Technologiczne Przygotowanie Produkcji
Część klasy wałek

Wałki – ramowe procesy technologiczne 5/5 (1)

Wałki są powszechnie stosowane w każdej maszynie i urządzeniu. Z technologicznego punktu widzenia wałki są najprostsze w obróbce i to pomimo faktu, iż wałki konstrukcyjnie są bardzo różnorodne. Jedynie obróbka cieplna i cieplno-chemiczna oraz kwestie otworów osiowych, czy konstrukcji o niewielkiej sztywności mają wpływ na przebieg procesu technologicznego.

Obróbka wałków jest dobrze rozpoznana co powoduje, że można stawiać duże wymagania konstrukcyjne. Przykładem może być chropowatość Ra 0,01 czy Ra 0,04 dla powierzchni odpowiedzialnych w urządzeniach bardzo dokładnych. Istotną rolę odgrywa współosiowość wszystkich powierzchni wałka.


Technologiczność konstrukcji wałków

W przypadku wałków również należy analizować kwestię technologiczności konstrukcji, lecz uwzględnienie współczesnych możliwości obrabiarek CNC ma w tej mierze interesujący wkład.

Główne zalecenia dotyczące technologiczności konstrukcji części klasy wał:

  • gdy pręt walcowany stanowi półfabrykat konstrukcja wałka powinna zapewniać konieczność usunięcia jak najmniejszej objętości materiału,
  • przejścia między poszczególnymi średnicami powinny umożliwiać wykorzystanie jak najmniejszej liczby narzędzi,
  • powierzchnie stożkowe powinny być tak zaprojektowane by narzędzia miało zapewniony dobieg i wybieg,
  • powinno się unikać krótkich otworów osiowych, gdyż takie rozwiązania konstrukcyjne uniemożliwiają wykorzystanie nakiełków do ustalenia wałka w uchwycie obróbkowym,
  • jeżeli zaprojektowano rowki wpustowe na różnych powierzchniach powinny one mieć taką samą szerokość.

Rysunki poniżej przedstawiają 4 rozwiązania, które realizują to samo zadanie konstrukcyjne [Feld M. 2000].

 

W przypadku wałka z rysunku a.) taką konstrukcję należy uznawać za nietechnologiczną ze względu na objętość materiału jaką należy usunąć by obrobić ten wałek. W tym przypadku czas główny maszynowy będzie dłuższy niż w pozostałych przypadkach.

Kolejny rysunek przedstawia rowek wpustowy:

Technologiczność wałka - rowek wpsutowy.

Na pierwszym rysunku zaprojektowano wałek do samego kołnierza co jest rozwiązaniem nietechnologicznym. W pozostałych wariantach zapewnione jest wystarczające miejsce dla narzędzia (frez palcowy, frez tarczowy).

Poniżej ukazano kwestię zróżnicowania promieni przejść między średnicami. Konieczne jest przypomnienie, iż zawsze występuje promień w miejscu przejścia między średnicami powierzchni wałka. Wynika to z konstrukcji narzędzia – czy to narzędzie monolityczne, czy wykorzystujące płytkę skrawającą – zawsze istnieje promień zarysu. Wymagania konstrukcyjne (np. wytrzymałościowe) mogą wymagać zastosowania innego promienia. Wówczas jest możliwe zastosowanie narzędzia kształtowego lub handlowo dostępnej płytki skrawającej o danym promieniu. Alternatywą jest obróbka wałka na tokarce CNC co umożliwia odpowiednie opracowanie ścieżki narzędzia i obrobienie żądanego promienia przejścia między powierzchniami wałka.

Oczywiście konieczność wykonania różnych promieni współcześnie nie stanowi problemu technologicznego jako takiego. Jednak zachowanie jednego wymiaru promieni to możliwość zastosowania jednego narzędzia. Oszczędność uzyskiwana jest w postaci skrócenia czasu pomocniczego, związanego z wymianą narzędzia.

Jeżeli jest możliwość konstrukcyjna zamiast promienia wprowadzić fazę to ta druga możliwość jest technologicznie prostsza w obróbce.

Wyróżnia się następujące rodzaje wałków:

  • wały stopniowane,
  • wały stopniowane z otworem lub otworami poprzecznymi,
  • wały gładkie.

Dla poszczególnych tych rodzajów w dalszej części będą przedstawione ramowe procesy technologiczne.


Ramowy proces technologiczny części klasy wałek bez obróbki cieplnej.

Przedstawione w dalszej części warianty ramowych procesów technologicznych części klasy wałek bazują na tym właśnie wariancie podstawowym z niezbędnymi modyfikacjami. Kompleksowe ujęcie w każdym wariancie wszystkich etapów obróbki nie jest możliwe i z tego względu należy analizować każdy wariant z uwzględnieniem tego podstawowego.

Wariant 2 ramowego procesu technologicznego części klasy wałek.

Pasty ochronne tworzą warstwę ochronną na powierzchni, która nie ma być poddana modyfikacji w wyniku obróbki cieplnej lub cieplno-chemicznej.

Wariant 3 ramowego procesu technologicznego części klasy wałek.

Wariant 4 ramowego procesu technologicznego części klasy wałek.

Wariant 5 ramowego procesu technologicznego części klasy wałek.

Wariant 6 ramowego procesu technologicznego części klasy wałek.

Źródła
  • Feld M., Podstawy projektowania procesów technologicznych typowych części maszyn, WNT 2000
  • Kapiński S., Skawiński P., Sobieszczański, Sobolewski J.Z., Projektowanie technologii maszyn, OWPW2002
  • Puff T., Technologia budowy maszyn, PWN 1985

About author

morek

Rocznik 1973. W 1993 skończyłem Technikum Elektryczne Nr 1. W 1998 roku Wydział Mechaniczny Technologiczny i Automatyzacji (obecnie WIP) PW. 1997-2000 konstruktor narzędzi skrawających w F.W.P. VIS S.A. 2004 - doktorat z technologii kół zębatych. Technologie wytwarzania i procesy technologiczne to moja pasja.

Related Articles

Leave a reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

YouTube

Kategorie

Nadchodzące wydarzenia

  1. Maintenance

    Październik 18 - Październik 19
  2. EUROTOOL

    Listopad 28 - Listopad 30
  3. FASTENER POLAND

    Listopad 28 - Listopad 30