Механическая и термическая обработка валов и осей

В конструкциях подъемно-транспортных машин применяются' главным образом ступенчатые валы и оси, заготовками для которых являются круглый прокат, поковки, получаемые свободной ковкой (для валов и осей тяжелых кранов), и штампованые заготовки (валы-шестерни при крупносерийном производстве).

Валы и оси ПТМ изготавливают из углеродистых и легирован­ных сталей (Ст40, Ст45,40Х, 40ХН, 34ХМ и др.).

Валы и оси при мелкосерийном производстве обрабатывают на универсальных токарно-винторезных станках, а при крупносерий­ном — на многорезцовых автоматах, гидрокопировальных автома­тах и автоматических линиях.

Основными операциями при механической обработке валов и осей являются:

отрезная — отрезка заготовки дисковой пилой на обрезном станке;

фрезерно-центровальная — отрезка заготовки по размеру и свер­ление центровочных отверстий. Операции выполняются на фрезерно-центровальных или, при большой длине вала, на горизон­тально-расточных станках;

токарная — обработка шеек и цапф с припуском на шлифова­ние в тех местах, где такая операция предусмотрена;

фрезерная — обработка шлицев, производится фрезерованием.в делительном приспособлении горизонтально-фрезерного станка (рис. 29, а) или нарезанием на шлицефрезерном станке (рис. 29, б). Шлицы могут обрабатываться также методами строгания, протяги­вания и холодного накатывания;

шлифовальная — шлифование шеек и цапф на круглошлифо­вальных станках, а шлицев — на шлицефрезерных или плоско­шлифовальных станках (рис. 29, в, г);

сверлильная — сверле­ние отверстий в торцах валов и осей на горизон­тально-расточных или ра­диально-сверлильных (при небольшой длине деталей) станках.

Заготовки валов и осей, полученные методами ков­ки и штамповки, перед механической обработкой подвергают предваритель­ной термической обработ­ке—нормализации или за­калке с отпуском.

Рис. 29. Методы нарезания и шлифования шлицев валов:

а — на горизонтально-фрезерном станке; б — на шли,дефрезерном; в, а— на шлицефрезерных или плоскошлифовальных

Рабочие поверхности цапф и шеек, а также шли- девые участки обработанных валов обычно подвергают закалке токами высокой частоты (ТВЧ), а затем шлифуют на кругло­шлифовальных или шлицешлифовальных станках.

Типичная установка для поверхностной закалки ТВЧ валов,и валов-шестерен, применяемая при производстве и ремонте ПТМ, приведена на рис. 30 [47]. Она состоит из станины 5, имеющей верхний 6 и нижний 2 приводные центры, в которые устанавлива-,ется закаливаемый вал. Верхний центр перемещается по направ­ляющим станины при помощи привода 7. Нижний центр приво­дится во вращение механизмом 1. Закалочный индуктор 4, каретка закалочного трансформатора 10 и коллектор для охлаждающей жидкости смонтированы на подвижной каретке 9, перемещаемой при помощи механизма 8. При закалке вала вслед за индуктором, быстро нагревающим токами высокой частоты поверхностные слои металла, перемещается спрейер 3, подающий воду на нагре­тый металл, в результате чего происходит закалка. С целью умень­шения разбрызгивания воды вместе с кареткой поднимается теле­скопический кожух 12. Питание закалочного трансформатора ТВЧ производится от конденсаторной батареи 13. Установкой управляют с пульта 11. При закалке применяют ток частотой от 2,5 до 8 кгц при машинных генераторах и от 200 до 250 кгц — при ламповых.

Рис. 30. Станок для закалки валов токами высокой частоты:

1 — механизм вращения; 2, 6 — нижний и верхний приводные центры; 8 — спрейер; 4 — зака­лочный индуктор; 5 — станина; 7 — привод; 8 — механизм перемещения; 9 — каретка; 10 — трансформатор; 11 — пульт управления; 12 — телескопический кожух; 13 — конденсаторная

батарея