Технология механической обработки вала
В соответствии с требованиями чертежа и сложившейся практикой при грубой обработке заготовки и чистовой — центрального отверстия поставщиком выполняется шейка под люнет вблизи одного из фланцев, которая используется при чистовой токарной обработке вала. Поскольку обдирочные операции являются грубыми, то шейка под люнет, а также начисто расточенное центральное отверстие вала имеют относительно невысокую точность (значительный эллипс и взаимный эксцентриситет). Поэтому пользоваться этими базами при чистовой обработке вала можно только на первоначальных стадиях обработки. Обработку валов гидротурбин крупных размеров выполняют на мощных токарно-центровых станках (рис. 7.3).
Рис. 7.3. Обработка вала на токарно-центровом станке.
Установка и выверка заготовки вала на станке. Оставленная поставщиком шейка у одного из фланцев очищается и заготовка ею опирается на люнет токарно-центрового станка. Второй конец заготовки закрепляется в кулачках планшайбы передней бабки станка за кольцевой припуск. Перемещением кулачков производят расцентровку вала по внутреннему отверстию со стороны фланца, закрепленного на планшайбе. Регулировкой люнета по высоте добиваются минимального биения торца фланца относительно плоскости планшайбы. На поверхности тела вала у фланца, обращенного к планшайбе, протачивают новую шейку под люнет, а на наружном торце свободного фланца — контрольный кольцевой поясок. Измеряют величину и направление биения внутреннего отверстия у второго фланца. Отрезают кольцо для испытания механических свойств и измерения остаточных напряжений в первом положении. Заготовку кантуют на 180° и закрепляют на разжим в кулачках планшайбы фланцем с отрезанной кольцевой пробой. Противоположный конец заготовки опирается на люнет новой шейкой. Выверяют вал во втором положении аналогично изложенному для первой установки. Отрезают вторую кольцевую пробу и кольцо для замера напряжений. Протачивают новую шейку под люнет вблизи планшайбы станка, а на наружном торце и большом диаметре свободного фланца — кольцевой и цилиндрический контрольные пояски. Вал вновь кантуют на 180° и выверяют с помощью индикатора и штихмаса по контрольным заточкам на фланце вблизи планшайбы описанным ранее способом.
Если радиальное биение вала у планшайбы не превышает 0,02 мм и разность замеров штихмасом при четырех положениях планшайбы не более 0,02 мм, вал считается выверенным, и его ось совпадает с осью планшайбы станка. Если такого положения добиться не удалось, вновь протачиваются шейки под люнет и контрольные пояски на фланце, вал кантуется и выверяется заново. Описанная операция выверки с предварительными проточками новых баз должна повторяться до тех пор, пока не будет достигнута необходимая точность.
Повышение точности положения оси вала относительно оси планшайбы станка достигается благодаря тому, что при каждой проточке новых баз их форма все более приближается к геометрически правильной. Эллипс новой шейки под люнет уменьшается в сравнении с эллипсом ранее выполненной шейки пропорционально отношению расстояния от старой и новой шеек до планшайбы станка. Поэтому установку и выверку на станке длинных валов удается практически осуществить с меньшим числом переустановок, чем это обычно требуется для относительно коротких валов.