2.2.6.6 Подгонка по весу.
Для ограничения неуравновешенности ДВС лимитируется разновесность поршней, величина которой обычно не превышает 0,5…1,0 %. Подгонку поршней по массе выполняют удалением металла с приливов на внутренней поверхности юбки (рисунок 2.67а).
2.2.6.7Микрогеометрия наружной поверхности.
Для уменьшения работы трения, ускорения процесса приработки, придания юбке поршня хороших антифрикционных и антиизносных качеств, на ее рабочую поверхность наносят различные легкоплавкие покрытия путем лужения, фосфатирования, графитизации. Для повышения маслоемкости трущегося сопряжения на наружной поверхности юбки создают микрорельеф (рисунок 2.69).
0,014 ± 0,003 170°
Рисунок 2.69. Микрорельеф наружной поверхности юбки.
2.2.6.8 Технология обработки наружного профиля.
Наибольшее распространение для обработки наружного профиля получили три токарных метода - копирный, полукопирный и бескопирный.
На рисунке 2.70 представлена кинематическая схема токарно-копировального станка с объемным копиром 2, который имеет в поперечном сечении овальную, а в продольном бочкообразную форму.
Копир устанавливается на шпинделе станка 1 вместе с обрабатываемой деталью 3. На суппорте 4 расположено копировальное устройство 5 с закрепленными на нем щупом 6 и резцом 7. Суппорт совершает продольное перемещение относительно оси шпинделя.
1
2
6 5
3
4
S
7
8
Рисунок 2.70.Кинематическая схема токарно-копировального станка
1 – шпиндель, 2 – копир, 3 – поршень, 4 – суппорт, 5 – копирное устройство,
6 – щуп, 7 – резец, 8 – ось качания копирного устройства.
Существуют станки, в которых объемный копир расположен на оси параллельной шпинделю и вращающейся синхронно с ним. Встречается также оборудование, в котором воспроизведение овальной формы и бочкообразного профиля осуществляется раздельными копировальными устройствами.
Копирный метод при различных конструктивных вариантах его реализации имеет следующие недостатки:
- ограничение производительности обработки по скорости резания в связи с потерей контакта щупа с копиром, что приводит к резкому снижению точности обработки;
- существенное снижение точности обработки в процессе изнашивания копира;
- влияние погрешности копирной системы на точность обработки;
- трудоемкость и высокая стоимость проектирования и изготовления копиров, особенно объемных и с переменным поперечным профилем.
В станках, работающих по полукопирному методу, на шпинделе устанавливается цилиндрический копир овальной формы в поперечном сечении, а бочкообразная форма продольного сечения поршня обеспечивается системой ЧПУ станка. Это позволяет применять по сравнению с копирными станками более простые по конструкции и менее трудоемкие в изготовлении цилиндрические копиры. Кроме того, имеется
возможность оперативной корректировки бочкообразного профиля.
Бескопирные станки лишены недостатков, присущих станкам, работающим как по копирному, так и по полукопирному методам.
На рисунке 2.71 представлена кинематическая схема станка для бескопирной обработки овально-бочкообразного профиля поршней.
1 10 2 3
А
А
6
5
7
8 9 4
Рисунок 2.71. Кинематическая схема станка для бескопирной обработки овально-бочкообразного профиля поршней:1 – шпиндельная бабка, 2 – патрон, 3 – поршень,
4 – суппорт, 5 – резцовая головка, 6 – резец, 7 – датчик углового положения шпинделя, 8 – датчик продольного положения суппорта, 9 – ходовой винт, 10 – электронный блок управления.
На шпинделе станка установлен патрон 2 с закрепленным на нем поршнем 3. На суппорте 4 установлена головка 5 с резцом 6. Электронный блок управления бескопирной системой получает информацию об угловом положении шпинделя и продольном положении суппорта через датчики (оптико-электронные преобразователи угловых перемещений) 7 и 8, связанные соответственно со шпинделем и ходовым винтом. Головка 5 содержит быстродействующий линейный двигатель, приводящий в движение посредством рычажно-пружинного механизма резец 6.
В процессе обработки поршня привод главного движения (вращение шпинделя) и привод продольного перемещения суппорта работают в том же режиме, что и при обычной обточке цилиндрической поверхности заданного диаметра, а привод поперечной подачи выведен в позицию, определяющую указанный диаметр. Для получения овального профиля резец получает от линейного привода быстрые возвратно-поступательные движения перпендикулярно оси поршня – четыре движения за один оборот детали. Одновременно с указанными движениями резец совершает медленные поперечные перемещения для формирования продольного профиля – бочки.
Программа обработки овально-бочкообразного профиля содержится в перепрограммируемых постоянных запоминающих устройствах (микросхемах ППЗУ), расположенных в блоке управления.
Информация для записи в ППЗУ готовится на персональном компьютере на основе конструкторской документации на поршень с помощью пакета прикладных программ.
Программирование нового изделия занимает 15 минут, замена микросхем ППЗУ при переходе на обработку поршня с другим овально-бочкообразным профилем – несколько минут.
Бескопирный метод обработки наружного профиля поршней по сравнению с копирными методами обладает рядом преимуществ.
1. Более высокая производительность, связанная с возможностью использования чисел оборотов шпинделя до 3000 об/мин. При копирном методе максимальное применяемое число оборотов шпинделя составляет 1500 об/мин (в связи с отрывом щупа от копира).
2. Более высокая точность обработки, связанная с отсутствием проблем износа копира и погрешностей копирной системы, возможностью компенсации систематических погрешностей станка.
3. Отсутствие затрат на изготовление копиров.
4. Возможность быстрой переналадки станка на выпуск других поршней, в т.ч. эффективная работа в условиях мелкосерийного производства (гибкость производства).