Способ получения формы боковой поверхности поршня двс

 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к вопросам проектирования поршней двигателя внутреннего сгорания. Цель изобретения - получение более достоверной конфигурации боковой поверхности поршней из алюминиевого сплава. Головка 1 и юбка 2 поршня имею общую наружную боковую поверхность 3. на которой во время механической обработки формируют макронеровности различной глубины. Одновременно с механической обработкой поршня производят травление наружной боковой поверхности химически активной жидкостью. Травление производят на глубину, соответствующую глубине макронеровностей. В результате обработки на боковой поверхности поршня формируется переменный по глубине слой из разрыхленного алюминия. Состав жидкости для травления, мае. %: NaOH 4-20; SI02 0,5-2,0: ZnO 0,8-4,0; графит 5-20; вода остальное . Совмещение механической обработки резанием боковой поверхности поршней из алюминиевого сплава с операцией травления химическим раствором заданного состава позволяет получить достоверную конфигурацию профиля наружной боковой поверхности, которая становится работоспособной длительное время. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 23 Р 6/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (21) 4676691/27 (22) 11.04.89 (46) 23,06,91, Бюл. N. 23 (71) Киевское производственное обьединение "Киевтрактородеталь" (72) В. М. Па вл иски й, И.Ф.Мулярчук, Ю.П.Максименко, Т.В.Дмитриева, Л,А.Сыроватка и В.Б.Шайников (53) 621.797(088,8) (56) Блинов Ф,Т., Фираго В.П. Технология механической обработки деталей авиационных двигателей. M. Оборонгиз. 1956. с.439445. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОРМЫ БОКОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПОРШНЯ ДВС (57) Изобретение относится к двигателестроению, в частности к вопросам проектирования поршней двигателя внутреннего сгорания. Цель изобретения — получение более достоверной конфигурации боковой поверхности поршней из алюминиевого сплава. Головка 1 и юбка 2 поршня имею1

„„Я ÄÄ 1657325А1 общую наружную боковую поверхность 3, на которой во время механической обработки формируют макронеровности различной глубины, Одновременно с механической обработкой поршня производят травление наружной боковой поверхности химически активной жидкостью. Травление производят на глубину, соответствующую глубине макронеровностей. В результате обработки на боковой поверхности поршня формируется переменный по глубине слой из разрыхленного алюминия. Состав жидкости для травления, мас. $: NaOH 4-20; 3102

0,5-2.0; ZnO 0.8 — 4,0; графит 5-20; вода остальное. Совмещение механической обработки резанием боковой поверхности поршней из алюминиевого сплава с опера- Я цией травления химическим раствором заданного состава позволяет получить достоверную конфигурацию профиля наружной боковой поверхности, которая становится работоспособной длительное,Я время. 1 э.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1657325

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к вопросам проектирования поршней двигателя внутреннего сгорания.

Цель изобретения — получение более достоверной конфигурации боковой поверхности поршней из алюминиевого сплава, На фиг.1 изображен поршень. общий вид, на фиг.2 — наружная боковая поверхность поршня с разрыхленным слоем, разрез.

Способ заключается в одновременном формировании на наружной боковой поверхности поршня переменной глубины макронеровностей и разрыхлений их путем травления на глубину, соответствующую глубине макронеровностей, Формирование переменных по глубине макронеровностей происходит при механической обработке наружной боковой поверхности поршня.

Различная глубина макронеровностей необходима для обеспечения требуемой глубины травления алюминиевого сплава, из которого выполнен поршень, благодаря чему создается возможность неравномерного износа поршня во время работы двигателя и получения при этом достоверной конфигурации профиля его наружной боковой поверхности. Жидкость для травления подается На обрабатываемую поверхность под резец во время механической обработки поршня. Г!ри этом форл ирование переменных по глубине макронеровностей и травление поверхности на их глубину происходит во время одной операции.

Рекомендуется следующий химический состав жидкости, с помощью которой производится травление наружной боковой поверхности поршня, мас.%;

NaOH 4-20

SiO-„, 0.5 — 2

ZnO 0,8 — 4

Графит 5 — 20

Вода Остальное

Пооцентное содержание компонентов установлено экспериментально, В этом составе щелочь NaOH служит для разрыхления поверхности поршня, Алюминиевый сплав, из которого изготовлен поршень, реагируя с оксидом Si02, образует алюмосиликатную связку, которая прикрепляется к разрыхленной поверхности поршня. Входящий в состав жидкости графит уменьшает коэффициент трения обработанной поверхности, Полученная поверхность имеет слоистую структуру и обеспечивает равномерный износ, Модификатор 7пО улучшает сцепляемость покрытия с поверхностью поршня. Вода служит для обеспечения текуче5

35 сти состава и простоты его нанесения на поверхность в процессе обработки, Пределы состава реагентов определены из следующих соображений. При содержании NaOH меньше 4 мас. глубина травления недостаточна и не соответствует глубине макронеровностей, при содержании NaOH больше 20 мас. время формирования поверхности резко увеличивается, что усложняет процесс обработки. Если содержание S102 меньше 0,5 мас. /, то действие этого реагента незаметно, т.е. в поверхности нет алюмосиликатной связки в количестве, достаточном для обеспечения низкого коэффициента трения, При содержании S10z больше 2 мас. /, нарушается структура связки, теряется ее пластичность, увеличивается твердость, что вызывает выкрашивание обрабатываемой поверхности и уменьшается достоверность конфигурации профиля. Если содержание ZnO меньше

0,8 мас. /,, то действие модификатора не сказывается. при содержании больше

4 мас, /, теряется пластинчатая структура алюмосиликатной связки и поверхности в целом, ухудшается пластичность. При содержании графита менее 5 мас. /, не уменьшается коэффициент трения получаемой поверхнос-и. При содержании графита более 20 мас.% алюмосиликатная связка перестает удерживать графит в структуре поверхности, Определение оптимального состава жидкости выявлено в результате экспериментов. Результаты представлены в таблице.

О и ы т 1. Глубина травления не соответствует глубине макронеровностей; практически не образуется алюмосиликатная связка, отсутствует пластинчатая структура покрытия, покрытие неравномерное. изнашивается отдельными фракциями. Коэффициентт трения наружной боковой поверхногти практически не отличается от коэффициента трения наружной боковой поверхности поршня без I окрытия.

О и ы т ы 2 — 5. Формируется наружная боковая поверхность с требуемыми качествами: глубина травления соответствует глубине макронеровностей; наружная боковая поверхность имеет низкий коэффициент трения и изнашивается слоями до равномерного распределения сил трения во время работы двигателя.

О и ы т 6. Время формирования поверхности резко увеличивается, теряется пластинчатая структура и покрытие изнашивается отдельными фракциями, искажая картину износа. 1657325

40

Пример. Обрабатывают поршень двигателя Д-240, Поршень содержит головку 1, соединенную с юбкой 2, которые имеют общую наружную боковую поверхность

3. На юбке 2 в зоне пальцевого отверстия 4 выполнены занижения 5. Наружная боковая поверхность 3 имеет слой разрыхленного травлением алюминия 6 и покрытия 7.

Профиль поршня до его работы в двигателе имеет конфигурацию 8, после — конфигурацию 9 до приработки двигателя, после приработки — конфигурацию 10.

Поршень с выполненными по юбке в зоне бобышек занижениями устанавливают на токарном станке с числовым программным управлением. Переменная глубина макронеровностей и ее распределение вдоль наружной бокбвой поверхности поршня достигается во время обточки продольной и поперечной подачей резца на оборот с соответстующей корректировкой диаметра поршня так, чтобы максимальные подачи были при обработке головки поршня и минимальные при обработке юбки. Глубина макронеровностей на головке поршня после обработки составляет 0,07-0,09% диаметра поршня, а на юбке поршня 0,0140,02 . Диаметр юбки составляет 109,88 мм, диаметр головки 109,45 мм или 99.ба диаметра юбки. При вращении поршня на станке на его поверхность подают под резец химически активную жидкость следующего состава, мас.ь: NaOH 8; SION 1,6; ZnO 4; графит 8; вода остальное.

При обработке на наружной боковой поверхности поршня образуется рыхлый слой, глубина травления которого соответствует глубине макронеровностей. Одновременно на разрыхленном слое образуется покрытие черного цвета. содержащее графит и алюмосиликатную связку, При установке поршня в двигатель Д-240 профиль боковой поверх5 ности приобретает конфигурацию 9 до процесса приработки и конфигурацию 10— после приработки, которая наступает после

30 ч работы двигателя с момента его пуска.

Совмещение механической обработки

10 резанием боковой поверхности поршней из алюминиевого сплава с операцией травления химическим раствором определенного состава позволяет получить достоверную конфигурацию профиля наружной боковой

15 поверхности, которая становится работоспособной длительное время.

Формула изобретения

1. Способ получения формы боковой по20 верхности поршня ДВС. заключающийся в механической обработке резанием и последующей приработке в реальных условиях, отличающийся тем, что, с целью достижения более достоверной конфигура25 ции боковой поверхности поршней из алюминиевого сплава, одновременно с обработкой на глубину образовавшихся макронеровностей осуществляют травление химически активным составом.

30 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что травление осуществляют составом, содержащим следующие компоненты, мас.%:

NaOH 4 — 20;

StOz 0,5 — 2:

2пО 0.8 — 4:

Графит 5 — 20;

Вода Остальное

1657325

Составитель -А, Синельников

Техред М,Моргентал Корректор T.Kon6

Редактор А.Козориз

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1680 Тираж 477 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5