RU2685935C1 - Piston rings workpieces manufacturing method - Google Patents

Piston rings workpieces manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
RU2685935C1
RU2685935C1 RU2018100264A RU2018100264A RU2685935C1 RU 2685935 C1 RU2685935 C1 RU 2685935C1 RU 2018100264 A RU2018100264 A RU 2018100264A RU 2018100264 A RU2018100264 A RU 2018100264A RU 2685935 C1 RU2685935 C1 RU 2685935C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
receiver
robot
workpieces
molten metal
barrel
Prior art date
Application number
RU2018100264A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иосиф Исаакович Фейман
Original Assignee
Иосиф Исаакович Фейман
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Иосиф Исаакович Фейман filed Critical Иосиф Исаакович Фейман
Priority to RU2018100264A priority Critical patent/RU2685935C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2685935C1 publication Critical patent/RU2685935C1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D13/00Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force
    • B22D13/04Centrifugal casting; Casting by using centrifugal force of shallow solid or hollow bodies, e.g. wheels or rings, in moulds rotating around their axis of symmetry

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: method includes introduction of metered volume of molten metal into central hole of multi-seat casting block and hardening of workpieces. Robotic complex (RC) is used, containing continuously rotating centrifugal unit with vertical axis, on spindle of which cylindrical receiver is fixed with holes, with balancing and shutoff devices, robot with rotary gripper, accelerating and brake tables, vessel with molten metal, manipulator and periodically moving conveyor. Wherein multi-cavity casting block is pressed into steel barrel with holes on cylindrical part to be heated in furnace to 200 °C and delivered to RC, fixing the barrel in the rotor gripper of the robot, spinning it on the accelerating table and installing into the receiver, dosed volume of molten metal is fed into the central hole of the casting block by means of a manipulator. After solidification of workpieces, the receiver is cooled down with water-based liquid by sprayed compressed air, the barrel is removed from the receiver by means of a robot, its rotation is stopped on brake table and barrel is placed in asbestos cement container located on periodically moving conveyor. At that, after preset time, which can be equal to 1 hour, foundry block is pressed out of barrel, obtained workpieces are subjected to shot blasting and runner system elements are removed.
EFFECT: higher quality of workpieces of piston rings, reduced labor intensity and prime cost of their production.
1 cl

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к производству поршневых колец для двигателей внутреннего сгорания. Наиболее производительным способом изготовления заготовок поршневых колец является центробежное литье. Однако из-за сложности изготовления фасонных профилей наружной и внутренней поверхностей колец этот метод чаще всего используют для изготовления маслот. Последние представляют из себя цилиндрические гильзы. Их разрезают на отдельные заготовки и подвергают механической обработке, которая отличается повышенной трудоемкостью.The invention relates to mechanical engineering, in particular, to the production of piston rings for internal combustion engines. The most productive method of manufacturing piston ring blanks is centrifugal casting. However, due to the complexity of manufacturing the shaped profiles of the outer and inner surfaces of the rings, this method is most often used for the manufacture of oil. The latter are cylindrical sleeves. They are cut into separate blanks and subjected to mechanical processing, which is characterized by increased complexity.

Известен способ центробежного литья заготовок поршневых колец (Патент SU 1694334. Авторы: Вайнер М.И., Сахновский В.Е., Булаевская М.Я. Класс МПК: B22D 13/04. Опубликовано 30.11.1991. Правообладатель: «Одесский конструкторско-технологический институт по поршневым кольцам». Режим доступа http:www.findpatent.ru). Такой способ является наиболее близким к заявленному и выбран в качестве прототипа.The known method of centrifugal casting of piston ring blanks (Patent SU 1694334. Authors: Vainer M.I., Sakhnovsky V.E., Bulaevskaya M.Ya. Class IPC: B22D 13/04. Published 11/30/1991. Copyright Holder: "Odessa Design technological institute for piston rings ". Access mode http: www.findpatent.ru). This method is the closest to the claimed and selected as a prototype.

К числу недостатков указанного способа следует отнести низкую точность заготовок и повышенную трудоемкость их изготовления.Among the disadvantages of this method include the low accuracy of the blanks and the increased complexity of their manufacture.

Предполагаемое изобретение позволяет снизить затраты на изготовление поршневых колец за счет уменьшения трудоемкости механической обработки заготовок: исключается операция копирного точения-растачивания заготовок, существенно снижается трудоемкость операции шлифования торцовThe alleged invention allows to reduce the cost of manufacturing piston rings by reducing the complexity of the machining of workpieces: eliminates the operation of copy turning-boring blanks, significantly reduces the complexity of the operation of grinding the ends

Техническими задачами заявленного изобретения являются: повышение качества заготовок поршневых колец, повышение надежности и стабильности технологических процессов их изготовления, снижение трудоемкости и себестоимости изготовления одной заготовки, повышение надежности и долговечности оборудования.The technical objectives of the claimed invention are: improving the quality of the piston ring blanks, increasing the reliability and stability of the technological processes of their manufacture, reducing the labor intensity and cost of manufacturing one blank, increasing the reliability and durability of the equipment.

Технический результат заявленного изобретения достигают за счет того, что заготовки поршневых колец изготавливают на робототехническом комплексе (РТК). Все технологические процессы на РТК управляются устройством числового программногого управления (УЧПУ). Детали литейных форм обрабатывают алмазными инструментами на пяти-координатных обрабатывающих центрах (ОЦ), а программы для них корректируют по результатам измерения полученных отливок на измерительной машине.The technical result of the claimed invention is achieved due to the fact that the billet piston rings are made on a robotic complex (RTK). All technological processes at the RTK are controlled by a numerical control unit (CNC) device. Details of casting molds are processed with diamond tools at five-coordinate machining centers (OC), and the programs for them are adjusted according to the measurement results of the obtained castings on the measuring machine.

Суть заявленного изобретения заключается в следующем. Заготовки поршневых колец отливают на РТК. Его оборудование: центробежная установка, робот с вращающимся схватом, разгонный и тормозной столы, емкость с расплавом, манипулятор, периодически движущийся конвейер.The essence of the claimed invention is as follows. Piston ring blanks are cast on RTK. Its equipment: centrifugal installation, a robot with a rotating tong, accelerating and brake tables, a container with a melt, a manipulator, a periodically moving conveyor.

Вертикальный шпиндель центробежной установки вращается непрерывно. Его подшипники охлаждают и смазывают воздушно-масляной смесью. На шпинделе закреплен цилиндрический приемник с отверстиями. В верхней и нижней его частях располагают устройства для автоматической балансировки. Их выполняют в виде замкнутых полостей, заполненных вязким машинным маслом и подшипниковыми шариками. Последние занимают примерно 2/3 объема полостей. В приемнике устанавливают также запорное устройство, фиксирующее стакан. Внутри стакана с отверстиями запрессован многоместный литейный блок, вмещающий до 30 литейных форм.The vertical spindle of the centrifugal unit rotates continuously. Its bearings cool and lubricate the air-oil mixture. A cylindrical receiver with holes is attached to the spindle. In the upper and lower parts of it have devices for automatic balancing. They are made in the form of closed cavities filled with viscous engine oil and bearing balls. The latter occupy about 2/3 of the cavity volume. In the receiver also install the locking device that secures the glass. Inside the glass with holes, a multi-part casting block is pressed in, containing up to 30 molds.

Каждая литейная форма состоит из полуформы, рабочие поверхности которой формируют нижний торец и боковые поверхности заготовки поршневого кольца, и основания верхней полуформы. Последняя оформляет верхний торец заготовки. При изготовлении полуформ на их основаниях выдавливают три паза (литниковые каналы). Высота и ширина пазов уменьшаются по мере приближения к заготовке. Полуформы состоят из двух деталей: базовой и вспомогательной. Их изготавливают по обычной технологии - прессуют из мелкозернистого кварцевого песка и связующего, а затем спекают.Each mold consists of a half-form, the working surfaces of which form the lower end and side surfaces of the piston ring billet, and the base of the upper half-form. Last draws the upper end of the workpiece. In the manufacture of half-molds, three slots (gating channels) are extruded on their bases. The height and width of the grooves decrease as they get closer to the workpiece. The half-form consists of two parts: basic and auxiliary. They are made according to the usual technology - they are pressed from fine-grained quartz sand and a binder, and then they are sintered.

В отличие от известных способов, обе детали после спекания обрабатывают (точат или шлифуют) алмазными инструментами на ОЦ. Их приклеивают термоклеем к спутникам и закрепляют на ОЦ. При обработке базовой детали вначале точат ее наружную цилиндрическую поверхность, все внутренние и торцовые поверхности, алмазной иглой чертят контрольную риску. Затем торцом алмазного круга шлифуют основание, на котором выдавлены литниковые каналы. Аналогичным образом обрабатывают вспомогательную деталь. Базовую деталь запрессовывают в технологическую оправку. Наносят связующее. Совмещают риски и запрессовывают вспомогательную деталь в базовую. Собранную полуформу отправляют в печь. После полимеризации связующего готовую полуформу выпрессовывают из оправки и контролируют.In contrast to the known methods, both parts after sintering process (grind or grind) with diamond tools at the OC. They are glued with hot melt to the satellites and fixed on the OC. When machining the base part, they first grind its outer cylindrical surface, all internal and end surfaces draw a control risk with a diamond needle. Then the end of the diamond wheel grind the base on which the gating channels are pressed out. Similarly processed auxiliary item. The base part is pressed into the technological mandrel. Put a binder. Combine the risks and press the auxiliary part into the base. The assembled mold is sent to the oven. After polymerization of the binder, the finished mold is pressed out of the mandrel and controlled.

Дополнительное повышение точности отливок достигают за счет того, что программы для ОЦ несколько раз корректируют по результатам замеров полученных отливок на измерительной машине.An additional increase in the accuracy of castings is achieved due to the fact that the programs for the OC are adjusted several times according to the results of measurements of the obtained castings on the measuring machine.

Окончательную сборку литейных блоков выполняют в сменных стаканах. Для уменьшения дисбаланса полуформы в стакане располагают по спирали, поворачивая каждую из них относительно предыдущей на угол 360°/количество заготовок в литейном блоке. Верхняя деталь блока - воронка. Ее изготавливают из того же материала по аналогичной технологии. На ее основании также находятся три литниковых канала. На основание воронки и всех полуформ, кроме первой, наносят связующее. Собранный стакан помещают в печь.The final assembly of casting blocks is carried out in interchangeable glasses. To reduce the imbalance, the molds in the glass are arranged in a spiral, turning each of them relative to the previous one through an angle of 360 ° / number of blanks in the casting block. The upper part of the block is a funnel. It is made from the same material using a similar technology. On its basis there are also three gating channels. At the base of the funnel and all half-forms, except the first, put a binder. The collected glass is placed in the oven.

Изготовление партии заготовок на РТК (полный цикл) осуществляется следующим образом. Стакан с литейным блоком нагревают в печи до 200°С и доставляют на РТК на периодически движущемся конвейере. Робот снимает его с конвейера, раскручивает на разгонном столе и устанавливает в приемник. Манипулятор вводит дозированный объем расплава через воронку в центральное отверстие литейного блока. После застывания металла в рабочей части формы, зоны размещения заготовок охлаждают распыленной сжатым воздухом жидкостью на водной основе, например, трехпроцентным раствором кальцинированной соды. После закалки и охлаждения заготовок до температуры 50°С робот раскручивает свой схват на разгонном столе, вынимает стакан из приемника, устанавливает его в асбоцементный контейнер, нахоящийся на конвейере, и закрывает его крышкой.The production of a batch of blanks at the RTK (full cycle) is as follows. The glass with the casting block is heated in a furnace to 200 ° C and delivered to the RTK on a periodically moving conveyor. The robot removes it from the conveyor, spins on the stage and installs it in the receiver. The manipulator introduces the metered volume of the melt through a funnel into the central hole of the casting block. After solidification of the metal in the working part of the mold, the areas for placing the blanks are cooled with a spray of compressed air water-based liquid, for example, a three percent solution of soda ash. After quenching and cooling the workpieces to a temperature of 50 ° C, the robot spins its tong on the acceleration table, takes the cup out of the receiver, sets it in the asbestos-cement container, which is on the conveyor, and closes it with a lid.

Расплав в центральной части литейного блока не успевает застыть. За счет выделения теплоты происходит отпуск отливок. Меняя диаметр центрального отверстия в литейном блоке, устанавливают заданное время отпуска заготовок.The melt in the central part of the casting block does not have time to harden. Due to the release of heat, tempering of castings occurs. Changing the diameter of the central hole in the casting block, set the specified time for the release of blanks.

Изготовление одинаковых заготовок на РТК выполняют поточным методом. В серийном производстве для каждой партии заготовок устанавливают свою программу в УЧПУ. При изготовлении заготовок поршневых колец меньшего диаметра в приемник устанавливают переходные втулки. При изготовлении заготовок с диаметром больше допустимого устанавливают новый приемник. Центробежную установку оснащают несколькими сменными приемниками, чтобы обеспечить обработку всей номенклатуры поршневых колец, изготавливаемых на предприятии.The manufacture of identical blanks at the RTK is performed by the flow method. In serial production for each batch of blanks set their program in the CNC. In the manufacture of billet piston rings of a smaller diameter in the receiver set adapter sleeves. In the manufacture of blanks with a diameter greater than permissible install a new receiver. Centrifugal installation is equipped with several replaceable receivers to ensure processing of the entire range of piston rings manufactured at the enterprise.

Claims (2)

1. Способ изготовления заготовок поршневых колец центробежным литьем, включающий введение дозированного объема расплавленного металла в центральное отверстие многоместного литейного блока и затвердевание заготовок, отличающийся тем, что используют робототехнический комплекс (РТК), содержащий непрерывно вращающуюся центробежную установку с вертикальной осью, на шпинделе которой крепят цилиндрический приемник с отверстиями, с балансировочными и запорными устройствами, робот с вращающимся схватом, разгонный и тормозной столы, емкость с расплавленным металлом, манипулятор и периодически движущийся конвейер, при этом многоместный литейный блок запрессовывают в стальной стакан с отверстиями на цилиндрической части, который нагревают в печи до 200°С и доставляют на РТК, фиксируют стакан во вращающемся схвате робота, раскручивают его на разгонном столе и устанавливают в приемник, вводят с помощью манипулятора дозированный объем расплавленного металла в центральное отверстие литейного блока, а после затвердевания заготовок приемник охлаждают распыленной сжатым воздухом жидкостью на водной основе, посредством робота вынимают стакан из приемника, останавливают его вращение на тормозном столе и помещают стакан в асбоцементный контейнер, находящийся на периодически движущемся конвейере, при этом через заданное время литейный блок выпрессовывают из стакана, полученные заготовки подвергают дробеструйной обработке и удаляют элементы литниковой системы.1. A method of manufacturing piston ring blanks by centrifugal casting, including the introduction of a dosed volume of molten metal into the central hole of a multi-unit casting block and solidification of blanks, characterized in that they use a robotic complex (RTK) containing a continuously rotating centrifugal unit with a vertical axis, on which spindle is attached cylindrical receiver with holes, with balancing and locking devices, a robot with a rotating tong, accelerating and brake tables, capacity with molten metal, a manipulator and a periodically moving conveyor, while a multi-position casting unit is pressed into a steel cup with holes on the cylindrical part, which is heated in the furnace to 200 ° C and delivered to the RTC, fix the cup in the rotating bracket of the robot, unwind it on the acceleration table and install the metered volume of molten metal into the receiver in the receiver, inject it into the central hole of the casting block with the aid of the manipulator, and after solidification of the workpieces, the receiver is cooled with sprayed compressed air using a water-based fluid, remove the cup from the receiver by means of a robot, stop its rotation on the brake table and place the cup in an asbestos-cement container on a periodically moving conveyor, and after a specified time, the casting unit is pressed out of the cup, the resulting blanks are subjected to shot blasting and remove the elements gating system. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что время, через которое литейный блок выпрессовывают из стакана, устанавливают равным 1 часу.2. The method according to p. 1, characterized in that the time after which the casting unit is pressed out of the glass, set to 1 hour.
RU2018100264A 2018-01-09 2018-01-09 Piston rings workpieces manufacturing method RU2685935C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018100264A RU2685935C1 (en) 2018-01-09 2018-01-09 Piston rings workpieces manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018100264A RU2685935C1 (en) 2018-01-09 2018-01-09 Piston rings workpieces manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2685935C1 true RU2685935C1 (en) 2019-04-23

Family

ID=66314558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018100264A RU2685935C1 (en) 2018-01-09 2018-01-09 Piston rings workpieces manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2685935C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU74005A1 (en) * 1946-07-04 1948-11-30 Ф.С. Воронков-Львов Vertical centrifugal machine for individual casting of piston rings
SU1560382A1 (en) * 1988-06-21 1990-04-30 Научно-производственное объединение по механизации, роботизации труда и совершенствованию ремонтного обеспечения на предприятиях черной металлургии "Черметмеханизация" Vertical machine for centrifugal casting
SU1694334A1 (en) * 1989-02-10 1991-11-30 Одесский Конструкторско-Технологический Институт По Поршневым Кольцам Centrifugal casting of piston rings and the corresponding moulds
JPH07227646A (en) * 1994-02-21 1995-08-29 Honda Motor Co Ltd Casting method
EP1417062A1 (en) * 2001-08-17 2004-05-12 Hitchiner Manufacturing Co., Inc. Centrifugal countergravity casting

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU74005A1 (en) * 1946-07-04 1948-11-30 Ф.С. Воронков-Львов Vertical centrifugal machine for individual casting of piston rings
SU1560382A1 (en) * 1988-06-21 1990-04-30 Научно-производственное объединение по механизации, роботизации труда и совершенствованию ремонтного обеспечения на предприятиях черной металлургии "Черметмеханизация" Vertical machine for centrifugal casting
SU1694334A1 (en) * 1989-02-10 1991-11-30 Одесский Конструкторско-Технологический Институт По Поршневым Кольцам Centrifugal casting of piston rings and the corresponding moulds
JPH07227646A (en) * 1994-02-21 1995-08-29 Honda Motor Co Ltd Casting method
EP1417062A1 (en) * 2001-08-17 2004-05-12 Hitchiner Manufacturing Co., Inc. Centrifugal countergravity casting

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101730801B (en) Crank shaft and process for manufacturing material therefor
CN110394607B (en) Process for improving cutting performance of cylinder sleeve material
CN103537618A (en) Carpentry cutter body manufacturing process
RU2685935C1 (en) Piston rings workpieces manufacturing method
CN110465817B (en) Method for processing locking mouth of cage pocket
CN104001893A (en) Fabrication method of cylinder liner and special device therefor
MXPA02004624A (en) Casting of engine blocks.
CN110014265B (en) Manufacturing process of thermally modified two-wheel hub
KR20170115369A (en) Vertical centrifugal casting method and apparatus
Wei et al. Centrifugal casting
CN219443378U (en) Centrifugal brake drum processing equipment
KR101380358B1 (en) Method for manufacturing of a cylinder block for piston pump and piston motor
CN116037883A (en) Centrifugal brake drum processing equipment and processing method thereof
RU2585604C1 (en) Mould for centrifugal end shaped castings from refractory and chemically active alloys
CN113776987A (en) Method for testing fluidity of metal liquid
CN113426978A (en) Centrifugal casting method of metal piece
CN210498246U (en) Wax mould of precision casting of inner mesh sleeve pipe
CZ35878U1 (en) Equipment for micro-lubrication of aluminium casting moulds
CN108723322A (en) Big specification double-flange copper alloy axle sleeve or copper alloy bearing-bush centre spinning method
KR20060124320A (en) Apparatus for casting blanks of pipe flange
KR102183487B1 (en) Continuous vertical type centrifugal casting
WO2012085871A1 (en) Manufacturing method of sealing rings for pistons of combustion engines
CN105234641B (en) Potassium steel balance weight manufacture method
SU1694334A1 (en) Centrifugal casting of piston rings and the corresponding moulds
CN114799166B (en) Powder metallurgy production system and process

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210110