Классификация деталей тел вращения и технические требования, предъявляемые к валам

Согласно технологическому классификатору валы, втулки, диски и другие аналогичные детали, образующиеся наружными и внутренними цилиндрическими поверхностями и прилегающими к ним торцами, относятся к деталям типа тел вращения и, в зависимости от соотношения длины детали и наружного диаметра, делятся на 3 типа:

L/d >= 2 – валы, оси, шпиндели, штоки, гильзы, валы-шестерни, стержни, пальцы и др.;

2 > L/d > 0.5 – втулки, стаканы пальцы, барабаны;

L/d <= 0.5 – диски, кольца, фланцы, шкивы и др..

Конструктивное разнообразие тел вращения вызывается различным сочетанием цилиндрических, конических, а также зубчатых, шлицевых, резьбовых и других поверхностей. Тела вращения могут иметь шпоночные пазы, лыски, осевые и радиальные отверстия и другие элементы.

Технологические задачи, при разработке технологических процессов изготовления деталей типа валов, формулируются в соответствии с техническими требованиями, предъявляемыми к деталям по точности размеров, качеству поверхностного слоя поверхностей (шероховатости, твердости) и их расположению в зависимости от условий работы и назначения детали.

Основными из них являются:

- точность размеров, как правило, поверхностей которые являются опорными шейками и поверхностей, предназначенных для установки деталей, передающих крутящий момент (6–7 квалитеты);

- точность формы в продольном и поперечном сечениях у опорных шеек, а также отклонения от круглости и профиля в продольном сечении в зависимости от типа и класса точности подшипника (не более 0,25...0,5 допуска на диаметр);

- точность взаимного расположения поверхностей, а именно соосность рабочих поверхностей и перпендикулярность рабочих торцов базовым поверхностям (V – VII степени точности);

- качество поверхностного слоя поверхностей (шероховатость базовых поверхностей - Rа 3,2...0,4 мкм, рабочих торцов - Rа 3,2...1,6 мкм, остальных неответственных поверхностей Rа - 12,5...6,3 мкм; твердость поверхностных слоёв, т.к. валы могут быть сырыми и термически обработанными).

Твердость поверхностных слоев устанавливается в зависимости от конструктивного назначения вала и методы термообработки могут быть весьма разнообразными. Если значение твёрдости не превышает НВ 200...230, то заготовки подвергают нормализации, отжигу или термически не обрабатывают. Для увеличения износостойкости валов повышают твёрдость их рабочих поверхностей. Это может достигаться поверхностной закалкой токами высокой частоты, обеспечивающей твёрдость НRС 48...55. Поверхности валов из малоуглеродистых сталей подвергают цементации на глубину 0,7...1,5 мм с последующей закалкой и отпуском, что позволяет достичь твёрдости НRС 55...60.