Конструкция, материалы и способы получения заготовок валов

Валы являются основными деталями в машинах и механизмах и предназначены для передачи вращательного движения и момента. Валы различны по служебному назначению, форме, размерам и материалу.

В станкостроении встречаются валы ступенчатые и бесступенчатые, цельные и пустотелые, гладкие и шлицевые, валы-шестерни, коленчатые валы, а также комбинированные.

Распространены ступенчатые валы средних размеров (Ø 30 … 80 и Ø 150 … 1000 мм). При изготовлении валов целесообразно использовать типовые технологические процессы, разработанные на основе классификации валов.

Валы изготовляют из сталей 35, 40, 45, 40Х, 50Х, 40Г, 40Г2, 42ХМФА, могут изготавливаться из чугуна, в частности коленчатые вала изготавливают из высокопрочного чугуна марки ВЧ50 и др.

Валы большей частью изготовляются из горячекатаного и калиброванного проката. Прокатный материал применяют для изготовления валов как малых, так и больших (150 – 200 мм) диаметров.

В единичном и мелкосерийном производстве, как правило, заготовки из проката получают путем его разрезки с последующей механической обработкой.

При изготовлении из проката валов ступенчатой формы большое количество материала превращается в стружку, поэтому в серийном и особенно в массовом производстве целесообразно, если это технологически возможно, заготовку для валов ступенчатой формы изготовлять путем штампования.

Прокат в виде прутков предварительно подвергается правке, разрезанию, центрованию.

Для заготовок гладких валов подбирается прокат диаметра, близкого к диаметру готового вала, с тем чтобы обеспечить минимально допустимый припуск на механическую обработку.

Заготовки валов массой более 15 кг целесообразно получать методом свободной ковки (без штампов).

В среднесерийном производстве заготовки для валов получают из проката путем разрезки с последующей механической обработкой или ковкой в подкладных или групповых переналаживающих штампах. Широко используют ротационную ковку на ковочных машинах с программным управлением.

В крупносерийном и массовом производстве заготовки для валов, как правило, получают путем разрезки (рубки) проката и последующей ковкой в дорогостоящих штампах, обеспечивающих минимальные припуски (1, 5...2 мм) и максимальное приближение конфигурации заготовки к конфигурации готового вала.

Заготовки валов изготовляют в заготовительных цехах при отделениях механического цеха, в которых кроме кузнечно-прессового оборудования устанавливают правильно-калибровочные, отрезные, фрезерно-центровальные, центровальные, токарно-обдирочные и другие станки. На этом оборудовании выполняют рубку проката и его ковку для получения поковок и штамповок (кузнечно-прессовое оборудование); правку проката на правильно-калибровочных станках с целью устранения местной и общей кривизны; разрезку проката после правки.

Разрезку выполняют на отрезных станках, работающих дисковыми сегментными пилами, абразивными кругами на вулканитовой связке и поковочными полотнами. Выбор методов разрезки проката зависит от типа производства, диаметра заготовки и твердости материала. Наиболее производительным методом получения штучных заготовок из проката является рубка на прессах. Этот метод при надлежащей организации производства может быть использован во всех типах производства.