Войти
Проект-Технарь
Устройство авто.
Данный раздел посвещён вопросам устройства и экстплуатации авто
Здесь Вы сможете найти статьи по устройству, ремонту,
обсуживанию, также деталям и узлам авто.
Также можно найти классификацию нетрадиционных ДВС, их устройство и работу.
Наши контакты:
+7(903) 982 12 16, admin@studiplom.ru
Меню


Система скидок

Обработка коленчатых валов

Обработка однородных элементов коленчатых валов различной конструкции и разных размеров имеет много общего. Коленчатые валы обладают сравнительно небольшой жесткостью и легко деформируются под воздействием радиальных и осевых нагрузок, поэтому при обработке, особенно чистовой, надо принимать меры, предотвращающие деформацию.

Обработка коленчатых валов ведётся обычно в три этапа: черновая, чистовая и отделочная. В том случае, когда заготовки коленчатых валов получают свободной ковкой, обработка ведётся в три-четыре этапа: обдирка, черновая, чистовая и отделочная обработка.
Черновая и чистовая обработка коренных шеек и концов крупных коленчатых валов производится на токарных станках. Для устранения деформации вала в центрах обрабатывают только шейки, расположенные близко к концам, затем вал устанавливают этими шейками в люнеты, после чего обрабатывают другие шейки. Одновременно с этим обрабатывают торцевые поверхности, контуры и скосы щёк, то есть все поверхности, оси вращения которых совпадают с осью коренных шеек.
У валов небольших размеров коренные шейки часто обрабатывают на многорезцовых специальных токарных станках с двусторонним или центральным приводом. Вал устанавливают обработанными средней или крайними шейками во вращающийся люнет или специальные патроны. Одновременно обрабатывается часть или все свободные от зажима коренные шейки и торцовые поверхности щёк (см.рис1).  каждая шейка или пара щёк обрабатывается тремя призматическими резцами: два резца переднего суппорта обрабатывают торцовые поверхности щёк, галтели и прилегающие к ним части шейки, а третий резец заднего суппорта – среднюю часть шейки. Резцы работают как фасонные, с радиальной подачей. Вследствие того что резцы расположены с двух сторон обрабатываемой шейки, уменьшается деформация вала.


Рисунок №1 - обработка коренных и торцевых поверхностей шеек коленчатого вала

Черновую и чистовую обработку производят на одинаковых станках, которые отличаются только настройкой (размерами посадочных мест в патронах и люнетах, размером и формой резцов).
Специфической операцией при изготовлении коленчатых валов является обработка шатунных шеек и поверхностей щёк, оси которых не совмещены с осью коренных шеек.
Для обработки шатунных шеек крупных коленчатых валов широко применяют станки с вращающимся суппортом (см.рис.2). Универсальность этих станков и достаточно высокая производительность позволяют применять их при различных выпусках.
Коленчатый вал закрепляют коренными шейками в призмы стоек 4, установленных на станине станка. Совмещение оси обрабатываемой шейки с осью вращения резцов достигается путём разворота вала и смещения корпуса 1 по направляющим 3 в поперечном направлении. На призматических направляющих 7, укреплённых на кольце 8, которое вращается в корпусе при помощи червячной пары, перемещаются два суппорта 6. Подача суппортов осуществляется от электродвигателя с редуктором 9 через ходовые винты. Установку вала проверяют при помощи скобы 5, которой изменяют расстояние от вращающегося кольца до накерненного на щеке центра шейки.
Подрезание щёк производится одновременно двумя резцами, движущимися навстречу один другому. Протачивание шейки производится резцами, установленными на размер, при движении корпуса по направляющим 2 вдоль оси шейки.
Обтачивание шатунных шеек небольших валов при большом выпуске производится на станках с двусторонним приводом; при этом вкладыши в патронах для установки вала смещены на величину радиуса кривошипа (см.рис.3).
С одной установки обрабатывают шейки, расположенные на другой оси. Угловое положение вала в патроне при обработке крайних шатунных шеек фиксируют по базовой площадке или риске на щеке, а при обработке остальных шеек – по обработанной крайней шатунной шейке.


Рисунок №2 - Станок с вращающимся суппортом для обтачивания крупных коленчатых валов

Рисунок №3 - Обтачивание шатунных шеек на станке с двухсторонним приводом

Обработка ведётся двумя резцами с переднего суппорта и одним резцом с заднего суппорта, так же как при обработке коренных шеек.
Прямоугольные щёки коленчатых валов обрабатывают на вертикально-фрезерных или продольно фрезерных станках торцевыми фрезами.
Щёки круглой формы обрабатывают на токарных станках, преимущественно с двусторонним приводом, аналогично обработке шатунных шеек. Обработку обычно ведут проходными резцами с продольной подачей. Щёки овальной формы обрабатывают или по частям такими же способами, как и круглые щёки, или на токарно-копировальных многосуппортных станках, конструктивно подобных станкам для обработки кулачковых валов, схема работы которых показана на рис.4.
Шейки коленчатых валов после чистового обтачивания подвергают отделочной обработке. Шейки очень крупных валов подвергают отделочной обработке на токарных станках одновременно с чистовым обтачиванием. Эта работа ведётся вручную рабочими высокой квалификации. Форму поверхности шеек проверяют на краску по эталонным стальным вкладышам, а размеры и взаимное положение шеек – микрометрами и индикаторами.
В настоящее время отделка шеек коленчатых валов тепловозных и судовых двигателей производится так же, как и небольших коленчатых валов, на специальных шлифовальных станках. Шлифование коренных шеек производят с установкой вала в центрах и люнетах. При шлифовании крупных валов установку люнетов проверяют путём контроля изменения расстояния между щеками индикаторным приспособлением. Если вал при вращении изгибается, расстояние между щеками изменяется. При этом допускается изменение расстояния между щеками не более 0,01-0,02 мм. Регулировкой люнетов достигается правильное положение оси вала, и при этом положении шлифуются шейки.
Шлифование шатунных шеек производится на шлифовальных станках с двусторонним приводом (см.рис.5). Коленчатый вал, так же как при обтачивании шатунных шеек, устанавливают концевыми коренными шейками в патроны 5 с эксцентрично расположенными вкладышами 2. На конце вала закрепляют делительный диск 6 с пазами 3, который фиксатором 4 удерживается в требуемом положении.
При незажатых делительном диске и патронах вал устанавливают так, чтобы шлифуемые шатунные шейки имели минимальное биение. Затем патроны и делительный диск закрепляют на валу, а вал прочно закрепляют хомутами 7, после чего производят последовательное шлифование шеек, оси которых совпадают с осью вращения шпинделей станка. Шлифование ведется с постепенным поджимом люнетов 1, установленных под шлифуемые шейки. После шлифования пары шеек вал поворачивают до совмещения осей следующей пары шеек с осью вращения шпинделей станка, фиксатор вводят в паз делительного диска и затем производят шлифование следующей пары шеек.
При шлифовании шеек на специализированных станках размеры контролируют индикаторной трёхконтактной скобой.


Рисунок №4 - Обтачивание кулачков на токарно-кипировалином станке

Рисунок №5 - Шлифование шатунных шеек на станке с двусторонним приводом

Шейки валов после шлифования полируют или подвергают суперфинишированию. Схема работы станка для суперфиниширования коленчатого вала показана на рис 6. К шейкам коленчатого вала, вращающегося в центрах станка, прижимаются абразивные бруски 1 головок для суперфиниширования. Головки закреплены на коленчатых валах 2, вращающихся синхронно с обрабатываемой деталью, вследствие чего обеспечивается постоянный контакт брусков с шейками. Вращающийся от электродвигателя эксцентриковый палец 4 сообщает брускам возвратно-поступательные движения вдоль шейки. Работа ведётся с обильным охлаждением детали керосином.


Рисунок №6 - Схема работы станка для суперфиниширования шеек коленчатого вала

Полирование шеек производят на подобных станках, но у них вместо абразивных брусков закреплены жимки, охватывающие шейку вала и прижимающие к обрабатываемой поверхности мелкозернистую шлифовальную шкурку.
Для подвода смазки к подшипникам в шейках и щеках коленчатых валов деталей делают отверстия. Эти отверстия имеют малый диаметр (6-10 мм) и большую глубину. В мелкосерийном производстве обработку отверстий для смазки производят по кондукторам на радиально-сверлильных станках. В крупносерийном и массовом производстве для этого используют специальные станки, часто многошпиндельные, работающие с частыми отводами сверла для удаления стружки, или автоматические линии. Отвод и подвод свёрл осуществляется автоматически после сверления 4-5 мм. Чтобы предотвратить поломку свёрл, станки для глубокого сверления часто снабжают устройствами, отводящими сверла при появлении крутящего момента.

Статья создана с использованием литературы: "Технология производства двигателей внутреннего сгорания", М.П. Ягудин