Шлифование шеек коленчатых валов

Категория:
Шлифовальные станки


Шлифование шеек коленчатых валов

Коленчатый вал служит для восприятия усилий от шатунов, свя-пнных с поршнем двигателя, и передачи этих усилий на трансмиссию автомобиля или трактора. Таким образом, коленчатый вал преобразует переменное возвратно-поступательное движение поршней во вращательное. В коленчатом вале подвергаются шлифованию коренные и шатунные шейки, при этом должны быть выдержаны допуски на диаметр 6—10 мкм, некруглость и нецилиндричность 3 мкм, шероховатость Ra = 0,63 мкм, непараллельность осей коренных и шатунных шеек 6—8 мкм.

Шлифование шеек коленчатых валов представляет значительные трудности из-за его сложной конфигурации, неуравновешенности, ограниченности шейки двумя бортами, большего отношения длины вала к диаметру шеек и поэтому пониженной его жесткости. Коренные шейки шлифуют на круглошлифовальных станках большой мощности. Для предварительного шлифования коренных шеек применяют многокруговые шлифовальные полуавтоматы для одновременной обработки всех шеек. Шлифование на автоматизированных многокруговых станках в сравнении с однокруговыми имеет следующие преимущества: достигается соосность шлифуемых поверхностей, что особенно важно для обработки коленчатых и кулачковых валов, стабилизируется шероховатость обработанной поверхности, требуется меньше оборудования и производственных площадей.

При обработке на многокруговом станке деталь устанавливается центровыми отверстиями в хвостовике и фланце. В осевом направлении деталь базируется по упорному торцу. Деталь приводится во вращение планшайбой со специальным поводковым пальцем, который заходит в отверстие на фланце коленчатого вала. Цикл обработки на многокруговых станках следующий. Деталь устанавливается в призмах, расположенных на столе станка, и нажатием кнопки «Пуск цикла» подается команда на подвод упора осевой ориентации детали. Механизм осевой ориентации детали установлен на столе станка и работает с помощью гидравлики. Для ориентации детали шток поршня выдвигается вперед, упирается в базовый торец коленчатого вала и перемещают его вперед. Затем центр передней бабки прижимает вал к торцу штока и вал устанавливается в осевом положении. От команды упора подводится Центр передней бабки, и деталь фиксируется между упором и подведенным центром. В конце хода пиноли передней бабки подается команда на подвод центра задней бабки. Пиноль задней бабки вместе- с центром подводится к детали с помощью пружины, тарированной на соответствующее усилие зажима. Деталь зажимается в центрах, а упор отодвигается в исходное положение. Одновременно с отводом упора подается команда на быстрый подвод шлифовальной бабки. В начале быстрого подвода с помощью конечного выключателя включается вращение детали. В конце быстрого подвода нажатием на конечный выключатель включается механизм вреза. ния и происходит черновая подача кругов, скорость которой регулируется дросселем чернового врезания. Нажатием на микропереключатель черновая подача отключается и после выхаживания включается чистовая подача, скорость которой регулируется дросселем. Одновременно с включением чистого врезания происходит подвод люнетов и скобы измерительно-управляющего устройства (ИУУ). По окончании чистовой подачи через реле времени включается микроподача, величина одного импульса (перемещения шлифовальной бабки) составляет 1 мкм. Импульсная подача происходит до тех пор, пока ИУУ не подаст команду на отвод шлифовальной бабки, после достижения заданного размера. При этом происходит отвод шлифовальной бабки, останов детали, отвод люнетов и ИУУ. По окончании отвода подается команда на отвод центров, деталь разжимается и ложится на установочные призмы. Правка кругов производится автоматически. Включение правйльного прибора производится от реле счета импульсов, настраиваемого на определенное число обработанных валов.

На многокруговых полуавтоматах для шлифования коренных шеек применяют круги диаметром 900 мм, частота вращения обрабатываемой детали 70, 100, 150 об/мин. Мощность электродвигателя шлифовальной бабки 30 кВт.

Для шлифования шатунных шеек коленчатых валов применяют полуавтоматы модели JIT2-12. При обработке шатунных шеек базой служат предварительно прошлифованные коренные шейки. Для углового базирования коленчатого вала предусматривается специальная площадка на противовесе. Шлифование производится методом врезания мерным по ширине кругом диаметром 1060 мм я высотой 40—90 мм. Скорость шлифовального круга 50 м/с. Мощность электродвигателя круга 22 кВт. Частота вращения детали 60 об/мин. Пределы регулирования поперечных подач шлифовальной бабки 0,05—30 мм/мии. Пределы скоростей перемещения стола от гидропривода 0,15—5,5 м/мин. Величина быстрого подвода шлифовальной бабки от гидропривода 125 мм.

Полуавтоматический цикл работы станка модели ЛТ2-12 с ИУУ осуществляется в такой последовательности: осевая ориентация, зажим изделия в патронах, быстрый подвод шлифовальной бабки, включая вращение изделия и насоса СОЖ, шлифование заплечиков шатунной шейки (плечевая подача), черновая подача, выдержка времени 2—3 с, ввод люнета и ИУУ, чистовая подача, выдержка времени 2—3 с, импульсная микроподача, окончание цикла шлифования шейки, отвод шлифовальной бабки, останов вращения детали, отвод люнета и ИУУ, перемещение стола в положение для шлифования очередной шатунной шейки, автоматический разворот изделия на требуемый угол.

Механизм поперечных подач смонтирован на корпусе шлифо-альной бабки и состоит из шагового двигателя с гидроусилителем, закрепленным на плите. Вал гидроусилителя соединяется с червяком механизма быстрого подвода через шлицевую муфту. Управление шаговым двигателем осуществляется через пульт программного управления станком. С помощью механизма поперечных подач осуществляются следующие движения шлифовальной бабки: автоматические врезные черновые, чистовые и доводочные подачи, перегон по винту в обе стороны, подналадка на размер (импульсная в 1 и 10 мкм от руки), компенсация износа круга при правке. Шаговый двигатель за один оборот делает 240 шагов. Величины подач и величины износа круга при правке набираются декадными переключателями на пульте программного управления шаговым двигателем.

Механизм автоматического разворота коленчатого вала смонтирован в правом зажимном патроне и приводится в действие от гидросистемы. Механизм осевой ориентации крепится на подвижной части люнета и предназначен для точной осевой установки шлифуемой шатунной шейки коленчатого вала относительно шлифовального круга.

Механизм регулирования постоянства скорости резания предназначен для поддержания постоянной скорости резания по мере износа шлифовального круга и установлен на правйльном приборе. Регулирование постоянства скорости резания происходит на всем диапазоне износа круга от 1060 до 750 мм. Ползунок переключателя перемещается по контактным пластинам и вводит то или иное сопротивление, необходимое для обеспечения поддержания постоянства скорости двигателя шлифовального круга.

Гидросистема станка выполняет следующие функции: перегон стола установочный при переходе с одной шлифуемой шейки на другую, и перемещение стола при предварительной правке периферии шлифовального круга; быстрый отвод и подвод шлифовальной бабки; подвод и отвод шлифовальной бабки с регулируемой скорости при предварительной правке торца шлифовального круга; блокировка механизма ручного перемещения стола при его перегоне; зажим детали; вывод стопора из делительной линейки; развод губок механизма осевой ориентации; разворот детали на 90°; вывод упора механизма точной угловой ориентации; вывод поводка; ввод и вывод рычага люнета; ввод и вывод скобы, ввод и вывод губок люнета; обеспечивает врезные подачи шлифовальной бабки гидроусилителя; подача алмазного ролика на шлифовальный круг; перемещение правйльного прибора; торможение вращения алмазного ролика; смазка подшипников шпинделя шлифовальной бабки; смазка опоры винта механизма быстрого подвода; смазка направляющих стола; откачка утечек из станины в гидроагрегат.

Коленчатый вал устанавливается в призмы патрона станка, при этом поводок механизма автоматического разворота вала входит б отверстие, являющееся угловой базой для шатунных шеек на фланце коленвала. В зону шлифования шатунной шейки вводится рычаг люнета с механизмом осевой ориентации, который осуществляет точную установку шатунной шейки относительно круга. Как только осуществляется осевая ориентация, происходит зажим коленвала в призмах патрона.

При нажиме кнопки «Пуск цикла» начинается автоматический цикл, включается вращение детали и быстрый подвод шлифовальной бабки. В конце быстрого подвода скорость бабки замедляется дросселем и включается плечевая подача, при которой происходит шлифование буртиков шатунной шейки. По окончании шлифования буртиков скорость шлифовальной бабки еще больше снижается, начинается врезная подача — черновое шлифование шейки. По окончании черновой подачи осуществляется выхаживание (2—3 с). В этот момент обе губки люнета подводятся до контакта со шлифуемой шейкой, вводится измерительная скоба. После окончания выхаживания включается чистовая подача.

Гидравлический правйльный прибор предназначен для автоматической правки шлифовального круга по периферии и двум радиусам. Правка производится алмазным роликом, описывающим движение по периферии круга, аналогичное движению щупа по копиру. Шпиндель алмазного ролика приводится во вращение от отдельного электродвигателя. Скорость перемещения ролика может устанавливаться в диапазоне 50—800 мм/мин. Алмазный ролик имеет диаметр 70 мм. Частота вращения ролика 2840 об/мин. Профильный круг одновременно шлифует заплечики, галтели и цилиндрическую часть шейки. Цикл работы прибора для правки включен в автоматический цикл работы станка. Правка осуществляется; после шлифования каждой шейки. После достижения размера а обрабатываемой шейки прибор активного контроля подает команду на отвод шлифовальной бабки и одновременно подается команда на включение в работу прибора для правки.

Рис. 2. Шлифование шеек коленчатого вала профильным кругом

На рис. 2 показан специальный патрон с гидравлическим зажимом предназначенный для установки и закрепления коленвала на операции шлифования шатунных шеек. Базирование детали происходит по пятой коренной шейке во вкладыше. Угловое ориентирование вала происходит по вспомогательной базовой площадке, профрезерованной на противовесе восьмой щеки. Этой площадкой вал прижимается к упору. Этим же упором вал приводится во вращение. Зажим детали происходит сухарем, прикрепленным к рычагу. Этот рычаг может поворачиваться вокруг оси на определенный угол. Усилие зажима от поршня гидроцилиндра через тягу передается рычагу, который своим вторым плечом через сухарь прижимает деталь к вкладышу. Ось коренной шейки смещена относительно оси вращения патрона с таким расчетом, чтобы ось вращения шатунной шейки совпадала с осью вращения патрона, т. е. на величину радиуса кривошипа. Отжим детали происходит с помощью пружины. При выпуске масла из правой полости цилиндра пружина отводит поршень вправо и через тягу поворачивает рычаг в обратную сторону, освобождая деталь. После обработки двух соосных шатунных шеек вал необходимо повернуть вокруг оси коренных шеек на угол 90° для совмещения оси двух других шатунных шеек с осью патрона. Для этой цели служит делительный механизм, который укрепляется в самом патроне. После освобождения от сил зажима вал поворачивают на угол 90° вместе с делительным диском. Диск имеет угловые выступы, расположенные через 90°. При повороте скошенная сторона выемки нажимает на собачку, которая, поворачиваясь вокруг своей оси, выходит из выемки и своими скосами скользит по наружной поверхности делительного диска. При этом пружина сжимается плунжером. При повороте на 90° собачка оказывается против выемки в диске и под действием пружины входит в выемку диска и фиксирует положение вала. Регулирование углового положения производится винтом и упором. Ввиду смещения осей вала и патрона, последний балансируется в сборе с валом с помощью свинцовой заливки.

Рис. 2. Специальный патрон для закрепления коленчатых валов

Принцип действия люнета со слежением за изменением размера представлен на рис. 3. В люнете штоки с опорными колодками перемещаются при уменьшении диаметра обрабатываемой поверхности от клиньев, выжимаемых пружинами. После окончания шлифования клин возвращается в исходное положение, преодолевая сопротивление пружины под действием поршня гидроцилиндра. Возникающие при шлифовании детали деформации воспринимаются штоками с опорными колодками и клиньями, т. е. происходит жесткое силовое замыкание.

Рис. 3. Схема действия следящего люнета


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум