Для изготовления валов используют в основном конструкционные и легированные стали 40, 30, 45, 50 по ГОСТ1050-94 и 40Г, 40ХН, , 50Х, 40Г2 по ГОСТ4543-71.
Требования к материалам — высокая прочность, хорошая обрабатываемость, малая чувствительность к концентраторам напряжений, стабильность пригодность к ТО (однородность внутренних свойств).
Легированные стали чаще используют для ответственных валов.
Выбор материала зависит от служебного назначения вала.
Производительность механической обработки валов во многом зависит от вида материала, размеров и конфигурации заготовки, а также от типа производства.
Исходные заготовки в мелкосерийном производстве – из горячекатаных или холоднотянутых прутков (проката).
Валы сложной конфигурации с большим числом ступеней при больших программах выпуска получают методами пластического деформирования (ковка, штамповка).
Процесс получения исходных заготовок ступенчатых валов чаще сопровождается деформированием.
Важным показателем ТП (особенно при больших объемах выпуска является коэффициент использования материала.
1.Горячекатанный прокат применяется при изготовлении валов d = 25-50 мм
2.Калиброваный холоднотянутый прокат применяется преимущественно для гладких валов d 80 мм.
3.Прокат переменного профиля применяется для валов с большими перепадами диаметров (крупносерийное, массовое производство).
4.Ротационная ковка — в крупносерийном и массовом производстве.
Сущность метода — в периодическом обжатии и вытягивании по уступам отрезанной от прутка цилиндрической заготовки путем большого числа последовательных и быстрых (примерно через 0,01 с) ударов несколькими специальными матрицами. При этом, материал пластически деформируется и течет в осевом направлении, уменьшая поперечное сечение заготовки и придавая ей нужную форму.
После радиального обжатия максимальная точность ±(0,02-0,20) мм и шероховатость Ra=0,63-0,32 мкм.
| Схема радиального обжатия | Схема поперечно-винтовой прокатки вдоль переменного сечения по длине на трехвалковых станах |
5.Горячая штамповка в закрытых штампах.
Обычно применяется при диаметре d > 50 мм ( в мелкосерийном пр-ве).
Заготовки для крупных валов получают в виде отливок, ковкой и сваркой.
Определяющими условиями выбора и материала и метода получения исходных заготовок валов являются технико-экономические расчеты: (сравнение вариантов по себестоимости).
Видео:Центровка длинных валов.Скачать
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:
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.
Читайте также: Автомобильный компрессор 220 вольт для подкачки гидробака
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
Читайте также: Что такое синхронная частота вращения вала
Дата добавления: 2015-02-09 ; просмотров: 36 ; Нарушение авторских прав
Видео:Поковка или прокат ➤ Как определиться с выбором заготовки?Скачать
Методы получения заготовок ступенчатых валов
Заготовки для ступенчатых валов в серийном производстве при небольших перепадах диаметров ступеней получают резкой из горячекатаного проката. При значительных перепадах диаметров ступеней заготовки валов изготавливают ковкой на молотах или прессах. В крупносерийном и массовом производствах заготовки ступенчатых валов изготавливают штамповкой из проката,
высадкой на горизонтально-ковочных машинах, обжатием на радиально-ковочных машинах, поперечно-клиновой прокаткой. Эти методы (кроме последнего) обеспечивают коэффициент использования материала Ки,м ≈ 0, 7. При поперечно-клиновой прокатке Ки.м = 0,85 и выше. Типовой ТП изготовления заготовок состоит из следующих операций: отрезания заготовки из проката, нагревания заготовки до температуры ковки, непосредственного формоизменения, удаления заусенцев или облоя, термической обработки, правки заготовки. После пластического деформирования заготовку подвергают термической обработке с целью снятия остаточных напряжений и обеспечения необходимой структуры металла.
Конструкция вала, его размеры и жесткость, технические требования, программа выпуска — основные факторы, определяющие технологию изготовления и применяемое оборудование.
При обработке заготовок валов в качестве технологических баз используют центровые отверстия, которые позволяют обрабатывать почти все наружные поверхности вала на единых базах с установкой в центрах.
Жесткие требования на линейные размеры обеспечивают применением плавающего переднего центра и базированием заготовки по торцу, от которого выдерживают размеры при токарной обработке и шлифовании заплечиков. Это исключает влияние погрешности зацентровки вала на точность линейных размеров.
Маршрут обработки заготовок в центрах включает обычно следующие операции: создание базовых поверхностей; черновое обтачивание; чистовое обтачивание; черновое шлифование шеек; фрезерование шлицев; фрезерование шпоночных пазов; сверление отверстий; нарезание резьб; термическая обработка; зачистка центров; шлифование шлицев; окончательное шлифование шеек; микрофиниширование шеек вала; контроль размеров. Для обеспечения заданной точности в маршруте неоходимо соблюдать принцип постоянства баз при обработке практически всех ответственных поверхностей: посадочных шеек, торцевых заплечиков, боковых поверхностей шпоночных пазов и шлицев, а также обеспечивать соосность шеек и внутренних поверхностей. Точность обработки после каждого перехода повышается, число переходов для каждой элементарной поверхности зависит от точности исходной заготовки и технических требований на деталь.
Обработку заготовок нежестких валов ведут с использованием в схеме установки дополнительных опор: неподвижных и подвижных люнетов. Для применения неподвижного люнета в маршрут изготовления такого вала включают дополнительные операции обработки шейки под люнет (а в ряде случаев и контрольных поясков, используемых при выверке заготовок на станке). Такую шейку выполняют на середине заготовки, а неподвижный люнет устанавливают на станине станка. Подвижный люнет располагают на суппорте токарного станка, выполняющем подачу: при этом опорные ролики люнета контактируют с обрабатываемой поверхностью. Кроме того, если допускают технические требования, маршрут изготовления нежестких валов дополняют операциями правки. На стадии выполнения операций обработки стараются уменьшить силы резания, уменьшая глубину резания и подачу инструмента, а также изменяя у резцов главный угол в плане.
Ступенчатые валы изготавливают различными сериями, используя для этого разные структурные схемы операций и оборудование, однако общая последовательность операций остается одинаковой для любого типа производства.
В серийном производстве при отсутствии специального оборудования базовые поверхности валов обрабатывают на токарном станке за два установа. Заготовку закрепляют в патроне, подрезают торец, центровым сверлом обрабатывают отверстия. После перезакрепления переход повторяют. Смена баз и перезакрепление заготовки приводят к погрешности расположения осей центровых отверстий относительно оси, из-за которой в процессе обработки заготовка будет базироваться по кромкам конических поверхностей, вызывая их смятие и погрешности формы. Создание базовых поверхностей таким способом характерно для заготовок валов, осей, торсионов и требует с целью повышения точности обработки введения в процесс дополнительных операций правки и восстановления базовых поверхностей. Центровые отверстия по большому диаметру D конуса (рис. 1, а, ь) обрабатывают с допуском ТD = 0,2 . 0,5 мм, что вызывает изменение глубины центрового отверстия на 0,17 . 0,43 мм. Такое изменение глубины при отсутствии опорной торцевой базы приведет к погрешности линейных размеров.
В крупносерийном и массовом производствах для обработки базовых поверхностей применяют фрезерно-центровальные полуавтоматы МР-71. МР-74, автоматы А981 и А982. Для обработки заготовку устанавливают в призмы, в осевом положении базируют по торцевой поверхности, расположенной предпочтительно посредине вала с целью равномерного распределения припуска по торцам. На первой позиции торцевой фрезой обрабатывают торцы, на второй — центровые отверстия. Для обеспечения шероховатости конической поверхности с параметром Ra = 2,5 мкм центровому сверлу обеспечивают подачу 0,05 . 0,06 мм/об. Соосность осей самоцентрирующих призм и шпинделей станка обеспечивает минимальную погрешность зацентровки. В последнее время в крупносерийном и массовом производствах применяют однопозиционные станки, оснащенные торцеподрезным инструментом (рис. 1, г). Такая конструкция инструмента обеспечивает идентичность глубины центровых отверстий (размер l) и соответственно стабильность точности обработки линейных размеров. Инструмент работает со скоростью резания
Читайте также: Замена сальника первичного вала ваз 2123
20 м/мин для сверл.
Токарную обработку валов в серийном производстве выполняют на станках с ЧПУ моделей 16К20ФЗ, 16К20Т1.02, 1716ПФ30 и других, работающих по полуавтоматическому циклу. Оснащенные 6- и 8-позиционными инструментальными головками с горизонтальной осью поворота или с магазином эти станки применяют для обработки заготовок со сложным ступенчатым и криволинейным профилем, включая нарезание резьб. Наличие в головке нескольких инструментов позволяет вести многопереходную обработку поверхностей, обеспечивая устойчиво квалитет точности IT10 и выше. Схема обтачивания вала на станке с ЧПУ приведена на рис. 2.
Время обработки на станках с ЧПУ по сравнению со станПри 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.
Рассмотрим отдельные операции обработки заготовок ступенчатых ва Ступенчатые валы изготавливают по двум схемам:
1. Деление припуска на части.
2. Деление длины заготовки на несколько отрезков.
Первая схема предполагает обработку заготовки с небольшой глубиной резания. При этом общее расстояние проходимое резцом получается больше. Во втором случае снятие припуска происходит за один проход с большой глубиной резания. При таком подходе необходим более мощный электропривод станка.
Перед обработкой цилиндрической поверхности подрезаются торцы. Операция проводится подрезным резцом с подачей в двух направлениях. Подрезание от центра к поверхности вала отличается менее шероховатым качеством плоскости.
Галтели (скругления между ступенями) выполняют проходным резцом с одновременной поперечной и продольной подачей. Радиус галтели зависит от диаметра ступени.
Канавки проходятся поперечной подачей фасонного резца с режущей частью равной ширине канавки. Широкие канавки выполняют в два приема: поперечной и продольной подачей.
Сверлят отверстия закрепленным в пиноли инструментом. Расточные резцы, закрепленные в резцедержателе, служат для прохода внутренних цилиндрических поверхностей.
Для гладких сквозных отверстий применяются проходные резцы. Упорные расточные резцы используются для изготовления глухих и ступенчатых отверстий.
Для отрезки готовой детали устанавливают отрезной резец и применяют поперечную подачу. При этом, для получения чистого среза лучше использовать резец с наклонной режущей кромкой. Прямая кромка разрушает срез и требуется дальнейшая подрезка торца.
Массовое производство ступенчатых валов организуется следующими методами:
1. Обработка на обычных станках без использования специальной оснастки.
2. Обработка с применением дополнительных приспособлений на специально настроенных станках.
3. Работа на станках с копировальными устройствами.
Для изготовления валов обычной точности необходимо не более двух установок заготовки. Токарная обработка за три-четыре установки требуется для изготовления валов высокой точности и в случаях, когда заготовка имеет неравномерные припуски.
Черновые и чистовые операции должны быть разделены по времени. Это необходимо для снятия внутренних механических напряжений металла, возникших при первичной обработке валов . 6.черновая обработка валов на токарных ,с гидроманипулятором и револьверных станках
Черновая токарная обработка обеспечивает 4—5-й классы точности и 3—4-й классы чистоты. Обработка производится с глубиной резания 5—25 мм и более, с подачами 0,5—3 мм/об и при скоростях резания 30—40 м/мин. При черновой обработке проката хорошие результаты получаются в случае применения резцов с пластинами быстрорежущей стали. При обработке поковок на тяжелых станках лучшие результаты получаются при резцах с пластинами твердого сплава Т5К10 и Т15К6. Черновую обработку производят в основном по принципу силового резания. Для снижения основного времени и полного использования станка применяют следующие мероприятия:
В суппорте устанавливают два резца, каждый из них имеет различный вылет, снимает определенную часть припуска по глубине;
Применяют резцы с несколькими режущими кромками, которые ‘ могут резать при прямом и обратном ходе суппорта;
Используют ступенчатые резцы, которые уменьшают сплошную — ширину стружки и этим самым уменьшают усилие резания;
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
🎦 Видео
Как разработать технологический процесс изготовления детали. 9 основных этаповСкачать
Методы и способы изготовления зубьев зубчатых колесСкачать
Как сделать вал (токарная операция)Скачать
Конструкторские , технологические и измерительные базы. Базирование деталиСкачать
Изготовление валаСкачать
Как зажимаю не проточеные заготовки без биения в патронСкачать
Изготовление вала на токарном станкеСкачать
Процессы прокаткиСкачать
Урок 4 Восстановление изношенных деталейСкачать
Изготовление валаСкачать
Допуски и посадки для чайников и начинающих специалистовСкачать
Оцинковка в домашних условиях! Очень простой способ, подручными средствами!Скачать
Восстановление шеек коленвала наплавкойСкачать
Урок 15 ПритиркаСкачать
Чистовая обработка вала в центрахСкачать
Допуски и посадки под подшипникСкачать
Термообработка металла. Основные виды термической обработки сталейСкачать
Подшипники. Точность посадочных поверхностей под подшипник и как их получить на производствеСкачать
