Особенности механической обработки крупных тяжелых валов
Основное внимание при обработке крупных валов уделяют отделке
поверхностей; в строгом соблюдении допусков эта операция не нуждается,
так как сборка крупных машин идет по методу подгонки деталей. Подшипники
и охватывающие детали (шкивы, шестерни, маховики и др.) под
крупногабаритные валы обычно подгоняются пришабриванием по валу.
Максимальная точность на посадочных поверхностях крупных валов
составляет 0,1 мм, допускаемая овальность 0,05 мм. Крупные валы имеют
обычно для уменьшения веса центральное отверстие. В нем при
необходимости размещают некоторые механизмы, иапример, судовые гребные
валы с винтами регулируемого шага.
Наиболее ответственной операцией при обработке таких валов является
нахождение линии центра вала, что необходимо для центрирования вала и
получения минимального припуска на его обработку. Нахождение линии
центров производится разметкой вала по схеме, показанной на рис. 86.
Заготовка вала укладывается на деревянные подкладки, лежащие на
разметочной плите 1, вал закрашивается белой меловой краской по всей
длине в двух взаимно перпендикулярных направлениях полосами шириной
0,25...0,3 диаметра вала. По длине вал делится на отрезки, равные одному
— двум его диаметрам, эти отрезки отмечаются рисками на закрашенных
поверхностях.
После установки вала по обе его стороны ставятся угольники (при разметке
на плите) или вешаются отвесы (при разметке на полу). На верхней
окрашенной поверхности вала от обоих угольников или отвесов на каждом из
отмеченных отрезков откладываются расстояния L, равные сумме радиуса
обработанного вала и припуска на чистовую обработку. На местах замеров
наносят керном метки; расстояния между отмеченными точками соответствуют
диаметральному припуску, который следует снять при черновой обработке.
Для правильного нахождения оси вала в вертикальной плоскости по всей его
длине натягивают струну 2 таким образом, чтобы она проходила по всем
отрезкам между кернами. Линия струны кернится точками на расстоянии
25...50 мм. Эта линия от крайних точек переносится отвесом на окрашенные
торцы вала. После нахождения линии центров в вертикальной плоскости вал
поворачивается на 90°; линия центров определяется в другой плоскости
описанным способом. Точка пересечения рисок на торцах вала указывает
места будущих центровых отверстий вала.
Зацентровка крупных валов обычно осуществляется путем засверливания с
последующей зенковкой, производимой при помощи переносных центровочных
станков ручных электрических или пневматических сверлильных машинок.
Черновая обточка вала производится на тяжелых токарных станках, высота
центров которых достигает 2,5 м и более, а расстояние между центрами —
несколько десятков метров. Эти станки обычно имеют несколько суппортов.
Черновую обточку пустотелых валов ведут с учетом припуска на компенсацию
увода сверла при глубоком сверлении. Вал с помощью крана устанавливается
в четырехкулачковый патрон и поджимается центром задней бабки. Установка
ведется по рискам разметки с помощью рейсмуса. Выверка по рейсмусу
производится регулировкой кулачков патрона в двух взаимно
перпендикулярных плоскостях.
После установки и выверки вала производится заточка под регулируемые
люнеты. Заточку начинают производить на расстоянии, равном 8... 10
диаметрам вала от заднего центра. После установки люнетов и выверки оси
вала по кернам с помощью регулировочных болтов производится за несколько
проходов черновая обточка вала. Для повышения производительности обточка
ведется при помощи нескольких суппортов, резцы в которых расположены
друг против друга.
После черновой обточки производится глубокое сверление вала. Сверление в
зависимости от габаритных размеров и веса вала производится на длинных
токарных станках с установкой заднего конца вала в люнет или на
специальных станках для глубокого сверления. В последнем случае
сверление производится одновременно с двух сторон. После сверления, в
зависимости от требований к точности и шероховатости отверстия,
производятся одна или две расточки резцовой головкой, развертывание,
притирка или хонингование.
Для компенсации увода сверла после обработки отверстия производится
получистовая обточка с предварительной проточкой мест под регулируемые
люнеты. Обточка ведется при базировании детали на центровые гнезда
заглушек, запрессованных с торцов вала; при этом оставляется припуск на
чистовую обточку, равный 3...5 мм на диаметр вала.
Чистовая обточка ведется при базировании детали на центровые гнезда
заглушек с установкой вала в люнеты. Выверка вала производится по
индикатору. Для чистовой обточки пользуются либо обычными резцами с
подачей 0,4...0,8 мм/об на всю глубину припуска, либо обычными резцами с
оставлением припуска 0,1... ...0,15 мм на сторону с последующим проходом
широкими резцами с подачей 5... 10 мм/об и скоростью резания 4... 10
м/мин.
Для валов сравнительно небольшой длины в качестве отделочной операции
применяются шлифование, суперфиниширование поверхности вала при помощи
специальных установок, закрепляемых на суппортах, или полировка жимками.
В ряде случаев при обработке длинных валов, изготовляемых из катаных
заготовок больших диаметров, применяется бесцентровая обточка, схема
которой показана на рис. 87. Диаметры обрабатываемых валов 50...300 мм,
длина — до 10 м. При бесцентровой обточке вал устанавливается на каретке
и движется поступательно (рис. 87, а, б), резцы вращаются в специальной
головке (рис. 87, в) и обрабатывают вал по всей длине.