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

Шлифованием центровые отврстия подвергают исправлению путём шлифования конусным кругом.

При шлифовании распространены два метода: осциллирующее шлифование , применяемое при обработке поверхностей значительной протяжённости, и врезное шлифование, применяемое при обработке коротких шеек.

В серийном и массовом производствах врезное шлифование часто выполняется по автоматическому циклу, что обеспечивает лучшее качество обработки и повышает производительность. В тех случаях, когда необходимо достигнуть точности размеров, соответствующему 5-му или 6-му квалитетам и шероховатость поверхности Ra=0,1 мкм и меньше, после чистовой шлифовальной операции шейки вала притирают.

При шлифовании размеры деталей часто контролируют в процессе обработки, т.е без остановки станка, что повышает производительность . Используют также измерительные средства активного контроля. Котор. автоматически выключает поперечную подачу при достижении заданного размера.

Описание бесцентрового шлифования.

Заготовка располагается выше осевой линии шлифовальных кругов на размер h. Подача S заготовки вдоль оси осуществляется путём поворота ведущего круга на угол α, который составляет 1-4,5 °. Благодаря этому наклону ведущий круг сообщает заготовке посредством силы трения движение подачи. Бесцентровое шлифование выполняют с продольной подачей и с поперечной подачей ( врезанием). Если вал гладкий, топрименяют шлифование с продольной подачей на проход; если же ступенчатый – шлифуют с продольной подачей до упора. Врезным бесцентровым шлифованием обрабатывают короткие буртики. Бесцентровое шлифование применяют при обработке небольших валов , при этом обеспечивается точность по 6-8-му квалитетам. Этот метод по точности несколько уступает шлифованию на кругло-шлифовальных станках.

Контроль валов.

Диаметральные размеры , длины ступеней, размеры резьб, шлицев, шпоночных пазов проверяют с помощью предельных скоб, резьбовых и шлицевых колец. Шероховатость поверхности контролируют сличением с эталоном.

Для проверки отклонения от соосности шеек ступенчатый вал укладывают базовыми шейками на призмы контрольного приспособления, а стержнем индикатора касаются пов-ти контролируемой шейки. Поворачивая вал вокруг оси, определяют биение шейки по разности показаний индикатора.

Отклонение от параллельности шлицев или шпоночного паза оси вала устанавливают по разности показаний индикатора в двух крайних положениях, базируя вал на призмах или в центрах.

В крупносерийном и массовом производствах контроль валов производят многомерным прибором с индикаторами или электроконтактными датчиками.

Технология изготовления коленчатых валов.

Коленчатые валы двигателей внутреннего сгорания явл-ся ответственными и напряжёнными деталями, работающими при воздействии динамических нагрузок, которые передаются валу через поршень и шатун при рабочем процессе двигателя, и инерционных усилий, возникающих при изменении скорости и направления движущихся масс поршней, шатунов, маховиков и др. деталей.

Коленчатые валы делают цельными или составными ( из отдельных частей – колен). В зависимости от числа и расположения цилиндров – коленчатые валы имеют разное число колен и шеек.

Основными элементами коленчатых валов явл-ся коренные и шатунные шейки, щёки, соединяющие коренные и шатунные шейки, передний и задний концы, служащие для передачи движения приводным механизмом и механизмом двигателя. В местах перехода от шеек и концов вала к щекам и фланцам имеются галтели.

Щёки коленчатых валов делают прямоугольными, круглыми или овальными. Для уменьшения массы вала на щеках в ненагруженных местах снимают фаски и скосы; шейки часто выполняют полыми. На щеках в отдельных конструкциях коленчатых валов устанавливают противовесы.

Основные технические требования, предъявляемые к коленчатым валам:

1. Коленчатые валы должны изготовляться из углеродистых сталей 35,40,50Г и легированных сталей, химический состав которых соответствует ГОСТу 4543. Марка стали оговаривается в чертеже.

2. Механические свойства валов должны соответствовать показателям, установленным ГОСТом 10158 в зависимости от марки стали и категории прочности. Обязательными показателями мех.свойств явл-ся предел текучести, относительное сужение, ударная вязкость и твёрдость. Мех. свойства материалов коленчатых валов после т/о проверяются на образцах, вырезанных из детали.

3. Твёрдость НRC шеек, подвергаемых поверхностной закалке, должна быть не менее 52 для валов, изготовляемых из стали 45 и 50Г, и не менее 48 для валов из легированных сталей. Галтели закалке не подвергаются.

4. Чистота обработки поверхности шеек диаметром до 100 мм должна быть не ниже 9 класса , а шеек диаметром более 100 мм и галтелей шеек 8-го класса; чистота обработки коренных шеек, монтируемых на подшипниках качения , должна быть 7-го класса.

5. Диаметры коренных и шатунных шеек требуется обрабатывать по 2-му классу точности. Овальность шеек диаметром до 260 мм не должна выходить за пределы поля допуска скользящей посадки 1-го класса точности, а шеек диаметром более 260 мм должна быть в пределах допуска скользящей посадки 2-го класса точности.

6. Биение коренных шеек и шейки под распределительную шестерню относительно оси вала не должна превышать 0,03 мм для валов с Ø шеек до 100 мм; 0,04 мм для валов с Ø шеек 100-180 мм; 0,05 мм для валов с Ø шеек 180-260 мм и 0,06 мм для валов больших размеров.

7. Допускается отклонение радиуса кривошипа не более ± 0,15 мм на 100 мм радиуса.

8. Смещение углов между коленами кривошипов, а также между шпоночным пазом распределительной шестерни и осью базового кривошипа допускается не более ±30´.

9. Биение торцов соединительных фланцев при жёстком креплении маховика или муфты допускается не более 0,005 мм на 100 мм Ø фланца, при прочих соединениях – не более 0,03 мм на 100 мм Ø фланца.

10. Каждый вал должен быть динамически сбалансирован. одно и двухступенчатые валы, а также валы , работающие с числом оборотов в минуту менее 1000, допускается балансировать статически. Допускаемый дисбаланс указывается в чертеже.

Требования к коленчатым валам, подвергаемым азотированию, хромированию и механическому уплотнению галтелей, указывается в чертеже.

Заготовки коленчатых валов получают свободной ковкой , штамповкой и отливкой.

Свободной ковкой получают заготовки валов крупных двигателей, выпускаемых малыми партиями, для которых нецелесообразно делать сложные и дорогие штампы. Сложная конфигурация коленчатого вала не позволяет изготовить свободной ковкой заготовку, в достаточной степени приближающуюся к конфигурации готовой детали, и при обработке шеек приходится удалять большое кол-во металла.

Заготовки валов , выпускаемых значительными сериями, в закрытых штампах. Это позволяет снизить расход металла, улучшить его структуру и снизить трудоёмкость изготовления вала в заготовительных и механических цехах.

Заготовки коленчатых валов быстроходных двигателей в серийном производстве получают штамповкой в закрытых штампах их проката последовательно в нескольких ручьях одного штампа или двух штампов. Сначала производят гибку заготовки в гибочном ручье штампа, затем штамповку в предварительном ручье. Потом производят отрезку облоя, окончательную штамповку. Фланцы на конце вала обычно штампуют в отдельной операции на горизонтально- ковочных машинах. При изготовлении заготовки коленчатых валов как одно целое с ним отковывают бруски, из которых после совместной т/о вырезают образцы для контроля механических свойств материала.

Крупные валы ( для тепловозных и стационарных двигателей) изготовляют в земляных формах: шейки их обычно отливают полыми, что позволяет избежать большой разницы в толщине стенок отливки и обеспечить более равномерную структуру материала.

Коленчатые валы небольших размеров ( для автомобильных, тракторных двигателей) отливают в оболочковых формах.

Литые заготовки коленчатых валов получают из модифицированного легированного чугуна и высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Литые заготовки подвергают рентгенографическому контролю для выявления внутренних скрытых раковин.

Обработка элементов коленчатых валов.

Коленчатые валы обладают относительно небольшой жёсткостью и легко деформируются под действием радиальных и осевых нагрузок, поэтому при обработке , особенно чистовой, надо принимать меры, предотвращающие деформацию.

Обработка коленчатых валов ведётся обычно в три этапа:

черновая, чистовая и отделочная.

В том случае, когда заготовки коленчатых валов получают свободной ковкой , обработка ведётся в три этапа: обдирка, черновая, чистовая и отделочная обработка.

Черновая и чистовая обработка коренных шеек и концов крупных коленчатых валов производятся на токарных станках. Для устранения деформации вала в центрах обрабатывают только шейки, расположенные близко к концам , затем вал устанавливают этими шейками в люнеты, после чего обрабатывают другие шейки. Одновременно с этим обрабатывают торцовые поверхности, контуры и скосы щёк, т.е все поверхности , оси вращения которых совпадают с осью коренных шеек.

У валов небольших размеров коренные шейки часто обрабатывают на многорезцовых специальных токарных станках с двусторонним или центральным приводом. Вал устанавливают обработанными средней или крайними шейками во вращающийся люнет или специальные патроны. Одновременно обрабатываются часть или все свободные от зажима коренные шейки и торцовые поверхности щёк. Каждая шейка и пара щёк обрабатывается тремя призматическими резцами : два резца переднего суппорта обрабатывают торцовые поверхности щёк, галтели и прилегающие к ним части шейки, а третий резец заднего суппорта – среднюю часть шейки. Резцы работают как фасонные, с радиальной подачей. Вследстие того, что резцы расположены с двух сторон обрабатываемой шейки, уменьшается деформация вала.

Черновую и чистовую обработку производят на одинаковых станках, которые отличаются только настройкой ( размерами посадочных мест в патронах и люнетах, размером и формой резцов).

Специфической операцией при изготовлении коленчатых валов явл-ся обработка шатунных шеек и поверхностей щёк, оси которых не совмещены с осью коренных шеек.

Для обработки шатунных шеек крупных коленчатых валов широко применяют станки с вращающимся суппортом.

Коленчатый вал закрепляют коренными шейками в призмы стоек, установленных на станине станка. Совмещение оси обрабатываемой шейки с осью вращения резцов достигается путём разворота вала и смещения корпуса по направляющим в поперечном направлении. На призматических направляющих , укреплённых на кольце, которое вращается в корпусе при помощи червячной пары, перемещаются два суппорта. Подача суппортов осуществляется от эл. двигателя с редуктором через ходовые винты. Установку вала проверяют при помощи скобы, которой измеряют расстояние от вращающегося кольца до накерненного на щеке центра шейки.

Подрезание щёк производится одновременно двумя резцами, движущимися навстречу друг другу. Протачивание шейки производится резцами, установленными на размер, при движении корпуса по направляющим вдоль оси шейки.

Обтачивание шатунных шеек небольших валов при большом выпуске производится на станках с двусторонним приводом; при этом вкладыши в патронах для установки вала смещены на величину радиуса кривошипа. С одной установки обрабатывают шейки, расположенные на одной оси. Угловое положение вала в патроне при обработке крайних шатунных шеек фиксируют по базовой площадке или риске на щеке, а при обработке остальных шеек – по обработанной крайней шатунной шейке. Обработка ведётся двумя резцами с переднего суппорта иодним резцом с заднего суппорта, также при обработке коренных шеек.

Прямоугольные щёки коленчатых валов обрабатывают на вертикально- фрезерных или продольно- фрезерных станках торцовыми фрезами.

Щёки круглой формы обрабатывают на токарных станках , преимущественно с двусторонним приводом, аналогично обработке шатунных шеек. Обработку обычно ведут проходными резцами с продольной подачей.

Щёки овальной формы обрабатывают или по частям такими же способами, как и круглые щёки, или на токарно- копировальных многосуппортных станках, конструктивно подобных станкам для обработки кулачковых валов.

Шейки коленчатых валов после чистового обтачивания подвергают отделочной обработке.

Шейки очень крупных валов подвергают отделочной обработке на токарных станках одновременно с чистовым обтачиванием. Эта работа ведётся вручную рабочими высокой квалификации. Форму поверхности шеек проверяют на краску по эталонным стальным вкладышам, а размеры и взаимное положение шеек микрометрами и индикаторами.

Шлифование коренных шеек производят с установкой вала в центрах и люнетах. При шлифовании крупных валов установку люнетов проверяют путём контроля изменения расстояния

Между щеками индикаторным приспособлением. Если вал при вращении изгибается , расстояние между щеками изменяется. Допускается изменение расстояния между щеками не более 0,01-0,02 мм. Регулировкой люнетов достигается правильное положение оси вала, и в этом положении шлифуются шейки.

При шлифовании шеек на специализированных станках размеры контролируют индикаторной трёхконтактной скобой.

Шейки валов после шлифования полируют или подвергают суперфинишированию.

К шейкам коленчатого вала, вращающегося в центрах станка прижимаются абразивные бруски головок для суперфиниширования. Головки закреплены на коленчатых валах, вращающихся синхронно с обрабатываемой деталью, вследствие чего обеспечивается постоянный контакт брусков с шейками. Вращающийся от эл. двигателя эксцентриковый палец сообщает брускам возвратно- поступательные движения вдоль шейки. Работа ведётся с обильным охлаждением детали керосином.

Полирование шеек производят на подобных станках, но у них вместо абразивных брусков закреплены жимки , охватывающие шейку вала и прижимающие к обрабатываемой поверхности мелкозернистую шлифовальную шкурку.

Для подвода смазки к подшипникам в шейках и щеках коленчатых валов деталей делают отверстия. Эти отверстия имеют малый Ø (6-10 мм)и большую глубину. В мелкосерийном производстве обработку отверстий для смазки производят по кондукторам на радиально- сверлильных станках. В крупносерийном производстве и массовом для этого используют специальные станки , часто многошпиндельные , работающие с частыми отводами для удаления стружки, или автоматические линии.

Схема технологического процесса обработки коленчатого вала в условиях мелкосерийного производства ( заготовка – поковка).

№п.п	Операция.	Оборудование.	Приспособление.	Инструмент.
1	Разметка заготовки для обдирки.	Разметочная плита.	Домкраты, кубики.	Рейсмус, рулетка.
2	Фрезерование торцов заготовки и свер- ление центровых отверстий.	Горизонтально-расточной станок.	Клинья, прихваты.	Сверло, зенковка, торцовая фреза.
3	Обдирка концов, коренных шеек и щёк.	Токарный 2-х суппортный станок.	Патрон, люнеты.	Резцы.
4	Разметка для предварительной обработ- ки контуров щёк.	Разметочная плита.	Домкраты, кубики	Рейсмус, транспор- тир, линейка.
5	Предварительное фрезерование кон- туров щёк по разметке.	Продольно-фрезерный станок.	Призмы, домкра- ты, прихваты.	Торцовая наборная фреза.
6	Разметка колен кривошипов.	Разметочная плита.	Призмы.	Рейсмус, рулетка.
7	Сверление отверстий в углах кривоши- пов.	Радиально- сверлильный станок.	Призмы, подстав- ки, прихваты.	Свёрла.
8	Долбление кривошипов.	Долбёжный станок.	Подставки, прих- ваты.	Долбёжный резец.
9	Обдирка шатунных шеек и щёк.	Станок с вращающимся суппортом.	Призмы, прихваты.	Резцы.
10	Отрезание образцов и сверление цент- ровых отверстий.Т/о , испытания образ- цов, очистка окалины.	Токарный станок. Закалоч- ные и отпускные печи, ванны для охлаждения.	Патрон, люнеты.	Резцы, свёрла.
11	Разметка для токарной обработки с про- веркой размеров заготовки.	Разметочная плита.	Призмы, домкра- ты.	Рейсмус, рулетка, линейка.
12	Обтачивание коренных шеек, фланцев, щёк,скосов с припуском 5 мм на сторон	Токарный 2-х суппортный станок.	Патрон, люнеты.	Резцы.
13	Обтачивание шатунных шеек, щёк с припуском 5 мм на сторону.	Станок с вращающимся суппортом.	Призмы, прихваты	Резцы.
14	Центрирование вала со стороны фланца.	Токарный 2-х суппортный станок.	Патрон, люнеты.	Резцы, свёрла.
15	Обтачивание коренных шеек и фланцев с припуском 1,5 мм на сторону, щёк с припуском 1 мм на сторону.	Токарный 2-х суппортный станок.	Патрон, люнеты.	Резцы.
16	Обтачивание шатунных шеек с припус- ком 2,5 мм на сторону, щёк с припуском 1 мм на сторону до окончательных раз- меров.	Станок с вращающимся суппортом.	Призмы, прихваты	Резцы.
17	Фрезерование контуров щёк до оконча- тельного размера.	Продольно- фрезерный станок.	Установочное.	Скоростная фреза.
18	Чистовое обтачивание коренных шеек и концов с припуском для шлифования 0,5 мм на сторону и чистовое обтачива- ние щёк до окончательного размера.	Токарный 2-х суппортный станок.	Патрон, люнеты.	Резцы.
19	Чистовая обработка шатунных шеек с припуском для шлифования 0,5 мм на сторону и чистовая обработка щёк до окончательного размера.	Станок с вращающимся суппортом.	Призмы, прихваты	Резцы.
20	Шлифование коренных шеек , галтелей, и буртиков щёк.	Специальный круглошлифо. станок.	Патрон, люнеты.	Шлифовальный круг.
21	Отрезка технологических концов, обтачи- вание фланца, центрирование.	Токарный 2-х суппортный станок.	Патрон, люнеты.	Резцы, свёрла.
22	Контроль размеров.	Контрольная плита.	-	-
23	Сверление, зенкерование, развёртывание и подрезание отверстий во фланце.	Горизонтально- расточной станок.	Кондукторы.	Свёрла, зенкеры, развёртки.
24	Сверление и зенкерование отверстий для смазки.	Специальный сверлильный станок.	-	Свёрла, зенкеры.
25	Фрезерование шпоночной канавки.	Шпоночно- фрезерный станок.	-	-
26	Балансировка.	Установка для статической балансировки.	Призмы.	Фреза.
27	Доводка галтелей и шеек после шлифова- ния.	Слесарный стенд.		Полировальники, напильники, шаберы.
28	Полирование коренных и шатунных шеек	Токарный станок.	Патрон, вращаю- щийся центр.	Специальные жимки.
29	Окончательный контроль.	Контрольная плита.	Призмы.	Микрометры, скобы, шаблоны.

Рис. 7.4. Совмещенный чертеж заготовки и обработанной детали с поэлемент-

ным членением припуска под обработку (номера элементов припуска даны со-

гласно последовательности обработки)

Рис. 7.4. Совмещенный чертеж заготовки и обработанной детали с поэлемент-

ным членением припуска под обработку (номера элементов припуска даны со-

гласно последовательности обработки)

Рис. 7.4. Совмещенный чертеж заготовки и обработанной детали с поэлемент-

ным членением припуска под обработку (номера элементов припуска даны со-

гласно последовательности обработки)

Рис. 7.4. Совмещенный чертеж заготовки и обработанной детали с поэлемент-

ным членением припуска под обработку (номера элементов припуска даны со-

гласно последовательности обработки)

Основные операции механической обработки.

Заготовительная.

Для заготовок из проката : рубка прутка на прессе или резка прутка на фрезерно- отрезном станке. Для заготовок , получаемых методом пластического деформирования, штамповать или ковать заготовку.

Правильная.( применяется для проката).

Правка заготовки на прессе или другом оборудовании. В массовом производстве может производиться до отрезки заготовки. В этом случае правится весь пруток на правильно- калибровочном станке.

Термическая.

Улучшение, нормализация.

Подготовка технологических баз.

Обработка торцев и сверление центровых отверстий. В зависимости от типа производства операцию производят:

- в единичном производстве подрезку торцев и центрование на универсальных токарных станках последовательно за два установа с установкой заготовки по наружному диаметру в патроне;

- в серийном производстве подрезку торцев выполняют раздельно о центрования на продольно- фрезерных или горизонтально- фрезерных станках, а центрование – на одностороннем или двустороннем центровальном станке. Применяются фрезерные полуавтоматы последовательного действия с установкой заготовки по наружному диаметру в призмы и базированием в осевом направлении по упору;

-в массовом производстве применяют фрезерно- центровальные станки барабанного типа, которые одновременно фрезеруют и центруют две заготовки без съёма их со станка.

Форму и размеры центровых отверстий назначают в соответствии с их технологическими функциями по ГОСТ 14034-74.

Для нежёстких валов ( отношение длины к диаметру более 12) – обработка шеек под люнеты.

Токарная( черновая):

Выполняется за два установа на одной операции ( единичное производство) или каждый установ выполняется как отдельная операция.

Производится точение наружных поверхностей ( с припуском под чистовое точение) и канавок. Это обеспечивает получение точности IT12, шероховатости Ra=6,3. В зависимости от типа производства операцию выполняют:

- в единичном производстве на токарно- винторезных станках;

-в мелкосерийном – на универсальных токарных станках с гидросуппортами и станках с ЧПУ;

- в серийном – на копировальных станках, горизонтальных многорезцовых, вертикальных одношпиндельных п/автоматах и станках с ЧПУ;

- в крупносерийном и массовом – на многошпиндельных многорезцовых п/автоматах; мелкие валы могут обрабатываться на токарных автоматах.

Токарная( чистовая):

Аналогична приведённой выше. Производится чистовое точение шеек (с припуском под шлифование). Обеспечивается точность IT11…10, шероховатость Ra=3,2.

Фрезерная:

Фрезерование шпоночных канавок, шлицев, зубьев, всевозможных лысок. Шпоночные пазы в зависимости от конструкции обрабатывают дисковой фрезой ( если паз сквозной) на горизонтально- фрезерных станках. В серийном и массовом производствах для получения глухих шпоночных пазов применяют шпоночно- фрезерные п/автоматы, работающие « маятниковым» методом.

Технологическая база – поверхности центровых отверстий или наружные цилиндрические поверхности вала. При установке на наружные цилиндрические поверхности вала ( на призмы) возникает погрешность базирования, связанная с колебаниями диаметров установочных шеек вала в партии.

Шлицевые поверхности на валах чаще всего получают обкатыванием червячной фрезой на шлицефрезерных или зубофрезерных станках с установкой вала в центрах. При диаметре вала более 80 мм шлицы фрезеруют за два рабочих хода.

Сверлильная.

Сверление всевозможных отверстий.

Резьбонарезная.

На закаливаемых шейках резьбу изготавливают до термообработки. Если вал не подвергается закалке, то резьбу нарезают после окончательного шлифования шеек ( для предохранения резьбы от повреждения). Мелкие резьбы у термообрабатываемых валов получают сразу на резьбошлифовальных станках.

Внутренние резьбы нарезают машинными метчиками на сверлильных, револьверных и резьбонарезных станках в зависимости от типа производства.

Наружные резьбы нарезают:

- в единичном и мелкосерийном производствах на токарно- винторезных станках плашками, резьбовыми резцами или гребёнками;

- в мелкосерийном и серийном производствах резьбы не выше 7-ой степени точности нарезают плашками, а резьбы 6-ой степени точности – резьбонарезными головками на револьверных и болторезных станках;

-в крупносерийном и массовом производствах – гребёнчатой фрезой на резьбофрезерных станках или накатыванием.

Термическая.

Закалка объёмная или местная согласно чертежу детали.

Исправление центровых отверстий ( центрошлифовальная).

Перед шлифованием шеек вала центровые отверстия, которые явл-ся технологической базой, подвергают исправлению путём шлифования конусным кругом на центрошлифовальном станке за два установа или притираются.

Шлифовальная.

Шейки вала шлифуют на круглошлифовальных или бесцентрово- шлифовальных станках.

Шлицы шлифуют в зависимости от центрирования:

- при центрировании по наружной пов-ти- наружное шлифование на круглошлифовальных станках и шлифование боковых пов-тей на шлицешлифовальном п/автомате с делением;

- при центрировании по пов-ти внутреннего диаметра- шлифование внутренних пов-тей по диаметру профильным кругом.

Моечная.

Контрольная.

Нанесение антикоррозионного покрытия.

В настоящее время разработаны типовые технологические процессы м/о валов на основе разновидности их в различных типах производства.

Анализ рабочего чертежа деталей класса валов позволяет сделать следующие заключения:

-основными конструкторскими базами явл-ся ось детали и торец, от которых заданы размеры;

-двустороннее расположение ступеней с равномерным перепадом диаметров не затрудняет процесс обработки;

- в массовом и крупносерийном производстве заготовки получают методом штамповки или специального профильного проката.

Схема технологических процессов изготовления деталей класса вал:

Номер операции.	Наименование и краткое содержание операции, технологические базы.	Оборудование.
005	Фрезерно-центровальная. Фрезерование торцов вала и сверление центровых отверстий с двух сторон. Технологическая база –наружные поверхности двух шеек .	Фрезерно- центровальный п/автомат.
010	Токарная. Обтачивание поверхностей шеек вала с одной стороны и подрезание торцевых поверхностей ступеней вала. Технологическая база- центровые отверстия вала.	Токарный многорезцовый или многошпиндельный п/автомат.
015	Токарная. Обтачивание поверхностей шеек вала с другой стороны, а также подрезка обрабатываемых шеек вала. Технологическая база – центровые отверстия вала.	То же.
020	Токарная. Обтачивание поверхностей шеек вала под шлифование и окончательная подрезка торцов ступеней вала ( если отдельные торцы ступеней подлежат шлифовке, необходимо оставлять припуск под шлифовку). Технологическая база – центровые отверстия вала.	Токарный многорезцовый , гидрокопировальный , многошпиндельный .
025	Токарная. Обтачивание поверхностей шеек вала под шлифование и окончательная подрезка торцов ступеней вала с другой стороны. Технологическая база – центровые отверстия вала.	То же.
030	Контроль промежуточный.
035	Термическая обработка НRСэ 41…45
040	Шлифовальная. Предварительное шлифование шеек вала в зависимости от требований чертежа по качеству поверхностей и точности обработки. Технологическая база – центровые отверстия вала.	Круглошлифовальный п/автомат.
045	Шлифовальная. Окончательное шлифование поверхностей шеек вала согласно размерам по рабочему чертежу и шероховатостей поверхностей. Технологическая база – центровые отверстия вала.	То же.
050	Моечная.
055	Контроль окончательный.

Примечание: При наличии у детали других элементов (отверстий, шпоночных пазов, резьб и т.д) их обработку производить в установленной технологической последовательности до т/о.