Способ финишной обработки гильз и цилиндров двигателей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИН 9 5 В 4 В 24 В 1 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ СВИДЕТЕЛЬСТ К АВТОРСК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт сверхтвердых материаловАН УССР и Киевский завод им. Лепсе(56) Авторское свидетельство СССРпо заявке3892987/08, кл. В 24 В 1/00,1985;(54) СПОСОБ ФИНИШНОЙ ОБРАБОТКИГИЛЬЗ И ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЕЙ(57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении гильз и цилиндров двигателейвнутреннего сгорания. Цель изобретения -повышение противозадирных свойств. Способ позволяет с помощью деформирующих элементов 2 уплотнять в микровпадинах поверхности антифрикционных материалов брусков 1 по мере их нанесения и деформировать при этом вершины микроне- ровностей, формоизменения которых приводят к уменьшению ширины впадин с верхней их части, что обеспечивает защемление и удержание от выпадания и вымывания в них антифрикционных материалов бруска, В процессе обработки изменяют давление деформирующих элементов 2 от нуля до максимального значения, равного с(.= 0,5 - 5,7 МПа, в течение 1/3 - 2/3 длительности цикла обработки, после чего оставляют его неизменным до окончания обработки. 3 ил. а 1 табл.Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, и может быть применено при изготовлении гильз и цилиндров двигателей внутреннего сгорания.Цель изобретения - повышение противозадирных свойств гильз и цилиндров двигателей внутреннего сгорания за счет уплотнения и надежного закрепления антифрикционных материалов бруска в микровпадинах предварительно полученного микрорельефа поверхности, повышение износостойкости гильз за счет упрочнения поверхности, а также увеличение производительности обработки и стойкости антифрикционных брусков за счет выполнения противозадирной обработки и формирования плосковершинного рельефа поверхностным пластическим деформированием на одной операции,На фиг, 1 изображена головка, реализующая предлагаемый способ финишной обработки гильз и цилиндров двигателей; на фиг. 2 - структура поверхностного слоя до и после обработки; на фиг. 3 - циклограмма изменения давления деформируюших элементов.Способ финишной обработки гильз и цилиндров двигателей включает хонингование поверхности, обеспечивающее формирование микрорельефа и последующую противозадирную обработку натиранием антифрикционным бруском из мягкого металла, при этом, при антифрикционной обработке дополнительно осуществляют пластическое деформирование поверхности гильзы с давлением деформирующих элементов, возрастающим в процессе обработки от нуля до максимального значения, равного с).= 0,5- - 5,7 МПа, в течение 1/3 - 2/3 длительности цикла обработки и остающегося неизменным до окончания обработки, причем для обработки используют хонинговальную головку с установленными в ней антифрикционными брусками и деформирующими элементами.Выполнение пластического деформирования поверхности гильзы в процессе антифрикционной обработки с давлением деформируюших элементов,возрастающим от нуля до максимального значения в течение 1/3 - 2/3 длительности цикла обработки позволяет уплотнять в микровпадинах поверхности антифрикционные материалы бруска по мере их нанесения и деформировать при этом вершины микронеровностей, формоизменения которых в процессе деформации приводят к уменьшению ширины впадин в верхней их части, что обеспечивает защемление и удержание от выпадания и вымывания в них антифрикционных материалов бруска.При неизменном давлении деформирующих элементов требуемая величина пластической деформации микровыступов достигается в начальный период работы, что пре 51015 20 25 30 35 40 45 50 55 пятствует заполнению микровпадин рельефа поверхности антифрикционными материалами вследствие их сужения при деформировании в верхней части (см. фиг. 2, где а - профиль исходной поверхности после хонигования; б -- поверхность после антифрикционно-деформированного хонигования в - антифрикционный материал бруска).Кроме того, максимальное значение давления деформируюших элементов, остающееся неизменным до окончания обработки, обеспечивает закрепление антифрикционных материалов на плато получаемого плоско- вершинного рельефа поверхности вследствие достигаемых при обработке значительных контактных температур (300 - 500 С), что обеспечивает спекание антифрикционных материалов и их диффузию с основным металлом гил ьзы. Номинальное давление деформирующих элементов о= 0,5 - 5,7 МПа вызывает пластическую деформацию лишь верхней части микронеровностей, обеспечивая при этом формирование опорных площадок на них, и увеличивает фактическую опорную длину профиля поверхности гильзы, что приводит к уменьшению удельных контактных давлений при трении поршневого кольца по поверхности гильзы и повышает износостойкость цилиндропоршневой группы. Кроме того, пластическое деформирование верхней части микровыступов приводит к их упрочнению, причем упрочняется только поверхностный слой, что снижает интенсивность приработочного износа и повышает ресурс работы двигателей.Выбор конкретной величины давления деформирующих элементов осуществляется в зависимости от твердости материала гильзы и зернистости хонинговальных брусков, используемых на окончательной операции хонингования. Установка деформирующих элементов и антифрикционных брусков в одной хонинговальной головке позволяет повысить стойкость антифрикционных брусков за счет смятия заостренной части микронеровностей, а также способствует равномерному заполнению микровпадин и всей поверхности гильзы антифрикционными материалами за счет многократности повторения операции.Кроме того, обработка поверхностей предлагаемым способом позволяет производить противозадирную обработку и формировать плосковершинный микрорельеф поверхности без увеличения количества операций технологического процесса и времени обработки, не требует дополнительных средств на оборудование и плошади, что способствует повышению производительности и эффективности обработки.Пример. В условиях лаборатории на хонинговальном станке мод. ОФ - 38 оора1329949 Харак зменеСпособобработки Давление, МПа ние давления деФормирую -щих элетерпро -Филя антифрик -ционныхбрусков Стойкость антиФрик - циондеформирующихэлементов ЗадиростойВремя обра- ботки Износ,мкм костьс ментов гильзы,с ногобруска,шт. гильз 48,0 0,005 98 0,0052 250 45 0,0039 7,5 13 Извест- Островерный шинный 6,1 19 28 0,7 Предла- Плоскогаемый вершинный 0,7 33 0,5 41 49 3/1 38 0,4 28 21 5,8 3/1 500 35 О, 0034 30 3/1 480 35 О, 0030 37 батывались образцы гильз Д - 240 к трактору Беларусь.Микрорельеф поверхности создают методом алмазного хонингования брусками АБХ 125 х, 8 х, 5 Х ЗХ Р 50 АС 32 (100/180) М 08 - 4 - 100%. Дальнейшую обработку проводили по способу на одной операции с использованием специальной хонинговальной головки.Применяемая хонинговальная головка (фиг. 1) содержит корпус, в котором установлены с возможностью взаимодействия с разжимными элементами две группы колодок, чередующихся в окружном направлении, причем одна из групп колодок снабжена элементами твердой смазки - антифрикцион ными брусками 1, на колодках второй группы установлены деформирующие элементы - накатники 2. 2/3 Тч 0,7 1/3 Т 0,7 1/2 Ти Оэ 7 1/2 Т О, 1/2 Т 0,7 1/4 Т, 0,7 3/4 Тц 0,7 В качестве деформ ирующих элементов использовали тверлый сплав ВК 60 М, с радиусом рабочей части К=8. Режимы процесса: скорость вращения головки Чр. =45 м/мин; скорость возвратно-поступательного движения головки Ч = 10 м/мин; давление разжима антифрикционных брусков Р =0,7 МПа; максимальное лавлепе разжима деформирующих элементов с 1 а2,5 МПа; общее время обработки Т= =35 с; время роста давления деформирующих элементов 1 = 18,.Испытания на задиростойкость обработанной поверхности показали, что поверхности, обработанные предлагаемым способом, повышают задиростойкость на 15 - 48%.Результаты проведенных исследований по известному и предлагаемому способам приведены в таблице. Контролируемые параметры 880 60 0,0035 520 40 0,0030 660 35 0,0021 550 35 0,0027 410 45 0,0035 580 350,00321329949 Формула изобретенияпкийКорректор И. МуПодписноеизобретений и открьб., д. 4/5город, ул. Проектна Составитель А. ДроздТехред И. ВересТираж 7 4омитета СССР по деламЖ - 35, Раушская нческое предприятие, г. Уж Редактор Е. КопчаЗаказ 3522/ бВНИИПИ Государственного113035, МоскПроизводственно-полиграф Анализ полученных результатов показывает, что предлагаемый способ обработки гильз и цилиндров ДВС позволяет по сравнению с известным способом, выполняемым после нанесения на поверхность гильзы плосковершинного рельефа (требующего введения дополнительной операции), повысить задиростой кость поверхности на 30 - 48%, снизить стойкость антифрикционных брусков на 25 - 32%, повысить производительность обработки на 33 - 42%, уменьшить величину износа обработанной поверхности на 4 - 40%, а после нанесения на поверхность гильзы островершинного микрорельефа (наиболее близкого по условиям к предлагаемому способу обработки и обеспечивающего одинаковые условия работы) повысить задиростойкость на 43 - 75%, увеличить стойкость антифрикционных брусков на 108 в 173%, сократить время антифрикционной обработки гильз на 11 - 23%,уменьшить величину износа обработаннойповерхности на 23 - 46%. 5Способ финишной обработки гильз и цилиндров двигателей, включающий хонингование и противозадирную обработку натиранием головкой, в которой антифрикционные бруски из мягкого материала чередуют с до полнительными элементами, отличающийсятем, что, с целью повышения качества и производительности обработки, в качестве дополнительных элементов берут деформирующие элементы-накатники, при этом в процессе обработки изменяют давление этих элементов от нуля до максимального значения равного (1,=: 0,5 - 5,7 МПа, в течение 1/3 - 2/3 длительности цикла обработки, после чего оставляют его неизменным до окончания обработки.