Обработка коленчатых валов

Коленчатые валы применяются в механических прессах, в горизонтально-ковочных машинах для перемещения ползунов, в пневматических молотах для перемещения поршня в цилиндре компрессора.

Коленчатые валы относятся к классу эксцентриковых валов. Они подразделяются на одно-, двух- и трехколенчатые (рис. 9.1). У двухколенчатых валов кривошипные шейки расположены под углом 180°, а у трёхколенчатых под углом 120° друг к другу.

Рис. 9.1 Типы коленчатых валов

Заготовками для коленчатых валов, могут являться:

- круглый, гнутый прокат;

- поковки с прокованными и не прокованными шатунными шейками;

- отливки, подверженные ковке для тяжелых валов (рис. 9.2).

Рис. 9.2 Заготовки для коленчатых валов

Установка для обтачивания шатунных шеек более сложна, чем для обработки коренных шеек. Она выполняется либо на специальных станках, либо на обычных токарных станках.

Обработка шатунных шеек производится на токарных станках с применением специальных приспособлений, называемых центросместительными шайбами.

Для обеспечения плавной обточки необходимо статически отбалансировать установку, так как центр тяжести в данном случае не находится на оси вращения. Для этой цели применяют противовес.

Для увеличения жесткости применяют распорки между щеками колен.

В серийном производстве обработка шатунных шеек производится на специальных станках. Резцы совершают круговое движение с центром вращения по оси шатунной шейки; поперечная подача осуществляется радиальным перемещением резца, а продольная – перемещением стола вдоль оси заготовки. Заготовка во время обработки неподвижна.

Коленчатые валы изготавливают из сталей марок 35, 40 ,45 50, 35Г2, 45Г2.

Для сильно напряжённых валов применяются легированные стали 40ХН, 30ХМА.

Заготовки для коленчатых валов бывают или гнутые из проката, или кованые.

В таблице дан технологический маршрут обработки трёхколенчатых валов из кованых заготовок:

При разметке вала намечают его контуры. Разметка выполняется на разметочной плите.

Центрование крупных валов по коренным шейкам производится на горизонтально-расточных станках, а мелких – на центровальных станках.

Если у заготовки одно- или двухколенчатого вала не прокованы шатунные шейки, то предварительная вырезка колен производится сверлением и последующей вырезкой пилой

Черновое обтачивание начинается с обработки поверхностей коренных шеек на токарном станке. Вал закрепляется одним концом в четырёхкулачковом патроне, а другой подпирается задним центром.

Если заготовка вала не имеет припуска для зажатия в патроне, то после обтачивания вал переустанавливают обработанным концом в патрон, после чего подрезают торец, зацентровывают вал и обрабатывают конец вала, ранее зажатый в патроне.

На одном из видов специальных станков обтачивают шатунные шейки коленчатого вала при вращении вала в центрах по оси коренных шеек и при сложном движении резцов, которые как бы сопровождают соответствующие шейки в пространстве. Эти станки применяются в условиях крупносерийного и массового производства, так как каждый станок пригоден для обработки только одного определённого типа вала и переналадке не поддаётся. После термообработки производится исправление центровых отверстий, подрезка торцов и чистовая обработка коренных и шатунных шеек

Фрезерование плоскостей шеек вала и шпоночных пазов выполняют на продольно или вертикально-фрезерных станках.

Заканчивается механическая обработка валов шлифованием коренных и шатунных шеек.

Коренные шейки коленчатых валов шлифуются, как у обычных валов, на круглошлифовальных станках. Шатунные шейки шлифуются либо на специальных, либо на обычных круглошлифовальных станках с применением центросместительных шайб и противовеса.

9.1.Контрольные вопросы

1. Типы заготовок для коленчатых валов.

2. Способ обработки шатунных шеек на универсальном оборудовании.

3. Способы обработки шатунных шеек на специальном оборудовании.

4. Для чего используют центросместительные шайбы.