Производство
поршневых колец

Производство поршневых колец с высокими ресурсами
безотказной работы двигателя требует применения
современных технологий, высокоточного оборудования и эффективных методов организации технологических процессов.

Исходной нормативно-технической базой производства поршневых колец "СТК" является технологическая и конструкторская документация, переданная компанией АвтоВАЗ в соответствии с программой расширения производства запасных частей.


Для обеспечения стабильного постоянства механических свойств материалов в каждой точке сечения поршневого кольца используется метод индивидуальной отливки заготовки из специального чугуна. Заготовки верхних компрессионных колец из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом отливаются в виде двойной заготовки, которая затем разделяется на две одинаковые заготовки на специальном фрезерном полуавтомате.


После предварительного шлифования торцов заготовки поршневые кольца подвергаются последовательной закалке и отпуску в масле для снятия внутренних напряжений. Данная операция позволяет получить микроструктуру и механические свойства высокопрочного чугуна, гарантирующие длительный срок службы поршневых колец.



Форма литейной заготовки повторяет форму поршневого кольца в свободном состоянии с припусками на дальнейшую обработку и рассчитывается по специальной методике лишь после прохождения всех технологических операций. Поршневое кольцо для установки в цилиндр должно иметь идеально круглую форму и гарантированный тепловой зазор в замке.



После многократного шлифования торцовой поверхности и обязательной промывки заготовки поршневых колец в пакете подвергаются одновременной капельной обточке и расточке на токарно-фрезерном копировальном полуавтомате с последующей вырезкой сектора в районе замка. Заготовки в пакете ориентируются по специальной нити в районе замка. Токарно-копировальная операция является базовой для всего технологического процесса и определяет, будет ли готовое кольцо беспросветным, будет ли оно иметь форму, предписанную в конструкторской документации и обладать необходимым амециальным усилием.


Последующие технологические переходы связаны с формированием поверхности колец: фасок для нанесения хромового покрытия, скребковых фасок, конусных поверхностей. Формирование необходимого поперечного сечения кольца производится групповым методом на автоматах наружной и внутренней обточек, при которой пакет колец проходит одновременную обработку несколькими резцами - дисковыми резцами, гребенками или плоскими гребенками с несколькими лезвиями соответствующего профиля.

Рабочие поверхности верхнего компрессионного и маслосъемного поршневых колец современных двигателей должны иметь износостойкое покрытие.


В качестве материала покрытия наибольшее распространение получил твердый хром. Хромирование рабочей поверхности поршневых колец производится в электролитах, содержащих хромовую кислоту. Ионы которой, при наличии определенного количества посторонних анеонов - серной кислоты, фторидов, в процессе электролиза восстанавливаются на поверхность детали металлический хром. Однако в процессе хромирования на катоде происходит обильное восстановление ионов водорода, вызывающего в кристаллической решетке осажденного хрома внутренние напряжения. Если напряжения превысят прочность хрома, то при определенной толщине покрытия возможно появление микротрещин. Получение гарантированно качественных хромовых покрытий определяется использованием автоматических линий хромирования, обеспечивающих точное соблюдение режимов плотности тока и температуры электролита, его химического состава. Качество хромовых покрытий, получаемых на автоматах Blasberg, характеризуется точностью хромирования, разброс толщины слоя твердого хрома по периметру одного кольца не превышает 2-4 микрон.



В целях получения максимально высокой точности торцевой поверхности поршневых колец производится "супер-финиш" - тонкая доводка поверхностей сепаратора. Здесь достигается точность, значительно превышающая 4 допуск по высоте кольца и практически идеальная шероховатость торцевых поверхностей.



Прорезка дренажных окон масло съемных колец производится уникальными твердосплавными фрезами на автоматах, обеспечивающих отсутствие смещения окон.

Одной из технически сложных операций технологического процесса является получение профиля рабочей поверхности маслосъемного кольца. Точность выполнения этой операции определяет общий уровень качества моторокомплекта колец. Профиль рабочей поверхности формируется абразивным кругом, в свою очередь профилируемым в каждом цикле алмазным роликом и после завершения обработки полируется абразивно-полимерным кругом для обеспечения гарантированного отсутствия на рабочей поверхности кольца заусенцев и микросколов.

Заточка фрез производится в пакетах на заточных автоматах с числовым программным управлением.



Заточка сложных профильных твердосплавных резцов - на высокоточном швейцарском профилешлифовальном автомате, позволяющем получать профиль режущей кромки резца любой степени сложности.




Производство поршневых колец требует неразрывной связи технологических и контрольных операций. Контроль качества литейных заготовок осуществляется бюро входного контроля. Контроль геометрических размеров, визуальный контроль, контроль качества покрытий проводится непосредственно на каждой технологической операции.




Все это не исключает необходимости тщательного окончательного контроля и испытаний готовой продукции на её соответствие нормативно-технической документации. Производственные подразделения компании обладают всем необходимым комплексом самых современных контрольно-измерительных приборов и аппаратуры контроля качества.