ШЛИФОВАЛЬНЫЙ КРУГ ДЛЯ КАЛИБРОВКИ ТЕПЛОВОГО ЗАЗОРА ПОРШНЕВОГО КОЛЬЦА

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к обработке металлов резанием с применением шлифовальных кругов, и может быть использовано на операции калибровки замка теплового зазора поршневых колец.
Основная задача поршневых колец - уплотнение изолированных объемов, находящихся по обе стороны поршня. Одним из важных геометрических параметров поршневого кольца является тепловой зазор, влияющий на радиальное прилегание и расход масла. Этот геометрический параметр детали определяется операцией калибровки.
Обычно калибровка выполняется абразивными кругами прямого профиля (тип 1 по ГОСТ 2424-83). Процесс резания таким кругом осуществляется зернами находящимися на периферии круга. Из-за их малого количества и жесткого режима резания они быстро затупляются (появляются площадки износа и налипание стружки обрабатываемого металла), круг перестает резать и не получается требуемый размер зазора. Обновление режущих зерен осуществляется правкой круга. Частая правка приводит к быстрому износу круга. Замена материала зерен круга мало влияет на периодичность выполнения правки. Недостатки при использовании шлифовального круга прямого профиля:
- частая смена кругов вынуждает часто корректировать настройки станка;
- большой расход шлифовальных кругов и соответственно образование большого количества абразивных отходов.
Технической задачей полезной модели является улучшение качества изготовления деталей и снижение трудоемкости операции калибровки замка теплового зазора поршневых колец.
Техническим результатом использования полезной модели является:
- снижение трудоемкости операции за счет уменьшения частоты выполнения процедуры замены изношенного шлифовального круга на новый;
- стабилизирование качества изготавливаемых деталей за счет стабилизации качества используемых кругов при их более высокой стойкости и возможности прогнозировать принудительную смену круга;
- уменьшение затрат на инструмент и возможность отказаться от применения правящего инструмента;
- исключение образования и утилизации абразивных отходов на этой операции.
Указанный технический результат достигается за счет того, что шлифовальный круг с эльборовым или алмазным покрытием, и со стандартными внешними геометрическими размерами, имеет переменную форму профиля, включающую зону резания, зону калибровки и зону зачистки.
Изменив профиль режущего круга можно распределить снимаемый припуск металла между большим количеством режущих зерен и придать торцам кольца соответствующую геометрию. На металлический диск специального профиля гальваническим методом наносится один слой эльбора или алмаза. Внешние геометрические размеры предлагаемого эльборового круга должны соответствовать используемым в настоящее время абразивным кругам.
На фиг.1 изображен профиль сечения предлагаемого шлифовального круга, на фиг.2 - схема выполняемых перемещений в процессе выполнения операции калибровки, на фиг.3 - схема расположения и формы деталей участвующих в операции калибровки.
Профиль шлифовального круга имеет расчетные размеры и включает следующие рабочие зоны (фиг.1):
I - зона резания;
II - зона калибровки;
III - зона зачистки по внутреннему диаметру.
Процесс обработки происходит следующим образом. Заготовки поршневых колец автоматически устанавливаются в калибровочную втулку станка. Процесс резания осуществляется согласованным движениями: опусканием шпинделя станка с вращающимся абразивным кругом и последующим проталкиванием по калибровочной втулке нескольких колец, из положения 1 в положение 2 (фиг.2). Калибруемый размер теплового замка поршневого кольца определяется двумя факторами: толщиной абразивного круга и регулировкой диаметра калибровочной втулки. Диаметр калибровочной втулки регулируется двумя винтами А и В (фиг.3).
Сам процесс калибровки остается без изменений, но за счет новой формы инструмента соприкосновение снимаемого металла и режущего круга осуществляется по большей площади контакта (улучшается отвод тепла из зоны резания) и в процессе резания участвует большее число режущих зерен круга (уменьшается припуск металла приходящийся на единичное зерно).
В зоне резания за счет постепенного увеличения толщина круга происходит срезание соответствующего слоя металла на заготовке. Параллельные плоскости (относительно друг друга) в зоне калибровки обеспечивают равномерную шероховатость по всему торцу в зазоре кольца. При прохождении заготовки через зону зачистки, за счет угла наклона поверхности круга обратному углу поверхности в зоне резания, образуется фаска по внутреннему диаметру заготовки кольца, что способствует удалению заусенцев.