Разработка стенда шлифовки клапанов двигателей

Для шлифования фаски клапана применяют ряд станков с различной конструкцией. Одни из них просты в обслуживании, другие позволяют достичь высокого качества работы. Целью работы является выбрать наиболее успешную конструкцию, обеспечивающую высокое значение всех показателей.

Для достижения высокого результата работы, следует применять оборудование, результат работы которого мало зависит от степени изношенности станка и самой детали. К такой конструкции можно отнести шариковый зажимной патрон для фиксации клапана, в котором базирование осуществляется двумя группами шариков по стержню клапана.

Перед началом обработки, проводят ряд измерений. А именно, промеряют диаметр стебля в нескольких сечениях, биение рабочей фаски, а также визуально оценивают износ торца и поверхности рабочей фаски. Обычно клапан считают непригодным для восстановления и дальнейшего использования, если износ стебля больше или равен 0,03 мм. Биение рабочей фаски оценивают с помощью специального прибора, и если оно
не превышает 0,1 мм, то можно попытаться шлифованием сократить его до допустимого значения (не более 0,03 мм). Торец стебля, при необходимости, также шлифуют, если съем металла не слишком велик (около 0,2-0,4 мм в зависимости от требований завода изготовителя детали).

Точность формы конических поверхностей характеризуется в основном отклонениями и допусками прямолинейности образующей конуса и круглости в поперечном сечении. Если прямолинейность образующей, в данном случае, полностью зависит от состояния шлифовального круга и величины глубины резания при обработке, то круглость – в конечном счете, от способа базирования, а это уже напрямую связано именно с конструктивными особенностями станков.

Теоретически расположение рабочей фаски клапана относительно оси стебля можно оценить по величине биения в заданном направлении, то есть измерить биение конической поверхности в направлении перпендикулярном ее образующей. Биение является совместным проявлением отклонений формы профиля рассматриваемого сечения и отклонений расположения оси рассматриваемой поверхности относительно базовой оси (в данном случае оси стебля клапана). Поэтому следует подобрать конструкцию, обеспечивающую точность обработки мало зависящую от износа клапана.

На сегодняшний день существует ряд конструкций станков для восстановления клапанов. Шлифование фаски тарелки клапана осуществляется по одному принципу. Однако способов базирования и фиксации обрабатываемой детали существует несколько.

В отличие от станков для обработки клапанов использующих бесцентровый способ базирования клапана, то есть использование роликов, зажимающих стебель клапана, данная конструкция приспособления для базирования клапана использует два набора шариков, зажимающих стебель клапана в двух местах. Тем самым преимущество заключается в том, что при бесцентровом шлифовании клапана, стебель которого имеет отклонение от круглости, это отклонение будет перенесено через ролики на рабочую фаску клапана. Таким образом, отклонение от круглости рабочей фаски клапана будет никак не лучше соответствующего отклонения базовой поверхности – стебля.

В отличие от цанговых зажимных приспособлений, использование пары наборов шариков, обеспечивает более высокое качество параметра суммарного биения клапана в патроне. Если стебель клапана имеет отклонение от круглости, в общем случае не одинаковое по всей длине стебля, то в худшем случае стебель будет зафиксирован несоосно оси муфты на величину этого отклонения, а это значит, что после обработки получится коническая поверхность, имеющая биение пропорциональное отклонению от круглости тех сечений стебля, на которые попали зажимы (шарики) муфты.

В случае шариковой муфты клапан автоматически базируется с помощью двух наборов шариков, которые фиксируют стебель в его рабочей зоне. Таким образом при обработке клапана, его фаска получается точно сосна со стеблем, а значит и с направляющей втулкой.

3. Разработка стенда шлифовки клапанов 52

3.1 Обоснование разработки 52

3.2 Конструкторский расчет стенда 56

• 3.2.1 Расчет мощности электропривода 56
• 3.2.2 Расчет жесткости зажимной пружины 57
• 3.2.3 Расчет шпонки на смятие 61