專利名稱：油環(huán)外圓輪廓形狀及其加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油環(huán)外圓輪廓形狀及其加工方法，屬于活塞環(huán)形狀設(shè)計及其加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
發(fā)動機活塞環(huán)組件中，油環(huán)主要負責(zé)刮油的作用，環(huán)體外圓對缸體內(nèi)壁的單位面積的壓力越高，刮油效果越好。當(dāng)單位面積壓力一定時，接觸面積越小，則所需壓力越小，即環(huán)體的彈力越小，這樣可以減小環(huán)與缸套的摩擦損失。目標(biāo)就是減小環(huán)體外圓與缸體內(nèi)壁的接觸面積，但環(huán)體外圓軸向尺寸過小，容易引起如下問題外圓刮油面加工困難，且因表面有鍍層，易引起脫鉻缺陷?，F(xiàn)有油環(huán)的外圓刮油刃無臺階，其加工方法為鍍鉻前車外圓，鍍鉻，鍍后珩磨外圓，成型磨。其缺陷是刮油刃無臺階，刮油刃寬度無法加工至0. 15mm以下。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種油環(huán)外圓輪廓形狀及其加工方法，解決現(xiàn)有環(huán)體外圓因其形狀因素存在的上述缺陷，有利于降低表面鍍層厚度、刮油效果好、減小摩擦損失。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，一種油環(huán)外圓輪廓形狀，其外圓輪廓具有兩個凸起，兩個凸起間的油槽，其特征是，兩個凸起的外輪廓分別由依次連接的k、1、m 面形成的外圓工作階梯面與q、r、s面形成的外圓工作階梯面構(gòu)成刮油刃；兩刮油刃之間至深度 處連接面0為油槽。外圓工作階梯面構(gòu)成的刮油刃具有如下參數(shù)
(1)外圓工作階梯面k、q的寬度、即H5的范圍為0. 05 0. 15mm ；
(2)外圓工作階梯面l、r的軸向尺寸、即Al的范圍為0.02 0. 06mm, l、r面與外圓k 面的夾角、即α5為;35° 55° ；
(3)各外圓工作階梯面的軸向?qū)挾戎汀⒓处?為0.15 0. 35mm。(4)外圓工作階梯面m、s與外圓工作階梯面k的夾角、S卩α 3為Γ 10°。(5)外圓工作階梯面的側(cè)壁j、t與環(huán)體端面B的夾角、S卩Ci2為20° 30° ；側(cè)壁η、ρ面與環(huán)體端面B的夾角、S卩Ci1為15° 25° ；
(6)外圓工作階梯面k、q面至中間槽底0面的距離、即a4為0. 25 0. 50mm。(7)外圓輪廓鉻層厚度C為0. 05 0. 10 mm。實現(xiàn)油環(huán)外圓輪廓形狀的加工方法，其特征是，所述的加工方法由如下加工步驟 鍍鉻前外圓用成型刀具車削加工，車后用鋼絲輪外圓拋光，鍍鉻采用精度裝夾方式，鍍鉻后外圓珩磨加工，珩磨后成型磨刮油刃寬度和槽深。所述鍍鉻前外圓用成型刀具車削加工是采用數(shù)控車床經(jīng)成型刀具對油環(huán)外圓面進行車削加工。所述車后用鋼絲輪外圓拋光是采用鋼絲輪對外圓進行拋光，去除車后毛刺，提高鍍鉻后外圓粗糙度，粗糙度達Ral. 6以上。所述鍍鉻采用短棒精度裝夾方式，裝夾長度為150 200mm。所述鍍鉻后外圓珩磨加工是將外圓面進行珩磨加工，磨料為1200目白剛玉，磨料與3 機械油的質(zhì)量配料比為1 4，珩磨時間料珩4(Γ60秒，料珩后再用純油珩2(Γ40秒。所述珩磨后成型磨刮油刃寬度和槽深是指對外圓工作階梯面的側(cè)壁和槽底面利用成型滾輪修整砂輪，再經(jīng)砂輪進行磨削，保證刮油刃k面、q面的軸向?qū)挾菻5, k、l、m面、 q、r、s面的軸向?qū)挾菻3及油槽深度ει4。本發(fā)明公開了一種油環(huán)外圓刮油刃形狀及其加工方法，刮油刃形狀的主要特點是采用階梯狀刮油刃，鍍層厚度較普通油環(huán)減小一半，主要優(yōu)點是(1)延長了活塞環(huán)的使用壽命，相同的鉻層厚度，使用壽命約是現(xiàn)有油環(huán)的2倍；( 面壓相同時彈力可降低，減小磨擦功損失，可降低油耗50%，減少摩擦15%;(3)燃油經(jīng)濟性提高、排放減少。本發(fā)明具有很強的實用性和顯著的社會效益。


圖1為本發(fā)明截面結(jié)構(gòu)示意圖中，A1為刮油刃階梯面1 (或r)的徑向距離，A2為刮油刃階梯面1與m面(或r與s 面)徑向距離之和，H1為環(huán)高，H2為兩刮油刃之間的距離，H3、H5刮油刃寬度，a4油槽深度， α工為刮油刃內(nèi)側(cè)壁與端面B的夾角，α 2為刮油刃外側(cè)壁與端面B的夾角，α 3為刮油刃階梯面m(或s)面與外圓面k(或q)面的夾角，％為刮油刃階梯面1(或r)與外圓面k(或 q)的夾角，C為鉻層厚度。
具體實施例方式
結(jié)合附圖和實施例進一步說明本發(fā)明，本發(fā)明結(jié)構(gòu)如圖1所示，油環(huán)的外圓輪廓具有兩個凸起，兩個凸起間的油槽，兩個凸起的外輪廓分別由依次連接的k、l、m面形成的外圓工作階梯面與q、r、s面形成的外圓工作階梯面構(gòu)成刮油刃；兩刮油刃之間至深度a4處連接面0為油槽。外圓工作階梯面構(gòu)成的刮油刃具有如下參數(shù)
(1)外圓工作階梯面k、q的寬度、即H5的范圍為0.05 0. 15mm ；
(2)外圓工作階梯面l、r的軸向尺寸、即Al的范圍為0.02 0. 06mm, l、r面與外圓k 面的夾角、即α5為;35° 55° ；
(3)各外圓工作階梯面的軸向?qū)挾戎汀⒓处?為0.15 0. 35mm。(4)外圓工作階梯面m、s與外圓工作階梯面k的夾角、S卩α 3為0° 10°。(5)外圓工作階梯面的側(cè)壁j、t與環(huán)體端面B的夾角、S卩Ci2為20° 30° ；側(cè)壁η、ρ面與環(huán)體端面B的夾角、S卩Ci1為15° 25° ；
(6)外圓工作階梯面k、q面至中間槽底0面的距離、即a4為0. 25 0. 50mm。(7)外圓輪廓鉻層厚度C為0. 05 0. 10 mm。實現(xiàn)油環(huán)外圓輪廓形狀的加工方法包括如下加工步驟鍍鉻前外圓用成型刀具車削加工，車后用鋼絲輪外圓拋光，鍍鉻采用短棒精度裝夾方式，鍍鉻后外圓珩磨加工，珩磨后成型磨刮油刃寬度和油槽深度。(1)鍍鉻前外圓采用成型刀具車削加工。
(2)成型車后用鋼絲輪進行拋光處理，去除了因車削產(chǎn)生的毛刺，從而保證了鍍后外圓梯度低處(鍍后不加工)的粗糙度。(3)外圓鍍鉻。(4)鍍后外圓采用珩磨加工，珩磨料為1200目白剛玉，配料質(zhì)量比為磨料機械油(32#) =1:4，珩磨時間料珩40 60秒，珩磨后再用32 #機油珩20 40秒。內(nèi)圓穿彈簧珩磨加工，保證外圓最外兩平臺珩圓，且單邊珩磨余量為0. 01 0. 015。(5)成型磨加工刮油刃寬度和油槽深度由成型磨加工，利用滾輪修整砂輪后再對環(huán)體進行成型磨削，保證刮油刃寬度(H3=O. 25士0. 07、H5=O. 085士0. 03)及油槽深度 Ca4=O. 35 士 0. 10)。
權(quán)利要求
1.一種油環(huán)外圓輪廓形狀，其外圓輪廓具有兩個凸起，兩個凸起間的油槽，其特征是， 兩個凸起的外輪廓分別由依次連接的k、1、m面形成的外圓工作階梯面與q、r、s面形成的外圓工作階梯面構(gòu)成刮油刃；兩刮油刃之間至深度&處連接面0為油槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油環(huán)外圓輪廓形狀，其特征是，外圓工作階梯面構(gòu)成的刮油刃具有如下參數(shù)(1)外圓工作階梯面k、q的寬度、即H5的范圍為0.05 0. 15mm ；(2)外圓工作階梯面l、r的軸向尺寸、即Al的范圍為0.02 0. 06mm，l、r面與外圓k 面的夾角、即α5為;35° 55° ；(3)各外圓工作階梯面的軸向?qū)挾戎汀⒓处?為0.15 0. 35mm ；(4)外圓工作階梯面m、s與外圓工作階梯面k的夾角、S卩03為0° 10°；(5)外圓工作階梯面的側(cè)壁j、t與環(huán)體端面B的夾角、S卩％為20° 30°；側(cè)壁η、 P面與環(huán)體端面B的夾角、S卩Ci1為15° 25° ；(6)外圓工作階梯面k、q面至中間槽底0面的距離、即ει4為0.25 0. 50mm ；(7)外圓輪廓鉻層厚度C為0.05 0. 10 mm。
3.實現(xiàn)油環(huán)外圓輪廓形狀的加工方法，其特征是，所述的加工方法由如下加工步驟: 鍍鉻前外圓用成型刀具車削加工，車后用鋼絲輪外圓拋光，鍍鉻采用精度裝夾方式，鍍鉻后外圓珩磨加工，珩磨后成型磨刮油刃寬度和槽深。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油環(huán)外圓輪廓形狀的加工方法，其特征是，所述鍍鉻前外圓用成型刀具車削加工是采用數(shù)控車床經(jīng)成型刀具對油環(huán)外圓面進行車削加工。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油環(huán)外圓輪廓形狀的加工方法，其特征是，所述車后用鋼絲輪外圓拋光是采用鋼絲輪對外圓進行拋光，去除車后毛刺，提高鍍鉻后外圓粗糙度，粗糙度達Ral. 6以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油環(huán)外圓輪廓形狀的加工方法，其特征是，鍍鉻采用短棒精度裝夾方式，裝夾長度為150 200mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油環(huán)外圓輪廓形狀的加工方法，其特征是，所述鍍鉻后外圓珩磨加工是將外圓面進行珩磨加工，磨料為1200目白剛玉，磨料與3 機械油的質(zhì)量配料比為1 4，珩磨時間料珩4(Γ60秒，料珩后再用純油珩2(Γ40秒。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油環(huán)外圓輪廓形狀的加工方法，其特征是，所述珩磨后成型磨刮油刃寬度和槽深是指對外圓工作階梯面的側(cè)壁和槽底面利用成型滾輪修整砂輪，再經(jīng)砂輪進行磨削，保證刮油刃k面、q面的軸向?qū)挾菻5, k、1、m面、q、r、s面的軸向?qū)挾菻3及油槽深度ει4。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油環(huán)外圓輪廓形狀及其加工方法，屬于活塞環(huán)形狀設(shè)計及其加工技術(shù)領(lǐng)域，主要特點是刮油刃形狀采用階梯狀刮油刃，鍍層厚度較普通油環(huán)減小一半，主要優(yōu)點是(1)延長了活塞環(huán)的使用壽命，相同的鉻層厚度，使用壽命約是現(xiàn)有油環(huán)的2倍；(2)面壓相同時彈力可降低，減小磨擦功損失，可降低油耗50%，減少摩擦15%；(3)燃油經(jīng)濟性提高、排放減少。加工方法主要有利用數(shù)控車床和成型刀具〔3〕對環(huán)體外圓面〔1〕(附圖二)進行車削加工本發(fā)明具有很強的實用性和顯著的社會效益。
文檔編號B23B5/00GK102518529SQ20111044562
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者呂瑩, 錢正進, 陽光懷 申請人:儀征雙環(huán)活塞環(huán)有限公司