อธิบายขั้นตอนการผลิตก้านสูบเครื่องยนต์รถยนต์อย่างละเอียด แบบมืออาชีพ!

ก้านสูบเป็นส่วนประกอบที่สำคัญมากในเครื่องยนต์เบนซินและเครื่องยนต์ดีเซล โดยมีความหลากหลายและมีความต้องการสูง โดยเครื่องยนต์รถยนต์เป็นที่ต้องการมากที่สุด วันนี้ Xiaogong จะพาคุณไปทำความเข้าใจเกี่ยวกับความรู้ที่เกี่ยวข้องกับการผลิตก้านสูบ

โครงสร้างและหน้าที่ของก้านสูบ

ก้านสูบเป็นก้านสูบทรงไม่กลมเรียวที่มีหน้าตัดแปรผัน และหน้าตัดของตัวก้านสูบจะค่อยๆ ลดลงจากปลายใหญ่ไปยังปลายเล็ก เพื่อปรับให้เข้ากับภาระแบบไดนามิกที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วระหว่างการทำงาน ประกอบด้วยปลายใหญ่ของก้านสูบ ตัวก้านสูบ และปลายเล็กของก้านสูบ ปลายใหญ่ของก้านสูบแยกออกจากกัน ครึ่งหนึ่งผสานเข้ากับตัวก้านสูบ และอีกครึ่งหนึ่งเป็นฝาครอบก้านสูบ ฝาครอบก้านสูบประกอบเข้ากับแกนหลักของเพลาข้อเหวี่ยงพร้อมสลักเกลียวและน็อตเข้าด้วยกัน

ก้านสูบเชื่อมต่อลูกสูบและเพลาข้อเหวี่ยง และส่งแรงที่กระทำต่อลูกสูบไปยังเพลาข้อเหวี่ยง โดยแปลงการเคลื่อนที่แบบลูกสูบไปเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง ก้านสูบเป็นหนึ่งในส่วนประกอบหลักของระบบส่งกำลังของเครื่องยนต์รถยนต์ ก้านสูบส่งแรงดันของก๊าซขยายตัวที่กระทำกับด้านบนของลูกสูบไปยังเพลาข้อเหวี่ยง ทำให้การเคลื่อนที่แบบลูกสูบไปเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนของเพลาข้อเหวี่ยงเพื่อส่งกำลังออก

วัสดุชิ้นงานและช่องว่าง

วัสดุของก้านสูบส่วนใหญ่เลือกใช้เหล็กกล้า 45 ที่มีความแข็งแรงสูง เหล็กกล้า 40Dr เป็นต้น และผ่านการชุบแข็งเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการตัดและทนต่อแรงกระแทก ความแข็งของเหล็กกล้า 45 ต้องเป็น HB217~293 และเหล็กกล้า 40Dr ต้องเป็น HB223~280 นอกจากนี้ยังมีเหล็กกล้าที่ใช้เทคโนโลยีเหล็กเหนียวและผงโลหะวิทยา ซึ่งสามารถลดต้นทุนของชิ้นส่วนเปล่าได้ 

เหล็กกล้าเปล่าสำหรับก้านสูบมักผลิตขึ้นโดยการตีขึ้นรูป โดยมีการตีขึ้นรูป 2 รูปแบบ คือ แบบแรกคือการตีขึ้นรูปตัวและส่วนหุ้มแยกกัน โดยกระบวนการตีขึ้นรูปจะทำให้ตัวก้านพองตัว นอกจากนี้ เพื่อหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องในเหล็กกล้าเปล่า จำเป็นต้องวัดความแข็ง 100% และตรวจหาข้อบกพร่อง 

กระบวนการกลึงก้านสูบ

1. การวางตำแหน่งและการยึด 1) การเลือกข้อมูลอ้างอิงแบบหยาบและการออกแบบอุปกรณ์กำหนดตำแหน่งเริ่มต้นอย่างมีเหตุผลถือเป็นประเด็นสำคัญในเทคโนโลยีการประมวลผล เมื่อดึงพื้นผิวการวางตำแหน่งของหัวขนาดใหญ่และขนาดเล็กของก้านสูบ จะใช้หน้าปลายอ้างอิงของก้านสูบและวงกลมด้านนอกสามจุดของชิ้นส่วนปลายเล็กและสองจุดของวงกลมด้านนอกของชิ้นส่วนปลายใหญ่สำหรับการวางตำแหน่งอ้างอิงแบบหยาบ ด้วยวิธีนี้ ค่าเผื่อการตัดเฉือนของรูหัวขนาดใหญ่และขนาดเล็กและพื้นผิวการประมวลผลของฝาครอบจะเท่ากัน และการชั่งน้ำหนักและการลบซ้ำซ้อนของปลายขนาดใหญ่ของก้านสูบก็ได้รับการรับประกัน และรูปร่างและตำแหน่งสุดท้ายของชุดชิ้นส่วนก็ได้รับการรับประกันเช่นกัน

2) ในการประมวลผลของก้านสูบและการประกอบนั้น จะใช้กรรมวิธีการประมวลผลและการวางตำแหน่งของหน้าปลายก้านสูบ พื้นผิวด้านบนและด้านข้างของหัวเล็ก และด้านข้างของหัวใหญ่ ในการประมวลผลของฝาครอบก้านสูบในกระบวนการกลึงจากรูโบลต์ไปยังเดือยนั้น จะใช้กรรมวิธีการประมวลผลและการวางตำแหน่งของหน้าปลายของมัน หน้าที่นั่งโบลต์สองหน้า และหน้าด้านข้างของหน้าที่นั่งโบลต์หนึ่งหน้า วิธีการกำหนดตำแหน่งและการยึดประเภทนี้มีความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งซ้ำสูง การกำหนดตำแหน่งที่มั่นคงและเชื่อถือได้ การเสียรูปของชิ้นส่วนเล็กน้อย การทำงานที่สะดวก และสามารถใช้ในกระบวนการต่างๆ ตั้งแต่การหยาบไปจนถึงการตกแต่ง เนื่องจากการอ้างอิงตำแหน่งนั้นรวมกัน ขนาดและตำแหน่งของจุดกำหนดตำแหน่งในแต่ละกระบวนการจึงยังคงเหมือนเดิม ทั้งหมดนี้ให้เงื่อนไขที่ดีสำหรับการทำให้กระบวนการมีเสถียรภาพและรับรองความแม่นยำในการตัดเฉือน

2. การจัดลำดับขั้นตอนการประมวลผลและการแบ่งขั้นตอนการประมวลผล

ความแม่นยำของขนาด ความแม่นยำของรูปร่าง และความแม่นยำของตำแหน่งของก้านสูบนั้นสูงมาก แต่ความแข็งแกร่งนั้นไม่ดีและเสียรูปได้ง่าย พื้นผิวการตัดเฉือนหลักของก้านสูบคือรูหัวขนาดใหญ่และขนาดเล็ก หน้าปลายทั้งสองข้าง พื้นผิวข้อต่อระหว่างฝาครอบก้านสูบและตัวก้านสูบ และสลักเกลียว พื้นผิวรองคือรูน้ำมัน ร่องล็อค เป็นต้น นอกจากนี้ยังมีกระบวนการต่างๆ เช่น การชั่งน้ำหนักและการขจัดน้ำหนัก การตรวจสอบ การทำความสะอาด และการลบคม ก้านสูบเป็นการตีขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์ และค่าเผื่อการตัดเฉือนของรูนั้นมีขนาดใหญ่ และสามารถสร้างความเค้นตกค้างได้ง่ายในระหว่างการตัด ดังนั้น เมื่อจัดเตรียมกระบวนการ ควรแยกกระบวนการหยาบและการตกแต่งของพื้นผิวหลักแต่ละพื้นผิวออกจากกัน ด้วยวิธีนี้ การเสียรูปที่เกิดจากการหยาบสามารถแก้ไขได้ในกระบวนการตกแต่งกึ่งสำเร็จรูป การเสียรูปที่เกิดขึ้นในกระบวนการตกแต่งกึ่งสำเร็จรูปสามารถแก้ไขได้ในกระบวนการตกแต่ง และในที่สุด ข้อกำหนดทางเทคนิคของชิ้นส่วนก็จะได้รับการตอบสนอง และประมวลผลข้อมูลตำแหน่งก่อนในการจัดเตรียมกระบวนการ

กระบวนการก้านสูบสามารถแบ่งออกเป็นขั้นตอนต่อไปนี้:

1) ขั้นตอนการกลึงหยาบ ขั้นตอนการกลึงหยาบนั้นเป็นขั้นตอนการประมวลผลก่อนที่จะนำตัวก้านสูบและฝาครอบมาประกอบกัน โดยหลักๆ แล้วคือการประมวลผลระนาบอ้างอิง ซึ่งรวมถึงการประมวลผลระนาบอ้างอิงเสริม และการเตรียมการรวมตัวของตัวก้านสูบและฝาครอบเข้าด้วยกัน เช่น พื้นผิวตรงข้ามของทั้งสอง การกัด การเจียร ฯลฯ

2) ขั้นตอนการตกแต่งกึ่งสำเร็จรูป ขั้นตอนการตกแต่งกึ่งสำเร็จรูปยังเป็นกระบวนการหลังจากรวมตัวก้านสูบและฝาครอบเข้าด้วยกัน เช่น การเจียรละเอียดของสองระนาบ การเจาะรูหัวใหญ่แบบกึ่งสำเร็จรูปและการลบมุมรู เป็นต้น โดยสรุปแล้ว ก็คือขั้นตอนเตรียมการสำหรับการตกแต่งรูหัวใหญ่และเล็ก 

3) ขั้นตอนการตกแต่ง ขั้นตอนการตกแต่งส่วนใหญ่คือการตรวจสอบให้แน่ใจว่ารูขนาดใหญ่และขนาดเล็กทั้งหมดบนพื้นผิวหลักของก้านสูบตรงตามข้อกำหนดของการวาดภาพ เช่น การลับรูปลายใหญ่ การเจาะรูลูกปืนปลายเล็กให้ละเอียด เป็นต้น

4) ตารางขั้นตอนการประมวลผลก้านสูบ

ก้านสูบชนิดใดจึงจะเรียกว่าก้านสูบที่ดี?

ปลายเล็กของก้านสูบเชื่อมต่อกับลูกสูบผ่านหมุดลูกสูบและปลายใหญ่เชื่อมต่อกับแกนของเพลาข้อเหวี่ยง ขนาดของปลายใหญ่และปลายเล็กขึ้นอยู่กับพื้นที่รับแรงดัน อุณหภูมิในการทำงานของก้านสูบคือ 90～100℃ และความเร็วในการทำงานคือ 3000～5000r/นาที เพื่อให้แน่ใจว่าการขึ้นรูปก้านสูบเข้าสู่สายการผลิตเครื่องจักรความแม่นยำอัตโนมัติได้อย่างราบรื่นและความแม่นยำในการประกอบชิ้นส่วนสำเร็จรูปในเครื่องยนต์ และในเวลาเดียวกัน เพื่อรักษาความถี่สูงของแรงดึงและแรงอัดสลับกันระหว่างการทำงานความเร็วสูง เพลาข้อเหวี่ยงจึงอยู่ในสภาวะสมดุลเสมอ ซึ่งต้องใช้ความแข็งแรงและอายุขัยที่ล้าสูงของการขึ้นรูปก้านสูบ

โดยต้องเป็นไปตามหลักการของความถูกต้องตามขนาดของภาพวาด การขึ้นรูปก้านสูบจึงควรเป็นไปตามข้อกำหนดด้านเทคนิคและคุณภาพต่อไปนี้ด้วย:

1. ความลาดเอียงของการขึ้นรูปที่ไม่ได้ฉีดเข้าไปอยู่ระหว่าง 3° ถึง 5° และรัศมีรอยเชื่อม R ที่ไม่ได้ฉีดเข้าไปอยู่ระหว่าง 2 ถึง 5 มม.

2. พื้นผิวที่ไม่ได้ผ่านการกลึงจะต้องเรียบเนียน และไม่มีตำหนิ เช่น รอยแตก รอยพับ รอยแผลเป็น และสะเก็ดออกไซด์ (หลุมที่มีความลึก >1 มม.)

3. ความกว้างของแฟลชที่เหลือบนพื้นผิวแยกชิ้นส่วนน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.8 มม.

4. ทิศทางของเส้นใยโลหะในส่วนตัดขวางตามยาวควรอยู่ในแนวเดียวกับแนวเส้นกึ่งกลางและอยู่ในแนวเดียวกับรูปร่าง ไม่ควรมีความไม่เป็นระเบียบและไม่ต่อเนื่อง และไม่ควรมีข้อบกพร่อง เช่น รูพรุน การพับ และสิ่งเจือปนที่ไม่ใช่โลหะ

5. ความแข็งของการชุบแข็งและการอบชุบอยู่ระหว่าง 220 ถึง 270HB

6. ควรตรวจสอบการตีขึ้นรูปเพื่อหาข้อบกพร่อง

7. ไม่อนุญาตให้เชื่อมซ่อมแซมสำหรับข้อบกพร่องในการตีขึ้นรูป

8. ความเบี่ยงเบนด้านคุณภาพของชิ้นงานตีขึ้นรูปแต่ละชุดน้อยกว่าหรือเท่ากับ 3%

คำเตือน: บทความนี้เผยแพร่ซ้ำทางออนไลน์ และลิขสิทธิ์เป็นของผู้เขียนต้นฉบับ หากวิดีโอ รูปภาพ และข้อความที่ใช้ในบทความนี้มีปัญหาเรื่องลิขสิทธิ์ โปรดแจ้งให้เราทราบโดยเร็วที่สุด เราจะยืนยันลิขสิทธิ์ตามเอกสารหลักฐานที่คุณให้มา และจ่ายค่าตอบแทนให้กับผู้เขียนตามมาตรฐานแห่งชาติ หรือลบเนื้อหาออกทันที เนื้อหาของบทความนี้เป็นความคิดเห็นของผู้เขียนต้นฉบับ และไม่ได้หมายความว่าบัญชีอย่างเป็นทางการนี้เห็นด้วยกับความคิดเห็นของผู้เขียนต้นฉบับ และต้องรับผิดชอบต่อความถูกต้อง