Способ обработки гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 ц 5 В 23 Р 15/22,9/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН дственное объединение льной промышленности .Э. Исаков, А,К. Василь 47275, кл. С 21 О 1/О БОТКИ ГИЛ ЛЯ ВНУТ 1 ЦИ- НЕГО Изобретение относится нию, а именно к способам о цилиндра двигателя внутре (ДВС) путем механической рочнения. ашиностро аботки гильзы него сгорания бработки и упЦель - вышении д плуатации распределе пряжений,ом ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 21) 4627542/27(56) Патент США М 41984.54) СПОСОБ ОБРЛИНДРА ДВИГАСГОРАНИЯ(57) Изобретению и может ние относится к машиностроебыть использовано при обраобретения заключается в полговечности гильзы при зксза счет оптимального я остаточных сжимающих наНа фиг. 1 изображена схема размещения упрочненнога слоя на наружной поверхности гильзы; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, где схематически изображена эпюра остаточных напряжений, сжимающих на наружной поверхности и растягивающих - на внутренней.Способ осуществляют следующим обраГильзу изготовленную, например, лить- подвергают сначала снаружи черновой аботке путем обточки на токарном стан- Затем осуществляют черновую обработ.Ы 21632728 ботке гильз ДВС. Цель изобретения - повышение долговечности гильзы за счет оптимального распределения остаточных сжимающих напряжений, Согласно способу наружную и внутреннюю поверхности гильзы подвергают черновой и чистовой обработкам. При этом перед чистовой обработкой внутренней поверхности участок наружной поверхности, соответствующий по длине и расположению рабочему участку внутренней поверхности, подвергают упрочнению на глубину, равную 0,2 - 0,5 от толщины стенки гильзы, Упрочнение производят ТВЧ или обкаткой роликом, 2 з.п, ф-лы, 2 ил. ку внутренней рабочей поверхности с помощью режущего инструмента на токарном станке, Затем наружную поверхность в зоне 1, соответствующей по длине и расположению рабочему участку внутренней поверхности, упрочняют на глубину 0,2 - 0,5 толщины стенки гильзы с помощью обработки ТВЧ или обкаткой роликами,Конкретные режимы подбирают в зависимости от материала гильзы и конкретной требуемой толщины упрочненного слоя,После завершения упрочнения внутреннюю рабочую поверхность хонингируют алмазными брусками, Затем производят подрезку торцов и шлифовку уплотняющих поясков.П р и м е р. Обработке подвергают гильзу из серого перлитного чугуна, которая в окончательном виде имеет длину=170 мм, внутренний диаметр 0=90 и 120 мм, толщину стенки 5=6 и 8 мм, и из стали 40 Х длиной 170 мм, с,внутренним диаметром 90 мм и толщиной стенки 3=14 мм."Гггговку гил. зы сначала обтачивают снаружи Гри пОдаче э=0,4 мм/об и числе ОГ 1 ГООТРВ и=-170 Об/мин со скарОстью 1/=:47 м/мин резцом из твердого сплава В К 6.Внутреннюю поверхность гильзы растачивают при подаче 8=0125 мм/об, числе оборотов и=-280 об/мин, глубина резания 1=0,3 мм и скорость У=81 м/мин резцом из твердОГО сплава ВК 6,После этОГО нэОу:Нуа повеохнасть Гильзы нзчастке Цлинай 1=-95 мм, сОот. ВетгтвуюшРм рабача"р учястку Внутренн 8 й поверхности, заВисящему От ВВличины хода ПорШЧЯ ДВС Подвара 1(д упраЧНВНИЮ На глубину, составляющую 0,2-0,5 от толгцлны стенки гильзы, окончательно обработанной В размер,Упрачнение осуществляют ТВЧ или откаткой роликом.Обработку ТВЧ осуществляют при частт 00 Гц в интерваг 800-500 С В ззВисимасти от материала гильзы, 1 юследующее охлаждение ведут с гомощью Водяного душа, При атом нагрев до заданной температуры осуществляют со скоростью 50 С/с,Упоачнение также осуще твляю обкагкай роликом ДЛЯ чуГуна при усилии 75 - 550 кг и для стали при усилии 800 - 900 кг при подаче 3=0,4 мм/об и числе оборотов п=.100 об/мин,Ролик выполнен из стали ШХ 15, имеет диаметр 50 мм и профильный радиус 2,5 мм.После завершения упра гнения проводят чиставую обработку внутренней поверхности гильзы хо: ингованием алмазными Оаусками В,цва пер 8 хода при числе Оборотов шпинделя п=90 об/мин, скорости возвратно-поступательного перемещения инструмечта/=20 м/мин и радиальнол паДач 8 тр =0,001 мм/Дв,хОД,Для обработки используют бруски, АВХХ 125 Х 8 х 4 х 2, АС 6 200/160, 100, М 1 и АВХ 125 х 8 х 4 х 2 АС 6 28/20, 100, М 1,ОбраООтанные Гильзы подвергают фи- зикО мсханическим испытаниЯм по абщ 8 принлтой методике,В частности, износостойкость определяют следуащим образом,Готовую гильзу подвергают искусственному изнашивани 1 О крупнозернистыми алмазными брусками АРК 4 400/315 на величину 0,5 мм на диамето.Интенсивность изнашивания с учетом компенсации износа под действием сжимающих напряжениЙ оценивают по числу двойных ходов инструмента, необходимых для съема 0,5 мм металла на диаметр на 5 10 15 20 25 30 35 40 45 внутренней поверхности Гильзь гри постоянном давлении на бруски 0 5 УПа,Результаты испытаний показывают, что наибольшим сопротивлением износу обладают гильзы, подвергнутые упрочнению по наружной поверхности на участке, эквивалентном рабочему, с глубиной упрочнения В пределах 0,.2 - 0,5 толщины стенки гильзы ГабработанноЙ окоп".,атель О -; р-;змеф,ГЗффект пОВЫРленил нзнасостокости гильзы,ижно обьясниь проявлением влияния Остаточны ; напряжений, сапут твую" щлх процессу упрачнения наружной поверхности и обеспечивающих получение зпюры остаточных напряжений (фиг. 2),Преимущества такого напряженного состояния заключаются в том, что по мере износа Внутренних слоев ув 8 личиВается даля сжимающих составляющих, и размер внутреннега диаметра сокращается на Величину, необходимуа для восстановления силового равновесия Остаточных сжимающих и растягивающих напряжений,Практически отсутствие влияния сжимающих напряжений при толщине упрачненного слоя менее 0.2 толщины стенки Гильзы можно обьяснить недостаточным аккумулированием упругой знергии в теле Гильзы, ОсвабажДаемаи пРи последУОЩем износе и определяющей величину компенсации износа отверстия,Снижение влияния упрочнения наружной поверхности при толщине упрачненноГо слоя более 0,5 толщины стенки гильзы можно обьяснить частичной потеоей упругости неупрочненных слоев за счет превышения пр 8 дела текучести., возникновения необратимых деформаций в теле гильзы и снижения Вследствие зтого уровня накоппенкой остаточкой энергии.Повышение долговечности гильзы гарантированно достигается только при толщине упрочненного слоя, составляющей 0,2 - 0,5 толщины стенки гильзы,соормула изобретения 1, Способ Обработки гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания, включающий последовательную путем снятия припуска черновую и чистовую обработки наружной поверхности и внутренней поверхности с рабочим участком, соответствующим ходу поршня двигателя внутреннего сгорания, и поверхностное упрочнение наружной поверхности гильзы в зоне, соответствующей по длине и расположению рабочему участку внутренней поверхности, осуществляемое до проведения чистовой обработки внутренней поверхности, о т л и 1632728ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения долговечности гильзы за счет оптимального распределения остаточных сжимающих напряжений, поверхностное упрочнение производят на глубину, равную 0,2-0,5 толщины стенки гильзы,2, Способ по и. 1, отл ич а ю щи йс ятем, что поверхностное упрочнение осуществляют действием ТВЧ,3, Способ по п, 1, о т л и ч а ю щ и й с я 5 тем, что поверхностное упрочнение осуществляют обкаткой роликом.