Дефекти головки циліндрів

Основні дефекти головок циліндрів

знос робочої фаски впускного клапана, різко прогресуючий після напрацювання 5000 год, а також тріщини межклапанной перемички головок двигунів з турбонаддувом. Для усунення цих дефектів розроблена конструкція головки зі змінними сідлами під впускні клапани, а для дванадцяти циліндрових двигунів — головка циліндрів з залитої в межклапанную перемичку сталевою вставкою, що запобігає розвиток тріщини в чавуні.

Контроль геометричних розмірів виливки головки блоку умовах масового виробництва утруднений, а саме: точність розмірів і якість поверхні внутрішніх порожнин є важливою умовою надійної роботи. Тому технологічний процес відливання повинен забезпечувати точність і стабільність розмірів виливка, а також високу чистоту її внутрішніх порожнин. Вихідна технологія отримання виливки головки блоку передбачала виготовлення стрижнів водяної сорочки з двох половин з подальшим складанням всього комплекту стрижнів на спеціальному підставі, що встановлюється в земляну форму. Однак цей спосіб вимагав великої затрати ручної праці і не міг забезпечити стабільного якості виготовлення. Спроба зменшити трудомісткість шляхом потокової збірки стрижневого комплекту безпосередньо в земляний формі на ливарному конвеєрі приводила до порушень розмірів виливки, так як знижувалася жорсткість фіксації стрижнів і можливість перевірки їх взаємного розташування. Перехід на виготовлення стрижнів по гарячих скриньок підвищив точність їх виготовлення, відпала необхідність у каркасної дроті, підвищилася продуктивність, покращилися умови праці. Нова технологія виготовлення стрижнів зажадала зміни конструкції головки блоку, при якій формування стрижня водяної сорочки стала можлива у єдиному стержневом ящику. Як вже було сказано, можливість спільної обробки головок забезпечена за рахунок конструктивної уніфікації елементів деталей і збіги технологічних баз. Наприклад, обробка сідла та направляючої втулки клапана здійснюється на автоматичній лінії «Краузе» (Австрія), що складається з двох четырехпозиционных верстатів. Одночасно обробляється вісім шести – або восьмицилиндровых головок без будь-яких переналагоджень. Схема розташування деталей на верстатах лінії показана на рис 15. Обробкою за одну установку деталі забезпечується стабільне виконання вимог по биттю фаски сідла і отвору втулки в межах 0,03 мм.

 

 

Інструментальна налагодження для обробки отвору втулки і сідла клапана

 

На позиції обробки головку циліндрів 1 встановлюють на нижню площину (площина кріплення до блоку і фіксують качалкою 2 по зовнішньому діаметру виступаючій частині направляючої втулки клапана. Такий спосіб установки дозволяє точно орієнтувати вісь втулки і сідла відносно ріжучого інструменту. Отвір у втулці обробляють розгорткою, фаску сідла — різцем. Охолодження подається зверху назустріч інструменту через фіксуючу качалку 2. Після установки і затиску деталі расточную головку виводять у крайнє верхнє положення, включають обертання шпинделя. Робочу подачу розгортка 3 отримує від штока 10, в замковому гнізді якого вона встановлена, а різець, в свою чергу, — від клиновий копирной поверхні штока через важільний механізм. По закінченні розгортання втулки, коли ролик 9 вилки 8 входить в контакт з копіром штока, змінюється (зменшується) число обертів шпинделя. Шток, продовжуючи подальше переміщення і впливаючи своїм копіром на вилку 8 і важіль 7, переміщує повзун 5 із закріпленим на ньому різцем 4 який і растачивает конусну фаску сідла. У вихідне положення повзун з різцем відводиться пружиною 6.

Величину биття фаски сідла щодо отвору втулки контролюють індикаторним приладом рис.17. Ніжка індикатора 5, встановлена перпендикулярно до твірної конуса фаски, при вимірюванні нерухома. Оправлення 5 підбирають з комплекту і встановлюють без зазору в отвір втулки 6, Вимірювання проводять щупом 4 втулки 2 при повороті її за кільце 1 на 360°. Глибину фаски контролюють цим же приладом з налаштуванням індикатора з відповідного еталону.

Сідла клапанів для головок блоку виготовляють з хромомолибденового чавуну хімічного складу: С—2,5—3,0%; Мп— 0,5— 0,8; Si1,5—2,0%; Сг — 2,75—3,25%; Mo — 4,0—5,0%. Мікроструктура матеріалу складається з троостита і карбідів, розташованих по суцільною сіткою, HRC 48-54. Механічна обробка таких чавунів, що мають високу твердість, досить скрутна. У зв’язку з створенням автоматичного обладнання для тонкого розточування внутрішнього діаметра заготовки сідла проведено дослідження оброблюваності з метою визначення оптимальних режимів обробки, вибору геометрії інструменту та марки твердого сплаву. Дослідження проводили на верстаті мод. 1К62 при постійній глибині різання 0,5 мм без охолодження. За критерій зносу приймалося притуплення по задній грані h3 = 0,3 мм, так як при великому зносі відбувалося выкрошивание кромок оброблюваних деталей на виході інструменту. В результаті попередніх випробувань при різних швидкостях різання встановлено, що найбільш сприятливими для розточування є однокарбидные сплави ВКЗМ і ВК6М. При цьому до V = 14 м/хв помітного розходження між цими сплавами з ріжучим властивостями не виявлено, але при подальшому збільшенні швидкості різання виявилася перевага твердого сплаву марки ВКЗМ.

Стойкостные випробування проводилися різцями ВКЗМ такій геометрії: ?= 8°; ? = ?1 = 15°; ? = 30°; R= 0,1–0,2 мм. Досліджувався діапазон швидкостей 8-30 м/хв при подачах 0,07 та 0,11 мм/об. Як видно з графіка на рис. 18, найкращі результати отримані при S = 0,07 мм/об (V = 1118 м/хв). При V = 20–23 м/хв мали місце дрібні. Викрошіванія деталей на виході інструменту внаслідок зростаючої інтенсивності зношування різців при обробці 35-40 сідел.

 

Блок і головка циліндрів безпосередньо пов’язані своїми внутрішніми поверхнями і каналом з масляною і водяний системами двигуна. Тому якість їх очищення від абразивних, металевих частинок і інших видів виробничих забруднень є важливою умовою надійної роботи двигунів.

При виробництві цих деталей здійснено комплекс заходів щодо очищення внутрішніх порожнин. Видалення стружки, піску і формувальної землі з отворів і порожнин деталі проводиться вытряхивающими барабанами, вбудованими в автоматичні лінії, а промивка внутрішніх порожнин блоків циліндрів — в мийних машинах, що працюють у циклі автоматичних ліній. Орієнтація деталей, видалення миючої рідини з отворів деталі здійснюється за допомогою кантователей, вбудованих в транспортну систему мийних машин. Блок циліндрів у ході технологічного процесу механічної обробки проходить трехразовую промивку: перед установкою кришок корінних підшипників; перед остаточним фрезерування площин під головки циліндрів і растачиванием отворів під гільзи; перед остаточним контролем. Крім того, проводиться обдування стисненим повітрям поверхонь і отворів деталі перед комплектовкой кришок корінних підшипників і перед остаточною, третьої, мийкою.

Розглянемо автоматичну лінію для миття зовнішніх і внутрішніх поверхонь і прокачування масляних каналів, застосовувану після остаточної обробки блоку. Продуктивність лінії при 75%-ной навантаженні — 25 блоків/ч. В» автоматичну лінію входять мийна машина (однокамерна, прохідна), стенд для прокачування масляних каналів, транспортер деталей, поворотний стіл, кантувач для видалення розчину з глухих отворів, припливів і кишень. Мийна машина має два обмивального контуру, що дозволяють виробляти як зовнішню, так і внутрішню обмивку поверхонь блоків. Машина оснащена фільтром і транспортером для прибирання стружки. Обсяг бака машини 7 м3, температура мийного розчину 70-80° З, метод промивання — струменевий, продуктивність насосів 125 м3/год, напір 6 кгс/см2, швидкість транспортера для прибирання шламу 1,85 м/хв. Тип транспортера — скребковий. Стенд для прокачування масляних каналів блоку, вбудований в автоматичну лінію, встановлений за мийною машиною. На стенді прокачуються вертикальні і горизонтальні масляні канали. Обсяг; бака 1,8 м3, температура рідини 70-80° С, продуктивність насоса 45 м3/год, напір 6 кгс/см2, тиск прокачування — не менше 3 кгс/см2, час прокачування 50 с. Складу миючої рідини, що застосовується для миття і прокачування масляних каналів блоку (СТП 37.319.029—71), г/л: сода кальцинована — 10-15, нітрит натрію — 2-3, поверхнево-активну речовину — 0,1—0,3.

У систему автоматичних ліній механічної обробки дефектів головки циліндрів також включені агрегати для очищення і миття деталей. Пісок і стружка з внутрішніх порожнин видаляються сухим способом вібраційними вытряхивателями Головка подається кроковим транспортером в поворотний барабан повертається навколо поздовжньої осі на 90°.

2