Администратор, Автор в Про металлообработку

Фрезерование

Фрезерование в массовом производстве совершенно вытеснило применявшееся ранее строгание и частично долбление. При обработке фрезерованием можно обеспечить значительно большую производительность, чем при строгании, так как посредством многолезвийного инструмента можно обрабатывать в единицу времени значительно большую поверхность, чем при обработке однолезвийным инструментом — резцом.

Повышение производительности при фрезеровании достигается также увеличением числа одновременно обрабатываемых заготовок и одновременно работающих режущих инструментов, сокращением продолжительности рабочих и холостых ходов обрабатываемой заготовки и инструмента.

Основными способами фрезерования, обеспечивающими повышение производительности обработки, являются:

параллельное, т.е. одновременное, фрезерование нескольких заготовок или нескольких поверхностей одной заготовки. Это может быть осуществлено установкой на одной оправке соответствующего числа цилиндрических, дисковых и фасонных фрез или торцовых фрез на различных шпинделях, а также с помощью одной торцовой фрезы большого диаметра или одной цилиндрической фрезы достаточной длины. При таком фрезеровании рез ко сокращается трудоемкость обработки вследствие совмещения машинного времени отдельных переходов и уменьшения вспомогательного времени;

последовательное фрезерование нескольких заготовок установленных в ряд на столе станка (или нескольких поверхностей одной заготовки), по мере их подвода к фрезе в процессе рабочего движения стола станка. В этом случае резко сокращается вспомогательное время, так как оно перекрывается машинным временем;

параллельно-последовательное фрезерование, при котором одновременную обработку нескольких заготовок (или нескольких поверхностей одной заготовки), установленных в один или несколько рядов на столе станка, комбинируют с последовательной обработкой. Применение этого способа наряду со снижением трудоемкости благодаря сокращению вспомогательного времени позволяет резко снизить машинное время;

фрезерование на поворотных столах и приспособлениях. В этом случае трудоемкость обработки уменьшается вследствие совмещения большой части вспомогательного времени с машинным, так как снимают обработанную заготовку и устанавливают новую во время фрезерования детали на другой позиции стола или в приспособлении;

фрезерование с подачей в обе стороны (маятниковая подача). Этот способ обработки является разновидностью предыдущего, его применяют для небольших поверхностей длинных заготовок, для которых использование поворотных устройств затруднено;

непрерывное фрезерование заключается в том, что обрабатываемые заготовки устанавливают на круглом не прерывно вращающемся столе или в барабанном устройстве и фрезеруют торцовыми фрезами, установленными на шпинделях станка. При таком фрезеровании штучное время может быть очень близким или равным машинному времени.

Рис. 1. Схема фрезерования плоских поверхностей:
а— цилиндрической фрезой; 6 — торцевой фрезой: в — встречное; г — попутное
д- вертикальной плоскости и паза дисковой трехсторонней фрезой; ж — паза
концевой фрезой: з — боковых плоскостей двумя торцовыми фрезами; и — сложного профиля набором фрез

Обработку плоских поверхностей фрезерованием производят цилиндрическими или торцовыми фрезами. При обработке плоской поверхности А заготовки 1 цилиндрической фрезой 2 (рис. 1, а) используют горизонтельно-фрезерные станки, на которых заготовку располагают горизонтально. Длина L фрезы при этом должна быть несколько больше ширины В обрабатываемой плоскости. Фреза 2 вращается с угловой скоростью, а заготовка 2 вместе со столом 3 станка перемещается с продольной подачей
Sпрод. При этом снимается припуск h.

Обработка плоских поверхностей торцевой фрезой 4 (рис. 1, б) точнее и производительнее по сравнению с фрезерованием цилиндрической фрезой. Для фрезерования широких плоскостей применяют крупные торцевые фрезы со вставными резцами. При обработке заготовок из цветных материалов (алюминий и его сплавы) применяют однозубые торцевые фрезы. Такие фрезерные операции рассчитывают на выполнение за один проход. Движение подачи заготовки 1, жестко связанной со столом 3, может быть прямолинейным или круговым в зависимости от типа станка и стола.

При большом выпуске деталей применяют одновременную обработку нескольких деталей, используя всю площадь стола станка и его большой ход.

На фрезерных станках плоские поверхности можно обрабатывать цилиндрическими фрезами при движении стола станка с закрепленной заготовкой навстречу направлению вращения фрезы, т.е. методом встречного фрезерования (рис. 1, в) или в том же направлении методом попутного фрезерования (рис. 1, г). В обоих случаях стружка, снимаемая каждым зубом фрезы, имеет форму запятой, но в первом случае толщина стружки постепенно увеличивается в процессе резания, а во втором уменьшается.

Достоинство встречного фрезерования заключается в плавном увеличении нагрузки на зуб и во врезании зубьев в металл под коркой. Недостатком этого метода является стремление фрезы оторвать заготовку от поверхности стола.

Точность фрезерования зависит от типа станка, инструмента, режимов резания и других факторов. При фрезеровании может быть достигнута точность 8-то, 11-го квалитетов, а при скоростном и тонком фрезеровании — 6-го, 7-го квалитетов. Шероховатость поверхности при чистовом фрезеровании может быть 4—6-го классов.

На рис. 1, д-и приведены различные виды обработки на
фрезерных станках.

Точность фрезерования зависит от типа станка, режущего инструмента, режима резания и других факторов. В обычных условиях точность обработки при фрезеровании достигает 7-го, 8-го квалитетов при скоростном фрезеровании и 6-го квалитета при тонком фрезеровании.

Материалы для абразивных инструментов.

В последнее время абразивные инструменты находят все более широкое применение в обработке резанием благодаря обеспечению высокой производительности, точности и минимальной шероховатости не только на чистовых операциях, но и при формообразовании фасонных профилей методом глубинного шлифования. Только абразивными инструментами
оказывается экономически целесообразной обработка современных труднообрабатываемых, сверхтвердых материалов и твердых сплавов. О
широком применении абразивных инструментов говорит тот факт, что парк станков для абразивной обработки достигает 20% от общего их числа, а в подшипниковой и некоторых других отраслях промышленности этот показатель достигает 60% и более.

Абразивные инструменты в своей основе содержат абразивные материалы, которые выпускаются в виде зерен и порошков и характеризуются высокими твердостью, прочностью, тепло- и износостойкостью.

По своему происхождению абразивные материалы делятся на естественные и искусственные. Последние, благодаря большей однородности и низкому содержанию примесей, получили наибольшее применение в производстве абразивных инструментов.

К искусственным абразивным материалам относятся: электрокорунды, карбиды кремния, карбиды бора, алмазы, КНБ (эльбор).

Электрокорунды получают плавкой в электрических печах боксита или глинозема, содержащих окись алюминия. В зависимости от процентного содержания корунда электрокорунды бывают следующих разновидностей:

нормальный электрокорунд марок 13А…16А содержит 93…96,5% корунда, характеризуется высокими прочностью и вязкостью, что позволяет использовать его как на чистовых, так и на обдирочных операциях при обработке различных металлов;

белый электрокорунд марок 22А…25А содержит 96…99% корунда и применяется для изготовления всех видов абразивных инструментов, а также микропорошков, используемых для обработки свободным абразивом;

хромистый электрокорунд марок 33А, 34А, титанистый электрокорунд марки 37А, хромотитанистый электрокорунд марок 91А…94А содержат 95…98% корунда с добавлением хрома и титана, что улучшает их абразивные свойства. Легированные электрокорунды применяются для изготовления всех видов абразивных инструментов и, по сравнению с обычными электрокорундами, обеспечивают значительное повышение производительности при обработке конструкционных и углеродистых сталей;

циркониевый электрокорунд марки 38А состоит из корунда (75…80%) и окиси циркония и используется для изготовления обдирочных кругов. По сравнению с кругами из электрокорунда круги из циркониевого электрокорунда работают на повышенных режимах резания, а их стойкость на обдирочных операциях увеличивается до 40 раз.

Монокорунд марок 43А…45А содержит 98% корунда, обладает высокими механическими и режущими свойствами и применяется для изготовления всех видов абразивных инструментов, используемых для обработки труднообрабатываемых сталей и сплавов.

Карбид кремния получают плавкой в электропечах кремнезема и материалов с высоким содержанием углерода (кокс, антрацит и т.п.). В зависимости от процентного содержания чистого карбида и цвета различают карбид кремния зеленый (SiC=<7%) и карбид кремния черный (SiC =< 95%):

карбид кремния зеленый марок 62С…64С обладает большими твердостью и абразивной способностью, но меньшей вязкостью. Изготавливается в виде кругов, брусков, абразивной шкурки, паст и применяется для обработки твердых сплавов (пластмассы, камень, мрамор и др.);

карбид кремния черный марок 52С…54С отличается большей хрупкостью и применяется для обработки заготовок из чугуна, цветных металлов, неметаллических хрупких материалов.

Карбид бора марки КБ получают плавкой шихты из технической борной кислоты B2O3 и нефтяного кокса. Карбид бора содержит 84…93% кристаллического карбида бора B4C, имеет малую зернистость, очень высокую твердость и хрупкость, и поэтому его выпускают в виде порошков и паст и используют для обработки (доводки) незакрепленным зерном деталей из твердого сплава и чугунов.

Алмаз синтетический выпускают в виде зерен размерами 0,1…3000 мкм и применяют для изготовления кругов, паст, брусков, а также карандашей и роликов для правки шлифовальных кругов. При обработке твердых сплавов шлифованием, резке и доводке используют кристаллические синтетические алмазы марок АС2…АС6, АС15, АС20, АС32, АС50 или поликристаллические марок АРК4, АРС3 с покрытием зерен карбидом вольфрама (К) и кремнием (С), повышающих их производительность и прочность. Микропорошки марок АСМ и АСН нормальной и повышенной режущей способности применяют для изготовления всех видов абразивных инструментов, а также в виде паст для доводки и притирки.

Кубический нитрид бора (эльбор) применяют для обработки изделий из легированных и закаленных сталей. В зависимости от вида сырья для синтеза, способа получения, прочности и наличия покрытий эльбор производится следующих марок: ЛО, ЛП и ЛКВ – соответственно, обычной, повышенной и высокой механической прочности; ЛД – поликристаллический; ЛОМ и ЛОС – с покрытием пленками, содержащими кремень или углерод. Из эльбора изготавливают все виды инструментов.

Станки лазерной резки

Для превращения лазерного луча в инструмент, ему или обрабатываемой заготовке нужно сообщить движение подачи по траектории, совпадающей с контуром получаемой детали, либо элементов детали. Машина, где выполняются эти условия, есть станок лазерной резки.

Независимо от своей классификационной принадлежности, практически все станки лазерной резки, за исключением специальных моделей для обработки различного металлопрофиля, имеют в своей конструкции стол, для размещения на нем листовой заготовки. Размеры стола согласованы со стандартными размерами металлического листа. Для повышения производительности, часто в конструкцию станка встраивается второй сменный стол (рис. 1). По данной схеме один стол находится в рабочей позиции – там происходит резка заготовки, второй стол находится в позиции загрузки–выгрузки – там происходит снятие готовых деталей после резки и загрузка заготовки для последующей обработки. Смена столов чаще происходит автоматически, по программе, иногда, на простых машинах, при
участии оператора. Применение такой конструкции значительно снижает время, затрачиваемое на установку-снятие деталей и заготовок, что в свою
очередь повышает производительность операции.

Рис. 1. Двухпаллетная схема станка лазерной резки

Для сообщения заготовке. режущей головке движения подачи в станках
лазерной резки предусмотрены различные приводные механизмы. Наиболее распространенный тип применяемых приводов — шарико-винтовая передача. Однако, в последнее время. наблюдается тенденция применения в механизмах приводов линейных асинхронных двигателей (ЛАД). Данная схема позволяет добиться более высоких скоростей движений, избежать частых мероприятий по обслуживанию приводных механизмов, повысить ресурс станка.

Особенностью конструкции станка лазерной резки является также наличие такого устройства или комплекса устройств. как световод. Он служит для доставки лазерного луча от лазерного генератора до режущей головки (рис. 2). В состав световода входят система зеркал, герметичный канал, при необходимости различные устройства, компенсирующие длину
луча. Для предотвращения перегрева зеркал лазерным лучом, они имеют
жидкостную систему охлаждения. В канале световода постоянно поддерживается избыточное давление воздуха для предупреждения попадания
туда пыли и других взвешенных частиц, что неблагоприятно сказывается
на качестве луча и последующем качестве резки.

Один из подходов классификации станков лазерной резки по возможности обрабатывать различные виды заготовок. Здесь выделяют следующие виды:

— станки для обработки только листовой заготовки, так называемые 2D станки — самая распространенная группа станков (рис. 3). Оснащаются жестко закрепленной режущей головкой. Из дополнительных возможностей некоторых моделей стоит отметить обработку трубной заготовки с применением различных зажимных приспособлений типа токарного патрона, нарезка резьбы и снятие фасок в предварительно вырезанных отверстиях;

– 2D + 3D станки для обработки, как листовой заготовки, так и различной объемной заготовки (штамповок, металлопрофиля, труб и т. д.). Как и станки первой группы имеют стол, на котором помимо обработки листовой заготовки, можно закреплять объемную заготовку. Также станки оснащаются вращающимся зажимным приспособлением для обработки трубной заготовки различного сечения. Главное отличие данного вида станков – подвижная в 3-х координатах режущая головка (рис. 4);

– 3D станки – узкоспециализированные высокопроизводительные решения для обработки различного металлопрофиля. Оснащаются автоматизированными погрузочными и разгрузочными устройствами различных конструкций (насыпные, конвейерные, подъемные и т. д.). Режущая головка – подвижная в 3-х координатах (рис. 5).

Применяемые термины 2D, 2D + 3D, 3D, в первую очередь относятся к обрабатываемой заготовке, а не к управляемым осям станка. При обработке двумерной заготовки – листа, профиль вырезаемой детали лежит в плоскости X, Y, хотя управление осуществляется по трем осям X, Y, Z. По Z происходит отслеживание неровностей заготовки (листа). То же самое можно сказать про обработку трехмерной заготовки (металлопрофиль, штамповка и т. д.). Тело вырезаемой детали трехмерно, а управление движением резака происходит по пяти осям X, Y, Z, A, B.

Таким образом, можно сказать, что 2D станки ведут 3-х осевую обработку, а станки 2D + 3D могут вести 5-ти осевую обработку.

Другой подход в классификации станков – по схемам движения стола и режущей головки. По данному признаку различают станки с «летающей оптикой», гибридные станки (с подвижным столом) и станки с неподвижной режущей головкой. Станки с «летающей оптикой» – самая распространенная схема. Согласно данной схеме стол с заготовкой неподвижны. Все движения совершает режущая головка (рис. 6), а т. к. стол с заготовкой неподвижны, здесь достигаются самые высокие скорости движений. Из недостатков стоит отметить ограниченность доступа в рабочую зону станка, из-за чего на данных установках применяют второй сменный стол.

Рис. 6. Схема движений станка с «летающей» оптикой

В гибридных станках стол с заготовкой совершают движение по оси Х, режущая головка совершает движения по оси Y (рис. 7). Число станков по
данной схеме постоянно увеличивается, так как они отличаются простотой конструкции, стабильным качеством резки, хорошим доступом к заготовке. В качестве недостатка отмечу относительно невысокую скорость перемещений.

Рис. 7. Схема движений станка гибридного типа

Станки с неподвижной режущей головкой – наименее распространенная схема. Здесь все движения совершает либо стол с заготовкой, либо одна заготовка, удерживаемая захватами (рис. 8), а так как длина луча практически не изменяется, то в данном случае достигается высокая стабильность качества резки. Из недостатков следует отметить, невозможность обработки относительно тяжелых заготовок и невысокую скорость перемещений.

Рис. 8. Станок с неподвижной режущей головкой

Существуют и другие подходы к классификации, предлагаемые различными производителями данного оборудования.

В настоящий момент производители предлагают богатый выбор оборудования лазерной резки. Станки отличаются как по основным параметрам, так и по возможностям. Данное обстоятельство подразумевает определенные трудности выбора нужного оборудования. подходящего под требования конкретного производства. Основные моменты, на которые следует обратить внимание при выборе оборудования лазерной резки следующие:

— в первую очередь следует определиться, что будет обрабатываться на станке лазерной резки. Либо это будет только металлический лист (2D резка), металлический лист и объемная заготовка (2D + ЗD резка), либо это будет только объемная заготовка (3D резка). Данный пункт, в первую очередь влияет на стоимость оборудования и в некоторой степени на габаритные размеры оборудования;

— если станок оборудован столом для размещения металлического листа, то следует определиться с размером стола. Существует ряд самых распространенных размеров: 1250х1250: 1250х2500: 1500х3000: 2000х4000:
3000х6000 мм. Данный параметр напрямую связан с размером листовой
заготовки, которая будет обрабатываться на станке. При выборе станка для обработки металлопрофиля (3D резка), следует обратить внимание на длину и максимально возможный размер поперечного сечения обрабатываемого профиля;

— крайне важно определиться с мощностью лазерного генератора. Параметр влияет на максимальную толщину обрабатываемого материала. Причем следует заметить, что мощность лазерного генератора существен но влияет на потребление станком электроэнергии и стоимость станка;

– следует также иметь ввиду, что многие производители оборудования лазерной резки, опционально оснащают свои станки дополнительными приспособлениями и оснасткой существенно расширяющими возможности
оборудования. Например, на станках 2D резки может устанавливаться вращающийся шпиндель для обработки трубной заготовки. Или, если станок оснащен системой смены режущих головок, то в качестве инструмента может работать резьборезная головка с метчиком и головка с зенковкой для снятия фасок в предварительно вырезанных отверстиях.

Основные части и конструктивные элементы режущих инструментов

Любой из режущих инструментов имеет рабочую (режущую) и крепежную части. В основе режущей части лежит клин, предназначенный для снятия стружки.

Крепежная часть, оформленная в виде корпуса или хвостовика, служит для установки, базирования и закрепления инструмента на станке.

Режущий клин ограничен двумя поверхностями: передней, по ко-торой сходит стружка, и задней, обращенной к поверхности резания, которая образуется после снятия стружки. Если эти поверхности пло-ские, их называют гранями. При пересечении они образуют режущую кромку (лезвие).

Различают главную и вспомогательную режущие кромки. Первая служит для срезания основной части припуска, а вторая – лишь частично участвует в этом процессе и служит для зачистки и окончательного формирования обработанной поверхности. У некоторых инструментов, например резьбонарезных, вспомогательные режущие кромки отсутствуют. Для обеспечения работоспособности многолезвийных инструментов пространство между зубьями должно быть достаточным по объему для свободного размещения снимаемой стружки. С этой же целью на передних поверхностях часто предусматривают углубления, уступы и другие элементы для завивания или дробления стружки. При большой ширине срезаемых слоев на режущих кромках делают канавки или выемки для деления стружки по ширине и рационального распределения нагрузки между зубьями.

У многих режущих инструментов (сверла, зенкеры, развертки, про-
тяжки и др.) рабочая часть делится на режущую и калибрующую.

Режущая часть служит для снятия основного припуска, а калибрующая – для окончательного формирования обработанной поверхно-
сти и восполнения режущей части инструмента при переточках. В неко-
торых случаях она также служит для направления инструмента и обес-
печения его самоподачи, например у резьбонарезных инструментов.

У инструментов для обработки отверстий калибрующая часть оформляется в виде ленточек, на которых расположены вспомогательные режущие кромки. При этом ленточки служат для направления и базирования инструментов в отверстии, а вспомогательные кромки – для окончательного формирования обработанной поверхности отверстий. Для предотвращения защемления инструментов в отверстии и снижения сил трения на ленточках вследствие упругой деформации обработанных поверхностей, как правило, предусматривается небольшая обратная конусность, т.е. уменьшение наружного диаметра инструмента в направлении к хвостовику.

Для подвода смазочно-охлаждающих технологических средств
(СОТС) в рабочей части инструментов могут быть выполнены внутренние каналы.

В зависимости от назначения инструмента и формы поверхности
детали режущие кромки по форме могут быть прямолинейными, винтовыми или фасонными.

Винтовые стружечные канавки и режущие кромки, располагаемые
на них, обеспечивают лучшие условия удаления стружки из зоны резания и более равномерную работу инструмента.

Работоспособность, прочность и стойкость всех режущих инструментов зависят от материала, из которого изготовлен режущий клин, физико-механических свойств обрабатываемого материала (твердость, прочность и др.) и от углов заточки режущего клина, называемых геометрическими параметрами инструмента. На оптимальное значение последних влияют режимы резания: скорость v, подача s и глубина t.

На рабочих чертежах инструментов не принято указывать угол заострения  режущего клина. Приводят только значения углов заточки: переднего  и заднего  , имея в виду, что   90  (  ) . Эти углы отсчитываются от координатных плоскостей: основной и плоскости резания, задаваемых кинематикой взаимодействия инструмента и заготовки в процессе резания. Положение взаимно перпендикулярных координатных плоскостей (рис. 1, а) определяется двумя линиями: режущей кромкой и векторами скорости резания (плоскость резания) и подачи (основная плоскость). Передний угол  – это угол между передней плоскостью и плоскостью, перпендикулярной к плоскости резания. Задний угол  – это угол зазора между задней поверхностью и плоскостью резания. Если в сечении, нормальном к режущей кромке, передняя и задняя поверхности инструмента криволинейны, то их заменяют прямыми, касательными к ним (рис. 1, б). Кроме обязательных углов  и  , режущие кромки могут быть заточены также с углами в плане 
и 1  и с углом  наклона главной режущей кромки к основной плоскости.

Рис. 1. Сечение режущего клина инструмента плоскостью, нормальной к главной режущей кромке: а – передняя и задняя поверхности (грани) прямолинейные; б – передняя и задняя поверхности криволинейные

На форму режущих кромок, а также стойкость инструмента, производительность и точность изготовления детали оказывают влияние принятый метод формообразования поверхности детали и принятая схема резания.

Окончательное формообразование поверхности детали может быть
осуществлено методами: следа, копирования и обката.

При использовании метода следа (рис. 2, а) обработанная поверхность образуется вершиной режущей кромки в соответствии с формой траектории ее движения, задаваемой станком.

Форма режущей кромки совпадает с образующей обработанной поверхности только при методе копирования (рис. 2, б), реализуемом при радиальной подаче инструмента.

Рис. 2. Методы формообразования инструментом (И) поверхности детали (Д) при точении: а – по следу; б – копирования; в – огибания

При методе обката (рис. 2, в) обработанная поверхность является огибающей различных положений режущей кромки, которые обеспечиваются кинематикой процесса обработки, т. е. согласованными движениями инструмента и заготовки.

Под схемой резания понимают последовательность удаления припуска режущими кромками. В конструкциях режущих инструментов применяются следующие схемы резания: профильная, генераторная, комбинированная, одинарного и группового резания.

При профильной схеме режущие кромки подобны профилю обработанной поверхности, а припуск удаляется за счет превышения каждого последующего зуба над предыдущим. Таким образом, обработанная поверхность окончательно формируется последним режущим зубом, т.е. применяется комбинированная схема.

При генераторной схеме форма режущей кромки не совпадает с профилем детали, а обработанная поверхность формируется последовательно всеми зубьями инструмента. При этом качество поверхности несколько ухудшается, но удается значительно увеличить подачу и стойкость инструмента. В этом случае для снижения шероховатости поверхности последние зубья инструмента выполняют по профильной схеме.

Эти схемы резания, а также одинарная и групповая схемы используются главным образом при протягивании и служат для перераспределения нагрузки между зубьями.

При заточке режущих клиньев на зубьях, предназначенных для чистовой, окончательной обработки, необходимо обратить внимание на остроту лезвия, которая характеризуется радиусом скругления  , и назначаемую толщину срезаемого слоя. На инструментах из быстро режущей стали после заточки и доводки минимальное значение радиуса  =0,005 мм. Затупление режущего клина вызывает увеличение этого радиуса, и при az 0,02 мм вместо резания происходит смятие и уплотнение срезаемого слоя (рис. 3, а). При этом возможно появление нароста и резкое ухудшение качества обработанной поверхности. Снятие минимальной толщины среза требует тщательной заточки и доводки рабочих поверхностей режущего клина.

Рис. 3. Форма режущего клина при:
а – заточке; б – износе по передней грани; в – износе по задней грани

При работе с большими подачами износ клина концентрируется на
передней поверхности в форме лунки (рис. 3, б), а при снятии тонких
стружек и при обработке хрупких материалов – на задней поверхности в
виде площадки износа (рис. 3, в). Это необходимо учитывать при на-
значении припуска на переточку и выборе формы режущих зубьев и
методов их заточки.

Особенности обработки кулачковых, эксцентриковых и коленчатых валов

Кулачковые и эксцентриковые валы выполняют цельными и сборными. Сборными валы изготовляют тогда, когда размеры кулачков и эксцентриков резко отличаются от размеров вала. Кроме того, выполнять валы в этом случае цельными было бы сопряжено с большими затратами металла и времени на обработку резанием. В этом случае кулачки и эксцентрики целесообразнее изготовлять отдельно от вала, закрепляя их затем на валу различными способами.

Цельными кулачковые и эксцентриковые валы изготовляют при малом эксцентриситете с одним, двумя и более эксцентриками (рис. 2). При небольших сериях выпуска заготовки для таких валов получают из круглого проката, диаметр которого устанавливают с учётом припуска на обработку и вписывания размеров всех эксцентриков в окружность заготовки.

Существенными операциями технологического процесса изготовления эксцентриковых валов являются обтачивание и шлифование образующих поверхностей эксцентриков. Для этой цели на торцах предварительно выправленной и подрезанной заготовки засверливают столько пар центровых отверстий, сколько эксцентриков (или пар эксцентриков) расположено на валу (рис. 1). Расстояние центровых отверстий эксцентриков от оси вала определяется эксцентриситетом. Точность эксцентриситета зависит от точности центрования, которое выполняется по разметке или с большей точностью по кондуктору. После обработки опорных шеек вала обрабатывают наружные поверхности эксцентриков, переставляя заготовку на соответствующие центровые отверстия.

Обработку можно выполнить также и при помощи трёхкулачкового самоцентрирующего патрона, подкладывая под один из кулачков пластинки определённой толщины Т, которая определяется по эмпирической формуле:

где е – эксцентриситет, мм; d – диаметр детали, закрепляемой в патроне, мм.

Коленчатые валы пищевых машин имеют обычно простые конструктивные формы (одноколенные) (рис. 3). Заготовку получают свободной ковкой из круглого проката (сталь 50), затем её подвергают нормализации и производят правку на прессе.

Наиболее существенное требование заключается в обеспечении параллельности шатунной и коренных шеек (допускаемое отклонение составляет 0,02 мм) и точности расположения обеих коренных шеек. Радиальное биение коренных шеек относительно оси коленчатого вала должно быть не более 0,03 мм.

Обработка коленчатого вала при таких высоких требованиях к точности, шероховатости поверхности и уравновешенности коренных и шатунных шеек производится обычно на специальных токарных станках. Станок имеет две приводные бабки, снабжённые делительными механизмами для установки любой шейки вала по оси шпинделей.

Если щёки коленчатых валов очерчиваются каким-либо криволинейным контуром, то их обработка производится на специальных многосуппортных копировальных полуавтоматах. Для шлифования шатунных шеек коленчатых валов применяют шлифовальные станки с такими же патронами и делительными устройствами.

При отсутствии специального оборудования обработка коленчатых валов осуществляется на универсальных токарных и шлифовальных станках с применением приспособлений.

Обработка щёк коленчатых валов по контуру производится строганием, фрезерованием фасонными фрезами (в обоих случаях с предварительной разметкой контура).