CN1224647A - 一种发动机缸套珩研加工工艺及设备 - Google Patents
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Abstract
一种发动机缸套珩研加工工艺及设备,其加工设备由控制操纵器、研磨剂供给器、珩研头和夹具组成,加工时,珩研头上的研磨片贴合在缸套内壁上,由珩研头带动进行上下往复直线运动和旋转运动,同时不断向缸套内加入研磨剂,研磨剂采用碳化硅与研磨油混合制成,采用本发明的工艺和设备,可使缸套内表面具有一定的粗糙度和固化层及必要的残余压应力,有利于形成不连续且均匀分布的贮油穴,提高了缸套内表面的抗疲劳强度、抗磨性及使用寿命,满足了增压式发动机提高功率的使用要求,解除了磷化处理对环境污染的影响。
Description
本发明涉及一种发动机缸套的加工工艺及机械设备。
在民品汽车方面，《组合机床与自动化加工技术》杂志1997年第2期登载的文章“发动机主要零件的加工工艺和设备”详细地介绍了汽车缸套的加工，文章对缸套内表面加工的设备及工艺做了详细地介绍，在缸套的最后精加工中采取珩磨后刷珩磨加工方式，此种工艺方式获得的缸套内表面质量由附图可知为连续沟槽与一定平面相间形状，一方面，沟槽用于贮油，工作时形成润滑油膜，另一方面平面起到支撑活塞作用，增加强度。不利方面是沟槽为连续型，易造成应力集中，用在增压式发动机上，满足不了要求，整体寿命降低。在军品方面，通常采用平顶珩磨后磷化处理，目的是为了获得均匀的贮油穴，由于影响磷化处理的因素很多，很难得到理想的磷化表面，导致在增压式发动机工作时，活塞环和缸套之间的油膜不完整，降低活塞环和缸套的寿命，另外磷化处理后，环境污染也十分严重。
本发明的目的是要提供一种可提高发动机缸套内表面质量的发动机缸套珩研加工工艺及设备。
本发明的解决方法是采用带有研磨片的珩研头与研磨剂对缸套内表面进行精加工。研磨剂采用碳化硅与研磨油混合制成，体积比为1份研磨油配0.7-1份碳化硅，碳化硅的型号为W20、W28、W40,W28号碳化硅效果最佳，研磨油可选用20号或10号机床机油。为使珩研效果更好，可在研磨油中兑入少量煤油，研磨油与煤油的体积比为100∶0.1-0.2。加工时，研磨片贴合在缸套内壁上，由珩研头带动进行上下往复直线运动和旋转运动，同时不断向缸套内加入研磨剂，珩研头直线运动速度为每分钟7-9米，旋转速度为每分钟50-180转，珩研上下往复加工次数为120-150次，研磨剂的供给量为600-1200毫升，分16-22次加入，珩研压力为0.9-1.4bar。
本发明的加工设备由控制操纵器、研磨剂供给器、珩研头和夹具组成，其中珩研头主要由基体、研磨片、锥体组成，锥体在基体中，基体上有两个密封滑块和四个传递压力滑块，均匀分布，两个密封滑块相对应，研磨片是两个半圆筒组成的筒状体，密封滑块与两片研磨片缝隙之间有密封条，传递压力滑块与研磨片的内壁之间有滚柱，锥体有外锥面和内锥面，传递压力滑块和密封滑块有接触面，外锥面与接触面相接触，传递压力滑块和密封滑块装有销，销与内锥面相接触，研磨片的上、下两端外壁分别套有弹簧圈，基体的底部装有挡板，基体与研磨片之间有圆柱销，研磨片的外壁上有纵向槽，纵向槽的中下部有隔断，基体的顶端连接控制操纵器的连接杆，锥体的顶端连接控制操纵器的压杆，其中研磨片可采用45号钢材制成，硬度为HB200-250。对缸套进行珩研加工时，夹具夹紧缸套，研磨剂供给器的喷嘴对准缸套内腔，将珩研头放入缸套内，在控制操纵器的控制下，连接杆带动珩研头旋转和上下运动，压杆下压锥体，锥体的外锥面压迫基体中的传递压力滑块，使传递压力滑块涨出，通过滚柱将压力传递给研磨片，使研磨片与缸套内表面贴合，从而产生珩研压力，同时研磨剂供给器通过喷嘴向缸套中注入研磨剂，对工件内表面进行切削、滚压加工。加工完毕后，连接杆停止运动，上提压杆，通过弹簧圈、销使研磨片回位。密封滑块和挡板可阻止研磨剂进入珩研头中。
采用本发明的工艺和设备，可使缸套内表面形成合理的表面特征，具有一定的粗糙度和固化层及必要的残余压应力，有利于形成不连续且均匀分布的贮油穴，提高了缸套内表面的抗疲劳强度，提高了缸套的抗磨性及使用寿命，满足了增压式发动机提高功率的使用要求，使用寿命提高了10％以上，解除了磷化处理对环境污染的影响。
加工后缸套内表面技术指标为：
尖端波纹：Pc5-20％ 0.3-20μm
芯部波纹：Pc20-80％ 1.0-3.5μm
深度波纹：Pc80-95％ 0.5-2.5μm
粗糙度 ：R3z=3.0-6.0μm
轮廓深度：Pt=4.0-14μm
粗糙度 ：Ra=0.6-1.2μm
波纹度 ：Wt=0-4.6μm
峰值数 ：150-300个/cm
以下结合附图及实施例对本发明进一步说明：
图1为本发明的示意图；
图2为珩研头的剖视图；
图3为图2的A-A剖视图。
本发明的加工设备由控制操纵器19、研磨剂供给器23、珩研头20和夹具22组成，其中珩研头20主要由基体1、研磨片2、锥体3组成，锥体3在基体1中，基体1上有两个密封滑块4和四个传递压力滑块5，均匀分布，两个密封滑块4相对应，研磨片2是两个半圆筒组成的筒状体，密封滑块4与研磨片2缝隙之间有密封条16，传递压力滑块5与研磨片2的内壁之间有滚柱6，锥体3有外锥面7和内锥面9，密封滑块4和传递压力滑块5有接触面8，外锥面7与接触面8相接触，密封滑块4和传递压力滑块5有销10，内锥面9与销10相接触，研磨片2的上、下两端外壁分别套有弹簧圈11，基体1的底部装有挡板12，基体1与研磨片2之间有圆柱销15，研磨片的外壁上有纵向槽13，纵向槽13的中下部有隔断14，基体1的顶端连接控制操纵器19的连接杆17，锥体3的顶端连接控制操纵器19的压杆18，研磨剂供给器23有喷嘴24。
对缸套进行加工时，研磨片贴合在缸套内壁上，由珩研头带动进行上下往复直线运动和旋转运动，同时不断向缸套内加入研磨剂，珩研头直线运动速度为每分钟8米，旋转速度为每分钟100转，珩研上下往复加工次数为120次，研磨剂的供给量为900毫升，分20次加入，珩研压力为1.2bar，研磨剂采用碳化硅W28与20号机床机油混合制成，体积比为1∶1。
加工后缸套内表面技术指标如下：
尖端波纹：Pc5-20％ 7.5μm
芯部波纹：Pc20-80％ 2.0μm
深度波纹：Pc80-95％ 1.5μm
粗糙度 ：R3z=4.7μm
轮廓深度：Pt=10.5μm
粗糙度 ：Ra=0.89μm
波纹度 ：Wt=2.5μm
峰值数 ：228个/cm。
Claims (3)
1、一种发动机缸套珩研加工工艺，是将研磨片贴合在缸套内壁上，由珩研头带动进行上下往复直线运动和旋转运动，同时不断向缸套内加入研磨剂，珩研头直线运动速度为每分钟7-9米，旋转速度为每分钟50-180转，珩研上下往复加工次数为120-150次，研磨剂的供给量为600-1200毫升，分16-22次加入，珩研压力为0.9-1.4bar，其中研磨剂采用碳化硅与研磨油混合制成，体积比为1份研磨油配0.7-1份碳化硅，碳化硅的型号为W20、W28、W40。
2、根据权利要求1所述的珩研加工工艺，在研磨油中兑入少量煤油，研磨油与煤油的体积比为100∶0.1-0.2。
3、一种发动机缸套珩研加工设备，由控制操纵器、研磨剂供给器、珩研头和夹具组成，其特征在于：珩研头主要由基体、研磨片、锥体组成，锥体在基体中，基体上有两个密封滑块和四个传递压力滑块，均匀分布，两个密封滑块相对应，研磨片是两个半圆筒组成的筒状体，密封滑块与两片研磨片缝隙之间有密封条，传递压力滑块与研磨片的内壁之间有滚柱，锥体有外锥面和内锥面，传递压力滑块和密封滑块有接触面，外锥面与接触面相接触，传递压力滑块和密封滑块装有销，销与内锥面相接触，研磨片的上、下两端外壁分别套有弹簧圈，基体的底部装有挡板，基体与研磨片之间有圆柱销，研磨片的外壁上有纵向槽，纵向槽的中下部有隔断，基体的顶端连接控制操纵器的连接杆，锥体的顶端连接控制操纵器的压杆。
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