2. Технологический процесс изготовления шатунов

Обычно первой операцией при изготовлении шатунов является шлифовальная либо фрезерная операция по обработке торцов головок. При обработке кривошипной и поршневой головок шатуна точность _Г расстояния Г и точность поворотов между торцами равны сумме допусков замыкающих (исходных) звеньев В и В , и размерных цепей В и В', и ' (рис 6.145, а, б). Составляющие звенья этих цепей принадлежат станку В_с, _c B _с и _c, приспособлению В_п, _п, В'_п, _п, инструменту В_и, _и, В _и, _и и другим звеньям системы станок – приспособление-инструмент-заготовка, используемым на данной i-й или j - й операции. Помимо геометрической неточности составляющих звеньев при расчетах необходимо учитывать также изменения положения закрепляемых заготовок и других звеньев системы станок- приспособление-инструмент-заготовка, вызванные их деформациями и неточностью динамической настройки этой технологической системы. Обычно для выполнения этой операции целесообразно использовать двухшпиндельные плоскошлифовальные станки 3741 с многоместными приспособлениями, размещаемыми на зеркале поворотного стола, непрерывного вращения. Периферия стола может быть использована для установки крышек и шатунов при шлифовании плоскостей их разъема. Для шлифования торцов головок заготовок шатунов, если они лежат в одной плоскости, в условиях массового производства можно использовать специальные станки карусельного типа для глубинного шлифования, обеспечивающие загрузку и выгрузку заготовок в процессе обработки (см. рис. 6.145, б). Припуск на торцах кривошипных головок последовательно снимается тремя шлифовальными кругами: первым - 0,25 мм, вторым - 0,1 мм, третьим - 0,05 мм; припуск на поршневой головке снимается двумя

Рис. 6.145. Технологические средства достижения требуемой точности при изготовлении шатуна на первых операциях

кругами: первым - 0,25 мм и вторым - 0,1 мм. Для предотвращения прижогов скорость кругов не должна превышать 24 м/с, а скорость стола - 4 м/мин. Круги - из электрокорунда нормального на бакелитовой связке.

Для черновых рабочих ходов применяют крупнозернистые (50) мягкие круги (СМ1), чтобы они могли самозатачиваться, для чистовых рабочих ходов, когда меньше нагрузки и тепловыделение, используют мелкозернистые (25) и более твердые (С1) износостойкие круги, обеспечивающие требуемую точность размеров и Rz = 1,25…0,32 мкм поверхностей шатунов. На станке выполняют активный контроль размеров изготовляемых деталей и автоматическую подналадку по результатам измерений. Охлаждение и смазывание СОЖ производятся водной эмульсией НГЛ-205 с добавлением триэтаноламина. При протягивании базовых площадок на весовых бобышках поршневых головок необходимо обеспечить расстояние А допуском _А , который определяет требования к

качеству заготовки

A_З А_З

^АС П ^АС П

точности станка с приспособлением

А_{С П} А_{С П} , инструменту

А_И А_И

А_И А_И

и точности их настройки (рис. 6.145, в).

При протягивании полуотверстий кривошипных головок и боковых поверхностей, которые будут использованы в качестве технологических баз на последующих операциях изготовления шатунов, необходимо обеспечить параллельность каждой из поверхностей плоскости симметрии шатуна (рис. 6.145, г). В результате протягивания плоскостей стыка и площадок под болты на кривошипной головке шатуна должна быть

обеспечена длина шатуна

^{А А} с припуском на последующее

i

i

i

шлифование, а также перпендикулярность к торцам головок шатунов плоскостей стыка и площадок под головки болтов ⁱ . Допуск _i зависит

от точности звена _Сi-Иi, характеризующего отклонение от перпендикулярности направления движения протяжки относительно плоскости стола станка, от перекоса _Зt, связанного о несовпадением торцовых поверхностей головок шатунов и от перекоса _Пi плоскости контакта базирующих устройств приспособления относительно его основания (рис. 6.145, д). Аналогично решается задача и при обработке крышек шатунов, которые обычно протягивают на вертикально- протяжных станках, нередко по несколько штук одновременно (рис. 6.145, е). Шлифование плоскостей стыков шатунов и крышек производится на двухшпиндельном вертикально-шлифовальном станке с поворотным столом непрерывного вращения, по периферии которого по ранее отшлифованным торцам устанавливают обрабатываемые заготовки.

Направляющей и опорной базами заготовок служат базовые площадки и площадки под головки болтов и гаек. Обработку отверстия под втулку в поршневых головках шатунов в массовом производстве производят на агрегатных станках, а в серийном - на многоцелевых, револьверных и сверлильных станках по схеме, показанной на рис. 6.146, а.

Рис. 6.146. Схема обработки отверстия под втулку в поршневых головках шатунов

Точность расстояния А _i должна обеспечиваться с учетом того, что базирование производится по торцу весовой бобышки шатуна и режущий инструмент может смещаться и перекашиваться в направляющей втулке кондукторной плиты относительно баз заготовки. Перпендикулярность оси отверстия к торцу шатуна обеспечивается точно так же, как и для любого другого рычага. Обработка отверстий под болты обычно не вызывает трудностей, поскольку затем они зенкеруются и развертываются совместно с отверстиями сопряженной детали (рис. 6.146, б). После обработки отверстий под болты сверлят отверстия для смазывания в шатуне (рис. 6.146, в) и фрезеруют паз в шатуне под вкладыш. Для достижения требуемого положения фрезы при обработке в целях соблюдения требуемой точности расстояния Вд паза относительно торца шатуна или крышки в пределах 0,06…0,08 мм целесообразно использовать наиболее простой и точный вариант ее координирования (рис. 6.146, г). Затем производят снятие фасок в отверстиях шатуна и крышек, соединяют эти детали, совместно обрабатывают отверстия под болты (рис. 6.146, д). Устанавливают болты и навинчивают гайки (рис. 6.146, е, ж), предварительно проверив положение шатуна с крышкой относительно осей отверстий под гайки и положение базирующих устройств относительно осей отверстий в шатуне. Далее растачивают или зенкеруют отверстия в кривошипных головках шатунов и производят снятие фасок во всех отверстиях. Шлифование торцов шатунов осуществляется по схеме, показанной на рис. 6.145, а. Затем растачивают окончательно отверстия в обеих головках (рис. 6.146, з) и запрессовывают бронзовую втулку 6 в поршневую головку шатуна 1 (рис. 6.147). Для этого нужно обеспечить определенную соосность посадочных поверхностей соединяемых шатуна 1 и втулки 6. Шатун 1 необходимо базировать по посадочной поверхности отверстия по подпружиненному пальцу 8 и торцу стойки 7, а втулку 6 - также по отверстию и торцу на оправке 2 гидроцилиндра. Втулка 6 подается из вибробункера или магазина по змеевидному лотку 4, откуда поступает в приемную часть 3 приспособления, а затем сжимается втулкой

5 (так как диаметр отверстия во втулке 5 соответствует диаметру наружной поверхности втулки 6 в сжатом состоянии) и в таком положении запрессовывается в шатун 1. Вследствие больших действующих сил базирование каждой из соединяемых деталей совершается по установочной и двойной опорной базам.

К этому неблагоприятному варианту базирования соединяемых деталей (по сочетанию двух поверхностей) вынуждены прибегать, хотя

Рис. 6.147. Технологические средства достижения требуемой точности при изготовлении шатуна и крышки шатуна и их автоматической сборке

Рис. 6.148. Технологические средства запрессовки втулки в шатун

желательно было бы базировать каждую из них по одной цилиндрической поверхности (двойной направляющей базе). Упругим компенсатором в системе станок-приспособление-инструмент-сборочная машина должна быть оправка 2.

Затем осуществляют тонкое растачивание отверстий в кривошипной головке и во втулке поршневой головки шатуна аналогично тому, как это показано на рис. 6.147, з. На этой операции необходимо обеспечить допустимое отклонение от перпендикулярности торцов к оси отверстия в кривошипной головке шатуна и от параллельности этой оси отверстия к поршневой головке. В качестве установочной технологической базы на этой операции целесообразно использовать торец бобышки кривошипной головки. Это позволит исключить влияние относительного положения торцов бобышек у заготовки и базовых поверхностей опор приспособления. Такая схема базирования заготовки в приспособлении возможна, поскольку при тонком растачивании силы резания невелики, а поэтому малы и силы закрепления заготовки. Направляющей и опорной базами служат боковая поверхность кривошипной головки и отверстие в поршневой головке заготовки шатуна. Для этого в отверстие вводится установочный палец, который после закрепления заготовки возвращается в исходное положение, тем самым не будет мешать расточке отверстия. Завершающая операция - хонингование отверстий в кривошипной головке заготовки шатуна (рис. 6.149). В процессе обработки необходимо не

Рис. 6.149. Технологические средства для хонингования отверстий в шатунах

превышать допустимое отклонение от параллельности осей отверстий и от перпендикулярности оси кривошипной головки к ее торцам. Практика показывает, что хонинговать шатуны 1 целесообразно поштучно. При таком методе обработки заготовка шатуна 1 базируется по опоре 2 (установочная база), пальцу 6 и по хонинговальной головке 3 (направляющая и опорная базы). Закрепление шатуна производится поджимом - самоустанавливающимся кольцом 5. При обработке линейная скорость вращающегося хона около 60 м/мин, а его продольная скорость 18 м/мин. Хон имеет шесть брусков из материала АСР 88/63 для черновой обработки и из АСМ 40/28 для чистовой. Съем на диаметр соответственно 30...50 и 10…20 мкм. Если у поверхности до хонинговакия Ra = 2,5…1,25 мкм, то после него Ra = 1,25…0,63 мкм, если же до хонингования Ra = 1,25

…0,63 мкм, то после обработки Ra = 0,63…0,32 мкм. Диаметр измеряют предельным калибром-пробкой 4 прибора активного контроля. Затраты времени на каждый вид хонингования 20...30 с.