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 характери-стик 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, вы-садкой на горизонтально-ковочных машинах (рис. 2.1.5), поперечно-винтовой (рис. 2.2.1), и поперечно-клиновой прокаткой (рис. 2.2.2), (видео 2.2.1-2.2.4). Поперечно-винтовую прокатку применяют для изготовления заготовок периодического профиля сплошного или полого сечения вместо штамповки. Прокатка производится коническими или дисковыми валками, расположенными под углом к оси заготовки. При вращении валков заготовка вращается и перемещается вдоль оси, т.е. получает винтовое движение. Переменное сечение заготовки формируется радиальным перемещением валков в процессе прокатки.

Поперечно-клиновая прокатка плоскими плашками или валками применяется для изготовления заготовок валов ступенчатой формы. Переменное сечение заготовки формируется за счет профиля плашек или валков при поступательном движении плашек или вращении валков. Заготовка обрабатывается за один рабочий ход плашек или за один оборот валков.

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 (рис. 2.2.3). В этом случае базой является торец заготовки, опорой которого является планшайба поводкового патрона.