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.

TEWY 5/2016 (11), Ramowe procesy technologiczne części klasy wałek 3.39 MB 6101 downloads

Ten materiał PDF TEWY 5/2016 (11), Ramowe procesy technologiczne części klasy...

Download

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:

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.

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.

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

TEWY 5/2016 (11), Ramowe procesy technologiczne części klasy wałek 3.39 MB 6101 downloads

Ten materiał PDF TEWY 5/2016 (11), Ramowe procesy technologiczne części klasy...

Download

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