Технология изготовления валов в различных типах производства

Материалы валов должны обеспечивать необходимые характеристики и обладать хорошей обрабатываемостью. Валы изготавливают из углеродистых и легированных сталей (20х25х40).

Шлицевые валы изготавливают из стали 18ХГТ или 20ХН3А с последующей термической обработкой до твердости HRC56…62.

Для повышения обрабатываемости заготовки валов подвергают нормализации НВ137…229 или термообработку производят после черновой обработки. Для повышения износостойкости отдельные поверхности подвергают закалке ТВЧ.

Штучную заготовку из прутка целесообразно заменять штамповкой если коэффициент использования металла повышается не менее чем на 5%, учитывая целесообразность других факторов. Заготовки из горячекатаного проката применяют для изготовления гладких валов и ступенчатых валов с небольшим числом ступеней и малыми перепадами или ступенчатых валов D до 125 мм и L=320 мм в единичном и мелкосерийном производстве.

В серийном и массовом производстве заготовки получают штамповкой на прессах, молотах, ГКМ, ротационном обжатии на специальных машинах, винтовой прокаткой на многовалковых станках.

Прогрессивным методом является штамповка на ротационной обжимной машине. На которых получаются симметричные изделия с цилиндрическими, коническими поверхностями диаметром до 320 мм в горячем или холодном состоянии. Данный метод целесообразен при N=3000 шт/год при этом заготовки по форме близки к деталям.

Механообработка заготовок в условиях единичного и мелкосерийного (МС) производства, в общем, выполняется на универсальном металлорежущем оборудовании, в условиях среднесерийного (СС) производства - с использованием специализированного оборудования, крупносерийного (КС) и массового (М) производств - на специализированном и специальном оборудовании. Имеется тенденция использования специального оборудования в условиях СС производства при Кзо<15, также как и многошпиндельного, многопозиционного оборудования. При этом оборудование с ЧПУ практически используется в любом типе производства.

Наиболее эффективны, в общем, маршруты изготовления валов. В условиях КС, М, СС (при Кзо<15) чистовые базы (подготовительные операции) создаются на фрезерно-центровальных станках (одновременная подрезка торцов и их зацентровка с обеих концов вала. Затем выполняются основные по назначению операции - предварительная обработка ступеней вала (как правило в две операции), а затем аналогично и чистовая токарная обработка. При выполнении, так называемых промежуточных операций, выполняются (если требуются для конкретного вала) операции по снятию внутренних напряжений, получению: шлицевых, шпоночных, радиальных отверстий, различных лысок, размеров под ключ и т. п. Последними получают резьбы. И выполняют термообработку (закалку с отпуском), после которой (если требуется) уточняют качество центровых отверстий (перешлифовка либо обкатка). После этого выполняется абразивная чистовая и отделочная обработка ступеней вала (каждую в отдельной операции). При отсутствии термообработки (закалка с отпуском) возможно применение операции (операций) алмазного (тонкого) точения. Если Кзо>15 (СС и МС производства), то выполняется возможная токарная обработка одной стороны вала в одну операцию, а второй стороны вала - в другую операцию, т.е. по назначению: подготовительных, чистовых и промежуточных операций, выполняемых на токарном станке. Затем выполняют оставшиеся промежуточные по назначению операции, чистовые и отделочные.

При этом, в этих типах производства максимально используется технологический принцип концентрации операций. В случае использования оборудования с ЧПУ с целью повышения производительности труда во всех типах производства целесообразно использовать маршрут изготовления вала как для случая Кзо>15.