Создание парка автомобилей

1.2 Описание условий работы детали

Головка цилиндров является ответственной и сильнонагруженной деталью двигателя. Близко друг к другу располагаются камеры сгорания, каналы впуска воздуха и выпуска отработавших газов, а также полостей системы охлаждения, каналов подвода и отвода масла. От работы этой части двигателя зависит его надежность и ресурс. Неисправности других деталей и систем являются причиной появления неисправности самой головки блока цилиндров.

Характерные дефекты:

-трещины на плоскости сопряжения с блоком цилиндров, на стенках рубашки охлаждения;

-деформации поверхности сопряжения с блоком;

-износы отверстий под направляющие втулки(потеря посадки);

-износ отверстий направляющих втулок клапанов;

-износ фасок, седел клапанов и ослабление посадки седел клапанов в гнездах;

-повреждение резьбы в отверстиях.

Износ отверстий в направляющих втулках клапанов устраняют замены на новые, изношенные втулки выпрессовывают, затем контролируют размер отверстий в головке под втулки. Если размеры находятся в поле допуска – запрессовывают новые втулки, а если отверстия прослаблены – отверстия развертывают по размеру ремонтного чертежа втулок.

Изношенные отверстия во втулках могут быть восстановлены накаткой с помощью специального приспособления – раскатки(роллера).

Износ фасок седел клапанов устраняют фрезерованием или шлифованием. При этом обеспечивается угол фаски в соответствии с рабочим чертежом.

Фаски обрабатывают до полного устранения следов износа под строго определенным углом и контролируют калибром. При обработке фаски обеспечивают её соосность с отверстием в направляющей втулке. Для этого режущий инструмент базируется по отверстию направляющей втулки. Глубина обработки фасок ограничена допустимой величиной выступания торца клапана.

1.3  Описание характера износов, допустимых и предельных параметров

Технические требования к отремонтированной детали должны соответствовать  заложенным в конструкторской документации. Исходным документом допустимых параметров детали, узла является карта дефекации на  головку блока цилиндров (245-1003013)  дизеля Д-245. Технические требования на дефектацию детали (головка блока цилиндров) отображены в таблице 1.3

Таблица 1.3-Технические требования на дефектацию детали

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

2.1 Описание особенностей технологического процесса изготовления деталей, узла

Обработка втулки направляющей клапана

Для изготовления направляющих втулок применяется рекомендованный производителем материал: специальный чугун, металлокерамика, латунь, бронза. Все материалы приобретаются у непосредственных производителей поставляющих эти материалы на автозаводы. В отдельных случаях применяются материалы с более высокими эксплуатационными характеристиками.

При обработке втулок с внутренним диаметром 6 мм и более, используются хонголовки и регулируемые по диаметру алмазные развертки. Обработка может производиться на токарном станке или с помощью приспособления типа «гироскоп», в котором удерживается втулка на вертикально-сверлильном станке. Хонголовки имеют механизм жесткой подачи встроенного бруска, с работой до жесткого упора для получения отверстий одного диаметра. Отверстия диаметром менее 6 мм обрабатываются нерегулируемыми развертками.

Геометрические погрешности и допуск на диаметр отверстий не превышают 3-4 мкм. По наружному диаметру деталь окончательно шлифуется или протачивается в необходимый размер с базированием по внутреннему диаметру. При этом обеспечивается несоосность наружного диаметра относительно внутреннего не более 0,01 мм.

После запрессовки втулок в головку, причем любым из методов - с нагревом головки и охлаждением втулки, с подогревом одной головки или «на холодную» - во всех случаях внутренний диаметр принимает форму «корсета» в зависимости от рекомендуемого натяга в пределах 0,01-0,025 мм. Поэтому проводятся дополнительные операции: доработка отверстий регулируемой алмазной разверткой при диаметре более 6 мм и нерегулируемой - при диаметре менее 6 мм.

Привод инструмента осуществляется или вручную, или с помощью электродрели. Геометрические погрешности и допуск доработанных отверстий выдерживаются с точностью не более 3 мкм. Качество проведения этой операции имеет большое значение, т.к. отверстие в дальнейшем служит базой для обработки фасок седла клапанов.

Обработка фасок седел клапанов производится на установке «Прецизион», состоящей из стола с кронштейнами и прихватами, на плоскость которого, через подставку ставится головка, а также углового адаптера, назначением которого является точная фиксации резцового блока по оси направляющей втулки без возможности его деформации. Во время работы осуществляется регулируемая осевая подача инструмента. Резцовый блок устанавливается отверстием на пилот и фиксируется винтом. Через шлицевой паз резцовый блок связан с втулкой, снаружи которой, расположены сферический подшипник, дистанционная втулка, регулятор подачи резцового блока и ограничитель глубины обработки фаски. Привод осуществляется вручную через паз, находящийся на конце части втулки.

Резцовый блок имеет участки для установки трех резцов, каждый из которых характеризуется своим углом (например: 90? - основной, 60? - вспомогательный, 120? -вспомогательный).

Резцы крепятся винтами с помощью клиновых зажимов и могут быть установлены по оси в любом положении. За счет этого осуществляется регулировка необходимой ширины фаски и ее местонахождение на седле клапана. Настройка резцового блока производится по шаблону в приспособлении в течение 3 мин. Причем любой шаблон может быть изготовлен в течение 5 мин при наличии токарного станка.

Обработка фасок седла клапанов производится по следующей технологии.

Головка блока цилиндров укладывается на плоскость установки или на подкладки одинаковой толщины. В отверстие направляющей втулки неподвижно устанавливается установочный пилот, имеющий конусность в пределах 3-5 мкм. Пилот выполнен из инструментальной стали и имеет твердость выше 60 HRC. Угловой адаптер устанавливается базовым отверстием примерно по центру пилота. Далее с помощью индикаторного прибора адаптер устанавливается на оси пилота с точностью 0,01 мм и фиксируется в этом положении двумя прихватами, при этом фиксируется одновременно и ГБЦ. При установке адаптера с помощью индикаторного прибора пилот испытывает нагрузку только от слабой пружины индикаторной головки и не испытывает никаких деформаций даже при диаметре 4 мм.

Установочный пилот и прибор убираются, в отверстие направляющей втулки и базового отверстия адаптера устанавливается рабочий пилот с зазором 0,01 мм, на котором зафиксированы резцовый блок, втулка, сферический подшипник, дистанционное кольцо-регулятор и ограничитель глубины резания.

С помощью рукоятки резцовый блок приводится во вращение, и производится одновременно обработка всех трех фасок (или по желанию двух или одной фаски). Так как адаптер крепится непосредственно на плоскость головки, имеется торцевой упор, а резцовый блок расположен между двух опор, то эта система обладает максимальной жесткостью, и не происходит никаких отклонений резцового блока от оси направляющей втулки.

Режущий инструмент, используемый при работе - это резцы сечением 6х6 мм, оснащенные твердосплавными вставками (ВК6ОМ, ВК6, ВК8) обычного исполнения. Каждый из резцов имеет свой угол, например: основная фаска - 90, вспомогательные – 60,120.Каждый из резцов устанавливается на резцовый блок автономно, любой из них можно снять, заменить или заточить с использованием обычного угломера. Резцовый блок настраивается на обработку фаски определенного размера в течение 3 минут с использованием приспособления, либо по уже обработанному седлу. Для контроля величины биения фаски имеется индикаторное приспособление, базирующиеся на установочном пилоте. Привод инструмента - ручной. Установка не содержит никаких сложных систем типа «воздушной подушки», фиксации положения органов и др., проста и надежна в эксплуатации, компактна и обеспечивает гарантированное биение фаски седла клапана в пределах 0,01-0,02 мм для всех головок - от грузовых до мультиклапанных. Она может применяться в любой автомастерской с минимальными эксплуатационными расходами, поскольку не требует использования дорогостоящих мультиугловых резцов, заточку которых трудно произвести даже при наличии соответствующего оборудования. Время обработки всех фасок седел клапанов головки Д-245 (имеющих твердость  50НRC) не превышает 30 мин. При исходном биении 0,2-0,4 мм после обработки достигается биение в пределах 0,01-0,02 мм. ГБЦ марки Д-245 - за 50-60 мин.

На установке также возможно производить расточку под установку седла увеличенного диаметра практически с помощью той же оснастки. Время расточки одного отверстия не превышает 10-15 мин. Ремонт головок блока цилиндров по нашей технологии обеспечивает выполнение самых жестких требований без применения сложного и дорогостоящего оборудования и может осуществляться как в малых мастерских, так и на крупных ремонтных предприятиях.

2.2 Описание диагностики работоспособности и методов выбраковки деталей

Последовательность контроля деталей при дефектации втулок направляющих клапана. В первую очередь выполняют визуальный контроль деталей с целью обнаружения повреждений, видимых невооруженным глазом: крупных трещин, обломов, рисок, выкрашивания, коррозии. Затем детали проверяют на приспособлениях для обнаружения нарушений взаимного расположения рабочих поверхностей и физико-механических свойств материала, а также на отсутствие скрытых дефектов (невидимых трещин). В заключение контролируют размеры и геометрическую форму рабочих поверхностей деталей.

Контроль взаимного расположения рабочих поверхностей. Отклонение от соосности (смещение осей) отверстий проверяют с помощью оптических, пневматических и индикаторных приспособлений.

Методы выбраковки заданного дефекта сведены в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 –Методы выбраковки