Технология изготовления валов

Вал как объект производства. К валам относят детали машин, образованные поверхностями вращения, у которых длина значительно превосходит диаметр. Конечно, на валах, кроме поверхностей вращения могут присутствовать такие элементы как лыски, пазы, различные отверстия, резьбовые (винтовые) поверхности.

Выбор методов обработки отдельных поверхностей определяется пятью категориями свойств.

Валы изготавливаются обычно из конструкционных среднеуглеродистых и

легированных сталей. Основное требование к материалу – высокая прочность,

обеспечивается обычно термообработкой, включающей закалку и высокий

отпуск. Поэтому после термообработки твердость материала не превышает

HRC 40. Это позволяет обрабатывать валы резанием как до термообработки,

так и после нее (особенно при применении современных сверхтвердых

инструментальных материалов). Иногда, особо изнашиваемые поверхности

валов подвергают цементации и закалке до твердости HRC >55, или

поверхностной закалке ТВЧ до твердости HRC 45…55. Хотя и в этих случаях

лезвийная обработка в настоящее время возможна, но все же, для чистовой

обработки таких поверхностей, традиционно применяются процессы

шлифования.

Формаповерхностей вала обычно не представляет технологической

сложности. Поверхности вращения и винтовые поверхности могут получаться

токарным методом, шлифованием, для реализации которых имеется широкая

номенклатура оборудования.

Плоскиеповерхности на валах получают фрезерованием, для обработки

отверстий существует широкий спектр соответствующих методов обработки.

Наибольшей технологической сложностью является обеспечение точности.

Точными размерами(6…7 квалитет) на валах обычно задаются диаметры

опорных шеек, устанавливаемых в подшипники, диаметры посадочных

поверхностей деталей, устанавливаемых на вал.

Точность формыцилиндрических опорных шеек вала достаточно высока,

так допуск круглости и отклонение продольного сечения может не

превышать 0.005мм.

Часто основной технологической проблемой при изготовлении валов

является обеспечение допуска на биениеточных шеек вала относительно

оси или между собой. Допустимое биение может не превышать 0,01мм

Шероховатость опорных и посадочных шеек вала обычно находится в

пределах Ra = 0,32…0,63мкм; свободные, несопрягаемые поверхности вала

обрабатываются с шероховатостью Ra= 3,2…6,3 мкм

Виды заготовок при изготовлении валов:

1. При производстве валов в мелкосерийном и единичном производстве в качестве заготовок используют прокат. Если перепад диаметров шеек вала небольшой, то и отход материала при обработке такой заготовки на токарном станке будет приемлем.

Заготовки в этом случае получают резкой проката на мерные по длине

отрезки, превышающие длину вала на величину двух припусков по торцам

на последующую обработку. Для разрезки проката используются станки с

ленточными или дисковыми пилами, механически ножовки. Иногда отрезку

производят непосредственно на токарном станке отрезным резцом.

2. В условиях серийного и массового производства, при большом перепаде

диаметров шеек вала , заготовки получают обычно методами пластической

деформации: ковкой, штамповкой, периодической прокаткой, обжатием на

ротационно-ковочных машинах и т.д.

Рациональный способ производства заготовки , естественно, должен быть

экономически обоснован. Затраты на изготовление штампа могут окупиться

только при большой выпускаемой партии валов.