Обзор: литейные формы и соответствующие литейные процессы
Стальные кокили с песчаными стержнями
Стальные кокили Стальные формы
Свободная заливка форм
Литьё под низким давлением
Литье под давлением
Прессование (Squeeze Casting)
В таблице помещён небольшой обзор применяемых для алюминиевого литья литейных процессов и соответствующих литейных форм. В нижеследующих подразделах описываются определённые литейные процессы, а также поясняются их преимущества и недостатки.
Литьё в песчаные формы
Литьё в песчаные формы является традиционной технологией литья в формы с разрушаемыми (теряемыми) песчаными формами. Формы, применяемые для одной единственной отливки, изготавливаются, в принципе, из кварцевого песка как основного материала формы с применением связующих средств. Изготовление форм производится копированием моделей из дерева, металла или пластмассы и позволяет получать отливки сложной формы путём разъёма и разделения модели и формы. После застывания отливок песчаные формы разрушаются, а песчаные стержни, служащие для достижения недоступных и необрабатываемых полостей, вытряхиваются или вымываются. Обычно применяемое литьё в песчаные формы играет в серийном производстве второстепенную роль. Главная область применения — изготовление прототипов и малых серий. Экономично литьё в песчаные формы в форме автоматизированного метода стержневого пакета (CPS = core package system). Чистый процесс литья в песчаные формы (форма и стержни изготовлены из песка) производится методом свободной заливки форм или методом литья под низким давлением. На Изображении 1 показано литьё в песчаные формы методом свободной заливки форм.
1. Разливочный ковш
3. Песчаная форма
Литьё в кокиль
При литье в кокиль жидкий алюминий разливается в долговременные металлические формы из чугуна или жароупорных сталей. При данном методе литья конструкция и свобода её конструирования зависят, однако, от того, производится ли отливка методом свободной заливки форм или методом литья под низким давлением. По сравнению с литьём в песчаные формы при литье в кокиль достигается лучшее качество поверхности и большая точность размеров отливок
Свободное литьё в кокиль
При свободном литье в кокиль заполнение формы происходит исключительно под влиянием действующей на металл силы тяжести при атмосферном давлении. Отливка производится вручную или на частично или полностью автоматизированных литейных машинах. При данном методе существует достаточно большая свобода конструирования, поскольку возможно применение песчаных стержней (изобр. 3). Таким образом, реализуемы также разрезы сзади или полости, недостижимые механообработкой. Благодаря быстрому, направленному застыванию расплава при методе свободного литья в кокиль по сравнению с литьём в песчаные формы достигается более тонкая структура, более высокая прочность, а также неограниченные возможности по работе с теплом.
1. Разливочный ковш
5. Литниковая система
6. Песчаный стержень
Литьё в кокиль под низким давлением
При литье под низким давлением расплав при относительно низком избыточном давлении (для алюминиевых сплавов — от 0,2 до 0,5 бар) поднимается в кокиль и при этом давлении застывает Речь идёт, — если речь идёт о давлении, — собственно, о давлении заполнения, необходимом для того, чтобы жидкий металл доставить в литейной машине наверх, в форму. Давление заполнения поддерживается до тех пор, пока не произойдёт затвердевание, от самого удалённого места до среза сифонного литника (входное отверстие литейной формы). Тем самым почти идеально происходящее, направленное затвердевание и заполнение формы без турбулентности являются существенным основанием высокой ценности отливок под низким давлением. Как и при свободном литье в кокиль, и при данном методе применимы стержни из песка, дающие в достаточной степени простор для конструирования формы.
2. Стальной кокиль
3. Сифонный литник
4. Литейная печь с расплавом
5. Подъёмный стол
6. Подъёмное приспособление
Литьё под давлением
При литье под давлением расплав под высоким давлением и с большой скоростью впрыскивается в долговременные формы из улучшенной жаропрочной стали. Металл течёт под давлением в полости формы. В конце заполнения формы давление на жидкий металл возрастает до 700 — 1000 бар. Давление поддерживается в процессе затвердевания металла. Это позволяет получить самую точную передачу формы по сравнению с другими методами литья. Тем самым достижимы узкие поля допусков размеров, резкость контуров и качество поверхности с малыми припусками на обработку. Благодаря высокому съёму продукции с квадратного метра площади речь идёт об очень экономичном методе литья. Этот метод имеет, однако, также определённые недостатки. Так, увеличивающая прочность двойная термообработка, в общем, невозможна, поскольку заключённые в материале пузырьки воздуха или газовые поры, образующиеся из-за толчкообразного наполнения формы, при определённых условиях создадут трудности. Также следует назвать ещё имеющуюся в настоящее время ограниченную свободу конструирования, поскольку при литье под давлением не могут быть применены для литейных полостей никакие обычно применяемые песчаные стержни. Обычно применяемые песчаные стержни были бы разрушены высоким давлением литья и сделали бы отливку непригодной. Однако происходит дальнейшее развитие литейной технологии. В настоящее время разрабатываются такие песчаные стержни, которые могут выдерживать высокое давление литья в процессе литья под давлением.
1. Разливочный ковш
2. Отверстие заполнения
3. Поршень прессования
4. Камера прессования
6. Стальная форма
Прессование (Squeeze Casting)
Речь идёт, в принципе, о литье под давлением с несколько иными преимуществами и недостатками. Конструкция литейной машины, однако, отличается. Создание давления при прессовании происходит в конце процесса заполнения формы, который идёт значительно медленнее, чем при литье под давлением. Расплав, в отличие от литья под давлением, выдавливается в форму не в течение нескольких миллисекунд; процесс литья длится значительно дольше, до нескольких секунд. Это особенно важно при заливке чувствительных заливаемых частей, таких, как, напр. Silizium Preforms (LOKASIL метод) или усиления волокном постели под подшипники. Впрыск расплава, как это делается при литье под давлением, повредил или разрушил бы эти чувствительные части, сделав данную отливку негодной. Благодаря отсутствию турбулентности при заполнении формы прессованные части полностью термообрабатываемы для увеличения прочности.
Источник
Как расточить блок цилиндров самостоятельно
О самостоятельной расточке блока цилиндров задумываются экономичные автолюбители, либо те, кто привык все ремонтные манипуляции выполнять своими руками. По этому поводу у большинства водителей сразу возникает вопрос: насколько целесообразно проводить подобную процедуру, которую никак нельзя назвать легкой, в условиях гаражного бокса? Ведь выполнять шлифовку блока, не имея специального оборудования и определенных навыков довольно проблематично. Помимо этого, невозможно до конца быть уверенным в точности проведения этой процедуры, но все же многие автовладельцы берутся за расточку блока цилиндров в домашних условиях.
Заметим, что опытные мотористы не одобряют проведение подобной процедуры. Хотя она может быть использована как крайняя мера для восстановления работоспособности мотоциклетных либо мопедных двигателей. Расточить блок цилиндров автомобильного силового агрегата можно несколькими способами, каждый из которых требует определенных усилий и затрат. Все же лучше всего выполнить эту процедуру на специальном расточном станке, поскольку в этом случае риск повредить блок сведен к минимуму. На станке можно получить идеальную расточку цилиндра (в случае если она будет сделана профессионалом), а вот при ручном исполнении таких результатов вряд ли удастся достичь.
Для чего это нужно?
Само понятие «расточка блока» подразумевает процесс восстановления геометрии цилиндров силового агрегата при помощи специальных станков. Главной предпосылкой к расточке блока является проведение капитального ремонта двигателя, однако сейчас процедура в основном проводится для увеличения его мощности.
Растачивать цилиндры при капитальном ремонте необходимо по той причине, что находящиеся в них поршни под воздействием высокого температурного режима, давления и прочих постоянных нагрузок, являются причиной нарушения геометрической формы цилиндров. Говоря проще от постоянного трения и высоких нагрузок цилиндр вместо идеально круглой формы, приобретает форму эллипса. Из-за этого поршень уже не может полностью прилегать к его стенкам, в результате чего образовывается значительный зазор, через который отработанные газы либо топливо проникают в картер, а моторное масло – в камеру сгорания.
Естественно, из-за всего этого силовой агрегат значительно теряет свою мощность, увеличивается потребление топлива и масла. Одним из верных признаков, свидетельствующих о необходимости проведения расточки двигателя, является увеличенный расход моторного масла. Помимо этого, следует обратить внимание на цвет отработанных газов. Если из выхлопной трубы начинает появляться сизовато-синий дым, не за горами капитальный ремонт силового агрегата.
Буквально несколько десятков лет назад невозможно было найти моторное масло либо охлаждающую жидкость хорошего качества, из-за этого возникали частые перегревы моторов. Доходило даже до того, что приходилось выполнять капремонт двигателя нового автомобиля спустя 30-50 тыс. км пробега. А агрегаты на грузовой и специальной технике приходилось восстанавливать намного чаще.
Сегодня ситуация изменилась кардинально. Современные смазывающие и охлаждающие жидкости позволяют значительно увеличить ресурс автомобильного двигателя. Сейчас средняя величина пробега до проведения капитального ремонта составляет примерно 200-250 тыс. км, причем, за год далеко не каждый автомобилист проезжает даже 12-15 тыс. км. Выходит, что этого ресурса силового агрегата должно хватить на более чем 15 лет эксплуатации. Далеко не каждое транспортное средство может выдержать столько.
Расточка блока в последнее время крайне редко применяется в качестве необходимой ремонтной меры. В основном эта процедура используется при тюнинге для увеличения объема и мощности двигателя. Но, во втором случае расточка проводиться лишь тогда, когда состояние стенок цилиндров позволяет ее выполнить. В этом случае необходима установка поршней с большим диаметром. Также для обеспечения корректности работы силового агрегата потребуется большее количество топливной смеси, поскольку его объем увеличится, соответственно, возрастет мощность.
Какие моторы можно точить, а какие нельзя?
Как известно, блок цилиндров может быть изготовлен из чугуна либо алюминия. Первый вариант, несмотря на некоторые минусы, к которым относятся высокая масса и низкий теплоотвод, обладает хорошей прочностью и идеально поддается проточке. Алюминиевый блок, наоборот, намного легче и эффективнее отводит тепло.
Однако стенки его цилиндров покрывают специальным износостойким составом, из-за чего протачивать их не рекомендуется. Эта процедура попросту удалит покрытие со стенок, в результате чего цилиндры потеряют свою прочность и прослужат недолго.
Плюсы и минусы расточки
Среди плюсов можно выделить следующее:
Прибавка мощности
Увеличение эксплуатационного ресурса
Снижение потребления масла
Увеличение компрессии
Улучшение динамики работы агрегата
К минусам можно отнести:
Снижение КПД двигателя
Уменьшение размера стенок цилиндра, из-за чего мотор быстрее нагревается
Нарушение заводских характеристик силового агрегата, которое может негативно отразится на прохождении ТО
Способы самостоятельной расточки блока
Выполнить эту процедуру в домашних условиях можно двумя способами, которые практически ничем не отличаются друг от друга. Заранее предупреждаем, что процесс самостоятельной расточки довольно трудоемкий, и после его проведения нельзя гарантировать идеальный результат.
Для выполнения первого способа расточки потребуется высокооборотистая электродрель, старый поршень и набор наждачной бумаги различной зернистости на влагостойкой, тканевой основе. Сам процесс можно описать так:
в верхней центральной части поршня необходимо высверлить отверстие под шпильку, далее вставить и крепко затянуть ее;
ножовкой по металлу необходимо сделать пропил в боковой части поршня, вставить в него край крупнозернистой наждачной бумаги, обернуть ей поршень и зафиксировать в том же пропиле;
расточку следует начинать на минимальных оборотах, постепенно добавляя их. Во время расточки дрель нужно перемещать вверх и вниз плавными движениями;
когда поршень, которым выполняется расточка, будет свободно проникать в цилиндр на 2/3, меняем наждачную бумагу на более мелкую и дотачиваем уже ей;
после всех манипуляций следует «нулевкой» выполнить окончательную шлифовку;
Еще один способ при помощи деревянной заготовки, которая будет имитировать поршень. Для этого необходимо изготовить соответствующую оправку. Причем в диаметре она должна быть на 2-3 мм меньше поршня, и на 100-200 мм длиннее гильзы цилиндра. В заготовке также необходимо сделать боковой пропил для фиксации наждачной бумаги, а в верхней части по центру высверлить отверстие для воротка. Процесс выполняется по аналогии с первым способом. Единственное, что он более трудоемкий, поскольку выполняется вручную. В процессе проточки нужно периодически смазывать обрабатываемую поверхность цилиндра.
Равномерность расточки контролируется визуально, либо по заранее изготовленному шаблону, например, из того же дерева.
В качестве вывода стоит сказать, что это в принципе неплохой способ повышения мощности двигателя, пользоваться им или нет исключительно ваш выбор. Желательно для проведения данной процедуры обратиться к профессионалам, что все было значительно качественнее.
Источник
Как расточить цилиндр своими силами
Узнать, как расточить цилиндр (блок цилиндров) в домашних условиях, сегодня хотят многие. Тысячи просмотров видео обзоров тому явное свидетельство. Но, к сожалению, это удел лишь тех умельцев, которые способны не просто что-либо сделать, а сделать хорошо. Целесообразности проведения этой операции в своем гараже для тех автолюбителей, которые самостоятельный ремонт считают лишь одним из немногих хобби, мы не видим. Напротив, если вы легко справляетесь с ремонтом многих узлов двигателя, то и расточить блок цилиндров окажется вам по зубам.
Видео инструкция, как правило, наглядно показывает данное мероприятие, но зритель упускает самое важное – специфику проведения. Ему кажется, что все просто и легко, и он справится, но нельзя забывать, что на видео растачивает блок профи.
Более всего расточка блок цилиндров интересна автовладельцам, озабоченным компрессией. Просмотр большого количества видео для многих становится откровением. Они понимают, что справиться с этим делом правильно в домашних условиях будет крайне сложно.
Как известно, при недостаточной компрессии цилиндров ДВС не может выдавать требуемую мощность, падает динамика автомобиля. Расточка помогает значительно повысить мощность путем увеличения компрессионной площади на цилиндрах.
Несмотря на то, что многие эксперты рекомендуют проводить операцию в автосервисе, желающих освоить нюансы операции становится все больше. И одними видео просмотрами это не ограничивается. В поисках полезной информации заинтересованный автолюбитель спамит форумы и сайты, пытаясь найти легкую в понимании инструкцию, но в большинстве случаев тщетно.
Народные способы
Итак, ближе к теме. Расточить блок цилиндров в домашних условиях можно без специального оборудования несколькими народными методами. Потребуют они не только времени, что само собой разумеется, но и терпения.
С другой стороны, большинство экспертов сходится во мнение, что использовать станок все-таки нужно. Расточный станок позволит подогнать цилиндр идеально точно, хотя многое и будет зависеть от умений человека. Зато по сравнению с ручным методом расточки, минимизируется доля брака.
Способ 1
Метод хотя и «дедовский», но тоже без инструмента не обходится. Тут подойдет хорошая электродрель, поставленная на малые обороты. Обязателен также изношенный поршень, имеющий зазор в гильзе (сбоку). И еще нужна будет цилиндровая шпилька, а также шкурка с разным номером абразива.
Поршень в данном случае играет роль самого значимого элемента. Он – это рабочее тело, на которое фиксируется наждачка. Лучше подбирать старый и отработавший свой срок поршень, так как после расточки он уже будет негодным для эксплуатации.
В автосервисе применяется не бумага, а абразивная крошка. Вместо дрели, как и было сказано выше, применяется специальный станок с воротком, имеющим положенный диаметр.
Ремонтный процесс
Посередке поршня сверлится отверстие под цилиндровую шпильку.
На шпильку накручивается гайка, а затем шпилька вставляется в поршень торчком вверх.
Шпилька затягивается накрепко.
Пропиливается разрез на поршне металлической ножовкой.
В получившееся отверстие вставляется шкурка, а затем оборачивается вокруг поршня.
Эта своеобразная насадка устанавливается в дрель, плотно затягивается.
Цилиндр фиксируется от проворачиваний.
Дрель включается на малый оборот. Расточка начинается сверху вниз, а после снизу вверх.
Примечание. В процессе такой расточки надо следить за тем, чтобы шкурка не выходила из поршня. Вначале применяется крупная шкурка, потом более мелкая. На завершающем этапе шлифовка должна проводиться нулевкой.
Некоторые эксперты также советуют проводить расточку блока цилиндров, одновременно используя масло. Другие не согласны с этим мнением, так как считают, что и на сухую неплохо растачивается. Последний вариант нам более импонирует, тем более, равномерность и гладкость можно почувствовать руками, если иметь определенную сноровку.
Полезная рекомендация гласит: чтобы не отбить руки в процессе шлифовки электродрелью, рекомендуется хорошенько зафиксировать цилиндр, но постараться его не повредить при этом.
Также вам будет полезно видео о хонинговании.
2 способ
В качестве основного инструмента в данном случае будет использоваться деревянная оправка. Но придется обратиться к фрезеровщику, который эту самую оправку выточит. Технология изготовления оправки основана на следующей формуле: если растачиваемый цилиндр на 76, оправка из бруска должна иметь 74 мм в диаметре. Что касается длины, то она должна быть больше размера цилиндра на 200 мм.
Подготовка приспособы
В оправке сверлится дырка.
Ножовкой пропиливается вдоль оправки разрез, в который вставляется абразивная бумага, как и в вышеописанном случае.
Примечание. Примерная глубина паза должна равняться 10 мм. Шкурка, как и в первом случае, должна быть и крупной, и мелкой.
Приступаем к работе
Абразивная бумага оборачивается вокруг оправки.
Шкурка обильно смачивается маслом.
Оправкой растачивается цилиндр. Надо вращать оправку внутри цилиндра крупной в размерах шкуркой, пытаясь достичь свободного движения по поверхности. Затем менять бумагу на мелкую и продолжать.
Лучшие в мире шлифовальщики – это японцы. Секрет их в огромной терпеливости. То же самое и здесь. Надо набраться терпения, иначе ничего толком не выйдет. Спешить в процессе расточки цилиндров не стоит.
Простые советы
Идеальный вариант расточки цилиндров, которые содержит блок мотора автомобиля:
Поршень должен сидеть внутри плотно, не смещаться вниз от собственного веса.
Идеальный вариант расточки цилиндров, которые содержит блок мотора мотоцикла:
Поршень внутри цилиндра должен проходить легко, но и не болтаться слишком, так как при нагреве он будет подклинивать от физического расширения.
Научившись проводить расточку своими руками правильно, вы более не будете озабочены проблемой, которая возникает у большинства владельцев б/у машин. Избежать пониженной компрессии ДВС на подержанных автомобилях вряд ли удается, но провести расточку и повысить компрессию теоретически сможет каждый.
Безусловно, как и в начале статьи, мы предупреждаем читателя. Скорее всего, провести расточку правильно без соответствующих знаний не удастся, но желание может перебороть все сомнения. Посмотрите обязательно несколько видео инструкций, изучите наши рекомендации и вперед!
