Служебное назначение, требования к точности, классификация валов. Материалы и способы получения заготовок

Валы различны по служебному назначению, конструк­тивной форме, размерам и материалу. Несмотря на это, технологу при разработке технологического процесса изготовления валов приходится решать многие однотипные задачи. Поэтому целесооб­разно пользоваться типовыми процессами, которые созданы на основе классификации.

1. Наружную поверхность вала для повышения срока службы подвергают поверхностной закалке и шлифуют с обеспечением шероховатости поверхности при обработке по 12-му квалитету.

2. Должна быть соблюдена соосность наружной поверхности с посадочным отверстием (радиальное биение не более 0,05 мм). Поскольку в противном случае в сопряжении вала с отверстием не будет обеспечен линейный контакт из-за возможного перекоса осей, возможно также защемление вала.

3. Заданные шероховатости для вала являются Rz = 12.5... 40 мкм для торцевой поверхности, поскольку она не участвует во взаимодействии. И Rz = 0.63...1.25 мкм на поверхностях которые участвуют в взаимодействии с другими элементами (подшипниками, манжетами и т.д.)

4. Несимметричность боковых поверхностей шлицев относительно оси не более 0,02 мм на длине 100мм.

5. На торцах допускаются следы утопающих центров

6 Острые кромки притупляют.

Наибольшее распространение в машиностроении, в том числе и станкостроении, получили различные ступенчатые валы средних размеров, среди которых преобладают гладкие. свыше 85 % общего количества типоразмеров ступенча­тых валов в машиностроении составляют валы длиной 150... 1000 мм. Классификация ступенчатых валов средних размеров, применяемых в машиностроении, приведена в табл.

Шлицевые валы могут быть со сквозными и закрытыми шли­цами. По конструкции шлицы могут быть прямобочными и эвольвентными, преобладают прямобочные.

Валы в основном изготовляют из конструкционных и ле­гированных сталей, которые должны обладать высокой проч­ностью, хорошей обрабатываемостью, малой чувствительностью к концентрации напряжений, а для повышения износостойкой способности должны подвергаться термической обработке. Этим требованиям наиболее полно отвечают стали 35, 40, 45, 40Х, 50Х, 40Г2 и др. Легированные стали по сравнению с конструкционными при­меняют реже ввиду их более высокой стоимости, а также повышен­ной чувствительности к концентрации напряжений.

Заготовки получают отреза­нием от горячекатаных или холоднотянутых нормальных прутков и сразу подвергают механической обработке. Заготовки такого вида применяют в основном в мелкосерийном и единичном произ­водстве, а также при изготовлении валов с небольшим числом ступеней и незначительной разницей их диаметров. В производстве с достаточно большим масштабом выпуска, а также при изготовлении валов более сложной конфигурации со ступенями, значительно различающимися по диаметру, за­готовки целесообразно получать методами пластического дефор­мирования. 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 значительно повышает производи­тельность механической обработки. При этом значительно сни­жается металлоемкость,