SU1632728A1

SU1632728A1 - Method of machining internal combustion engine cylindr liner

Info

Publication number: SU1632728A1
Application number: SU884627542A
Authority: SU
Inventors: Владимир Михайлович Тимонин; Алексей Эдуардович Исаков; Александр Константинович Васильев; Наби Абдурашидович Магомаев
Original assignee: Научно-Производственное Объединение Технологии Автомобильной Промышленности
Priority date: 1988-12-28
Filing date: 1988-12-28
Publication date: 1991-03-07

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано при обработке гильз ДВС. Цель изобретени - повышение долговечности гильзы за счет оптимального распределени остаточных сжимающих напр жений. Согласно способу наружную и внутреннюю поверхности гильзы подвергают черновой и чистовой обработкам . При этом перед чистовой обработкой внутренней поверхности участок наружной поверхности, соответствующий по длине и расположению рабочему участку внутренней поверхности, подвергают упрочнению на глубину, равную 0,2- 0,5 от толщины стенки гильзы. Упрочнение производ т ТВЧ или обкаткой роликом. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.The invention relates to mechanical engineering and can be used in the processing of ICE sleeves. The purpose of the invention is to increase the durability of the liner due to the optimal distribution of residual compressive stresses. According to the method, the outer and inner surfaces of the liner are subjected to roughing and finishing. At the same time, before finishing the inner surface, the area of the outer surface, corresponding in length and location to the working section of the inner surface, is subjected to hardening to a depth equal to 0.2-0.5 of the liner wall thickness. Hardening is performed by HDTV or by rolling with a roller. 2 hp f-ly, 2 ill.

Description

Изобретение относитс к машиностроению , а именно к способам обработки гильзы цилиндра двигател внутреннего сгорани (ДВС) путем механической обработки и упрочнени .The invention relates to mechanical engineering, in particular to methods for treating the cylinder liner of an internal combustion engine (ICE) by means of mechanical processing and hardening.

Цель - изобретени заключаетс в повышении долговечности гильзы при эксплуатации за счет оптимального распределени остаточных сжимающих напр жений .The purpose of the invention is to increase the durability of the liner during operation due to the optimal distribution of residual compressive stresses.

На фиг. 1 изображена схема размещени упрочненного сло на наружной поверхности гильзы; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, где схематически изображена эпюра остаточных напр жений, сжимающих на наружной поверхности и раст гивающих - на внутренней.FIG. 1 shows the layout of the hardened layer on the outer surface of the liner; in fig. 2 shows section A-A in FIG. 1, where a diagram of residual stresses is shown schematically, compressing on the external surface and tensile on the internal surface.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Гильзу изготовленную, например, литьем подвергают сначала снаружи черновой обработке путем обточки на токарном станке . Затем осуществл ют черновую обработку внутренней рабочей поверхности с помощью режущего инструмента на токарном станке. Затем наружную поверхность в зоне I, соответствующей по длине и расположению рабочему участку внутренней поверхности , упрочн ют на глубину 0,2-0,5 толщины стенки гильзы с помощью обработки ТВЧ или обкаткой роликами.The sleeve is made, for example, casting is first subjected to outside roughing by turning on a lathe. Then, a rough working of the inner working surface is carried out using a cutting tool on a lathe. Then, the outer surface in zone I, corresponding in length and location to the working section of the inner surface, is strengthened to a depth of 0.2-0.5 of the thickness of the liner wall by means of high-frequency treatment or rolling with rollers.

Конкретные режимы подбирают в зависимости от материала гильзы и конкретной требуемой толщины упрочненного сло ,Specific modes are selected depending on the material of the liner and the specific desired thickness of the hardened layer,

После завершени упрочнени внутреннюю рабочую поверхность хонингируют алмазными брусками. Затем производ т подрезку торцов и шлифовку уплотн ющих по сков.After the reinforcement is complete, the inner work surface is honed with diamond bars. Then, trimming and polishing of the sealing edges is carried out.

Пример. Обработке подвергают гиль- ,зу из серого перлитного чугуна, котора в окончательном виде имеет длину мм, внутренний диаметр и 120 мм, толщину стенки и 8 мм, и из стали 40Х длиной 170 мм, с.внутренним диаметром 90 мм и толщиной стенки мм.Example. The treatment is subjected to a sleeve of gray pearlite cast iron, which in its final form has a length of mm, an inner diameter of 120 mm, a wall thickness of 8 mm, and of steel 40X with a length of 170 mm, internal diameter of 90 mm and a wall thickness of mm.

Заготовку гильзы сначала обтачивают емар/жи при подаче ,4 мм/об и числе оборотов n-17 Q об/мин со скоростью У -17м/мин резцом из твердого сплава В Кб,The liner blank is first ground by an emar / zi when feeding, 4 mm / rev and n-17 Q rpm at a speed of -17 m / min with a hard alloy cutter W Kb,

Внутреннюю поверхность гильзы рас- тачивают при подаче мм/об, числе оборотов об/мин, глубина резани ,3 мм и скорость м/мин резцом из твердого сплава В Кб,The inner surface of the liner is ground when the mm / rev feed, revolutions per minute, depth of cut, 3 mm and the speed m / min with a carbide cutter W Kb,

- После этого наружную поверхность гильзы на участке длиной 9Ь мм, соответствующем рабочему участку внутренней поверхности, завис щему от величины хода поршн ДВС, подвергают упрочнению на глубину, составл ющую 0,2-0,5 от толщины стенки гильзы, окончательно обработанной в размер.- After that, the outer surface of the liner in the area of length 9 mm, corresponding to the working section of the inner surface, depending on the stroke of the internal combustion engine, is subjected to strengthening to a depth of 0.2-0.5 of the thickness of the liner wall.

Упрочнение осуществл ют ТВЧ или откаткой роликом.Hardening is carried out by HDTV or rollback.

Обработку ТВЧ осуществл ют при частоте 2500 Гц в интервале 800-1500°С в за- зисимости от материала гильзы. Последующее охлаждение ведут с помощью вод ного душа. При этом нагрев до задан- ной температуры осуществл ют со скоростью 50°С/с,HDTV processing is carried out at a frequency of 2500 Hz in the range of 800-1500 ° C, depending on the liner material. Subsequent cooling is carried out using a water shower. In this case, heating to a given temperature is carried out at a rate of 50 ° C / s,

Упрочнение также осуществл ют обкаткой роликом дл чугуна при усилии 75- 550 кг и дл стали при усилии 800-900 кг при подаче ,4 мм/об и числе оборотов об/мин.Hardening is also carried out by rolling a roller for cast iron with a force of 75- 550 kg and for steel with a force of 800-900 kg with a feed of 4 mm / rev and revolutions per minute.

Ролик выполнен из стали ШХ15, имеет диаметр 50 мм и профильный радиус 2,5 мм.The roller is made of steel SHH15, has a diameter of 50 mm and a profile radius of 2.5 mm.

После завершени упрочнени прово- д т чистовую обработку внутренней поверхности гильзы хоиингованием алмазными брусками в два перехода при числе оборотов шпиндел об/мин, скорости возвратно-поступательного перемещени инструмента м/мин и радиальной подаче т.р 0,001 мм/дв.ход,After completion of the hardening, the finishing of the inner surface of the liner is performed by hooping with diamond bars in two transitions at the spindle speed of rpm, the speed of the reciprocating movement of the tool m / min and the radial feed tp 0.001 mm / two-way,

Дл обработки используют бруски; АВХх125х 8x4x2, АС6 200/160, 100, М1 и АВХ 125x8x4x2 АС6 28/20, 100, М1.Bars are used for processing; AVXx125x 8x4x2, АС6 200/160, 100, М1 and АВХ 125x8x4x2 АС6 28/20, 100, М1.

Обработанные гильзы подвергают физико-механическим испытани м по общеприн той методике,The treated sleeves are subjected to physico-mechanical tests according to the generally accepted method

В частности, износостойкость опреде- л ют следующим образом,In particular, the wear resistance is determined as follows.

Готовую гильзу подвергают искусственному изнашиванию крупнозернистыми алмазными брусками АРК4 400/315 на величину 0,5 мм на диаметр.The finished sleeve is subjected to artificial wear using the ARK4 400/315 coarse-grained diamond bars to a size of 0.5 mm per diameter.

Интенсивность изнашивани с учетом компенсации износа под действием сжимающих напр жений оценивают по числу двойных ходов инструмента, необходимых дл съема 0,5 мм металла на диаметр наThe wear rate, taking into account the wear compensation under the action of compressive stresses, is estimated by the number of double tool strokes necessary to remove 0.5 mm of metal per diameter

внутренней поверхности гильзы г,ри посто нном давлении на бруска 0 5 МПа.the inner surface of the sleeve g, at a constant pressure on the bar 0 5 MPa.

Результаты испытаний показывают, что наибольшим сопротивлением ид;юсу обладают гильзы, подвергнутые упрочнению по наружной поверхности на участке, эквивалентном рабочему, с глубиной упрочнени в пределах 0,2-0,5 толщины стенки гильзы (обработанной око - зте ь-ю е размер),The test results show that the liners subjected to hardening along the outer surface in the area equivalent to the worker, with a depth of hardening in the range of 0.2-0.5 liner wall thickness (processed by the final size) have the greatest resistance to id; ,

3ффект повыше:. износостойкости гильз.ы ,4ожно объ снить чрорвлением вли ни остаточные напр жений, сопутствующих процессу упрочнени наружной поверхности и обеспечивающих получение эпюры остаточных напр жений (фиг. 2).3 effect taller :. wear resistance of the sleeve, it is possible to explain the breaking of the influence of residual stresses accompanying the process of strengthening the outer surface and providing a plot of residual stresses (Fig. 2).

Преимущества такого напр женного состо ни заключаютс в том, что по мере износа внутренних слоев увеличиваетс дол сжимающих составл ющих, и размер внутреннего диаметра сокращаетс на величину , необходимую дл восстановлени силового равновеси остаточных сжимающих и раст гивающих напр жений.The advantages of this stress state are that as the inner layers wear out, the proportion of compressive components increases, and the size of the inner diameter decreases by the amount necessary to restore the force balance of the residual compressive and tensile stresses.

Практически отсутствие вли ни сжимающих напр жений при толщине упрочненного сло менее 0.2 толщины стенки гильзы можно объ снить недостаточным аккумулированием упругой энергии в теле гильзы, освобождаемой при последующем износе и определ ющей величину компенсации износа отверсти .Practically, the absence of the effect of compressive stresses with the thickness of the hardened layer of less than 0.2 the thickness of the liner wall can be explained by insufficient accumulation of elastic energy in the body of the liner, released during subsequent wear and determining the amount of compensation for hole wear.

Снижение вли ни упрочнени наружной поверхности при толщине упрочненного сло более 0,5 толщины стенки гильзы можно объ снить частичной потерей упругости неупрочненных слоев за счет превышени предела текучести, возникновени необратимых деформаций в теле гильзы и снижени вследствие этого уровн накопленной остаточной энергии.Reducing the effect of hardening the outer surface when the thickness of the hardened layer is more than 0.5 times the thickness of the liner wall can be explained by a partial loss of elasticity of the non-strengthened layers due to excess yield strength, the occurrence of irreversible deformations in the body of the sleeve and a decrease in the level of accumulated residual energy.

Повышение долговечности гильзы гарантированно достигаетс только при толщине упрочненного сло , составл ющей 0,2-0,5 толщины стенки гильзы.Increasing the durability of the liner is guaranteed to be achieved only when the thickness of the hardened layer is 0.2-0.5 of the liner wall thickness.

Claims

1. A method for treating a cylinder liner of an internal combustion engine, comprising sequentially by removing the allowance of rough and finishing machining of the outer surface and inner surface with the working section corresponding to the piston stroke of the internal combustion engine, and surface hardening of the outer surface of the liner in the zone corresponding in length and location to the working area of the inner surface, carried out prior to finishing the inner surface, which is aimed at increasing the olgovechnosti sleeve through the optimal distribution of compressive residual stress, surface hardening is produced on a depth equal to the thickness of the sleeve wall 0.2-0.5.

2. A method according to claim 1, characterized in that the surface hardening is carried out by the action of HDTV.

3. A method according to claim 1, characterized in that the surface hardening is carried out by rolling with a roller.

Phage. one

Work area

Reinforced layer