Материалы и заготовки для шатунов.

Конструкционные среднеуглеродистые стали: сталь 40; 45 с твердость HB 210-255. Легированные стали: 45Г2; 18ХНМА; 18Х2Н4ВА; 40ХНМА с HB 177-255. Могут применяться высокопрочные чугуны и титановые сплавы.

Виды заготовок – штампованные на молотах, кривошипных прессах; предварительно подготовленные заготовки на ковочных вальцах; поперечный винтовой прокат. В основном заготовки получают цельными. Заготовки шатунов часто имеют отверстие в кривошипной головке с припуском на обработку, а отверстие в поршневой головке получают механической обработкой. Штампованные заготовки калибруются и чеканятся (повышается точность размеров; снижается припуск; формируются требуемые качества). Механической обработке шатунов и крышек шатунов предшествует термообработка для получения необходимой твердости.

Выбор баз и последовательности обработки.

Торцы головок обрабатываются при базировании по противолежащим торцам (установочная база), а также наружной поверхности (направляющая или опорная база). Торцы служат установочной базой для последующих операций, поэтому они должны лежать в одной плоскости с допуском 0,04 мм. Это либо шлифование, либо предварительнеое фрезерование. Также обрабатываются крышки шатунов, если они изготавливаются отдельно. Для создания комплекта технологических баз обрабатывают площадки на весовых бобышках, а также боковых поверхностях головок. Обрабатываются площадки под головки болтов и гаек. Предварительно обрабатывается отверстие в поршневой головке под втулку, если шатун цельный, то отверстие в кривошипной головке выполняется овальным (межосевое расстояние должно превышать ширину фрезы). Если крышка и шатун выполняются отдельно, то полуотверстия под вкладыши, а также плоскости стыков обрабатываются отдельно. Обработка стыков может выполняться протягиванием или шлифованием для точности сборки. Сверлятся, рассверливаются, зенкеруются, снимаются фаски в отверстиях под болты. Фрезеруются пазы под замки вкладышей, обрабатываются площадки под болты и гайки. Далее шатун собирается и уже совместно обрабатываются отверстия под болты (после обработки они продуваются). Далее зенкеруется или растачивается отверстие шатунной головки, шлифуются торцы, отдельно может быть операция размагничивания. Обрабатывается маслопроводное отверстие. Далее чистовое растачивание отверстия в поршневой головке. После этого – промывка, контроль. Далее запрессовка втулки, ее уплотнение. Далее выполняется тонкое растачивание, хонингование, подгонка масс.

При обработке торцов головок шлифованием припуск по кривошипной головке снимается в 3 прохода. Первый – 0,25 мм; второй – 0,1; третий – 0,05 мм. По поршневой головке в 2 прохода (0,25; 0,1 мм). Не допустимы прижоги, а значит скорость не превышает 24 м/с; скорость стола не более 4 м/мин. Круги из нормального электрокорунда на бакелитовой связке. Черновые проходы – крупнозернистые круги. Зернистость 50; твердость СМ1. Для чистовых ходов – мелкозернистые (25); С1. Это позволит обеспечить Rz 0,25-0,32 мкм. Часто применяется активный контроль, обязательно охлаждение. При обработке полуотверстий кривошипных головок и боковых поверхностей необходимо обеспечить их параллельность в плоскости симметрии шатуна. При обработке плоскости стыка и площадок под болты должна быть обеспечена длина шатуна с припуском под шлифование. А также перпендикулярность к торцам головок плоскостей стыка и площадок под головки болтов. При шлифовании плоскостей стыка в качестве направляющих и опорных баз используются базовые площадки и площадки под головки болтов и гаек. При обработке отверстий под болты сверлят отверстие для смазывания. Тут же фрезеруют паз в шатуне под вкладыш. Должно быть обеспечена точность расстояния паза относительно торца шатуна в пределах 0,06-0,08 мм; для этого используется наиболее простой и точный вариант координации. При тонком растачивании отверстий в обеих головках необходимо обеспечить требования по перпендикулярности торцов к оси отверстий и по параллельности осей отверстий. В качестве установочной базы используется торец соответствующей бобышки головки, в качестве направляющей и опорной баз используется торец соответствующей головки и отверстие у противоположной головки. Хонингование отверстий в кривошипной головке: шатун базируется по торцу, по пальцу и по хонинговальной головке. При хонинговании следует учитывать, что значительное влияние оказывает исходная шероховатость. Если необходима Ra 1,25-0,63, то до хонингования должна быть Ra 2,5. Целесообразно хонинговать детали поштучно. При контроле в условиях высокой серийности производства часто применяется одновременный контроль по многим параметрам с помощью пневмоприборов с автоматической выверкой, с автоматическим подводом и измерением различных датчиков.