Технология изготовления ступенчатых валов

Служебное назначение, конструктивное исполнение, требования к точности, методы получения заготовок, материалы, базирование

Валы предназначены для передачи крутящего момента и монтажа на них различных деталей. Конструктивно валы подразделяются на гладкие, ступенчатые, фланцевые и валы-шестерни. Одной из основных характеристик валов является жесткость. Вал считается жестким, если отношение длины к диаметру менее 12-15. При большем отношении вал является нежестким.

Геометрически, валы представляют собой сочетание цилиндрических, конических, резьбовых, зубчатых, шлицевых, шпоночных поверхностей. При переходе от одной ступени к другой предусматриваются канавки или галтели. Обработка галтелей является более сложной операцией, чем обработка канавок. Поэтому для повышения технологичности изготовления поверхности перехода между ступенями рекомендуется оформлять в виде канавок. В то же время, с точки зрения повышения усталостной прочности, применение галтелей более предпочтительно.

Сопрягаемые цилиндрические (посадочные) поверхности валов выполняют по 6 – 8 квалитетам с шероховатостью поверхности 0,63 – 2,5 мкм. Отклонения формы и расположения поверхностей определяются служебным назначением изделия и назначаются при конструировании.

Заготовки для валов получают из проката, ковкой, штамповкой, высадкой на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ), обжатием на ротационно-ковочных машинах, поперечно-винтовой и поперечно-клиновой прокаткой.

Валы изготавливают из углеродистых и легированных сталей: 45, 40Х, 45ХНМ, 38Х2МЮА и пр. В зависимости от назначения валы подвергают различным видам термической и химико-термической обработки: нормализации, улучшению, закалке, цементации, азотированию и пр.

Базами при обработке валов являются центровые отверстия и посадочные поверхности. Для исключения погрешности базирования ступеней вала по длине используют плавающий передний центр. В этом случае базой является торец заготовки, опорой которого является планшайба поводкового патрона.