クランクシャフトジャーナルが窒化処理後に仕上げ研削される理由

クランクシャフトジャーナルが窒化処理後に仕上げ研削される理由

仕上げ研削は、窒化処理されたクランクシャフトジャーナルが、熱処理後に最終的な直径、真円度、振れ、および表面性状の要件を満たす必要がある場合に使用されます。窒化処理は、比較的小さな寸法変化で硬く耐磨耗性のある表面硬化層を生成できますが、処理されたジャーナルは依然として最終的なサイズ決めが必要な場合があります。したがって、窒化処理後のクランクシャフト研削は、工程に計画された取り代のみを除去する必要があります。除去が多すぎると有効な硬化層が減少し、少なすぎるとジャーナルが仕様から外れる可能性があります。

窒化処理によるジャーナルの変化

窒化処理中、窒素が鋼の表面に拡散します。材料とプロセス仕様に応じて、結果には外側の化合物層とより深い拡散層が含まれる場合があります。応答は材料依存性があるため、鋼種、前処理の熱処理状態、必要な硬化層深さ、および硬さは、処理前に合意する必要があります。CNC機械加工部品の窒化処理に関する概要では、この関係をより詳細に説明しています。

窒化処理は低歪み処理ですが、寸法的に中立ではありません。小さな成長や形状変化が発生する可能性があり、既存の残留応力が変形に寄与する可能性があります。クランクシャフトでは、ジャーナルが無関係な直径ではなく一つの幾何学的システムとして機能するため、小さな変化でも重要です。

最終研削が処理後に行われる理由

窒化処理前にジャーナルを最終サイズに仕上げた場合、その後の成長、振れの変化、または表面性状の変化を受け入れるか修正する必要があります。意図的な仕上げ代により、メーカーは処理状態で作業直径と幾何学形状を確立できます。

仕上げ研削により、メインジャーナルとコンロッドジャーナルを基準軸との指定された関係にし、局所的な真円度やテーパを修正し、必要に応じて研磨のための一貫した表面を準備できます。図面や処理仕様で要件とされる場合、外側の化合物層を除去することもあります。これは普遍的なものではありません。一部の窒化表面は処理されたまま残るため、用途に応じて必要な表面状態を定義する必要があります。

窒化処理前に取り代を設定する

すべてのクランクシャフトに適用できる責任ある普遍的な研削代はありません。予想されるプロセス成長、入荷ジャーナルの状態、最終公差、清掃マージン、指定された窒化硬化層、および仕上げ後に残る硬化層に依存します。

完成ジャーナルから逆算して工程を計画します。研削後の硬化層状態を定義し、事前の窒化ジャーナルサイズと処理目標を熱処理および研削工程と調整します。熱処理が炭素鋼機械加工部品に与える影響にも同じ原則が適用されます。加工取り代と検査段階は、最後の修正ではなくプロセス計画に含める必要があります。

研削中の窒化硬化層の保護

硬い硬化層は研削挙動を変えます。砥石の仕様、ドレッシング、クーラント供給、ワークサポート、送り速度、トラバース、およびスパークアウトは、材料と硬化層状態に適合する必要があります。主なリスクには、過剰な除去、局所的な熱損傷、びびり、テーパ、および不十分なサポートによる歪みが含まれます。

セットアップの規律は砥石の選択と同じくらい重要です。ジャーナルは指定されたデータムから参照し、シャフトを無理に真っ直ぐにせずにサポートし、工程間でチェックして、あるジャーナルの修正が全体の軸関係を損なわないようにする必要があります。NewayのCNC研削サービスは、精密部品の制御された研磨仕上げの役割を概説しています。

複数の直径を検証する

単一のマイクロメータ測定で研削されたクランクシャフトジャーナルをリリースすることはできません。検査計画は図面に従う必要があり、複数の軸方向および円周方向の位置での直径、真円度または円筒度、テーパ、定義されたデータムへの振れ、フィレット状態、および表面粗さを含む場合があります。測定方法、カットオフ、方向、およびパラメータも指定する必要があります。Ra値だけでは、一貫した方法なしでは不完全です。表面粗さの測定と指定に関するガイドを参照してください。

研削後の残存硬化層深さまたは硬さが重要な場合は、生産前に検証方法を合意します。仕様に応じて、代表的なクーポン、犠牲サンプル、硬さプロファイリング、または他の承認された方法を使用する場合があります。寸法検査は残存硬化層深さを証明せず、硬さ試験はジャーナルの幾何学形状を証明しません。

RFQまたは図面に記載すること

鋼種と供給状態、窒化方法、必要な硬化層深さと硬さ、化合物層を残すか除去するか、処理前後の寸法、最終ジャーナル形状と粗さ、データムスキーム、保護領域、検査証跡、および必要な研磨要件を指定します。これらの項目が一つの工程でリンクされている場合、窒化後の研削は修正の賭けではなく制御された仕上げステップになります。

Newayのエンジニアは、機械加工、熱処理、研削、および検査を一つのシーケンスとしてレビューします。クランクシャフトのRFQについては、図面、材料状態、窒化仕様、および最終ジャーナル要件を提供して、プロセスと検証計画を一緒に評価できるようにしてください。