Способ финишной обработки гильз и цилиндров двигателей

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5D 4 В 24 В 1 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3934750/31-08 (22) 24.07.85 (46) 15.08.87. Бюл. № 30 (71) Институт сверхтвердых материалов

АН УССР и Киевский завод им. Лепсе (72) И. Х. Чеповецкий, В. М. Павлиский, С. А. Ющенко, В. Л. Стрижаков, Н. С. Карпович и В. В. Огородник (53) 621.923.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР по заявке № 3892987/08, кл. В 24 В 1/00, 1985; (54) СПОСОБ ФИНИШНОЙ ОБРАБОТКИ

ГИЛЬЗ И ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении гильз и цилиндров двигателей внутреннего сгорания. Цель изобретения—.SU» 1329949 А1 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 q.= 0,5—

5,7 МПа, в течение 1/3 — 2/3 длительности цикла обработки, после чего оставляют его неизменным до окончания обработки. 3 ил. а

1 табл.

1329949

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

Цель изобретения — повышение противозадирных 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 обработки и формирования плосковершинного 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 противозадирную обработку натиранием антифрикционным бруском из мягкого металла, при этом, при антифрикционной обработке дополнительно осуществляют пластическое деформирование поверхности гильзы с давлением деформирующих элементов, возрастающим 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 пре5

35 пятствует 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 антифрикционно-деформированного хонигования 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 элементов q„= 0,5 — 5,7 МПа вызывает пластическую деформацию лишь верхней части микронеровностей, обеспечивая при этом формирование опорных площадок на них, и увеличивает фактическую опорную длину профиля поверхности гильзы, что приводит 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, причем упрочняется только поверхностный слой, что снижает интенсивность приработочного износа и повышает ресурс работы двигателей.

Выбор конкретной величины давления деформирующих элементов осуществляется в зависимости от твердости материала гильзы и зернистости хонинговальных брусков, используемых на окончательной операции хонингования.

Установка деформирующих элементов и антифрикционных брусков в одной хонинговальной головке позволяет повысить стойкость антифрикционных брусков за счет смятия заостренной части микронеровностей, а также способствует равномерному заполнению микровпадин и всей поверхности гильзы антифрикционными материалами за счет многократности повторения операции.

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

Пример. В условиях лаборатории на хонинговальном станке мод. ОФ вЂ” 38 оора1329949

Харак- ИзменеСпособ обработки

Давление, MIla ние давления деформирую— щих элетер про— филя антифрик— ционных брусков

Стойкость антифрик— циондеформирующих элементов

ЗадиростойВремя обработки

Износ, мкм кость с ментов гильзы, Т, с ного бруска, шт. гильз

48,0 0,005

98 0,0052

250 45 0,0039

7,5

Извест- Островерный шинный

6,1

28

0,7

Предла- Плоскогаемый вершинный

0,7

0,5

49

5,7

3/1

0,4

21

5,8

3/1

500 35 О, 0034

3/1

480 35 О, 0030

37 батывались образцы гильз Д вЂ” 240 к трактору

«Беларусь».

Микрорельеф поверхности создают методом алмазного хонингования брусками

АБХ 125Х 8Х 5Х 3Х Р50 АС32 (100/180)

M08 — 4 — 1ООЯ. Дальнейшую обработку проводили по способу на одной операции с использованием специальной хонинговалb 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 — антифрикцион- 15 ными брусками 1, на колодках второй группы установлены деформирующие элементы— накатники 2.

2/3 Т„0,7

1/3 Т„- 0,7

1/2 Ти Оэ 7

1/2 Т 0,7

1/2 Т„0,7

1/4 Т, 0,7

3/4 Tö 0,7

В качестве деформ ирующих элементов использовали твердый сплав ВК60М, с радиусом рабочей части R=8. Режимы процесса: скорость вращения головки Ч.р. =45 м/мин; скорость возвратно-поступательного движения головки V.. = 10 м/мин; давление разжима антифрикционных брусков P

=0,7 МПа; максимальное давле|п е разжима деформирующих элементов q

2,5 МПа; общее время обработки Ti ——

=35 с; время роста давления деформирующих элементов t = 18,.

Испытания на задиростойкость обработанной поверхности показали, что поверхности, обработанные предлагаемым способом, повышают задиростойкость на 15 — 48О4.

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

Контролируемые параметры

880 60 0,0035

520 40 0,0030

660 35 0,0021

550 35 0,0027

410 45 0,0035

580 35 0,0032

1329949

Формула изобретения

Составитель А. Дроздецкий

Редактор Е. Копча Техред И. Верес Корректор И. Муска

Заказ 3522/! б Тираж 7! 4 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 4(— 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4

Анализ полученных результатов показывает, что предлагаемый способ обработки гильз и цилиндров ДВС 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%, уменьшить величину износа обработанной поверхности на !4 — 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 в 173%, сократить время антифрикционной обработки гильз на 11 — 23%, уменьшить величину износа обработанной поверхности на 23 — 46%.

Способ финишной обработки гильз и цилиндров двигателей, включающий хонингование 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 q =: 0,5 — 5,7 МПа, в течение

1/3 — 2/3 длительности цикла обработки, после чего оставляют его неизменным до окончания обработки.