Obróbka otworu na sworzeń tłokowy
Wstępna obróbka otworów na sworzeń tłokowy. Obróbkę otworów na sworzeń tłokowy w żeliwnych tłokach do ciągników rozpoczyna się przeważnie od wiercenia. W niektórych przypadkach obrabia się wstępnie otwory na sworzeń przy jednoczesnym wykonywaniu na jednej obrabiarce wiercenia, rozwiercania zgrubnego, roztaczania i rozwiercania wykańczającego otworów. Operację tę wykonuje się zwykle po wygładzającym toczeniu tłoka ustalając go na bazach pomocniczych. Stosuje się przy tym poziome dwustronne wiertarki zespołowe z wielopozycyjnym stołem bębnowym, pozwalające na równoległe wykonywanie zabiegów na kilku tłokach i na wykorzystanie czasu maszynowego do zakładania i zdejmowania części z maszyny.
Jednakże taki układ obróbki ma następujące wady:
a)Przy dwustronnym wierceniu tłoka płaszcz jego odkształca się pod wpływem znacznych sił wywieranych przez wiertła i staje się owalny, przy czym odkształcenie musi być usunięte przez szlifowanie. Z tego powodu trzeba znacznie zwiększyć naddatek na szlifowanie, co zwiększa pracochłonność tej obróbki.
b)Obróbkę otworów wg wymienionego sposobu przeprowadza się ustawiając tłok w oparciu o bazy pomocnicze, co stanowi jednocześnie przygotowanie otworu do bardzo dokładnego roztaczania, które powinno być jednak wykonywane z ustawieniem części wg baz głównych (patrz dalej).
Tak więc zmiana baz w tym stadium obróbki otworu wpływa na zwiększenie naddatku na bardzo dokładne roztaczanie. Wskutek tego obniża się jakość obróbki, ponieważ przy toczeniu bardzo dokładnym można zbierać tylko małe naddatki. Dlatego obróbkę otworów w tłokach żeliwnych należy przeprowadzać w następujący sposób: po wstępnym toczeniu należy tylko wiercić otwory w nadlewkach, ustawiając tłok na bazach pomocniczych. Przy wykonywanym następnie toczeniu wygładzającym odchylenia kształtu płaszcza zostaną częściowo usunięte, co umożliwia pozostawienie minimalnego naddatku na szlifowanie.
Półwygładzającą obróbkę otworów (rozwiercanie zgrubne, wykańczające itd.) poprzedzającą bardzo dokładne roztaczanie należy wykonywać po wygładzającym toczeniu lub po wstępnym przeszlifowaniu tłoka. Tłok powinien być ustawiony wg baz głównych w taki sposób, aby naddatki spowodowane przez zmianę baz były zbierane sztywniejszym narzędziem — rozwiertakiem zgrubnym — i aby na roztaczanie bardzo dokładne można było zostawić w ten sposób naddatki optymalne.
Tę metodę obróbki spotyka się najczęściej. Do wiercenia tłoków stosuje się wielowrzecionowe, dwustronne wiertarki zespołowe, na których wierci się z dwóch stron jednocześnie (równolegle) kilka tłoków. Często do tego celu stosuje się poziome obrabiarki wielowrzecionowe o działaniu ciągłym z obrotowym wielomiejscowym stołem bębnowym i urządzeniem zasobnikowym.
Przy stosunkowo niewielkiej skali produkcji stosuje się dwu i czterowrzecionowe obrabiarki poziome do jednoczesnej obróbki jednego lub dwóch tłoków z dwóch stron, wyposażone w obracane stoły dwupozycyjne w celu umożliwienia jednoczesnego wykonywania czynności pomocniczych. Tłok ustawia się według pasa wewnętrznego w płaszczu i dociska kłem od góry; właściwe kątowe położenie otworu, współosiowe względem nadlewka, uzyskuje się zwykle za pomocą pryzmy, podpierającej wewnątrz tłoka zewnętrzną powierzchnię nadlewków (rys. 203).
Przy obróbce tłoków z otworami ukształtowanymi w odlewach, zamiast wiercenia wykonuje się na tych samych obrabiarkach zgrubne rozwiercanie otworu, zachowując podobny do omówionego układ operacji.
Półwygładzająca obróbka otworu na sworzeń polega zwykle na rozwiercaniu zgrubnym (jednorazowym lub dwukrotnym) lub roztaczaniu z dalszym rozwiercaniem wykańczającym. Często z operacją tą łączy się również nacinanie rowków na pierścienie ustawcze.
Na tłokach żeliwnych z nadlewkiem na nakiełek, półwygładzająca obróbkę otworów wykonuje się albo po toczeniu wygładzającym, albo po wstępnym szlifowaniu płaszcza. Przy wytwarzaniu tłoków aluminiowych operacja ta jest pierwszą operacją obróbki otworu na sworzeń tłokowy. W większości przypadków przed obróbką tokarską wykonuje się tylko rozwiercanie zgrubne otworu. Rzadziej obróbkę tę wykonuje się po obróbce tokarskiej łącząc rozwiercanie zgrubne, wykańczające i nacinanie rowków na pierścienie ustawcze w jednej operacji.
Do obróbki stosuje się dwustronne obrabiarki zespołowe, (np. model Al384 produkcji zakładu im. Ordżonikidze) ze stołem podziałowym typu bębnowego. Obrabiana część w miarę wykonywania zabiegów jest kolejno przemieszczana z jednej pozycji obrabiarki na drugą, przy czym wykonuje się:
c)wstępne rozwiercanie zgrubne,
d)wygładzające rozwiercanie zgrubne lub roztaczanie nożem,
e)rozwiercanie wykańczające obu otworów,
f)nacinanie rowków na pierścienie ustawcze.
Tak więc stół obrabiarki powinien mieć cztery pozycje robocze oraz piątą do ustawiania i zdejmowania części w czasie obróbki czterech tłoków. Na wszystkich pozycjach roboczych, oprócz trzeciej, wykonuje się obróbkę z dwóch stron za pomocą dwóch kompletów narzędzi. Rozwiercanie wykonuje się zwykle przelotowo, tj. jeden długi rozwiertak obrabia jednocześnie oba otwory.
W ten sposób przy obróbce jednego tłoka na każdej pozycji obrabiarka będzie mieć siedem wrzecion i obrabiać równolegle w kolejnych operacjach cztery tłoki. Na rys. 201, 202 i 203 przedstawiono układ takiej obrabiarki, schemat obróbki i roboczą część przyrządu. Obrabiarka jest przystosowana do obróbki dwóch aluminiowych tłoków w każdej pozycji. Na obrabiarce wykonuje się obróbkę według następującego planu (rys. 202):
g)Pozycja pierwsza: zdjęcie dwóch tłoków i ustawienie nowych.
h)Pozycja druga: rozwiercanie zgrubne otworów w dwóch tłokach i zatoczenie stożkowe krawędzi wejściowych z dwóch stron przy pomocy
kombinowanych rozwiertaków zgrubnych.
i)Pozycja trzecia: rozwiercanie wykańczające otworów w dwóch tłokach.
j)Pozycja czwarta: nacinanie rowków na pierścienie ustawcze w dwóch tłokach.
Nie zastosowano w danym przypadku rozwiercania przelotowego, lecz dwustronne w celu zwiększenia wydajności obrabiarki, jednakże rozwiercanie przelotowe jest dokładniejsze.
Część ustawia się na bazach pomocniczych przy wykorzystaniu nadlewka do kątowego ustalenia części. W wielu zakładach tłoki przy tej operacji ustawia się według baz głównych (średnica zewnętrzna i denko), co jest bardziej prawidłowe. Wówczas przyrządy do ustawienia tłoków wykonuje się w postaci przeciętej tulei.
W szeregu zakładów nie rozwiercą się wykańczaj ąco otworów po rozwierceniu zgrubnym, lecz dokładną średnicę osiąga się przy ostatecznej obróbce otworu (roztaczanie bardzo dokładne). Bywa też, że po rozwierceniu zgrubnym roztacza się otwory tłoka na dokładnej tokarce w kilku przejściach. Lepiej jednak jest kalibrować otwór na sworzeń tłokowy narzędziem dokładnym — rozwiertakiem, ściśle określając przez to wymiar naddatku na bardzo dokładną obróbkę.
Wykańczająca obróbka otworów na sworzeń tłokowy. Przy wykańczającej obróbce otworów zmniejsza się błędy ich wymiarów i kształtów oraz położenie ich osi, zgodnie z wymaganiami rysunku. Obecnie przy tej operacji jest ogólnie stosowana metoda roztaczania bardzo dokładnego. Stosuje się przy tym poziome, dwustronne obrabiarki do roztaczania diamentem, których wrzeciona się obracają,' a część jest umocowana nieruchomo na stole wykonującym ruch posuwowy. Wykańczanie otworów jest zwykle ostatnią operacją przy obróbce tłoków.
Niekiedy operację tę wykonuje się na dokładnych tokarkach uniwersalnych lub rewolwerowych przy nadaniu obrabianej części ruchu obrotowego i wykorzystaniu zwykłego wyposażenia maszyn; osiąga się wówczas większą dokładność położenia osi otworu (unika się zbaczania osi) w porównaniu z obróbką obracającym się narzędziem. Stosowanie przy wytaczaniu diamentem wielowrzecionowych obrabiarek z wielomiejscowymi i wielonarzędziowymi przyrządami zapewnia znaczne zwiększenie wydajności. Sztywność wytaczadeł na tych obrabiarkach jest jednak niewielka z powodu małych średnic i znacznego wysięgu narzędzi. Dlatego w celu uniknięcia odkształceń wrzecion i występowania w związku z tym niedokładności (stożkowości) obróbki dąży się do zmniejszenia głębokości skrawania. Osiąga się to, zostawiając bardzo małe, ściśle określone naddatki i wykonując operację w dwóch zabiegach.
Obrabiarki dwustronne stosuje się do bardzo dokładnego roztaczania w dwóch zabiegach. Jedno wrzeciono, zaopatrzone zwykle w dwa noże, przeznaczone jest do wstępnego przelotowego roztaczania obu nadlewów; po zakończeniu tego zabiegu wrzeciono przeciwległe z jednym nożem wykonuje przelotowe wykańczające roztaczanie otworów w obu nadlewach.
Ogólny naddatek na bardzo dokładne roztaczanie zwykle waha się od 0,8 do 0,3 mm na średnicy, przy czym przy pierwszym zabiegu zbiera się zwykle 6575°/o ogólnego naddatku, tak żeby głębokość skrawania przy zabiegu wykańczającym była zbliżona do 0,1 mm. Przy stosowaniu tokarek do bardzo dokładnego roztaczania na oba zabiegi zostawia się zwykle naddatek 1,51,0 mm na średnicy. Tłoki ustawia się według powierzchni zewnętrznej i według denka tłoka.
Do ustawienia stosuje się zwykle przyrządy w kształcie pryzm lub przeciętej tulei, ustalające położenie zewnętrznej powierzchni płaszcza tłoka; ponadto tłok opiera się denkiem o płytę. Kątowe ustawienie tłoka w tej operacji ma również bardzo duże znaczenie ze względu na zbieranie równej warstwy naddatku. Ważne jest przy tym właściwe ustawienie osi uprzednio obrobionego otworu względem środka obrotu wrzecion obrabiarki. Tłok ustawia się odpowiednio do tej osi, zwykle przy pomocy specjalnych dźwigni odchylnych lub stożkowych czopów ustawczych, wprowadzanych w otwór. W ten sposób nadaje się tłokowi prawidłowe położenie kątowe, przed jego ostatecznym zamocowaniem. Po zamocowaniu tłoka dźwignie lub czopy wyjmuje się.
Do wykańczającej obróbki otworów przeznaczone są dwustronne dwu, cztero i sześciowrzecionowe poziome obrabiarki do wytaczania
Niekiedy bardzo dokładne roztaczanie zostaje zastąpione bardzo dokładnym rozwiercaniem długimi rozwiertakami nastawnymi z przednim prowadzeniem. Operację tę wykonuje się na wiertarkach lub na stołach ze zwykłymi wrzeciennikami napędzanymi przez silniki elektryczne. Posuw części jest w tym przypadku ręczny (jest ona nasuwana na rozwietak). Ten sposób obróbki nie może być zalecany, ponieważ nie zapewnia korygowania położenia osi otworów, odchylonej w wyniku poprzednich operacji.
Bardzo rozpowszechnione jest kalibrowanie otworów rozwiertakami po bardzo dokładnym roztoczeniu, głównie w celu usunięcia stożkowości. Stosowane jest przy tym dwukrotne rozwiercanie po bardzo dokładnym roztoczeniu — przed i po cynowaniu tłoka. Często rozwiercanie stosuje się jako operację warunkową dla poprawienia tłoków uznanych za braki po bardzo dokładnym roztoczeniu.
Zwykle na kalibrowanie przez rozwiercanie pozostawia się bardzo mały naddatek obróbkowy wynoszący 0,02 0,06 mm na średnicy.
Ze względu na wciąż rosnące wymagania dotyczące dokładności wymiarów otworów i jakości ich powierzchni w silnikach szybkobieżnych, w szeregu zakładów wprowadzono docieranie otworów na sworznie tłokowe po bardzo dokładnym ich roztoczeniu. Do tego celu stosowane są poziome półautomatyczne obrabiarki do docierania małych otworów, wyposażone w głowice z rozprężnymi segmentami ściernymi (dwoma lub trzema) i przyrządy do automatycznej kontroli obrabianych otworów. W tym przypadku nie kalibruje się otworów rozwiertakiem po bardzo dokładnym roztoczeniu.