OBRÓBKA MECHANICZNA WAŁÓW KORBOWYCH
Jak wspomniano, wały korbowe są częściami bardzo skomplikowanymi i pracochłonnymi.
W fabrykach samochodów i ciągników do przeważającej liczby operacji obróbki wałów korbowych stosuje się maszyny określonego przeznaczenia.
Trudności przy obróbce wałów korbowych wynikają nie tylko ze skomplikowanego kształtu i wysokiej dokładności wymiarów tych części, ale również z ich małej sztywności. Pod wpływem sił skrawania wały mogą się skręcać i wyginać. Dlatego przy ustalaniu kolejności operacji obróbki mechanicznej wałów korbowych należy brać pod uwagę następujące zasadnicze założenia:
a)W czasie obróbki wału, a w szczególności przy operacjach wstępnych połączonych zwykle ze zbieraniem znacznych ilości metalu, powinno się dążyć wszystkimi sposobami do usunięcia odkształceń niezbyt sztywnego półfabrykatu (skręcenia i wygięcia pod wpływem sił skrawania i mocowania).
b)Przy jednoczesnej obróbce kilku powierzchni wału powinno się zbierać w miarę możności równomierne naddatki.
c)W celu usunięcia drgań i odkształceń półfabrykatu przy toczeniu i szlifowaniu należy stosować sztywne obrabiarki z oparciem półfabrykatu w wielu miejscach przy dwustronnym napędzie.
d)Po operacjach powodujących odkształcenie półfabrykatów należy stosować prostowanie.
Czopy główne wałów oraz końce i kołnierze obrabia się ustawiając wały wg baz pomocniczych — nakiełków; czopy korbowe obrabia się ustawiając wał według baz głównych — szlifowanych czopów głównych (łożyskowych).
Zmiana baz.przy obróbce wałów jest dokonywana w celu:
e)uniknięcia błędów bazowania przez wykorzystanie dokładnie obrobionych czopów głównych (baza główna) oraz uzyskania wzajemnego dokładnego położenia osi czopów łożyskowych i korbowych (promień korby);
f)zapewnienia silnego zamocowania wału i wykorzystania sztywniej szych podpór — czopów zamiast nakiełków (uniknięcie ugięcia kłów i zgniecenia nakiełków).
Dla kątowego ustawiania wału w czasie obróbki czopów korbowych tworzy się bazy pomocnicze w formie uskoków na ramionach wałów (patrz rysunek 254 i 262, przekrój A—A). Przy ich frezowaniu wał ustawia się w położeniu kątowym wg nieobrobionych czopów korbowych. Często frezowanie tych uskoków łączy się w jednej operacji z frezowaniem występów na dwóch środkowych ramionach 6 (patrz rys. 254); występy te służą jako podparcia przy napędzaniu wału po środku, w celu obróbki skrajnych czopów łożyskowych i końców wału na tokarskich półautomatach wielonożowych.
W niektórych zakładach przed szlifowaniem czopów korbowych wierci się i rozwierca specjalne otwory ustawcze w kołnierzu wału. Otwory te wierci się bazując wał w odpowiednim położeniu kątowym wg przetoczonych czopów korbowych, zachowując przy tym dokładną współosiowość czopów korbowych i otworów. Otrzymane w ten sposób otwory służą do kątowego bazowania przy szlifowaniu czopów korbowych. Na tarczach zabierakowych szlifierek, stosowanych do tej operacji, umocowane są specjalne kołki ustawcze, wprowadzane w otwory kołnierza wału. Ułatwiają one dokładne ustalenie wału w potrzebnym położeniu kątowym.
Powierzchniowe utwardzanie czopów wałów przy zastosowaniu prądów wysokiej częstotliwości wykonuje się zwykle w następujący sposób:
Hartowany czop (lub równolegle kilka współosiowych czopów) osadza się w otwartym induktorze obejmującym czopy w ten sposób, aby pomiędzy powierzchniami induktora i obrabianej części pozostawała równomierna szczelina promieniowa l,0l,5 mm. W chwili przepuszczenia przez induktor prądu wysokiej częstotliwości powierzchnia części szybko nagrzewa się na niezbędną głębokość, do temperatury hartowania. Nagrzewanie czopu wału korbowego silnika samochodowego do 830850° na głębokość ok. 4 mm trwa 6 sekund. Po osiągnięciu tej temperatury przez specjalne kanały doprowadza się do induktora wodę pod ciśnieniem 34 atn, ogrzaną do temperatury 3040°.
Czas wykonania całej operacji hartowania czopa wynosi 1018 sekund.
W zależności od skali produkcji i mocy posiadanego generatora prądu wysokiej częstotliwości czopy hartuje się raz lub kilka razy.
W celu usunięcia naprężeń wewnętrznych po zahartowaniu wał odpuszcza się w temperaturze 200220° utrzymując ją w przeciągu około 2 godzin.
Plan operacyjny obróbki mechanicznej wałów korbowych układa się zwykle według następującego schematu:
g)Prostowanie półfabrykatu na prasie.
h)Obróbka baz pomocniczych:
i)frezowanie czół wału,
j)wiercenie nakiełków,
k)frezowanie baz pomocniczych do kątowego ustawiania wału.
l)Prostowanie półfabrykatu ze sprawdzeniem bicia w kłach.
m)Toczenie czopów korbowych, ich ramion i końców wału.
n)Wstępne szlifowanie czopów głównych i końców wału.
6) Toczenie czopów korbowych i przylegających do nich płaszczyzn
ramion.
7) Wstępne szlifowanie tych czopów.
o)Obróbka otworów: w kołnierzu (do mocowania koła zamachowego i osadzenia łożyska), w przednim końcu wału (na zazębiacz korby rozruchowej), kanałów olejowych w czopach wału i (w przypadku drążonych czopów korbowych) otworów przelotowych służących do zmniejszenia ciężaru wału.
p)Frezowanie wpustów w miejscach osadzenia koła zębatego i koła wentylatora.
q)Mycie wału i kontrola.
r)Hartowanie powierzchniowe i odpuszczanie czopów wału.
s)Mycie wału, kontrola twardości i prostowanie wału.
13) Wygładzające szlifowanie czopów łożyskowych i końców wału,
czopów korbowych, zewnętrznych i czołowych powierzchni kołnierza.
t)Prostowanie wału w kłach.
u)Wyważanie dynamiczne.
16) Wykańczająca obróbka czopów głównych i korbowych (polerowanie lub dogładzanie zewnętrzne).
17) Mycie i ostateczna kontrola wału.