Тема 4.1 Технология изготовления валов.
При конструировании валов ( гладких, ступенчатых, сплошных и полых) существенным признаком служит их жёсткость.
Жёсткими считаются валы, у которых отношение длины к Ø не превышает 15; валы с большим соотношением называются нежёсткими.
Изготовляют валы в основном из стали 40 или 45, реже из легированных сталей 40Х, 18ХГТ. Валы из среднеуглеродистых сталей подвергают т/о до твёрдости НВ 230…260. Шейки валов из низкоуглеродистых сталей для повышения износостойкости подвергают цементации с последующей т/о до твёрдости НPC 50…60.
Сопрягаемые цилиндрические поверхности валов выполняют с точностью , соответствующей 6-му или 8-му квалитетам и с параметрами шероховатости Ra = 1,25…0,63 мкм и Ra =2,5…1,25 мкм соответственно.
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.
Внутренние резьбы на валах нарезают машинными метчиками на сверлильных и резьбонарезных станках в зависимости от типа производства; наружные – резцами, гребёнками, плашками. Наружные резьбы также получают фрезерованием , вихревым методом, накатыванием.
В мелкосерийном и единичном производствах наружные резьбы изготовляют на токарно –винторезных станках с применением резьбовых резцов или гребёнок, обеспечивая 6-8-ю степени точности. Резьбы 4-й степени точности нарезают на прецезионных токарно- винторезныхстанках.
Нарезание резьбы плашками и резьбонарезными головками выполняют на револьверных токарных и болторезных станках. В серийном и мелкосерийном производствах нарезают резьбу плашками при требованиях точности к резьбе не выше 7-й степени точности. В серийном и массовом производствах резьбы нарезают резьбонарезными головками , обеспечивающими повышение производительности в 2..4 раза по сравнению с нарезанием плашками и повышение точности резьбы до 6-й степени точности.
При нарезании коротких остроугольных резьб широкое распространение получило фрезерование гребенчатой групповой фрезой на резьбофрезерных станках, причём ось фрезы устанавливается параллельно оси нарезаемой детали. При фрезеровании , кроме вращения фрезы и медленного вращения детали, необходимо обеспечить осевое перемещение фрезерной головки на шаг резьбы за один оборот детали.
В крупносерийном и массовом производствах резьбы получают накатыванием, при этом получают резьбу 6-й степени точности. Накатывание резьбы производительнее нарезания её резьбовыми головками.
Если вал не подвергается закалке, то резьбу нарезают после окончательного шлифования шеек, что устраняет опасность повреждения резьбы в процессе передачи вала на другие операции. На закаливаемых шейках резьбу изготовляют до т/о. Мелкие резьбы у т/о –х валов получают сразу на резьбошлифовальных станках.
Шлифование валов производят на кругло-шлифовальных и бесцентрово-шлифовальных станках соответственно 6-му квалитету. Шлифуют в две операции ( два перехода). При обработке валов на кругло-шлифовальных станках технологической базой явл-ся центровые отверстия на торцах заготовки. От качества центровых отверстий зависит точность обработки, поэтому перед
Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 28; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!