油環及其加工工藝的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種油環及其加工工藝，屬于活塞環結構及其加工【技術領域】，主要特點是采用階梯狀刮油刃；油槽內鉆圓形油孔，環體一周非均布，開口約30°范圍內無油孔，內圓溝槽由兩段大小不同圓弧及其連線組成，鍍層厚度較普通油環減小一半，具有以下優點：(1)延長了活塞環的使用壽命，相同的鉻層厚度，使用壽命約是現有油環的2倍；(2)面壓相同時彈力可降低，減小磨擦功損失，燃油經濟性提高，減少摩擦15%；(3)鉆圓形油孔，環體順應性提高，內槽撐簧不接觸槽底，有利于油路暢通，可降低油耗50%、排放減少。鍍前外圓利用二次成型加工，保證了刮油刃處呈尖角，提高了刮油效果。本發明具有很強的實用性和顯著的社會效益。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種油環及其加工工藝，屬于活塞環結構及其加工【技術領域】。 油環及其加工工藝
【背景技術】
[0002] 發動機活塞環組件中，油環主要負責刮油的作用，環體外圓對缸體內壁的單位面 積的壓力越高，外圓與缸體貼合性越好，回油孔越暢通，則刮油效果就越好。當單位面積壓 力一定時，接觸面積越小，則所需壓力越小，即環體的彈力越小，這樣可以減小環與缸套的 摩擦損失。原來環體回油孔為用鋸片銑刀加工的長形，裝入缸套后，因油孔處變形，與缸壁 貼合不好，影響刮油效果。還有，如圖3所示，內撐彈簧緊貼環內勾槽xl，減小了回油孔的孔 隙，影響了回油效果。為了減小摩擦損失，保證刮油、回油效果，同時為了環保，降低表面鍍 層厚度，需對刮油環外圓進行改進。
【發明內容】
[0003] 本發明提供一種油環及其加工工藝，解決現有的環體因回油孔采用鋸片銑刀加工 成長形，裝入缸套后，因油孔處變形，與缸壁貼合不好，且內撐彈簧緊貼環內勾槽xl，減小了 回油孔的孔隙，影響了回油效果的不足，通過本發明有利于提高刮油、回油效果、減小摩擦 損失。
[0004] 本發明的目的是通過以下技術方案實現的，一種油環，其外圓輪廓具有兩個凸起， 每個凸起由依次連接的k、l、m面與q、r、s面形成的外圓工作階梯面構成，兩階梯面之間至 深度a 4處連接面0構成油槽，其特征是，油槽0面上延周向具有若干回油孔；環體內圓R為 凹槽，凹槽由對稱的依次連接的X、z、y面三段組成。
[0005] 所述回油孔孔徑為Φ0. 5?Φ 3. 0mm，回油孔數為48-80個，在周向不均勻分布，油 環開口 30°范圍內回無油孔。
[0006] 所述凹槽中X面的圓弧半徑Ra為0. 5?3. 0mm，y面的圓弧半徑Rb為0. 2?0. 8mm, 且Ra>Rb，z面為連接X面與y面的過渡面。
[0007] 所述工藝包括鍍前成型車外圓、鍍前精磨開口、外圓拋光I、成型鍍外圓、外圓拋 光II、中磨開口、穿磨端面、粗勾內圓槽、外圓研磨、穿磨端面、成型磨油槽、穿磨端面、鉆油 孔、精勾內圓槽及內圓、精磨開口、磨開口內溝槽毛刺、確認珩磨、研磨端面。
[0008] 所述鍍前成型車外圓采用多工序數控車床，包括前、后兩個刀架，外圓面k'、1'、 m'、q'、r'、s'由兩種成型刀經二次加工成型，第一把前刀為橫向走刀，精車整個外圓面；第 二把后刀加工u'、1 '、m'、ν'、r'、s'、w'面，保證了刮油處的尖角，即k'與Γ交線處和q' 與r'交線處。
[0009] 所述外圓拋光I采用3M拋光輪對外圓進行拋光，拋光輪型號MED，此柔性拋光輪 特點是既有拋光切削性能，又可柔性變形，能伸入凹面1 '、m'、r'、s'面拋光，拋后粗糙度達 RaO. 8，保證了鍍前外圓的粗糙度。
[0010] 所述外圓拋光II采用3M拋光輪對外圓進行拋光，拋光輪型號5S-F，此柔性拋光輪 特點是適合于較硬材質的拋光，可柔性變形，能伸入凹面l、m、r、s面拋光，提高了鍍后外圓 的粗糙度，達Ral. 6以上。
[0011] 所述鉆油孔采用數控多鉆頭專業設備加工，一次可同時加工8個油孔，鉆頭可單 獨控制，孔數可加工成非8的倍數，油孔孔間距可任意調整。
[0012] 所述精勾內圓槽及內圓采用數控車床、成型刀具，對內槽及內圓同時加工，即X、y、 z、e面同時切削加工成型，保證了槽形，同時有利于保證槽深尺寸。
[0013] 本發明主要特點是采用階梯狀刮油刃，刮油刃H5寬度為0. 05~0. 15_，整體刮油 刃H3寬度為0. 15~0. 35mm ;油槽內鉆圓形油孔，環體一周非均布，開口約30°范圍內無油 孔，內圓溝槽由兩段大小不同圓弧及其連線組成。鍍層厚度較普通油環減小一半，具有以下 優點：（1)延長了活塞環的使用壽命，相同的鉻層厚度，使用壽命約是現有油環的2倍；（2) 面壓相同時彈力可降低，減小磨擦功損失，燃油經濟性提高，減少摩擦15%; (3)鉆圓形油 孔，環體順應性提高，內槽撐簧不接觸槽底，有利于油路暢通，可降低油耗50%、排放減少。 鍍前外圓利用二次成型加工，保證了刮油刃處呈尖角，提高了刮油效果。本發明具有很強的 實用性和顯著的社會效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發明主視結構示意圖； 圖2為圖1中的A-A向結構示意圖； 圖3為現有油環截面結構示意圖； 圖1、2中，&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，氏為環高，H2為兩刮油刃之間的距離，H3、H5舌1』油刃寬度，a 4油槽 深度，、為刮油刃內側壁與端面B的夾角，〇2為刮油刃外側壁與端面B的夾角，α 3為刮 油刃階梯面m(或s)與外圓面k(或q)面的夾角，α 5為刮油刃階梯面1(或r)與外圓面 k(或q)的夾角，Ra為內圓撐彈簧槽直徑，Φ(1為油孔直徑，C為鍍層厚度。
[0015]
【具體實施方式】： 結合附圖和實施例進一步說明本發明，本發明結構如圖1、2所示，外圓輪廓具有兩個 凸起，每個凸起由依次連接的k、l、m面和q、r、s面形成的外圓工作階梯面構成刮油刃；兩 外圓工作階梯面側壁的深度a4處與0面構成油槽，油槽0面上延周向鉆圓孔，即回油孔，環 體一周不均勻分布，開口約30°范圍內無油孔。環體內圓勾槽，槽形由三段組成，即x、y、z 面，X面為大圓弧，y面為小圓弧，z面由直線連接X面與y面。外圓工作階梯面構成的刮油 刃具有如下參數： (1)外圓工作階梯面k的寬度（q面相同），即H5的范圍在0. 05~0. 15mm之間。保證了 在低彈力下同時保持高面壓，降低油耗約50%，減小了摩擦功損失約15%，因發動機摩擦功 損失6(Γ70%來自油環。同時保證了可加工性。
[0016] (2)外圓工作階梯面1的軸向尺寸（r面相同)，即范圍在：0.02~0.06mm之間， 保證了環體在使用壽命范圍內面壓的緩慢衰減。1面與外圓k面的夾角（r面相同)，即α 5 為：35°飛5°，保證了回油路的順暢及對缸套的布油，即刮油，又布油，避免干摩擦。延長 活塞環的使用壽命。
[0017] (3)外圓工作階梯面k、l、m的軸向寬度之和（q、r、s面相同)，即H3為0· 15~0. 35mm 之間。延長使用壽命約一倍。
[0018] (4)外圓工作階梯面m與外圓面k的夾角（s面相同)，即α 3在〇° ~1〇°之間。保 證了刮油刃的強度。
[0019] (5)外圓工作階梯面的側壁j與環體端面Β的夾角（t面相同），即％為20°? 30° ;側壁η面與環體端面B的夾角（p面相同)，即\為15°?25°，提高了可加工性，減 少了刮油刃脫鉻，提高了正品率。
[0020] (6)外圓工作階梯面k至中間槽底〇面的距離，即a4尺寸在0.25?0.50mm之間。保 證了回油路暢通，同時提高了環體的剛性。
[0021] (7)油孔外徑為Φ0. 5?Φ 3. 0mm。孔數48?80個，環體一周非均布，開口約30。范 圍內無油孔，提高開口處剛性，保證受壓縮氣時更好貼合缸壁及減少開口處漏油量。
[0022] (8)內圓槽形由對稱的三段組成，大圓弧Ra組成X面，小圓弧Rb組成y面，兩圓 弧過渡連為z面。大圓弧X面用于內撐彈簧，內撐彈簧與小圓弧y面不接觸，這樣增大了回 油通道，有利于回油。圓弧Ra半徑范圍為0.5~3. 0mm，圓弧半徑Rb范圍為0.2~0. 8mm。且 Ra>Rb〇
[0023] (9)外圓輪廓鍍層厚度C為0. 03?0. 10mm。保證了在使用壽命內的鍍層經濟性。 考慮成品鍍層厚度及加工余量、鍍層散差等，比正常電鍍可以降低鉻層厚度〇. 〇5mm，降低了 成本。
[0024] 實現油環結構形狀的加工方法包括如下加工步驟：鍍前成型車外圓；鍍前精磨開 口；外圓拋光I ;成型鍍外圓；外圓拋光II ;中磨開口；穿磨端面；粗勾內圓槽；外圓研磨； 穿磨端面；成型磨油槽；穿磨端面；鉆油孔；精勾內圓槽及內圓；精磨開口；磨開口內溝槽 毛刺；確認?行磨；研磨端面。
[0025] 鍍前成型車外圓：是采用多工序數控車床，包括前、后兩個刀架。外圓面k'、1'、 m'、q'、r'、s'由兩種成型刀經二次加工成型，第一把刀（前刀）為橫向走刀，精車整個外圓 面（即成型后的1^'、(1'面） ;第二把刀(后刀）加工11'、1'、111'、^、1''、8'、《'面。這樣解決了 k'與Γ交點處和q'與r'交點處無法保證尖角的缺陷，保證了刮油處的尖角，即k'與Γ 交線處和q'與r'交線處保證尖角。否則無法保證此處呈尖角。
[0026] 外圓拋光I是采用3M拋光輪對外圓進行拋光，拋光輪型號MED，此柔性拋光輪特 點是既有拋光切削性能，又可柔性變形，能伸入凹面1 '、m'、r'、s'面拋光，拋后粗糙度達 RaO. 8，保證了鍍前外圓的粗糙度。
[0027] 外圓拋光II是采用3M拋光輪對外圓進行拋光，拋光輪型號5S-F，此柔性拋光輪特 點是適合于較硬材質的拋光，可柔性變形，能伸入凹面l、m、r、s面拋光，提高了鍍后外圓的 粗糙度，達Ral.6以上。
[0028] 鉆油孔采用數控多鉆頭專業設備加工，一次可同時加工8個油孔，鉆頭可單獨控 制，孔數可加工成非8的倍數，孔間距可任意調整。
[0029] 精勾內圓槽及內圓采用數控車床、成型刀具，對內槽及內圓同時加工，即x、y、z、e 面一刀同時切削加工成型，保證了槽形，同時有利于保證槽深尺寸。
【權利要求】
1. 一種油環，其外圓輪廓具有兩個凸起，每個凸起由依次連接的k、l、m面與q、r、S面 形成的外圓工作階梯面構成，兩階梯面之間至深度a 4處連接面0構成油槽，其特征是，油槽 0面上延周向具有若干回油孔；環體內圓R為凹槽，凹槽由對稱的依次連接的x、z、y面三段 組成。
2. 根據權利要求1所述的油環，其特征是，所述回油孔孔徑為Φ0.5~Φ 3. Omm，回油孔 數為48-80個，在周向不均勻分布，油環開口 30°范圍內無回油孔。
3. 根據權利要求1所述的油環，其特征是，所述凹槽中X面的圓弧半徑Ra為 0. 5?3. Omm，y面的圓弧半徑Rb為0. 2?0. 8mm，且Ra>Rb, z面為連接X面與y面的過渡面。
4. 實現權利要求1所述油環的加工工藝，其特征是，所述工藝包括鍍前成型車外圓、鍍 前精磨開口、外圓拋光I、成型鍍外圓、外圓拋光II、中磨開口、穿磨端面、粗勾內圓槽、夕卜圓 研磨、穿磨端面、成型磨油槽、穿磨端面、鉆油孔、精勾內圓槽及內圓、精磨開口、磨開口內溝 槽毛刺、確認珩磨、研磨端面。
5. 根據權利要求4所述油環的加工工藝，其特征是，所述鍍前成型車外圓采用多工序 數控車床，包括前、后兩個刀架，外圓面k'、Γ、m'、q'、r'、s'由兩種成型刀經二次加工成型， 第一把前刀為橫向走刀，精車整個外圓面；第二把后刀加工u'、l'、m'、 V'、r'、S'、W'面，保 證了刮油處的尖角，即k'與Γ交線處和q'與r'交線處。
6. 根據權利要求4所述油環的加工工藝，其特征是，所述外圓拋光I采用3M拋光輪對 外圓進行拋光，拋光輪型號MED，此柔性拋光輪既有拋光切削性能，又可柔性變形，能伸入凹 面l'、m'、r'、s'面拋光，拋后粗糙度達RaO. 8,保證了鍍前外圓的粗糙度。
7. 根據權利要求4所述油環的加工工藝，其特征是，所述外圓拋光II采用3M拋光輪對 外圓進行拋光，拋光輪型號5S-F，此柔性拋光輪適合于較硬材質的拋光，可柔性變形，能伸 入凹面l、m、r、s面拋光，提高了鍍后外圓的粗糙度，達Ral.6以上。
8. 根據權利要求4所述油環的加工工藝，其特征是，所述鉆油孔采用數控多鉆頭專業 設備加工，一次可同時加工八個油孔，鉆頭可單獨控制，孔數可加工成非八的倍數，油孔孔 間距可任意調整。
9. 根據權利要求4所述油環的加工工藝，其特征是，所述精勾內圓槽及內圓采用數控 車床、成型刀具，對內槽及內圓同時加工，即x、y、z、e面同時切削加工成型，保證了槽形，同 時有利于保證槽深尺寸。
【文檔編號】B23P15/06GK104061087SQ201410283239
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月24日 優先權日:2014年6月24日
【發明者】吳映雪, 錢正進, 陽光懷, 劉千喜, 周月亭 申請人:儀征亞新科雙環活塞環有限公司