Способы обработки ступенчатых валов

Существуют три основных метода обработки ступенчатых валов на универсальных токарных станках:
1)без применения специального технологического оснащения;
2)на настроенных станках с применением специального технологического оснащения;
3)на станках, оснащенных устройствами или суппортами для копировальной обработки 1.
Как правило, токарная обработка ступенчатых валов производится не менее чем за две установки. При благоприятных условиях, когда ведется обтачивание под шлифование жестких ступенчатых валов нормальной точности из хорошо выправленных и зацентрованных заготовок при небольших припусках, вполне можно обойтись только двумя установками. При этом за первую установку полностью обрабатывается один конец вала, а за вторую другой.
Токарная обработка валов с повышенной точностью, а также изготовляемых из заготовок с большими неравномерными припусками, производится за три-четыре установки.
При четырех установках за первые две установки производится черновая обработка вала, а за две последние чистовая. Во время чистовой обработки устраняются искривления оси вала, появившиеся в результате перераспределения внутренних напряжений в материале после обдирки.
В отдельных случаях, главным образом при обработке ступенчатых валов несимметричной формы, обтачивание их может быть выполнено за три установки: за первые две установки производится черновая обработка вала и чистовая обработка его длинной части; за третью установку окончательно обтачивается короткая часть вала.
При разделении токарной обработки валов на самостоятельные черновые и чистовые операции необходимо между черновой и чистовой операциями дать возможность валам некоторое время вылежаться для уравновешивания возникших в заготовке внутренних напряжений.
1 На заводах крупносерийного н массового производства ступенчатые валы обрабатываются на многорезцовых станках автоматического и полуавтоматического действия.
Большое значение имеет также правильный выбор места вала, с которого следует начать обработку. В этом случае руководствуются следующими соображениями:
1)если вал более или менее симметричен и разница
в диаметрах шеек на разных его концах сравнительно невелика, то обработка такого вала может быть начата с любого конца;
2)при значительной разнице в диаметрах ступеней на разных концах вала обработку его следует начинать с более толстого конца; этим уменьшается опасность искривления вала при обработке его второго конца;
3)если обе концевые шейки вала тонкие, то окончательное их обтачивание следует выполнять после обработки всех остальных ступеней.
Обработка ступенчатых валов на универсально-токарных станках (без специальной настройки). Этот метод по сравнению с другими методами обработки этих же валов является наименее производительным и выполняется рабочими высокой квалификации.
Установка резцов на размер (по диаметру и по длине) при таком методе работы в большинстве случаев осуществляется путем пробных проходов и измерений универсальными инструментами и только в отдельных случаях для установки резцов на заданные размеры используются имеющиеся на станках лимбы и универсальные упоры.
Такой способ обработки ступенчатых валов применяется в единичном и мелкосерийном производстве, когда расходы на изготовление технологической оснастки и на предварительную настройку станка не окупаются достигаемым повышением производительности труда.
Обработка ступенчатых валов на настроенных токарных станках. Применение для изготовления ступенчатых валов высокопроизводительных специальных станков является рациональным лишь в серийном и массовом производстве. В условиях мелкосерийного производства для обработки ступенчатых валов применяются обычные универсальные токарные станки.

Наиболее рациональным методом работы на универсальных станках в серийном производстве является работа на настроенных станках, т. е. на станках, специально подготовленных для выполнения определенной технологической операции.

Производительность обработки детали на заранее настроенном станке значительно выше, чем на обычном станке. Это объясняется тем, что благодаря оснащению станка специальными приспособлениями отпадает надобность в пробных проходах и измерениях, появляется возможность сокращения времени на установку деталей и т. д.
Предварительная настройка универсального токарного станка для выполнения той или иной технологической операции по обработке ступенчатого вала предусматривает:
1)оснащение станка надежными и быстродействующими приспособлениями для установки и крепления обрабатываемой детали;
2)подготовку необходимых инструментов и установление рационального режима резания для обработки отдельных поверхностей вала;
3)оснащение станка необходимыми приспособлениями и устройствами для облегчения или автоматизации установки резцов и обеспечения заданных диаметральных и- линейных размеров отдельных ступеней обрабатываемого вала;
4)наличие подготовленного заранее комплекта инструментов, устанавливаемого взамен затупившихся инструментов.
Наибольшее влияние на продолжительность обработки вала оказывает принятое количество и расположение резцов.
В зависимости от количества и расположения резцов, а также от количества, конструкции и расположения резцедержателей для их крепления, различают следующие три основные схемы обработки ступенчатых валов на настроенных универсальных токарных станках:
1)с использованием только одного поворотного (четырехгранного) резцедержателя;
2)с использованием, кроме основного универсального поворотного резцедержателя, также специальных дополнительных резцедержателей;
3)с применением специальных многорезцовых резцедержателей.
Обработка ступенчатых валов при использовании только одного поворотного резцедержателя. При такой настройке токарного станка все резцы, необходимые для выполнения заданной операции, устанавливаются в четырехгранном поворотном резцедержателе. Расположение резцов в резцедержателе при этом согласовывается с принятой последовательностью обработки отдельных поверхностей вала.
На рис. 78, а приведено расположение резцов в поворотном резцедержателе, применяемое токарем Ленинградского завода подъемно-транспортного оборудования им. С. М. Кирова тов. Алексеевым при обработке валов ходовых колес мостовых кранов.
В этом случае четыре резца установлены в такой последовательности: резец проходной, применяемый при первых проходах по корке; 2 резец упорно-проходной, применяемый при продольном обтачивании ступеней вала; 3 резец канавочный со скругленными кромками для обработки канавок, выточек и галтелей; 4 резец резервный подрезной. Такая настройка резцов часто встречается в практике токарей, обрабатывающих ступенчатые валы.

9. способы обработки нежестких валов

Особенности обработки нежестких валов на токарных станках

К нежестким валам относятся такие валы, у которых длина в десять раз превышает их диаметр. При обточке на токарном станке они прогибаются под действием веса и усилия резания, в результате деталь получает неправильную форму и размеры. Обработка непроизводительная и выполняется с малыми глубинами и подачами. При увеличении режимов обработки деталь может быть вырвана из центров. Для усиления жесткости обрабатываемого вала вводится дополнительная опора, которая воспринимает радиальную составляющую сил резания. Такая опора называется люнетом. Люнеты могут быть двух типов: неподвижные и подвижные. Неподвижный люнет состоит из чугунного корпуса с крышкой, которая крепится к корпусу откидным болтом. Люнет крепится к станине при помощи планки и болта. В корпусе имеются два и в крышке один регулируемые по диаметру вала кулачки. Они стопорятся в нужном направлении винтами. Для установки люнета необходимо предварительно сделать посредине вала проточку, по длине превышающую ширину кулачка. Люнет неподвижный возможно использовать как промежуточную опору при обточке вала в центрах с наружной стороны, так же можно использовать как концевую опору с закрепленным на одном конце патроном, при подрезке торца длинной детали и торцового сверления или расточки.

При выполнении проточки на валу необходимо следить, чтобы она была правильной формы и чисто обработана. Иначе все ее дефекты передадутся валу.

Для уменьшения износа кулачков при больших числах оборотов их выполняют в виде шариковых или роликовых подшипников.

Если жесткость вала недостаточна для того, чтобы проточить на нем шейку под люнет, можно воспользоваться самоустанавливающейся муфтой конструкции Семинского.

Подвижный люнет устанавливается на продольных салазках суппорта и перемещается вместе с ним. Он состоит из чугунной стойки, в которой размещаются два сухаря, положение которых регулируется винтами. Закрепление сухарей в нужном положении производится винтами. Подвижный люнет устанавливается несколько правее резца в зоне действия усилия резания и предотвращает прогиб детали. Данный люнет используется тогда когда происходит чистовая обработка гладких длинных валов, а так же при нарезании резцом наружной резьбы.

При обтачивании длинных деталей лучше всего соблюдать следующий паорядок обработки обработки: обточить деталь в черновую только до середины; поменять расположение и произвести обточку другой половины; затем слудует обработать деталь в чистовую до середины; переставить и обработать начисто другую половину.

Длинные изделия, достаточно жесткие, удобно крепить в самоцентрирующем патроне с подпором задним центром. Это желательно применять в тех случаях, когда деталь обрабатывается с одного конца.