лекция по тм

Лекция 4Технологические процессы изготовления валов

Слинько Светлана Геннадьевна

Электронный курс лекций

Слинько С.Г. 2

Содержание лекции1. Служебное назначение валов и технические требовани

я к их изготовлению2. Материалы и методы получения заготовок валов. 3. Основные схемы базирования4. Типовой технологический маршрут изготовления валов.

5. Токарная обработка валов6. Обработка шлицев и шпоночных пазов.7. Нарезание резьбы на валах.8. Методы отделочной обработки валов.9. Рекомендуемый список литературы10. Вопросы для самостоятельной работы



1 Служебное назначение валов и технические требования к их

изготовлению

Валы - детали машин, образованные наружными поверхностями вращения при значительном преобладании длины над диаметром.

Включают: собственно валы, оси, пальцы, штоки, колонны и другие подобные детали машин.

Конструктивное разнообразие валов вызывается различным сочетанием цилиндрических, конических, а также зубчатых (шлицевых), резьбовых поверхностей. Валы могут иметь шпоночные пазы, лыски, осевые и радиальные отверстия.



Классификация валов


ВАЛЫ Ступенчатые

Валы-зубчатые колеса Валы со шпоночными канавками, шлицевыми и резьбовыми отверстиями…

Малые размерыd < 30 mm, l < 100mm

Низкая точность10…14 кв.

Средние размеры300mm>d > 30 mm,

1000mm> l > 100mm

Большие размерыd > 300 mm, l > 1000mm

Низкая жесткостьl/d > 10…12

Средняя жесткость9 > l/d > 4

Высокая жесткостьl/d < 2…4

Цвет. металлы,сплавы Конструкционные стали Легированные стали

Высокая точность5…6 кв.

чугун Спец. стали и сплавы

Гладкие

Средняя точность7…9 кв.

Гладкие ВАЛЫГладкие СтупенчатыеВАЛЫГладкиеГладкие ВАЛЫВАЛЫ СтупенчатыеВАЛЫ СтупенчатыеВАЛЫ СтупенчатыеВАЛЫ СтупенчатыеВАЛЫ СтупенчатыеВАЛЫ СтупенчатыеВАЛЫ СтупенчатыеВАЛЫ


Технологические задачи при изготовлении валов: Точность размеров. Точными поверхностями валов

являются, как правило, его опорные шейки, поверхности под детали, передающие крутящий момент.

Точность формы. Наиболее точно регламентируется форма в продольном и поперечном сечениях у опорных шеек под подшипники качения.

Точность взаимного расположения поверхностей. Для большинства валов главным является обеспечение соосности рабочих поверхностей, а также перпендикулярности рабочих торцов базовым поверхностям.

Качество поверхностного слоя.



Эскиз вала с типовыми техническими требованиями



Некоторые требования к технологичности валов:

Перепады диаметров ступенчатых валов должны быть минимальными.

Длины ступеней валов желательно проектировать равными или кратными длине короткой ступени, если токарная обработка валов будет осуществляться на многорезцовых станках.

Шлицевые и резьбовые участки валов желательно

конструировать открытыми или заканчивать канавками для выхода инструмента.

Валы должны иметь центровые отверстия.



2 Материалы и методы получения заготовок валов

Валы в основном изготовляют из конструкционных и легированных сталей марок 35, 40, 45,40Г, 40ХН и др. Достаточно редко валы отливают из чугуна.

В технических требованиях на изготовление валов прежде всего указываются твердость материала или необходимость соответствующей термической обработки.

Заготовки получают отрезкой от горячекатаных или

холоднотянутых нормальных прутков и непосредственно подвергают механической обработке.

Для устранения кривизны прутки перед резкой подвергают правке.



Материалы и методы получения заготовок валов

В массовом производстве, а также при изготовлении валов сложной конфигурации заготовки целесообразно получать методом пластической деформации. Эти методы (ковка, штамповка, периодический прокат, обжатие на ротационно-ковочных машинах, электровысадка) позволяют получать заготовки по форме и размерам наиболее близкие к готовой детали, что повышает производительность механической обработки и снижает металлоемкость изделия.

Выбор наиболее рационального способа получения заготовки в каждом отдельном случае определяется комплексно с учетом технико-экономической целесообразности. В крупносерийном и массовом производстве преобладают методы получения заготовок с коэффициентом использования металлов от 0,7 и выше (отношение массы детали к норме расхода металла), доходящего в отдельных случаях до 0,95.



3 Основные схемы базирования Базирование детали (или заготовки) это придание

требуемого положения в выбранной системе координат

База это поверхность, ось, точка, принадлежащая заготовке (изделию) и используемая для базирования

При большинстве операций за технологические базы принимают поверхности центровых отверстий с обоих торцов заготовки, что позволяет обрабатывать почти все наружные поверхности вала на постоянных базах с установкой его в центрах.

Для исключения погрешности базирования при выдерживании длин ступеней от торца вала необходимо в качестве технологической базы использовать торец заготовки.(С этой целью заготовку устанавливают на плавающий передний центр)



Основные схемы базирования

.


При установке вала в центрах При установке вала в патроне


4 Типовой технологический маршрут изготовления валов

005 ЗаготовительнаяДля заготовок из проката: рубка прутка на прессе или

обрезка прутка на фрезерно-отрезном или другом станке. Для заготовок, получаемых методом пластического

деформирования,— штамповать или ковать заготовку.

010 Правильная (применяется для проката)Правка заготовки на прессе. 015 ТермическаяУлучшение, нормализация.020 Подготовка технологических баз.Обработка торцов и сверление центровых отверстий.



Типовой технологический маршрут изготовления валов

в единичном производстве (подрезку торцов и центрование выполняют на универсальных токарных станках за два установа);

в серийном производстве (подрезку торцов выполняют раздельно от центрования на продольно-фрезерных или горизонтально-фрезерных станках, а центрование — на одностороннем или двустороннем центровальном станке).

в массовом производстве (применяют фрезерно-центровальные станки барабанного типа, которые одновременно фрезеруют и центруют две заготовки без съема их со станка).




025 Токарная (черновая)Производится точение наружных поверхностей (с припуском под

чистовое точение и шлифование) и канавок. Операцию выполняют: в единичном производстве на токарно-винторезных станках; в мелкосерийном — на универсальных токарных станках с

гидросуппортами и станках с ЧПУ; в серийном — на копировальных токарных станках,

горизонтальных многорезцовых, вертикальных одношпиндельных полуавтоматах и станках с ЧПУ;

в крупносерийном и массовом — на многошпиндельных многорезцовых полуавтоматах; мелкие валы могут обрабатываться на токарных автоматах.

030 Токарная (чистовая)Аналогичная приведенной выше. Производится чистовое точение

шеек (с припуском под шлифование).




035 ФрезернаяФрезерование шпоночных канавок, шлицев, зубьев, лысок. Шпоночные пазы в зависимости от конструкции обрабатываются

либо дисковой фрезой (если паз сквозной) на горизонтально-фрезерных станках, либо пальцевой фрезой (если паз глухой) на вертикально-фрезерных станках.

В серийном и массовом производствах для получения глухих шпоночных пазов применяют шпоночно-фрезерные полуавтоматы, работающие «маятниковым» методом.

Шлицевые поверхности на валах чаще всего получают методом обкатывания червячной фрезой на шлицефрезерных или зубофрезерных станках. При диаметре шейки вала более 80 мм шлицы фрезеруют за два рабочих хода.




040 СверлильнаяСверление всевозможных отверстий.

045 Резьбонарезная.На закаливаемых шейках резьбу изготавливают до

термообработки. Если вал не подвергается закалке, то резьбу нарезают после окончательного шлифования шеек.

Мелкие резьбы у термообрабатываемых валов получают сразу на резьбошлифовальных станках.

Внутренние резьбы нарезают машинными метчиками на сверлильных, револьверных и резьбонарезных станках в зависимости от типа производств.




Наружные резьбы нарезают в: единичном и мелкосерийном производствах на токарно-

винторезных станках плашками, резьбовыми резцами или гребенками;

мелкосерийном и серийном производствах резьбы не выше 7-й степени точности нарезают плашками, а резьбы 6-й степени точости — резьбонарезными головками на револьверных и болторезных станках;

крупносерийном и массовом производствах — гребенчатой фрезой на резьбофрезерных станках или накатыванием.

050 ТермическаяЗакалка объемная или местная, согласно чертежу детали.




055 Исправление центров (центрошлифовальная)Перед шлифованием шеек вала центровые отверстия, которые

являются технологической базой, подвергают исправлению путем шлифования конусным кругом на центрошлифовальном станке за два установа

060 ШлифовальнаяШейки вала шлифуют на круглошлифовальных или бесцентро-

шлифовальных станках. Шлицы шлифуются круглошлифовальных станках, на

шлицешлифовальном полуавтомате одновременно двумя кругами и делением




065 Моечная

Промывка деталей на моечной машине.

070 Контрольная

075 Нанесение антикоррозионного покрытия.



Рекомендуемый список литературы

Основная литература Суслов. А. Г. Технология машиностроения [Текст] / Учебник для

вузов/ А. Г. Суслов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 2007. - 430 с.

Технология машиностроения в 2 кн. [Текст] /Учеб. пособие/под ред. С.Л. Мурашкина. - М.: Высш. шк., 2008 Кн. 2: Производство деталей машин. - 295 с.

Дополнительная литература Технология машиностроения [Текст] / (специальная часть). А.А.

Гусев, Е.Р. Ковальчук и др. М.: Машиностроение, 1986. - 480 с. Технология машиностроения [Текст] / Учебник для вузов. /Под

ред. А.В. Мухина, A.M. Дальского, Г.Н. Мельникова. - М.: изд. МВТУ им. Н.Э. Баумана, 1998. Т. 1 - 360 с.; т. 2-350 с

Зуев А. А. Технология машиностроения [Текст] / Учебник для вузов / А.А. Зуев. - 2-е изд., исправ. и доп. - CПб.: Лань, 2003. - 496 с.



Рекомендуемый список литературы

Периодические издания СТИН Вестник машиностроения Технология машиностроения Известия вузов. МашиностроениеИнтернет-ресурсы http://www.biblioclub.ru/category.php?action=book&id=130 http://lib-bkm.ru/load/11-1-0-38 http://lib-bkm.ru/load/11-1-0-2254 http://www.rgata.ru/sites/tadiom/p21aa1.html http://ndce.edu.ru/book_inner.php?id=22488 http://window.edu.ru/resource/539/76539



Вопросы для самостоятельной работы

Для чего предназначены валы, на какие группы они подразделяются?

Какие материалы и способы получения заготовок применяются для ступенчатых валов?

Из каких этапов состоит типовой технологический процесс изготовления вала?

Какие технологические базы используются при обработке валов, как производится подготовка баз?

Как производится токарная обработка валов в условиях массового производства, в условиях серийного производства?



Вопросы для самостоятельной работы

Какие методы используются для отделочной обработки валов, как они реализуются?

Как производится обработка шлицевых поверхностей и шпоночных пазов?

В чем заключаются особенности обработки ходовых винтов?

Каковы основные технологические возможности токарных многоцелевых станков?


лекция по тм

Documents