5.4. Методи обробки основних поверхонь блоків

Обробку базових площин виконують фрезеруванням при базуванні по внутрішніх поверхнях двох крайніх цилиндрів. Це здійснюють за допомогою розтискних чи жорстких оправок, які фіксують отвори циліндрів у заданих положеннях. А опорною площиною є нижня площина. Для фрезерування базових площин, як правило, застосовують спеціалізовані багатошпиндельні вертикальні чи поздовжньо-фрезерувальні верстати.

Обробка верхньої і нижньої площин блока може здійснюватися фрезеруванням і протягуванням. У першому випадку використовують барабанно-фрезерні чотирьохшпиндельні верстати безперервної дії. При обробці блоків великих розмірів застосовують шестишпиндельні верстати, у яких у нижній частині встановлені дві фрези більшого діаметра для остаточного фрезерування, а у верхній частині чотири фрези меншого діаметра для чорнової обробки. Діаметри фрез для чорнової обробки і їхнє розташування обрані так, що вони разом перекривають ширину фрезерованої площини. Це викликано тим, що зміна й встановлення важких фрез на верхніх шпинделях верстатів утруднені.

Застосовують також вбудовані в автоматичні лінії повздовжньо-фрезерні і вертикальні автоматизовані верстати.

На барабанно-фрезерних верстатах чотири встановлені на розмір фрези одночасно обробляють обидві основні площини блоку - верхню і нижню. Фрезерні шпинделі розташовані попарно з кожної сторони верстата. Кожну поверхню обробляють послідовно за два переходи - попередньо й остаточно. При попередньому фрезеруванні видаляють 65…75 % припуску. Для чистового чи напівчистового фрезерування залишають припуск 1,5…2,0 мм на сторону.

При обробці на повздовжньо-фрезерних автоматах, вбудованих в автоматичних лініях, верхню і нижню площини обробляють по черзі в декількох послідовно розташованих позиціях лінії. Одночасно проводять попереднє фрезерування площин і замків під встановлення кришок корінних підшипників і напівциліндрів гнізд вкладишів цих підшипників.

Барабанно-фрезерні верстати мають більшу продуктивність, ніж повздовжньо-фрезерні, але вони займають більші площі, а для обслуговування потрібні додаткові робітники.

Для протягування верхніх і нижніх площин застосовують горизонтальні протяжні верстати спеціального призначення великої потужності (150…200 кВт). Плоскі протяжки довжиною 4…6 м видаляють увесь припуск (3...5 мм) за один робочий хід, обробляючи блоки з високою точністю відразу в заданий розмір. Верстати мають великі розміри (довжина 12…14 м) і для них вимагаються складні фундаменти. Через значні зусилля різання, які виникають при роботі широких наборних протяжок, блоки можуть деформуватися, що обумовлює неточність форми оброблених площин. Тому блоки доводиться виготовляти зі спеціальних чавунів підвищеної міцності чи потовщувати стінки, що знижує їхню теплопровідність.

Однак для великих програм випуску (більше 120 блоків у годину) плоскопротяжні напівавтомати вигідніші внаслідок високої продуктивності. Ці верстати мають поворотні барабани чи столи з гідрофікованими пристроями, в яких затискаються одночасно два блоки в різних положеннях - один звернений до повзуна верстата верхньою площиною, інший - нижньою.

Протягування відбувається при прямому і поворотному ходах повзуна. За перший хід верстата в одного блоку протягується нижня площина, поверхня напівциліндрів під гнізда вкладишів, а також площини і замки під встановлення кришок усіх корінних підшипників вала. Під час зворотного ходу в іншого блоку протягується верхня площина і привальна площина з боку клапанної коробки. Таким чином, кожен блок обробляється на верстаті двічі - за кожен подвійний хід повзуна з верстата знімають один блок, оброблений у чотири переходи.

При обробці цих поверхонь знімається велика кількість металу і виникають значні зусилля різання, тому встановлення і кріплення блоків повинні бути надійними. Блоки встановлюють на оброблені бічні площини і базують у перпендикулярному до оброблюваних напрямку по чорнових торцях бобишок фланця нижньої частини.

При обробці на горизонтальному барабанному верстаті на його барабані встановлюють шість-вісім блоків, які обробляють двома парами фрез. Блоки встановлюють і знімають під час руху барабана.

Незважаючи на жорсте кріплення заготовок і розподіл припуску на два переходи, може спостерігатися короблення блоків під час цієї обробки і неплощинність обробки поверхонь (особливо в багатоциліндрових блоків). Для виправлення цієї похибки послідовно шліфують обидві площини на плоскошліфувальних верстатах або тонко фрезерують верхню і нижню площини окремо.

Іноді блоки фрезерують, а потім шевінгують з глибиною різання 0,01...0,2 мм. Щоправда, застосування цього методу ускладнено необхідністю точно витримувати припуск на шевінгування і відносно невисокою стійкістю ножів.

Обробка передніх, задніх і бічних площин блока. Передні і задні торцьові площини обробляють звичайно на чотирьохшпиндельних барабанно-фрезерних і поздовжньо-фрезерних двосторонніх верстатах. Обробка бічних площин здійснюється на поздовжньо-фрезерних двосторонніх верстатах або на односторонніх верстатах з агрегатними фрезерними головками для одночасної обробки декількох поверхонь, розміщених під різними кутами. Іноді використовують горизонтальні протяжні верстати, в яких подачу здійснює стіл з закріпленою на ньому заготовкою.

Обробка основних отворів циліндрів. При виготовленні блоків без гільз основні отвори циліндрів розточують та хонінгують.

Розвірчування основних отворів циліндрів у блоках застосовується рідше, ніж у гільз, тому що при розвірчуванні не виправляються похибки розташування осей основних отворів циліндрів, які залишаються після попереднього розточування. При обробці ж гільз ці похибки можна виправити.

Перше і друге розточування отворів циліндрів виконують складальними розточувальними головками (4…6 різців з різальними твердосплавними пластинками). Припуски на сторону складають: 2,0…2,8 мм - при першому розточуванні, 0,8…1,0 мм - при другому. Чистове розточування виконують одним чи двома різцями з пластинками з твердого сплаву. Припуск - 0,5…0,6 мм на сторону. Ці операції виконують на вертикальних чи багатошпиндельних розточувальних верстатах. Одночасно обробляються всі циліндри блоку. Для тонкого розточування застосовують відповідні багатошпиндельні верстати, які знімають припуски 0,12…0,2 мм.

Хонінгування циліндрів переважно виконують у дві операції - попереднє й остаточне (дзеркальне) на багатошпиндельних вертикальних верстатах, причому всі циліндри обробляють одночасно. У першій операцій витримують задані допуски на всі отвори. Під час другої операції, в основному, поліпшують поверхні. Загальний припуск на хонінгування не перевищує 0,07…0,1 мм на діаметр.

Для попереднього хонінгування використовують карборундові бруски зернистістю 170…180, для кінцевого - такі ж бруски зернистістю 400…500. Обидві операції виконують з охолодженням гасом.

Після першого і другого розточування циліндрів фасочними різцями знімають фаски з двох сторін отворів циліндрів.

Обробка циліндрів двигунів з гільзами має певні особливості. Циліндри під сухі гільзи двічі розточують і після цього однократно хонінгують, що дозволяє одержати гладку поверхню і хороший контакт (повне прилягання) зовнішньої поверхні гільзи до стінок циліндра. Це полегшує відведення тепла від стінок.

При обробці блоків під встановлення мокрих гільз звичайно обмежуються триразовим розточуванням посадочних поверхонь під пояски гільз чи дворазовим розточуванням і развірчуванням цих поверхонь. Для цього також застосовують спеціальні головки для одночасного розточування гнізда під фланець гільзи і зняття фаски на нижній частині циліндра.

Основні отвори циліндрів із вставками попередньо розточують на всю довжину дзеркала, потім двічі розточують посадочну поверхню під вставки. Після запресовування вставок циліндри обробляють остаточно спільно з вставками (двічі розточують і хонінгують).

Обробка гнізд під корінні підшипники і підшипники розподільного вала. Обробка гнізд під вкладиші корінних підшипників поділяється на два етапи: попередню обробку до складання блоку з кришками підшипників і їх остаточну обробку в зборі.

Попередню обробку поверхонь гнізд під вкладиші корінних підшипників часто поєднують з обробкою привальних площин кришок і замків, які центрують ці кришки. Поверхні отворів під вкладиші корінних підшипників попередньо обробляють фрезеруванням, протягуванням чи розточуванням.

При фрезеруванні використовують набірні фрези, встановлені на одній оправці, для обробки привальних поверхонь. Обробку здійснюють на поздовжньо-фрезерних верстатах великої потужності, встановлюючи кілька заготовок для їхнього послідовного фрезерування.

Через те, що фрезерування є трудомісткою обробкою, частіше застосовують протягання всіх поверхонь (напівциліндр, замки і площина рознімання з кришкою) за один хід. Цю обробку, як було зазначено вище, часто поєднують із протягуванням нижньої площини на спеціалізованих протяжних верстатах. При використанні барабанно-фрезерних верстатів для обробки основних площин протягання поверхонь під вкладиші і кришки корінних підшипників виділяють у самостійну операцію, використовуючи для цієї мети спеціальні горизонтально-протяжні верстати. Довжина такого протягування - понад 3 м.

При фрезеруванні поверхонь під вкладиші і кришки корінних підшипників застосовують протягування замків як чистову обробку. Воно забезпечує точність по ширині і глибині паза в межах 0,08…0,15 мм на всій довжині блоку. Оскільки вимоги до точності посадки кришок підшипників ковзання з тонкостінними вкладишами звичайно вище зазначених величин (допуск на ширину пазів 0,015...0,03 мм, допуск по всій довжині блоку на симетричне розташування замків 0,02 мм і непаралельність посадочних поверхонь по всій довжині блока 0,015...0,01 мм), то перед складанням блока з кришками здійснюють ще одну операцію з протягування замка - калібрування.

Попереднє розточування напівциліндрів під вкладиші корінних підшипників через низьку продуктивність застосовується рідко. Цю обробку виконують на розточувальному двосторонньому верстаті, поєднуючи її часто з попереднім розточуванням отворів під розподільний вал.

Обробка гнізд під вкладиші корінних підшипників і отворів під розподільний вал після складання блоку з кришками складається з таких операцій:

1) зенкерування гнізд під вкладиші корінних підшипників і підшипники розподільного вала;

2) попереднє розточування обох рядів отворів;

3) чистове розточування;

4) тонке розточування.

Між третьою та четвертою операціями запресовують втулки під розподільний вал.

Ці операції виконують на автоматичних лініях, які складаються з агрегатних розточувальних верстатів, зв'язаних транспортером для передачі заготовок з позиції в позицію. Базують блок по його нижній площині і двох встановлювальних отворах.