Обработка элементов коленчатых валов.

Коленчатые валы обладают относительно небольшой жёсткостью и легко деформируются под действием 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 этапа: обдирка, черновая, чистовая и отделочная обработка.

Черновая и чистовая обработка коренных шеек и концов крупных коленчатых валов производятся 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 торцовые поверхности, контуры и скосы щёк, т.е 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 обрабатываются часть или все свободные от зажима коренные шейки и торцовые поверхности щёк. Каждая шейка и 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. Вследстие того, что резцы расположены с двух сторон обрабатываемой шейки, уменьшается деформация 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 явл-ся 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.

Коленчатый вал закрепляют коренными шейками в призмы стоек, установленных на станине станка. Совмещение оси обрабатываемой шейки с осью вращения резцов достигается путём разворота вала и смещения корпуса по направляющим в поперечном направлении. На призматических направляющих , укреплённых на кольце, которое вращается в корпусе при помощи червячной пары, перемещаются два суппорта. Подача суппортов осуществляется от эл. двигателя с редуктором через ходовые винты. Установку вала проверяют при помощи скобы, которой измеряют расстояние от вращающегося кольца до накерненного на щеке центра шейки.

Подрезание щёк производится одновременно двумя резцами, движущимися навстречу друг другу. Протачивание шейки производится резцами, установленными на размер, при движении корпуса по направляющим 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. С одной установки обрабатывают шейки, расположенные на одной 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. Обработка ведётся двумя резцами с переднего суппорта иодним резцом с заднего суппорта, также при обработке коренных шеек.

Прямоугольные щёки коленчатых валов обрабатывают на вертикально- фрезерных или продольно- фрезерных станках торцовыми 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.

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.

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. Допускается изменение расстояния между щеками не более 0,01-0,02 мм. Регулировкой люнетов достигается правильное положение оси вала, и в этом положении шлифуются шейки.

При шлифовании шеек на специализированных станках размеры контролируют индикаторной трёхконтактной скобой.

Шейки валов после шлифования полируют или подвергают суперфинишированию.

К шейкам коленчатого вала, вращающегося в центрах станка прижимаются абразивные бруски головок для суперфиниширования. Головки закреплены на коленчатых валах, вращающихся синхронно с обрабатываемой деталью, вследствие чего обеспечивается постоянный контакт брусков с шейками. Вращающийся от эл. двигателя эксцентриковый палец сообщает брускам возвратно- поступательные движения вдоль шейки. Работа ведётся с обильным охлаждением детали керосином.

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 Ø (6-10 мм)и большую глубину. В мелкосерийном производстве обработку отверстий для смазки производят по кондукторам на радиально- сверлильных станках. В крупносерийном производстве и массовом для этого используют специальные станки , часто многошпиндельные , работающие с частыми отводами для удаления стружки, или автоматические линии.