Технологические варианты нарезания цилиндрических колёс с прямым и косым зубьями.
| Зубчатые колёса с модулями m=1…2мм. | Степень точности. | З/колёса с модулями m=2,5…10 мм. | Степень точности. | З/колёса с модулями m=11…20 мм. | Степень точности |
| Одновенцовые з/колёса. | |||||
| 1-й вариант. | 1-й вариант. | 1-й вариант. | |||
| Накатывание зубьев. | 7…9 | 1.Фрезерование дисковой фрезой начерно с m≤7 мм за один рабочий ход и с m≥8 мм за два рабочих хода. | 9…11 | 1.Фрезерование дисковой фрезой начерно зубьев с m≤15 мм за два рабочих хода, зубьев с m≥16 мм за три рабочих хода. 2.Фрезерование дисковой фрезой начисто. 3.Фрезерование червячной фрезой начисто. | 9…11 7…8 |
| 2-й вариант. | 2-й вариант. | 2-й вариант. | |||
| Фрезерование модульной дисковой фрезой. Примечание: Шевингование после обработки по этому варианту повышает точность на 1…2 степени. | 9…11 | 1.Фрезерование червячной фрезой с m≤4 мм за один рабочий ход начерно. 2.Зубодолбление начисто. | 6…7 7…9 | 1.Фрезерование червячной фрезой начерно с m=15…20 мм за 1-2 рабочих хода и зубьев с m=20 мм за 2…3 рабочих хода. 2.Фрезерование прецезионной червячной фрезой начисто. | 6…7 6…7 |
| 3-й вариант. | 3-й вариант. | 3-й вариант. | |||
| Зубодолбление реечным долбяком. | 6…9 | 1.фрезерование червячной фрезой начерно за один рабочий ход. 2.Фрезерование червячной однозаходной фрезой начисто. | 6…8 | ||
| 4-й вариант. | 4-й вариант. | 4-й вариант. | |||
| Фрезерование червячной однозаходной Фрезой. | 6…8 | 1.Фрезерование червячной фрезой однозаходной (1…2 рабочих хода) с оставлением припуска на шевингование. 2.Шевингование. | 6…8 5…6 | ||
| 5-й вариант. | 5-й вариант. | ||||
| Зубошлифование абразивным червяком до m=1 мм после т/о ( без предварительной прорезки). | 4…6 | 1.Накатывание зубьев в горячем состоянии. 2. Фрезерование червячной фрезой под шевингование. 3.Шевингование. | 9…11 6…8 5…6 |
Примечание: 1) Шлифование зубьев с m≥1 мм после т/о в зависимости от выбранного метода позволяет получить зуб до 4…5й степени точности.
2)Притирка профиля зубьев после т/о чугунными ( шаржированием) или абразивными колёсами восстанавливает степень точности, полученную до т/о, но не повышает её.
3) Шевингование зубьев с модулем m≤10 мм после фрезерования повышает степень точности на 1…2 степени . если технологическая система при зубофрезеровании достаточно жёсткая, возможно фрезерование острозаточенными червячными фрезами за один рабочий ход зубьев с модулем m≤24 мм под шевингование.
Тема 4.5 Технология изготовления поршней.
Поршни двигателей изготовляются из чугуна литых и формируемых алюминиевых сплавов. В отдельных конструкциях крупных двигателей применяют чугунные поршни со стальной головкой. Условия работы поршня требуют строгой координации и точной обработки основных поверхностей.
Заготовки поршней из чугуна отливают в земляные формы. Крупные поршни отливают в вертикальном положении , днищем вниз, до того чтобы в верхней части в зоне отверстия под палец не было раковин, засоров и рыхлот. Поршни из литых алюминиевых сплавов отливают в кокиль или на машинах для литья под давлением. Заготовки для поршней из деформируемых алюминиевых сплавов штампуют на прессах и молотах.
Основные обрабатываемые пов-ти поршней явл-ся поверхностями тел вращения, и их обработка производится на токарных и расточных станках.
Ось отверстия под поршневой палец должна быть перпендикулярна образующей цилиндрической части поршня; допускаемое отклонение 0,01-0,015 мм на 100 мм длины пальца. Смещение оси отверстия под палец относительно оси поршня допускается в пределах 0,1-0,3 мм.
Неперпендикулярность плоскости канавок для поршневых колец к оси поршня допускается в пределах 0,02-0,03 мм, а чистота обработки должна быть не ниже 7-8 класса.
Днище поршня по контуру не должно иметь отклонений более 0,2-0,5 мм от заданной формы; чистота обработки должна быть не ниже 7-го класса.
Диаметр направляющей части поршня выполняется по 2-му классу точности с чистотой поверхности 9-10-го класса. Верхнюю , более нагреваемую часть поршня обрабатывают на конус или делают меньшего диаметра, чем направляющая часть юбки.
Отверстие под поршневой палец выполняется по 2-му классу точности у тихоходных двигателей и по 1-му классу у быстроходных . Чистота обработки должна быть не ниже 9-го класса.
Канавки для поршневых колец обрабатывают по 2-3-му классу точности.
Размер торца днища поршня до оси отверстия под палец, входящий в размерную цепь, определяющую размер камеры сжатия, выполняют с точностью от ±0,05до ±0,10 мм.
Обработка чугунного поршня больших размеров.
Очищенную от формовочной земли заготовку проверяют и размечают относительно внутренней поверхности. На донышке по разметке сверлится центровое отверстие. Заготовку закрепляют на токарном станке за прибыльную часть, выверяют, подпирают центом задней бабки и обрабатывают наружную поверхность, подрезают торец, предварительно подрезают канавки и отрезают прибыль. Затем, в патроне закрепляют за головку поршень, выверяют его по наружной обработанной поверхности и растачивают поясок в юбке.
Чистовую обработку производят на таком же станке, но деталь не зажимается в патроне, а плотно садится расточенным пояском юбки на выступ планшайбы.
Растачивание отверстия под поршневой палец производят на горизонтально- расточном станке; деталь базируют по подрезанному днищу. Для облегчения установки поршня на цилиндрической пов-ти размечают центровые риски.
При большом выпуске изделий чистовую обработку отверстия целесообразно вести на станках для тонкого растачивания, используя приспособление, исключающее разметку.
Канавки для поршневых колец предварительно прорезают резцами, конструкция которых аналогична конструкции отрезных резцов.
Для калибровки применяют тщательно доведённые по размеру и чистоте кромок резцы, обеспечивающие необходимую точность и чистоту поверхностей канавки.
При обработке поршней очень больших размеров производят шлифование канавок.
Проверку перпендикулярности стенок канавок производят от торцовой поверхности днища поршня, обработанной за одну установку с наружной поверхностью. Для этого в канавку плотно устанавливают пластину и индикатором проверяют её параллельность поверхности контрольной плиты.
Проверка перпендикулярности оси отверстия под палец к оси поршня также производится от его днища. Проверка производится по контрольной оправке, вставляемой в отверстие.
Схема технологического процесса обработки чугунного поршня больших размеров.
| №№ | Операции. | Оборудование. | Приспособления. | Инструмент. |
| 1 | Разметка заготовки. | Разметочная плита | Призмы, клинья. | Рейсмус. |
| 2 | Сверление и зенкование центрового отверстия по разметке. | Радиально-сверлильный станок. | Прижимные планки и болты. | Сверло, зенковка. |
| 3 | Предварительное обтачивание наружной цилиндрической пов-ти, подрезание торца, канавок для поршневых колец и отрезание прибыли. | Токарный станок. | Четырёхкулачковый патрон, вращающийся центр. | Резцы. |
| 4 | Разметка отверстия под поршневой палец. | Разметочная плита. | Призмы. | Рейсмус. |
| 5 | Предварительное растачивание отверстия под поршневой палец, подрезание внутренних бобышек. | Горизонтально-расточной станок. | Прижимные планки и болты. | Резцы, борштанга. |
| 6 | Термическая обработка: снятие напряжений. | Термическая печь. | - | - |
| 7 | Гидравлические испытания. | Установка для гидроиспытаний. | Заглушки. | - |
| 8 | Подрезание и растачивание юбки. | Токарный станок. | Патрон, люнет. | Резцы. |
| 9 | Чистовая обработка наружной пов-ти, канавок и плоскости торца(днища). | Токарный станок. | Центрирующая оправка, центр. | Резцы. |
| 10 | Шлифование наружной пов-ти. | Круглошлифовальный станок. | Оправка, центр. | Шлифовальный круг. |
| 11 | Удаление выступа для центрового отверстия. Обра- ботка фасонной пов-ти днища. | Токарный станок. | Приспособление с зажимом через отверстие для пальца, копир. | Резцы. |
| 12 | Сверление смазочных отверстий, отверстий для рымов. | Радиально- сверлильный станок. | Подставка, накладные кондукторы. | Свёрла, метчики, зенковки. |
| 13 | Обработка выемок для клапанов на днище поршня. | Горизонтально-расточной станок. | Подставка. | Фасонные фрезы, шаблон. |
| 14 | Растачивание отверстия под поршневой палец и выточек. | То же или станок для тонкого растачивания. | Для установки ( база- днище). | Борштанга, резцы. |
| 15 | Обработка «холодильников» | Карусельный станок | Подставка для установки поршня. | Резец. |
| 16 | Подгонка по массе ( весу) за счёт подрезания растачивания юбки. | Токарный станок. | Для установок с зажимом через отверстия для пальца. | Резец. |
| 17 | Слесарная- запиливание галтелей на выемках, зачистка заусенцев, притупление острых кромок. | - | Подставка. | Напильники, шабер. |
| 18 | Контроль- проверка размеров и технических требований. | Контрольная плита. | Оправки, призмы. | Набор контрольных инструментов. |
Обработка алюминиевого поршня.
Заготовка поршня отливается из алюминиевого сплава и подвергается т/о ( закалке и старению), придающей детали высокие механические свойства и хорошую обрабатываемость. Во избежание разностенности обработка детали обработка детали на первой операции ведётся от внутренних поверхностей, которые остаются необработанными в готовой детали. Для этого применяют различные приспособления, кулачкам которых придана форма, обеспечивающая хорошую ориентировку и прочное закрепление детали.
При установке поршня в таком приспособлении одновременно с обработкой базовых пов-тей ( торца и расточки юбки) производится сверление центрового отверстия сверлильной головки, установленной вместо пиноли задней бабки.
Наружную пов-ть и канавки обрабатывают на многорезцовом станке. Для упрощения и ускорения настройки станка набор резцов для подрезания канавок собирают в специальной державке и в собранном виде устанавливают и закрепляют в резцедержателе станка.
На станках для окончательной обработки при ступенчатой наружной пов-ти продольное обтачивание производят несколькими резцами. В случае с конической или овальной поверхности обтачивание ведут по копиру. Обработку фасонной пов-ти днища также производят при помощи копировальных устройств.
Для обработки цилиндрических пов-тей и канавок поршней в массовом пр-ве широко применяют многошпиндельные токарные п/автоматы.
Для предварительной м/о отверстий под поршневой палец применяют агрегатные односторонние и двусторонние станки.
Чистовую обработку отверстия под поршневой палец производят на станках для тонкого растачивания.
В месте расположения отверстий под поршневой палец на цилиндрической пов-ти поршня обычно делают выемки –«холодильники» . «Холодильники» в алюминиевых поршнях небольших размеров выполняют при отливке, в поршнях больших размеров «холодильники» обрабатывают анна токарных или круглошлифовальных станках при установке поршня эксцентрично оси шпинделя или по копиру.
Обработка поршневых колец.
Поршневые кольца двигателей внутреннего сгорания предотвращают утечку газов из камеры сгорания в картер через зазор между поршнем и гильзой, обеспечивают необходимое сжатие воздуха в цилиндре, устраняют попадание масла в камеру сгорания. Они должны хорошо прилегать к стенкам цилиндра, сохранять упругие св-ва при нагревании и обладать хорошими антифрикционными св-ми и изностостойкостью.
Поршневые кольца делят на компрессионные и маслосъёмные.
Кольца изготовляют из мелкозернистого серого легированного и природнолегированного чугуна марки СЧ-21-40 . применяются также кольца из высокопрочного чугуна, низколегированной стали, а также металлокерамические кольца, изготовленные из железного порошка с графитом и медью, и кольца со вставками из мягких антифрикционных материалов.
Для ускорения приработки колец их наружную пов-ть подвергают свинцеванию, лужению, железнению, оксидированию или фосфатированию.
Основные требования , которым должны удовлетворять поршневые кольца :
1) Твёрдость НRВ для колец Ø до 150 мм должна быть 96÷107, а для колец Ø более 150 мм 92÷105.
2) Наружная цилиндрическая пов-ть верхнего компрессионного кольца четырёхтактных дизелей с Ø менее 200 мм, работающего в наиболее напряжённых условиях , с целью улучшения условий смазки и повышения износостойкости должна быть покрыта пористым хромом.
3) Колебания радиальной толщины в одном пальце не должны превышать 0,1 мм при Ø до 150 мм; 0,2 мм при Ø свыше 150 мм.
4) Чистота обработки торцовых пов-тей должна быть не ниже 8-го класса, а наружной пов-ти цилиндрического кольца не ниже 6-го класса.
5) Радиальный зазор ( просвет) между кольцом и контрольным калибром допускается на дуге 45º не более, чем в двух местах в пределах 0,03 мм для колец Ø до 150 мм и 0,05 мм для колец бол большего Ø.
6) Коробление торцовых пов-тей для колец Ø до 150 мм не должно превышать 0,03 мм, от 150 до 400 мм 0,05 мм и Ø более 400 мм 0,07 мм.
Оно проверяется пропусканием колец под действием силы тяжести между двумя полированными стальными плитами, скрепленными на заданном расстоянии, а крупных колец – на контрольной плите щупом.
7) Кольцо по высоте выполняется по 2 или 3-му классу точности.
Зазор в замке и упругость колец проверяют при сжатии их силами, перпендикулярными к диаметральной линии , проходящей через замок, до получения в замке зазора указывают в чертеже.
Упругость колец проверяют двумя способами: сжатием кольца между двумя плоскостями или сжатием кольца упругой лентой.
Заготовки колец отливают в виде барабанов ( маслот) на несколько колец, а также в виде индивидуальной заготовки на одно кольцо, которая имеет овальную форму, соответствующую форме кольца в свободном состоянии. Заготовки отливают с небольшими припусками на обработку.
Схема технологического процесса обработки чугунного поршня больших размеров.
| №№ | Операции. | Оборудование. | Приспособления. | Инструмент. |
| 1 | Разметка заготовки. | Разметочная плита. | Призмы, клинья. | Рейсмус. |
| 2 | Сверление и зенкование центрового отверстия по разметке. | Радиально- сверлильный станок. | Прижимные планки и болты. | Сверло, зенковка. |
| 3 | Предварительное обтачивание наружной цилиндрической пов-ти, подрезание торца, канавок для поршневых колец и отрезание прибыли. | Токарный станок. | 4-кулачковый патрон, вращающийся центр. | Резцы. |
| 4 | Разметка отверстия под поршневой палец. | Разметочная плита. | Призмы. | Рейсмус. |
| 5 | Предварительное растачивание отверстия под поршневой палец, подрезание внутренних бобышек. | Горизонтально- расточной станок. | Прижимные планки и болты. | Резцы, борштанга. |
| 6 | Термическая обработка: снятие напряжений. | Термическая печь. | - | - |
| 7 | Гидравлические испытания. | Установка для гидроиспытания. | Заглушки. | - |
| 8 | Подрезание и растачивание юбки. | Токарный станок. | Патрон, люнет. | Резцы. |
| 9 | Чистовая обработка наружной пов-ти, канавок и плоскости торца (днища). | Токарный станок. | Центрирующая оправка, центр. | Резцы. |
| 10 | Шлифование наружной пов-ти. | Круглошлифоваль- ный станок. | Оправка, центры. | Шлифовальный круг. |
| 11 | Удаление выступа для центрового отверстия. Обработка фасонной пов-ти днища. | Токарный станок. | Приспособление с зажимом через отверстие для пальца, копир. | Резцы. |
| 12 | Сверление смазочных отверстий, отверстий для рымов. | Радиально- сверлильный станок. | Подставка, накладные кондукторы. | Фасонные фрезы, шаблон. |
| 13 | Обработка выемок для клапанов на днище поршня. | Горизонтально- расточной станок. | Подставка. | Фасонные фрезы, шаблон. |
| 14 | Растачивание отверстия под поршневой палец и выточек. | То же или станок для тонкого растачивания. | Для установки ( база-днище). | Борштанга, резцы. |
| 15 | Обработка «холодильников». | Карусельный станок. | Подставка для установки поршня. | Резец. |
| 16 | Подгонка по массе ( весу) за счёт подрезания растачивания юбки. | Токарный станок. | Для установки с зажимом через отверстия для пальца. | Резец. |
| 17 | Слесарная – запиливание галтелей на выемках, зачистка заусенцев, притупление острых кромок. | - | Подставка. | Напильники, шабер. |
| 18 | Контроль- проверка размеров и технических требований. | Контрольная плита. | Оправки, призмы. | Набор контрольных инструментов. |
Изготовление колец из маслот с вырезкой замка.
Метод изготовления колец из маслот с вырезкой замка применяется в мелкосерийном производстве. Заготовкой для колец служит чугунный барабан (маслота).
Маслоту закрепляют в патроне, обтачивают и растачивают с припуском на дальнейшую обработку , после чего разрезают на кольца. Затем размечают, фрезеруют и припиливают замок и шлифуют торцовые поверхности. После шлифования торцов кольца собирают в стяжной хомут из стальной ленты пачкой закрепляют на планшайбе токарного или карусельного станка, растачивают внутреннюю и обтачивают наружную поверхности.
При обработке колец крупных размеров замок на сжатом кольце перед растачиванием и обтачиванием соединяется заклёпкой.
Для уменьшения влияния неравномерного припуска обтачивание наружной и внутренней поверхности производят в два прохода; это обеспечивает правильную форму кольца. После обработки колец проверяют их прилегание к стенкам цилиндров. Затем окончательно припиливают замок, снимают фаски и при необходимости шлифуют торцы.
Схема технологического процесса обработки колец из маслот с вырезкой замка.
| №№ | Операция. | Оборудование. | Приспособление. | Инструмент. |
| 1 | Черновое обтачивание и растачивание маслоты , и разрезание на кольца. | Токарный или карусельный станок. | Универсальный патрон. | Резцы. |
| 2 | Разметка замка. | Разметочная плита. | - | Рейсмус, линейка. |
| 3 | Фрезерование замка по разметке. | Вертикально- фрезерный станок. | Прижимные планки и болты. | Торцовая фреза. |
| 4 | Слесарная –пригонка замка ( соединение замка заклёпкой). | Верстак. | Тиски. | Напильник. |
| 5 | Шлифование торцов. | Плоскошлифовальный станок. | Магнитный стол. | Шлифовальный круг. |
| 6 | Предварительное обтачивание. | Токарный станок. | Планшайба, прижимные болты и планки. | Резцы, хомут для сборки колец в пачку. |
| 7 | Чистовое обтачивание и растачивание колец. | Токарный станок. | Планшайба, прижимные болты и планки. | Резцы, хомут для сборки колец в пачку. |
| 8 | Слесарная- пригонка замка, снятие фасок. | Верстак. | - | Контрольное кольцо, напильник. |
| 9 | Окончательный контроль. | Контрольная плита. | - | - |
Изготовление колец из маслот с термофиксацией.
Технология изготовления колец из маслот с термофиксацией применяется в серийном и крупносерийном производствах. Маслоты, из которых изготовляют кольца, для устранения деформации от зажима в патроне отливают с фланцами или лапками и подвергают т/о для снятия напряжений.
Маслоту подрезанным и расточенным фланцем закрепляют на планшайбе и обрабатывают. Разрезание её на отдельные кольца производят с помощью державки со ступенчатым расположением резцов.
На маслосъёмных кольцах с канавками последние протачивают перед отрезанием. Так как величина замка у колец обычно составляет ≈0,5 мм, а разрезание производят фрезой толщиной 1,5-2 мм, увеличение зазора в замке компенсируют увеличением припуска по наружному Ø. Приспособление для разрезания аналогично приспособлению для калибровки замка.
Для придания кольцу упругих свойств производят термофиксацию. Кольца надевают на оправку. Растачивание между концами колец фиксируется сухарём , размер которого несколько больше размера замка в свободном состоянии.
Кольца зажимают по торцам, нагревают в электропечи до температуры 560-600ºС и охлаждают на воздухе. После термофиксации кольца имеют овальную форму и при сжатии до круглой формы обладают необходимой упругостью. Затем выборочно проверяют упругость , твёрдость и остаточную деформацию колец.
Для обтачивания кольца по наружному Ø кольцо устанавливают на оправку. При обтачивании набора колец оправку и кольца центрируют установочным стаканом. Конические кольца обтачивают в приспособлении по одному.
Изготовление колец из индивидуальной отливки.
Изготовление поршневых колец из индивидуальных отливок широко применяется в массовом производстве. Вследствие малого сечения отливки обеспечивается хорошая структура материала и упругие свойства детали. Отлитая заготовка имеет форму, близкую к форме готового кольца в свободном состоянии. На заготовке при отливке получаются метки в месте выреза замка.
Из индивидуальных отливок кольца изготовляют двумя методами: с обтачиванием наружной поверхности по копиру до разрезания или обтачиванием наружной поверхности разрезанного и сжатого до заданной величины замка кольца. Обтачивание по копиру обеспечивает более правильное распределение давления кольца на стенки цилиндра.
Обдирку торцовых внутренних и наружных поверхностей производят на специальных станках.
Торцовые плоскости обрабатывают при пропускании колец между двумя плоскими шлифовальными дисками, наклеенными на стальные планшайбы;
Внутреннюю пов-ть обрабатывают предварительно шлифовальным кругом, на который одновременно надевается 10-20 колец.
Предварительное и чистовое шлифование плоскостей производится на плоскошлифовальных станках разных типов.
Вырезание замка производится двумя фрезами в месте. Отмеченном метками , полученными при отливке. Выполнение остальных операций существенно не отличается от выполнения операций , применяемых при обработке колец из маслот.
Если кольцо подвергается хромированию, то наружная пов-ть не обтачивается , а шлифуется , острые кромки закругляются и кольцо подвергается хромированию и притирке. При изготовлении маслосъёмных колец производится фрезерование или сверление маслоотводящих отверстий.
Контроль.
У готовых колец проверяют высоту, радиальную толщину , прилегание к контрольному еольцу ( на просвет) , упругость и величину замка.
Высоту и радиальную толщину колец проверяют скобами, микрометрами или рычажными приборами.
Зазор в замке кольца, вложенного в калибр ( кольцо номинального Ø), проверяют щупом, упругость – в приспособлении , установленном на пружинные весы.
Радиальный зазор проверяют таким образом: кольцо вставляют в калибр и , освещая лампой снизу, определяют наличие и расположение зазоров. Зазор определяют щупом или на глаз. Для более точного определения величины зазора применяют приспособления с фотоэлементом.
В массовом пр-ве широко используют контрольные автоматы для проверки колец и сортировки их по упругости, высоте, величине зазора в замке, радиальной толщине и радиальному зазору.
Тема 4.6 Технология изготовления гильз.
Гильзы цилиндров ( втулки) двигателей внутреннего сгорания в процессе работы испытывают значительные нагрузки от давления газов, термические напряжения от нагрева продуктами сгорания , подвергаются корродирующему воздействию горячих газов и истиранию.
В большинстве двигателей гильзы охлаждаются водой , которая оказывает корродирующее воздействие на наружные поверхности.
Сопряжение гильзы с поршнем и поршневыми кольцами должно быть таким, чтобы предотвращалась утечка газов из цилиндра в картер.
Гильзы цилиндров изготовляют из серого модифицированного или легированного чугуна с механическими св-ми не ниже, чем у чугуна СЧ 21-40, с твёрдостью НВ не ниже 170÷190. Гильзы быстроходных двигателей термически обрабатывают до твёрдости НRС рабочей пов-ти не ниже 40. При закалке гильз ТВЧ глубина закалённого слоя должна быть не менее 1,5 мм.
Внутренняя пов-ть выполняется по 2-му классу точности и 7-9му классу чистоты; овальность и конусность не должны превышать 0,8 поля допуска. Биение посадочных поясков относительно отверстия в зависимости от раз-ров втулки должно быть не более 0,05-0,1 мм, а торцовое биение опорного буртика не более 0,03-0,05 мм . Гильзы необходимо подвергать гидроиспытаниям водой при давлении не менее 5 кг/см2, причём верхнюю часть гильз (1/3 длины) – при давлении, в 1,5 раза превышающем давление вспышки.
Гильзы двухтактных двигателей имеют в средней части продувочные и выпускные окна.
В форсированных быстроходных двигателях применяются также гильзы, изготовленные из стали с азотированной , цементованной или покрытой пористым хромом поверхностью. Наружные пов-ти гильз судовых двигателей для повышения коррозионной стойкости кадмируют, цинкуют или хромируют.
Заготовки чугунных гильз больших размеров отливают в сухие земляные формы. Отливку производят в вертикальном положении , буртиком вниз; на верхней части отливки делают прибыль.
Заготовки гильз малых раз-ров отливают в земляные формы или центробежным способом. В качестве заготовок для стальных гильз применяют катаные трубы.
Обработка гильз цилиндров больших размеров в мелкосерийном производстве.
Литую заготовку после проверки и разметки устанавливают на токарном станке. Прибыльную часть закрепляют в кулачках патрона; с другой стороны в отверстие отливки устанавливают регулируемую вставку, в которую упирается центр задней бабки . На токарном станке производится обдирка верхнего буртика, направляющих поясков и стенок между ними, нижней части гильзы и отрезка прибыли. Затем гильзу устанавливают направляющими поясками в приспособление, закреплённое на стойке расточного станка, и резцовой головкой, закреплённой в борштанге, растачивают отверстия. Чистовое растачивание производят в таком же приспособлении после т/о, которое заключается в снятии напряжений или в закалке и отпуске, обеспечивающих повышение твёрдости детали.
Фрезерование выпускных и продувочных окон выполняется на горизонтально-расточных или вертикально- фрезерных станках, и при значительном выпуске деталей – на специальных станках с несколькими поворотными фрезерными головками.
Окончательно отверстия обрабатывают на хонинговальных станках хоном с раздвижными абразивными брусками.
Обработка большой пов-ти зеркала цилиндра с высокой точностью , обеспечивающей равномерный малый припуск на хонингование затруднительно. Поэтому целесообразно для упрощения обработки и сокращения трудоёмкости растачивания оставлять на хонингование большой припуск ( до 0,5 мм на Ø), а хонингование производить последовательно тремя наборами брусков: крупнозернистыми ( зернистость 40-50), средними ( зернистость 12-10) и тонкими ( зернистость 4-3).
При хонинговании втулку необходимо закреплять за буртик, чтобы избежать деформации детали и получения овального отверстия.
Обработка чугунных гильз в массовом производстве.
Чугунные гильзы небольших размеров в массовых кол-вах изготовляются для тракторных , комбайновых и других двигателей широкого назначения.
Заготовки тщательно очищают от формовочной земли, зачищают остатки литников; особенно тщательно зачищают торцы , кромки которых явл-ся установочной базой на первой операции.
Отверстие растачивают на многошпиндельном расточном станке наборными зенкерами; оно служит базой для дальнейшей обработки.
Внешние пов-ти обрабатывают в несколько приёмов на токарных многорезцовых станках. Гильзу закрепляют а роликовых или разжимных оправках с пневматическим приводом.
После обдирки внутреннюю пов-ть гильзы подвергают закалке ТВЧ. Закалку гильзы производят с помощью подвижного индуктора, который перемещаясь снизу вверх во вращающейся гильзе, последовательно нагревает её внутреннюю пов-ть. Нагретая пов-ть охлаждается струями воды, вытекающими из отверстий, просверленных в нижней части индуктора. Вода, проходя через индуктор, охлаждает его.
Закалённую пов-ть гильзы предварительно растачивают зенкерами или расточными головками, оснащёнными пластинками твёрдого сплава, и затем развёртывают или шлифуют на внутришлифовальных станках.
Этот метод применяют в тех случаях, когда твёрдость НRС закалённого слоя более 45.
При меньшей твёрдости обрабатываемой пов-ти развёртки, оснащённые пластинками твёрдого сплава, работают достаточно устойчиво. В этом случае целесообразно вводить черновое хонингование крупнозернистыми брусками. Черновое и чистовое хонингование ведётся с обильным охлаждением детали керосином, который препятствует засаливанию брусков.
Окончательная обработка буртика и посадочных поясков должна обеспечить их концентричность и перпендикулярность к оси отверстия . Эти операции производят на токарных или круглошлифовальных станках, в оправках ( цанговых или с гидропластом).
Технологический процесс изготовления стальных гильз отличается от ТП обработки чугунных гильз тем, что в данном случае в качестве заготовки детали применяют катаные трубы из стали 35ХМЮА или 38ХМЮА ( при азотировании зеркала цилиндра) и из стали 45 или 45Х ( при хромировании).
Трубы разрезают дисковой пилой на заготовки или на труборезном станке. Длина заготовок равна длине детали с припуском на торцах. Заготовки подвергают нормализации.
Предварительное растачивание и обработку наружных поверхностей гильз производят также , как гильз из чугуна. Затем деталь подвергают закалке и п/чистовой обработке. Зеркало гильзы перед азотированием или хромированием шлифуют. Поверхности , которые необходимо обрабатывать после азотирования, покрывают тонким слоем олова.
После азотирования оставляют припуск (0,15-0,2 мм) на обработку зеркала цилиндра для снятия хрупкого слоя, в котором могут образовываться трещины. После азотирования или хромирования производят чистовую обработку наружных поверхностей, шлифование и хонингование отверстия.
Стальные гильзы обычно имеют тонкие стенки. Во избежание деформации детали её при обработке отверстия зажимают в осевом направлении ( за буртик или по торцам), а обработку наружной пов-ти производят в точных цанговых оправках или вставных пробках, плотно входящих в отверстие.
Точность отверстия контролируют индикаторными нутромерами, настраиваемыми по эталонным кольцам. Проверку биения наружных поясков и торцов буртиков производят в оправках или контрольных приспособлениях, в которых гильза базируется по отверстию.
Схема технологического процесса обработки гильзы цилиндра двухтактного двигателя.
| №№ | Операция. | Оборудование. | Приспособление. | Инструмент. |
| 1 | Проверка отливки и разметка. | Разметочная плита. | Домкраты, призма. | Штангенрейс- мус,циркуль. |
| 2 | Черновая обработка буртика наружной поверхности и пояска, отрезание прибыли. | Токарный станок. | Патрон, регулирующая вставка, вращающ-ся центр. | Резцы. |
| 3 | Черновое растачивание отверстия и подрезание нижнего торца гильзы. | Горизонтально- расточной станок. | Для установки. | Резцовая борштанга, головка, резцы. |
| 4 | Т/о ( снятие напряжений или закалка, отпуск и снятие напряжений) | Термические печи. | - | - |
| 5 | Чистовое растачивание отверстия. | Горизонтально-расточной станок. | Для установки. | Резцовая борштанга, головка, резцы. |
| 6 | Чистовая обработка наружных пов-тей , протачивание уплотнительных канавок, подрезание торцов. | Токарный станок. | Разжимные центрирующие вставки. | Резцы. |
| 7 | Завальцовка колец из красной меди. | - | Для завальцовки колец. | - |
| 8 | Гидравлические испытания. | Стенд для испытания. | - | - |
| 9 | Разметка выпускных и продувных окон. | Разметочная плита. | Шаблон. | Чертилка. |
| 10 | Сверление отверстий в углах окон и отверстий для вывода фрезы. | Радиально- сверлильный станок. | Поворотное. | Свёрла. |
| 11 | Фрезерование выпускных и продувных окон. | Специальный фрезерный ( или горизонтально- расточной станок) | Поворотное. | Концевые фрезы. |
| 12 | Хонингование зеркала цилиндра. | Хонинговальный станок. | Установочное кольцо, прижимные планки. | Хон. Шлифовальные бруски. |
| 13 | Окончательная обработка центрирующих поясков, уплотнительных колец и буртиков. | Токарный станок. | Разжимные центрирующие вставки. | Резцы. |
Тема 4.7 Технология изготовления шатунов и рычагов.
К группе шатунов и рычагов относятся детали в виде стержней разных сечений и формы, утолщённые части которых имеют обработанные взаимно параллельные, перпендикулярные и расположенные под различными углами отверстия и плоскости.
К шатунам двигателей внутреннего сгорания предъявляются высокие требования в отношении точности размеров отверстий под вкладыши , втулки, и шатунные болты, взаимной параллельности отверстий и расстояния между их осями.
К деталям механизмов распределения и топливной аппаратуры – рычагам, коромыслам, клапанов, рычагам регуляторов –предъявляются менее жёсткие требования в части взаимного расположения отверстий и плоскостей.
У шатунов двигателей внутреннего сгорания отверстия в головках должны быть выполнены по 2-му классу точности , а при взаимозаменяемости вкладышей – по 1-му классу точности. Отверстия под шатунные болты выполняют по 2-му классу точности.
Допускаемая непараллельность отверстий в головках или непараллельность отверстий сопрягаемым плоскостям при разъёмных головках должна быть в пределах 0,03 мм на 100 мм длины, а скрещивание осей – в пределах 0,05 мм на 100 мм длины.
Неперпендикулярность плоскостей прилегания головок шатунных болтов и гаек к оси отверстия допускается не более 0,05 мм на 100 мм Ø.
Для изготовления шатунов тихоходных двигателей применяют углеродистые и низколегированные стали 35,453,40ХН, для быстроходных нефорсированных двигателей – стали 45,40ХН,40ХФА, а для форсированных двигателей – стали 40ХНМА и 18Х2Н4ВА.
Для уменьшения расхода материала и повышения его прочности заготовки шатунов получают ковкой или штамповкой.
Шатуны крупных двигателей в мелкосерийном пр-ве изготовляют свободной ковкой и все пов-ти обрабатывают.
В крупносерийном пр-ве заготовки шатунов штампуют в закрытых штампах и подвергают т/о.
Механической обработке подвергают только отверстия и торцы головок, поверхности разъёма и поверхности, сопрягаемые с др.деталями ( болтами шатунов, штифтами и т.п).
Шатуны форсированных двигателей после штамповки и т/о подвергают обработке по всему контуру и полируют для повышения усталостной прочности и устранения рисок от механической обработки, являющихся местами концентрации напряжений.
Штампованные заготовки шатунов , значительная часть пов-ти которых не обрабатывается , должны выполняться с повышенной точностью и не иметь дефектов, снижающих прочность детали.
Вырезку образцов для механических испытаний производят после их т/о из специального припуска или тела детали.
Заготовки рычагов и коромысел получают гл.обр. штамповкой с припуском только на рабочих поверхностях.
Характерными операциями при обработке шатунов и рычагов разных конструкций явл-ся обработка торцовых плоскостей головок, отверстий в головках поверхностей стыка шатуна и крышки, отверстий для шатунных болтов и смазочных отверстий в стержнях.
Обработка торцовых плоскостей головок в мелкосерийном производстве производится на вертикально- фрезерных станках. Деталь закрепляют на столе станка т.о, чтобы ось стержня была параллельна плоскости стола. Затем торцовой фрезой поочерёдно обрабатывают торцы головок с одной и другой стороны.
В крупносерийном производстве применяют двусторонние многошпиндельные станки ,на которых одновременно обрабатывают все торцы, или вертикально- протяжные станки, обрабатывая на них сначала плоскости нижней головки, затем верхней. При обработке шатунов небольших размеров торцовые плоскости головок чеканят на прессах или шлифуют на плоскошлифовальных станках.
Отверстия в головках шатунов обрабатывают в две операции. Если при штамповке шатун выполнен вместе с крышкой, то до отрезки крышки производят обдирку, при которой удаляют ковочные уклоны. Дальнейшую обработку производят после отрезания крышки и соединения её с шатуном на болтах.
При раздельной штамповке шатуна и крышки черновую обработку в мелкосерийном производстве осуществляют путём растачивания на расточных или сверлильных станках, сборными протяжками, одновременно с обработкой плоскости стыка шатуна и крышки.
Чистовую обработку производят после соединения шатуна и крышки болтами.
Получистовая обработка отверстий в головках крупных шатунов осущ-ся на одношпиндельных или двухшпиндельных расточных станках борштангами с набором резцов.
Для обработки средних и мелких шатунов в серийном пр-ве и массовом применяют агрегатные многошпиндельные станки, на которых отверстия обрабатывают последовательно наборными зенкерами, расточными оправками с набором резцов или развёртками, или автоматические линии , состоящие из группы агрегатных станков последовательно выполняющих черновые, п/ чистовые и чистовые операции.
Чистовая обработка отверстий в головках производится на станках для тонкого растачивания. Отверстия в нижней головке шатуна после тонкого растачивания хонингуют.
Отверстия под шатунные болты в мелкосерийном производстве обрабатывают в кондукторе последовательно свёрлами, зенкерами и развёртками. Для обеспечения строгих требований , котор. предъявляются к перпендикулярности отверстий к плоскости разъёма (0,03-0,05 мм на 100 мм длины), применяются зенкеры и развёртки с верхними и нижними направляющими.
В крупносерийном и массовом производствах отверстия под шатунные болты обрабатывают на многошпиндельных, многопозиционных агрегатных станках или на автоматических линиях. На них отверстия последовательно обрабатываются свёрлами. Зенкерами и развёртками.
Обработка отверстий для подвода смазки в стержне шатуна производится на станках для глубокого сверления ружейными свёрлами или спиральными свёрлами с частым выводами их из отверстия.
Обработка крупных шатунов в мелкосерийном производстве.
Заготовки стержня шатуна и головки получены штамповкой и перед м/о подвергнуты т/о и разметке. Обработка ведётся на универсальном оборудовании с минимальным кол-вом специальной оснастки.
При обработке шатунов с объёмной головкой особое внимание необходимо уделить точности обработки плоскостей соединения стержня и головки, строгому соблюдению параллельности этих плоскостей относительно осей отверстий в головках.
Для обработки отверстий под шатунные болты целесообразно применять кондукторы. При неправильном расположении отверстий затрудняется сборка и возможно появление задиров на вкладышах и зажимов при работе.
Обработка отверстий под вкладыши шейки коленчатого вала и поршневой палец производится на алмазно- расточных горизонтальных или вертикальных станках с подвижным или неподвижным столом, которые достаточно универсальны и могут быть использованы для обработки ряда деталей: поршни, рычаги, корпуса агрегатов и т.д.
Вкладыши шатунов могут быть вставными или замкнутыми непосредственно в головку. В первом случае на алмазно- расточных станках растачивают пов-ти под вкладыш, во втором – замкнутую баббитовую пов-ть.
Заливку баббитом производят : Обработанную и очищенную от масла и грязи , протравленную и промытую деталь нагревают до tº 250-300ºС поверхности, подлежащие заливке, покрывают раствором хлористого цинка и хлористого алюминия ( нашатыря) и лудят ( покрывают тонким слоем олова). После лужения деталь, не охлаждая , устанавливают на приспособление для центробежной заливки и при вращении детали заливают в отверстие определённое кол-во расплавленного и нагретого до tº 380-390ºС баббита.
Прочность соединения баббита с поверхностью залитого отверстия проверяют , постукивая по детали молотком. Звонкий, без дребезжания , звук свидетельствует о хорошем качестве заливки.
Для проверки правильности расположения осей отверстий в верхнюю и нижнюю головки вставляют точные оправки, одну из которых укладывают на две одинаковые по высоте призмы, установленные на контрольной плите.
Для проверки параллельности осей шатун устанавливают вертикально и индикатором проверяют параллельность поверхности оправки, вставленной в верхнюю головку, относительно поверхности плиты.
Для проверки скрещивания осей шатун располагают в горизонтальном положении и проверку осуществляют аналогично.
При увеличении выпуска для растачивания отверстий в головках , сверления и развёртывания отверстий под шатунные болты применяют специализированное оборудование и большинство операций оснащают специальными приспособлениями.
Схема технологического процесса обработки стержня шатуна.
| №№ | Операция. | Оборудование. | Приспособление. | Инструмент. |
| 1 | Проверка заготовки: разметка центровых отверстий , отверстия в верхней головке и плоскости стыка с головкой. | Разметочная плита. | Призмы, домкраты. | Штанген- рейсмус,ли- нейка, циркуль. |
| 2 | Сверление центровых отверстий. | Горизонтально- расточной станок. | Призмы, прижимные планки и болты. | Сверло, зенковка. |
| 3 | Черновое обтачивание, подрезание плоскости стыка с головкой. | Токарный станок. | Центры, патрон, копировальное устройство. | Резцы. |
| 4 | Черновое подрезание торцов верхней головки и боковых поверхностей, растачивание отверстия в верхней голов- ке. | Горизонтально- расточной станок. | Призмы, Прижимные планки и болты. | Торцовая фреза, сверло, борштанги с резцами. |
| 5 | Термическая обработка ( улучшение, нормализация или снятие напряжений). | Термические печи. | - | - |
| 6 | Сверление смазочного отверстия в стержне шатуна, растачивание центровой фаски. | Токарный станок. | Патрон, люнет. | Сверло, расточной резец. |
| 7 | Подрезание и обтачивание плоскости стыка с головкой, растачивание отверстий для центрирования нижней головки. | Токарный станок. | Патрон, люнет. | Резцы. |
| 8 | Фрезерование торцовых поверхностей. | Вертикально- фрезерный станок. | Призма. Планки и болты. | Торцовая фреза. |
| 9 | Подрезание бобышки на торце верхней головки, сверление и нарезание отверстия. | Горизонтально- расточной станок. | Призмы, прижимные планки и болты. | Торцовая фреза, сверло, зенковка, метчик. |
| 10 | Чистовое растачивание отверстия в верхней головке. | Горизонтально- расточной станок или станок для тонкого растачивания. | Призмы, прижимные планки и болты. | Расточная оправка с резцами. |
| 11 | Сверление, зенкерование , подрезание и развёртывание отверстий для шатунных болтов. | Горизонтально-расточной станок ( радиально- сверлильный станок). | Кондуктор. | Сверло, зенкер, развёртка, оправка с обратной подрезкой зенковкой. |
| 12 | Контроль: проверка размеров, ТУ и отсутствия дефектов материала. | Контрольная плита , магнитный или ультразвуковой дефектоскоп. | Для проверки перекоса оси отверстия верхней головки. | Контрольные оправки , штихмас-индикатор, стойка с индикатором. |
| 13 | Сборочная – запрессовка втулки в верхнюю головку. | Пресс. | Подставка(приспо-собление для охлаждения втулки). | - |
| 14 | Растачивание отверстия во втулке. | Станок для тонкого растачивания. | Призмы, Прижимные планки и болты. | Расточная оправка с резцами. |
Обработка шатунов в крупносерийном и массовом производстве.
В крупносерийном и массовом производстве изготовляют шатуны автотракторных , комбайновых и небольших судовых двигателей внутреннего сгорания. Многие пов-ти стержня и головок после штамповок не обрабатывают.
Основными базовыми пов-ми в большинстве операций явл-ся торцы верхней и нижней головок и отверстий в головках. Эти пов-ти обрабатываются в первую очередь.
Торцы головок фрезеруют одновременно четырьмя фрезами на двустороннем специализированном продольно- фрезерном станке.
При обработке шатунов малых размеров эту операцию иногда заменяют чеканкой на прессах, протягиванием или шлифованием.
Предварительная обработка отверстий в головках производится на многошпиндельном агрегатном станке в четырёхпозиционном приспособлении: первая позиция- установка детали, вторая- сверление отверстия в верхней головке и черновое растачивание отверстия в нижней головке, третья и четвёртая – черновое и чистовое зенкерование отверстия в верхней головке и растачивание отверстия в нижней.
Для обеспечения требуемой точности установки детали на последующих операциях достаточно обработать отверстия по 4-му классу точности.
Для отрезания крышки шатуна от стержня фрезерный станок оснащён двухшпиндельной головкой; разрезание ведётся двумя фрезами с двух сторон.
Протягивание плоскостей стыка стержня крышки шатуна осущ-ся на вертикально- протяжных станках сборными протяжками.
Отверстия для шатунных болтов обрабатывают на многошпиндельном четырёхпозиционном станке. В отверстиях оставляют небольшой припуск ( до 0,1 мм). При сборке шатуна с крышкой отверстия в них протягивают или развёртывают совместно. Это необходимо для точной посадки шатунных болтов, которые устанавливают в отверстия с минимальным зазором; при этом требуется очень точное совмещение осей отверстий.
Одной из ответственных операций при обработке шатуна явл-ся растачивание отверстий в
верхней и нижней головках.
Отверстие нижней головке при установке взаимозаменяемых вкладышей обрабатывают по 1-му классу точности, отверстие под втулку в верхней головке – по 2-му классу. Отверстие обрабатывают на алмазно- расточных станках резцами, оснащёнными алмазом или пластинкой твёрдого сплава.
Контроль размеров отверстий у шатунов производят индикаторными штихмассами. Параллельность и скрещивание осей проверяют на контрольном приспособлении. Шатун с контрольными оправками устанавливают на опоры и прижимают к упорам. При этом оправка, находящаяся в верхней головке, подводится к стержням, воздействующим на индикаторы ( 2шт) и к наконечникам индикаторов. По эталону все индикаторы настраивают на нуль, и по их показаниям определяют фактическое отклонение от параллельности и величину скрещивания осей. Для контроля отсутствия дефектов в материале применяют магнитные или ультразвуковые дефекты.
Схема технологического процесса обработки шатуна в крупносерийном производстве.
| №№ | Операция. | Оборудование. | Приспособление. | Инструмент. |
| 1 | Фрезерование торцов верхней и нижней головок. | Двусторонний 4-х шпиндельный продольно- фрезерный станок. | 2-х позиционное с пневматическим зажимом. | Торцовые фрезы. |
| 2 | Сверление и растачивание отверстий в верхней и нижней головках. | Агрегатный многошпиндельный станок. | 4-х позиционное на поворотном столе. | Сверло, зенкер, оправки с резцами. |
| 3 | Протягивание цилиндрической наружной пов-ти нижней головки. | Вертикально- протяжный станок. | Для установки детали с гидрозажимом. | Сборные протяжки. |
| 4 | Отрезание крышки от стержня шатуна ( разрезание нижней головки) и фрезерование площадок для головки и гайки шатунного болта. | 2-х шпиндельный продольно- фрезерный станок. | 2-х позиционное на поворотном столе. | Дисковые фрезы( пилы) , двусторонние фрезы. |
| 5 | Протягивание плоскостей станка у стержня и крышки шатуна. | Вертикально- протяжной станок. | Для установки детали с гидравлическим зажимом. | Сборные протяжки. |
| 6 | Сверление, зенкерование и развёртывание отверстий под шатунные болты в стержне и крышке шатуна. | Вертикальный агрегатный многошпиндельный сверлильный станок. | 4-х позиционный кондуктор с подвесной плитой и поворотным столом. | Сверло, зенкеры и развёртки с верхним и нижним направлением. |
| 7 | Подрезание торцовых плоскостей под гайки шатунных болтов в стержне шатуна. | Вертикально- сверлильный многошпиндельный станок. | Кондуктор. | Ступенчатые зенкеры. |
| 8 | Зенкерование фасок у отверстий под шатунные болты в стержне и крышке и отверстий в крышке. | Вертикально-сверлильный станок. | Подставка. | Зенковка, зенкер. |
| 9 | Контроль: проверка отсутствия дефектов в материале. | Магнитный или ультразвуковой дефектоскоп. | - | - |
| 10 | Слесарная – сборка стержня шатуна и крышки. | Слесарный верстак. | - | - |
| 11 | Шлифование торцов нижней головки. | Плоскошлифовальный станок. | Магнитная плита. | Шлифовальный круг. |
| 12 | Предварительное растачивание отверстия в нижней головке, растачивание фасок. | Вертикально- сверлильный 2-х шпиндельный станок. | 3-х позиционное на поворотном столе. | Расточная оправка с резцами, оправка с выдвижным резцом для растачивания фасок. |
| 13 | Окончательное растачивание отверстий в верхней и нижней головках. | Алмазно- расточной двусторонний 4-х шпиндельный станок. | Для установки детали с гидравлическим зажимом. | Оправки, резцы. |
| 14 | Контрольная. | Контрольная плита. | Контрольные оправки. | Индикаторная стойка, штихмас. |
| 15 | Слесарная- разборка шатуна. | Слесарный верстак. | - | - |
| 16 | Сверление отверстий для стопорных штифтов и смазки, развёртывание и снятие фасок. | Вертикально- сверлильный станок. | Кондукторы. | Свёрла, развёртки, зенковки. |
| 17 | Слесарная – зачистка заусенцев, притупление острых кромок, сборка стержня шатуна с крышкой, запрессовка втулки в верхнюю головку. | Слесарный верстак , пневматический пресс. | Тиски. Подставка. | - |
| 18 | Растачивание отверстия во втулке верхней головки. | Алмазно-расточной , 2-х шпиндельный двусторонний станок. | Для установки детали. | Оправки, резцы. |
| 19 | Промывка, зачистка и подбор шатунов в комплекты по весу ( по массе). | Ванны, весы. | - | - |
| 20 | Окончательный контроль. | Контрольная плита. | Контрольное приспособление, оправки. | Индикаторные стойки, штихмасс. |
Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 38; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!