2.1.8 Специфические операции обработки деталей типа валов

К специфическим операциям обработки валов можно отнести фрезерование и протягивание коренных и шатунных шеек и щек коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания, сверление глубоких отверстий в шпинделях металлорежущих станков и др.

1. Обработка коренных и шатунных шеек и щек коленчатых валов

Для высокопроизводительной обработки шеек и щек коленчатых валов в производственной практике используются несколько вариантов технологии:

• круглое наружное фрезерование;

• круглое охватывающее фрезерование;

• токарное протягивание.

Круглое фрезерование

На этих операциях выполняется окончательная обработка щек и предварительная обработка шеек под шлифование.

Ниже представлены схемы круглого наружного и круглого охватывающего фрезерования (рисунки 27, 28, 29, 30).

1 1

2 2

n n

S_фр

S_д.кр.

Врезание Круговая подача

Рисунок 27. Схема круглого наружного фрезерования коренных шеек и коленчатых валов: 1 – фреза, 2 – деталь.

1 1

n n

2 2

S_д.кр.

S_фр

Врезание Круговая подача

Рисунок 28. Схема круглого охватывающего фрезерования коренных шеек и щек коленчатых валов: 1 – фреза, 2 – деталь.

1 1

S_д.кр.

n n

S_фр S_фр

Врезание Круговая подача

Рисунок 29. Схема круглого наружного фрезерования шатунных шеек и щек коленчатых валов: 1 – фреза, 2 – деталь.

1 1

n

2 n 2

S_д.кр.

S_фр S_фр

Врезание Круговая подача

Рисунок 30. Схема круглого охватывающего фрезерования шатунных шеек и щек коленчатых валов: 1 – фреза, 2 – деталь.

Цикл работы фрезерных станков - автоматов состоит из двух этапов:

1. Врезание – деталь неподвижна, фрезерная головка перемещается;

2. Круговая подача – деталь вращается (1 оборот), фрезерная головка неподвижна – при обработке коренных шеек, перемещается – при обработке шатунных шеек.

В качестве режущего инструмента используются фрезы с механическим креплением сменных многогранных твердосплавных пластин специальной формы, расположенные на наружной поверхности корпуса фрезы при круглом наружном фрезеровании или на внутренней поверхности при круглом охватывающем фрезеровании.

Как правило, на одном станке обрабатывается одна деталь. Все коренные шейки и щеки обрабатываются одновременно при круглом наружном фрезеровании и последовательно по две шейки при охватывающем фрезеровании. Шатунные шейки и щеки обрабатываются последовательно по две шейки.

Токарное протягивание.

Схема обработки представлена на рисунке 31.

В качестве режущего инструмента используется круговая или плоская протяжка с механическим креплением сменных многогранных твердосплавных пластин специальной формы.

S_пр.кр.

Круговая протяжка

n

Деталь

Рисунок 31. Схема токарного протягивания коренных и шатунных шеек коленчатых валов: ось вращения детали – ось обрабатываемых поверхностей.

Главное движение – вращение обрабатываемой детали (при фрезеровании главное движение – вращение фрезы), подача за счет подъема зубьев протяжки (круговая протяжка вращается, плоская – перемещается). Так же, как и при фрезеровании, коренные и шатунные шейки обрабатываются раздельно.

Все коренные шейки и щеки обрабатываются одновременно, шатунные шейки и щеки обрабатываются, чаще всего, последовательно по две шейки.

Примеры обработки коленчатых валов

Коленчатый вал ВАЗ- 2108.

Заготовка – отливка из высокопрочного чугуна марки Gh 75-50-03, твердость НВ = 250-300 (соответствует ВЧ70 по ГОСТ).

Фрезеруются четыре шатунные шейки (последовательно по две шейки) на круглофрезерном автомате для охватывающего фрезерования.

Коленчатый вал КамАЗ-740.

Заготовка – штамповка из конструкционной легированной стали 42ХМФА, твердость НВ = 248-286.

Фрезеруются:

• одновременно пять коренных шеек и щек на круглофрезерном автомате для наружного фрезерования;

• четыре шатунные шейки и щеки (последовательно по две шейки) на круглофрезерном автомате для охватывающего фрезерования.

Коленчатый вал ЯМЗ-238.

Заготовка – штамповка из конструкционной легированной стали 50Г, твердость НВ = 192-241.

Фрезеруются:

• одновременно пять коренных шеек и щек на круглофрезерном автомате для наружного фрезерования;

• четыре шатунные шейки и щеки (последовательно по одной шейке на двух одновременно обрабатываемых деталях) на круглофрезерном автомате для наружного фрезерования;