Устройство для обработки поршней

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61)Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено Об.05. 81 (2!)3282639/25-08

Союз Советских

Социалистических

Рвсиублик

<«19941 22 (фф) М gg 3 с присоединением заявки HоВ 23 В 5/24

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет(33) УДК 621. 941. 2 (088. 8) Опубликовано 07.02.83. Бюллетень М5

Дата опубликования описания 07» 02. 83

Л. Г. Одинцов р A. Â. Бородин, В.И. и Л.Е. Преображенский (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОРШНЕЙ

Устройство относится к машиностроению и может быть использовано для обработки поршней двигателей различного назначения.

Необходимую бочкообразную и оваль». ную форму поршня получают точением по копиру на специальных станках.

Известен."алмазно-обточной станок для обтачивания цилиндрических поршней с высокой точностью, которая достигается за, счет поДпружиненных прижимов .и гидроцилиндров: (11Недостатком известного устройства является его слсвность, малая производительность и большая 1 l тоимость» Известно также устройство для .обработки деталей, содеркащее режущий инструмент и термоустановку, выполненную s виде копуса с цилиндрической и торцовой поверхностью и разме;. щенную в нем обрабатываемую деталь и нагревательные элементы, установленные в электроизоляционных втулках (23 .

Однако это устройство не может быть использовано для нагрева пораня с обеспечением заданного температур" ного поля по всей его длине.

Целью изобретения является повышение производительности и точности обработки поршней двигателей за счет создания заданного температурного поля по всей его длине.

Цель .достигается за счет того, что на торцовой-поверхности корпуса

-выполнены отверстия, в которых размещены нагревательные элементы, а на цилиндрической поверхности устащ новлен введенный в устройство охлаждающий элемент и выполнен паз для взаимодействия режущего инструмента с обрабатываемой деталью.

На фиг. 1 показано устройство, ус-. тановленное на токарном станке, общий вид на фиг. 2 - разрез A-A на фиг. 1.

Устройство состоит из корпуса 1, в торцовой части которого равно. асполо26 жены по окружности вдоль оси отверстия 2, в которых установлены электроизоляционные втулки 3, электроизоляционных пластин 4,5 и б„ нагревательных элементов 7, контактных винтов 8 с гайками 9, нажимной гайки 10, опРавки 11 с фиксатором 12 для крепления обтачиваемого поршня 13. Корпус

1 содержит основание с .хвостовиком

l4 и цилиндрическую поверхность 15, припаянную к основанию. На корпусе расположен штуцер lб подвода горячего

994122 воздуха, гнезда 17 для установки измерителей температуры и установленный с помощью поворотного диска 18 штуцер 19 для подвода охлажденного воздуха. Для подвода воздуха в корпусе имеется кольцевая выточка 20 и . 5 наклонные отверстия 21, обеспечивающие выход горячего воздуха и опре,деленную зону днища поршня. Оправка

ll установлена в переходнике 22, ко- . ,торый вставлен в шпиндель. станка, 10

Резец 23 для обтачивания поршня крепится в резцедержателе суппорта станка. На переходнике 22 нанесена риска

24 с помощью которой контролируется зазор Р - между днищем поршня и тор- 15 цовой поверхностью корпуса 1. Цилиндрическая поверхность 15 корпуса име- . ет продольный вырез 25, равный обрабатываемому поршню, в который свободно заходит резец 23 при обтачивании поршня. Отверстия 21 расположены по окружности вокруг оси корпуса с радиусом, равным половине радиуса окружности торцовой части поршня. В этом случае головка поршня прогревается равномерно и достигается такой характер распределения температуры .на головке, который наблюдается у поршня работающего двигателя.

Устройство работает следующим образом.

Обтачиваемый поршень 13 устанавливают на оправку 11 и закрепляют с помощью фиксатора 12, который проходит в поршне через отверстие под поршневой палец. Затем„ перемещая пиноль задней бабки станка, подводят корпус 1 к детали так, чтобы цилиндрическая поверхность корпуса 15 закрыла ее, при этом риска 24 должа совместиться с обрезом кожуха. Риска .40

24 наносится таким образом, чтобы обеспечить заданный зазор Р между днищем поршня и корпусом 1. Включают вращение поршня с оборотами(5-10 в мин), обеспечивающими его равномер- 45 ный прогрев. После этого через штуцер 16 подают предварительно подогретый до необходимой температуры (8090oC ) сжатый воздух. Воздух проходит через кольцевую выточку 20, в кото- 50 рой выравниваются его скорость и давление, затем с>н поступает ь отверстия 2 корпуса и проходит через нагревательные: элементы 7, нагретые предваритедьно до 600-800 С. После про55 хождения через нагревательные элементы воздух имеет температуру около

300 С, при этом он расширяется и с определенной температурой и более высокой скоростью через отверстие 21 направляется на днище поршня, отдавая ему тепло. По зазору между поршнем и цилиндрической поверхностью корпуса воздух выходит на срез кожуха и уда, ляется из внутренней полости, Вместе с воздухом удаляется стружка, образую-65 щаяся при обтачивании поршня и попавшая во внутреннюю полость. Основная часть стружки выходит в вырез 25.

Температура по длине поршня контролируется с помощью нескольких терMoMeòðîâ или термопар, установленных в гнездах 17. После достижения заданной температуры головки поршня (окоо ло 250 С) и перепада температур между головкой и юбкой Г50-150 С включают вращение поршня с оборотами

800-1000 в минуту и производят его обтачивание по прямолинейной образу.ющей (с подачей 0,07-0,1 мм/об ). После этого выключают станок, отводят пиноль задней бабки, раскрепляют обрабатываемую деталь и с помощью спе циаль ного з ахв ата сн имаю т е ro .

В случае, если распределение температуры по длине поршня не соответствует заданной, то через штуцер 19, который наполняют на заданный угол «>(, подводят охлажденный воздух, создающий необходимый перепад температур.

С целью увеличения теплоотражательной способности внутренней полости. цилиндрической поверхности 15 и корпуса 1 их поверхности отполированы до минимальной шероховатости.

Пример исполнения устройства. Предлагаемое устройство может быть использовано, например, для обработки поршня многоцилиндрового высокооборотного дизельйого двигателя мощностью около 700 л.с. Поршень изготавливается из алюминиевого сплава

АКЧ-1, твердостью НВВ110; он имеет размеры: диаметр 120 мм, длина 125 мм;. бочкообразность 0,17мм иовал 0,1бмм.

Выполненный авторами расчет показывает, что указанные геометрические размеры при комнатной температуре, с учетом бочкообразности и овальности, поршень будет иметь при его обтачивании по прямолинейной образующей нагретым до 150 С, при этом головка поршня должна быть нагрета до температуры на 50-.80 С более высокой, чем юбка поршня. Поэтому перед обработкой поршень нагревают до 100ОC а непосредственно во время протачивания дополнительно нагревают головку поршня, получая таким образом заданное поле распределения температур.

Установку поршня на станок и съем со станка производят промышленным манипулятором (роботом) .

Расчет ожидаемого экономического эффекта.

В настоящее время на одном из заводов операция обтачивания поршня ф 120 мм, Z = 125 мм (матернал .алюминиевый сплав АКЧ-1) выполняется на специальном токарном гидрокопировальном станке, при этом достигается заданные бочкоообразность 0,17 мм и овальность 0,16 мм. Трудоемкость операции (машинное время) составляет

994122

Формула изобретения (Ри 2

Составитель Е. Щеславская

Техред И.Гайду Корректор A. Ференц

Редактор Н, Багирова

Тираж 1104 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 710/6

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

11 мин. Программа выпуска поршней

100 тыс. шт. в год. С помощью предлагаемого устройства машинное время обработки поршня составит 3 мин.

Экономический эффект за счет снижения трудоемкости обработки составит

10,0 тыс. руб. В целом по стране экономический эффект составит несколько миллионов рублей. Помимо повышения производительности, более высокий эко- О номический эффект будет также получен за счет повышения точности обтачивания поршня. Этоъ эффект будет получен от увеличения долговечности работы двигателя.

Устройство для обработки поршней двигателей внутреннего сгорания, содержащее режущий инструмент и термо-. установку, выполненную в виде корпуса с цйлиндрической и торцовой поверх1 ностями и размещьнную в нем обрабатываемуюю деталь и электроизол яционные втулки с установленными в них нагревательными элементами, о т л ич ающе е с ятем, что, сцельюповышения производительности и точности обработки поршней за счет создания . заданного температурногополя повсей длине поршня, на торцовой поверхности корпуса выполнены отверстия, в.которых размещены нагрева ельные элементы, а на цилиндрической поверхности установлен введенный в устройство охлаждающий элемент и выполнен продольный.паз для взаимодействия режущего инструмента с обрабатываемой деталью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 364391, кл. В 23 В 5/24, 1979..

2. Авторское свидетельство СССР

Р 286446, кл. В 23 В 1/00, 1970.