Способ дробеструйной обработки втулок плунжеров топливных насосов высокого давления

Изобретение относится к дробеструйной обработке втулок плунжеров топливных насосов высокого давления. Осуществляют направленную подачу на обрабатываемую поверхность втулки струи, содержащей смесь газа с абразивными частицами определенного размера. В качестве газа используется сжатый воздух, направление подачи обеспечивается применением направляющего патрубка с цилиндрическим отверстием, через которое происходит подача смеси и заглушки, перекрывающей центральный канал обрабатываемой втулки. При этом используют абразивные частицы в виде чугунной литой дроби с размерами от 0,3 мм до 0,5 мм и обеспечивают давление подачи струи от 6 кг/см² до 8 кг/см², причем продолжительность обработки обратно пропорциональная давлению подачи и составляет от 35 с до 25 с. В результате обеспечивается скругление кромок в местах пересечения поверхностей отверстий втулок плунжеров топливных насосов высокого давления. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к машиностроению и, в частности, к обработке втулок плунжеров топливных насосов высокого давления (далее – ТНВД).

Дробеструйная обработка подразумевает использование абразивного материала, причем в частных случаях роль такого материала может выполнять металлическая дробь ([Электронный ресурс]. URL:/https://metalloy.ru/stanki/press-gidravlicheskij-dlya-shtampovki; (дата обращения: 25.03.2021)). Дробеструйная обработка обычно применяется для подготовки поверхности деталей под покрытие, удаления загрязнений и следов коррозии, притупления острых кромок и упрочнения поверхностей. Используемая для обработки стандартная дробь может быть литой, колотой или рубленной. При этом известно, что для упрочнения поверхностей деталей методом поверхностного пластического деформирования с помощью дробеструйной обработки применяют дробь с размерами частиц от 0,5 до 2,0 мм, причем угол падения дроби на поверхность должен составлять от 75° до 90° (Зенин Б.С. Современные технологии модифицирования поверхностей и нанесения покрытий. [Электронный ресурс]. URL:/ https://portal.tpu.ru/SHARED/b/BOSEZEN/educational/sovrem_tehnol/Tab/04_glava_02.pdf; (дата обращения: 25.03.2021)).

Известен способ дробеструйной обработки изделий, в соответствии с которым на поверхность изделия подают стальную дробь, содержащую от 45 до 50 процентов по массе дроби из хромистой стали (пат. RU 2087583, опубл. 20.08.1997).

К недостаткам известного решения относится необходимость предварительного изготовления специальной дроби и последующей подготовки рабочей смеси из обычно (стандартной) и специальной дроби. Это увеличивает общую трудоемкость операции и, соответственно, себестоимость конечного изделия. Применение специальной дроби также повышает себестоимость.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков - прототипом заявляемого изобретения - является способ закругления кромок деталей, предусматривающий подачу на поверхность детали струи, состоящей по меньшей мере большей частью из абразивных частиц, при этом струя может быть образована газом и/или жидкостью, обеспечивается заданное направление подачи струи, а частицы, с помощью которых выполняется обработка, имеют определенный размер (пат. RU 2348505, опубл. 10.03.2009. Бюл. № 7). По известному способу размер частиц должен составлять от 0 до 500 меш, предпочтительно – от 180 до 320 меш, что приблизительно соответствует размерам от 0,04 мм до 0,08 мм. Для формирования струи с заданными параметрами способ предполагает использование специального сопла, имеющего определенные диаметр и угол раскрытия. Давление подачи составляет от 3 до 3,5 бар.

К недостаткам известного решения относится необходимость применения специального сопла, которое должно иметь заданный продольный профиль и при этом отличаться износостойкостью. Это усложняет подготовку к проведению обработки конечного изделия, повышает трудоемкость и себестоимость. К недостаткам относится также применение частиц очень малого размера: фактически они относятся к категории пыли и могут создавать определенные неудобства как при транспортировке к месту использования, так и при использовании, сборе и возврате в производственный цикл.

Технической задачей настоящего изобретения является разработка эффективного способа дробеструйной втулки плунжера, обеспечивающего скругление кромок в местах пересечения отверстий при использовании стандартной дроби и не требующего применения специально профилированных износостойких сопел.

Решение поставленной технической задачи достигается за счет подачи к обрабатываемым поверхностям через направляющую деталь литой чугунной дроби ДЧЛ 0,3 или ДЧЛУ 0,3, или ДЧЛ 0,5, или ДЧЛУ 0,5 под давлением (6-8) кг/см² в течение времени (25-35) с, причем продолжительность обработки обратно пропорциональна давлению подачи, а тип и номер применяемой дроби не зависят от давления подачи и продолжительности обработки для деталей, имеющих твердость (20-35) HRC. Направляющая деталь представляет собой патрубок с внутренними цилиндрическими каналами.

Новизной в предложенном способе дробеструйной обработки втулок плунжеров ТНВД является сочетание величины продолжительности обработки, давления подачи дроби, типа и номера дроби, способа подачи дроби.

Предлагаемый способ дробеструйной обработки втулок плунжеров ТНВД поясняется чертежом (фиг. 1), осуществляется следующим образом.

На обрабатываемую деталь - втулку 1 плунжера ТНВД - перед выполнением обработки устанавливают направляющий патрубок 2 и заглушку 3. Направляющий патрубок 2 выполнен из износостойкого в отношении дроби и дешевого в изготовлении материала. Предпочтительным при осуществлении предлагаемого способа является выполнение направляющего патрубка 2 из стеклонаполненного полиамида. Направляющий патрубок 2 должен быть установлен в обрабатываемую деталь 1 таким образом, чтобы предохранить от воздействия дроби поверхности резьбы 11 и торца 12.

К направляющему патрубку 2 подключают устройство 4 подачи дробевоздушной (рабочей) смеси, связанное с резервуаром 5 дроби, источником 6 сжатого воздуха и устройством 7 отсчета времени. Устройство 7 отсчета времени может иметь автоматическое и ручное управление. Предварительно устройство 7 отсчета может быть запрограммировано на необходимую величину продолжительности обработки.

В таблице 1 приведены значения продолжительности обработки при осуществлении заявляемого способа в зависимости от давления подачи.

Способ образования рабочей смеси, а также устройство для его осуществления не являются предметом охраны по настоящей заявке и могут быть любыми, известными из уровня техники.

Источник 6 сжатого воздуха может быть любым. Предпочтительным является использование в качестве источника 6 внутризаводской воздушной сети.

Включают устройство 4 подачи рабочей смеси, одновременно включается устройство 7 отсчета времени.

Рабочая смесь поступает через отверстие в направляющем патрубке 2 в центральный канал втулки плунжера 1. Заданное направление движения рабочей смеси обеспечивается перекрытием центрального канала обрабатываемой детали 1 заглушкой 3. Заглушка 3 не дает рабочей смеси выйти через центральный канал втулки плунжера 1 так, что поток рабочей смеси поворачивает в направлении канал 14. При этом происходит дробеструйная обработка кромки 13, требование к скруглению которой задано в конструкторской документации на втулку плунжера.

По истечении времени, необходимого для обработки, в ручном или автоматическом режиме выключают подачу рабочей смеси, отключают устройство 4 подачи рабочей смеси от детали 1, демонтируют направляющий патрубок 2 и заглушку 3. Операция завершена.

Пример реализации способа дробеструйной обработки втулки плунжера.

Предлагаемый способ применяли для обработки втулки плунжера топливного насоса высокого давления производства Алтайского завода прецизионных изделий. В чертеже задано требование: скругление кромки 13 радиусом R(0,2-0,3) мм.

Пример 1.

Материал детали: сталь 18Х2Н4МА-Ш ГОСТ 4543, фактическая твердость 23 HRC. Дробь – чугунная литая ДЧЛ0,3. Фактическое давление сжатого воздуха в заводской сети: 7,5 кг/см².

Продолжительность обработки составляла 25 с.

После обработки наладочные детали были разрезаны в диаметральной плоскости отверстия 12. Измеренный радиус скругления кромки 13 составил R0,26 мм.

Пример 2.

Материал детали: сталь 18Х2Н4МА-Ш ГОСТ 4543, фактическая твердость 29 HRC. Дробь – чугунная литая ДЧЛ0,3. Фактическое давление сжатого воздуха в заводской сети: 7,5 кг/см².

Продолжительность обработки составляла 25 с.

После обработки наладочные детали были разрезаны в диаметральной плоскости отверстия 12. Измеренный радиус скругления кромки 13 составил R0,22 мм.

В настоящее время предлагаемый способ дробеструйной обработки втулок плунжера ТНВД готовится к внедрению в серийное производство на Алтайском заводе прецизионных изделий.

1. Способ дробеструйной обработки втулок плунжеров топливных насосов высокого давления, включающий направленную подачу на обрабатываемую поверхность втулки струи, содержащей смесь газа с абразивными частицами определенного размера, отличающийся тем, что в качестве газа используют сжатый воздух, направление подачи обеспечивают применением направляющего патрубка с цилиндрическим отверстием, через которое осуществляют подачу смеси, и заглушки, перекрывающей центральный канал обрабатываемой втулки, при этом используют абразивные частицы в виде чугунной литой дроби с размерами от 0,3 до 0,5 мм и обеспечивают давление подачи струи от 6 до 8 кг/см², причем продолжительность обработки обратно пропорциональна давлению подачи и составляет от 35 до 25 с.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что направляющий патрубок и заглушка выполнены из полиамида.