СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИНИШНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ

1. Способ финишной обработки деталей с поворотно-симметричными и, в некоторых случаях, также не поворотно-симметричными периферийными поверхностями, причем периферийные поверхности выполнены концентрическими и, в некоторых случаях, также эксцентрическими, и прилегающими боковыми поверхностями, в частности коленчатых валов,
отличающийся тем, что после механической обработки путем удаления стружки и последующей дополнительной частичной закалки, в частности, периферийных поверхностей, отделочную обработку периферийных поверхностей выполняют с помощью следующих шагов:
- первый шаг отделочной обработки при помощи режущей кромки с заданными параметрами, в частности, в ходе которого
- выполняют токарное фрезерование посредством наружного или ортогонального фрезерования, или
- выполняют точение, в частности, посредством точения резцом с угловой вершиной или тангенциального точения,
- за которым непосредственно следует
- второй шаг отделочной обработки, в ходе которого
- выполняют финишную отделку, в частности, отделочный шаг размерной фасонной финишной обработки и/или
- выполняют электрохимическое травление ЭХТ (ЕСМ), в частности, с пульсирующим нагружением электрода ПЭХТ (РЕСМ).
2. Способ финишной обработки деталей с поворотно-симметричными и, в некоторых случаях, не поворотно-симметричными периферийными поверхностями, которые выполнены концентрическими и, в некоторых случаях, также эксцентрическими, и прилегающими боковыми поверхностями, в частности коленчатых валов, отличающийся тем, что после механической обработки путем удаления стружки и последующей дополнительной частичной закалки, в частности, периферийных поверхностей, отделочную обработку периферийных поверхностей выполняют с помощью следующих шагов:
- первый шаг отделочной обработки при помощи режущей кромки с заданными параметрами, в частности, в процессе которого
- выполняют токарное фрезерование посредством наружного или ортогонального фрезерования, или
- выполняют точение, в частности, посредством точения резцом с угловой вершиной,
- факультативно выполняют промежуточный шаг отделочной обработки, в процессе которого
- выполняют сухое шлифование;
- выполняют тангенциальное точение;
- выполняют шаг грубой размерной фасонной финишной обработки;
- выполняют точение резцом с угловой вершиной;
- выполняют токарное фрезерование с режущими кромками, ориентированными точнее, чем 5 мкм;
- второй шаг отделочной обработки, в процессе которого
- выполняют отделочное сухое шлифование;
- выполняют финишную отделку, в частности, отделочный шаг размерной фасонной финишной обработки и/или
- выполняют электрохимическое травление ЭХТ (ЕСМ), в частности, с пульсирующим нагружением электрода ПЭХТ (РЕСМ);
- факультативно выполняют завершающий шаг отделочной обработки, в процессе которого
- воздействуют лазерным излучением, или
- выполняют электрохимическое травление ЭХТ (ЕСМ).
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что завершающий шаг отделочной обработки с помощью лазерного излучения выполняют после второго шага отделочной обработки в случае, если второй шаг отделочной обработки представлял собой финишную обработку, в частности, отделочный шаг размерной фасонной финишной обработки.
4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что первый шаг отделочной обработки содержит следующие операции:
- обрабатывают коренные шейки (HL) посредством точения резцом с угловой вершиной, и
- обрабатывают опорные или шатунные шейки (PL) посредством токарного фрезерования, в частности, токарной обработки окружности, и/или
- выполняют токарное фрезерование при скорости резания 150-400 м/мин и/или выполняют обработку для получения круглости с точностью по меньшей мере 10 мкм или выше и для получения диаметра с точностью по меньшей мере 10 мкм или выше, когда дальше следует финишная обработка или ЭХТ (ЕСМ);
- выполняют точение резцом с угловой вершиной при скорости резания 150-400 м/мин и/или выполняют обработку для получения круглости с точностью по меньшей мере 10 мкм или выше и для получения диаметра с точностью по меньшей мере 10 мкм или выше.
5. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в случае, если второй шаг отделочной обработки представляет собой электрохимическое травление ЭХТ (ЕСМ), электрод содержит выступы, распределенные определенным образом по его эффективной поверхности, причем эти выступы имеют высоту не более 10 мкм, предпочтительно не более 6 мкм для формирования углублений в поверхности детали.
6. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что многоэтапная финишная отделка содержит воздействие лазерным излучением после последнего шага финишной отделки.
7. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что при ортогональном фрезеровании используют резец с 1-10 режущими кромками, в частности, с 4-6 режущими кромками, которые могут быть неравномерно распределены по окружности.
8. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что при фрезеровании используют инструменты с режущими кромками, позволяющими выполнять точную регулировку с точностью, превышающей 5 мкм относительно базового элемента инструмента, при помощи клиновых устройств.
9. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что ортогональное фрезерование включает в себя перемещение входящего в контакт с деталью резца в направлении Y по меньшей мере на 20%, более предпочтительно по меньшей мере на 50%, в частности, не более чем на 60% его диаметра, причем деталь выполняет по меньшей мере 2 оборота, более предпочтительно по меньшей мере 10 оборотов, еще более предпочтительно по меньшей мере 20 оборотов за этот период времени.
10. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что ортогональное фрезерование выполняют при скорости ортогонального резца, по меньшей мере в 80 раз, более предпочтительно по меньшей мере в 100 раз, еще более предпочтительно по меньшей мере в 130 раз превышающей скорость детали.
11. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что режущие кромки выполнены из микрозернистого твердого металла со степенью зернистости 0,2-0,5 мкм.
12. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что электрохимическое травление ЭХТ (ЕСМ) включает в себя съем материала не более 30 мкм, более предпочтительно - только 20 мкм, еще более предпочтительно - только 10 мкм, но, предпочтительно, по меньшей мере 2 мкм.
13. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что при электрохимическом травлении ЭХТ (ЕСМ) обрабатывают только участок поверхности шатунной шейки, подвергающийся давлению шатуна во время зажигания, в частности, соответствующую полуокружность.
14. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на первом шаге отделочной обработки опорные шейки и шатунные шейки обрабатывают на одном и том же шаге зажатия и, конкретно, на том же шаге зажатия, что и предшествующая грубая обработка, и, поэтому, в частности, фланец и шестерня коленчатого вала поддерживаются зажимными патронами.
15. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на втором шаге отделочной обработки коленчатый вал поддерживается соответственно при помощи вертикальной опоры за шейку, уже прошедшую отделочную обработку на первом шаге, при этом вертикальная опора обеспечивается коренной шейкой, непосредственно примыкающей к обрабатываемой шейке, и, в частности, на последнем шаге отделочной обработки удаляют отпечатки вертикальной опоры, образовавшиеся на обработанных шейках, причем на этом последнем шаге опора всегда обеспечивается со стороны направления рабочего хода.
16. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на первом шаге отделочной обработки, помимо центральных и шатунных шеек обрабатывают также фланец и шестерню, причем коленчатый вал поддерживается с одной стороны в зажимном патроне, а с другой стороны - при помощи центрирующего штифта, выдвигаемого относительно зажимного патрона.
17. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что первый шаг отделочной обработки выполняют при помощи режущей кромки с заданными параметрами, а финишную обработку и/или воздействие лазерным излучением и/или сухое шлифование и/или тангенциальное точение и/или точение резцом с угловой вершиной выполняют на том же станке и на том же шаге зажатия детали.
18. Токарный станок для финишной обработки деталей с поворотно-симметричными и, в некоторых случаях, не поворотно-симметричными, концентрическими, а, в некоторых случаях, также эксцентрическими периферийными поверхностями и прилегающими боковыми поверхностями, в частности коленчатых валов, содержащий следующие компоненты:
- станина станка (11);
- шпиндельная бабка (12) с зажимным патроном (13);
- противоположная шпиндельная бабка (14) с зажимным патроном (13);
- управляемая ось С;
- по меньшей мере одна вертикальная опора;
- фрезерная головка (8) с дисковой или ортогональной фрезой, причем ортогональная фреза в дополнение к оси X включает ось Y;
- факультативно блок финишной обработки и/или шлифовальный диск (9), установленный с возможностью вращения вокруг оси С.
19. Токарный станок по п. 18, отличающийся тем, что содержит
- лазерный блок для воздействия на периферийную поверхность детали и/или
- активируемое и деактивируемое измерительное устройство (22).