4. Отверстие под палец.

Кроме наружного профиля в пошне с высокой точностью выполняется отверстие под палец. Как правило, с разбивкой диаметра отверстия на размерные группы выполняются поршни карбюраторных двигателей, без разбивки – дизельных двигателей. В таблице 19 приведены точностные параметры отверстий под палец.

Таблица 19. Размерная точность отверстий под палец.

Поршни с разбивкой диаметра отверстий на размерные группы		Поршни с разбивкой диаметра отверстий на размерные группы
Общий допуск на диаметр, мм	Допуск на группу, мм	Допуск на диаметр, мм
0,008 ÷ 0,0125	0,0025 ÷ 0,004	0,006 ÷ 0,011

4. Канавки под кольца.

Конструкции канавок под кольца приведены на рисунке 45. Все канавки карбюраторных двигателей, как компрессионные, так и маслосъемные выполняются прямоугольной формы (рисунок 61а). Канавки под маслосъемные кольца дизельных двигателей также имеют прямоугольную форму. Канавки под компрессионные кольца дизельных двигателей могут иметь форму либо прямоугольную, либо трапецеидальную ввиде равнобочной или неравнобочной трапеции (рисунки 61б, 61в). Заготовки поршней дизельных и некоторых карбюраторных двигателей (ЗИЛ-130) отливаются со вставкой из легированного чугуна в зоне первого компрессионного кольца. Боковые поверхности этих канавок подвергаются значительным динамическим и термическим нагрузкам, поэтому используется материал с более высокими прочностными свойствами по сравнению с алюминиевыми сплавами.

а) б) в) г)

Рисунок 61. Конструкции канавок под кольца: а) – прямоугольная форма, б) – равнобочная трапеция, в) – неравнобочная трапеция, г) – вставка

в зоне первого компрессионного кольца.

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 44а).

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 62).

0,014 ± 0,003 170°

Рисунок 62. 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 63 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 63.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 64 представлена кинематическая схема станка для бескопирной обработки овально-бочкообразного профиля поршней.

1 10 2 3

А

А

6

5

7

8 9 4

Рисунок 64. 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).