Технология изготовления клапанов

Основными преимуществами станков с ЧПУ по сравнению с универсальными станками с ручным управлением являются: повышение точности обработки; обеспечение взаимозаменяемости деталей в серийном и мелкосерийном производстве, сокращение или полная ликвидация разметочных и слесарно-прикидочных работ, простота и малое время переналадки, концентрация переходов обработки на одном станке, что         приводит к сокращению затрат времени на установку заготовки, сокращению числа операций, затрат времени и средств на транспортирование  и контроль деталей; обеспечение высокой точности обработки деталей, так как процесс обработки не зависит от навыков и интуиции оператора; уменьшение брака по вине рабочего; повышение производительности станка в результате оптимизации технологических параметров; возможность использования менее квалифицированной рабочей силы; возможность многостаночного использования: уменьшение парка станков, так как один станок с ЧПУ заменяет несколько станков с ручным управлением.

Однако применение станков с ЧПУ имеет и ряд недостатков: стоимость станков с ЧПУ значительно превышает стоимость станков с ручным управлением; возникают дополнительные затраты на подготовку программ управления, наладку инструмента вне станка и устройств ЧПУ; необходимо более тщательно выполнять технологические разработки, выбирать режущий и вспомогательный инструмент.

Ещё один вид обработки, используемый при изготовлении заданной детали, - это шлифование. На настоящее время существует два основных метода обработки детали шлифованием на кругошлифовальных станках: продольное и врезное шлифование.

Метод продольного шлифования более универсальный. Он не требует специальной наладки, одним шлифовальным кругом можно обрабатывать поверхности разной длины. При продольном шлифовании круг изнашивается более равномерно и заметно не влияет на отклонение от цилиндричности шлифуемой поверхности. При продольном шлифовании достигаются наименьшие параметры шероховатости, минимальное тепловыделение и лучшее качество шлифуемой поверхности. Применяют этот метод при обработке цилиндрических поверхностей значительной длины (свыше 50 мм).

При врезном шлифовании одновременно обрабатывается вся шлифуемая поверхность. Этот метод более произюдительный; для его осуществления применяются более широкие круги и станки повышенной мощности и жесткости. Износ круга непосредственно влияет на точность шлифуемой поверхности. Применяют этот метод при обработке коротких шеек, поверхностей, ограниченных буртами, ступенчатых и фасонных поверхностей. Врезное шлифование целесообразно применять в серийном и массовом производстве.

Рассмотрю ещё один процесс - процесс наплавки уплотнительного пояска тарелки выпускных клапанов.  Существующие технологии  наплавки  клапанов  в  России ориентированы на нанесение сплавов на основе никеля типа колмоной (например, порошок ПГ - CP 2) с использованием плазменно—дугового процесса. Эта технология не отвечает современным требованиям надежности и долговечности клапанов, в связи с недостаточно высокой коррозионно - и износостойкостью покрытия при высоких температурах, повышенного содержания железа в наплавленном металле. Ведущие зарубежные фирмы DELORO STELLITE (Великобритания), INTERWELD (Австрия), SNMI (Франция) выпускающие оборудование для наплавки клапанов и внедряющие этот процесс во всем мире ориентируются на новую технологию, получившую название РТА - процесс (plasma transferred arc), в русском варианте — процесс плазменной наплавки-напыления (ПНН). В качестве присадочного материала для наплавки клапанов используется исключительно материал на основе кобальта  (стеллит).  Ведущие производители этих материалов выпускают до  20—ти модификаций  различных стеллитов.

Сущность процесса ПНН состоит в нанесении порошковых покрытий толщиной 0,5 - 4,0 мм с гибким регулированием ввода тепла в порошок и изделие плазмотроном с двумя дугами - основной и пилотной. При этом пилотная (косвенная) дуга используется для расплавления присадочного материала, а основная дуга (переносимая на изделие) — для поддержания температуры частиц порошка на детали. При ПНН увеличение времени нахождения частиц порошка при высокой температуре способствует максимальному сцеплению и уплотнению частиц с минимальным перегревом поверхности детали. Оптимизация основных характеристик процесса (токов основной и пилотной дуги, расстояния до изделия, скорости подачи порошка и скорости перемещения изделия относительно плазмотрона) ведет к минимальной чувствительности к скорости подачи порошка и в определенных пределах к скорости перемещения изделия.

Развитие новых технологий обусловлено открытием новых свойств материалов, усовершенствованием старых, всем известных, технологических процессов, разработкой более совершенных методов и оборудования. Выбор варианта для достижения необходимого результата - изделия с заданными характеристиками - на сегодняшнее время огромен. И хотя не подвергается сомнению, что сверхсовременные технологии имеют большое количество положительных сторон и преимуществ по сравнению со старыми, однако, они не всегда доступны и их использование не всегда рационально. По этой причине подход при выборе используемого инструмента, метода обработки детали и оборудования должен быть строго индивидуален, в зависимости от того, какие цели ставятся перед производством.

Библиографический список

1. Райков И.Я., Рытвинский Г.Н. Двигатели внутреннего сгорания, 1971 г.

2. Анурьев В.И.  Справочник конструктора-машиностроителя  в 3-х т. – М.: Машиностроение, 1982 г.

3. 7. Металлорежущие станки. Под ред. Н.С. Ачеркана. – М.: Машиностроение, 1965 г.

4. Данилевский  В.В. Технология машиностроения. – М.: Высшая школа, 1963г.

5. Суслов А.Г. Технология машиностроения. – М.: Машиностроение, 2004 г.

6. Мельников Н.Ф. и др. Технология машиностроения. – М.: Машиностроение, 1965 г.

7. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1986 г.

Челябинск

2013г.