых возвратно-поступательных перемещений, значительно большей частоты прецессии, и изменяющее угол между собственной осью каждого из колец и осью гильзы от до , которые в зависимости от диаметра, толщины колец и формы их бочкообразного профиля принимают равными 2^o, = 3-5^o.

На фиг. 1 показана схема движения собственной оси каждого из притираемых колец под действием прецессии и нутации, на фиг. 2 - пример устройства для осуществления способа притирки.

По предлагаемому способу пакет поршневых колец надевают свободно на оправку, располагая его между упорными шайбами и помещают в притирочную гильзу. Сообщают оправке вращение с частотой и возвратно-поступательное перемещение вместе с пакетом притираемых колец вдоль оси гильзы с частотой . Одновременно собственным осям 1 (фиг. 1) каждого из колец сообщают движение по круговой конической поверхности 2 (прецессию) с частотой , равной частоте вращения оправки. Прецессию осей колец осуществляют под углом относительно оси 3 гильзы. Кроме того, собственной оси каждого из колец сообщают дополнительное колебательное движение 4 (нутацию). Нутацию осуществляют одновременно с прецессией, но с частотой . Частоту нутации принимают равной частоте возвратно-поступательных перемещений и по величине значительно большей, чем частота прецессии от 5 до 10 раз.

Нутация изменяет угол между собственной осью 1 каждого из притираемых колец и осью 3 гильзы от до . В зависимости от диаметра, толщины колец и формы их бочкообразного профиля, углы принимают равными 2^o и = 3-5^o.

Введение дополнительного колебательного движения - нутации обеспечивает значительную интенсификацию процесса притирки. Одновременно это позволяет расширить диапазон получаемых форм бочкообразного профиля и улучшить его качество.

Предлагаемый способ может быть осуществлен, например, с помощью устройства, показанного на фиг. 2.

Устройство содержит инструментальный блок 1 в виде притирочной гильзы и оправку 2 с резьбовым хвостовиком, закрепляемым в шпинделе хонинговального станка. На оправке размещены верхняя 3 и нижняя Y упорные шайбы, соединяемые с ней с помощью шпонок 5. Между шайбами установлены свободно надеваемые на оправку притираемые поршневые кольца 6. Пакет колец поджимают к рабочим торцам упорных шайб с помощью быстросменной шайбы 7 и гайки 8, исключая зажим колец по торцам.

Рабочие торцы упорных шайб, прилегающие к торцам притираемых колец, выполнены под углами и к плоскости, перпендикулярной к оси оправки.

При включении станка оправка получает вращение и возвратно-поступательное перемещение с частотами, соответственно и .

В верхнем положении пакета колец, в начальный момент движения вниз, верхняя упорная шайба 3 поворачивает собственные оси поршневых колец под углом относительно оси гильзы, равным углу ее скоса.

В нижнем положении пакета колец, в начальный момент движения вверх, нижняя упорная шайба 4 своим скошенным торцом поворачивает собственные оси поршневых колец под углом относительно оси гильзы.

В промежуточном положении, при изменении направления возвратно-поступательного перемещения, собственные оси каждого из поршневых колец получают угол наклона, промежуточный между углами и .

С учетом указанного суммарное движение собственных осей 1 каждого из поршневых колец будет происходить (см. фиг. 1) по круговой конической поверхности 2 (прецессия) с частотой , равной частоте вращения оправки, характеризующейся углом = +0,5(-) и дополнительного колебательного движения 4 (нутация), происходящего одновременно с прецессией, с частотой , равной частоте возвратно-поступательного перемещения колец, изменяющего угол между собственной осью 1 каждого из колец и осью 3 гильзы от до .

Предлагаемый способ обработки бочкообразного профиля поршневых колец позволяет значительно интенсифицировать процесс притирки. Одновременно он позволяет расширить диапазон получаемых форм бочкообразного профиля и улучшить его качество.