автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Повышение эффективности технологии восстановления цилиндровых отверстий в условиях мелкосерийного производства

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРИЙ УНИВЕРСИТЕТ

П0ВНШТСТ31Е ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЦИЛИНДРОВЫХ ОТВЕРСТИЙ В УСЛОВИЯХ МЕЛКОСЕШЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Специальность: 05.20.03 - эксплуатация, восстановле-гае и ремонт сельскохозяйственной техники .

РГ Б ОД

На правах рукописи

ЗЕШ1АЛ0В Исабалы Пуса 01

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Сянкг-Пете^б^г - Пушкин

Работа выполнена на кафедре технологии конструкционных материалов Санкт-Петербургского государственного аграрного университета.

Научный руководите^,

Официальные оппоненты

- доктор технических наук, профессор БУЕВ А.А.

- .Заслуженный деятель науки

и техники, доктор технических наук, профессор АЛЖЛУИЗ В.Л.

Ведущее предприятие:

кандидат технических наук, директор лизингового центра АО "С.-Петербург фермерам" ШАЛЛБЛКОВ В.П.

АО "Двигатель"

Защита состоится Цк?Н$ 1994 года в 14 час.30

мин. на заседании специализированного совета К 120.37.05 по 8ащите диссертаций Санкт-Петербургского ордена Трудового Красного Знамени государственного аграрного университета по-адресу: 189620, С.-Петербург - Пушкин, Академический проспект, дом 23, ауд.719.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке С.-Петербургского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан »М" моей 1994

года

Учений секреяарь специализированного совета к.т.н., доцент

Д.И.Николаев

. ОЩЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш. Повышение эффективности производства на основе научно-технических достижений - острейшая потребность современного этапа развития народного хозяйства. Одним из главных направлений интенсификации общественного производства является совершенствование технологических процессов ремонта сельскохозяйственной техники, что будет способствовать более эффективному использованию материальных, энергетических и людских ресурсов.

ГУофективность использования тракторов и сельскохозяйственных машин может быть существенно повышена за счет улучшения качества отремонтированной техники и снижения затрат на запасные части.

В ряду деталей дшгателей.в значительной мере определяющих их послеремонтный ресурс, стоят цилиндры двигателя или их гильзы.

' Анализ применяемых технологических процессов восстановления цилиндров и гильз цилиндров на ремонтных предприятиях страны показывает, что они не в полной мере обеспечивают выполнение технических требований на геометрические параметры цилиндра и в первую очередь на его конструкторские базы. Имеются большие резервы повышения качества восстановления цилиндров двигателей путем совершенствования фиштных операций в условиях мелкосерийного ремонтного производства.

Цель работы. Повышение эффективности .'Технологии восстановления цилиндровых отверстий в условиях мелкосерийного производства за счет обоснования, разработки и исследования новых технологических операций, специального инструмента и схем базирования.

Ой^Жт^РМЖ^ШУЛ- Восстанавливаемые цилиндры двигателей д-37, д_ м4.

Научная новизна. Теоретически обоснован расчет минимально необходимой толцины металлического покрытия, привариваемого к зеркалу восстанавливаемого тритндра, как в номинальный,так и л ремонтные размеры, выявлены технологические факторы, оказывающие влияние на погрешность базирования восстанавливаемых цилиндров и дана их количественная оценка; предложены аналитические выражения для определения режимов обработки и выбора лезвийного инструмента, характеристик алмазных брусков, обеспечивающих получение технологической иероховатости зеркала

цилиндра, близкой к эксплуатационной шероховатости, дана оценка обрабатываемости металлических покрытий, привариваемых контактным методом к цилиндровым отверстиям на различных технологических операциях.

Практическая ценность, 11а основании проведенных исследований предложены усоврршенствованиые технологические процессы восстановления .цилиндровых, отверстий с применением контактной приварки металлического слоя и в ремонтный размер, разработаны и рекомендованы специальная технологическая оснастка для восстановления технологических баз цилиндров, доя снижения погрешности установки щлиндров, для реализации совмещенных операций - расточки и хонингования на вертикально-расточном станке. Предложена схема резания на совмещенной операции при окончательной обработке цилиндров^ отверстий.

Внедрение. Результаты исследований переданы в ВНПО "Рем-деталь" в Тосненское РГП Ленинградской области, в 1ГЩ "Т1Щ" и приняты к внедрению.

Апробация работы. Основные положешгя диссертационной работы доложены и .одобрены на научных конференциях Санкт-Петербургского государственного аграрного университета в 19861993 годах;.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 научных статьи.

. Структура и объем диссертации. .Пяссертация состоит из введения, 6,разделов, выводов, списка использованной литературы изЦр наименований, ив которых на иностранных языках, и з приложений. Работа изложена на ¡ УЬ страницах машинописного текста, включает рисунков и таблиц.

Положения, выносимые на защиту.

• I. Методика расчета минимально необходимой толщины привариваемой ленты к восстанавливаемой внутренней поверхности цилиндров должна учитывать ремонтно-технический припуск на предварительную расточку зеркала цилиндра.

2. На первое этапе восстановления цилиндров двигателей должны быть восстановлены в ремонтные размеры их технологические базы.

3. Совмещение расточной и хонинговальной операции на расточном станке и выполнение ее на режимах, характерных для лезвийной обработки сверхтвердым инструментальным материалом (композит-01, 10 и т.п.) при пониженных давлениях алмазных

брусков (О,IG...О,2 Ша) позволяет формировать технологическую шероховатость зеркала цилиндра,по своим параметрам приближающуюся к эксплуатационной.

СОДКШИНЕ РЛБОТН

Введение■ Обоснована актуальность теш и изложены основные положения, выносимые на защиту.

И первом разделе "Состояние вопроса и задачи исследования" на основе материалов литературных источников и производственного опыта ремонтных предприятий рассмотрены вопросы, связанные с состоянием технологии восстановления одной из ответственных конструкторских баз двигателей - цилиндровых отверстий. Выполнен анализ существующих методов и способов восстановления гильзовых отверстий, маршрутов восстановления и его отдельных технологических операций, связанных с нанесением металлических покрытий на изношенную поверхность зеркала ншгиндра и их механической обработкой. Установлено, что для дальнейшего повышения качества восстановления цилиндров двигателей необходимо технологическими средствами обеспечивать отклонение от перпендикулярности осей цилиндров к оси вращения коленчатого вала в жестких пределах, соответствующих техническим требованиям на новые детали.

Не решены вопросы обоснованного определения толщины металлических покрытий, что вызывает низкую точность формы и геометрических параметров восстанавливаемого цилиндра, низкую стойкость режущих инструментов, выполняющих процесс резания в зонах сплавления металлического покрытия с чугуном основания.

Для улучшения технико-экономичеснюс показателей в условиях мелкосерийного производства необходимо исследовать возможность совмещения отдельных технологических операций, обязательных в условиях серийного и крупносерийного ремонтного производства.

Научной основой работ по повышению качества восстановления деталей двигателей являются труды Е.П.Воловика, Л,Л.Зуева, В.И.Казарцева, В.М.Кряжкояо, П.М.Крйвенко, М.А.Масино, H.H. Маплова, И.Л.Мишина, С.О.Некрасова, Л.В.Паляченко,. В.И.Черно-ипанова.

Исследованию технологических процессов восстановления гильз цилиндров посвящены работы К.Андронова, Н.Д.Бойко, Б.М.Лстап-кевича, Б.М.Варинова, М. А.Григорьева, С.С.Некрасова, В.И.Усен-

3

ко, А.Д.Иернана, Ю.Г,Шнейдера, Г.Я.«июльского.

Однако результаты этих исследований не затрагивают вопросы, связанные с базированием восстанавливаемых цилиндров, с повышением обрабатываемости металлических покрытий, нанесенных на внутреннюю поверхность, с созданием технологических методов и средств, обеспечлваквдос получение технологической шероховатости, максимально приближенной к эксплуатационной иа зеркале цилиндров.

На основании обзора и проведенного анализа исследований по восстановлению цилиндровых отверстий были поставлены следующие основные задачи: ¡^усовершенствовать технологический процесс восстановления гильз цилиндров с использованием контактной приварки стальной ленты к зеркалу цилиндра; 2)вш-вить конструктивно-технологические факторы, оказывающие влияние на погрешность базирования восстанавливаемого цилиндра; 3)разработать расчетно-теоретический метод определения минимальной толщины металлопокрытий на изношенную поверхность цилиндровых отверстий) 4)разработать технологический метод!; окончательной обработки зеркала цилиндра в условиях мелкосерийного ремонтного производства, обеспечивающего высокие эксплуатационные свойства его поверхности-, 5)иоследовать возможность использования при механической обработке восстанавливаемого цилиндра двигателя метода совмещения технологических операций расточки и хонинговатш; 6)произвести производственную проверку разработанным технологическим процессам восстановления цилиндров двигателей и технологической оснастке.

Бо втором разделе дан анализ конструктивно-технологических факторов, влияющих на качество восстановления цилиндров двигателей. У цилиндров двигателей (Д-37М, Д-144), поступающих -на восстановление, нижний посадочный поясок имеет заметное коробление по торцевой поверхности и значительное отклоне-' ние формы по наружной цилиндрической' поверхности, угловое расположение и радиальное смещение оси зеркала цилиндра относительно ее номинального положения, получаемое при предшествующих расточках в I или И ремонтные размеры.

Суммарное смещение восстанавливаемого в очередной ремонтный размер оси цилиндра в зоне верхнего посадочного пояска относительно нижнего посадочного пояска, служащего на расточной операции установочной технологической базой, по базовой технолога« составит:

4

ДСМо = /лсм* АсПщн(I)

где Асм$- смещение оси цилиндра в процессе изготовления цилиндра;

АсМр- смещение оси цилиндра в процессе предшествующих

ремонтных воздействий; ЛсМи^ смещение оси цилиндра за последний период его эксплуатации в результате дальнейшего неравномерного износа и короблешш нижнего пояска,' являющегося конструкторской базой; Дсм^- смещение оси цилиндра при рассматриваемом восстановлении по базовой технологии. Каждое очередное восстановление цилиндра двигателя путем его расточки в ремонтный размер существенно снижает его качество за счет дальнейшего углового смещения его оси, о чем свидетельствуют в формуле (Т) слагаемые Лсмри ЛсМ^. Предложенная операция по обработке технологических баз нижнего посадочного пояска цилиндра двигателя позволила восстановить положение оси зеркала цилиндра до уровня завода-изготовителя

Л СМ = 4 Л2Сму2 '

где Дсм0- остаточное смешение оси зеркала цилиндра в результате упругих доЕормаций системы СПИД; Дсма- смещение оси зеркала цилиндра на расточной операции по предлагаемой технологии. Предложенная операция по восстановлению технологических баз нижнего посадочного пояска цилиндра позволила снизить погрешность установки Л^.,, на предварительной расточной операции, предшествующей контактной приварке стальной ленты. Погрешность установки равна:

Ау,= V Д2! + А% + А%Р ' (2)

где А<5* - погрешность базирования;

Дз - погрешность закрепления цилиндра; Апр - погрешность приспособления. Погрешность базирования по базовой технологии:

д'б = /л'ср + Лк (3)

где Ау> - погрешность форг/и наружной поверхности'нижнего пояска;

/\к - погрешность в угловом смещении оси цилиндра относительно оси шпинделя расточного станка и номинально-

го положения в результате коробления торцовой поверхности нижнего пояска;

погрешность в радиальном смещении оси от зазора цилиндра в установочном приспособлении.. При восстановлении технологических баз по предлагаемой технологии погрешность базирования практически будет равна:

Дзч (4)

Ремонтно-технологический припуск на предварительную расточку цилиндра под приварку стальной ленты будет составлять:

2*р.7 = ~1Ъ<+2Т +Аиуп + ТЬг (5)

где ДАт- соответственно поля допусков при расточке в ремонтный размер.и на предварительную расточку; ¿7- - технологический припуск; Ащн ~ износ цилиндрового отверстия; ¿р - ремонтный припуск. Технологический припуск равен минимальному припуску на расточную операцию: % т - ¿? ¡т1ГР

Тогда = 2 (Я*о + Т0 + )/Лсма+ ЛI ) (6)

где Кцо)Тс АсИо соответственно высота неровностей, глубина

дефектного слоя, суммарное смещение оси восстанавливаемого цилиндра 5 Л.^ - погрешность установки цилиндра на расточной операции.

Износ цилиндра Ди}н соответствует эксплуатационному износу и должен быть найден исходя из статитстической обработки необходимой■партии восстанавливаемых цилиндров в зоне наибольшего изнашивания. Ремонтный припуск ¿р численно равен 'остаточной толщине приваренной ленты, при которой по достижению предельного износа приваренная лента не потеряет жесткости и не вспучится, нарушая геометрическую форму зеркала цилиндра, или режущий инструмент не будет резать в зоне сплавления металла ленты и чугуна основания (цилиндра).

Ремонтно-технологический припуск на весь маршрут механической обработки приваренной ленты равен:

¿р.т = ТА + ТЬ5 + ТА (7)

где соответственно поля допусков диаметров

отверстий цилиндра на приварку стальной

лентн, предварительную расточку, бесцентровое внутреннее шлифование, хонингование; ^ . г соответственно минимальные припуски на расточку, внутреннее шлифовать и хонингование. Минимальный пртлпуск на операции расточки цилиндра с приваренной лентой может быть рассчитан по формуле:

2 (К* , + Т} + /лЪи (в)

где Ир Т- соответственно шероховатость и дефектный слой • приваренной контактным способом стальной ленты; Дс/уь смещение (деформация) оси цилиндра шеле приварки лентн;

•Ау;,- погрешность установки на второй расточной операции .

Поскольку вторая расточная операция выполняется по той же схеме базирования цилиндра как и первая, то

Лсм4 - ; а А у а, -А^ (9)

На операции внутреннего бесцентрового шлифования

2 + / АЪма. + ' ) (го)

где {(¿^ - высота неровностей поверхности после расточки; /\CMz~ эксцентриситет внутренней поверхности относительно наружной поверхности установочных поясков; ДЦъ - погрешность установки на вращающихся роликах станка.

На хошшговплъной операции:

^ + %) (Ш

где - соответственно высота неровностей и дефектный

3' слой после шлифовальной операции.

Величины допусков 72^,72^ Т2>$ должны быть определены эмпирически на основе статистической обработки результатов экспериментальных исследований на всех операциях маршрута восстановления цилиндров.

Толщина металличрекого покрытия,наносимого на зеркало цилиндра, восстанавливаемого в номинальный размер, равна

+ ¿р.т^-ТЫЯрг^)] (12)

где Дн и Др. - соответственно номинальный и 2-й ремонтный диаметры цилиндра двигателя. При восстановлении цилиндров двигателей необходимо обеспе-

чить не только геометрические параметры зеркала цилиндра, но и точность расположения его оси относительно конструкторских баз двигателя.

. После восстановления нижнего посадочного пояска по предложенной технологии радиальное смещение оси зеркала цилиндра в зоне нижнего пояска относительно номинального положения

будет равно: г~3-——у

АсмР=уА*р+Ар (13)

где Дур - погрешность установки цилиндра двигателя на расточной опера.ции;

Ар - погрешность обработки на расточной операции.

Смещение оси зеркала цилиндра в зоне верхнего пояска цилиндра и нижней кромки будет составлять __

дсм г ^¡(Л )2 ' (14)

где ¿Г - расстояние от нижнего опорного пояска до верхнего пояска (кроши) цилиндра; - расстояние от нижнего опорного пояска до нижней кромки" цилиндра;

С/ - - диаметр наружный шшшго посадочного пояска;

АсМуС угловое смещение оси зеркала в зоне нижнего посадочного пояска после его восстановления.

Третий раздел посвящен описанию методики исследований, применяемых оборудованию, приборов, специального инструмента. Общей методикой предусматривались следующие этапы:

- оценка техшгческого состояния цилиндров двигателей Д-37 и Д-144, поотупащих на восстановление;

- оценка технического состояния цилиндров двигателей на отделочных технологических операциях их восстановления;

- экспериментальные исследования отдельных технологических операций с целью оптимизации их режимов и условий выполнения ;

- разработка и выбор рационального маршрута восстановления цилиндров;

- производственные и эксплуатационные испытания восстанавливаемых цилиндров двигателей по различным маршрутам.

При оценке технического состояния цилиндров двигателей Д-37 и Д-144, поступавдих на восстановление, определялись: износ зеркала цилиндра, коробление упорной плоскости нижнего 8

пояска, износ наружной поверхности нижнего пояска, радиальное биение наружной поверхности пояска относительно оси цилиндра, смещение оси цилиндра в зоне верхнего пояска, коробление верхней плоскости цилиндра, эксплуатационная шероховатость, дефектный слой поверхности зеркала цилиндра (риски, задиры и т.п.). величина допускаемой предельной погрешности измерения устанавливалась согласно ГОСТ 8.051-73, а выбор измерительных средств производился по методике стандарта СТ СЭВ 303-76.

Для записи шероховатости поверхности и отклонения от круглости внутренней поверхности цилиндра двигателя использовался самопишущий прибор ТАУ1-ОЙ-НО&ЗОМ.

Электроконтактная приварка стальной ленты к внутренней поверхности цилиндра выполнялась на установке БГОО "Ремде-таль" 0КС0П-1-П. Лента толщиной 1,0...2,0 мм использовалась из стали 65Г, ЗОХГСА и 20Х. Предварительная расточка цилиндров под приварку ленты провизводилась на станке 2Е78П. После электроконтактной приварки стальной ленты механическую обработку выполняли на бесцентрово-шлифовальном станке С111-64 и вертикально-хонинговальном 31183 алмазными брусками.

При бесцентровом шлифовании были использованы абразивные бруски, специально изготовленные во ВШАП1Е, следующих характеристик: 24А 16СНГ7К5; 91А25СМ17К5; 63С16СМ27КЮ, 24А/СК25/ 100 50/50 8К5; 91А16И37К5; 91А16СМ17К5. Па расточном станке использовались резцы ВКЗМ, режущая керамика - картинит, композит 01, композит 10.

На хонинговальном станке использовались алназные бруски следующих характеристик: ЛОГМО/28100-М2-01; АСМ63/50100М2-01; АС1В0/6310Ш2-01; АСМ28/20 100 М2-01; АСШ00/80 100 М2-01; АСУ28/20 100-М1.

Установлено (рис.1) значительное угловое смещение оси зеркала цилиндра относительно номинального положения, измеряемого в зоне нижнего посадочного пояска. Б зоне верхней кромки зеркала цилиндра в радиальном выражении оно достигало значений 0,22 мм (осг£^02). для цилиндров, прошедших ранее расточку в I ремонтный размер,и значений до 0,33 мм - для цилиндров, уже дважды бывших на восстановлении (ось ).

Введение технологической операции по восстановлению' нижнего посадочного пояска, позволило получить его геометрические параметры в соответствии с ТУ чертежа, а после расточки

9

00 - номинальное положение; О^ - по предлагаемой технологии;

~ по типов°й технологии в рем. размер;

ОдО-э - го типовой технологии во 2-ой рем.размер; С4С4 - по типовой технологии год приварку ленты.

цилиндра .двигателя на восстановленных базах смещение оси цилиндра в зоне верхней кромки не более 0,07 мм (ось 0/0f),

При разработке технологии восстановления цилиндров двигателя с применением контактной приварки стальной ленты были использованы возможности как лезвийной, так и абразивной обработок. Лезвийный инструмент был испытан в г.Ленинске на специальном 4х шпиндельном вертикально-расточном станке. В качестве инструментального материала для расточных резцов применяли ВК8, RK6 и гексанит-Р (композит 10).

Результаты испытаний свдительствуют об очень низкой обрабатываемости лезвийным инструментом приваренной стальной ленты и из стали 65Г и стали 20Х.

Стойкость даже сверхтвердых резцов гексанит-Р не превышала 8...9 мин. для стали 65Г и II...12 мин. - для стали 20Х. Твердость приваренной ленты из обеих сталей в зоне механической обработки находилась в пределах НЙС 32...70 (65Г) ' и Н R С 24...67 ( 20Х). Удалось увеличить стойкость резцов гексанит-Р почти в 1,5 раза за счет отпуска (нагрев до 350... 400°С) цилиндров с приваренной лентой 65Г. Твердость при этом снизилась до HRC 25...54. Однако полученные результаты нельзя считать приемлемыми для практики.

При бесцентровом шлифовании на станке СШ-64 за период стойкости кругами 9IAI6CMI7K5 и 9IA25CMI7K5 удавалось обработать 8...10 цилиндров с приваренной лентой из стали 65Г в то время как по технологии, предложенной ВИЛО "Ревдеталь" -только I...2 цилиндра при стойкости абразивных кругов I...2 мин.

Лабораторные исследования по выбору режимов обработки, инструментальных материалов и его геометрии, точности обработки и шероховатости поверхности выполняли на установках, созданных на базе вертикально-расточного станка 2Е78П и уо-нинговального станка 31183. Производственные испытания разработанных технологических процессов восстановлетш цилиндров двигателей проводил! на специализированном ремонтном заводе в г.Ленинске Узбекской ССР (программа 25 тыс.капитальных ремонтов двигателей Д-37 и Д-144 в год), в Тосненском РТП Ленинградской области при восстановлении цилиндровых отверстий в корпусах "вакуумных насосов, в НТЦ "ТВИД" при .восстановлении цилиндров автотракторшвс двигателей.

В четвертом разделе дан анализ состояния конструкторских

II

и технологических баз тдалиндров двигателей, поступивших на восстановление. В процессе эксплуатации нижний посадочный поясок цилиндра пластически деформируется, что нарушает его плоскостность и цилиндричность. Так, отклонение от плоскостности торца нижнего посадочного пояска цилиндра, используемого при расточке зеркала цилиндра в качестве установочной технологической базы достигало 0,150 мм при допустимом по ТУ до 0,05 мм.

В пятом разделе приведены результаты экспериментальных исследований по совершенствованию технологии окончательной обработки зеркала цилиндра двигателя.

Круглограммы, записанные на приборе с расточенных в. ремонтный размер цилиндров двигателем, показали, что отклонение от цилиндричности во всех сечениях не превышало 0,015 мм. Окончательный рабочий ход выполнялся резцом композит 01 при глубине резания 0,03...О,05 мм, подаче 0,1 мм/об и скорости 120 м/мин.

С целью снижения технологической себестоимости и трудоемкости механической обработки в условиях мелкосерийного ремонтного производства предложен метод совмещенной лезвийной и абразивной обработок за одну технологическую операцию. При этом комбинированный инструмент на вертикально-расточном станке позволял производить раздельно расточку и абразивную обработку, а также и их совместную обработку на режимах, принятых ддя расточки.

При расточке цилиндра шероховатость поверхности составила Rco = 0,30...0,75 мкм. Результаты исследований абразивной обработки показали, что при лнкЗой зернистости алмазных зерен с увеличением давления брусков величина шероховатости зеркала цилиндра увеличивается. Причем, при давлении Рр 0,60 Ша алмазные бруски быстро засаливаются. При предложенной схеме обработки алмазные бруски совершают вращательное движение с высокой скоростью резания ( 2,2...5,0 м/с) и подачей ¿> = 0,05...0,20 мм/об.

С уменьшением давления процесс резания стабилизируется и засаливания брусков не наблюдается, а величина шероховатости снижается до 0,12 мкм. Однако при давлении Р< 0,15 Ша шероховатость поверхности повышается, что связано со снижением интенсивности съема металла алмазными брусками и-сохранением шероховатости от лезвийной обработки.

12

Проведенные исследования по методике полного факторного эксперимента позволили установить математическую модель связи шроховатости зеркала цилиндра с технологическими факторами для скоростного хонингования в предложенном методе совмещенной лезвийной и абразивной обработок:

0,03.Р0-'9 (К)

Однородность выборочных дисперсий оценивали о помощйо критерия Кохрена, а проверку'адекватности результатов экспериментов проводили по Р -критерию Фишера.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований многочисленных авторов свидетельствуют, что для достижения высокой работоспособности поверхности необходимо создать на ней эксплуатационную шероховатость, которая формируется в результате приработки сопрягаемых поверхностей и сопровождается при этом заметным их износом.

С другой стороны необходимо стремиться получить эксплуатационную шероховатость технологическими методами, что позволит создать резерв в повшешш ресурса рассматриваемого сопряжения.

В настоящей работе сделана попытка получить эксплуатационную шероховатость зеркала цилиндра применением предложенного метода обработки (см.таблицу и рис.2).

Таблица

Геометрические параметры шероховатости внутренней

поверхности цилиндров двигателей Д-144

11»? пп Методы окнчатель-ной обработки /ц мкм мкм Кмлг, МКМ г, мкм -Ьр V & А

I Хонинго&сяни£. На чу. 0,2 2... 0,31 /, Ь'И... Х.ы И, 45 Н05 С>/3 л.м 5,56 2,Ь>!о3

2 ^ОН^ИГОЙИМЙ иа )а1ще. 3,6 0,64 2,3* 5,ьТ

3 /оимн гобание Ске 0.1Х-- 0,'А... 0,и£... (,1ГО и.-и.-еЛ» . С, 6 ОМ- 5ё1Г 0,85 /0,6 Цб./сГ^

4 ^-исппча'яиосч. щарохеЬЫос-Ть

Геометрические параметры технологической шероховатости зеркала цилиндра при скоростном хоганговаияи получены при IЗ.ЗЭ м/с, 3 = 0,05...0,1 мм/об, Р = 0,2...0,4 МПа алмазными брусками ЛСВ-28/20 М1 100. Анализ резулътатог исследований, приведенных в таблице, и характера расположения кш-

ТЗ

п

ОЛ

0,7 10

Рис.2. Кривие относительной опорной длины профиля шероховатости зеркала цилиндра двигателя Д-144 при различных методах окончательной обработки резанием

1 - эксплуатационная;

2 - скоростное хонингование;

3 - хонингование (на заводе-изготовителе)

вих относительной опорной длины профиля шероховатости зеркала цилиндра, полученной различными методами окончательной обработки резанием свидетельствует о возможности достижения эксплуатационной шероховатости разработанным технологическим методом скоростного хонингования с постоянной осевой подачей алмазных брусков.

Л тестом разделе приведены результаты производственных и эксплуатационных испытаний разработанных технологических процессов, оснастки и режущего инструмента для восстановления цилиндров двигателей Д-37М и Д-144 но различным технологическим маршрутам. На Ленинском ОРЗ Узбекистана предложенная технология восстановлетш цилиндров позволила обеспечить стабильные геометрические параметры зеркала цилиндра в пределах ТУ, шероховатость = 0,32 мкм, исключить вспучивание приваренной ленты и повысить стойкость абразивных кругов при бесцентровом исследовании до 15 раз за счет значительного снижения операционного припуска и использования абразивных кругов оптимальной характеристики.

В условиях Тосненского РТП была успешно испытана технология восстановления цилиндровых отверстий корпуса вакуумного насоса в ремонтный размер с применением совмещенной обработки - растопки л скоростного хонингования.

Разработанная технология обработки цилиндровых отверстий, выявленные модели зависимостей капества поверхности зеркала цилиндра от технологических факторов широко используются в НТЦ "ТВИД" при восстановлении автотракторных блоков цилиндров.

основные вывода

1. Теоретический анализ схемы полей припусков и допусков восстанавливаемого зеркала цилиндра на основе аналитических выражений выявил уровень влияния геометрических и технологических параметров, на минимально необходимую толщину металлопокрытия.

2. Теоретический анализ погрешностей установки восстанавливаемого цилиндра на основе аналитических выражений выявил необходимость восстановления технологических баз цилиндра, которые в процессе эксплуатации изнашиваются, деформируются и покрываются накипью и коррозией.

3. Предложенные аналитические зависимости обосновали минимально необходимую толщину металлических покрытий с учетом из-

т5

носа технологических баз, нарушения точности расположения оси цилиндра, погрешностей установки и межоперационннх припусков, и остаточной толщины приваренной ленты.

4. Экспериментальные исследования технологии восстановления цилиндров с использованием контактной приварки металлических покрытий установили}

- погрешность установки цилиндра на расточной операции достигает 0,24 мм, что выражается в угловом и радиальном смещении оси цилиндра относительно оси шпинделя, а введете операции по восстановлению технологических баз позволило довести погрешность установки цилиндров до 0,035 мм;

- минимально Необходимая толщина металлического покрытия на изношенную поверхность цилиндра в ближайший ремонтный размер составляет 0,65 ммi

- введение расточной операции с использованием сверхтвердых инструментальных материалов и выбор рациональной характеристики абразивных кругов более, чем в 5 раз, увеличило количество цилиндров, обрабатываемых одним абразивным кругом. Наибольшую стойкость показали круги 9Ш6СП17К5 и 91Л2ЙС1Л7К5;

- предложенный маршрут восстановления цилиндров обеспечивает погрешность формы в пределах 0,015 мм, а размеров - 0,02 мм при шероховатости Яои= 0,40...О,25 мкм.

5. Проведенные экспериментальные исследования технологии восстановления цилиндров в ремонтный размер позволили:

- установить возможность и целесообразность совмещения расточной и хонинговальной операций на одном вертикально-расточном станке и выполнения ее на следующих режимах: IT =120 м/мин, ¿"u/a = 0,03...0,05 мм, S =0,1 мм/об, резцы - компо-зит-01, алмазные бруски АСЛ.28/20 I.1I-I00, Р = 0,2...0,25 Ша, СОК - дизельное топливо;

- получить математическое описание процесса совместной лезвийно-алмаэной обработки;

- путем оптимизации режимов лезвийно-алмазной обработки по критерию шероховатости довести технологическую шероховатость до 0,13...О,18 мкм, что вплотную приближает к эксплуатационной ( 0,125...0,15 мкм).

6. Проведенные производственные испытания позволили установить, что предложенная технология восстановления зеркала цилиндров с применением контактной приварки металлического покрытия обеспечивает выполнение всех технических требований мер-

тежа, однако содержит ряд трудоемких операций, несмотря на их существенное совершенствование.

7. Производственные испытания подтвердили возможность максимального сближения технологической и эксплуатационной шероховатостей зеркала цилиндра и завершения его прирабаты-ваемости с поршневыми кольцами через 10...15 мин.обкатки двигателя.

8. Технологический процесс совмещения лезвийной и алмазной обработок был успешно испытан в Тосненском РТП при вое- ■ становлении цилиндровых отверстий в корпусах вакуумных насосов, в ПТЦ "ТШД" при восстановлении цилиндров автотракторных двигателей.

Основные положения диссертации опубликованы в следутацих работах:

1. Зейналов И.М. Расчетно-теоретические исследования погрешностей, возникающих на стадии механической обработки цилиндров двигателей Д-37М и Д-144 при их восстановлении. - Сб. научн.тр.: Повышение качества ремонта сельскохозяйственной техники. Л., 1987. - С.29-33.

2. Зуев A.A., Пыплако'в В.Г., Зейналов И.М. Шероховатость поверхности при обработке цилиндров двигателей комбинированным инструментом. М. - ВПИИТЭИагропрома, деп. под JS 440 ВС-89, - 12 с.

3. Зуев A.A., Цыплаков В.Г., Зейналов И.М. Влияние технологических факторов на шероховатость поверхности посадочных отверстий деталей при их совмещенной обработке. - Сб.научн.тр. Повышение эффективности ремонта энергонасыщенных сельскохозяйственных тракторов. Л., 1990. - С.50-56.

Подписано к печати 18.05.94

Формат 60x90 1/16 П.л.1

Тир.100

Бесплатно

Типография С.-ПГАУ, Г.Пушкин, ул.Комсомольская, 14