26.Особенности конструкций валов . Типовые технологические процессы обработки валов.

Особенности конструкций валов. Конструкции валов обычно имеют сложную форму и представляют собой сочетания гладких шеек, резьб, фланцев, зубчатых венцов и т. д. Осевые отверстия валов могут быть гладкими, ступенчатыми или фасонными. Не которые валы имеют радиальные отверстия (для подвода смазки).

Наибольшее распространение получили ступенчатые валы. При переходе от одной ступени к другой они имеют канавки или переходные поверхности. К валам предъявляются высокие требования по геометрической форме и взаимному расположению отдельных поверхностей. Некоторые валы должны быть динамически сбалансированы. Дисбаланс валов не должен превышать 10—40 г-см.

С целью повышения износостойкости рабочих поверхностей валы подвергают термической обработке. При изготовлении из низкоуглеродистых сталей их цементируют или нитроцементируют на глубину 0,7—1,2 мм, затем закаливают и отпускают (твердость рабочих поверхностей 58—62 HRC). Термическая обработка валов, изготавливаемых из высокоуглеродистых сталей, заключается в поверхностной закалке с последующим низким отпуском.

Валы в основном изготавливают из конструкционных и легированных сталей: 40, 45, 35Х, 40Х, 25ХГМ, 20ХГНМ, 19ХГН,15ХГНТ2А.

Прогрессивные методы изготовления заготовок валов (штамповка в закрытых штампах, высадка на горизонтально-ковочных машинах, поперечно-винтовая прокатка, объемная холодная штамповка и др.) позволяют получить коэффициент использования металла 0,7 и выше. Заготовки гладких и ступенчатых валов с небольшим перепадом ступеней изготавливают из горячекатаного или калиброванного проката. После пластического деформирования для снятия внутренних напряжений выполняют термическую обработку заготовок валов: из низкоуглеродистых сталей — нормализацию, из стали 35Х — отжиг, из сталей 45, 40Х — улучшение.

Заготовки чугунных валов изготавливают литьем в оболочковые формы, что позволяет получать заготовки валов высокой точности.

Типовые технологические процессы обработки валов. Несмотря на большое разнообразие размеров и конструктивных форм, валы обрабатываются по единой технологической схеме.

Типичными установочными базами являются центровые конусные отверстия. На некоторых операциях обработки при воздействии значительных сил резания (при фрезеровании плоскостей,сверлении радиальных отверстий) в качестве установочных баз используют обработанные шейки.

В зависимости от конструкций валов технологический процесс их изготовления может отличаться только последовательностью обработки или введением дополнительных операций. Типовой процесс обработки валов автомобилей можно представить в виде такой последовательности технологических операций:

♦ подготовка технологических баз (подрезание торцов и центрование);

♦ черновая токарная обработка концов вала, подрезание торцов и уступов;

♦ чистовая токарная обработка (выполняется в той же последовательности, что и черновая);

♦ черновое шлифование шеек вала, служащих дополнительными базами при фрезеровании, сверлении, растачивании отверстий на одном из концов вала;

♦ правка вала при обработке нежестких деталей;

♦ черновая и чистовая обработка фасонных поверхностей

(нарезание шлицев, зубчатых венцов, шлифование кулачков и др-);

♦ обработка отверстий, резьб, канавок (сверление и развертывание отверстий, нарезание резьбы, фрезерование лысок, шпоночных канавок);

♦ термическая обработка (всей детали или отдельных ее поверхностей);

♦ правка вала;

♦ черновое и чистовое шлифование наружных поверхностей,

торцов отверстий;

♦ доводка точных поверхностей;

♦ контрольные операции.

Оборудование для выполнения процесса обработки валов может быть различным, однако порядок и характер операций сохраняются.

Рассмотрим отдельные операции обработки ступенчатых

валов.