Podczas projektowania maszyn lub ich części występuje konieczność przeanalizowania i przedstawienia konkretnego procesu produkcyjnego bądź wytwórczego. Składa się on ze wszystkich czynności zmierzających do tego, aby wizje konstruktora przekształcić na namacalny wyrób. Rozważania zaczyna się od procesu technologicznego, czyli ciągu kolejnych przemian jakim podlega wstępny surowiec, przed uzyskaniem finalnego wyrobu. Na taki proces składać się musi wiele operacji, które obejmują czynności wykonane na jednym stanowisku pracy (np. przy jednej obrabiarce). Kolejny szczebel w hierarchii procesu technologicznego to zabieg, czyli czynności które nie wymagają zmiany narzędzi, ani parametrów pracy urządzenia. Zabieg z kolei może być również prosty lub złożony. Zabieg prosty obejmuje obróbkę jednej powierzchni, zabieg złożony obejmuje obróbkę kilku powierzchni, ale zawsze jednym narzędziem lub jednym zespołem narzędzi i bez konieczności zmiany obrotów wrzeciona lub posuwu stołu czy suportu. Pojedynczy zabieg może obejmować tylko jedno lub kilka przejść narzędzia (zespołu narzędzi), w czasie których zdejmowane są kolejno warstwy materiału.
Technologia wykonywania wałów
Proces technologiczny wałka opiera się głównie na toczeniu i szlifowaniu, więc najczęściej stosowanymi maszynami są tokarki i szlifierki. Na wstępie wykonania wału należy dobrać odpowiedni półfabrykat, najczęściej stosuje się stal konstrukcyjną, jednak dostawcy materiałów proponują wiele gatunków:
– stal ogólnego przeznaczenia,
– stal konstrukcyjna niskostopowa,
– stal do ulepszania cieplnego,
– stal do nawęglania (duża twardość),
– stal do azotowania (wysoka odporność na ścieranie),
– stal konstrukcyjna wysokiej jakości.
Posiadając wybrany półfabrykat można zastanawiać się nad wyborem baz obróbkowych. Wybór powierzchni na bazę do pierwszej operacji powinien opierać się na wyselekcjonowaniu najdokładniej wykonanej powierzchni lub możliwie największej. Duże powierzchnie ustalające pozwalają na rozmieszczenie elementów ustalających w większych odległościach, co znacznie wpływa na zmniejszenie bądź uniknięcie błędów wynikających z ustalenia przygotówki.
W celu ustalenia przedmiotu w uchwycie, konstruktor dobiera specjalne elementy umożliwiające odebranie odpowiedniej liczby stopni swobody detalu. Rodzaj dobranej części zależy od kształtu i stanu powierzchni na której przedmiot zostanie ustalony. Zaleca się stosowanie znormalizowanych elementów, ze względu na brak konieczności wytwarzania nowych. W przypadku obróbki wałów do stosuje się uchwyty z centrowanym kłem, bądź uchwyty z centrowanym trzpieniem.
Proces technologiczny
Osoba odpowiedzialna za zaplanowanie procesu technologicznego wykonuje specjalną dokumentacje, która zawiera:
– kartę technologiczną,
– instrukcję technologiczną (karta instrukcyjna obróbki i montażu),
– wykaz pomocy warsztatowych (uchwytów, narzędzi do obróbki i montażu),
– kartę normowania czasu i materiału,
– rysunki materiałów wyjściowych i półfabrykatów.
Zakres dokumentacji zależy od wielkości produkcji (jednostkowa, małoseryjna, wielkoseryjna, masowa). Większa ilość produkowanych wyrobów powoduje bardziej szczegółowe prowadzenie produkcji, stąd konieczność sporządzania dokumentacji z kartami technologicznymi i kartami instrukcyjnymi.
Ramowy proces technologiczny wałka stopniowanego bez obróbki cieplnej
1) przecinanie materiału,
2) prostowanie,
3) nakiełkowanie,
4) obróbka zgrubna,
5) obróbka kształtująca,
6) toczenie powierzchni stożkowych i kształtowych,
7) frezowanie rowków wpustowych,
8) wykonanie wielowypustów,
9) wykonanie gwintów na zewnętrznych powierzchniach walcowych,
10) wykonanie otworów poprzecznych,
11) obróbka wykańczająca,
12) obróbka bardzo dokładna,
13) kontrola jakości,
14) wykonanie otworu (otworów) osiowego.
Ramowy proces technologiczny wałka stopniowanego nawęglanego i hartowanego na niektórych powierzchniach:
1) przecinanie materiału,
2) prostowanie,
3) nakiełkowanie,
4) obróbka zgrubna,
5) obróbka kształtująca powierzchni, które mają być hartowane,
6) nawęglanie,
7) obróbka kształtująca pozostałych powierzchni,
8) hartowanie i odpuszczanie,
9) prostowanie,
10) poprawienie nakiełków,
11) obróbka wykańczająca,
12) obróbka bardzo dokładna,
13) kontrola jakości.
