Часть II Технологические методы и процессы производства изделий машиностроения

(специальная часть)

Глава 7 Технология изготовления различных деталей

Знания, полученные студентами при изучении данной главы, позволят им грамотно назначать методы обработки различных поверхностей и разрабатывать оптимальные технологические процессы изготовления различных деталей для различных условий производства. Эти знания необходимы как при выполнении курсового и дипломного проекта, так и при работе на предприятии.

7.1 Технология изготовления валов

Классификация валов и предъявляемые к ним требования.

Валы относятся к классу деталей типа тел вращения с длиной, превышающей три диаметра.

В технологическом отношении валы подразделяют:

1. по размерам;

2. по конфигурации;

3. поточности.

Валы, у которых отношение I к dменьше 12, относят к жестким, если же это отно­шение больше 12, то ваяы - нежесткие.

По конфигурации валы могут быть бесступенчатые, ступенчатые, цельные и пусто­телые, гладкие и шлицевые, валы - шестерни, а также комбинированные ваяы, в разно­образном сочетании приведенных выше групп. По форме геометрической оси валы мо­гут быть прямыми, коленчатыми, кривошипными и эксцентриковыми (кулачковыми).

По точности ваяы разделяют на 4 группы:

1. валы особо точные - рабочие шейки изготавливают по 4 - 5 квалитетам точно­сти, остальные поверхности с допусками по 6 - 7 квалитетам точности;

2. валы точные - основные рабочие поверхности изготавливают по б квалитету точности, а остальные поверхности - по 8 квалнтету;

3. валы нормальной точности - поверхности этих валов выполняют по 8 - 9 квали­тету точности;

4. валы пониженной точности - поверхности основных размеров изготавливают по 10-14 квалитету точности.

Требования к точности и качеству поверхностного слоя валов устанавливают исхо­дя из необходимости обеспечения того или иного эксплуатационного свойства (износо­стойкости, контактной жесткости, прочности посадки, усталостной прочности, герме­тичности, коррозионной стойкости), определяющего их надежность. Так, опорные шей­ки валов под подшипники качения должны обеспечивать требуемую прочность посадки с внутренним кольцом подшипника и усталостную прочность в опасном сечении, под подшипники скольжения - необходимую износостойкость и контактную жесткость. По­садочные шейки валов под зубчатые колеса - необходимую прочность посадки, рабочие поверхности кулачка - необходимую износостойкость. При работе в химически агрес­сивных и влажных средах поверхности валов должны обладать необходимой коррози­онной стойкостью. Причем в некоторых случаях отдельные участки одной и той же по­верхности валов, например, кулачки распредвалов, могут работать при различных дав­лениях и скоростях, что будет вызывать их неравномерный износ, а, следовательно, и уменьшение долговечности. Во избежание этого, к этим поверхностям должны предъяв­ляться особые требования по закономерному изменению их качества. Боковые поверх­ности зубьев и шлицев, наряду с износостойкостью, должны обладать у своего основа­ния высокой усталостной прочностью, в районе делительной окружности - контактной прочностью и т.д.

Все это должно отражаться в технических требованиях на изготовление валов. Внастоящее время, исходя из функционального назначения, к валам предъявляются следующие требования;

1. соосность и прямолинейность всех участков вала должна быть в пределах уста­новленного допуска-допустимая искривленность оси вала 0,03 ... 0,06 мм/м;

2. радиальное биение посадочных шеек валов к базирующим шейкам допускается в пределах 0,01 ... 0,03 мм;

3. осевое биение упорных торцов или уступов не должно быть больше 0,01 мм на наибольшем радиусе; Г¹'" "

4. непараллельность шпоночных канавок или шлицев и оси не должна превышать 0,01 мм на 100 мм длины;

5. допуски на длину ступеней 0,05 ... 0,2 мм;

6. эллиптичность и конусность обрабатываемых шеек вала должны находиться в пределах 0,2 - 0,4 допуска на их диаметр;

7. поверхности посадочных шеек валов под зубчатые колеса должны быть обработа­ны с шероховатостью Ra— 0,5 ... 2,0 мкм, под подшипники качения - Ra= 0,63 ... 2,0 мкм, Sm= 0,04 ... 0,06 мм, Гт = 45 - 50 %, под подшипники скольжения - Ra- 0,2 ... 0,5 мкм, Sm = 0,03 ... 0,05 мм, Гт = 45 - 70 %, торцевые поверхности - Rz - 3,2 ... 10 мкм;

8. центровочные отверстия валов должны быть сохранены в готовых деталях, кро­ме случаев, оговариваемых техническими требованиями;

9. трещины, раковины и др. дефекты в материале заготовки не допускаются;

10. сварка валов не допускается;

11. особо ответственные валы должны проходить 100 % контроль на твердость;

12. обработанные поверхности валов перед сдвчей на склад должны быть покрыты антикоррозионной смазкой.