Технология производства и технические условия шатуна двигателя

Shatun.frw

Chertezh.cdw

Гр. II ГОСТ 8479-70 HB 223 290.
Неуказанные предельные отклонения размеров штамповки
по классу точности Т4 ГОСТ-7505-89.
На всех поверхностях шатуна не допускаются: трещины
заковы расслоения скопления неметаллических включений
окалина забоины коррозия и засоры.
Исправления дефектов заваркой не допускается.
Допускается зачистка отдельных дефектов на
необработанных поверхностях в направлении продольной оси
шатуна с сохранением размеров детали.
Резьбу и опорные поверхности болтов перед установкой
смазать маслом моторным М-10 ГОСТ-8581-78.
Затяжку гаек перед окончательной обработкой отверстия
в нижней головке шатуна производить моментом (12 16) кгсхм.
Неуказанные предельные отклонения размеров отверстий -

tekhno 2aLL VV.doc

11. Технология производства шатуна:
Для изготовления шатуна высокооборотного двигателя (n=2400 обмин)
выбираем в качестве материала шатуна сталь 40ХНМА. В верхнюю головку
шатуна запрессовывают втулку изготовленную из сплава БрОС-65-025
обладающего высокими механическими свойствами.
Заготовку шатуна штампуют. При штамповке легко придать
стержню двутавровый профиль. Отъемную крышку нижней головки
шатуна также выполняют штампованной что позволяет оставлять несопрягаемые
поверхности без обработки. Материал для шатунов тщательно проверяют.
2. Требования к обработке:
Координация поверхностей:
Геометрическая связь поверхностей у шатуна (рис.11.2) взятого
комплектно с отъемной крышкой нижней головки должна соответствовать
следующим требованиям.
Оси отверстий верхней и нижней головок должны быть параллельны; при
этом допуск на пересечение осей задается 02 мм на 1 м длины а допуск на
перекрещивание осей более широкий; 03-05 мм на 1 м длины. Проверку
производят в приспособлении показанном на рисунке (рис.11.2). В отверстия
головок вставляют контрольные валики причем валик 1 уложенный на призмы
должен быть строго параллелен плите 6 и вертикальной полке угольника 4.
Определяют параллельность валика 3 плите и угольнику. Индикатором 2
обнаруживают перекрещивание осей отверстий головок а
индикатором 5 – их пересечение.
Оси отверстий головок должны быть перпендикулярны оси стержня и
пересекать ее. Отклонения создают внецентренную передачу усилий появляются
дополнительные моменты изгибающие стержень шатуна. Неперпендикулярность
допускается до 05 мм на 1 м длины; смещение осей – до 0.5 мм.
Оси отверстий для шатунных болтов должны быть
параллельны (чтобы можно было снять крышку не удаляя болтов).
Стержни шатунов и крышки необходимо обрабатывать раздельно.
Окончательную обработку отверстий в нижней головке шатуна ведут в сборе с
Оси отверстий головок должны быть параллельны плоскостям соединения
Оси головок должны быть перпендикулярны плоскости в которой
расположены оси отверстий для шатунных болтов.
Крышка нижней головки шатуна не взаимозаменяема и изготавливается для
конкретного шатуна и их обработка ведётся совместно.
Точность размеров при изготовлении шатунов определяется следующими
а) отверстие в верхней головке под цельную втулку — А;
б) отверстие в нижней головке — А
в) отверстие и бобышка центрирующие стержень с головкой посадки АХ или
г) отверстия под шатунные болты - [p шейки болтов — Х или Л.
Шероховатость поверхностей:
Запрессованная в верхнюю головку шатуна втулка изготовленная из
сплава БрОС-65-025 выполняется по 8-му классу чистоты. Отверстия в
головках под вкладыши и втулки для улучшения плотности прилегания и условий
теплопередачи — по 7 8-му классам чистоты.
В условиях массового производства дополнительная обработка
поверхностей (галтелей переходов т.е. поверхностей не испытывающих трения)
3. Погрешности положения движущегося поршня при не параллельности осей
Учитывая важность правильного движения поршня в цилиндре
рассмотрим более подробно погрешности возникающие в случаях
непараллельности осей верхней и нижней головок шатуна. Если оси головок
строго параллельны ось верхней головки при вращении кривошипа всегда будет
оставаться на прямой АВ. Примем что А и В — точки пересечения
оси поршневого пальца с образующими поршня и радиус поршня R=АО=OВ.
Если оси головок пересекаются причем ось
кривошипной шейки описывает цилиндрическую поверхность то ось пальца
СD будет уже описывать часть конической поверхности. В положениях
кривошипа в в.м.т. и н.м.т. ось поршня РР располагается в
цилиндре с перекосом в вертикальной плоскости определяемым величиной
[pic]. Линейная погрешность этого перекоса выражается отрезком ВD=а.
Можно записать [pic].
При наклонном положении шатуна к вертикали точка D
перемещаете по дуге окружности и при наибольшем угле наклона шатуна
( переходит в положения [pic]. В этих крайних положениях перекос поршня
в вертикальной плоскости уменьшится и выразится вертикальным
отрезком [pic] следовательно перекос поршня [pic].
В результате погрешности от пересечений осей появляется еще одна
ошибка: поворот поршня в горизонтальной плоскости. Этот поворот
соответствует горизонтальным проекциям перемещений [pic] и выражается
отрезком [pic]в каждую сторону от начального положения D он может быть
записан величиной [pic].
Формулы для расчета погрешностей в положениях поршня при
пересечении осей головок шатуна представлены в первых двух графах таблицы
Таблица 11.1: Погрешности положения поршня при непараллельности осей
Значение угла наклона шатуна к вертикали определяется следующим
образом: [pic] где r радиус кривошипа L длина шатуна. В нашем случае
Погрешность возникающая из-за перекрещивания осей головок
шатуна на рис.11.1а схематически показана тем что ось поршневого пальца
занимает положение EF при положениях кривошипа в в.м.т. и н.м.т. Поршень
повернут в горизонтальной плоскости на величину [pic] где a —
горизонтальный отрезок AЕ. Подобно предыдущему при наклонных
положениях шатуна к вертикали ось пальца EF описывает часть
конической поверхности и точка Е занимает положения [pic]. При
наибольших углах наклона шатуна ( (рис.11.1б) поворот поршня в
горизонтальной плоскости несколько уменьшается и определяется
горизонтальным отрезком [p при этом [pic]. Одновременно появляются
перекосы поршня и вертикальной плоскости в обе стороны от начального
положения Е характеризуемые вертикальной проекцией [pic] перемещений [pic]
отсюда величина перекоса [pic].
В таблице 11.1 представлены также значения погрешностей в положениях
поршня для случая перекрещивания осей головок.
4. Обработка шатуна с отъемной крышкой нижней головки:
Крышка шатуна не должна быть взаимозаменяемой и окончательная
обработка имеющихся на ней точных поверхностей выполняется в сборе со
Порядок обработки шатуна из штампованной заготовки будет таким.
После разметки и центровки концов заготовки начерно обтачивают на токарном
станке верхнюю и нижнюю головки. Производят черновое фрезерование торцевых
плоскостей. Для возможности сборки с крышкой в стержне сверлят
предварительно отверстия под шатунные болты по кондуктору. Затем отрезают
крышку и подрезают плоскость разъема с крышкой. На расточном станке начерно
растачивают отверстие верхней головки и полуотверстие нижней. После
фрезерования боковых плоскостей головок производят чистовую обточку обеих
головок и окончательную подрезку плоскости разъема. После сборки стержня с
крышкой на технологических болтах переходят к совместной обработке головок.
На расточном станке выполняют предчистовую расточку головок и окончательную
подрезку их боковых плоскостей. Базой служат обточенные поверхности
головок. Для зенкерования окончательной подрезки и развертывания отверстий
под шатунные болты используют приспособление снабженное установочными
пальцами. Базой служат отверстия и боковые плоскости детали. Передние и
задние втулки кондуктора (двойное направление инструмента) обеспечивают
прямолинейность осей отверстий и их параллельность. Отверстия в головках
отделывают тонкой расточкой или шлифованием. Эту операцию так же как
предчистовую расточку головок осуществляют с двух позиций стола или
шпинделя но с одного крепления детали.
5 План обработки шатуна с отъемной крышкой нижней головки:
Материал Сталь 40ХНМА. Заготовка штамповка.
№ Наименование Оборудование Установочные Приспособ
операции базы ления Рис
Проверка осмотр Разметочная Чёрные Чертилка
заготовки. плита поверхности призмы 11.2
Необходимые замеры линейка
Черновое фрезерование Фрезерный Разметочные Установоч11.3
торцевых плоскостей станок риски ная
Вырезка отверстий в Расточной Торцевые Многорезц11.4
нижней и верхней станок поверхности овая
головках головок головка
Формирование Копировально Торцевая и Установоч
двутаврового профиля фрезерный боковая ные плиты11.5
Сверление отверстий под Специальный Отверстия в Установоч
шатунные болты сверлильный головках ные 11.6
станок шатуна плиты
Низкие отпуски печь
остывание с печью и
дробеструйная обработка
Чистовое фрезерование Фрезерный Отверстия в Установоч11.3
торцевых плоскостей станок головках ная
Растачивание отверстий вРасточной Торцевая и Многорезц
верхней и нижней станок боковая овая 11.4
головках шатуна поверхности головка
Запрессовка втулки в Пресс
верхнюю головку шатуна
Сверление масленого Токарный Торцевая Установоч11.7
отверстия в верхней станок поверхность ные плиты
головке шатуна шатуна
Отрезка крышки шатуна ГоризонтальныТорцевые
й фрезерный поверхности
Фрезерование плоскостей Вертикально Торцевые
разъема шатуна и крышки фрезерный поверхности
Сборка шатуна с крышкой Слесарный верстак
на технологические болтыучасток
Зенкерование Специальный Торцевые Установоч
окончательная подрезка сверлильный поверхности ные 11.8
развёртка отверстий под станок головок плиты
Сборка на штатные болты
Тонкое растачивание Расточной Торцевые и Многорезц
отверстий в головках станок боковые овая 11.4
шатуна поверхности головка
Рис. 11.1 Погрешности положения поршня при непараллельности осей головок
Рис. 11.2 Проверка параллельности осей головок шатуна
Рис. 11.3 Фрезерование торцевых поверхностей головок.
Рис. 11.4 Расточка отверстия в верхней головке шатуна.
Рис. 11.5 Фрезерование поверхностей двутаврового профиля на копировально-
Рис. 11.6 Координатная расточка отверстий под шатунные болты.
Рис. 11.7 Сверление масляного отверстия в верхней головке шатуна.
Рис. 11.8 Обработка отверстий под болты в шатуне с отъемной крышкой.