Малафєєв Ю. М., Кобзаренко Д.А., Еммєр Т.

ОСОБЛИВОСТІ ОБРОБКИ ПОВЕРХОНЬ ДВИГУНІВ ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРЯННЯ

Двигун внутрішнього згоряння відіграє значну роль в машинобудуванні. Без моторів неможливо уявити вантажівки, персональні автомобілі, морський та повітряний транспорт. Але і сьогодні ДВЗ мають ряд проблем, які зменшують їх життєвий цикл. ДВЗ складається з трьох масивних частин: блок циліндрів, головка блоку циліндрів та масляна ванна (см. рис.1).

В машинобудуванні не існує ідеального контакту між деталями, тому що завжди має місце відхилення. У випадку ДВЗ відхилення від площинності грає визначну роль. Підвищені вимоги останніх років [1, 2] вимагають виконання відхилення від площинності в межах до 0.05 мм на всю контактну площину блоку циліндрів. Це означає, що відхилення площинності між блоком циліндрів і головкою блоку циліндрів складає 100 мкм. Таке відхилення призводить до втрати тиску та масла в камері згорання. Тому між цими елементами встановлюється прокладка блоку циліндрів, яка після пластичного деформування мінімізує відхилення [3].

Рис. 1. Важливі контактні поверхні ДВЗ

Всі 3 елементи зкріплюються за допомогою гвинтів. Сили затиску повинні бути однакові, тому в складальних цехах застосовують тільки електричні пристрої затиску. З рис. 1 можна побачити розподілення затискних сил на високий та низький затиск. В областях низького затиску зазвичай спостерігається підвищена загроза пошкодження прокладки, яка зображена на рис. 2.

Рис. 2. Пошкодження прокладки блоку циліндрів [4]

Для обробки контактних поверхонь, які зображені на рис. 1 використовуються, так звані, касетні фрези, які характеризуються складною геометрією складових та великим числом зубів. Фрези з замінними ріжучими пластинами отримали сьогодні широке застосування в промисловості. Ріжучі пластини мають більше ніж одну ріжучу кромку, що призводить до підвищення сроку служби інструменту в цілому. Ці пластини зазвичай закріплюються в корпусі фрези, що зменшує час її зміни. Пластини виготовлюються зазвичай із твердого сплаву, полікристалічного алмазу або кубічного нітриду бору та напиляються шаром титанкарбіду чи титаннітриду [5], [6], [7].

Ринок пропонує великий спектр торцевих фрез для обробки блоку циліндрів. За отриманою інформацією зрозуміло, що конструкція інструменту залишається типовою торцевою фрезою. Вартість цих фрез дуже висока через складну форму і труднощі їх виготовлення. Тому основною ідеєю пропонуємого дослидження є комбінація методу торцевого фрезерування та шліфування. З цією метою необхідно грунтовно проаналізувати процес шліфування на низьких швидкостях і встановити чи це взагалі можливо.

Використання новітніх центрів обробки робить можливим застосування комбінованих інструментів. Ціль - за один робочий прохід, одним інструментом реалізувати основний зйом металу і фінішну обробку. Одна з можливостей такої комбінації полягає у комбінуванні торцевого фрезерування та шліфування, принцип якого зображений на рис. 3.

Рис. 3. Концепт фрезерувально-шліфувальної обробки

Так як фрезерування проводиться із значно меншою швидкістю різання у порівнянні з звичними видами шліфування, потрібно провести порівняльні практичні дослідження з низькими швидкостями шліфування.

Для дослідів доцільно обробляти матеріали, які

найбільш часто застосовуються в машинобудуванні: алюміній, чавун, сталь.

Література:

1. Guranti "Noch ganz dicht?"// Krafthand, 2012 (8), Seite 16–20.

2. Motomobil Info Montagehinweise: [каталог], Raffner [2009]

3. Zylinderkopfschrauben Praxisinfo Nr2: [каталог]/ REINZ-Dichtungs-GMBH

4. Wikipedia [Електронний ресурс] Zylinderkopfdichtung / Режим доступу: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5f/Damaged_head_gasket.jpg.

5. Diamantwerkzuege: [каталог]/ MAPAL. — 2015, s. 48.

6. HPC Fräser: [каталог] / Hollfelder-Gühring Cutting Tools

7. M4000 – High performance made universal: [каталог] / Walter Tools. — 2014, s.20