План обробки поршневих кілець різними методами

№ пп	Копірний метод	Безкопірний метод
1.	Чорнове шліфування зовнішньої чи внутрішньої поверхні
2.	Попереднє шліфування торців
3.	Низькотемпературна термічна обробка
4.	Напівчистове шліфування торців
5.	Чистове шліфування торців
6.	Попереднє обточування зовнішньої поверхні за копіром	Вирізання замка
7.	Вирізання замка	Попереднє калібрування замка
8.	Попереднє розточування внутрішньої поверхні	Попереднє обточування зовнішньої поверхні
9.	Попереднє калібрування замка	Розточування внутрішньої поверхні
10.	Обробка спеціальних канавок і фрезерування прорізів у маслознімних кільцях
11.	Чистове обточування
12.	Чистове розточування	Чистове розточування не потрібно
13.	Остаточне калібрування замка

5.4. Методи обробки поверхонь поршневих кілець

Обробка зовнішніх і внутрішніх поверхонь. При виготовленні поршневих кілець з індивідуальних виливків до обточування зовнішньої поверхні зачищають нерівності і видаляють ливарний ухил на поверхні, якою кільця будуть центруватися на оправці, іноді - зачищають зовнішню і внутрішню поверхні.

Чорнове шліфування внутрішньої поверхні здійснюється на спеціальних безцентрово-шліфувальних верстатах (рис.4.3). Одночасно обробляють 10...20 кілець. Шліфувальний круг, розміщений усередині заготовок, крім обертання, може вільно переміщатися в горизонтальному напрямку, притискаючи заготовки до обертових гумових роликів. Це дозволяє шліфувати складний криволінійний контур заготовки без копіра, тому що шліфувальний круг самовстановлюється - в залежності від зміни радіуса кривизни заготовки, зберігаючи при цьому постійний тиск на неї в процесі шліфування.

На таких верстатах можна здійснювати і чорнове шліфування зовнішньої поверхні.

Рис. 4.3. Схема чорнового шліфування зовнішніх і внутрішніх поверхонь заготовок поршневих кілець

Попереднє обточування зовнішньої поверхні індивідуальних заготовок поршневих кілець здійснюють після остаточного шліфування торців на токарних багаторізцьових верстатах - одночасно по 30...40 кілець, закріплених на оправці.

Способи встановлення заготовок на оправку для різних методів обробки різні.

При безкопірному методі пачку заготовок з вирізаним замком, вкладають на оправку, розташовану між двома половинами рознімного обтискного циліндра. Для співпадання осей циліндра і оправки на її кінці є встановлювальний фланець, до якого напівциліндри притискають внутрішньою поверхнею. При з'єднанні напівциліндрів заготовки стискаються, приймають циліндричну форму і за рахунок пружності самовстановлюються в обтискному циліндрі, центруючись на оправці. Затискають заготовки гайкою на кінці оправки. Оправку з заготовками встановлюють у центрах токарного багаторізцьового верстата, на якому і виконують кругле обточування кілець.

При копірному методі заготовки набирають на оправку перед вирізанням замка. Крім того, необхідно виконати кутове орієнтування заготовки та забезпечити правильне положення зовнішнього контура заготовки відносно осі оправки.

Кутове орієнтування здійснюють по виступу чи впадині на внутрішній поверхні заготовки за допомогою відповідного елемента на оправці. Центрування заготовки на оправці виконують по трьох точках внутрішнього чи зовнішнього контуру заготовки.

Нерівномірна радіальна товщина кілець після зовнішнього обточування зумовлює нерівномірний припуск при їхньому розточуванні, тому при копірному методі кільце звичайно розточують двічі.

Для зменшення похибки встановлення заготовок на оправку при копірному обточуванні потрібно попередньо сортувати їх на кілька груп – в залежності від розміру базової поверхні. Однак і в цьому випадку похибка встановлення буде більшою, ніж при безкопірному методі, коли похибка залежить, головним чином, від точності пристрою.

Обточування по копіру виконують на спеціалізованих багаторізцьових токарно-копіювальних напівавтоматах. Після копірного обточування у кілець, не знімаючи їх з оправки, вирізають замок.

Чистове обточування кілець при всіх методах виконують на багаторізцьових верстатах - так, як і попереднє обточування кілець при безкопірному методі.

Розточування кілець необхідне для забезпечення рівномірної радіальної товщини кілець. Для виконання цієї операції кільця (20...30 штук) вставляють у стакан, надають їм круглу форму і стискають по торцях. Розточування кілець - це звичайне розточування круглого отвору на токарних чи розточувальних верстатах

Обробка торцьових площин. Висока якість обробки торців необхідна не тільки для забезпечення нормальної роботи кілець, але і для їх правильного встановлення і закріплення при обробці. При неточній обробці цих площин кільця під дією осьових зусиль затискань і зусиль різання в процесі обробки можуть деформуватися.

Попереднє і напівчистове шліфування торців індивідуальних заготовок поршневих кілець виконують одночасно з двох боків двома шліфувальними кругами на спеціальних шліфувальних автоматах.

Рис.4.4. Попереднє шліфування торців кілець на двосторонньому автоматі

З живильного магазина кільця через подаючий механізм кільця одне за іншим переміщаються між торцями двох шліфувальних кругів, які обертаються в різні сторони (рис.4.4). Після проходу між шліфувальними кругами кільця потрапляють у тару.

Чорнове і напівчистове шліфування кілець на цих верстатах звичайно виконують за два робочих ходи на кожній з операцій. При чорновому шліфуванні видаляють припуск 0,1...0,2 мм на сторону, при напівчистовому - 0,07...0,1 мм на сторону.

Чистове шліфування торців виконують на високопродуктивних верстатах-автоматах вертикального типу (рис.4.5). Кільця одночасно шліфують з двох сторін шліфувальними кругами, які обертаються в одну сторону навколо вертикальних паралельних осей з однаковим числом обертів. Кільця з магазина ланцюговим транспортером подаються до місця перекриття одним кругом другого. Встановлення на заданий розмір по висоті кільця здійснюється переміщенням верхнього круга Особливість процесу в тому, що в кожній точці контакту кільця зі шліфувальними кругами окружні швидкості кругів мають різні значення, тому кільце також починає обертатися, причому – з різними швидкостями та напрямами. Це дає можливість отримати високу чистоту поверхні, адже сліди абразивних зерен мають різні напрямки і не повторюються.

При шліфуванні за два робочі ходи забезпечується шорсткість Rа=0,32 мкм. Точність по висоті кільця може бути досягнута до 5...10 мкм, а паралельність площин торців - у межах допуску на висоту. Припуск, який видаляють за два робочі ходи - 0,02...0,04 мм на сторону.

Рис.4.5. Чистове шліфування торців кілець

Обробка замків поршневих кілець, виготовлених з індивідуальних заготовок, складається з вирізання у визначеному місці частини заготовки, довжина якої близька до величини зазору замка кільця у вільному стані, та калібрування замка (одержання правильної форми і заданого розміру зазору в замку).

Вирізання замка виконують двома тонкими фрезами - одночасно у 25...80 кілець (кількість залежить від їхньої висоти і методу обробки), закріплених на оправці. При копірному методі виготовлення кілець вирізання замка виконують після обточування по копіру на цій же оправці. У цьому випадку забезпечується точна кутова фіксація відносно контура кільця і скорочується час на встановлення і закріплення заготовок.

Обробка канавок, фасок і масловідвідних вікон. Проточування канавок у маслознімних кілець виконують на токарних чи токарних багаторізцьових напівавтоматах набором канавкових різців. Для виконання цієї операції кільця набирають, як і при обточуванні зовнішньої поверхні - на спеціальну оправку.

При малій ширині канавок замість проточування використовують фрезерування набором дискових фрез на спеціалізованих фрезерних верстатах (рис.4.6).

Масловідні вікна прорізають на спеціальних фрезерних напівавтоматах чи звичайних горизонтально-фрезерних верстатах набором дискових фрез. Кільця в стиснутому стані закріплюють на оправці з орієнтуванням замків кілець в кутовому положенні. Прорізають вікна при радіальній подачі фрез; після цього фрези відводять, оправку повертають на відповідний кут і прорізають наступні вікна.

Рис.4.6. Фрезерування канавок набором дискових фрез

Канавки на внутрішній поверхні компресійних кілець звичайно фрезерують груповою фрезою чи набором фрез. Спеціальну фаску на внутрішній поверхні обробляють конічним зенкером на універсальних або спеціальних свердлильних автоматах.

Особливості обробки хромованих кілець. Для підвищення терміну служби верхні поршневі кільця, які працюють в особливо тяжких умовах, покривають мікропористим хромом. Для цього виконують такі додаткові операції:

- заокруглення зовнішніх кромок поршневих кілець (R=0,25...0,35 мм),

- шліфування чи хонінгування зовнішньої поверхні (шорсткість поверхні повинна відповідати Ra=0,16...0,32 мкм);

- миття і сушіння кілець;

- хромування, причому шар хрому накладається тільки на зовнішню поверхню. Загальна товщина шару хрому 200 мкм, пористої частини – 40...50 мкм;

- зачищання площини торців кілець;

- хонінгування чи притирання хромованої поверхні;

- зачищання торців кільця у замку, що є одночасно калібруванням зазору в замку.

Для забезпечення заданої точності радіальної товщини кілець і рівномірної глибини внутрішньої канавки остаточне розточування і фрезерування канавки виконують після хромування і хонінгування кілець.