Почему длинный вал закаливают с отпуском до чистового точения

Откуда берётся искажение

Причин несколько: напряжения от ковки или прокатки в заготовке; тепло резания и усилие зажима при точении; изменение объёма при превращении структуры в термообработке; провис от собственного веса. На длинном валу малого диаметра последнее особенно заметно.

Если после чернового точения сразу точить в размер, первые напряжения продолжают сниматься, пока вал лежит и пока его обрабатывают, и вал гнётся. Чем ближе размер к границе поля допуска, тем меньше нужно изгиба, чтобы выйти из него.

Порядок операций

Наш порядок: резка, ковка, нормализация или отжиг, черновое точение, закалка с высоким отпуском, получистовое точение, чистовое точение, шлифование, ультразвуковой контроль и приёмка.

1. 01

   Черновое точение

   Съём по ступеням с припуском 3–5 мм, чтобы первый круг напряжений ушёл.

2. 02

   Закалка с отпуском

   Закалка и высокий отпуск дают однородный отпущенный сорбит и готовят структуру к дальнейшей обработке и поверхностной закалке.

3. 03

   Чистовое точение

   Точение с люнетом, с контролем глубины и подачи, чтобы уменьшить отжатие инструмента и следы вибрации.

4. 04

   Шлифование

   На посадочных поверхностях под подшипники и уплотнения оставляют припуск; черновое и чистовое шлифование разделяют, чтобы тепло шлифования не внесло напряжения заново.

5. 05

   Контроль

   Кованые валы проверяют ультразвуком до чистовой обработки, чтобы выявить внутренние дефекты раньше.

Что проверяем

Перед отгрузкой длинного вала — три проверки: ультразвук, твёрдость, биение.

1. 01

   Ультразвуковой контроль

   Ищет включения, трещины и флокены внутри поковки. Протокол идёт вместе с деталью.

2. 02

   Твёрдость

   Измеряют в нескольких точках по сечению после отпуска: равномерность показывает, прошла ли термообработка до сердцевины.

3. 03

   Радиальное биение

   Измеряют по всей длине на призмах или в центрах. Хуже всего вал, прямой по концам и выгнутый в середине: он будет вибрировать при вращении.

Что уточняем сверх чертежа

На чертежах валов часто есть только размеры и допуски, без требований к термообработке и контролю. Если их нет, мы говорим об этом на согласовании чертежа, а не объясняем после, почему применили типовой процесс.

Если вал идёт под подшипник или муфту, допуски посадки, положение шпоночного паза и радиусы галтелей лучше подтвердить до заказа. Переделка этих мест означает новый вал.