Способ хонингования гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания Советский патент 1990 года по МПК B24B33/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к операциям интенсивного хонингования, и может быть использовано для черновой обработки гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения повышение производительности и качества обработки путем увеличения длительности одновременной работы двух групп брусков.

Предлагаемый способ заключается в том, что при одновременном вращательном и возвратно-поступательном движении хо- на хонингование внутренней поверхности гильзы производят двумя группами последовательно чередующихся брусков одинаковой зернистости, но с различным усилием прижима к обрабатываемой поверхности, причем бруски одной группы совершают относительное скачкообразное перемещение

в радиальном направлении с импульсным изменением усилия прижима, а бруски другой группы воздействуют на обрабатываемую поверхность с постоянным усилием прижима, которое падает до нуля через каждые 0,25...0,5 длительности цикла, при этом скорость вращательного движения меняет свое направление и величину. Усилие прижима брусков второй группы превышает усилие прижима брусков первой группы в 6...10 раз. Кроме того, величина относительного радиального перемещения соизмерима с величиной съема металла, производимого второй группой брусков, а частота импульсного изменения усилия пропорциональна количеству брусков второй группы и скорости вращения.

Усилие прижима брусков первой группы должно обеспечивать снятие наклепанного

ОV4 О

Оч

упрочненного слоя, активизировать обрабатываемую поверхность, убирать гребешки и выступы микронеровностей, т.е. подготовить поверхность для работы режущих брусков. Усилие прижима режущих брусков, т.е. брусков второй группы, должно быть таким, чтобы обеспечить производительный съем металла, т.е. вполне определенным для соответствующего бруска определенной зернистости. Воздействуя на обрабатываемую поверхность брусками одинаковой зернистости, но с разным усилием прижима, формируют два разных микрорельефа, которые накладываются друг на друга, образуя высокоэффективную поверхность, способствующую заострению алмазных зерен брусков второй группы и препятствующую засаливанию брусков, что обеспечивает высокопроизводительное хонингование. В этом и заключается принцип интенсивного хонингования.

Скачкообразное перемещение хонин- говаль ных брусков первой группы с импульсным изменением усилия прижима повышает эффективность работы этих брусков при малом усилии прижима.

Весь цикл обработки разделен на этапы, по истечении которых меняется направление вращения инструмента, при этом усилие прижима брусков второй группы уменьшается до нуля. Эффект изменения направления вращения инструмента используется для снижения деформации в пограничном слое. В случае, если изменение направления вращения будет осуществ- ляться меньше чем через 0,25 длительности цикла, падает производительность, так как требуемые непроизводительные потери времени на снижение усилия прижима бру- сков второй группы и остановки и переключения вращения уже не компенсируются повышением эффективности самого процесса резания. Если изменение направления вращения осуществлять более чем через 0,5 длительности цикла, наступает затупление зерна, снижается активность инструмента, увеличивается деформационный слой и снижаются качество обработки и производительность.

Снижение давления брусков второй группы до нуля при изменении направления вращения необходимо для получения высокого качества обрабатываемой поверхности, так как при остановке вращения режущие бруски могут оставить продольный след на зеркале детали.

Усилие прижима брусков второй группы 8 6...10 раз превышает усилие прижима брусков первой группы. Такой выбор соотношения усилия определяется оптимальными

режимами обработки и производительности операции. Если соотношение между усилиями прижима брусков больше чем в 10 раз, то это способствует некоторой потере

производительности, затуплению режущих брусков, ухудшается снятие наклепанного упрочненного слоя на обрабатываемой поверхности, что сказывается на качестве обработки, а если соотношение меньше, чем в

0 6 раз, то бруски первой группы могут работать как режущие, способствуя появлению упрочненного слоя на поверхности.

Чтобы избежать непроизводительных затрат, величина радиального перемеще5 ния должна быть соизмерима с величиной сьема металла, производимого второй группой брусков, а частота импульсного изменения усилия - пропорциональна количеству брусков второй группы и частоте вращения

0 инструмента.

Способ может быть реализован на обычном серийно выпускаемом хонинговальном станке при помощи специальной хонголов- ки.

5Специальная хонингОвальная головка

имеет два привода разжима брусков: один жесткий, гидравлический, второй пружинный. Усилие взвода пружины обеспечивается гидравликой станка. Головка содержит

0 12 штук брусков АБХ 125 х 8 х 7 х 3 х R50 АС50 315/250 М5-04. Половина брусков взаимосвязана с жестким конусом, обеспечивающим необходимое усилие прижима бруска к обрабатываемой поверхности, а вторая

5 половина - с подпружиненным конусом и с усилием прижима к обрабатываемой поверхности в 6...10 раз меньшим, при четком чередовании брусков.

Пример. Гильзу цилиндров ДВС Д-50

0 после операции растачивания внутренней поверхности устанавливают на модернизированный хонинговальный станок мод. АЛ МБ 931. В обрабатываемую деталь вводят хонголовку, несущую две группы коло5 док с брусками одинаковой зернистости АБХ 125 X 8 X 7 X 3 R50 АРК 315/250 М5-04. причем усилие прижима брусков второй группы 0,9 МПа, а первой группы 0,1 МПа, т.е. в 9 раз больше. В зону обработки по0 дают охлаждающую жидкость ОСМ-1.

Конструкция хонголовки обеспечивает одновременную работу обеих групп брусков с последовательным введением их в процесс обработки: первоначально ввод в работу бру5 сков первой группы, которые выполняют роль катализатора, подготавливают поверхность, а затем входят в работу бруски второй группы (режущие), они обеспечивают максимальный съем металла. Далее в процессе обработки обе группы брусков работают одновременно, последовательно накладывая микрорельефы.

Хонголовка в процессе интенсивного хонингования совершает одновременно вращательное и возвратно-поступательное движение. Хонголовка вращается со скоростью 120 об/мин, скорость продольной подачи 40 дв. ходов/мин. Величина припуска, предназначенного для съема на этой операции, 0,5 мм. Весь цикл обработки длится 2 мин и разделен на три этапа, по истечении которых через 40 с меняется направление вращения хонголовки, при этом давление разжима в гидроцилиндре разжима хона падает до 1-2 атм, и удельное давление на поверхности брусков второй группы равно нулю.

В процессе хонингования бруски первой группы совершают скачкообразное перемещение на величину, соизмеримую с величиной съема металла и равную примерно 3-4 мкм, с импульсным изменением усилия прижима, что обеспечивает активизацию поверхности.

Окончательным результатом обработки является снятие припуска, отведенного на данную операцию, подается команда в гидросистему станка. Бруски второй группы отходят от обрабатываемой поверхности, и обработку продолжают только бруски пер- вой группы, они осуществляют выхаживание поверхности. Длительность процесса выхаживания устанавливается по реле времени и результатом является достижение требуемого микрорельефа поверхности. В данном случае Ra 2,70-3,5 мкм.

Применение способа интенсивного хонингования позволяет в одной операции объединить черновое и получистовое хонин- гование, при этом время обработки сокра- щается на 40%, улучшается геометрия

обрабатываемого отверстия, в результате обработки получают стабильный микрорельеф поверхности. Стойкость инструмента увеличивается на 20%, так как за счет постоянного разрыхления наружной поверхности обрабатываемой детали брусками первой группы происходит постоянное заострение алмазных зерен брусков второй группы, уменьшается величина наклепанного слоя на внутренней рабочей поверхности гильзы, за счет виброимпульсного перемещения колодок с брусками первой группы сохраняется высокопроизводительный съем металла на всем протяжении обработки.

Формула изобретения Способ хонингования гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания, при котором хонголовке с чередующимися в окружном направлении двумя группами абразивных брусков сообщают вращательное и возвратно-поступательное перемещения, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и качества обрабоьчи путем увеличения длительности одновременной работы двух групп брусков, группы брусков берут одинаковой зернистости, усилие прижима второй группы брусков к обрабатываемой поверхности выбирают в 6-10 раз превышающим усилие прижима первой группы брусков, причем последним сообщают импульсное изменение усилия прижима, пропорциональное количеству брусков второй группы и скорости вращения хонголовки, а брускам второй группы сообщают прерывистое усилие прижима с интервалом, лежащим в пределах 0,25-0,5 длительности процесса хонингования, при этом увеличивают скорость вращения хонголовки и изменяют его направление.

Изобретение позволяет повысить производительность и качество обработки путем увеличения длительности одновременной работы двух групп брусков. Для этого берут хонголовку с чередующимися в окружном направлении двумя группами абразивных брусков одинаковой зернистости и сообщают ей вращательное и возвратно-поступательное перемещения. При этом хонингование ведут с усилием прижима второй группы брусков к обрабатываемой поверхности, в 6-10 раз превышающим усилие прижима первой группы брусков. Причем последним сообщают импульсное изменение усилия прижима, пропорциональное количеству брусков второй группы и скорости вращения хонголовки, а брускам второй группы сообщают прерывистое усилие прижима с интервалом, лежащим в пределах 0,25-0,5 длительности процесса хонингования. При этом увеличивают скорость вращения хонголовки и изменяют ее направление.