способ финишной обработки внутренних поверхностей гильз тракторных и комбайновых дизельных двигателей
Классы МПК: | B24B39/02 для обработки внутренних поверхностей вращения B23P9/00 Механическая обработка или отделка поверхностей с калибровкой или без нее, главным образом, в целях повышения сопротивления износу или ударам, например выглаживание или придание шероховатости поверхностям турбинных лопаток или подшипников |
Автор(ы): | Минаков Анатолий Петрович (BY), Ильюшина Елена Валерьевна (BY), Лустенков Михаил Евгеньевич (BY), Цумарева Наталья Анатольевна (BY) |
Патентообладатель(и): | Государственное учреждение высшего профессионального образования "Белорусско-Российский университет" (BY) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2012-04-20 публикация патента:
20.02.2014 |
Изобретение относится к финишной обработке внутренних поверхностей гильз тракторных и комбайновых дизельных двигателей. Осуществляют однократное хонингование внутренней поверхности гильзы и затем производят ее пневмовибродинамическую обработку. Хонингование производят с достижением шероховатости поверхности Ra 2,5 мкм. Пневмовибродинамическую обработку осуществляют стальными шарами с получением шероховатости Ra<0,5 мкм, средней глубиной впадин Rvk
1 мкм и относительной опорной длины профиля поверхности гильзы tp50=85%. В результате повышается износостойкость гильзы. 1 пр.
Формула изобретения
Способ финишной обработки внутренних поверхностей гильз тракторных и комбайновых дизельных двигателей, включающий пневмовибродинамическую обработку внутренней поверхности гильзы, отличающийся тем, что перед пневмовибродинамической обработкой внутренней поверхности гильзы производят ее однократное хонингование с достижением шероховатости поверхности Ra 2,5 мкм, а пневмовибродинамическую обработку внутренней поверхности гильзы осуществляют стальными шарами с получением шероховатости Ra
0,5 мкм, средней глубиной впадин Rvk
1 мкм и относительной опорной длины профиля поверхности гильзы tP50=85%.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относиться к технологии машиностроительного производства, а именно к финишной обработке внутренних поверхностей гильз тракторных и комбайновых дизелей в ремонтном производстве.
Известен способ обработки внутренней поверхности гильзы двигателей внутреннего сгорания (ДВС), традиционно применяемый в ремонтном производстве, включающий операции растачивания, предварительного и окончательного хонингования [1].
Это позволяет обеспечить ремонтный размер гильзы, а также создать плосковершинный микрорельеф.
Недостатками упомянутого способа является увеличение трудоемкости обработки, большие затраты электроэнергии при хонинговании, а также внедрение абразивных частиц в хонингуемую поверхность, что уменьшает износостойкость выходящих из ремонта гильз.
Известен также способ упрочняющей пневмоцентробежной обработки гильз ДВС стальными шарами, движущимися по кольцевой траектории в турбулентном потоке сжатого воздуха и перемещающимися по обрабатываемой поверхности относительно продольной оси заготовки, при их импульсно-ударном воздействии на исходный микрорельеф, полученный в результате лезвийной обработки - растачивания [2].
Данный способ позволяет за счет деформационного упрочнения рабочей поверхности гильзы, в отличие от хонингования, повысить ее износостойкость т.к. происходит наклеп поверхности, сопровождающийся увеличением микротвердости, а микротрещины устраняются (залечиваются), но процесс пневмовибродинамической обработки является малопроизводительным, осуществляется за два прохода, а подача пневматического шарикового накатника составляет около 60 мм/мин.
Задачей изобретения является создание способа обработки, позволяющего увеличить износостойкость ремонтируемых гильз за счет упрочнения поверхности шарами, смятия и сглаживания микронеровностей, увеличения относительной опорной длины профиля, приводящей к уменьшению удельных контактных давлений при трении поршневого кольца по поверхности гильзы. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение износостойкости цилиндропоршневой группы, а также уменьшение трудоемкости ремонта гильз и повышение производительности пневмовибродинамической обработки.
Поставленная задача решается способом финишной обработки внутренних поверхностей гильз тракторных и комбайновых дизельных двигателей, включающим пневмовибродинамическую обработку внутренней поверхности гильзы, в котором согласно изобретению перед пневмовибродинамической обработкой внутренней поверхности гильзы производят ее однократное хонингование с достижением шероховатости поверхности Ra 2,5 мкм, а пневмовибродинамическую обработку внутренней поверхности гильзы осуществляют стальными шарами с получением шероховатости Ra
0,5 мкм, средней глубиной впадин Rvk
1 мкм и относительной опорной длины профиля поверхности гильзы tp50=85%.
Использование данного способа для обработки внутренних поверхностей опытной партии гильз, подлежащих ремонту дизелей модели Д-260, показало, что рабочая поверхность гильз после ПВДО имеет шероховатость Ra=0,4 0,5 мкм, среднюю глубину впадин Rvk
1 мкм и относительную опорную длину профиля поверхности tp50=85%, то влияет на повышение износостойкости гильз за счет увеличения фактической опорной длины профиля обработанной поверхности и уменьшения удельных контактных давлений при трении поршневого кольца по поверхности гильзы. Применение ПВДО привело к устранению задиров, натиров на обработанной поверхности гильз цилиндров. ПВДО осуществляется за один проход с производительностью до 500 мм/мин.
Использование ПВДО вместо операции окончательного хонингования позволяет до 17 раз снизить затраты электроэнергии в процессе обработки.
Состояние рабочих поверхностей гильз изготовленных по предлагаемому способу показывает отсутствие следов износа, в отличие от хонингованных, где имелись продольные риски, царапины и натиры. В целом это хорошо согласуется с экспериментами, показывающими увеличение износостойкости гильз на 40 80% в случае использования в качестве финишной операции деформационное упрочнение поверхности [3].
Пример. Финишная ПВДО внутренней поверхности подлежащей ремонту гильзы двигателя мод. Д-260. Материал гильзы - специальный серый чугун с твердостью 229 269 НВ. Гильзы предварительно расточены и прохонингованы в ремонтный размер. Номинальный внутренний диаметр после получистового хонингования - 110,7 мм. Шероховатость поверхности гильзы после получистового хонингования Ra=1,6
2,25 мкм.
Применяемое технологическое оснащение - радиально-сверлильный станок мод. 2А55. Приспособление специальное с вертикальным расположением продольной оси гильзы. Базирование гильзы происходит по внутреннему диаметру и нижнему торцу ее буртика, находящемуся в сферической самоустанавливающейся опоре. Для центрирования продольной оси заготовки с осью инструмента и шпинделя станка в конструкции инструмента предусмотрены направляющие.
Применяемый инструмент: пневматический шариковый накатник центробежного действия, укомплектованный стальными шарами с двумя рядами, каждый из которых имеет разнонаправленное вращение под действием струй сжатого воздуха. Между внутренним диаметром поверхности гильзы и наружным диаметром инструмента имеется зазор для выхода отработавшей среды в атмосферу.
Режимы процесса финишной ПВДО:
Минутная подача инструмента, Sмин=250 450 мм/мин;
Давление в пневмосистеме подводимого к инструменту сжатого воздуха, Р=0,25 0,5 МПа;
Количество ходов инструмента, i=1.
В результате обработки по предлагаемому способу после ПВДО гильз на различных режимах достигается шероховатость поверхности Ra=0,3 0,4 мкм. Средняя глубина впадин Rvk=1 мкм, относительная опорная длина профиля поверхности составила tp50=85%, что соответствует техническим требованиям на гильзы в ремонтном производстве. Анализ полученных результатов показал, что предлагаемый способ обработки ремонтируемых гильз ДВС позволяет по сравнению с хонингованными ремонтируемыми гильзами повысить их износостойкость на 40...50%, устранить задиры и натиры на их поверхности.
Источники информации
1. Васильев, Б.С. Ремонт дорожных машин, автомобилей и тракторов. Учебник / Б.С. Васильев, Б.П. Долгополов, Г.Н. Доценко и др. Под общ. ред. В.А. Зорина - М.: Мастерство, 2001. - 512 с, с.301.
2. Минаков А.П., Бунос А. А. Технологические основы пневмовибродинамической обработки нежестких деталей/Под ред. П.И. Ящерицына. - Мн.: Навука i тэхннiка, 1995. - 304 с, с.249 - прототип.
3. Шнейдер Ю.Г. Эксплуатационные свойства деталей с регулярным микрорельефом. Л.: Машиностроение, 1982. - 246 с., 172.
Класс B24B39/02 для обработки внутренних поверхностей вращения
Класс B23P9/00 Механическая обработка или отделка поверхностей с калибровкой или без нее, главным образом, в целях повышения сопротивления износу или ударам, например выглаживание или придание шероховатости поверхностям турбинных лопаток или подшипников