Сложность конструктивной формы распределительного вала - его недостаточная жесткость, высокие требования к точности обрабатываемых поверхностей вызывают особые требования к выбору методу методов базирования, закрепления и обработки вала, а также последовательности, сочетания операций и выбору оборудования. Однако далеко не на всех операциях обработки можно использовать их в качестве технологических. Поэтому в некоторых случаях технологическими базами выбирают поверхности центровых отверстий. В связи со сравнительно небольшой жесткостью вала на ряде операций при обработке его в центрах в качестве дополнительных технологических баз используют наружные поверхности предварительно обработанных шеек.
Типовой технологический маршрут обработки штампованных стальных распределительных валов осуществляется в следующей последовательности:
- Фрезерование торцов;
- Сверление центровых отверстий;
- Фрезерование технологических опорных баз на щеках;
- Обтачивание концов вала и шеек;
- Предварительное шлифование шеек;
- Обтачивание противовесов и щек;
- Термическая обработка - закалка шеек;
- Окончательное шлифование конца вала, шеек и фланца;
- Обработка отверстий во фланце и на концах вала;
- Растачивание поверхности посадочного отверстия под подшипник со стороны фланца;
- Отделочная операция поверхности шеек.
Вызываемая силами резания деформации распределительного вала в процессе обработки вынуждает прибегать после ряда операций к многократной правке его на прессе. Количество правок в зависимости от конструкции вала и вида производства колеблется в довольно широких пределах (от 3 до 9). Правка вызывает внутренние напряжения, которые могут привести к деформации вала при последующей его обработке, поэтому она является мало желательной операцией. В то же время устранение правки вызвало бы увеличение припусков на обработку и, следовательно, повышение трудоемкости механической обработки.
Токарная обработка шеек.
Шейки, можно обрабатывать на обычных токарных станках, но, так как распределительный вал является недостаточно жесткой деталью и при обработке имеет тенденцию изгибаться и скручиваться под действием сил резания, особенно при одностороннем приводе токарных станков, то для обработки шеек многоколенных валов применяют специализированные станки, у которых для уменьшения изгибающего и скручивающего моментов предусмотрен центральный или двусторонний привод.
Обработку вала, с помощью универсального токарно-фрезерного станка, обычно начинают со средней шейки и с плоскостей, прилегающих к ней щек. Вал устанавливают в центрах и крепят с двух сторон в гидравлических патронах с осевой фиксацией по переднему торцу. Обработку ведут широкими и фасонными резцами с переднего и заднего суппортов методом врезания. Частота вращения шпинделя станка по мере приближения резцов к оси вращения меняется. За время каждого цикла автоматически меняется и подача суппортов, что имеет важное значение при изменении глубины резания из-за штамповочных уклонов.
Закалка распределительного вала производится на двух автоматических линиях. В связи с тем, что нагрев детали производится охватывающими индукторами, после закалки допускается снижение твёрдости с HRC 62-52 до твёрдости заготовки в зоне галтелей на длине 6 мм максимум. Микроструктура закалённого слоя должна представлять собой мартенсит мелко- или средне - игольчатого строения или троостомартенсит. Шейки закаливаются на глубину 6,7-3,3 мм, а шейки под шкив - на глубину 1,8 - 4,7 мм на длине 60 мм с отступлением на 12 мм от торца конца вала.
Охлаждение детали при закалке совмещено с дополнительной промывкой.
Опорные шейки вала шлифуются на специальных полуавтоматах с многокамневой наладкой. Деталь устанавливается по центровым отверстиям, в осевом положении она фиксируется по предварительно шлифованному торцу Т, а крутящий момент передаётся поводком через отверстие во фланце. На указанном шлифовальном автомате шлифуются одновременно 5 х шеек вала.
Методы обработки:
1)Токарная обработка
Токарная обработка является сложным физическим процессом удаления припуска за счет стружкообразования с поверхности обрабатываемой заготовки, при котором возникают пластические и упругие деформации, процесс сопровождается большим трением, тепловыделением и т.д.
На заготовке различают следующие поверхности:
- Обрабатываемая поверхность - поверхность, которая будет удалена;
- Обработанная поверхность - поверхность, полученная после снятия
стружки;
- Поверхность резания - поверхность, образуемая на обрабатываемой заготовке непосредственно режущей кромкой резца.
Плоскость резания - плоскость, касательная к поверхности резания и проходящая через главную режущую кромку резца.
Основная плоскость - плоскость, параллельная продольной и поперечным подачам.
Рисунок№7. Поверхности обрабатываемой заготовки.
1 - обрабатываемая поверхность; 2 - обработанная поверхность;
3 - поверхность резца; 4 - плоскость резания; 5 - основная плоскость.