2. Матеріали і способи отримання заготовок.
Враховуючи складність виготовлення велику трудомісткість при заміні колінчастих валів, до матеріалу і якості їх виготовлення пред'являють високі вимоги. Колінчасті вали дизелів виготовляють із сталі куванням або штампуванням або з високо-міцного чавуну шляхом відливання. Сталеві вали надійніші в експлуатації, але трудомісткі у виготовленні. Тому набули поширення литі вали з високоміцного модифікованого чавуну. За рахунок зменшення відходів на їх виготовлення витрачається в три рази менше металу, чим на виготовлення сталевих валів.
Виготовлення колінчастих валів литвом дозволяє з найменшими витратами отримати найбільш прийнятну форму щік кривошипів і раціональніший розподіл металу за рахунок виконання корінних і шатунових шийок порожнистими, що зменшує масу валів при збереженні щодо високої міцності. Для підвищення міцності валу на вигин галтелі шийок валу спеціально зміцнюють накаткою роликами. Шийки колінчастого валу дизелів типу Д49 азотують для підвищення зносостійкості.
Рис.1. Конструкція колінчастого валу та його заготовка
3. Вибір технологічних баз.
Основні бази – опорні поверхні корінних шийок. При обробленні корінних шийок вал базується по центрових отворах з опорою (люнет) на середню корінну шийку. Чистові бази – вісь симетрії (центрові отвори). Для оброблення шатунних шийок використовуються центрові отвори у щоках (колінах) валу з використанням спеціальних центрів.
4. Типовий технологічний процес виготовлення колінчастих валів в абсолютній більшості випадків зорієнтований на великосерійне і масове виробництво. Для дрібносерійного і одиничного виробництв (ремонтні роботи) є певні відмінності.
Отримання головних чистових баз: фрезерування та центрування торців, точіння середньої шатунної шийки.
Отримання допоміжних чистових баз (для оброблення шпонкових пазів): фрезерування площадок на щоках валу.
Чорнове точіння кінців вала та корінних шийок.
Чорнове точіння шатунних шийок.
Оброблення змащувальних каналів та шпонкових валів.
Гартування шийок (СВЧ).
Попереднє шліфування кінців валу, фланця та корінних шийок.
Попереднє шліфування шатунних шийок.
Чистове оброблення (виправлення) баз: шліфування центрових отворів і базових торців.
Оброблення отвору під підшипник у фланці.
Попереднє балансування.
Кінцеве шліфування кінців валу, фланця та корінних шийок
Кінцеве шліфування шатунних шийок.
Викінчувальне оброблення корінних шийок.
Викінчувальне оброблення шатунних шийок.
Кінцеве балансування.
Отримання центрових отворів на кінцях валу – аналогія до оброблення гладких валів. База – вертикальна вісь симетрії середньої корінної шийки М (див. рис. 4.1). Від цієї бази оброблюється торець А і потім – торець С.
Оброблення (одночасне чорнове і чистове точіння) середньої корінної шийки та прилеглих до неї щік проводять на спеціальному трипозиційному верстаті мод. 1К857 (перша позиція – встановлення; друга і третя – робочі). Оброблення здійснюють широкими фасонними різцями з переднього і заднього супортів методом врізання. При цьому автоматично змінюється швидкість різання і подача.
Шатунні шийки обточують попарно (по дві шийки, які мають спільну вісь обертання) з радіальною подачею.
Викінчувальне оброблення шийок: суперфініш, полірування, мікрошліфування. Для мікрошліфування шийок створено спеціальний верстат, який в процесі роботи забезпечує узгодження частот і амплітуд коливань та напрям руху шліфувальних брусків, а також питомого тиску брусків на оброблювану поверхню залежно від колової швидкості обертання оброблюваної поверхні. Параметр шорсткості Ra = 0,2 мкм. Параметри різання:
тиск брусків на оброблювану поверхню – 1,4 ... 3 мН/м2;
частота коливань – 500 ... 1500 хв-1;
амплітуда коливань – 3 ... 5 мм;
припуск на сторону – 12 ... 15 мкм (практично роль припуску виконує допуск);
швидкість обертання заготовки – 18 ... 40 м/хв.;
використання МОР.
Динамічне балансування здійснюється від середини до обох кінців валу одночасно. Похибки виправляють висвердлюванням металу на ділянках противаг. Глибина свердління (за одного й того ж діаметру свердління) і місце свердління визначається автоматично. При кінцевому балансуванні може використовуватися зашліфовування зовнішньої поверхні противаг.