Маршрутные технологии изготовления цементируемого вала.

Заготовка вала получается методом горячего деформирования.

1-я группа контроля – от каждой заготовки отрезается образец для проведения полного цикла механических испытания и исследования микроструктуры;

2-я группа контроля – проверяется и испытывается один образец ошпарки;

3-я группа контроля – измеряется твердость и проверяются механические характеристики на одном образце ошпарки.

Этап черновой обработки:

1. Проводится подрезка торцов и зацентровка;

2. Вал устанавливается в центрах и обрабатываются базовые поверхности для 3-х кулачкового патрона и поверхности под люнет;

3. Проводится обработка внутренних и наружных поверхностей (токарная).

Подготовка под цементацию:

1. Проводится чистовая обработка базовых поверхностей (например, наружный диаметр фланца и шейка под люнет);

2. Проводится чистовая обработка (Шлифование цементируемых поверхностей);

3. Меднение нецементируемых поверхностей;

4. Цементация и закалка (закалка в шахтных печах, подвешивается в вертикальном виде).

Чистовой этап:

1. Восстановление баз (шлифовка или шабрение центровых фасок);

2. Шлифовка шеек под люнет и опорных базовых поверхностей

3. Чистовая обработка внутренних поверхностей;

4. Используя внутренние поверхности в качестве базовых и специальные высокоточные оправки проводится чистовая обработка наружных поверхностей. При этом обеспечивается выполнение требования по взаимному расположению внутренних и наружных поверхностей (2-я схема);

5. Проводится обработка всех крупных элементов на поверхностях вала.

Отделочно-упрочняющий этап:

1. Проводится обработка по обеспечению требуемой шероховатости (полировка, хонингование, притирка и.т.д.);

2. Проводится упрочняющая обработка. Главным образом алмазное выглаживание

Длинные валы подвергаются балансировке. В конструкции валов предусмотрены специальные пояски, на которых можно снимать материал шлифованием или высверливанием.

Выполнение основных операций.

При обработке внутренних поверхностей для уменьшения увода оси применяется специальные расточные головки и зенкеры где можно.

Расчет глубины цементированного слоя и твердости поверхности цементированных валов (проверочная задача).

Из технологии известно:

1. Операционный размер R; до цементации допуск на величину R – T_R ;

2. Операционный размер на шлифование после цементации τ ; Т_τ;

3. Технологическая глубина цементации Ц₀ ; Т_Цо;

4. Необходимо проверить величину Ц – глубина цементированного слоя.

Ц - ? Т_Ц - ? HRC - ?

Z – снимаемый припуск;

Δρ – смещение оси (центра)

R – τ - Z = 0

Ц₀ – Ц – Z = 0

R – τ – Ц₀ + Ц = 0

В реальных технологических процессах всегда имеется смещение положения оси вала между операциями обработки до цементации и после цементации. Это смещение обусловлено наличием погрешности установки на операциях, а также главным образом деформацией, прогибом вала при закалке. Наличие этой величины Δρ приводит к тому, что после цементации снимается при шлифовании неравномерный припуск, что приводит к неравномерности твердости и возникновению брака.

1. R – τ - Z ± Δρ = 0

Z = R – τ ± Δρ

Z_max = R_max – τ_min + Δρ ; Z_min = R_min – τ_max – Δρ

2. Ц₀ – Ц – Z = 0, Ц = Ц₀ – Z

Ц_min = Ц_{0 min} - Z_max ; Ц_max = Ц_{0 max} - Z_min

3. R – τ – Ц₀ + Ц ± Δρ = 0

Ц = τ – R + Ц₀ ± Δρ = 0

Анализируем цепь № III

Ц_min = Z_min – R_max + Ц_{0 min} – Δρ

Ц_max = Z_max – R_min +Ц_{0 max} + Δρ

Видим, что max и min значения глубины цементируемого слоя, зависит от точности выполнения операции шлифования до цементации, поэтому перед цементацией эти поверхности обрабатываются с высокой точностью. Влияет также точность выполнения операции цементации (Ц_{0 max}, Ц_min) и точность выполнения операции шлифования после цементации (Z_max, Z_min). Кроме того на глубину цементируемого слоя влияет точность выполнения операции восстановления баз (R_max , R_min), т.е. уменьшение величины Δρ