Заготовки для валов.

При изготовлении валов исходные заготовки получают либо путём пластического деформирования ( ковка, штамповка, обжатие на ротационно- ковочных машинах, электровысадка, поперечно-винтовая прокатка), либо путём резки проката. Заготовки для ступенчатых валов получают штамповкой в подкладных штампах или в массовом производстве поперечно- винтовой прокаткой; для валов с фланцами – штамповкой на горизонтально- ковочной машине.

Большое значение придаётся эффективности использования металла, которая характеризуется отношением массы готовой детали Gд к расходу металла на исходную заготовку Gз. Это отношение называют коэффициентом использования металла:

Ким= Gд

Gз.

Для серийного и массового производства коэффициент Ким составляет 0,75…0,95.

В единичном и мелкосерийном производствах при изготовлении валов с небольшим перепадом диаметральных размеров используют горячекатаный нормальный прокат, который разрезают на штучные заготовки для последующей м/о; при значительном числе ступеней и существенной разнице размеров Ø применяют способ ковки на вертикальных радиально- ковочных машинах( ротационная ковка).

В серийном производстве большое распространение получила горячая штамповка заготовок в открытых штампах ( облойная штамповка) , а в крупносерийном и массовом производствах – в закрытых штампах ( безоблойная штамповка)

При изготовлении заготовок с односторонним утолщением весьма эффективна штамповка на горизонтально- ковочных машинах. Для повышения точности штамповочных заготовок применяют калибровку( чеканку) поковок

Для тяжёлых валов ( массой свыше 1 тн) заготовки получают из слитка свободной ковкой.

При выполнении основных операций изготовления ступенчатых валов за установочные базы принимают поверхности центровых отверстий заготовки. Если заготовку устанавливают на плавающий передний центр , то установочной базой будет торец заготовки, примыкающий к торцу переднего центра. Применение плавающего переднего центра исключает погрешность базирования при выдерживании длин ступеней от левого торца.

Подрезание торцов и центрирование.

Первые технологические переходы при изготовлении ступенчатых валов – подготовка технических баз , т.е подрезка торцов и их зацентровка.

В серийном производстве обработку ведут на фрезерно-центровальных п/автоматах с установкой заготовки по подрезаемому Ø в призмы и базированием в осевом направлении по упору. Подрезку торцов выполняют раздельно от центрирования на продольно-фрезерных или горизонтально-фрезерных станках, а центрование – на одностороннем или двустороннем центровальном станке.

В массовом производстве для фрезерования торцов и центрирования применяют станки барабанного типа.

В единичном производстве подрезку торцов и центрирование ведут в основном на универсальных токарных станках.

Обтачивание валов , в зависимости от объёма выпуска , выполняют на обычных токарных станках с программным управлением или оснащённых станках гидрокопировальным суппортом, на копировальных токарных станках, а также на станках с многорезцовыми головками. На станках с многорезцовыми головками обтачивание повышает производительность по сравнению с обычной токарной обработкой за счёт совмещения переходов и автоматической настройки измерений операционных размеров.

Если ступенчатый вал изготовляют из проката, то при точении ступеней с меньшим Ø возможны недопустимо большие глубины резания. В этом случае применяют метод деления припуска.

Шлицевые поверхности на валах получают обкатыванием червячной фрезой на шлицефрезерных или зуборезных станках. При Ø вала более 80 мм шлицы фрезеруют за два рабочих хода. У закаливаемых валов , центрируемых по наружной поверхности , обработка шлицев включает следующие операции: шлифование наружной поверхности, фрезерование шлицев с припуском на шлифование боковых поверхностей шлицев, которое выполняется на шлицешлифовальном п/автомате одновременно двумя кругами с применением делительного механизма для поворота заготовки.

У таких же незакаливаемых валов обработка шлицев состоит только из двух операций: наружного шлифования цилиндрической поверхности и фрезерования шлицев. Если шлицевое соединение центрируется по поверхности внутреннего Ø, то последовательность операций до т/о остаётся той же. После т/о выполняется шлифование базовых поверхностей шлицев и шлифование внутренних поверхностей по Ø. В этом случае шлицы шлифуют либо профильным кругом одновременно по боковым поверхностям и дну впадины, либо в две операции: шлифование двумя кругами боковых поверхностей, а затем шлифование внутренней поверхности кругом, заправленным по дуге. Шлифование одним профильным кругом даёт лучшие результаты по точности и производительности.

Имеются более производительные методы: обработка шлицев на шлицестрогальных и шлицепротяжных станках, а также образование эвольвентных шлицев методом пластического деформирования с помощью накатывания. Накатыванию подвергаются валы с твёрдостью не более НВ 220 при модуле шлицев не свыше 2,5 мм. Накатанные шлицы повышают износостойкость вала.

Шпоночные пазы, в зависимости от их конструкции , обрабатывают либо дисковой фрезой, если паз сквозной, либо торцовой ( пальцевой) фрезой, если паз глухой. Вал устанавливают в центрах или по наружной поверхности в призмы приспособления. При установке вала на призмы появляется погрешность базирования, влияющая на точность глубины паза.

Шпоночные пазы выполняют на горизонтально- и вертикально –фрезерных станках. В серийном и массовом производстве для получения глухих шпоночных пазов применяют шпоночно- фрезерные п/автоматы, работающие « маятниковым» методом: двухзубая пальцевая фреза за один рабочий ход подаётся на глубину резания в=0,2…0,3 мм и фрезерует паз на всю длину, затем вновь подаётся на эту же глубину и фрезеруется паз в другом направлении и так до получения полной глубины паза.

Нарезание резьбы.