Методы сборки прецизионных пар и технологическое оборудование

Степень точности деталей, обеспечиваемая технологическим оборудованием на окончательных операциях обработки по сопрягаемым поверхностям, определяет методы сборки прецизионных пар. При изготовлении и особенно при ремонте еще широко используется сборка прецизионных пар с индивидуальной подгонкой деталей, так называемой взаимной притиркой. Взаимная притирка выполняется с применением машинно-ручного или ручного труда и, следовательно, стабильность качества этой операции зависит от квалификации исполнителя. Операции взаимной притирки, как правило, уменьшают в сопрягаемых деталях отклонения от правильной геометрической формы в поперечных сечениях и увеличивают в продольных, что приводит к различным диаметральным зазорам по длине прецизионной части пары.

Повышение точности изготовления и измерения прецизионных деталей позволило перейти к технологическим процес сам бесподгоночной сборки прецизионных пар. Одним из способов бесподгоночной сборки является селективная сборка, при которой детали сортируют на группы внутри производственного допуска, а затем комплектуют детали соответствующих групп в пары с гарантированным зазором.

В связи с созданием в последнее время измерительных приборов, позволяющих измерять с высокой точностью непосредственно диаметральный зазор в паре, появилась возможность сборки пар с индивидуальным подбором деталей при их комплектовании с применением ЭВМ.

В зарубежном и отечественном производстве находит широкое применение метод сборки прецизионных пар комплектным шлифованием. Этот метод объединяет операцию окончательной обработки одной из деталей пары - вала на высокоточном шлифовальном оборудовании в размер по сопрягаемому отверстию во втулке. Измерение втулки и активный контроль размера обрабатываемой детали в процессе шлифования, а также управление станком по заданной программе осуществляются специальной измерительно-управляющей системой.

Для окончательной обработки наружных прецизионных цилиндрических поверхностей наибольшее распространение получили плоскодоводочные двухдисковые станки различной конструкции, в том числе отечественного производства моделей МСЗ 3816, МШ 156 и некоторых зарубежных фирм, например Ган и Кольб моделей НД, Петер Вольтере модели 2И8. Такое оборудование, в частности при окончательной обработке игл, в комплексе с бесцентроводоводочными станками модели ВЕ-33 Вильнюсского филиала экспериментального научного института механизации станков (ЭНИМС) позволяет по лучить без применения ручной доработки геометрию направляющей поверхности, отвечающую требованиям селективной сборки распылительных пар.

Распространенным отделочным процессом, используемым для обработки высокоточных отверстий, является доводка с применением абразивных и алмазных паст. Для машинных доводочных операций применяются одношпиндельные вертикальнодоводочные станки моделей ОФ-26 и 3820Д Одесского завода фрезерных станков им. Кирова и ряда зарубежных фирм, в том числе двухшпиндельный станок модели 21Ы фирмы Петер Вольтере (ФРГ) для доводки гильз плунжеров и фирмы Моторпал (ЧССР) модели СП-31 для доводки глухих отверстий корпусов распылителей.

Для условий централизованного восстановления изношенных поверхностей высокоточных отверстий интерес представляет применение хонингования с использованием брусков с алмазным наполнителем на хонинговальных полуавтоматах модели 3820-2 Одесского СКВ специальных станков.

За рубежом при создании оборудования для обработки прецизионных деталей наметилась тенденция замены доводочных операций шлифованием. Так, широкое распространение получили, в том числе и на ряде отечественных заводов, круглошлифовальные станки особо высокой точности фирмы Штудер (Швейцария) модели РНИ-500 для комплектного шлифования плунжеров и круглошлифовальные автоматы модели ЕА-300 для обработки в центрах и призме конических и фасонных цилиндрических поверхностей игл. Отечественной промышленностью осваивается выпуск универсальных круглошлифовальных станков особо высокой точности модели ЗЕ12 и полуавтоматов для шлифования конусов игл модели ВЕ-7А. Ряд станкостроительных зарубежных фирм ЦУА (Швейцария), Минганти (Италия), Овербек (ФРГ) работают над созданием внутришлифовальных станков повышенной точности. Внутришлифовальные автоматы фирмы ЦУА для окончательного шлифования за одну постановку направляющего отверстия и уплотняющего конуса корпусов распылителей модели 17551 приобретены рядом отечественных предприятий, в том числе и изготавливающих распылители форсунок тепловозных дизелей типа Д49.

Высокое качество окончательной обработки рабочих поверхностей прецизионных деталей в практике отечественного производства достигается совершенствованием и автоматизацией доводочных операций. Решение этой задачи, как показывают разработки ЦНИТА, может быть достигнуто разделением операций, последовательно обеспечивающих высокую точность расположения сопрягаемых поверхностей и точность геометрической формы в сочетании с определенной системой базирования обрабатываемых деталей. Практически такая система обработки, обеспечивающая бесподгоночную сборку распылителей форсунок автотракторных дизелей, решается с использованием электроискровых многошпиндельных полуавтоматов ЦНИТА, полуавтоматических станков ЦНИТА-Д8170А для доводки отверстий и ЦНИТА-8451А для доводки уплотняющего конуса.

Электроискровое оборудование за счет системы базирования и оптимальности режимов обработки обеспечивает не только точность расположения взаимно связанных поверхностей, но и максимальный съем металла при достаточной точности и ше роховатости обрабатываемой поверхности с минимальным дефектным слоем. Автоматизация режима доводки в станках ЦНИТА-Д8170А решена с помощью специальной следящей системы, активно контролирующей вращающий момент шпинделя (усилия резания) путем импульсного автоматического разжима притира. В станках ЦНИТА-8451А реализован способ доводки уплотняющего конуса, заключающийся в том, что доводку ведут коническим притиром без базирования по направляющему отверстию корпуса распылителя с постоянно-последовательным чередованием объемного и линейного контактов конических поверхностей притира и детали.

Аналогичное полуавтоматическое оборудование с использованием принципиальных схем станков ЦНИТА разработано во ВНИИЖТе для типоразмеров распылителей форсунок тепловозных дизелей, в том числе трехпозиционная электроискровая установка ЦНИИ-7042 для обработки конусов корпусов распылителей, пятишпиндельный полуавтомат ?щии -7158 для доводки конусов корпусов и игл распылителей и трехшпиндельный полуавтоматический станок ЦНИИ-7305 для доводки базовых отверстий корпусов распылителей. Опытные образцы станков эксплуатируются на Запорожском заводе ЦТВР. Станки можно использовать не только в технологических процессах изготовления новых деталей, но при централизованном ремонте, в том числе для непосредственного восстановления изношенных поверхностей и после процессов их наращивания. В этом случае сохраняется единая прогрессивная технология на окончательных операциях, а следовательно, и одинаковая надежность новых и отремонтированных прецизионных изделий.

Опыт некоторых зарубежных фирм по конструированию и использованию специального технологического оборудования для пунктов централизованного сервисного и восстановительно-ремонтного обслуживания распылителей также представляет интерес.

На рис. 116 показан прецизионный шлифовально-доводочный станок Сервис-мастер фирмы Мерлин (Англия). На этом станке можно выполнять разнообразный круг операций при ремонте распылителей широкого диапазона типоразмеров. Станок имеет две головки - шлифовальную 4 и доводочную 7 с автономными электродвигателями. Валы электродвигателей сов

мещены со шпинделями головок, что повышает прецизионность станка. Шлифовальная головка может перемещаться поперечно по шаброванным направляющим станины и оборудована двумя шлифовальными кругами - для шлифования торцовых поверхностей корпусов и конических поверхностей игл и притиров. Головка имеет также устройство для алмазной правки кругов. Доводочная головка может перемещаться в продольном направлении и разворачиваться на поворотном основании салазок. На шпинделе головки установлены самоцентрирующий патрон для зажима оправок притиров, а с другой стороны планшайба для привода устройств оснащения.

К устройствам оснащения в первую очередь относится сменное приспособление 6 для шлифования конусов притиров и игл распылителей. Приспособление в виде блока монтируется на стойке салазок доводочной головки. Укрепленнный на стойке салазок доводочной головки поворачивающийся блок (рис. 117) состоит из линейки 2, призмы 3 для установки притира 4 или иглы и упора 10 притира. Блок поворачивается с помощью поводка 9 и микрометрического устройства 8, верньер 7 которого имеет цену деления Г. Предварительная настройка в пределах от 44 до

Рис. 116. Прецизионный шлифовально-доводочный станок «Сервисмастер»:

I - подставка; 2 - станина; 3 - дополнительная голов-ка; 4 - шлифовальная головка; 5 - оптический экран; б - приспособление для шлифовки конусов; 7 - доводочная головка; 8 - фиксатор; 9, 11 - рукоятки продольного и поперечного перемещений; 10 - пульт;

12 - инструментальный ящик

Схема устройства для шлифования конуса притиров и доводки конуса корпусов распылителей

Рис. 117. Схема устройства для шлифования конуса притиров и доводки конуса корпусов распылителей:

1 - основание блока; 2 - линейка; 3 - призма; 4 - притир; 5 - шлифовальный круг; 6 - шкив фрикционный; 7 - верньер; 8 - микрометрическое устройство; 9 - поводок; 10 - упор; 11 - самоцентрирующий патрон; 12 - корпус распылителя 106° осуществляется с помощью эталона и микрометрического индикатора для выверки линейки, точная настройка - верньером с контролем по оптическому экрану 5 (см. рис. 116). Притир прижимается к призме и вращается через резиновый фрикционный шкив б, ось которого получает вращение от кулачка планшайбы доводочного шпинделя.

Станок может быть оборудован дополнительной специальной головкой 3 (см. рис. 116) с автономным приводом. Головка монтируется к боковой привалочной поверхности станины. Шпиндель головки также совмещен с валом электродвигателя и оборудован с одной стороны самоцен-трирующим патроном для крепления ремонтируемых деталей форсунок, а с другой стороны - редуктором с притирочным диском диаметром 200 мм, вращающимся с частотой 500 об/мин. Головка может быть закреплена в удобном для работы положении. Фирма рекламирует длитель ное сохранение точности настройки станка и высокую производительность (до 90 операций шлифования в 1 ч).

Подобный по назначению шлифовальный станок разработан фирмой Хар-тридж. Шлифовальный станок применяется совместно с устройством машинного восстановления конической запирающей поверхности корпусов распылителей (рис. 118).

Для восстановления используют инструмент (хон), конструктивно отличающийся от притира наличием вместо чугунной вставки шлифовального мелкозернистого камня с конической поверхностью резания (рис. 119). Камень 4 постоянно или винтовым соединением закрепляют на стержне инструмента 5, противоположная сторона которого имеет плоские срезы для фиксации в патроне станка. Следует также отметить, что конструкция инструмента не предусматривает базирования его стержня в направляющем отверстии распылителя

Станок фирмы Хартридж для восстановления конической поверхности корпусов распылителей

Рис. 118. Станок фирмы Хартридж для восстановления конической поверхности корпусов распылителей:

I - станина; 2 - механизм привода; 3 - реле времени; 4 - кнопка аварийного выключения; 5 - рукоятка установки инструмента; 6 - патрон; 7 - инструмент; 8 - адаптер; 9 - стол; 10 - бак; 11 - механизм перемещения стола; 12 - набор оснастки и инструмента и может подбираться к нему с зазором до 1 мм.

Перед операцией шлифования к корпусу распылителя подбирают сменный адаптер 8 и инструмент 7 (см. рис. 118), а затем устанавливают адаптер с корпусом распылителя и вставленным в него инструментом в гнездо стола 9 станка, предварительно поднятого механизмом 2 в нужное по высоте положение. При опускании рукояткой 5 патрона 6 и пуске станка инструмент автоматически зажимается в патроне, а адаптер центрируется в гнезде. Время шлифования, обычно 0,5 мин, устанавливается по реле времени 3, по истечении которого станок автоматически останавливается.

При поднятии рукояткой патрона стержень инструмента освобождают от крепления и восстановленный корпус снимают вместе с адаптером и инструментом.

Перед шлифованием камень смачивают специальным маслом, находящимся в баке 10. Абразивная паста не применяется. По данным фирмы, камень инструмента может служить для ремонта 40-50 корпусов распылителей, после чего его рабочая поверхность должна быть восстановлена. Эта операция выполняется путем правки камня алмазом в приспособлении шлифовального станка, обеспечивающего вращение инструмента в призме.

Во ВНИИЖТе для сервисного обслуживания в условиях депо распылителей бес-подгоночной сборки разработан комплекс технологических приспособлений. Комплекс включает усовершенствованное приспособление - клин, с помощью которого шлифуется напильником коническая вставка притира (рис. 120) для доводки конуса корпуса распылителя, и приспособление с плоскими притирами для притирки уплотнительного пояска конуса иглы. Технологический процесс восстановления изношенных деталей с помощью такого комплекса позволяет получить параметры конических поверхностей, обеспечивающих бесподгоночную сборку отремонтированных распылительных пар. Шлифование конических поверхностей притиров и восстановительные операции распылителя выполняют на доводочном станке типа ПР 279.28. Правка рабочих поверхностей притиров для доводки конуса иглы про-

Рис. 119. Детали оснастки :

1 - установочный адап тер; 2 - сменный адаптер;

3 - ремонтируемая деталь;

4 - шлифовальный камень инструмента; 5 - стержень инструмента; 6 - патрон станка

Усовершенствованные приспособления

Рис. 120. Усовершенствованные приспособления:

а - для заправки конической поверхности притира;

6 - для притирки уплотнительного пояска конуса иглы; I - корпус косяка; 2 - притир для доводки конуса корпуса распылителя; 3 - упор конической поверхности притира; 4 - упор для выборки зазора по цилиндру; 5 - игла распылителя; 6 - цанговый корпус;

7 - прижимное устройство; 8 - притир для доводки конуса иглы изводится на плоской доводочной плите в кондукторе, обеспечивающем точное угловое расположение плоской рабочей поверхности притира относительно его базового цилиндра.

Целесообразно при полном переходе промышленности на выпуск прецизионных деталей с применением технологических процессов бесподгоночной сборки организовать в ряде депо железных дорог пункты централизованного ремонта топливной аппаратуры. Такие пункты должны иметь технологическое оборудование типа шлифовально-доводочных станков, выпускаемых фирмами Мерлин и Хартридж, а также комплекс доводочных приспособлений ВНИИЖТ и обеспечивать в эксплуатации одинаковую надежность отремонтированных деталей с новыми.

При техническом обслуживании и текущих ремонтах топливной аппаратуры в депо прецизионные узлы должны проходить только стендовый контроль и освидетельствование. Прецизионные детали, не отвечающие требованиям правил ремонта тепловозов, необходимо передавать для ремонта в централизованные пункты. Детали, отбракованные при заводских видах ремонта, а также те, которые не могут быть отремонтированы с сохранением бесподгоночной сборки на централизованных пунктах, должны проходить восстановительный ремонт, в том числе с применением процессов перекомплектовки деталей и их наращивания в специализированных цехах ремонтных заводов. Такие цеха должны иметь полный комплект технологического и метрологического оборудования, применяемого при изготовлении прецизионных деталей, и обеспечивать технические требования к отремонтированным деталям на уровне требований к новым изделиям.

Технические требования к геометрии прецизионных деталей и их метрологический контроль | Топливные системы тепловозных дизелей. Ремонт, испытания, совершенствование. | Список литературы