Способ изготовления поршневых колец

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИ Ч Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 23 Р 15/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4725804/27 (22) 07.08.89 (46) 15.03.92. Бюл. N. 10 (71) Всесоюзный научно-исследовательский технологический институт энергетического машиностроения (72) Л. А. Бенин (53) 621.43-242(088.8)

P6) Авторское свидетельство СССР

М 1294554, кл. В 23 Р 15/06, 1984.

@4) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОРШНЕВЫХ КОЛЕЦ ф7) Изобретение относится к машиностроению, а именно к технологии изготовления поршневых колец. Цель изобретения — повышение качества изделия за счет механической обработки колец в неупругом состоянии. Способ изготовления поршневых колец из полосовой заготовки, выполненной из Ti-Ni. заключается в следующем.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к технологии изготовления поршневых колец.

Цель изобретения — повышение качества иэделия за счет механической обработки колец в неупругом состоянии.

На фиг. 1 изображена схема образования спирали переменного радиуса кривизны; на фиг.2 — вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 — схема образования спирали постоянного радиуса кривизны; на фиг,4 — вид по стрелке Б на фиг. 3; на фиг. 5 — схема обработки спирали по наружному диаметру; на фиг, 6- схема обработки замка колец в спи- рали; на фиг,7 — поршневое кольцо в неупругом состоянии; на фиг. 8- то же. в упругом состоянии; на фиг. 9-то же, до рихтовки; на фиг. 10 — то же, после рихтовки.

„„ЯЦ„„1719186 А1

Навивают спираль переменного радиуса R>, И2, йз, при температуре Тд > Мн, где Тд— температура пластической деформации заготовки; Мн — температура прямого мартенситного превращения в заготовке из полосы сплава Ti — Ni, Охлаждают заготовку до температуры, обеспечивающей протекание мартенситного превращения. Производят пластическую деформацию витков спирали, повторную навивку до получения спирали постоянного радиуса R4, обработку спирали по диаметрам Î . Ог, разрезку спирали на кольца путем прорезки замка, нагрев колец выше температуры обратного мартенситного превращения А», рихтовку колец до придания им плоской формы. Изобретение позволяет контролировать качество порш- З невых колец на каждой операции, а также в целом каждого кольца в его рабочем состоянии, что снижает брак в процессе производства. 10 ил; . г

Предлагаемый способ изготовления поршневых колец основан на использовании эффекта-памяти формы, которым обладают сплавы на основе никелида титана марок ТН-1В, ТН-1, ТН вЂ” 10, ТН-20, и др.

Явление эффекта памяти формы заключается в том, что материал в виде полосы, проволоки и т. и., обладающий эффектом запоминания формы, пластически деформируют при температуре Тд выше температуры прямого мартенситного превращения Мн с целью придания ему определенной исходной формы, затем охлаждают до температур, обеспечивающих протекание мартенситного превращения, и деформируют в этой температурной области до получения иной формы.

При нагреве выше температуры обратного мартенситного превращения А» обра1719186

35

55 зец вновь восстанавливает форму, которая была.ему придана при температуре Тд>Мн, Так, например, для сплава Ti — Nl — 50% Ni, Мя=65 С, Ак=105 С, В соответствии с указанным основные этапы изготовления поршневых колец из полосы следующие:

1. Навивка спирали 1 переменного радиуса R1, Rz и Кз при температуре Т„> М:

11. Охлаждение до температуры, обеспечивающей протеканию мартенситного превращения;

1!1. Пластическая деформация витков 2 спирали 1, повторной навивкой до получения спирали 3, постоянного радиуса R4, coD1 ответствующего диаметру — поршневого

2 кольца 4 с припуском на обработку;

IV. Обработка спирали 3 по внутреннему 01 и наружному Dz диаметрам;

V, Разрезка спирали 3 на кольца 5 путем прорезки замка 6;

Vl. Нагрев колец 5 выше температуры обратного мартенситного превращения А», Vll. Рихтовка колец 5 до придания им плоской формы в виде кольца 7.

Выполнение операции по этапу I осуществляется на специальном станке, оборудованном гибочными роликами 8 и 9, связанными с их приводами перемещения (не показаны), которые связаны с системой

ЧПУ и индуктором 10 нагрева заготовки до температуры Тд > М . В процессе навивки заготовку 11 проводят сквозь индуктор 10 и между гибочными роликами 8 и 9, затем сообщают ей подачу в направлении стрелки

В. а роликам 8 и 9 перемещения — в направлениях Г и Д. При этом заготовка 11 изгибается и, пройдя через направляющие ролики

12 и 13, навивается в виде спирали. По команде системы ЧПУ ролики 8 и 9 воздействуют на заготовку 11 с различным усилием в процессе образования каждого из витков спирали .1, вследствие чего каждый из витков спирали 1 изгибается по различным радиусам R), Rz и кривизны, которыми очерчивается форма кольца 7 в свободном упругом состоянии, в форме овала с большой и малой осями симметрии (О> — Îi, 0z

02)

Операция по этапу 11 совершается путем окунания витков 2 спирали 1 в ванну 14, заполненную охлаждающей жидкостью. Таким образом, операции по этапам 1 и И совершаются одновременно.

Операции по этапу I)1 предшествует операция, при которой на торцы спирали вдоль большой оси овала спирали 1 наносят риски 15. Действия при выполнении операции по этапу III аналогичны этапу I за исключением нагрева и охлаждения. При этом наладкой роликов 8, 9, 12 и 13 обеспечивают повторную гибку спирали 1 в спираль 3 с постоянным радиусом кривизны Rp.

Операции по этапу IV осуществляются на внутришлифовальном круглошлифовальном и полировальном станках 16, на которых обрабатывают спираль 3 в виде цилиндрической детали и в приспособлении

17, в котором витки спирали 3 сжаты до контакта друг с другом, а обрабатываемые поверхности 18 и 19 открыты и доступны для измерения получаемого диаметра 0, а на внутришлифовал ьном — Dz, Операция по этапу V выполняется на горизонтально-фрезерном станке (не показан), в приспособлении 20, в котором спираль 3 ориентируют по рискам 15 таким образом, чтобы они располагались посредине фрезы 21 в ее диаметральной плоскости, сжимают спираль 3 до контакта ее витков друг с другом и разрезают ее на отдельные витки-кольца 5, образуя при этом замок 6 шириной "а", соответствующей ее рабочему состоянию. При выполнении этапа И в результате нагрева витков-колец 5 до температуры Ак они из неупругого состояния (фиг. 7) возвращаются в исходное состо.яние (фиг. 8). При этом ширина замка "б" много больше "а", а контур вновь обретает очертание регламентируемое радиусам 8>, Rz vt Йз, При выполнении рихтовки по этапу VII обеспечивается выравнивание витка-кольца 5 (фиг. 9) в плоское кольцо 7 (фиг, 10), чем завершается процесс изготовления поршневых колец по предлагаемому способу, Формула изобретения

Способ изготовления поршневых колец, заключающийся в навивке спирали из полосовой заготовки, разрезку спирали на кольца с вырезкой замка шириной. соответствующей его размеру в рабочем состоянии, термообработку поршневых колец и механическую обработку, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделия за счет механической обработки колец в неупругом состоянии,. спираль полосовой заготовки выполняют из материала с памятью формы, при этом сначала навивают спираль с переменным радиусом кривизны, затем подвергают термообработке и повторно навивают с радиусом кривизны, равным радиусу поршневого кольца в рабочем состоянии, затем спираль подвергают механической обработке, а после разрезки спирали поршневые кольца подвергают нагреву до температуры обратимости эффекта памяти формы.

1719186

РигЗ

Составитель Т. Иванова

Редактор Л. Пчолинская Техред M.Моргентал Корректор В. Гирняк

Заказ 729 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский коибинрT "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101