Способ обработки гильз цилиндров с накатыванием поверхности перед финишной антифрикционной безабразивной обработкой (фабо)

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке гильз цилиндров. С помощью хонинговальной головки формируют поверхностный слой зеркала гильз. Сначала осуществляют предварительную обработку поверхности электрохимическим хонингованием с помощью алмазных брусков, установленных в головке. Затем упрочняют слой накатниками и окончательно обрабатывают его антифрикционными брусками. При этом в зону обработки подают технологическую смесь следующего состава, %: хлорид меди 0,625 - 2,5; ортофосфорная кислота 0,125 - 0,5; 5,0% формалин 1,3 - 5,0; вода - остальное. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к обработке гильз цилиндров.

Для обеспечения высокой несущей способности контактирующих поверхностей трения и уменьшения их износа находит применение ФАБО гильз цилиндров. В качестве аналогов могут служить способы нанесения антифрикционных покрытий с помощью устройств [1-3]. В первых двух устройствах рабочая поверхность натирающего узла выполнена с чехлом из упругопористого материала. Наносимый материал в виде порошка находится в составе технологической смеси, которой пропитывают упругопористый материал. В первом случае пропитка осуществляется предварительно, во втором осуществляется подпитка технологической смеси из емкостей в колодках натирающего узла через сквозное отверстия на боковых поверхностях. Осуществление ФАБО при помощи данных устройств связано с периодической пропиткой или добавлением технологической смеси, а также с необходимостью применения специальных конструкций с упругопористыми материалами. Третье устройство с натирающими элементами снабжено обоймой с установленными в ней колодками, имеет полости для размещения технологической смеси, сквозные отверстия и вертикальные пазы по наружной поверхности для подачи жидкости к брускам.

Недостатком является необходимость предварительной обработки другим инструментом и периодическое заполнение полостей технологической смесью.

Известен способ обработки гильз цилиндров, включающий формирование поверхностного слоя зеркала гильзы с помощью установленной с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движения хонинговальной головки при периодической подаче технологической смеси в зону обработки [4].

Недостатком известного способа является увеличение времени обработки гильз.

Технической задачей изобретения является снижение времени обработки гильз и улучшение их эксплуатационных свойств.

Для решения поставленной задачи в известном способе обработки гильз цилиндров, включающем формирование поверхностного слоя зеркала гильзы с помощью установленной с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движения хонинговальной головки при периодической подаче технологической смеси в зону обработки, формирование поверхностного слоя зеркала гильзы осуществляют путем предварительной обработки поверхности гильзы электрохимическим хонингованием с помощью установленных в головке алмазных брусков, последующего упрочнения поверхностного слоя установленными в головке накатниками и окончательной обработки поверхностного слоя гильзы установленными в головке антифрикционными брусками при подаче в зону обработки технологической смеси следующего состава, %: хлорид меди 0,625 - 25; ортофосфорная кислота 0,125 - 0,5; формалин 1,3 - 5,0; вода - остальное.

На фиг. 1 изображена схема упрочняющей и антифрикционной обработки гильз цилиндров; на фиг. 2 - износ гильз цилиндров двигателя 3М3-53 после испытаний.

Для практической реализации способа 12- брусковая хонголовка имеет два комплекта по четыре хонинговальных бруска и комплект накатников вместо четырех брусков, периодически включающихся в работу. Один из комплектов брусков используется для размерной обработки гильз цилиндров при предварительном электрохимическом хонинговании. Комплект накатников упрочняет поверхность трения. Второй комплект брусков обеспечивает окончательное формирование поверхности трения с одновременным нанесением антифрикционного слоя меди. Из емкости 1 через фильтр 2 насос 3 подает технологическую жидкость (СОЖ) в рабочую зону. При электрохимическом хонинговании хонголовка 4 с антифрикционными брусками 5 является катодом, а гильза 2 - анодом. Накатники 7 производят упрочнение поверхности гильзы. Хонинговальная головка совершает вращательное и возвратно-поступательное движения.

Технологический процесс формирования внутренней поверхности гильзы включает три этапа.

1. Обработка внутренней поверхности электрохонингованим брусками характеристикой АС4 80/63 М1 100% на режиме: давление алмазных брусков p = 0,4 - 0,6 МПа; окружная скорость U₀ = 50 м/мин; возвратно-поступательная скорость U_в.п. = 8 м/мин; время хонингования τ = 30 c ; СОЖ - дизельное топливо; 2. Упрочнение поверхности трения гильзы накатниками в течение 15 с; P = 0,6 МПа; U₀ = 50 м/мин; U_в.п. = 11,8 м/мин.

3. Обработка поверхности гильзы антифрикционными брусками М5-15, на режиме: P = 0,1 - 0,2 МПа; U₀ = 50 м/мин; U_в.п. = 8 м/мин; τ = 15 c ; СОЖ - специальный состав (0,625 - 2,5% хлорида меди; 0,125 - 0,5% оргофосфорной кислоты; 1,3 - 5% формалина; остальное - вода), впрыскиваемый несколько раз, обеспечивающий покрытие поверхности трения пленкой меди.

Для проверки эффективности новой технологии проведены стендовые испытания двигателей 3М3-53. При этом в двигатель устанавливают по четыре гильзы, обработанные по новой технологии (с упрочнением и ФАБО) и по типовой технологии (черновое и чистовое хонингование). После ускоренных испытаний на обкаточном стенде КН-2139Б в течение 30 мин двигатели были разобраны и проведены микрометраж гильз цилиндров. Как показывают зависимости износа гильз (фиг. 2) по сравнению с типовой технологией (кривая 1), применение новой технологии (кривая 2) более чем в два раза уменьшает износ гильз, при этом износ происходит равномерно, отсутствуют задиры.

Износ поршневых колец при работе в сопряжении с гильзами, обработанными по новой технологии, уменьшается примерно в полтора раза.

Формула изобретения

Способ обработки гильз цилиндров, включающий формирование поверхностного слоя зеркала гильзы с помощью установленной с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движений хонинговальной головки при периодической подаче технологической смеси в зону обработки, отличающийся тем, что формирование поверхностного слоя зеркала гильзы осуществляют путем предварительной обработки поверхности гильзы электрохимическим хонингованием с помощью установленных в головке алмазных брусков, последующего упрочнения поверхностного слоя установленными в головке накатниками и окончательной обработки поверхностного слоя гильзы установленными в головке антифрикционными брусками при подаче в зону обработки технологической смеси следующего состава, %: Хлорид меди - 0,625 - 2,5 Ортофосфорная кислота - 0,125 - 0,5 Формалин - 1,3 - 5,0 Вода - Остальноег

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2