СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРШНЕВЫХ КОЛЕЦ Российский патент 1999 года по МПК B23P15/06 B21D53/16 

Изобретение относится к машиностроению и может быть применено при изготовлении поршневых, стопорных и других видов разрезных колец в двигателестроении и других видах машин.

Известен способ изготовления поршневых колец, включающий навивку из спрофилированной стальной ленты спирали, разрезку спирали на отдельные кольца и термофиксацию (SU 225005 А, 10.12.68, В 23 P 15/06).

Данный способ имеет следующие недостатки.

При разрезке спирали на отдельные кольца концы последних разведены, что ухудшает их подвижность в канавке поршня в процессе эксплуатации двигателя, вследствие чего нарушается герметичность камеры сгорания.

В результате пружинного последействия термофиксированная спираль после разрезки на отдельные кольца теряет свою форму, изменяя эпюру давления кольца.

Технической задачей изобретения является повышение качества поршневых колец по геометрическим параметрам и служебным свойствам.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом способе изготовления поршневых колец из стальной ленты закалка производится одновременно в процессе навивки спирали на оправку с необходимым копирным профилем в момент изгиба стальной профилированной ленты, нагретой до закалочной температуры 900-1200^oC, в зависимости от марки стали, на оправке струей охлаждающей жидкости, после чего производят разрезку закаленной спирали на этой же оправке на отдельные кольца, съем колец с оправки, сбор их в стопку (в пакет) в свободном состоянии, зажатие в осевом направлении (например, с помощью шпильки и двух плоских шайб) так, чтобы концы колец, имеющие осевое расхождение, сдвинулись в одну плоскость, отпуск их в заневоленном состоянии при температуре не более 600^oC, в зависимости от марки стали, с одновременной термофиксацией колец по плоскости, и последующую термостабилизацию при температуре не более 350^oC.

Такой способ изготовления поршневых колец из стальной профилированной ленты позволяет получать поршневые кольца стабильной формы в свободном состоянии с заданной эпюрой давления и сравнительно низкой себестоимостью производства поршневых колец. При закалке высокоточная оправка с копирным профилем не нагревается и служит не менее 1000 циклов.

При отпуске используется простая, сравнительно недорогая оснастка, которая служит также не менее 1000 циклов.

В известных технических решениях не обнаружены признаки, сходные с отличительными заявленного изобретения.

Способ изготовления поршневых колец осуществляется следующим образом.

Стальную проволоку пропускают через несколько фильер на волочильном стане, образуя профиль поперечного сечения заготовки поршневого кольца, с минимально необходимым припуском под шлифование по торцам заготовки, затем профилированную ленту навивают на копирную профильную оправку в спираль, предварительно нагревая ее до закалочной температуры 900-1200^oC (например, контактным методом или токами высокой частоты), и в момент изгиба ее на оправке охлаждают струей жидкости. После заполнения оправки спиралью конец профильной ленты отрезается, а спираль зажимается с торца шайбой. Далее, спираль на оправке разрезается на отдельные кольца, которые снимаются с оправки и собираются стойкой в пакет. Пакет с кольцами зажимается в осевом направлении с помощью шпильки и двух плоских шайб таким образом, чтобы концы колец, имеющие осевое расхождение, сдвинулись в одну плоскость, и отпускаются при температуре нагрева до 600^oC с охлаждением на воздухе или в печи. Затем кольца шлифуются по торцам, набираются в гильзу, зажимаются по торцам и термостабилизируются при температуре до 350^oC. В последующем кольца подготавливаются под хромирование: очищаются от окисной пленки по наружному диаметру, шлифуются с торцов, калибруются по тепловому зазору, обезжириваются, проходят травление в кислоте, промываются, собираются в стопку в пакет, обжимаются по наружному диаметру до теплового зазора в замке, зажимаются с торцов и хромируются. После хромирования кольца проходят финишную обработку; калибруются в замке, притираются по внешнему диаметру (хонингуются), шлифуются по торцам и, если необходимо, по конусу для колец с трапециевидным поперечным сечением, оксидируются или фосфатируются для товарного вида и защиты от коррозии.

В результате использования изобретения экономический эффект ожидается от повышения качества параметров поршневых колец, снижения трудоемкости их изготовления и экономии стальной пружинной профильной ленты.

Способ может быть использован в машиностроении при изготовлении поршневых, стопорных и других видов разрезных колец. Из спрофилированной стальной ленты навивают спираль. Одновременно с навивкой спирали производят закалку ленты при температуре 900-1200^oС. Затем спираль разрезают на отдельные кольца, которые собирают в пакет и зажимают. В заневоленном в осевом направлении состоянии производят отпуск колец при температуре не более 600^oС. Одновременно кольца термофиксируют по плоскости. Далее осуществляют термостабилизацию колец при температуре не более 350^oС. В результате обеспечивается повышение качества колец по геометрическим параметрам и служебным свойствам.

Способ изготовления поршневых колец, включающий навивку из спрофилированной стальной ленты спирали, разрезку спирали на отдельные кольца и термофиксацию, отличающийся тем, что одновременно с навивкой спирали производят ее закалку при температуре 900 - 1200^oC, после разрезки спирали на отдельные кольца осуществляют их отпуск в заневоленном в осевом направлении состоянии при температуре не более 600^oC и последующую термостабилизацию при температуре не более 350^oC, а термофиксации подвергают отдельные кольца, при этом термофиксацию колец проводят по плоскости одновременно с их отпуском.