Почему шейки коленчатого вала шлифуют после азотирования?

Почему шейки коленчатого вала шлифуют после азотирования?

Чистовое шлифование применяется, когда шейка азотированного коленчатого вала должна соответствовать окончательному диаметру, круглости, биению и требованиям к поверхности после термообработки. Азотирование создает твердый износостойкий слой с относительно небольшим изменением размеров, но обработанная шейка все равно может потребовать окончательной калибровки. Поэтому шлифование коленчатого вала после азотирования должно удалять только тот припуск, который запланирован в технологическом процессе. Слишком большое удаление может уменьшить полезный слой; слишком малое может оставить шейку вне спецификации.

Что азотирование изменяет в шейке

Во время азотирования азот диффундирует в поверхность стали. В зависимости от материала и технологических требований результатом могут быть внешний слой соединений и более глубокая диффузионная зона. Реакция зависит от материала, поэтому марка стали, предварительное состояние после термообработки, требуемая глубина слоя и твердость должны быть согласованы до обработки. Наш обзор азотирования для компонентов, обработанных на станках с ЧПУ более подробно объясняет эту взаимосвязь.

Хотя азотирование является процессом с низким искажением, оно не является размерно нейтральным. Может произойти небольшой рост или изменение формы, в то время как предварительно существующие остаточные напряжения могут способствовать смещению. На коленчатом валу даже небольшое изменение имеет значение, потому что шейки работают как единая геометрическая система, а не как отдельные диаметры.

Почему окончательное шлифование выполняется после обработки

Если шейка доведена до размера перед азотированием, любой последующий рост, изменение биения или текстуры должны быть приняты или исправлены. Обдуманный припуск на чистовую обработку позволяет производителю установить рабочий диаметр и геометрию в обработанном состоянии.

Чистовое шлифование может привести коренные и шатунные шейки в заданное соотношение с базовой осью, исправить локальную круглость или конусность и подготовить ровную поверхность для полировки при необходимости. Оно также может удалить внешний слой соединений, если это требуется по чертежу или спецификации обработки. Это не является универсальным: некоторые азотированные поверхности остаются без обработки, поэтому необходимо определить требуемое состояние поверхности для конкретного применения.

Установите припуск перед азотированием

Не существует ответственного универсального припуска на шлифование для каждого коленчатого вала. Он зависит от ожидаемого роста процесса, исходного состояния шейки, конечного допуска, запаса на очистку, заданного азотированного слоя и слоя, который должен остаться после финишной обработки.

Планируйте маршрут в обратном направлении от готовой шейки. Определите требуемое состояние слоя после шлифования, затем согласуйте размер шейки до азотирования и цель обработки с операциями термообработки и шлифования. Тот же принцип применяется, когда термообработка влияет на обработанную деталь из углеродистой стали: припуски на механическую обработку и этапы контроля должны быть в технологическом процессе, а не в последней корректировке.

Защитите азотированный слой во время шлифования

Твердый слой изменяет поведение шлифования. Спецификация шлифовального круга, правка, подача охлаждающей жидкости, поддержка заготовки, поперечная подача, продольная подача и выхаживание должны соответствовать материалу и состоянию слоя. Основные риски включают чрезмерное удаление, локальные тепловые повреждения, вибрацию, конусность и искажения, вызванные плохой поддержкой.

Дисциплина настройки так же важна, как и выбор круга. Шейки должны быть привязаны к заданным базам, поддерживаться без принудительного выпрямления вала и проверяться между операциями, чтобы корректировка одной шейки не нарушала общую осевую связь. Сервис CNC шлифования компании Neway описывает роль контролируемой абразивной обработки для прецизионных компонентов.

Проверяйте более одного диаметра

Одиночное показание микрометра не может подтвердить готовность шейки коленчатого вала после шлифования. План контроля должен соответствовать чертежу и может включать диаметр в нескольких осевых и окружных положениях, круглость или цилиндричность, конусность, биение относительно заданных баз, состояние галтели и шероховатость поверхности. Метод измерения, длина отсечки, направление и параметр также должны быть указаны; значение Ra само по себе неполно без согласованного метода. См. наше руководство по измерению и спецификации шероховатости поверхности.

Если глубина слоя или твердость после шлифования критичны, согласуйте метод проверки до начала производства. В зависимости от спецификации это может включать контрольный образец, жертвенный образец, профилирование твердости или другой утвержденный метод. Размерный контроль не доказывает сохраненную глубину слоя, а результат твердости не доказывает геометрию шейки.

Что указать в запросе предложения (RFQ) или на чертеже

Укажите марку стали и состояние поставки, метод азотирования, требуемую глубину слоя и твердость, сохраняется ли слой соединений или удаляется, размеры до и после обработки, окончательную геометрию и шероховатость шейки, схему баз, защищенные зоны, контрольные документы и любые требования к полировке. Когда эти пункты связаны в одном маршруте, шлифование после азотирования становится контролируемым этапом обработки, а не исправительной азартной игрой.

Инженеры Neway рассматривают механическую обработку, термообработку, шлифование и контроль как единую последовательность. Для запроса предложения на коленчатый вал предоставьте чертеж, состояние материала, спецификацию азотирования и окончательные требования к шейке, чтобы процесс и план проверки можно было оценить вместе.