Operacja 40 (ilustracja 1) jest ostatnią operacją technologiczną omawianego procesu technologicznego części klasy wałek. Technologia wałków podobnie jak w przypadków innych klas części w ostatnich operacjach polega na przeprowadzeniu obróbki wykańczającej. Obróbka wykańczająca wałka to przede wszystkim szlifowanie wykańczające zewnętrznych powierzchni walcowych. Wyróżniane są dwie metody szlifowania zewnętrznych powierzchni walcowych:

• szlifowanie kłowe;
• szlifowanie bezkłowe.

W obydwu tych metodach posuw roboczy może być wzdłużny lub poprzeczny.

Przebieg operacji 40

Na ilustracji 1 oraz w tabeli 1 przedstawiono szkic technologiczny dla operacji 40.

Ilustracja 1. Szkic technologiczny do operacji 40.

Wałek, choć o niewielkiej długości, został ustalony i zamocowany w uchwycie trójszczękowym i podparty z drugiej strony z wykorzystaniem nakiełka A4 wykonanego w operacji 10.

W tabeli 1 przedstawiono opis zabiegu technologicznego tożsamego z operacją technologiczną w operacji 40.

Toczenie gładkościowe określane także mianem diamentowania umożliwia uzyskanie IT7÷6 klasy dokładności i chropowatości w przedziale Ra0,63÷0,04. W przypadku szlifowania powierzchni walcowych w zależności od rodzaju (półdokładne, dokładne, wykańczające) uzyskuje się klasę dokładności IT8÷7 i chropowatość Ra6,3÷0,2 – (dane z roku 1990). Współczesne materiały ścierne oraz konstrukcje szlifierek umożliwiają w ramach szlifowania gładkościowego na uzyskiwanie dokładności na poziomie klas IT6÷5 i chropowatości powierzchni obrobionej Ra0,32÷0,04. W przypadku Ra0,04 taką chropowatość można uzyskać wyłącznie przy szlifowaniu stali hartowanej. Jednak ze względu na niewielką wydajność takiego szlifowania nie jest ono zalecane w produkcji seryjnej. Zróżnicowane możliwych do uzyskania parametrów jakościowych obróbki szlifowaniem (dokładność wymiarów geometrycznych i chropowatość powierzchni) wynika z efektów postępu technologicznego, a konkretnie jego aspektu jakościowego (konstrukcja i wykonanie szlifierek, materiały ścierne, parametry obróbkowe).

Technologia wałków – szlifowanie kłowe

W przypadku omawianej operacji 40 przy produkcji jednostkowej lub małoseryjnej można zastosować szlifierkę kłową z uchwytem trójszczękowym z poprzecznym posuwem roboczym (ilustracja 3).

Ilustracja 3. Uniwersalna szlifierka URS N firmy PWA BERNARDO – dzięki uprzejmości firmy HAFEN.

Przedstawiona na ilustracji 2 szlifierka uniwersalna BERNARDO URS 500 N (dystrybutor w Polsce firma HAFEN) do powierzchni walcowych może być stosowana do szlifowania wałków i otworów. Wrzeciono napędu głównego posiada łożyskowanie hydrodynamiczne. Film olejowy między łożyskiem a wrzecionem istotnie minimalizuje wibracje co wpływa na polepszenie efektów jakościowych obróbki. Posuwy ustawiane są bezstopniowo. Napęd główny (przedmiot obrabiany) zapewnia prędkość obrotową w zakresie od 25 do 220 [obr/min]. Prędkość obrotowa wrzeciona ściernicy do powierzchni walcowych zewnętrznych wynosi 1670 [obr/min]. W przypadku wrzeciona ściernicy do szlifowania otworów maksymalna prędkość obrotowa wynosi 20000 [obr/min]. W przypadku uchwytu trójszczękowego możliwe jest zastosowanie kła i zabieraka.

Zabieg szlifowania jest obróbką o niewielkim czasie głównym obróbki t_g co powoduje, iż obsługa przedmiotu obrabianego pod względem czasu pomocniczego t_p musi być minimalizowana. Przyjmując, iż siły skrawania podczas szlifowania są znacznie mniejsze niż przy toczeniu technolodzy mają szerszy wybór w zakresie ustalenia i zamocowania przedmiotu.

Technologia wałków w zakresie szlifowania kłowego przewiduje roboczy posuw wzdłużny i poprzeczny. W omawianej operacji 40 wałka stopniowego podcięcie przy stopniu szlifowanej powierzchni umożliwia zastosowanie szlifowania kłowego z poprzecznym roboczym posuwem ściernicy. Ze względu na usytuowanie powierzchni obrabianej i zastosowanie podcięcia technologicznego możliwe jest zastosowanie również posuwu wzdłużnego. Konieczne jest dokładne ustawienie zderzaków ze względu na fakt, iż obrabiany wałek jest wałkiem stopniowym. Technologia wałków gładkich (nie stopniowych) to przede wszystkim szlifowanie z posuwem wzdłużnym.

Źródła

1. Feld M., Podstawy projektowania procesów technologicznych typowych części maszyn, WNT 2000
2. Puff T., technologia budowy maszyn, PWN 1985
3. Kapiński S., Skawiński P., Sobieszczański J., Sobolewski J.Z., Projektowanie technologii maszyn, OWPW 2002
4. dr inż. Maciej Horczyczak – wiedza i konsultacje
5. Materiały informacyjne firmy HAFEN.