Обработка деталей класса валов

Технологию обработки деталей данного класса рассмотрим на примере валов электрических машин.

Классификация валов

По форме внешней поверхности:

- гладкие у мелких двигателей,

ступенчатые наиболее распространённые, однако перепад ступеней приводит к увеличению трудоёмкости обработки вала.

По форме сечения:

-сплошные, наименее трудоёмкие, применяемые в машинах малой и средней мощности;

-полые, используемые в машинах средней и большой мощности;

-составные применяемые в генераторах мощностью 1,5 кВт и выше.

Технология изготовления валов

1.Заготовку вала получают ковкой или отрезанием от прутка. Ковка для диаметров более 100 мм. Отрезание для тонких валов в заготовительном цехе дисковой пилой или анодно–механическим способом. При необходимости правка и подрезка торцов.

2. Центровка

-нахождение центра заготовки;

-сверление отверстий;

-зенкование конуса.

Центры являются базой дальнейшей обработки на станках.

3. Токарная обработка поверхности на токарных станках:

обдирка черновая;

чистая обработка точных поверхностей.

У точных валов обрабатывается лишь посадочная ступень, остальные диаметры остаются с припуском 1…3мм для получения жёсткости при напрессовке сердечника, остальные диаметры обрабатываются в сборе. В валах диаметром до 6 мм насаживаемые детали удерживаются за счёт посадки с натягом на гладкой поверхности, при больших диаметрах на посадочных местах делают накатку или шпоночные канавки.

4. Фрезерование шпоночных канавок.

Инструмент – дисковая фреза или специальная шпоночная фреза концы обрабатывают торцевой фрезой, диаметр которой равен ширине канавки.

Оборудование: горизонтальный или вертикальный фрезерный станок.

5.Накатка (рифление) имеет преимущества по сравнению с фрезерованием шпоночных канавок, так как не снижает прочность валов, а наоборот упрочняет поверхность, распределяет равномерно по сечению вращающие усилия.

Накатка бывает прямая и сетчатая. Сетчатая применяется для коллекторов и контактных колец, имеющих пластмассовую втулку, в остальных случаях прямая накатка.

Накатка производится на токарном станке или на специальном накатном станке, при помощи накатного ролика.

6.Обработка концов вала(получение шлицев, лопаток) на фрезерном станке.

7.Термообработка для повышения твёрдости и износоустойчивости. Применяют следующие виды термообработки:

-закалка токами высокой частоты;

-цементация для упрочнения поверхностей, работающих на износ в условиях больших нагрузок;

-азотирование для создания высокой поверхностной твёрдости, износоустойчивости, для деталей не испытывающих больших давлений, процесс более длительный.

8.Шлифование предусматривает окончательную обработку валов. Тонкие валы обрабатывают после посадки пакета. Оборудование: круглошлифовальный станок.

9.Покрытие.

Оксидирование не шлифованных поверхностей.

10.Окончательный контроль.

Проверяют все размеры и качество поверхности.

Технологичность конструкции вала оценивают исходя из следующих требований:

-жёсткость вала должна быть рассчитана не только на эксплуатационные нагрузки, но и должна быть достаточной при механической обработке;

-количество стружки, снимаемой при обработке должно быть минимальным, что достигается уменьшением припуска на наибольший диаметр ступеней, а так же уменьшением числа ступеней и разницы между их диаметрами;

-унификация обрабатываемых размеров: ширины шпоночных канавок, размеров центровых отверстий, радиусов скруглений, диаметров вала, этим облегчается унификация режущих и мерительных инструментов;

-радиусы закруглений в местах перехода ступеней должны быть одинаковыми и достаточно большими, чтобы исключить концентрацию в них напряжений.