Способ финишной обработки внутренних поверхностей гильз тракторных и комбайновых дизельных двигателей

Изобретение относится к финишной обработке внутренних поверхностей гильз тракторных и комбайновых дизельных двигателей. Осуществляют однократное хонингование внутренней поверхности гильзы и затем производят ее пневмовибродинамическую обработку. Хонингование производят с достижением шероховатости поверхности Ra≤2,5 мкм. Пневмовибродинамическую обработку осуществляют стальными шарами с получением шероховатости Ra<0,5 мкм, средней глубиной впадин R_vk≤1 мкм и относительной опорной длины профиля поверхности гильзы t_p50=85%. В результате повышается износостойкость гильзы. 1 пр.

 

Изобретение относиться к технологии машиностроительного производства, а именно к финишной обработке внутренних поверхностей гильз тракторных и комбайновых дизелей в ремонтном производстве.

Известен способ обработки внутренней поверхности гильзы двигателей внутреннего сгорания (ДВС), традиционно применяемый в ремонтном производстве, включающий операции растачивания, предварительного и окончательного хонингования [1].

Это позволяет обеспечить ремонтный размер гильзы, а также создать плосковершинный микрорельеф.

Недостатками упомянутого способа является увеличение трудоемкости обработки, большие затраты электроэнергии при хонинговании, а также внедрение абразивных частиц в хонингуемую поверхность, что уменьшает износостойкость выходящих из ремонта гильз.

Известен также способ упрочняющей пневмоцентробежной обработки гильз ДВС стальными шарами, движущимися по кольцевой траектории в турбулентном потоке сжатого воздуха и перемещающимися по обрабатываемой поверхности относительно продольной оси заготовки, при их импульсно-ударном воздействии на исходный микрорельеф, полученный в результате лезвийной обработки - растачивания [2].

Данный способ позволяет за счет деформационного упрочнения рабочей поверхности гильзы, в отличие от хонингования, повысить ее износостойкость т.к. происходит наклеп поверхности, сопровождающийся увеличением микротвердости, а микротрещины устраняются (залечиваются), но процесс пневмовибродинамической обработки является малопроизводительным, осуществляется за два прохода, а подача пневматического шарикового накатника составляет около 60 мм/мин.

Задачей изобретения является создание способа обработки, позволяющего увеличить износостойкость ремонтируемых гильз за счет упрочнения поверхности шарами, смятия и сглаживания микронеровностей, увеличения относительной опорной длины профиля, приводящей к уменьшению удельных контактных давлений при трении поршневого кольца по поверхности гильзы. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение износостойкости цилиндропоршневой группы, а также уменьшение трудоемкости ремонта гильз и повышение производительности пневмовибродинамической обработки.

Поставленная задача решается способом финишной обработки внутренних поверхностей гильз тракторных и комбайновых дизельных двигателей, включающим пневмовибродинамическую обработку внутренней поверхности гильзы, в котором согласно изобретению перед пневмовибродинамической обработкой внутренней поверхности гильзы производят ее однократное хонингование с достижением шероховатости поверхности Ra≤2,5 мкм, а пневмовибродинамическую обработку внутренней поверхности гильзы осуществляют стальными шарами с получением шероховатости Ra≤0,5 мкм, средней глубиной впадин R_vk≤1 мкм и относительной опорной длины профиля поверхности гильзы t_p50=85%.

Использование данного способа для обработки внутренних поверхностей опытной партии гильз, подлежащих ремонту дизелей модели Д-260, показало, что рабочая поверхность гильз после ПВДО имеет шероховатость Ra=0,4…0,5 мкм, среднюю глубину впадин R_vk≤1 мкм и относительную опорную длину профиля поверхности t_p50=85%, то влияет на повышение износостойкости гильз за счет увеличения фактической опорной длины профиля обработанной поверхности и уменьшения удельных контактных давлений при трении поршневого кольца по поверхности гильзы. Применение ПВДО привело к устранению задиров, натиров на обработанной поверхности гильз цилиндров. ПВДО осуществляется за один проход с производительностью до 500 мм/мин.

Использование ПВДО вместо операции окончательного хонингования позволяет до 17 раз снизить затраты электроэнергии в процессе обработки.

Состояние рабочих поверхностей гильз изготовленных по предлагаемому способу показывает отсутствие следов износа, в отличие от хонингованных, где имелись продольные риски, царапины и натиры. В целом это хорошо согласуется с экспериментами, показывающими увеличение износостойкости гильз на 40…80% в случае использования в качестве финишной операции деформационное упрочнение поверхности [3].

Пример. Финишная ПВДО внутренней поверхности подлежащей ремонту гильзы двигателя мод. Д-260. Материал гильзы - специальный серый чугун с твердостью 229…269 НВ. Гильзы предварительно расточены и прохонингованы в ремонтный размер. Номинальный внутренний диаметр после получистового хонингования - 110,7 мм. Шероховатость поверхности гильзы после получистового хонингования Ra=1,6…2,25 мкм.

Применяемое технологическое оснащение - радиально-сверлильный станок мод. 2А55. Приспособление специальное с вертикальным расположением продольной оси гильзы. Базирование гильзы происходит по внутреннему диаметру и нижнему торцу ее буртика, находящемуся в сферической самоустанавливающейся опоре. Для центрирования продольной оси заготовки с осью инструмента и шпинделя станка в конструкции инструмента предусмотрены направляющие.

Применяемый инструмент: пневматический шариковый накатник центробежного действия, укомплектованный стальными шарами с двумя рядами, каждый из которых имеет разнонаправленное вращение под действием струй сжатого воздуха. Между внутренним диаметром поверхности гильзы и наружным диаметром инструмента имеется зазор для выхода отработавшей среды в атмосферу.

Режимы процесса финишной ПВДО:

Минутная подача инструмента, S_мин=250…450 мм/мин;

Давление в пневмосистеме подводимого к инструменту сжатого воздуха, Р=0,25…0,5 МПа;

Количество ходов инструмента, i=1.

В результате обработки по предлагаемому способу после ПВДО гильз на различных режимах достигается шероховатость поверхности Ra=0,3…0,4 мкм. Средняя глубина впадин R_vk=1 мкм, относительная опорная длина профиля поверхности составила t_p50=85%, что соответствует техническим требованиям на гильзы в ремонтном производстве. Анализ полученных результатов показал, что предлагаемый способ обработки ремонтируемых гильз ДВС позволяет по сравнению с хонингованными ремонтируемыми гильзами повысить их износостойкость на 40...50%, устранить задиры и натиры на их поверхности.

Источники информации

1. Васильев, Б.С. Ремонт дорожных машин, автомобилей и тракторов. Учебник / Б.С. Васильев, Б.П. Долгополов, Г.Н. Доценко и др. Под общ. ред. В.А. Зорина - М.: Мастерство, 2001. - 512 с, с.301.

2. Минаков А.П., Бунос А. А. Технологические основы пневмовибродинамической обработки нежестких деталей/Под ред. П.И. Ящерицына. - Мн.: Навука i тэхннiка, 1995. - 304 с, с.249 - прототип.

3. Шнейдер Ю.Г. Эксплуатационные свойства деталей с регулярным микрорельефом. Л.: Машиностроение, 1982. - 246 с., 172.

Способ финишной обработки внутренних поверхностей гильз тракторных и комбайновых дизельных двигателей, включающий пневмовибродинамическую обработку внутренней поверхности гильзы, отличающийся тем, что перед пневмовибродинамической обработкой внутренней поверхности гильзы производят ее однократное хонингование с достижением шероховатости поверхности Ra≤2,5 мкм, а пневмовибродинамическую обработку внутренней поверхности гильзы осуществляют стальными шарами с получением шероховатости Ra≤0,5 мкм, средней глубиной впадин R_vk≤1 мкм и относительной опорной длины профиля поверхности гильзы t_P50=85%.