Способ обработки коленчатых валов

Способ обработки коленчатых валов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е „

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 585224

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0401.76 (21) 2312407/22-02 с присоединением заявки И2 (51) М. К .

С 21 D 9/30

С 21 Q 7/14

Гаардаратааааю1 ааюатат

Валата Наааатраа ВВОР ае делаю ааааратаааа а атармта1 (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.12;77.6толлетеиь р(х 47 (53) УДК621.785.79 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 2L12,77

72) Авторы изобретения

И. В. Кудрявцев, В. А. Долецкнй, Г. Д. Чернышев, В. Д. Аршинов, В. Г. Юрасовский, P П. Шубин, В. И. Повар и И. Т. Гончаров

Научно-исследовательский институт автотрак торных материалов и Научно-исследовательский институт технологии ма чностроения

P1) Заявителаа (54) СПОСОБ OBPASOTKH КОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВ

l6

Изобретение относится к области машиностроения, в частности автодизелестроения, и может использоваться при изготовлении коленчатых и сту- . пенчатых валов.

В современнОм машиностроении при производстве коленчатых валов применяют способы. упрочнения коренных и шатунных шеек и галтельных переходов поверхностей закалкой и пластической деформацией« 111 и 121

Однако известные способы:упрочнения коленчатых валов нли не обеспечивают требуемого моторесурса, т.е. недостаточно эффективны, или не при" меняются по причине технологических трудностей.

Известен способ «бработки коленчатых валов, включающий поверхностную закалку шеек без закалки галтельных переходов, шлифовку шеек, поверхностное пластическое деформирование накатки галтелей, суперфнниширование шеек ) 31.

Однако этот способ характеризуетice недостаточной прочностью галтельного .перехода от щек к шейкам вследствие применения галтельного радиуса t*e 0 05(Д, где Д вЂ” диаметр шейкит склонностью поверхностей шеек к трещинообразованию в процес" се эксплуатацнит повышенным износом шеект наличием переходной неупроченной эоны между галтельным переходом и поверхностно-закаленной зоной) уменьшенной длиной рабочей (контакт" ной) поверхности коренных и шатунных шеек вала с вкладышами вследствие применения галтельного радунса,,больше 0,05 Д (в современном,цизеле- строении отношение радиуса галтели к диаметру шейки лежит в пределах

0 05-0,09).

Укаэанные недостатки приводят к снижению долговечности и надежности коленчатых валов.

Цель изобретения — повышение дол говечности и надежности коленчатых валов.

Это достигается тем, что после поверхностной закалки шеек производят шлифовку шеек с радиусами галтельных переходов, равными 0,1-0,5 ьват формовку галтелей пластическим деформированием с оптимальными радиусами, равными 0,01-0,025 диаметра шейки, а в качестве суперфинишной операции применяют электромеханическую обработку закаленных участков шеек и галтельных переходов, с опти585224

Известный способ

0,063 13 0 р

0i 24

9б

1,6 650

Предлагаемый способ

0,Р1 21

О, 021 22 8

О, 025, 11а

1 Об

10а

860 О, р9

3 9 850 р,11

850

1, 2 °

0,41 мальными режимами» сила тока 350- 800 а; данлени»»,прижима инструмента 5-15 кгс/мм ; скорость 10100 м/мин с числом„,проходов, равным 1-3. б

Если после шлифовки радиус галтельного перехода будет больше

0,5 мм, то при Формовке галтелей образуются. недопустимые поводки.

Принципиальным отличием предлага- 10 емого способа упрочнения коленчатых валов является, но-первых, формовка галтелей пластическим деформиронанием с оптимальными радиусами (но избежаНне поводок), равными 0,01-0,025 диаметра шейки, с поднутрением галтеЛей в щеки и шейки валз ; которая при. водит к полной нейтрализации концентратора напряжений в галтелях и поЗвсляет увеличить длину рабочей (кОнтактной) поверхности коренных и шатунных шеек вала с вкладышами на величину л) = 2 ((0,05 0,09) Д-0,025 д

g0,О5 — 0,13) Д, что обеспечивает снижение удельных нагрузок или позволяет сократить общую длину шейки на величи- 8 ну д) без повышения удельных нагрузок и без ущерба для несущей способности коленчатых. валов; во-вторых, примене ние в качестве суперфинишной операции электромеханической обработки 80 закаленных участков шеек, включая

Галтельные переходы, с оптимальными режимами: сила тока 350-8OO at давление прижима инструмента 5-15 кгс/мм скорость 10-100 м/мин с числом про- 35 ходов, равным 1-3.

Сущность электромеханической обработки заключается н том, что в процессе обработки детали на токарном станке через; место контакта инструмента 40 (сглаживающая -.тнердосплавная пластина или ролик) с иэделием проходит электрический ток большой силы и низ%ого напряжения (1-5 в), вследствие

Обоэначення в таблице: 1 час— время до появления первой трещины;

Н вЂ” микротвердость поверхностного, слоя с нагрузкой 50 грамм-сила;

Ро- среднее арифметическое отклонение микропрофиля по ГОСТ 2789-59, н мкм; Р— радиус галтели,П вЂ” диаметр шейки. чего микронеровности поверхностей под" вергаются фысокотемпературному нагреву и под давлением инструмента деформируются и сглаживаются, а в поверхностном слое металла; происходят структурные превращения. Самой благо" приятной структурой поверхностного слоя стальных деталей после электромеханической обработки является белый нетравящийся слой, который обладает высокой микротвердостью от 800 кгс/ю» до 950 кгс/мм . Глубина этого слоя при укаэанных режимах изменяется от

0,01 мм до 0,4 мм. Причем операция электромеханической обработки деталей является чистовой операцией, Стальные влетали с чистотой поверхности b.5- Р.6 осле электромеханической обработки меют чистоту поверхности д 10- Д 11.

Пример. На серии образцовмоделей коленчатых налов из нормализованной стали 45 после поверхностной з,акалки шеек без закалки галтельных . переходов производят шлифовку с радиусом галтельного перехода 0,5 мм» формовку галтельного перехода от щеки к шейкам с раДиусом r=(0,01

0,025) Д; электромеханическую обработку с образованием.белого нетравящегося понерхностного слоя в участках шеек, включая галтельные переходы. Для получения сравнительных данных параллельно изготавливают из стали

45 образцы-модели коленчатых валов с упрочнением по применяемому способу.

Обе серии образцов испытывались на изгибную усталостную прочность, ускоренный износ (в среде: масло— абразинная пыль) и на определение склонности к трещинообразонанию (фиксировалось время до появления первой трещины) .

Полученные данные приведены в таблице.

Применение предлагаемого способа ,упрочнения коленчатых валов повысит О предел усталости на 603, повысит износостойкость и снизит трещинообразонание более, чем н 2 раза.

В настоящее время проводятся испытания натурных коленчатых валов автомобильных дизельных двигателей.

535224

Формула изобретения

Составитель Г. Шевченко ,Техред H.Андрейчук Корректор М. Демчик

Редактор Л ° Лашкова

Заказ 4966/19 Тираж 693 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ожидаемый экономический эффект от

:внедрения на Ярославском моторном заводе около 2 млн. руб. в год.

1. Способ обработки коленчатых валов, включающий поверхностную закалку шеек, шлифовку шеек, холодную пластическую деформацию галтелей и окончательную .,механическую обработку

igeex, отличающийся тем, что, с целью повышения эхсплуатационНой.. стойкости, шлифовку шеек производят с радиусом галтельных переходов 0,1-0,5 ык, холодную пластическую деформацию галтелей осуществляют по радиусу.-0 01-0,025 диаметра щетки и окончательно производят электромеханическую обработку закаленных участков шеек и галтельных переходов.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что электромеханическую обработку проводят по силе тока

350-800 а давлении инструмента 515 кгс/мм., скорости 10-100 м/мин и числе проходов 1-3.

Источники информации, принятые во .внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство, СССР

9 429106, С 21 D 9/30, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

В 427076, С 21 9 9/30, 1971.

3. Арсеньев Р.Н. и др. Комплексная система управления качеством.

Верхне-Волжское издательство, Ярославль, 1973, с. 128-132.