СПОСОБ ПРИТИРКИ ПОРШНЕВЫХ КОЛЕЦ В АЛМАЗОНОСНОЙ ГИЛЬЗЕ
METHOD FOR LAPPING OF PISTON RINGS IN DIAMOND SLEEVE

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в отделочных операциях при изготовлении компрессионных поршневых колец двигателей внутреннего сгорания для притирки и формирования рабочих поверхностей этих колец.
1
2
1
2
7
Известен способ притирки поршневых колец с конусным рабочим профилем, заключающийся в том, что пакет поршневых колец надевают на оправку, вводят в гильзу, формируя зону контакта пакета поршневых колец с рабочей поверхностью гильзы, имеющей форму усеченного конуса с углом образующей, равным углу обрабатываемого профиля кольца, и сообщают оправке вращательное и осевое возвратно-поступательное движения на участке от диаметра D в верхней части гильзы до диаметра D - в нижней. Диаметр D соответствует диаметру поршневого кольца, стянутого гибкой лентой, а диаметр D - номинальному диаметру рабочего цилиндра двигателя, в котором работает кольцо. Высоту пакета поршневых колец выбирают в зависимости от угла образующей и разности диаметров. Исходя из условий осуществления способа в зону контакта пакета поршневых колец с рабочей поверхностью гильзы можно подавать смазочно-охлаждающую жидкость (СОЖ) сверху свободным поливом (патент RU 2159697 С2, МПК B24B 19/11).
К недостаткам данного изобретения следует отнести невысокое качество обработки поршневых колец, так как при условии подачи СОЖ сверху свободным поливом поршневые кольца, набранные пакетом на оправке, обрабатываются неравномерно, в зависимости от их установки в пакете по высоте, то есть в нижней части пакета поршневых колец объем поступающей СОЖ меньший, чем в верхней части пакета, и низкий срок службы оборудования, реализующего описанный способ, так как удаление отходов обработки с поверхности гильзы является недостаточно интенсивным, что приводит к «засаливанию» и снижению ее режущей способности.
Известен способ хонингования сложнообрабатываемых внутренних поверхностей деталей, включающий введение хонинговальной головки в отверстие детали с формированием зоны контакта инструмента с обрабатываемой поверхностью, сообщение хонинговальной головке вращательного и осевого возвратно-поступательного движений и подачу СОЖ под давлением посредством насоса по трубам и резиновому шлангу через патрубок и приемник СОЖ к обрабатываемой детали (Справочная книга по отделочным операциям в машиностроении: [сборник] / Под ред. Е.В.Емельянова. - Л.: Лениздат, 1966. - С.144-145).
Следует отметить, что технологические возможности не позволяют применять вышеописанный способ хонингования сложнообрабатываемых внутренних поверхностей деталей для притирки поршневых колец двигателей внутреннего сгорания. Кроме того, качество обработки внутренних поверхностей деталей и срок службы оборудования, реализующего способ, невысоки вследствие подачи СОЖ к детали вне зоны контакта инструмента с обрабатываемой поверхностью и, следовательно, неравномерного распределения СОЖ в зоне обработки.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению (прототипом) является способ притирки поршневых колец в алмазоносной гильзе, заключающийся в том, что пакет поршневых колец, установленных на разрезной втулке с переменным радиусом кривизны, надевают на оправку, вводят в гильзу с алмазоносным слоем, формируя зону контакта пакета поршневых колец с алмазоносным слоем гильзы, и сообщают оправке и гильзе вращательное и осевое возвратно-поступательное движения (авторское свидетельство SU 375161, М.кл. B24b 5/04).
Основными недостатками данного способа притирки поршневых колец в алмазоносной гильзе являются низкое качество обработки поршневых колец и невысокий срок службы оборудования, реализующего способ, то есть гильзы с алмазоносным слоем, так как подача СОЖ непосредственно в зону контакта пакета поршневых колец с алмазоносным слоем гильзы отсутствует, что препятствует удалению отходов обработки из этой зоны.
Задачей изобретения является повышение качества обработки поршневых колец и срока службы оборудования, реализующего предложенный способ.
Поставленная задача решается тем, что в способе притирки поршневых колец в алмазоносной гильзе, заключающемся в том, что пакет поршневых колец надевают на оправку, вводят в гильзу с алмазоносным слоем, формируя зону контакта пакета поршневых колец с алмазоносным слоем гильзы, и сообщают оправке вращательное и осевое возвратно-поступательное движения, согласно изобретению в зону контакта пакета поршневых колец с алмазоносным слоем гильзы через сквозные отверстия по всей поверхности гильзы подают под давлением СОЖ посредством плунжера, сообщая ему возвратно-поступательное движение, синхронное с соответствующим движением пакета поршневых колец, от общего привода шпиндельной бабки станка.
Повышение качества обработки поршневых колец и срока службы оборудования, реализующего предложенный способ, то есть гильзы с алмазоносным слоем, обусловлены интенсивным и равномерным удалением отходов обработки из зоны резания, а именно из зоны контакта пакета поршневых колец с алмазоносным слоем гильзы, по всей высоте пакета поршневых колец путем подвода СОЖ непосредственно в зону контакта поршневых колец с алмазоносным слоем гильзы через сквозные отверстия по всей поверхности гильзы.
Схема реализации предлагаемого способа притирки поршневых колец в алмазоносной гильзе представлена на приведенном чертеже.
Кроме того, на чертеже дополнительно обозначено следующее:
- двумя вертикальными линиями по обе стороны от оси оправки со стрелками, обращенными навстречу друг другу, показаны направления возвратно-поступательного движения оправки с пакетом поршневых колец;
- круговой линией со стрелкой показано направление вращательного движения оправки с пакетом поршневых колец;
- двумя вертикальными линиями со стрелками, обращенными навстречу друг другу, показаны направления возвратно-поступательного движения плунжера;
- горизонтальной линией со стрелкой обозначено направление подачи СОЖ.
Способ притирки поршневых колец в алмазоносной гильзе осуществляется следующим образом. Предварительно гильзу 1 с алмазоносным слоем закрепляют в корпусе 2 с помощью кольца 3 и четырех винтов 4. Пакет 5 поршневых колец надевают на оправку 6 и вводят в гильзу 1 с алмазоносным слоем, формируя зону контакта пакета 5 поршневых колец с алмазоносным слоем гильзы 1. Оправке 6 с пакетом 5 поршневых колец сообщают вращательное и осевое возвратно-поступательное движения от общего привода шпиндельной бабки хонинговального станка (на чертеже не показан). В зону контакта пакета 5 поршневых колец с алмазоносным слоем гильзы 1 через сквозные отверстия 7 по всей поверхности гильзы 1 подают под давлением СОЖ посредством плунжера 8 с выточкой 9, сообщая ему возвратно-поступательное движение в отверстии корпуса 2, синхронное с соответствующим движением пакета 5 поршневых колец, от общего привода шпиндельной бабки хонинговального станка за счет постоянного контакта пяты 10 штока 11 плунжера с упором 12 на шпиндельной бабке станка. Таким образом, в любой момент времени СОЖ подают через сквозные отверстия 7 в зону контакта пакета 5 поршневых колец с алмазоносным слоем гильзы 1 через выточку 9 плунжера, расположенную против пакета 5 поршневых колец.
При этом поступательное движение вниз плунжеру 8 сообщают от шпиндельной бабки хонинговального станка посредством закрепленного на ней упора 12 и соединенного с плунжером 8 штока 11, а поступательное движение плунжера 8 со штоком 11 в верхнее положение - посредством пружины 13, расположенной в обойме, закрепленной на корпусе 2.
Подачу СОЖ производят из гидробака хонинговального станка центробежным насосом по шлангу через штуцер 14 в обойму 15, затем через радиальные 16 и осевое отверстия штока 11 - в выточку 9 плунжера. Далее СОЖ через отверстия 17 в корпусе 2 подают в кольцевые канавки 18 и через отверстия 7 по всей поверхности гильзы 1 - непосредственно в зону контакта пакета 5 поршневых колец с алмазоносным слоем гильзы 1. Например, можно выполнить в гильзе 1 отверстия 7 диаметром 2 мм в количестве 144 штук, сверление которых производят после нанесения алмазоносного слоя, что обусловлено технологическими особенностями гальванического нанесения алмазоносного слоя.
Необходимую герметичность подвижных соединений на пути потока СОЖ обеспечивают манжетами 19 в обойме и металлическими уплотнительными кольцами 20 в канавках плунжера.
Таким образом, предложенный способ притирки поршневых колец в алмазоносной гильзе обеспечивает интенсивное удаление отходов обработки из зоны резания по всей высоте пакета поршневых колец и тем самым - повышение срока службы алмазоносной гильзы и качества обработки поршневых колец.