Головна

Технологія виробництва поршнів

  1.  Case study: «глибинна» технологія отримання інформації про латентних процесах на соціальних об'єктах
  2.  CASE-технологія створення інформаційних систем
  3.  I. Технологія організованого спілкування школярів.
  4.  II. ІННОВІРОВАНІЕ НАВЧАННЯ - ТЕХНОЛОГІЯ саморозвитку СОЦІАЛЬНО-ПЕДАГОГІЧНОЇ СЕРЕДОВИЩА
  5.  II. Технологія індивідуального виховного взаємодії з дитиною
  6.  III. Технологія педагогічної взаємодії з батьками школярів
  7.  OLE Технологія

Поршні двигунів внутрішнього згоряння, особливо швидкохідних, працюють у важких умовах з точки зору механічної і теплової навантаження. Гарячі гази прискорюють процес корозії днища поршня, температура якого сягає в окремих місцях 400 ... 500 ° С. Стінки поршня труться об поверхню циліндра при значних тисках від бічних сил шатуна і лінійних швидкостях руху. Бобишки поршня відчувають знакозмінні навантаження.

Виходячи з цього, до матеріалу поршнів пред'являються наступні вимоги:

1) хороша теплопровідність;

2) висока механічна міцність;

3) достатня жаропрочность;

4) щільність матеріалу

5) гарний опір зносу і корозії;

6) невисокий коефіцієнт тертя;

7) коефіцієнт лінійного розширення поршня повинен бути близький до коефіцієнта лінійного розширення матеріалу циліндра.

У двигунах мало- і середньооборотних основним матеріалом служить чавун марок СЧ24 і СЧ28 легований хромом і іншими присадками. Іноді використовують високо-випробувальний чавун. Для відокремлених головок поршнів великих розмірів застосовують матеріали, що не володіють антифрикційними властивостями, але більш жароміцні: поковки і відливки з легованих сталей 20ХМ, ЗОМ і інших, високоміцного чавуну ВЧ50.

Поршні для легких багатооборотних двигунів, а в деяких випадках і для більших двигунів виготовляють з алюмінієвих сплавів. пріоритетами яких є мала щільність сплавів і висока теплопровідність. Недоліком алюмінієвих сплавів, не рахуючи меншою опірності зносу, слід вважати високий коефіцієнт лінійного розширення, що вимагає великих зазорів між циліндром і поршнем в холодному стані.

У швидкохідних двигунах литі сплави витісняються кованими, що володіють більш високою міцністю: АК4, АК4-1, а також АК2 з межею міцності sв = 400 ... 450 МПа.

Як заготовок для поршнів застосовують виливки і штампування.

У серійному виробництві чавунних і алюмінієвих поршнів широко застосовується лиття в металеві форми (в кокіль).

Поршні зі сплавів АК2 і АК4 виготовляються штампуванням. При штампуванні безпосередньо із злитка часто з'являються тріщини і погіршується структура; тому поршні штампують з катаних або пресованих заготовок.

На обсяг і складність технологічного процесу виготовлення деталі великий вплив мають вимоги щодо механічній обробці. Для більшості відповідальних деталей ці вимоги, як правило, наводяться в державних або галузевих стандартах.

Вимоги до механічної обробки заготовок поршнів наступні:

1) вісь отвору під поршневий палець повинна бути перпендикулярна до твірної поршня (щоб уникнути перекосів поршня в циліндрі). Допуск перпендикулярності 0,1 ... 0,15 мм на 1 м довжини контрольного валика;

2) вісь отвору під палець повинна лежати і татом площині з віссю поршня. Допуск перетину осей 0.2 ... 0,3 мм для чавунних поршнів і 0,1 ... 0,2 мм для алюмінієвих;

3) бічні площини канавок для кілець повинні бути перпендикулярні до котра утворює поршня. Допуск перпендикулярності 0,02 ... 0,03 мм;

4) контур днища поршня повинен бути витриманий з точністю 0,2 ... 0,5 мм.

5) повинна бути забезпечена герметичність порожнини охолодження;

6) обробка за розмірами (рис. 1) ведеться з точністю, що вказана в табл. 1;

7) відхилення маси поршня від зазначеної в кресленні не повинно перевищувати 0,8 ... 1,2% для алюмінієвих і 1 ... 2% для чавунних поршнів;

8) шорсткість оброблених поверхонь зазвичай аналогічна наведеної на рис. 1.

Як приклад розглянемо типовий технологічний процес обробки чавунного поршня для середньооборотних двигуна в умовах серійного виробництва. Такий вибір поршня і типу виробництва обумовлений тим, що в дизелебудуванні дрібносерійне виробництво є найбільш поширеним, а при обробці поршня такого розміру і матеріалу застосовуються найбільш характерні способи та прийоми. При цьому необхідно врахувати наступне:

1) основними робочою поверхнею поршнів є поверхні тіл обертання; їх обробка проводиться, головним чином, на токарних і розточувальних верстатах;

2) поршні є тонкостінними деталями і тому легко деформуються, що ускладнює забезпечення високої точності обробки. Для її підвищення користуються допоміжними, точно обробленими базується поверхнями, установка на які дозволяє затискати поршень без значних деформацій. Найчастіше за такі бази приймають точно оброблений поясок спідниці поршня і її торець.

Мал. 1. Поршні:

а) чавунний литий; б) алюмінієвий штампований


Таблиця 1

Точність обробки поршня

 Розмір  поле допуску  Примітка
D1 h6 D1 = D - (0,0010 ... 0,0013)D - Для чавунних поршнів;D1 = D - (0,0018 ... 0,0025)D - Для алюмінієвих поршнів, де D - Діаметр циліндра
D2 h9  При циліндричної формі верхньої частини поршня
D3 H9 ...H7  
D4 H11  На відповідному розмірі буртика кришки с11
d H7  Для тихохідних двигунів
d H6  Для швидкохідних двигунів
h  3-й клас  0,020 ... 0,035 мм в залежності від розміру
k  ± 0,1 ... 0,05 мм  Для двигунів без регулюючих e0 прокладок

При виготовлення поршня застосовується наступний технологічний процес:

операція 05- перевірка виливки; розмітка під токарної обробки. Для забезпечення рівномірної товщини стінок і днища поршня за базові беруться внутрішні необроблювані поверхні. Первісну розмітку виконують з укладанням поршня спочатку на призми (в двох положеннях, через 90 °), а потім з установкою його на днище. Наносяться поздовжні і поперечні центрові лінії та ризики, що визначають припуски по торцях. На зачищеною технологічної центровий бобишками на голівці поршня намічається центрове отвір;

операція 10 обдирання зовнішньої поверхні і днища (бажано якомога раніше виявити придатність матеріалу відповідальних зовнішніх поверхонь - відсутність раковин, тріщин і т. П.).

Поршень встановлюють прибутком в кулачки планшайби з вивірянням за ризиками на верхньому торці і підтримують заднім центром (рис. 2, а). Таке кріплення дозволяє вести обробку на продуктивних режимах без побоювання деформувати поршень. Начорно прорізають канавки для кілець (це дає можливість упевнитися в хорошій якості виливки), а також відрізають прибуток і пробне кільце для проведення випробувань (механічних випробувань, структурного і хімічного аналізу; для середніх і дрібних алюмінієвих поршнів одну заготовку від кожної плавки розрізають на частини і піддають механічних випробувань, макроструктурна і хімічним аналізом).

На чистову обточування залишається припуск 2 ... 2,5 мм на сторону;

операція 15- чорнова розточування внутрішніх пасків, підрізування нижнього торця і фланця порожнини охолодження - проводиться на токарному або розточувальному верстаті. Поршень встановлюється головкою в четирехкулачковий патрон, а спідницею - в люнет 1. За базу приймається начорно оброблена зовнішня поверхня (рис. 2, б);

операція 20 чорнова розточування і підрізання отвору для пальця - виконується на карусельних або розточувальному верстаті;

операція 25- термообробка для зняття напружень. Нагрівання до температури приблизно 500 ° С протягом 4 год, витримка 6 ч, охолодження разом з піччю протягом 10 год до t = 150 ° С (для алюмінієвих поршнів охолодження ні з піччю, а на повітрі - нормалізація);

Мал. 2. Чорнова обробка поршня:

а) обточування; б) розточування.

операція 30- чистове розточування внутрішніх пасків і підрізування нижнього торця і фланця порожнини охолодження - виконується аналогічно 3-й операції. Ці поверхні використовуються в подальшому як установча база для подальших операцій;

операція 35- чистове обточування (з припуском на діаметр 0,5 ... 0,35 мм під шліфування), проточка канавок для кілець, проточка камери згоряння (профілю верхнього днища). Операція виконується на звичайних або багаторізцевих токарних верстатах. Підготовлена ??в 6-й операції установча база (внутрішній поясок і нижній торець) дуже зручна для виконання всієї зовнішньої обробки при одній установці.

Поршень орієнтується на центрир диску 1через отвір в бобишках пальцем 2и тягою 3і закріплюється за допомогою пневматичного циліндра 4 (рис. 3).

Мал. 3. Чистова обточування поршня

Фасонне днище поршня обточують за допомогою поперечного копіра 5, що закріплюється на станині верстата.

Верхній супорт 6отключается від самоходу і роликом 7 зв'язується з копіром; при включенні самоходу поперечного супорта 8верхній супорт 6опісивает криву відповідно до профілю копіра.

Для даних поршнів з метою усунення вібрацій і посилення стійкості головку поршня наголошують в задній центр за допомогою технологічної бобишки 9.

Чистову проточку канавок для кілець виконують набором калібрують різців з малою поперечною подачею (близько 0,05 мм / об), забезпечуючи цим високу ступінь точності і шорсткості поверхні;

операція 40 розточування (з припуском 0,4 ... 0,5 мм) отвори для пальця і ??чистове підрізання торців бобишек - проводиться на карусельних або розточувальному верстаті;

операція 45 - свердління отворі на фланці порожнини охолодження для кріплення кришки проводиться на радіально свердлильному верстаті за допомогою кондуктора. Поршень встановлюється головкою в пристосування;

операція 50 - гідравлічне випробування порожнини охолодження тиском приблизно 0,6 МПа. Поршні для швидкохідних двигунів також піддаються гідравлічним випробуванням, але при цьому випробовуються тільки днища поршнів. Отвори в бобишках в цьому випадку заглушуються;

операція 55 - свердління похилих отворів в канавках під маслоз'ємні кільця проводиться на радіально-свердлильному верстаті за допомогою кондуктора. Поршень встановлюється під нахилом на спеціальному косинці так, щоб осі отворів були перпендикулярними до столу верстата. Часто косинці забезпечуються цілющим пристосуванням;

операція 60 - шліфування зовнішньої поверхні поршня - проводиться на круглошліфувальні верстати (рис. 4, а). Поршень встановлюється в центри, причому в нижньому торці встановлюється спеціальний центровий диск 1. Якщо центрова бобишка на верхньому (днище поршня не зрізати, то передній центр впирається в неї, а для приводу від повідця 2на днище встановлюється спеціальний магнітний упор 3.

У цій же операції зачищають торцем абразивного круга кільцеву площину на верхньому торці поршня (вона служить настановної базою для розточування отвору під палець);

операція 65 - зрізка центровий бобишки на верхньому днище поршня (якщо вона не була зрізана раніше) -виконуємо на токарному верстаті;

операція 70 - тонка розточування отвору під палець - виконується на тонкорасточном або планетарно-шліфувальному верстаті. Настановної базою служить шліфована кільцева площину на верхньому торці поршня. Правильне положення поршня по відношенню до шпинделя верстата досягається конусним інсталяційний пальцем 1, вводиться в отвір під палець з боку бобишки, протилежної оброблюваної (рис. 4, б).

дотримання розміру к забезпечується точною установкою шпинделя по висоті.

Мал. 4. Завершальна обробка поршня:

а) шліфування зовнішньої поверхні; б) тонка розточування

отворів в бобишках

Контроль обробки поршнів.Поршень - одна з найбільш відповідальних деталей двигуна, тому він піддається ретельному контролю як в процесі обробки, так і після неї.

Остаточний контроль складається з наступних операцій:

1) зовнішній огляд з метою перевірки шорсткості обробки (за зразком) і виявлення дефектів матеріалу і обробки;

2) перевірка геометричних розмірів окремих поверхонь за допомогою універсального і спеціального вимірювального інструмента;

3) перевірка розташування найбільш відповідальних поверхонь (наприклад, отвори в бобишках, що утворює поршня і т. Н.);

4) перевірка маси поршня.

Обробка поршнів невеликого розміру з алюмінієвого сплаву при серійному виробництві проводиться за аналогічною технологічною схемою, проте характеризується застосуванням великої кількості пристроїв і повною відсутністю розмітки.




 Виготовлення зубів і штифтів |  виготовлення дисків |  Виготовлення лемешів, відвалів, польових дощок плугів і лап культиваторів |  Виготовлення сегментів і вкладишів ріжучих апаратів |  виготовлення семяпроводов |  Виготовлення ланок ланцюгів |  виготовлення зірочок |  виготовлення шнеків |  Виготовлення колінчастих осей і валів |  виготовлення хрестовин |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати