RU2112638C1

RU2112638C1 - Method for surface hardening of cylindrical surfaces of crank shafts by shots

Info

Publication number: RU2112638C1
Application number: RU96115496/02A
Authority: RU
Inventors: Владимир Михайлович Казаков
Original assignee: Владимир Михайлович Казаков
Priority date: 1996-07-23
Filing date: 1996-07-23
Publication date: 1998-06-10

Abstract

FIELD: processes for surface hardening of journals of crank shafts, distributing shafts and pins of internal combustion engines. SUBSTANCE: holder of two ring halves is arranged around journal of crank shaft. Holder is provided with jets for supplying liquid or gaseous shot-loaded energy carrier. Process is realized when crank shaft is fixed. EFFECT: elimination of wear of edges of journals, uniform hardening. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к дробеструйной отделочно-упрочняющей технологии цилиндрических поверхностей коленчатых валов, и может быть использовано для обработки распределительных валов, пальцев двигателей внутреннего сгорания. The invention relates to bead-blasting finishing and hardening technology of cylindrical surfaces of crankshafts, and can be used for processing camshafts, fingers of internal combustion engines.

Известен способ отделочно-упрочняющей обработки цилиндрических поверхностей коленчатых валов дробью. A known method of finishing and hardening treatment of cylindrical surfaces of crankshafts with shot.

Недостатки способа заключаются в следующем. Коленчатый вал в своем сечении по всей длине имеет несоосность и своеобразную конфигурацию
В связи с этим затрудняется равномерная обработка шатунных шеек коленвалов, так как их поверхности при вращении коленвала находятся на циклическом расстоянии по отношению сопла, из которого поступает дробевой поток, а также затруднено равномерное вращение коленвала.The disadvantages of the method are as follows. The crankshaft in its cross section along the entire length has misalignment and a peculiar configuration
In this regard, it is difficult to uniformly handle the connecting rod journals of the crankshafts, since their surfaces during rotation of the crankshaft are at a cyclic distance with respect to the nozzle from which the shot flow comes from, and uniform rotation of the crankshaft is also difficult.

Кроме того, наблюдается интенсивный эрозийный съем металла на кромках обрабатываемых шеек, в результате чего происходит изменение их конфигурации. In addition, there is an intensive erosive removal of metal on the edges of the necks being processed, resulting in a change in their configuration.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей по финишной обработке шеек коленчатого вала, обеспечение равномерности отделки и упрочнения, включая граничные участки кромок обрабатываемых шеек. The objective of the invention is the expansion of technological capabilities for finishing the necks of the crankshaft, ensuring uniformity of finish and hardening, including boundary sections of the edges of the machined necks.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что над шейками коленчатого вала устанавливают обойму из двух полуколец с соплами-форсунками, через которые подают жидкий или газообразный энергоноситель с дробью, и ведут обработку шеек при неподвижно установленном коленчатом вале. The specified technical result is ensured by the fact that a collar of two half rings with nozzle nozzles is installed over the crankshaft necks, through which liquid or gaseous energy carrier with a fraction is supplied, and the necks are processed with the crankshaft fixedly mounted.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a diagram of a device; in FIG. 2 is a section AA in FIG. one.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

На станке, на специальной установке или на автоматической линии по обработке шеек коленчатых валов, которые оснащены пневмогидродробеструйной системой, закрепляется коленчатый вал 1. Предварительно коленчатый вал проходит полный цикл обработки шеек по обычной технологии. При проведении тонкой обточки шеек можно исключить их шлифовку, вместо которой вводится операция по предлагаемому способу обработки шеек дробью. Затем над шейкой (шейками) соосно коленчатому валу располагается два полукольца 2, 3, внутри несущие рабочую смесь 4 к обрабатываемой поверхности детали 5 через сопла 6, равномерно расположенные по всей их окружности. On the machine, on a special installation or on an automatic line for processing the necks of crankshafts, which are equipped with a pneumohydro-shot blasting system, the crankshaft 1 is fixed. The crankshaft goes through a complete cycle of processing the necks using conventional technology. When conducting a thin turning of the necks, it is possible to exclude their grinding, instead of which an operation is introduced according to the proposed method for processing the necks with a fraction. Then over the neck (s) coaxially to the crankshaft there are two half rings 2, 3, inside carrying the working mixture 4 to the workpiece surface 5 through nozzles 6, evenly spaced around their circumference.

Регулировку величины обрабатываемого пятна можно производить за счет расстояния сопел от обрабатываемой поверхности и величины диаметра отверстия в зависимости от величины обрабатываемой шейки. The size of the treated spot can be adjusted due to the distance of the nozzles from the surface to be treated and the diameter of the hole depending on the size of the neck being treated.

Пример. Проводится дробеударная отделочно-упрочняющая операция шеек коленчатого вала ВАЗ-2101, прошедших полный технологический цикл обработки с возможным исключением окончательной обработки шлифовкой. Example. A shot-impact finishing and hardening operation of the crankshaft necks VAZ-2101 is carried out, having undergone a complete technological cycle of processing with the possible exception of final processing by grinding.

Давление рабочей смеси, поступающей в канал полуколец 7, равно P - 3-10 МПа. Полукольца связаны между собой специальной крепежной петлей 8 и замком 10. В качестве рабочего инструмента применяются подшипниковые или стеклянные шарики диаметром от 0,5 до 2,0 мм. Подшипниковые шарики (ГОСТ 37622-70) III-IV степени точности. В качестве смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ) - трансформаторное масло с присадкой поверхностно-активного вещества (ПАВ) или 3%-ный содовый раствор воды. The pressure of the working mixture entering the channel of the half rings 7 is equal to P - 3-10 MPa. The half rings are interconnected by a special fixing loop 8 and a lock 10. Bearing or glass balls with a diameter of 0.5 to 2.0 mm are used as a working tool. Bearing balls (GOST 37622-70) III-IV degree of accuracy. As a cutting fluid (coolant) - transformer oil with a surfactant additive or a 3% soda water solution.

Исходная шероховатость поверхности обрабатываемых шеек R_а = до 9,35 мкм, исходная твердость HB = 80 ± 120 МПа.The initial surface roughness of the processed necks R _a = up to 9.35 μm, the initial hardness HB = 80 ± 120 MPa.

Полученные сравнительные данные по традиционной операции тонкой шлифовки и отделочно-упрочняющей обработки дискообразным дробефакельным инструментом, сформированным полой обоймой из двух полуколец 2, 3 через посредство симметрично расположенных сопел-форсунок 6, показывают, что топографический макро- и микрорельеф имеет более качественный характер, сопоставляемый с отшлифованной поверхностью шеек, при этом по высотным параметрам шероховатость у предложенного способа составляет R_а = 18 мкм, что и у процесса шлифовки, но с более качественной кривой опорной поверхности выступов, что значительно повышает противоизносные характеристики обработанной поверхности новым способом.The obtained comparative data on the traditional operation of fine grinding and finishing hardening with a disk-shaped shot-grinding tool formed by a hollow holder of two half rings 2, 3 through symmetrically arranged nozzle nozzles 6 show that the topographic macro- and microrelief has a better quality, comparable with polished surface of the necks, while the roughness of the proposed method for height parameters is R _a = 18 μm, as in the grinding process, but with more quality curve of the supporting surface of the protrusions, which significantly increases the anti-wear characteristics of the treated surface in a new way.

Кроме этого, замеры остаточных напряжений показали плавное распределение σ_о.н. с максимумом у поверхности, что также дополнительно способствует увеличению противоизносных характеристик. Твердость приповерхностного слоя, составляющая до дробеструйной обработки 80 - 120 МПа, возросла до HB 250 - 280 единиц.In addition, measurements of residual stresses showed a smooth distribution of σ _о.н. with a maximum near the surface, which also further contributes to an increase in anti-wear characteristics. The hardness of the near-surface layer, which amounts to 80 - 120 MPa before shot-blasting, increased to HB 250 - 280 units.

При обработке поверхностей шеек коленчатых валов стеклянными шариками по этой же схеме для достижения подобных результатов шероховатости и твердости необходимо увеличивать давление рабочей смеси. При этом обеспечивается насыщение приповерхностного слоя стекловолокнистыми микроэлементами, способствующими защите рабочих поверхностей шеек коленчатых валов от коррозии, придавая мягкий скользящий процесс работы пары шатунных шеек с вкладышами. When processing the surfaces of the crankshaft necks with glass balls according to the same scheme, to achieve similar roughness and hardness results, it is necessary to increase the pressure of the working mixture. This ensures the saturation of the surface layer with fiberglass microelements that contribute to the protection of the working surfaces of the necks of the crankshafts from corrosion, giving a soft sliding process of a pair of connecting rod necks with liners.

Claims

1. The method of finishing and hardening treatment of cylindrical surfaces of crankshafts with shots, characterized in that a collar of two half rings with nozzle nozzles is installed over the crankshaft necks, through which liquid or gaseous energy carrier with shot is fed, and the necks are processed when the crankshaft is fixedly mounted .

2. The method according to claim 1, characterized in that as a fraction use bearing or glass balls.

3. The method according to claim 1, characterized in that a powder additive with antifriction properties is introduced into the energy carrier.