Materjali valik ja sissetulev ülevaatus
Ümmarguse terase muutmine täppisvõlli vardaks algab toormaterjali hoolika valiku ja range sissetuleva kontrolliga. Olenevalt rakendusest võib alusmaterjaliks olla madala süsinikusisaldusega teras, keskmise süsinikusisaldusega teras (nt AISI 1045), legeerteras (nt 4140 või 42CrMo) või roostevaba teras, sealhulgas 304, 316 ja 17-4PH. Ümmargune teras tarnitakse kuumvaltsitud, külmtõmmatud või sepistatud kujul ning selle keemilist koostist, kõvadust ja mikrostruktuuri tuleb kontrollida veski katsearuannete alusel. Sisemiste defektide, nagu praod, kandmised või poorsus, tuvastamiseks, mis võivad kahjustada lõplikku võlli varda, võib läbi viia ultrahelitesti või magnetosakeste kontrolli. Samuti kontrollitakse läbimõõtu, sirgust ja pinna seisukorda, et tagada materjali sobivus järgnevaks töötlemiseks. See esimene etapp on kriitiline, kuna valmis võlli varda kvaliteeti piirab põhimõtteliselt sissetuleva ümarterase kvaliteet.
Lõikamine ja tooriku ettevalmistamine
Kui ümarteras on heaks kiidetud, lõigatakse see lintsaagide, ketassaagide või abrasiivsete lõikemasinate abil vajaliku tooriku pikkuseks. Lõikepikkus peab arvestama töötlemisvaru, kuumtöötlemise moonutusi ja kinnitusnõudeid treimisel. Suure läbimõõduga võllide puhul võib toorik olla pügatud või leegiga lõigatud, kuid täppisvarraste puhul on eelistatud saelõikamine, kuna see annab puhtad kandilised otsad ja minimeerib materjali raiskamist. Pärast lõikamist on tooriku otsad sageli faasitud või kaetud, et hõlbustada tsentreerimist ja pakkimist. Kui võll vajab spetsiifilist teravoolu või paremaid mehaanilisi omadusi, võib tooriku enne töötlemist kuumutada ja sepistada või sepistada. Mõnel tootmisviisil töödeldakse ümmargust terast otse ilma sepistamiseta, eriti kui võll on väike või kui materjal on juba külmtõmmatud või treitud.
Kuumtöötlus ja mikrostruktuuri kontroll
Kuumtöötlusel on otsustav roll lõpliku võlli varda mehaaniliste omaduste määramisel. Sõltuvalt terase kvaliteedist ja hooldusnõuetest võib toorik või poolvalmis võll läbida normaliseerimise, lõõmutamise, karastamise ja karastamise või korpuse karastamise. Keskmise süsinikusisaldusega ja legeerteraste puhul kasutatakse suure tõmbetugevuse, voolavuspiiri ja löögitugevuse tasakaalu saavutamiseks tavaliselt karastamine ja karastamine. Roostevaba terase puhul võib korrosioonikindluse taastamiseks ja pingete leevendamiseks kasutada lahusega lõõmutamist. Kuumtöötlus tuleb läbi viia kontrollitud ahjudes, kus on täpne temperatuuri ja atmosfääri reguleerimine, et vältida dekarburiseerumist, oksüdatsiooni ja moonutusi. Pärast kuumtöötlemist sirgendatakse võlli latt sageli ning kontrollitakse selle kõvadust ja mikrostruktuuri. Ebapiisav kuumtöötlus võib põhjustada pehmeid kohti, pragusid või ebapiisavat väsimuskindlust, mistõttu on see etapp hädavajalik nõudlike rakenduste jaoks, nagu autovõllid, pumbavõllid ja hüdrovardad.
Toortreimine ja CNC-mehaaniline töötlemine
Kuumtöödeldud või normaliseeritud ümarteras siseneb seejärel töötlemisfaasi, alustades töötlemata treimisega. CNC-treipingil või treimiskeskusel on võlli varras kaetud, tsentreeritud ja pööratud, et eemaldada katlakivi, dekarbureeritud kiht ja liigne materjal. Töötlemata treimine määrab kindlaks põhiläbimõõdu ja pikkuse, jättes samal ajal poolviimistlus- ja viimistlusoperatsioonidele ühtlase varu. CNC-mehaaniline töötlemine tagab korratava täpsuse ja kaasaegsed treikeskused saavad ühe seadistusega teha mitu toimingut – treimine, soonimine, keermestamine, puurimine ja puurimine. Kiilusoonte, tasapindade, splintide või ristavadega võllide puhul kasutatakse nende funktsioonide täiendamiseks CNC-freespinke või frees-treimiskeskusi. Töötlemisprotsess peab kontrollima lõikekiirust, ettenihkekiirust, lõikesügavust ja jahutusvedeliku pealekandmist, et vältida töö kõvenemist, tööriista kulumist ja termilisi moonutusi, eriti roostevaba terase ja legeerterase töötlemisel.
Poolviimistlus ja täppistreimine
Pärast töötlemata töötlemist läbib võlli latt poolviimistluse ja täppisreimise, et jõuda lõplikele mõõtmetele. Selles etapis eemaldatakse toorik sageli pingetest või lastakse stabiliseerida, et vältida mõõtmete muutumist viimistlemisel. Poolviimistlus eemaldab ülejäänud varud, säilitades samal ajal kontsentrilisuse ja sirguse. Täpne treimine viib seejärel läbimõõdu, õlgade pikkused ja filee raadiused rangete tolerantside piiresse, mõõdetuna sageli millimeetri sajandikkudes. Kõrge täpsusega võllvarraste puhul võib treimise teostada CNC-treipinkidel, mis on varustatud pingestatud tööriistade, automaatsete tööriistavahetajate ja protsessisiseste mõõteseadmetega. Pinnaviimistlust jälgitakse hoolikalt, kuna see mõjutab väsimust, tihendusvõimet ja kulumiskindlust. Võllvarras võib selles etapis olla ka dünaamiliselt tasakaalustatud, kui see töötab suurel pöörlemiskiirusel.
Lihvimine, poleerimine ja pinnaviimistlus
Paljude võllvarraste puhul on lihvimine viimane töötlemisoperatsioon, millega saavutatakse nõutav mõõtmete täpsus ja pinnaviimistlus. Silindrilist lihvimist, tsentriteta lihvimist või CNC-lihvimist kasutatakse võlli lõpliku läbimõõduni viimiseks ja kuumtöötlemisest või treimisest tekkivate jääkmoonutuste parandamiseks. Lihvimine parandab ka ümarust, sirgust ja pinna karedust, mis on kriitilise tähtsusega laagripesade, tihenduspindade ja libisevate kinnituste jaoks. Pärast lihvimist võib võlli varda hõõrdumise vähendamiseks ja korrosioonikindluse parandamiseks poleerida, poleerida või superviimistleda. Kulumiskindluse ja väsimustugevuse suurendamiseks võib kasutada pinnatöötlusi, nagu kroomimine, nitreerimine, induktsioonkarastus või katmine. Roostevabast terasest varraste puhul tehakse passiivse oksiidikihi taastamiseks ja korrosioonikindluse maksimeerimiseks sageli passiveerimist.
Ülevaatus, testimine ja lõpptarne
Valmis võlli latt peab enne tarnimist läbima põhjaliku kontrolli. Mõõtmete ülevaatus kontrollib läbimõõtu, pikkust, väljavoolu, kontsentrilisust ja sirgust, kasutades mikromeetreid, nihikuid, näidikuid ja koordinaatmõõteseadmeid. Pinna karedust mõõdetakse profilomeetritega. Kõvaduskatse kinnitab, et kuumtöötlemine on saavutanud kindlaksmääratud omadused. Kriitiliste võllide puhul võib nõuda mittepurustavaid katseid, nagu ultrahelikontroll, magnetosakeste kontroll või värvaine läbitungimise testimine. Mehaanilisi katseid, sealhulgas tõmbekatseid ja löögikatseid, võib teha tüüpiliste proovidega. Lõpuks puhastatakse võlli latt, kaitstakse roostevastase õli või pakendiga ning märgistatakse jälgitavuse tagamiseks identifitseerimismärk. Täielik töötlemisprotsess ümarterasest vardani ühendab materjaliteaduse, täppistehnika ja range kvaliteedikontrolli, et tarnida komponente, mis vastavad auto-, tööstus-, hüdraulika- ja kosmoserakenduste nõudmistele.
