Способ финишной обработки гильз и цилиндров двигателей Советский патент 1987 года по МПК B24B1/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, и может быть применено при изготов.аении гильз и цилиндров двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения - повышение противо- задирных свойств гильз и цилиндров двигателей внутреннего сгорания за счет уплотнения и надежного закрепления антифрикционных материалов бруска в микровпадинах предварительно полученного микрорельефа поверхности, повышение износостойкости гильз за счет упрочнения поверхности, а также увеличение производительности обработки и стойкости антифрикционных брусков за счет выполнения противозадирной ;0бработки и формирования плосковершин- ного рельефа поверхностным пластическим деформированием на одной операции.

На фиг. 1 изображена головка, реализующая предлагаемый способ финишной обработки гильз и цилиндров двигателей; на фиг. 2 - структура поверхностного слоя до и после обработки; на фиг. 3 - циклограмма изменения давления деформирующих элементов.

Способ финишной обработки гильз и цилиндров двигателей включает хонингование поверхности, обеспечивающее формирование микрорельефа и последующую противо- задирную обработку натиранием антифрикционным бруском из мягкого металла, при этом, при антифрикционной обработке дополнительно осуществляют пластическое деформирование поверхности гильзы с давлением деформирующих элементов, возрастаюа им в процессе обработки от нуля до максимального значения, равного qa 0,5-5,7 МПа, в течение 1/3-2/3 длительности цикла обработки и остающегося неизменным до окончания обработки, причем для обработки используют хонинговальную головку с установленными в ней антифрикционными брусками и деформирующими элементами.

Выполнение пластического деформирования поверхности гильзы в процессе антифрикционной обработки с давлением деформирующих элементов.возрастающим от нуля до максимального значения в течение 1/3- 2/3 длительности цикла обработки позволяет уплотнять в микровпадинах поверхности антифрикционные материалы бруска по мере их нанесения и деформировать при этом вершины микронеровностей, формоизменения которых в процессе деформации приводят к уменьшению ширины впадин в верхней их части, что обеспечивает защемление и удержание от выпадания и вымывания в них антифрикционных материалов бруска.

При неизменном давлении деформирующих элементов требуемая величина пластической деформации микровыступов достигается в начальный период работы, что препятствует заполнению микровпадин рельефа поверхности антифрикционными материалами вследствие их сужения при деформировании в верхней части (см. фиг. 2, где

а - профиль исходной поверхности после хонигования; б - поверхность после антифрикцион но-деформированного хонигонакия в - антифрикционный материал бруска). Кроме того, максимальное значение давления деформирующих элементов, остающееся неизменным до окончания обработки, обеспечивает закрепление антифрикционных материалов на «плато получаемого плосковершинного рельефа поверхности вследствие достигаемых при обработке значительных

контактных температур (300-500°С), что обеспечивает спекание антифрикционных материалов и их диффузию с основным металлом гильзы.

Номинальное давление деформирующих

Q элементов (а 0,5-5,7 МПа вызывает пластическую деформацию лишь верхней части микронеровностей, обеспечивая при этом формирование опорных плоп 1адок на них, и увеличивает фактическую опорную длину профиля поверхности гильзы, что приводит

5 к уменьшению удельных контактных давлений при трении поршневого кольца по поверхности гильзы и повышает износостойкость цилиндропоршневой группы. Кроме того, пластическое деформирование верхней части микровыступов приводит к их упрочнению,

0 причем упрочняется только поверхностный слой, что снижает интенсивность прирабо- точного износа и повышает ресурс работы двигателей.

Выбор конкретной величины давления деформирующих элементов осуществляется в

5 зависимости от твердости материала гильзы и зернистости хонинговальных брусков, используемых на окончательной операции .о- нингования.

0 Установка деформирующих элементов и антифрикционных брусков в одной хонинговал ьной головке позволяет повысить стойкость антифрикционных брусков за счет смятия заостренной части микронеровностей, а также способствует равномерному заполне5

нию микровпадин и всей поверхности гильзы

антифрикционными материалами за счет многократности повторения операции.

Кроме того, обработка поверхностей предлагаемым способом позволяет производить противозадирную обработку и форми- ровать плосковерщинный микрорельеф поверхности без увеличения количества операций технологического процесса и времени обработки, не требует дополнительных средств на оборудование и площади, что е способствует повышению производительности и эффективности обработки.

Пример. В условиях лаборатории на хонинговальном станке мод. ОФ-38 обрабатывались образцы гильз Д-240 к трактору «Беларусь.

Микрорельеф поверхности создают методом алмазного хонингования брусками АБХ 125Х 8Х 5Х ЗХ Р50 АС32 (100/180) М08-4 - 100%. Дальнейшую обработку проводили по способу на одной операции с использованием специальной хонинговаль- ной головки.

Применяемая хонинговальная головка (фиг. 1) содержит корпус, в котором установлены с возможностью взаимодействия с разжимными элементами две группы колодок, чередующихся в окружном направлении, причем одна из групп колодок снабжена элементами твердой смазки - антифрикционными брусками 1, на колодках второй группы установлены деформирующие элементы - накатники 2.

Извест- Островерныйшинньй

редла- Плоско- аемый верпшнный

2/3 Тн 1/3 TU 1/2 Т 1/2 Тч 1/2 Тц 1/4 Тц 3/4 Тц

0,7

0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7

0

5

В качестве деформирующих элементов использовали твердый сплав ВК60М, с радиусом рабочей части R 8. Режимы процесса: скорость вращения головки Vip. 45 м/мин; скорость возвратно-поступательного движения головки Ve.n. 10 м/мин; давление разжима антифрикционных брусков Р 0,7 МПа; максимальное давлени е разжима деформирующих элементов qa 2,5 МПа; общее время обработки Тч 35 с; время роста давления деформирующих элементов t 18с.

Испытания на задиростойкость обработанной поверхности показали, что поверхности, обработанные предлагаемым способом, повыщают задиростойкость на 15-48%.

Результаты проведенных исследований по известному и предлагаемому способам приведены в таблице.

13 19 28

33

41 49 38 28 21 30 37

Анализ полученных результатоЕ показывает, что предлагаемый способ обработки гильз и цилиндров две позволяет по сравнению с известным способом, выполняемым после нанесения на поверхность гильзы плосковершинного рельефа (требующего введения дополнительной операции), повысить задиростойкость поверхности на 30-48%, снизить стойкость антифрикционных брусков на 25-32%, повысить производительность обработки на 33-42%, у мень- шить величину износа обработанной поверхности на 14-40%, а после нанесения на поверхность гильзы островершинного микрорельефа (наиболее близкого по условиям к предлагаемому способу обработки и обеспечивающего одинаковые условия работы) повысить задиростойкость на 43-75%, увеличить стойкость антифрикционных брусков на 108-173%, сократить время антифрикционной обработки гильз на 11-23%,

уменьшить величину износа обработанной поверхности на 23-46%.

Формула изобретения

Способ финишной обработки гильз и цилиндров двигателей, включающий хонингова- ние и противозадирную обработку натиранием головкой, в которой антифрикционные бруски из мягкого материала чередуют с доtO полнительными элементами, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и производительности обработки, в качестве дополнительных элементов берут деформирующие элементы-накатники, при этом в цессе обработки изменяют давление этих элементов от нуля до максимального значения равного Яа 0,5-5,7 МПа, в течение 1/3-2/3 длительности цикла обработки, после чего оставляют его неизменным до окончания обработки.

д л /1А

V А / А А / / /1/

:,..:L,.. ./JrA: ;:vyl :Жлk.фr..

т шЫС

Ы М Wш т

уменьшить величину износа обработанной поверхности на 23-46%.

Формула изобретения

Способ финишной обработки гильз и цилиндров двигателей, включающий хонингова- ние и противозадирную обработку натиранием головкой, в которой антифрикционные бруски из мягкого материала чередуют с дополнительными элементами, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и производительности обработки, в качестве дополнительных элементов берут деформирующие элементы-накатники, при этом в процессе обработки изменяют давление этих элементов от нуля до максимального значения равного Яа 0,5-5,7 МПа, в течение 1/3-2/3 длительности цикла обработки, после чего оставляют его неизменным до окончания обработки.

cpuaZ

Ята,0.5-5:)/11ъ г/ъ}Тц

Редактор Е. Копча Заказ 3522/16

Составитель А. Дроздецкий Техред И. ВересКорректор И. Муска

„„„. „„.,.„Тираж 714Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тц

фие.З

-э

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении гильз и цилиндров двигателей внутреннего сгорания. Цель изобретения - повышение противозадирных свойств. Способ позволяет с помощью деформирующих элементов 2 уплотнять в микровпадинах поверхности антифрикционных материалов брусков 1 по мере их нанесения и деформировать при этом вершины микронеровностей, формоизменения которых приводят к уменьшению ширины впадин с верхней их части, что обеспечивает защемление и удержание от выпадания и вымывания в них антифрикционных материалов бруска. В процессе обработки изменяют давление деформирующих элементов 2 от нуля до максимального значения, равного qa 0,5- 5,7 МПа, в течение 1/3-2/3 длительности цикла обработки, после чего оставляют его неизменным до окончания обработки. 3 ил. 1 табл. (Л ОО ts3 со со 4 СО