101 / 397
Современные технологии и автоматизация в машиностроении
101
Приведем варианты некоторых схем ТВ орудий и средств обработки для поверхност-
ных ФЭ и поверхностных слоев [5]:
схема ТВ, обеспечивающая НН-свойства ФЭ в двух направлениях (непрерывная
поверхность в двух направлениях
s
и
t
), см. рис. 2, б
2
,
,
,
1 1
, ,
,
П
s t
s t s t
s
t
t s
TB
m e i
dl dl
;
схема ТВ, обеспечивающая ЕН-свойства ФЭ (единовременно-непрерывная поверх-
ность, то есть единовременная в направлении
s
и непрерывная в направлении
t
), см. рис. 2, е
6
,
,
,
1 1
,
,
,
П
s t
s t s t
s
t
t
s
TB m e i
dl dl
;
схема ТВ, обеспечивающая НП-свойства ФЭ, а именно непрерывно-прерывистый
поверхностный слой, то есть непрерывный в направлении
s
и прерывистый в направлении
t
на глубине
v
)
4
, ,
, ,
, ,
1 1
,
,
,
p
ПС
s t v s t v s t v
s
t
v
t s
TB
m e i
dl dl dl
;
схема ТВ, обеспечивающая ЕН-свойства ФЭ, а именно единовременно-
непрерывный поверхностный слой, то есть единовременный в направлении
s
и непрерывный
в направлении
t
на глубине
v
)
6
, ,
, ,
, ,
1 1
,
,
,
ПС
s t v s t v s t v
s
t
v
t
s
TB
m e i
dl dl dl
.
Поскольку основным способом достижения свойств внутренней стенки цилиндра яв-
ляются различные способы ОУО, то задача получения заданных свойств внутренней стенки
цилиндра сводится либо к выбору такого способа, который одновременно приводит к изме-
нению свойств поверхности и слоя, либо к выбору комбинации таких способов, воздейст-
вующих по отдельности на поверхность и слой.
ХТО втулок цилиндров обладает рядом несомненных преимуществ, поскольку такие
процессы изучены достаточно глубоко, существует различное оборудование и технологии,
позволяющие проводить процессы на очень высоком уровне, получая при этом достаточно
высокие характеристики поверхностных слоев.
Однако, общим недостатком методов ХТО заключается в том, что они не позволяют в
пределах одной поверхности создать слой с изменяющимися свойствами, например, обеспе-
чить меньший износ верхней части втулки по сравнению с нижней. Или реализовать прин-
цип единовременного износа поверхности (ПЕИП). Т.е. при разной нагруженности верхней и
нижней части внутренней стенки цилиндровой втулки обеспечить одинаковый износ. При
этом, следует заметить, что для втулок двухтактных дизелей отмечается увеличение интен-
сивности износа в средней части втулки в районе впускных и выпускных окон, что нужно
учитывать при реализации ПЕИП.
С учетом этого наиболее перспективными методами ОУО являются лазерное упроч-
нение, напыление поверхностного слоя, например плазменное или применение 3D-
принтеров по металлу.
Наружная часть цилиндровой втулки подвергается коррозионному, температурному и
кавитационному воздействию, что предполагает также необходимость прецизионных схем
ТВ. Причем с учетом конструктивных особенностей наружной поверхности втулки, которая
более разнообразна из-за наличия буртов, опорных поясов, окон, омываемых и неомываемых
охлаждающей жидкостью поверхностей, предполагается и более широкий спектр примене-
ния ОУО. Например, химические (кадмирование, фосфатирование, цинкование и др.) для
защиты от коррозии; механические методы (дробеструйная обработка) для упрочнения в зо-
не концентраторов напряжений (кромки, переходы, галтели); физико-термические (лазерное
упрочнение) для повышения прочности поясов и др.