Повышение качества финишной обработки ремонтируемых гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания

• Автор: Личковаха, Андрей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Зерноград
• Количество страниц: 212 с.

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 Анализ причин выхода из строя гильз цилиндров двигателей машин, используемых в сельском хозяйстве.
1.2 Анализ существующих методов финишной обработки внутренних поверхностей гильз цилиндров ДВС.
1.3 Использование методов поверхностного пластического деформирования для обработки гильз цилиндров ДВС.

1.4 Динамические методы раскатывания гильз цилиндров ДВС

1.5 Общая методика исследований.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ ШАРИКОВЫХ РАСКАТОК

2.1 Некоторые теоретические предпосылки к исследованию работы традиционных статических раскаток

2.2 Работа деформирующих шариков традицонной раскатки.

2.3 Анализ силового взаимодействия статически нагруженного деформирующего шарика с обрабатываемой поверхностью
2.4 Теоретическое решение проблемы возникновения значительных сдвигающих сил.
2.4.1 Обоснование необходимости выполнения для деформирующих шариков разгрузочной зоны.
2.4.2 Конструкторское решение проблемы сдвигающих сил.
2.4.3 Обоснование метода осциллирующих переменных давлений
2.5 Определение зон нагружения разгрузки деформирующих
шариков
2.6 Работа деформирующих шариков раскатки, имеющей наклонную орбиту их движения с разгрузочной зоной
2.7 Анализ напряженного состояния раскатываемого поверхностного слоя при качении шарика по наклонной орбите.
2.8 Выводы теоретических исследований
3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ.
3.1 Цель, задачи и программа экспериментальных исследований
3.2 Оборудование и приборы для проведения исследований.
3.3. Частные методики экспериментальных исследований.
3.3.1 Методика определения оптимальной шероховатости эксплуатировавшихся гильз цилиндров, на примере двигателя ЗМЗ
3.3.2 Методика определения параметров шероховатости внутренних поверхностей новых гильз цилиндров.
3.3.3 Методика растачивания гильз цилиндров
3.3.4 Методика измерения параметров шероховатости
3.3.5 Методика тарировки узла нагружения.
3.3.6 Методика обработки гильз цилиндров традиционным раскатыванием
3.3.7 Методика обработки гильз цилиндров методом осциллирующих переменных давлений
3.3.8 Методика обоснования возможности увеличения дефомирующих усилий при обработке гильз цилиндров.
3.3.9 Методика подготовки поверхностей для проведения микроструктурного анализа и определения микротвердости
3.3. Методика проведения микроструктурного анализа.
3.3. Методика определения микротвердости.
3.3. Методика обработки экспериментальных данных.
3.3. Исследование процесса раскатывания методом осциллирующих переменных давлений.
3. Методика выявления наиболее значимых факторов при раскатывании гильз цилиндров новым методом.
3. Методика определения влияния усилий на качественные показатели обрабатываемой поверхности
3. Методика определения влияния утла наклона опор качения деформирующих шариков на параметры шероховатости обрабатываемой поверхности
3. Методика определения влияния осевой подачи инструмента на качественные показатели обрабатываемой поверхности
3. Методика проведения регрессионного анализа
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
И ИХ АНАЛИЗ
4.1 Результат определения равновесных значений параметров
шероховатости внутренних поверхностей эксплуатировавшихся гильз цилиндров двигателя ЗМЗ
4.2 Параметры шероховатости внутренних поверхностей новых гильз цилиндров двигателя ЗМЗ
4.3 Результат проведения микроструктурного анализа поверхностного слоя новых гильз и определения микротвердости .
4.4 Результат тарировки узла нагружения
4.5 Сопоставление параметров шероховатости после обработки гильз традиционной раскаткой
4.6 Результат проведения микроструктурного анализа поверхностей, обработанных традиционной раскаткой.
4.7 Результат определения микротвердости поверхностного слоя, обработанного традиционной раскаткой
4.8 Обоснование возможности увеличения деформирующих усилий при обработке гильз цилиндров.
4.9 Факторы, влияющие на получение качественных показателей при раскатывании гильз цилиндров методом осциллирующих переменных давлений
4.9.1 Влияние усилий на качественные показатели обрабатываемой поверхности при осциллирующем раскатывании
4.9.2 Влияние угла наклона опор качения шариков на параметры шероховатости обрабатываемой поверхности
4.9.3 Влияние осевой подачи осциллирующей раскатки на качественные показатели обрабатываемой поверхности
4. Определение технологических режимов процесса раскатывания
методом осциллирующих переменных давлений
4. Результаты обработки гильз цилиндров двигателя ЗМЗ осциллирующей раскаткой при определенных режимах
Параметры шероховатости поверхностей, обработанных методом осциллирующих переменных давлений.
Результат проведения микроструктурного анализа и измерения микротвердости поверхностного слоя, обработанного методом осциллирующих переменных давлений.
4. Выводы по разделу
5 ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МЕХАНИЧЕСКОГО
РАСКАТЫВАНИЯ ГИЛЬЗ ЦИЛИНДРОВ МЕТОДОМ
ОСЦИЛЛИРУЮЩИХ ПЕРЕМЕННЫХ ДАВЛЕНИЙ.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Планетарные станки для внутреннего шлифования мало распространены в ремонтных предприятиях, поэтому гильзы цилиндров шлифуют с помощью планетарных или супортношлифовальных приспособлений к токарным станкам. При окончательном шлифовании деталей при обычных режимах скорость мсек, подача 0,2 0,4 ширины круга на 1 оборот изделия достигается точность деталей соответствующая квалитету и шероховатость поверхности с Яа 0, 1, мкм, а также происходит незначительное упрочнение поверхностного слоя на глубину мкм . Шлифованная поверхность гильзы в большинстве случаев получается конусообразной, так как происходит интенсивный нагрев детали в процессе обработки, и при прохождении шлифовального круга по длине обрабатываемой поверхности круг изнашивается. По данным , шлифованные поверхности имеют малые радиусы вершин и впадин микронеровностей по сравнению с поверхностями, обработанными пластическим деформированием, а также наиболее неблагоприятный микрорельеф среди всех способов основанных на резании. Хонингование является самой распространнной операцией для финишной обработки внутренних цилиндрических поверхностей после их чернового шлифования, растачивания, развртывания и т. Нормальный процесс хонингования цилиндра состоит из трех последовательных операций предварительное хонингование, окончательное хонингование и крацевание. Процесс хонингования является достаточно трудомкой операцией, включающей в себя значительное число переходов и требующей применения дорогостоящего сложного оборудования. Кроме того поверхности гильз цилиндров после хонингования характерезуются низким качеством. Возможно получение поверхностей деталей, обработанных хонингованием, высокого качества с шероховатостью до Яа 0. Происходит увеличение микротврдости по сравнению с исходной на . Но использование алмазных брусков в ремонтной практике нерентабельно, так как требуется переточка всех брусков в хоне под каждый диаметр ремонтируемого цилиндра. Также окончательная обработка алмазными брусками приводит к значительным деформациям поверхностного слоя, и графит на поверхности закрывается металлической матрицей . Кроме того, хонингование не только абразивными, но и алмазными брусками приводит к нарушению целостности волокон и появлению в приповерхностном слое негативных растягивающих остаточных напряжений. Разработан метод гальванического хонингования гильз цилиндров двигателей. Технология гальванического хонингования выполняется при помощи специальной хонинговальной головки, вращение которой осуществляется давлением электролита. Интенсификация процесса нанесения покрытия происходит за счет пропускания электрического тока при обработке. Данный метод позволяет получать хромированное покрытие толщиной 0,1 0,3 мм. Шероховатость обработанной поверхности с Яа 0, 0, мкм, микротврдость нанесенного слоя Нмм2. Однако метод гальванического хонингования гильз цилиндров не в полной мере соответствует требованиям, предъявляемым к качеству обработанных гильз цилиндров ДВС, и требует использования сложной конструкции хонинговальной головки. Известны следующие методы чистовой обработки свободным абразивом абразивная обработка в струе жидкости, виброабразивная обработка, магнитоабразивная обработка, обработка свободным абразивом уплотннным инерционными силами. Для обработки внутренних цилиндрических поверхностей в настоящее время вс больше применяются магнитоабразивная обработка полирование, сокращнно МАП, и обработка свободным абразивом, уплотннным инерционными силами. МАП как метод окончательной обработки внутренних поверхностей гильз цилиндров получил широкое распространение изза того, что совмещает в себе характерные признаки полирования и обеспечивает высокую интенсивность съма металла . Однако область применения МАП ограничена для сельскохозяйственной ремонтной практики, учитывая экономические и технологические критерии применимости данного способа. Получил распространение в заводской практике метод обработки гильз цилиндров ДВС свободным абразивом , уплотннным инерционными силами. Использование этого метода позволяет уменьшить шероховатость поверхности до Яа 0, 0, мкм, сохраняя при этом начальную точность формы отверстия.