Materiał wyjściowy i obróbka zgrubna

Z pręta mogą być wykonywane tylko małe ślimaki stalowe, większe powinny być wykonywane z odkuwek. Zaletami odkuwek są nie tylko mniejsze naddatki materiałowe i przez to tańsza obróbka, ale również większa wytrzymałość z uwagi na korzystniejszy układ włókien.

Odkuwki mogą być wykonywane jako swobodne, albo matrycowe. Te ostatnie mogą być wykonywane na młotach, lub na poziomych maszynach kuźniczych, tzw. kuźniarkach. Odkuwki matrycowe wymagają kosztownych matryc, zapewniają jednak mniejsze naddatki na obróbkę, a przez to i mniejsze zużycie materiału oraz krótszy czas obróbki. Toteż w produkcji średnio- i wielkoseryjnej najczęściej są stosowane właśnie odkuwki matrycowe, wykonywane zwykle na kuźniarkach. W porównaniu z odkuwkami wykonanymi na młotach są one dokładniejsze i mogą mieć mniejsze zbieżności kuźnicze. Końce wałków kutych na kuźniarkach mogą nie mieć zbieżności, co jest niemożliwe przy kuciu na młotach.

Po odkuciu i obcięciu gratu, który powstaje w płaszczyźnie podziału matrycy, odkuwka musi być poddana obróbce cieplnej. Zależnie od rodzaju stali, odkuwki poddaje się wyżarzaniu normalizującemu, tzw. normalizowaniu, albo wyżarzaniu zmiękczającemu, czyli tzw. sferoidyzacji. Celem tych zabiegów jest ujednorodnienie materiału i zapewnienie możliwie jak najlepszej struktury z uwagi na późniejszą obróbkę skrawaniem. Chodzi tu głównie o obrabialność ścierną i energetyczną, dzięki którym polepsza się trwałość narzędzia oraz zmniejsza opór skrawania, co ma szczególnie duże znaczenie przy zgrubnej obróbce uzębienia.

Ślimaki, dla których nie przewiduje się później żadnej obróbki cieplnej, można ulepszać przed obróbką skrawaniem. Ulepsza się je wtedy od razu do wytrzymałości żądanej od gotowego ślimaka. Tego rodzaju postępowanie nie jest wskazane, jeśli zmniejszy się zbytnio obrabialność stali. Ponadto pozostają wtedy nieusunięte naprężenia wywołane zgrubną obróbką uzębienia. Naprężeń tych nie należy lekceważyć zwłaszcza przy obróbce dużymi wiórami, jaką stosuje się przy dużych modułach. Najczęściej więc ulepszanie cieplne dużych ślimaków przeprowadza się już po nacięciu zgrubnym uzębienia.

Pomimo, że ślimaki są całkowicie obrabiane, odkuwki powinny być poddane obróbce powierzchniowej (śrutowaniu lub bębnowaniu), co zapewnia lepsze warunki pracy dla ostrzy skrawających pierwszą warstwę surowej odkuwki.

Obróbkę ślimaków nasadzanych rozpoczyna się od obróbki otworu, natomiast obróbkę ślimaków jednolitych — od obróbki nakiełków. Stanowią one bazy obróbkowe dla następnych operacji.

W ślimakach nasadzanych otwór można wykonać przed obróbką innych powierzchni albo łącznie z pierwszą operacją toczenia. W pierwszym przypadku otwór jest wiercony i dwukrotnie rozwiercany (raz zgrubnie, a drugi raz dokładnie) na wiertarce albo też wiercony i rozwiercany na wiertarce, a następnie przeciągany na przeciągarce. Operacji przeciągania trudno jest uniknąć, ponieważ otwór ma zwykle jeden lub więcej rowków na wpust lub wypusty. W produkcji jednostkowej pojedynczy rowek może jednak być dłutowany, w produkcji seryjnej natomiast nawet pojedyncze rowki są przeciągane. Obróbkę otworu obrabianego łącznie z powierzchniami zewnętrznymi najwygodniej jest przeprowadzić na rewolwerówce. Dalsze operacje, a więc toczenie drugiej strony oraz toczenie dokładne, przeprowadza się zamocowując ślimak na trzpieniu. Rowek na wpust wykorzystuje się do „zabierania".

Na rewolwerówkach mogą być również obrabiane ślimaki jednolite, zwłaszcza wykonywane z pręta. Można wtedy połączyć obróbkę nakiełków z obróbką innych powierzchni.

Obróbkę jednolitych ślimaków kutych rozpoczyna się od nakiełków. Aby uzyskać możliwie jak najlepszą współosiowość obu nakiełków, czołowe powierzchnie odkuwki należy splanować. Najkorzystniej jest oba te zabiegi wykonać w tym samym zamocowaniu na frezarko-nakiełczarce.

Obróbka ślimaka toczeniem zależy z jednej strony od seryjności produkcji, a z drugiej — od posiadanego parku obrabiarkowego. W produkcji jednostkowej lub małoseryjnej ślimak obrabiać można na zwykłych tokarkach. W produkcji średnio i wielko seryjnej obróbkę ślimaków przeprowadza się na szybkobieżnych tokarkach półautomatycznych, względnie na tokarkach kopiowych lub na tokarkach wielonożowych. Toczenie wielonożowe jest bez wątpienia najwydajniejsze. Nie zapewnia ono jednak tej dokładności i gładkości, jaką można uzyskać przy toczeniu pojedynczym nożem. Tokarki kopiowe są szczególnie przydatne do obróbki ślimaków globoidalnych. Odpowiedni kształt kopiału pozwala bez trudu uzyskać wklęsły kształt ślimaka. W razie braku kopiarki można również zwykłą tokarkę kłową zaopatrzyć w specjalne urządzenia do toczenia wklęsłej powierzchni. Urządzeniem tym jest ręcznie napędzany dodatkowy suport obrotowy umieszczony na dolnym suporcie totarki. W nim zamocowuje się nóż tokarski. W czasie ruchu obrotowego suportu wierzchołek noża zakreśla łuk o promieniu równym promieniowi krzywizny powierzchni zewnętrznej ślimaka w jego przekroju osiowym. Tokarek kopiowych można również użyć do toczenia ślimaków walcowych. Toczenie kopiowe jest jednak nieco mniej wydajne niż toczenie wielonożowe. Wymaga ono ponadto wykonania kopiału. Przy obróbce pojedynczym nożem otrzymuje się mniejsze odkształcenia, a tym samym większą dokładność i gładkość obróbkowej powierzchni. Ponieważ wymiana noża jest szybka i łatwa, przeto można stosować większe prędkości skrawania.

Obróbka ślimaka w kłach odbywa się najczęściej w dwóch lub w czterech zamocowaniach. W tym ostatnim przypadku dwa zamocowania poświęcone są obróbce zgrubnej, a dwa — dokładnej. Obróbka ślimaka wymaga co najmniej dwóch zamocowań, ponieważ wał ślimaka jest stopniowany dwustronnie. W jednym zamocowaniu obrabia się powierzchnię zewnętrzną ślimaka oraz jeden koniec wału, a w drugim zamocowaniu — drugi koniec wału. Obróbka zgrubna i obróbka dokładna mogą być albo łączone w tej samej operacji, albo wykonane oddzielnie.

Nie wszystkie powierzchnie obrabia się od razu na wymiar ostateczny. Szereg powierzchni, jak np. czopy łożyskowe są po obróbce cieplnej szlifowane. Na powierzchniach tych trzeba więc zostawić odpowiednie naddatki. Poza tym nie wszystkie powierzchnie są utwardzane. W celu ochrony przed nawęgleniem pozostawia się na nich warstwę materiału o odpowiedniej grubości lub pokrywa je elektrolitycznie miedzią.

Drukuj