Способ электрофизической обработки клапанных седел двигателей и устройство для его осуществления

 

г !

ОПИСАН ИИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

649535

Союз Советских

Соцн;JiHGTNнсскнх

Республик (61) Дополнптельное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 14.06.74 (21) 2034269/25-08 с присоединением заявки Ме (23) Приоритет (43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень Ке 8 (45) Дата опубликования описания 28.02.79

1. Кл."В 23Р 1/00

Государственный комитет (53) УДК 621.9.048.4. .06 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Ф. К. Иванченко, H. E. Муратов, К. Я. Афанасьев, M. К. Афанасьев, И. С. Пистолькорс и H. И. Корниенко

Киевский ордена Ленина политехнический институт имени 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

КЛАПАННЫХ СЕДЕЛ ДВИГАТЕЛЕЙ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области электрофизической обработки токопроводящих материалов, в частности, клапанных седел двигателей, компрессоров и гидропневмоаппаратуры, и может быть использовано для обработки точных сопряженных отверстий.

Известны способ и реализующее его устройство для анодно-механической обработки седел поршневых авиадвигателей при- 10 водимым во вращение и совершающим движение прецессии электродом-инструментом, который снабжен направляющим элементом (цилиндрической оправкой), располагаемым в базовом отверстии обрабатывае- 15 мой детали с зазором, определяющим угол отклонения оси электрода-инструмента относительно оси отверстия (11.

Недостатками данного способа и устройства являются отсутствие устойчивости 20 свободного прецессионного движения инструмента, обусловленное невозможностью компенсации воздействия случайных ударов по оси инструмента в процессе обработки, что ведет к потере стабильности 25 движения, а также непостоянство усилия отклонения электрода-инструмента, приводящее к снижению производительности, та шости и ухудшению чистоты обрабатываемой говерхности.

Целью изобретения является создание электрофизического способа обработки и устройства для его осуществления, обеспечивающих повышение точности, чистоты и производительности обработки K;IQIIBHHbix седел двигателей.

Цель достигается тем, что прсцессионнос движение оправки с инструментом создается принудительно путем приложения к электроду-инструменту упругого радиально направленного регулируемого усилия, точка приложения которого приводится во вращение са скоростью прсцессии, а устройство, позволяющее реализовать способ, снабжено дополнительным приводам, предназначенным для воздействия на установленный с возможностью вращения шкив, на котором закреплено водило, связанное с электродом-инструментом пружиной растяжения. На фиг. 1 схематически изображено устройство; на фиг. 2, 3, 4 и 5 — последовательные положения инструмента в процессе обработки.

Устройство состоит из рамы 1, жестко закрепленной на штанге 2 продольной подачи станка. На раме 1 установлен привод

649535

3 карданного вала 4, нижняя вилка которого соединена с электродом-инструментом

5, имеющим направляющую цилиндрическую часть 6. На раме 1 неподвижно установлен кронштейн 7, внутри которого свободно проходит карданный вал 4. На кронштейне 7 закреплен привод 8 с ременной передачей на шкив 9, установленный с возможностью вращения на кронштейне

7 вокруг оси верхней вилки карданного вала 4. На шкиве 9 жестко установленоводило 10 с регулировочным устройством натяжения отклоняющей пружины 11. Пружина 11 вторым концом соединена с обоймой 12, охватывающей наружное кольцо подшипника 13, который установлен на карданном валу 14 (нижней вилке) соосно с электродом-инструментом 5. Минус источника постоянного тока подсоединен к электроду-инструменту через щеточное устройство 14 и кабель 15, а плюс — к обрабатываемой детали 16. Обрабатываемая деталь, например головка ДВС, 16 жестко укреплена на столе 17. В соосное обрабатываемому отверстию базовое отверстие— втулку клапана ДВС вводят цилиндрическую направляющую часть 6 электрода-инструмента 5. Подачу технологической жидкости осуществляют через боковое отверстие детали 16, например канал впуска горючей смеси или выпуска отработанных газов головки ДВС.

Устройство работает следующим образом.

Вращение вала привода передается карданным валом 4 электроду-инструменту 5 (угловая скорость собственного вращения

V) . Одновременно при включении привода 8 с помощью шкива 9 с водилом 10, пружины 11, которая, воздействуя через обойму 12 подшипника 13 на карданный вал 4, изгибает его, отклоняя часть 6 электрода-инструмента 5 в направляющем отверствии (втулке) до соприкосновения ее с внутренней поверхностью обрабатываемого отверстия, осуществляется принудительная прецессия инструмента относительно точки пересечения осей инструмента 5 и направляющей втулки детали 16. Угловая скорость принудительной прецессии W соответствует расчетной скорости вынужденной прецессии W ротора тяжелого гироскопа, роль которого выполняет электрод-инструмент 5 с частью 6. Среднее значение угла отклонения инструмента и, зависящее от зазора между частью 6 и направляющим отверстием детали 16, принимается за основной параметр при расчете скорости вынужденной прецессии W. При осуществлении продольной подачи электрода-инструмента 5 происходит касание поверхности его по образующей с наиболее выступающими (имеющими минимальное расстояние от оси направляющего отверстия детали

16) областями обрабатываемой поверхно о

25 зо

4 стп и интенсивная обработка их до получения поверхности, соосной с направляющим отверстием, например соосности седла клапана ДВС с направляющей втулкой клапана, что обеспечивает точность сопряжения и герметичность клапанной пары без дополнительной притирки ее. Осевую подачу инструмента 5 и всего устройства осуществляют перемещением штанги 2 продольной подачи в направляющих.

Таким образом, электрод-инструмент 5 совершает собственное быстрое вращение и движение вынужденной прецессии, задаваемое приводом 8 и регулируемое в широком диапазоне скоростей, что дает возможность подбора расчетной скорости прецессии в зависимости от среднего значения угла к. При воздействии случайных ударов по оси инструмента в процессе обработки, упругий элемент (пружина 11) препятствует уходу оси инструмента с первоначально заданной отклоняющим приводом 8 траектории движения, обеспечивая высокую точность обработки, соосность обрабатываемого отверстия базовому с одновременным повышением чистоты поверхности и производительности обр аботки.

Применение изобретения для обработки клапанных седел ДВС дает значительный экономический эффект за счет ликвидации операции притирки клапанной пары, обеспечения возможности повышения износостойкости седел путем использования материалов, обладающих высокой поверхностной твердостью, обработка которых традиционными методами затруднена, обеспечения высокой точности рабочей поверхности седел, не зависящей от кинематической точности станка, что приводит к увеличению мощности двигателя за счет обеспечения герметичности клапанной пары.

Опытная проверка предлагаемого способа и устройства была проверена на лабораторной установке, собранной на базе станка мод. 2118-А при следующих параметрах обработки: W= 12000 об/мин (см. фиг. 2 — 5); W„130 об/мин, P =

=0,2 — 0,5 кг, полярность — прямая, технологическая жидкость — колл оидный раствор графита в воде.

Обрабатывались седла двигателя МТ-8, МТ-10 к мотоциклам «Днепр» производства Киевского мотоциклетного завода. Материал седел — чугун хромоникелевый, Н вЂ” 60 — 62. Режимы обработки: грубый

Ii — — 40А, Ui — — 20 — 22В; мягкий 1 — — 10— — 20А, U> — — 16 — 18В. Время обработки: грубый режим 45 с, мягкий 15 с.

Формула изобретения

1, Способ электрофизической обработки клапанных седел двигателей приводимым во вращение и совершающим движение прецессии электродом-инструментом, который снабжен направляющим элементом, 649535 располагаемым в базовом отверстии обрабатываемой детали с зазором, определяющим угол отклонения, отличающийся тем, что, с целью повышения чистоты и точности обработки, движение прецессии создают принудительно, для чего к электроду-инструменту прикладывают упругое, радиально направленное усилие, точку приложения которого приводят во вращение со скоростью прецессии.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, включающее привод, сообщающпй вращение электроду-инструменту, отличающееся тем, что, с целью создания движения принудительной прецессии, оно выполнено в виде шкива, на котором

5 закреплено водило, связанное с электродом-инструментом пружиной растяжения, и снабжено дополнительным приводом для воздействия на указанный шкив.

Источники информации, 10 принятые во внимание при экспертизе

1. Афанасьев K. Я. По новому методу.

Гражданская авиация, ЛЪ 7, 1960, с. 35.

Риг. 4

Составитель М. Климовская

Редактор Т. Морозова Техред А. Камышникова Корректор И. Позняковская

Заказ 82/11 Изд. Хе 202 Тираж 1221 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2