Тяжелые валы, как правило, имеют центральное отверстие, которое выполняется для уменьшения веса, для более полного контроля качества материала и размещения внутри вала регулирующих устройств машины.

Заготовки для тяжелых валов получают свободной ковкой на прессах и молотах. Исходным материалом для заготовки является слиток. После ковки заготовки подвергают отжигу для снятия внутренних напряжений и нормализации. В последнее время заготовки пустотелых валов фланцевого типа получают электрошлаковой сваркой из предварительно подготовленных полуцилиндров (корыт) и фланцев. Корыта вырезают и гнут из проката; фланцы вырезают или отливают. При этом варианте достигается большая экономия материала и снижение трудоемкости последующей механической обработки. После термообработки от концов заготовки отрезают пробы для химического анализа и механических испытаний материала.

Технология механической обработки тяжелых валов имеет следующие особенности. Вначале производят разметку заготовки для проверки ее годности для обработки, получения рисок для сверления центрового гнезда, а также выверки заготовки при установке на станке.

Зацентровку производят на стационарном или переносном горизонтально-сверлильном станке (головке) с установкой заготовки в призмы. Токарную обработку выполняют за несколько установов. При первом установе один конец заготовки зажимают в кулачках планшайбы, а другой, зацентрованный, поджимают центром задней бабки. Регулируя кулачки, выверяют заготовку по разметочным рискам на ее наружной поверхности. Этой установкой пользуются только для обтачивания шеек вала под люнеты.

Обдирку и последующую обработку производят с креплением вала кулачками планшайбы и установкой в люнет. Обработку в центрах не практикуют из-за износа центровых гнезд, вызываемого большим весом заготовки и значительной длительностью токарной операции. При каждой новой установке заготовку выверяют на биение индикатором, используя специальные контрольные пояски.

У полых валов глубокое сверление производят после предварительной токарной обработки наружных поверхностей, т.к. для выверки при установке заготовки на станке перед глубоким сверлением должны быть подготовлены базы.

Окончательную обработку шеек валов 6…9 квалитетов точности диаметром до 300…350 мм производят на шлифовальных станках. Отделку шеек более крупных валов производят широким пружинящим резцом, обеспечивающим шероховатость R_a2,5…0,63 мкм, а также обкаткой уплотняющим роликом.

Для изготовления эксцентриковых (кулачковых) и коленчатых (кривошипных) валов требуются специальные станки.

Так, основными операциями механической обработки коленчатых валов являются:

1) обработка технологических баз (торцов, центровых отверстий, платиков).

2) обработка коренных и шатунных шеек, щек и галтелей.

3) обработка масляных каналов, обработка отверстий во фланце и на концах вала, отделка поверхностей шеек, балансирование вала.

4) закалка шеек.

Сейчас применяют четырехпозиционные фрезерно-центровальные станки для фрезерования торцов, платиков на двух крайних щеках (угловые базы) и сверления центровых отверстий (четвертая позиция разгрузочно-загрузочная). Так же применяются балансировочно-центровальные станки, которые центрируют заготовки не по геометрической оси, а по оси инерции. Здесь заготовка автоматически изменяет свое положение во вращающемся приспособлении так, что при определенной частоте вращения ось инерции ее совмещается с осью центровочных сверл, установленных в шпинделях станка. После создания технологических баз на длинных валах производят токарную и шлифовальную обработку средней коренной шейки, которая в дальнейшем используется для установки люнета. Затем производят токарную и шлифовальную обработку остальных коренных шеек с одновременной обработкой щек и галтелей.

Шатунные шейки обтачивают либо попарно, либо все одновременно. В этом случае вал вращается вокруг оси коренных шеек, а суппорты движутся вместе с обрабатываемыми шейками, воспроизводя движения шатунов, закрепленных на этих шейках.

Отделка поверхностей шеек производится после термообработки на шлифовальных, полировальных или на станках для суперфиниша.

Между токарными и шлифовальными операциями заготовка вала подвергается правке, а в некоторых случаях – правке центровых отверстий. При крупносерийном и массовом производстве токарные, сверлильные, шлифовальные и др. станки встраиваются в автоматические линии. Причем, для повышения усталостной прочности сильно нагруженных коленчатых валов применяют их поверхностное упрочнение – обкатку галтелей шеек роликовыми или шариковыми накатками.