Технология изготовления валов.

В технологии машиностроения в понятие валы принято включать: собственно валы, оси, пальцы, штоки, колонны и другие подобные детали, образованные наружными поверхностями вращения при значительном преобладании длины над диаметром. Конструктивное разнообразие валов обусловлено различным сочетанием цилиндрических, конических, зубчатых, шлицевых и резьбовых поверхностей. Валы могут иметь шпоночные пазы, лыски, осевые и радиальные отверстия.

Технологические задачи при проектировании тех процесса охватываю требования к точности детали по всем им параметрам:

Точность размера. Точными поверхностями валов являются его опорные шейки, а также поверхности под деталь передающие крутящий момент. Обычно они выполняются по 6-7му квалитету.

Точность форм. Наиболее точно регламентируется форма в продольном и поперечном сечениях у опорных шеек под подшипники качения. Отклонение от округлости (в поперечном сечении) и профиля (в продольном сечении) не должны превышать 0.25-0.5 от допуска на диаметр.

Точность взаимного расположения поверхностей. Для большинства валов главным является обеспечение соосности рабочих поверхностей, а также перпендикулярность рабочих торцов к базовым поверхностями.

Качество поверхностного слоя. Шероховатость базовых поверхностей обычно составляет R_a 3.2-0.4 мкм, остальные 12.3-6.4 мкм. Валы могут быть сырыми и термообработанными.

Некоторые требования к технологичности вала.

1. Перепады диаметров ступенчатых валов должны быть минимальны. Это позволяет уменьшить объём механической обработки и сохранить отходы. Например: по этой причине конструкция валов с канавками и пружинными кольцами более технологична конструкции вала с буртами.

2. Длины ступеней валов желательно проектировать равными или кратными длине короткой ступени, если токарная обработка валов будет осуществляться на многорезцовых станках. Это позволит упростить настройку резцов и сократить их холостой ход. (можно обработать сразу многими резцами).

3. Шлицевые и резьбовые участки валов желательно конструировать открытыми, или заканчивать канавками для вывода инструмента. Канавки на валу необходимо задавать одной ширины (чтобы прорезать их одним резцом).

4. Валы должны иметь центровочные отверстия. Запись в технических требованиях о недопустимости центров, резко снижают технологичность валов. В таких случаях принято удлинять заготовку, для получения временных центров, которые затем срезаются.

5. Валы в основном изготовляются их конструкционных или легированных сталей, к которым предъявляются требования высокой прочности, хорошей обрабатываемости, малой чувствительности к концентрации напряжения, а также повышенной износостойкостью. Этим требованиям отвечают стали марок: Сталь 35, Сталь 45, 40ХМ и другие. Достаточно редко валы изготавливаются из чугунов.

6. В технических требованиях на изготовление валов прежде всего указывается твёрдость материала или необходимость следующей термической обработки: Если твёрдость не превышает 200-230 НВ, подвергают нормализации, отжигу или термически не обрабатывают. Для увеличения износостойкости валов повышают твёрдость их рабочих поверхностей.

7. В качестве заготовок для производства валов используется: прутки (если вал имеет простую форму и небольшой перепад диаметров), поковки или отливки (если вал имеет сложную форму)