Технология изготовления торсионных валов (8 видео)

Торсионный вал изготовляют из легированной стали 50ХФА. В качестве заготовки применяют пруток из круглого проката (ГОСТ 2590—82). От прутка на механической ножовке отрезают заготовки длиной 785 -1 мм, которые подвергают нормализации для снятия внутренних напряжений и лучшей обрабатываемости.

Изготовление торсионного вала

Торсионный вал относится к нежестким валам, которые обрабатывают на токарных и круглошлифовальных станках с помощью люнетов. Предварительная обработка выполняется на токарно-винторезном станке 16К20. На токарных операциях производится подрезка торцов, центровка отверстий и обточка наружных цилиндрических поверхностей. Основной установочной базирующей поверхностью являются центровые отверстия. После токарной обработки вал обрабатывается на круглошлифовальном станке ЗБ151. Фасонная поверхность радиуса 20 обрабатывается шлифовальным кругом со скоростью круга 50 м/с.

Нарезание шлицев на обоих концах вала выполняется на шлицефрезерном станке 5350. Смещение шлицевого профиля одной головки относительно шлицевого профиля другой головки не более ±0,25 мм. В технологическом процессе изготовления торсионного вала предусматривается рихтовочная операция после шлицефрезерной операции.

Торсионные валы подвергают цементации и закалке. Нагрев производится в печи Ц-75 после проведения в ней цементации и после прогрева обеих зон при температуре 860+ Ю°С. При цементации в качестве карбюризатора используют бензол. После цементации производится закалка с охлаждением в веретенном масле, имеющем температуру 40—90°С. После охлаждения в масле валы обдувают сжатым воздухом и проверяют их биение и твердость. Затем валы зажимают в призмах и устанавливают в отпускную печь. Перерыв между закалкой и отпуском должен быть не более 2 ч. Отпуск производится на технологическом оборудовании ПН-34. Торсионные валы нагревают до температуры 380°С, выдерживают при этой температуре в течение 40 мин, а затем охлаждают на воздухе в течение 7 ч.

Наиболее ответственной операцией при изготовлении торсионных валов является заневоливание. От качества выполнения данной операции будет зависеть работа боевого механизма ткацкого станка СТБ. Операция выполняется в специальном приспособлении, в которое устанавливают четыре детали. В каждой позиции торсионные валы закручивают на угол 36° против часовой стрелки. Заневоливание продолжается 24 ч. После выдержки с деталей снимается нагрузка. По истечении одного часа каждый торсионный вал проверяют на отсутствие остаточной деформации. После этого торсионные валы вынимают из приспособления.

Для упрочнения профиля впадины шлицев валы подвергают накатке роликом. Накатку ведут от средней части торсионного вала к шейкам и обратно. Процесс осуществляется на специальном накатном станке.

Торсионные валы подвергают тщательному контролю. На приборе КМ-50-1 проводят технологические испытания на крутящий момент при угле закручивания 32°.

Содержание

Технологический процесс изготовления торсионного вала автомобильной подвески
Выбор заготовки торсионного вала автомобильной подвески. Разработка маршрутного процесса обработки. Описание операционного технологического процесса: выбор, обоснование оборудования, приспособлений, измерительного и режущего инструмента, режимов резания.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Технология изготовления валов
Конструктивные и технологические особенности валов. Трудоёмкость, себестоимость и производительность процесса изготовления. Особенности изготовления шлицевых поверхностей на валах. Укрупненный маршрут обработки торсионных валов из штампованных заготовок.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Подобные документы
🔥 Видео

Видео:Изготовление валаСкачать

Технологический процесс изготовления торсионного вала автомобильной подвески

Видео:Изготовление приводных валов (токарка, шлицефрезерование, твч) + цена за изделие.Скачать

Выбор заготовки торсионного вала автомобильной подвески. Разработка маршрутного процесса обработки. Описание операционного технологического процесса: выбор, обоснование оборудования, приспособлений, измерительного и режущего инструмента, режимов резания.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

В данной работе разрабатывается технологический процесс изготовления торсионного вала автомобильной подвески. Торсион представляет собой стержень, работающий на кручение; на концах торсиона нарезаны шлицы. Условия работы торсиона характеризуются большими крутильными деформациями и напряжениями. Нарушение технологии изготовления торсионов ведет к их быстрому износу и приходу в негодность, а вследствие этого — к нарушениям активной и пассивной безопасности автомобиля. В связи с этим необходимо уделять большое внимание неукоснительному соблюдению технологии при изготовлении торсионов автомобильной подвески.

При выборе заготовки, из которой будет изготавливаться торсион, будем руководствоваться следующими положениями: материалом, из которого изготавливается деталь; конфигурацией детали; размерами заготовки, качеством поверхностного слоя и массой, а также коэффициентом используемого материала.

Материалом для изготовления вала принята сталь 50ХФА (ГОСТ 14959-79). Поверхность детали составляют простые цилиндрические поверхности, которые получают в результате механической обработки резанием.

В качестве заготовки для изготовления детали принимаем круглый прокат диаметром 22 мм (с учетом припуска на обработку для наибольшей цилиндрической поверхности).

Длину заготовки принимаем больше длины детали на величину припуска под обработку торцевых поверхностей l_з = 300 мм.

Получаем коэффициент использования материала:

Мз — масса заготовки; Мз = 3,6 кг.

2. Разработка маршрутного процесса обработки

Исходя из геометрических размеров детали, разбиваем ее на элементарные поверхности, каждой из которых присваивается номер (рисунок 1) и назначаются виды обработки в зависимости от требуемой точности поверхности (таблица 1).

вал торсионный подвеска инструмент

Таблица 1 — Виды обработки поверхностей детали

Видео:Торсионный вал. Изготовление вала. ВидеоСкачать

Технология изготовления валов

Видео:Как сделать вал (токарная операция)Скачать

Конструктивные и технологические особенности валов. Трудоёмкость, себестоимость и производительность процесса изготовления. Особенности изготовления шлицевых поверхностей на валах. Укрупненный маршрут обработки торсионных валов из штампованных заготовок.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Размещено на http://www.allbest.ru/

Технология изготовления валов

Конструктивные и технологические особенности валов.

Валы машин относят к подклассам длинных деталей, характеризующихся цилиндрической формой, и длинной значительно превышающей основной диаметр (длина больше 2-х диаметров). Валы бывают: гладкие(бесступенчатые), ступенчатые, с фланцами и буртами, сплошные и полые, валы-шестерни и комбинированные валы. По форме геометрической оси валы бывают: прямыми, коленчатыми, кривошипными и кулачковыми или эксцентриковыми. Шейки валов могут иметь шпоночные пазы или резьбу. При переходе от одной ступени к другой, в ступенчатых валах делают канавки или галтели. Торцы вала целесообразно изготавливать с фасками. Показателями, характеризующими технологичность конструкции валов, являются высокая жесткость, рациональность выбора материала, простота геометрических форм, возможность выбора оптимальных баз для обработки, правильное нанесение размеров, обоснованные требования по точности и качеству поверхностного слоя.

Жесткость — важнейший показатель технологичности конструкции вала. Валы, длина которых не превышает двенадцатикратной величины D, считают жесткими, при длине более 12-ти диаметров валы относят к нежестким деталям и обработка их производится с люнетом.

Материал валов. Заготовки. Валы обычно изготавливают из конструкционных углеродистых и легированных сталей, удовлетворяющих требованиям высокой прочности, малой чувствительности в концентрации напряжений, хорошей обрабатываемостью при выполнении заготовок, механической и термической обработке. Валы гусеничных и колёсных машин изготавливают из сталей 20, 35, 45, 20Х, 35Х, 40Х и др. Шлицевые валы с целью повышения долговечности выполняют из высоколегированных сталей 18ХГТ, 20ХН3А с последующей термической обработкой до твёрдости 56-62 HRC. Для повышения обрабатываемости исходные заготовки валов подвергают нормализации или термическую обработку проводят после черновой обработки. Коленчатые и распределительные валы изготавливают из специальных высокопрочных чугунов с глобулярным графитом, из ковких перлитных чугунов.

Трудоёмкость, себестоимость и производительность процесса изготовления валов и их качество во многом зависит от вида заготовки. Заготовки из горячекатаного или холоднотянутого проката применяют для изготовления гладких валов, ступенчатых валов с небольшим числом ступеней и малыми перепадами диаметров (до 5 мм) или ступенчатых валов диаметром до 125 мм и длинной до 320 мм в единичном и мелкосерийном производстве. Заготовки валов сложной конфигурации с большой разницей между диаметрами ступеней в единичном производстве получают свободной ковкой на ковочных гидравлических прессах. В серийном и массовом производстве — штамповкой на прессах, молотах, горизонтально-ковочных машинах, ротационным обжатием на специальных машинах, пеперечно-винтовой прокаткой на многовалковых станах. Заготовки коленчатых, распределительных и некоторых других специальных валов получают отливкой в оболочковые и песчаные формы. Метод получения заготовки вала выбирают, сравнивая суммарные трудоёмкости и себестоимости процессов изготовления заготовок и черновой механической обработки по сопоставимым вариантам. Геометрическая форма детали часто определяет возможность применения соответствующих методов обработки. Гладкий вал постоянного сечения наиболее технологичен: при массовом производстве обработку таких деталей выполняют наиболее производительным методом — шлифованием с продольной подачей на бесцентрово-шлифовальных станках. Валы с небольшими перепадами возрастающих диаметров ступеней, длины которых равны или кратны, удобно обрабатывать на многорезцовых станках.

Эффективность механической обработки зависит:

— от степени точности заготовки: кривизна заготовок валов достигает 5 мм на 1 мм длины; уменьшая кривизну (введение операции правка, применение специальных мер) обработку можно выполнить за меньшее число проходов, более экономично использовать материал. Однако, остаточные напряжения в детали возникающие при правке, могут привести к короблению детали при эксплуатации, поэтому при изготовлении ответственных деталей или не применяют операцию правки, или после операции правки производят термическую обработку.

— от выбранных способов установки деталей; наибольшая точность обеспечивается при обработке ответственных поверхностей с одного установа и использования в качестве баз точно обработанных поверхностей. Наиболее часто валы устанавливают в центрах, используя при этом центровые отверстия, фаски или обратные центры. При выполнении ряда операций в качестве баз используют наружные цилиндрические поверхности и торцы вала или торцовые поверхности ступеней вала.

Конфигурации, размеров и жесткости деталей, а также от их заданного выпуска.

Технология изготовления гладких валов 3-го и 4-го класса точности (из калиброванной стали):

1. Отрезка заготовки по длине, зацентровка и снятие фасок по концам на многошпиндельных или одношпиндельных станках в зависимости от программы; 2. Предварительная обработка заготовок на бесцентрово-шлифовальном или токарном станках; 3. Фрезерование закрытых шпоночных пазов на шпоночно-фрезерных станках: открытых шпоночных пазов на горизонтально-фрезерных станках с применением специальных устройств; 4. Сверление поперечных отверстий, если они предусмотрены конструкцией, на многошпиндельных или одношпиндельных сверлильных станках в зависимости от числа отверстий и заданной программы; 5. Термическая или химико-термическая обработка; 6. Чистовое шлифование после термообработки на шлифовальных станках.

Типовой технологический маршрут изготовления валов с центральными отверстиями (фасками):

1. Получение штучной заготовки путем резки прутка (дисковыми, ленточными пилами; отрезными резцами, абразивными кругами, рубкой), штамповкой, литьем; 2. Термическая обработка — нормализация, проводимая для улучшения обрабатываемости и стабилизации механических свойств заготовок; 3. Обработка технологических баз: фрезерование или подрезка торцов и сверление центровых отверстий; одновременно можно обрабатывать крайние шейки и центральное отверстие; 4. Черновая токарная обработка шеек, торцов и, проточка канавок; 5. Термическая обработка — улучшение, такое же назначение, что и нормализация; 6. Чистовая токарная обработка шеек, торцов, галтелей; 7. Предварительное шлифование шеек, операцию проводят только у валов с головкой, фланцем: обрабатывают шейки и прилегающие торцы, используемые в качестве технологической базы при установке вала в патроне для обработки поверхностей головки; 8. Токарная обработка поверхностей головки или фланцев; 9. Сверление осевых и радиальных отверстий; 10. Фрезерование шпоночных пазов и обработка шлицев; 11. Фрезерование, долбление зубьев (если предусмотрены конструкцией); 12. Снятие фасок на торцах зубьев: 13. Обкатывание зубьев; 14. Обработка наружных и внутренних резьбовых поверхностей; 15. Цементация (применяется при последующей закалке поверхностей с нагревом ТВЧ); 16. Шевингование зубьев; 17. Термическая обработка — закалка; 18. Шлифование посадочных поверхностей и торцов; 19. Шлифование шлицев, зубьев; 20. Калибрование резьбы и зачистка заусенцев; 21. Мойка; 22. Контроль ОТК.

Технологический маршрут обработки ступенчатого вала, на примере изготовления вторичного вала коробки передач.

1. Обработка технологических баз; 2. Обработка наружной и внутренней поверхности; 3. Обработка зубьев и поперечных отверстий; 4. Цементация; 5. Обработка незакаливаемых поверхностей; 6. Закалка; 7. Зачистка центровых фасок и шлифование поверхностей; 8. Контроль ОТК.

Типовой технологический маршрут обработки штампованных коленчатых валов.

1. Фрезерование торцов; 2. Сверление торцевых отверстий; 3. Обтачивание коренных шеек и концов вала; 4. Предварительное шлифование коренных шеек; 5. Обтачивание противовесов и шеек; 6. Обтачивание шатунных шеек; 7. Обработка смазочных каналов и шпоночных пазов; 8. Обработка отверстий во фланце и в концах вала; 9. Закалка коренных и шатунных шеек; 10. Окончательное шлифование концов вала, коренных и шатунных шеек и фланца; 11. Отделочная операция поверхности коренных и шатунных шеек.

Валы, изготовленные из конструкционных, углеродистых и легированных сталей удовлетворяют требованиям высокой прочности, малой чувствительности к концентраторам напряжений, хорошей обрабатываемости. Базой валов является их геометрическая ось.

Требования предъявляемые к валам:

— прямолинейность геометрической оси; — концентричность наружных ( внутренних) поверхностей, относительно геометрических осей; — точное расположение шпоночных гнезд, резьбы относительно осей и поперечного сечения деталей; Для обеспечения качества изготовления вала при проектировании надо соблюдать требования: 1. Точные валы обрабатывать в центрах и оставлять центровые отверстия; 2. Следует избегать применения ступенчатых валов; 3. Гладкие валы изготавливать из чистого калиброванного проката; 4. Ступенчатые валы должны иметь небольшие перепады диаметров, ступени по длине приблизительно одинаковые; 5. На поверхности валов следует избегать гребней и шпонок, изготовленных за одно с валом; 6. При наличии пазов следует отдавать предпочтение в изготовлении дисковой пилой; 7. При наличии шлицев обеспечивать выход инструмента; 8. При проектировании валов проходящих закалку, необходимо избегать отверстий, пересекающих рабочую зону закалки для избежания оплавления; 9. При закалке ТВЧ ступенчатых валов необходима oговаривать незакалённые пояски около торцов, уступов.

Особенности изготовления шлицевых поверхностей на валах.

Нарезание шлиц производится фрезерованием, строганием, протягиванием, холодным накатыванием. Шлицы, закаливаемых валов и шлицы, центрируемые по наружной поверхности, обрабатывают в такой последовательности:

1. Фрезерование шлицев с припуском под шлифование боковых поверхностей.

2. Чистовое шлифование боковых поверхностей шлицев после термообработки и чистового наружного шлифования.

Обработку шлицев центрируемых по наружной поверхности, но не закаливаемых производят только чистовым фрезерованием поле чистового шлифования наружной поверхности.

Шлицы валов, центрируемых на поверхности внутреннего диаметра, обрабатывают в такой последовательности:

1. Фрезерование шлиц с припуском на шлифование, 2. Фрезерование канавок для выхода круга при шлифовании центрирующей поверхности внутреннего диаметра, 3. Чистовое шлифование боковых поверхностей и центрирующей поверхности внутреннего диаметра после термообработки.

Особенности изготовления резьбовых поверхностей на валах:

В конструкциях валов нередко предусматривают наружные и внутренние крепежные резьбы. Внутреннюю резьбу на валах обычно нарезают машинными метчиками на резьбонарезных, сверлильных, токарных, револьверных станках; наружные остроугольные резьбы на валах нарезают плашками, резьбонарезными головками, гребенками, резьбовыми фрезами и резцами.

Профиль резьбы на валах по ГОСТ 9150-81, Размеры резьбы на валах по ГОСТ 24705-81.

Особенности изготовления ступенчатого вала:

Обрабатывают диаметр D1 на длину L3″, обрабатывают

диаметр D2 на длину L2″ в размер L3,обрабатывают

диаметр D3 на длину L1 в размер L3 и в размер L2.

Предусматривает проверку диаметров шеек, длин ступеней, размеров отверстий шлицов, шпоночных канавок, резьб, проверку точности форм и взаимного расположения поверхностей. При контроле используют предельные калибры, универсальные приборы, многомерные контрольные приспособления. технологический вал шлицевый торсионный

Пример контроля (методы и средства) вала с прямобочными шлицами.

Внутренний диаметр, нецилиндричность, некруглость посадочной поверхности контролируют микрометром или индикаторной скобой в двух взаимно перпендикулярных направлениях и в трех сечениях по длине. Отклонения расположения проверяют с помощью индикатора. Вал устанавливают в центрах или призмах. При контроле непрямолинейности или непараллельности шлицев индикатор смещают вдоль вала. Накопленную погрешность шага определяют также с помощью индикатора. Вал крепят в делительной головке. Индикатор устанавливают по первому шлицу, затем поворачивают вал на шаг и определяют отклонения. Торсионные валы

Торсионные валы относятся к упругим элементам независимой подвески гусеничных и колесных машин. При работе они нагружены переменным крутящим моментом поэтому основным требованием, предъявляемым к данным деталям, является наличие высоких и стабильных механических свойств. Торсионный вал имеет простую форму: центр —

цилиндрическая часть диаметром D является рабочей. На наружной поверхности головок с расположенных с 2-х сторон выполняются шлицы треугольного профиля.

Торсионные валы — детали малой жесткости, поэтому, несмотря на невысокие требования точности, выполнять их достаточно сложно. Залогом спешной обработки является строгое выполнение технологических рекомендаций. В машинах большинства конструкций торсионные валы изготавливают из высоколегированной стали. В качестве исходной заготовки применяют сортовой прокат. Головки получают горячей высадкой на горизонтально — ковочных машинах с разъемом штампов вдоль оси вала. У наиболее ответственных торсионных валов для обеспечения равномерного нагружения по длине шлицев внутри головок делают коническую расточку.

Укрупненный маршрут обработки торсионных валов из штампованных заготовок:

1. Обработка технологических баз: фрезерование торцов, сверление, зенкование отверстий и нарезание резьбы; 2. Обтачивание головок, галтелей и cтержня обычно в два прохода, правка ( в некоторых случаях); 3. Фрезерование или накатывание шлицев; перед накатыванием наружную поверхность головок можно шлифовать; 4.Промежуточный контроль; 5. Термическая обработка: закалка, отпуск, правка, отпуск, очистка шлицев от окалины; 6. Накатывание впадин шлицев на головках; 7. Шлифование стержня и галтелей (обычно на разных станках); 8. Полирование стержня; 9. Контроль детали на отсутствие трещин, волосовин, рисок, забоин и других дефектов; устранение дефектов производится полированием детали войлочным кругом с мелким абразивом; 10. 3аневоливание (закручивание); 11. Окончательный контроль; 12.Фосфотирование всех поверхностей вала; 13. Грунтовка и окраска стержня и галтелей.

Для повышения усталостной прочности торсионные валы подвергаются обработке поверхностным пластическим деформированием: дробеструйным наклёпом или обкатка роликами. Второй метод более эффективный. Обкатка стержня и галтелей позволяет улучшить шероховатость поверхности (R_a = 0,63 мм). Глубина наклёпа равна 2-2,5 мм. Обкатку проводят после термической обработки и шлифования с помощью специальных трехроликовых гидравлических приспособлений. Шлицы на головках обрабатывают методом накатывания или фрезерования червячной фрезой. Шлицы контролируют калибрами, проверяют также размеры и качество поверхности. Правке валы подвергаются только в тех случаях, когда их изогнутость больше допускаемой, например больше 0,5 мм на всей длине. Валы правят на прессах, с предварительным нагревом до 200 ?С. После правки валы отпускают при температуре около 220 ?С и охлаждают на воздухе.

Контроль торсионных валов включает проверку размеров, отклонения взаимного расположения поверхностей и шероховатости поверхности. Очень важной операцией технологического процесса является контроль на отсутствие трещин, проводимый методом магнитной дефектоскопии.

Подобные документы

Формы валов и осей. Обеспечение необходимого вращения деталей. Материалы и термическая обработка для изготовления деталей. Углеродистые и легированные стали. Выбор стали для изготовления валов двигателей. Сравнительный анализ сталей 40, 40Х, 40ХФА.

реферат [732,1 K], добавлен 25.06.2014

Классификация валов по геометрической форме. Изготовление ступенчатых валов. Материалы и способы получения заготовок. Технология обработки ступенчатых валов со шлицами (термообработка–закалка). Способы обтачивания наружных поверхностей, оборудование.

презентация [4,5 M], добавлен 05.11.2013

Материал для изготовления зубчатых колес, их конструктивные и технологические особенности. Сущность химико-термической обработки зубчатых колес. Погрешности изготовления зубчатых колес. Технологический маршрут обработки цементируемого зубчатого колеса.

реферат [16,6 K], добавлен 17.01.2012

Различие валов по назначению, форме, размерам, конструкционному материалу. Основные конструкторские базы валов. Группы и типы валов, применяемых в машиностроении. Технология токарной операции обработки вала с использованием самоцентрирующего люнета.

практическая работа [582,7 K], добавлен 25.12.2014

Определение токарной обработки как метода изготовления деталей типа тел вращения (валов, дисков, осей, фланцев, колец, втулок, гаек, муфт) на токарных станках. Сущность обработки металлов. Анализ технологичности деталей и выбор метода получения заготовки.

курсовая работа [968,8 K], добавлен 23.09.2011

источники:

https://evakuatorinfo.ru/tehnologiya-izgotovleniya-torsionnyh-valov