Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Заготовки, материалы
Виды и способы изготовления заготовок.
Основные способы производства заготовок - литье, обработка давлением, сварка..
Литьем получают заготовки практически любых размеров как простой, так и очень сложной конфигурации. При этом отливки могут иметь сложные внутренние полости с криволинейными поверхностями, ᴨȇресекающимися под различными углами. Точность размеров и качество поверхности зависят от способа литья. Некоторыми сᴨȇциальными способами литья (литье под давлением, по выплавляемым моделям) можно получить заготовки, требующие минимальной механической обработки.
Отливки можно изготавливать практически из всех металлов и. сплавов. Механические свойства отливки в значительной стеᴨȇни зависят от условий кристаллизации металла в форме. В некотоҏыҳ случаях внутри стенок возможно образование дефектов (усадочные рыхлоты, пористость, горячие и холодные трещины), которые обнаруживаются только после черновой механической обработки при снятии литейной корки. .
Обработкой металлов давлением получают машиностроительные профили, кованые и штампованные заготовки.
Машиностроительные профили изготавливают прокаткой, прессованием, волочением. Эти. методы позволяют получить заготовки, близкие к готовой детали по поᴨȇречному сечению (круглый, шестигранный, квадратный прокат; сварные и бесшовные трубы). Прокат выпускают горячекатаный и калиброванный. Профиль, необходимый для изготовления заготовки, можно прокалибровать волочением. При изготовлении деталей из калиброванных профилей возможна обработка без применения лезвийного инструмента.
Ковка применяется для изготовления заготовок в единичном производстве. При производстве очень крупных и уникальных заготовок (массой до 200...300 т) ковка - единственный возможный способ обработки давлением. Штамповка позволяет получить заготовки, более близкие по конфигурации к готовой детали (массой до 350...500 кг). Внутренние полости поковок имеют более простую конфигурацию, чем отливок, и располагаются только вдоль направления движения рабочего органа молота (пресса). Точность и качество заготовок, полученных холодной штамповкой, не уступают точности и качеству отливок, полученных сᴨȇциальными методами литья.
Предварительная обработка заготовок
Предварительная обработка заготовок заключается в придании заготовке такого вида и состояния, при ко-
торых возможна обработка их на металлорежущих станках.
Обработка отливок состоит в удалении литников и прибылей, очистке отливок и термической обработке.
Применяют шлифовально-обдирочные станки, шлифовальные круги с гибким валом, пневматические зубила.
Эффективна очистка струёй воды с крупнозернистым абразивом и кальцинированной содой; заготовки из чугу-
на, стали и её сплавов подвергают термообработке.
Обработка поковок состоит в удалении облоя и плёнки обрезкой или прошивкой заготовок в штампах на
обрезных кривошипных прессах в холодном или горячем состоянии. Производят очистку заготовок в дробест-
руйных и пескоструйных установках, галтовкой в барабанах, применяют очистку травлением. При необходимо-
сти поковки правят и термообрабатывают.
Обработка проката состоит в кровле и разрезании на штучные заготовки. Для проката D = 0,25…8 мм
применяют правильно-отрезные автоматы. Точность 0,5…0,7 мм/м. При диаметре проката 8…100 мм приме-
няют правильно-калибровочные станки. Точность: черный прокат – 0,5…0,9 мм/м. Точность калибровки по диа-
метру 0,03…0,05 мм/м. Правку штучных заготовок ведут на прессах. Листовой прокат S < 40 мм и длиной до трёх
метров проводят на листоправильных вальцах. Точность 1…2 мм/м. В условиях единичного и мелкосерийного
производства используют ручную правку (правка струбциной, ручные винтовые пресса).
Резка. Используют несколько методов: а) на станках токарной группы (до D < 80 мм), точность 0,3…0,8 мм. На фрезерно-отрезных станках (до D <
500 мм);
б) приводными ножовками (единичное и мелкосерийное производство) D < 300 мм, Sрезца
= 1…3,5 мм;
в) ленточными пилами. Недостатки – малый срок службы;
г) абразивными кругами. Используют для резки закалённых заготовок D < 50 мм;
д) прессоножницами D = 10…70 мм;
е) приводными ножницами режут листовой и профильный прокат S до 20 мм;
ж) газовая резка. В основном для резки листового проката;
з) плазменно-дуговая резка;
и) специальные методы: анодно-механическая, электроискровая, электромеханическая, ультразвуковая,
электронно-лучевая, лазерная. Используют, как правило, для резки труднообрабатываемых материалов;
к) ударно-импульсный способ резки.
.Материалы и заготовки для корпусов
В машиностроении для получения заготовок широко используются серый чугун, модифицированный и
ковкий чугуны, углеродистые стали; в турбостроении и атомной технике – нержавеющие и жаропрочные стали
и сплавы; в авиастроении – силумины и магниевые сплавы; в приборостроении – пластмассы.
Чугунные и стальные заготовки отливают в земляные и стержневые формы. Для сложных корпусов с вы-
сокими требованиями по точности и шероховатости (корпуса центробежных насосов) рекомендуется литьё в
оболочковые формы и по выплавляемым моделям.
Заготовки из алюминиевых сплавов получают отливкой в кокиль и под давлением. Замена литых заготовок
сварными производится для снижения веса и экономии материала, при этом толщина стенок корпуса может
быть уменьшена на 30...40 % по сравнению с литыми корпусами.
Материалы и заготовки валов.
Валы, в основном, изготовляют из конструкционных и легированных сталей, к которым предъявляются требования высокой прочности, хорошей обрабатываемости, малой чувствительности к концентрации напряжений, а также повышенной износостойкости. Этим требованиям, в определённой степени, отвечают стали марок 35, 40, 45, 40Г, 40ХН и др. Достаточно редко валы отливают из чугуна.
В технических требованиях на изготовление валов, прежде всего, указываются твёрдость материала или необходимость соответствующей термической обработки. Если значение твёрдости не превышает НВ 200...230, то заготовки подвергают нормализации, отжигу или термически не обрабатывают. Для увеличения износостойкости валов повышают твёрдость их рабочих поверхностей. Часто это достигается поверхностной закалкой токами высокой частоты, обеспечивающей твёрдость HRС 48...55. Поверхности валов из малоуглеродистых марок стали подвергают цементации на глубину 0,7...1,5 мм с последующей закалкой и отпуском. Таким способом можно достичь твёрдости НRС 55... 60.
Производительность механической обработки валов во многом зависит от вида заготовки, её материалов, размера и конфигурации, а также от характера производства. Заготовки получают отрезкой от горячекатаных или холоднотянутых нормальных прутков и непосредственно подвергают механической обработке. Прокат круглого сечения поступает на машиностроительные заводыв виде многометровых прутков, из которых в заготовительных цехах нарезаются заготовки необходимой длины.
Резка прутков и труб из высокотвёрдых, закалённых сталей наиболее эффективна на абразивно-отрезных станках, оснащённых тонкими, толщиной 3...6 мм абразивными кругами на бакелитовой или вулканитовой связках. Благодаря высокой скорости вращения, достигающей 80 м/с, круги быстро разрезают пруток, образуя ровный срез с шероховатостью Rа = 3,1...6,3 мкм. Во избежание пережога торцов зона резания обильно поливается охлаждающей жидкостью.
В сравнении с перечисленными другие методы резки применяются реже. К ним относятся: резка на токарно-отрезных станках отрезными резцами, на фрезерных станках прорезными фрезами, резка фрикционными пилами. Фрикционная пила представляет собой тонкий стальной диск, которому сообщается скорость вращения выше 100 м/с. В месте контакта с заготовкой выделяющаяся вследствие трения теплота расплавляет металл прутка, что обеспечивает высокую производительность процесса. Однако оплавление торцов заготовок снижает их качество. К наиболее производительным методам относятся рубка прутков на прессах и резка ножницами. Существенным недостатком этих методов, ограничивающим их применение, является смятие концов заготовок. На машиностроительные заводы прокат поступает с заметными отклонениями от прямолинейности оси.
Выбор наиболее рационального способа получения заготовки в каждом отдельном случае определяется комплексно с учётом технико-экономической целесообразности. С увеличением масштабов выпуска особое значение приобретают эффективность использования металлов и сокращение трудоёмкости механической обработки. Поэтому в крупносерийном и массовом производстве преобладают методы получения заготовок с коэффициентом использования металлов от 0,7 и выше (отношение массы детали к норме расхода металла), доходящего в отдельных случаях до 0,95. Полые валы целесообразно изготавливать из труб.
Материалы и заготовки рычагов
|
В качестве материалов для изготовления рычагов служат: серый чугун, ковкий чугун и конструкционные стали. Работающие при незначительных нагрузках рычаги изготавливают из пластмассы. Выбор материала зависит от служебного назначения и экономичности изготовления детали. Рычаги слож- ной формы могут быть достаточно экономично изготовлены из заготовки-отливки. Для деталей, работающих в машинах под небольшими, неударными нагрузками, выбирают серый чугун. Для нежёстких деталей, работаю- щих с толчками и ударами, недостаточно вязкий серый чугун является ненадёжным материалом и заменяется ковким чугуном. При получении ковкого чугуна обязательным становится отжиг, после которого заготовки коробятся и должны дополнительно подвергаться правке. Чугунные заготовки рычагов получают обычно литьём в песчаные формы, отформованные по механиче- ским моделям. При повышенных требованиях к точности отливок заготовки отливают в оболочковые формы. Отливки из ковкого чугуна следует подвергать отжигу и последующей правке для уменьшения остаточных де- формаций. Припуски на обработку и допуски на размеры отливок рычагов определяются соответствующими стандартами. Стальные заготовки рычагов получают ковкой, штамповкой, литьём по выплавляемым моделям и реже сваркой. При штамповке заготовок в небольших количествах применяют подкладные штампы. С увеличением масштаба изготовления заготовок более экономичной становится штамповка их в открытых и закрытых штам- пах. В серийном производстве штамповки выполняют на штамповочных молотах, фрикционных и кривошип- ных прессах, а в крупносерийном и массовом производствах – на кривошипных прессах и горизонтально- ковочных машинах. Для повышения производительности и уменьшения себестоимости штампованных загото- вок их предварительное формование в массовом производстве в ряде случаев производят на ковочных вальцах. Маршрут обработки рычагов с торцами втулок в разных плоскостях: – обрабатывают торцы втулок с одной стороны; – обрабатывают основные отверстия с той же стороны; – обрабатывают торцы втулок с другой стороны; – обрабатывают остальные поверхности в последовательности, указанной в первом варианте. |
1.МАТЕРИАЛЫ И ЗАГОТОВКИ ДЛЯ ВТУЛОК
В качестве материалов для втулок служат: сталь, латунь, бронза, серый и ковкий
антифрикционный чугун, специальные сплавы, металлокерамика, пластмассы. Заготовками для втулок с диаметром отверстия до 20 мм служат калиброванные или горячекатаные прутки, а также литые стержни. При диаметре отверстия больше 20 мм применяются цельнотянутые трубы или полые заготовки, отлитые в песчаные или металлические формы, используют также центробежное литьё и литьё под давлением. Заготовкой для рассматриваемой детали является штамповка, полученная на горизонтальноковочной машине.
Точность формы. В большинстве случаев особых требований к точности формы поверхностей не предъявляется, т.е. погрешность формы не должна превышать допуск на размер или, в зависимости от условий эксплуатации, погрешности формы не должны превышать от 40 до 60 % от поля допуска на соответствующий размер.
Точность взаимного расположения. Для хорошего прилегания поверхностей отверстий к сопряжённым деталям оси поверхностей отверстий вспомогательных баз рычагов должны быть параллельны осям поверхностей отверстий основных баз с допускаемыми отклонениями (0,05...0,3) / 100 мм. У рычагов, имеющих плоские обработанные поверхности, в некоторых случаях (по служебному назначению), задаётся перпендикулярность осей отверстий относительно этих плоскостей с допускаемыми отклонениями (0,1...0,3) / 100.
Качество поверхностного слоя. Шероховатость поверхности отверстий у рычагов и вилок в зависимости от точности диаметров отверстий назначают Rа = 0,8...3,2 мкм, шероховатость исполнительных поверхностей у рычагов Rа = 0,63...3,1, у вилок переключения 0,8...3,2 мкм. Для увеличения сроков службы твёрдость исполнительных поверхностей рычагов и вилок устанавливают НRСэ 40...60. В качестве материалов для изготовления рычагов служат: серый чугун, ковкий чугун и конструкционные стали. Работающие при незначительных нагрузках рычаги изготавливают из пластмассы.
2. МАТЕРИАЛЫ И ЗАГОТОВКИ ДЛЯ ЗУБЧАТЫХ КОЛЁС
Различают основные виды заготовок зубчатых колёс при разных конструкциях и серийности выпуска: − заготовка из проката;
− поковка, выполненная свободной ковкой на ковочном молоте;
− штампованная заготовка в подкладных штампах, выполненных на молотах или прессах; штампованная заготовка в закреплённых штампах, выполненных на молотах, прессах и горизонтально-ковочных машинах. Заготовки, получаемые свободной ковкой на молотах, по конфигурации не соответствуют форме готовой детали, но структура металла благодаря ковке улучшается по сравнению с заготовкой, отрезанной пилой от прутка.
Штамповка заготовок в закрытых штампах имеет ряд преимуществ: снижается расход металла из-за отсутствия облоя, форма заготовки ближе к готовой детали, снижается себестоимость, экономия металла составляет от 10 до 30 %. Однако отмечается повышенный расход штампов.
Штамповка на прессах имеет большее преимущество перед штамповкой на молотах: получается точная штамповочная заготовка, припуски и напуски меньше на 30 %, по конфигурации заготовка ближе к готовой детали. На прессах можно штамповать с прошиванием отверстия.
Штамповкой на горизонтально-ковочных машинах изготовляют заготовки зубчатых колёс с хвостовиком или с отверстием.
1 вопрос. Основными видами заготовок, применяемых в химическом машиностроении, являются:
1) заготовки из проката;
2) кованые и штампованные заготовки;
3) отливки из чёрных и цветных металлов;
4) заготовки из металлокерамики;
5) сварные заготовки;
6) заготовки из неметаллических материалов.
Рассмотрим основные виды заготовок, применяемых в машиностроении.
Заготовки из проката.
а) сортовой прокат (круглый, квадратный, шестигранный, прямоугольный и фасонный);
б) листовой (толстолистовой S = 4…160 мм; тонколистовой < 4 мм; фольга S < 0,2 мм);
в) трубный (D = 30…650 мм, S = 2…160 мм); сварные трубы (D = 5…2500 мм, S = 0,5…16 мм);
г) специальный (периодически – продольный, поперечно-винтовой).
Прокат может применяться в качестве заготовки для непосредственного изготовления деталей, либо в качестве исходной заготовки при пластическом формообразовании (ковка, штамповка). Использование специального проката целесообразно в массовых или крупномасштабных производствах, при этом заготовки максимально приближены по форме к форме готовой детали. Часть этих заготовок не требуют дополнительной механической обработки, либо только отделочной обработки.
Кованые и штампованные заготовки. Ковка и штамповка относятся к обработке металлов давлением. Заготовки этими методами получают на различном оборудовании.
В единичном и мелкосерийном производствах – ковочные молоты и гидравлические ковочные прессы. Заготовки характеризуются грубым приближением к форме готовой детали. Ковка – единственный способ изготовления тяжёлых заготовок (до 250 т). Для большего приближения к форме готовой детали (в мелкосерийном производстве) применяют подкладные штампы (рис. 37).
В серийном и массовом производствах заготовки изготавливают на штамповочных молотах и прессах в открытых и закрытых штампах. Технологическими процессами, интенсивно регулирующими технологию штамповки, являются:
а) штамповка заготовки из центробежных отливок в кокиль;
б) штамповка методом выдавливания (в закрытых и разъёмных штампах);
в) безоблойная штамповка;
г) штамповка из периодического проката;
д) объёмная штамповка из заготовок, полученных непрерывной разливкой стали;
Для получения заготовок в виде стержня с утолщением, колец, втулок, стаканов, эффективно применяются горизонтально-ковочные машины (ГКМ). Этот способ производителен и экономичен. Исходный материал – прокат круглого сечения (рис. 38).
Штамповку на ГКМ можно выполнить за несколько проходов в отдельных ручьях.
Холодная листовая штамповка – высокопроизводительный метод. Исходный материал – листовой металл в виде полос и ленты. Для восстановления пластических свойств металла применяют отжиг. К обработке давлением также относят: гибку заготовок из проката на гибочных машинах, раскатку полых заготовок, вальцовку обечаек на вальцовочных станках.
Отливки из чёрных и цветных металлов.
Установлено 3 класса точности отливок. При выборе литой заготовки необходимо в первую очередь определить класс точности в зависимости от масштаба производства и способа получения отливки, который обусловливается наличием технологической оснастки в условиях конкретного производства. Основной фактор при выборе заготовки – себестоимость. Наиболее универсальный метод – литьё в песчаные формы: с ручной формовкой при единичном и мелкосерийном производстве и машинной – при серийном. В настоящее время применяют литьё в быстротвердеющие смеси. Для изготовления крупных отливок в условиях массового производства применяют литьё в землю по металлическим моделям. Широкое применение при всех видах производств
получило литьё в стержневые формы. В условиях серийного и массового производства применяют производительные, но более дорогостоящие методы:
а) литьё в оболочковые формы;
б) литьё в кокиль;
в) литьё по выплавляемым моделям;
г) литьё под давлением;
д) центробежное литьё и др.
Техпроцессы
Описать и дать анализ типового маршрута изготовления гипоидных зубчатых передач.
Гипоидные-это конические
Изготовление конических пар
Технология изготовления конических колес и валов-шестерен теснейшим образом связана с геометрией боковых поверхностей и профилей зубьев. Способ копирования фасонного профиля инструмента для образования профиля на коническом колесе не может быть использован, так как размеры впадины конического колеса изменяются по мере приближения к вершине конуса. В связи с этим такие инструменты, как модульная дисковая фреза, пальцевая фреза, фасонный шлифовальный круг, можно использовать только для черновой прорезки впадин или для образования впадин колёс не выше восьмой степени точности.
Для нарезания более точных конических колёс используют способ обкатки в станочном зацеплении нарезаемой заготовки с воображаемым производящим колесом. Боковые поверхности производящего колеса образуются за счёт движения режущих кромок инструмента в процессе главного движения резания, обеспечивающего срезание припуска. Преимущественное распространение получили инструменты с прямолинейным лезвием. При прямолинейном главном движении прямолинейное лезвие образует плоскую производящую поверхность. Такая поверхность не может образовать эвольвентную коническую поверхность со сферическими эвольвентными профилями. Получаемые сопряжённые конические поверхности, отличающиеся от эвольвентных поверхностей, называют квазиэвольвентными.
|
Операция |
Содержание или наименование операции |
Станок, оборудование |
Оснастка |
|
005 |
Отрезная: Отрезать заготовку |
Абразивно-отрезной 8Б262 |
Тиски |
|
010 |
Кузнечная |
||
|
015 |
Термическая обработка |
||
|
020 |
Токарная: 1.Подрезать левый боковой торец (поверхность 1) предварительно. 2. Подрезать левый боковой торец (поверхность 1) окончательно. 3.Точить наружный цилиндр (поверхность 6) предварительно. 4.Точить наружный цилиндр (поверхность 6) окончательно. 5. Сверлить, зенкеровать, развернуть центральное предварительно. 6.Подрезать правый боковой торец (поверхность 3) предварительно. 7. Подрезать правый боковой торец (поверхность 3) окончательно. 8.Подрезать торцевую поверхность (поверхность 5) предварительно. 9. Подрезать торцевую поверхность (поверхность 5) окончательно. 10.Расточить и точить фаски. |
Вертикальный многошпиндельный токарный полуавтомат 1К282 |
Трёхкулачковый самоцентрирующийся патрон |
|
025 |
Горизонтально-протяжная: Протянуть шпоночный паз окончательно. |
Горизонтально-протяжной полуавтомат 7А523 |
Жесткая опора |
|
030 |
Опилить заусенцы на шпоночном пазе |
Вибробункер |
|
|
035 |
Контрольная: Технический контроль |
||
|
040 |
Зубонарезная: Нарезать 36 зубьев (m=5,11) под шлифование |
Зуборезный полуавтомат 5С286П |
Трёхкулачковый самоцентрирующийся патрон |
|
045 |
Зачистить заусеницы на зубьях |
Вибробункер |
|
|
050 |
Внутришлифовальная: Шлифовать центральное отверстие окончательно |
Внутришлифовальный полуавтомат 3К227Б |
Мембранный патрон |
|
055 |
Зубошлифовочная: Шлифовать 36 зубьев (m=5,11) окончательно |
Зубошлифовальный полуавтомат 5М841 |
Трёхкулачковый самоцентрирующийся патрон. |
|
060 |
Моечная: Промыть деталь |
||
|
065 |
Контрольная: Технический контроль |
||
|
075 |
Нанесение антикоррозионного покрытия |
типовой маршрут изготовления фланцев.
005 Заготовительная.
В зависимости от типа производства и материала – лить, ковать, штамповать заготовку или отрезать
из проката.
010 Токарная.
Подрезать торец большого фланца и торец центрирующего пояска, точить наружную цилиндриче-
скую поверхность пояска с припуском под шлифование, точить канавку и фаски. Технологическая база– наружная поверхность и торец фланца. Станок токарный, многошпиндельный токарный полуавтомат,
токарный с ЧПУ.
015 Токарная.
Подрезать второй торец большого фланца, точить его наружную поверхность и фаску. Технологи-
ческая база – поверхность центрирующего пояска и его торец.
020 Сверлильная.
Сверлить и зенковать отверстия. Технологическая база – та же. Станок вертикально-сверлильный,
сверлильный с ЧПУ, агрегатно-сверлильный с многошпиндельной головкой.
025 Фрезерная.
Фрезеровать фланец с лысками. Технологическая база – та же плюс крепежное отверстие. Станок –
вертикально-фрезерный.
030 Шлифовальная.
Шлифовать наружную поверхность центрирующего пояска и торец.
Технологическая база – наружная поверхность большого фланца и торец. Станок – универсально-
шлифовальный или торцекруглошлифовальный.
.Описать и дать анализ типового маршрута изготовления прямозубых зубчатых колес.
Основные операции механической обработки зубчатого колеса со ступицей 7-й степени точности.
005 Заготовительная
Для заготовок из проката – резка проката, для штампованных заготовок – штамповка. Штампованные заготовки целесообразно выполнять с прошитыми отверстиями, если их диаметр более 30 мм и длина не более 3-х диаметров. Заготовки из чугуна и цветных сплавов (иногда из сталей) получают литьем.
010 Токарная
Точить торец обода и торец ступицы с одной стороны начерно, точить наружную поверхность обода до кулачков патрона начерно, расточить начерно на проход отверстие (или сверлить и расточить при отсутствии отверстия в заготовке), точить наружную поверхность ступицы начерно, точить фаски. Технологическая база – наружная поверхность обода и торец, противолежащий ступице (закрепление в кулачках токарного патрона).
Оборудование:
– единичное производство – токарно-винторезный станок;
– мелко- и среднесерийное – токарно-револьверный, токарный с ЧПУ;
– крупносерийное и массовое – одношпиндельный или многошпиндельный токарный полуавтомат (для
заготовки из прутка – прутковый автомат).
015 Токарная
Точить базовый торец обода (противолежащий ступице) начерно, точить наружную поверхность обода на оставшейся части начерно, расточить отверстие под шлифование, точить фаски. Технологическая база – обработанные поверхности обода и большего торца (со стороны ступицы). Оборудование – то же (см. операцию 010).
020 Протяжная (долбежная)
Протянуть (долбить в единичном производстве) шпоночный паз или шлицевое отверстие.
Технологическая база – отверстие и базовый торец колеса. Оборудование – горизонтально-протяжной или долбежный станки. Применяются варианты чистового протягивания отверстия на данной операции вместо чистового растачивания на предыдущей операции.
Шпоночные пазы в отверстиях втулок зубчатых колёс, шкивов и других деталей обрабатываются в единичном и мелкосерийном производствах на долбёжных станках, а в крупносерийном и массовом – на протяжных станках. Заготовка 1 насаживается на направляющий палец 4, внутри которого имеется паз для направления протяжки 2. Когда канавка протягивается за 2–3 рабочих хода, то под протяжку помещают подкладку 3.
025 Токарная
Точить базовый и противолежащие торцы, наружную поверхность венца начисто.
Технологическая база – поверхность отверстия (реализуется напрессовкой на оправку, осевое положение на оправке фиксируется путём применения подкладных колец при запрессовке заготовки). Необходимость данной операции вызывается требованием обеспечения соосности поверхностей вращения колеса. Оборудование – токарно-винторезный (единичное производство), токарный с ЧПУ (серийное) или токарный многорезцовый полуавтомат.
030 Зубофрезерная
Фрезеровать зубья начерно (обеспечивается 8-я степень точности). Технологическая база – отверстие и базовый торец (реализуется оправкой и упором в торец). Оборудование – зубофрезерный полуавтомат.
035 Зубофрезерная
Фрезеровать зубья начисто (обеспечивается 7-я степень точности).
040 Шевинговальная
Шевинговальная операция повышает на единицу степень точности зубчатого колеса. Операции применяют для термообрабатываемых колёс с целью уменьшения коробления зубьев, так как снимается поверхностный наклёпанный слой после фрезерования. Технологическая база – отверстие и базовый торец (реализуется оправкой). Оборудование – зубошевинговальный станок.
045 Термическая
Калить заготовку или зубья (ТВЧ) или цементировать, калить и отпустить – согласно техническим требованиям. Наличие упрочняющей термообработки, как правило, приводит к снижению точности колеса на одну единицу.
050 Внутришлифовальная
Шлифовать отверстие и базовый торец за один установ. Обработка отверстия и торца за один установ обеспечивает их наибольшую перпендикулярность. Технологическая база – рабочие эвольвентные поверхности зубьев (начальная окружность колеса) и торец, противолежащий базовому. Реализация базирования осуществляется специальным патроном, у которого в качестве установочных элементов используют калибровочные ролики или зубчатые секторы. Необходимость такого базирования вызвана требованием обеспечения равномерного съёма металла и зубьев при их последующей отделке с базированием по отверстию на оправке. Оборудование – внутришлифовальный станок. При базировании колеса на данной операции за наружную поверхность венца для обеспечения соосности поверхностей вращения необходимо ввести перед иди после термообработки круглошлифовальную операцию для шлифования наружной поверхности венца и торца, противолежащего базовому (желательно за один установ на оправке). Технологическая база – отверстие и базовый торец. Оборудование – круглошлифовальный или торцекруглошлифовальный станки. Необходимость отделки наружной поверхности венца колеса часто вызывается также и тем, что контроль основных точностных параметров зубьев производится с использованием этой поверхности в качестве измерительной базы.
055 Плоскошлифовальная
Шлифовать торец, противолежащий базовому (если необходимо по чертежу). Технологическая база – базовый торец. Оборудование – плоскошлифовальный станок с прямоугольным или круглым столом.
060 Зубошлифовальная
Шлифовать зубья. Технологическая база – отверстие и базовый терец. Оборудование – зубошлифовальный станок (обработка обкаткой двумя тарельчатыми или червячным кругами или копированием фасонным кругом). При малом короблении зубьев при термообработке (например, при азотировании вместо цементации) операция зубошлифования может быть заменена зубохонингованием или вообще отсутствовать.
Наличие зубошлифовальной или зубохонинговальной операции определяется наличием и величиной коробления зубьев при термообработке. Двукратное зубофрезерование и шевингование зубьев до термообработки может обеспечить 6-ю степень точности. При потере точности во время термообработки на одну степень конечная 7-я степень точности будет достигнута. Введение отделочной операции зубошлифования или зубохонингования необходимо только при уменьшении точности колеса при термообработке больше, чем на одну степень.
065 Контрольная
Применяются варианты техпроцесса с однократным зубофрезерованием, но с двукратным зубошлифованием. Наличие упрочняющей термообработки приводит, как правило, к снижению степени точности колёс на одну единицу, что требует введения дополнительной отделочной операции. Для незакаливаемых зубчатых колёс шевингование является последней операцией; перед термообработкой шевингуют зубья в целях уменьшения деформации колеса в процессе термообработки и повышения степени на одну единицу.
2 вопрос.Описать и дать анализ типового маршрута изготовления конических прямозубых зубчатых колес.
Заготовки колес типа I обрабатывают при токарных операциях на оправке, базируя по отверстию и торцу; заготовки колес типа II обрабатывают, базируя по торцу и отверстию; заготовки колес типа III обрабатывают, базируя в центрах или по опорным шейкам А и Б.
В качестве технологических и измерительных баз при нарезании и контроле зубчатого колеса необходимо выбирать основные базирующие поверхности колеса, которые определяют его положение в узле. В отдельных случаях, когда в целях достижения большей устойчивости при зубонарезании роль технологических баз выполняют другие поверхности, например торец, противолежащий зубчатому венцу, следует обеспечить точное и концентричное расположение их относительно основных баз детали.
При необходимости изготовления колеса со ступицей более высокой точности, например 5—6-й степеней, в технологический маршрут включают дополнительные операции.
На этапе чистовой обработки вводят калибровку шлицевого отверстия. После термической обработки добавляют тонкое шлифование базовых поверхностей. Окончательная обработка зубьев достигается путем чистового и отделочного шлифования профилей зубьев с обеспечением 5—6-й степеней точности.
В процессе изготовления конического колеса вала требуемая длина вала получается в результате фрезерования обоих торцов на второй операции, размерная цепь А∆=А1+А2, где А1 и А2 — расстояния, получаемые от торцов вала до опорной технологической базы.
Равномерность припуска при нарезании зубьев зависит от точности положения наружного конуса относительно опорной шейки, выполняющей роль технологической базы.
После зубонарезания производят обкатку колес под нагрузкой (нагартовку), затем закалку и окончательно притирку зубьев. Обкат осуществляют на обкатных станках при беззазорном зацеплении заготовки в паре с закаленным колесом, в зону контакта подается машинное масло. Обкат обеспечивает упрочнение поверхностного слоя, уменьшение шероховатости боковых поверхностей зубьев и улучшение геометрии зацепления. После термической обработки производят подбор пар зубчатых колес по суммарному пятну контакта и шуму, а затем притирку колес. Конические колеса в подобранной паре притирают на притирочных станках. В процессе притирки колеса одновременно вращаются со скоростью 0,17 ... 0,2 м/с и шестерня совершает малые относительные движения по касательной к делительному конусу ведущего колеса, а также в радиальном и осевом направлении. На притирочных станках для колес с круговым зубом помимо этих относительных перемещений ось шестерни поворачивается вокруг точки, расположенной в середине длины зуба. Притирка уменьшает шероховатость поверхности зубьев, улучшает форму суммарного пятна контакта и геометрию зацепления. Все это способствует уменьшению уровня шума передачи на 4 ... 6 дБ.
Отделка зубьев закаленных конических колес достигается шлифованием на специальных зубошлифовальных станках в целях увеличения точности и уменьшения шероховатости поверхности. Шлифование колес с т ≤ 6 мм и диаметральными размерами до 230 мм позволяет обеспечить отклонение шага не более 5 ... 12 мкм, накопленную погрешность шага по зубчатому колесу не более 12 ... 18 мкм, биение зубчатого венца не более 15 ... 20 мкм. В зависимости от конструкции станка при шлифовании прямозубых конических колес возможна обработка одним кругом отдельно каждой стороны зуба или двумя кругами одновременно двух боковых поверхностей зуба. В последнем случае достигают более высокой производительности .обработки. Эту операцию можно выполнять на зубошлифовальных станках 5870, 5870М, а также на некоторых зарубежных станках. Шлифование выполняют дисковыми или тарельчатыми кругами диаметром 150 ... 270 мм. Для шлифования зубьев прямозубых конических колес применяют также специальное зубошлифовальное устройство, которое устанавливается на зубострогальные станки, например 526. При этом требуемая точность достигается методом обката, когда зубья плоского производящего колеса создаются кромками шлифовальных кругов. Оставляемый на шлифование припуск 0,05 ... 0,10 мм на сторону зуба снимают за 3 ... 4 рабочих хода. Для шлифования конических колес с криволинейной формой зуба, т = 2,5 ... 15 мм применяют, например, специальные зубо-шлифовальные станки 5871, 5872. По кинематической структуре эти станки аналогичны станкам для нарезания круговых зубьев.
Однако привод инструмента имеет большую частоту вращении, так как шлифование выполняют специально спрофилированными чашечными кругами со скоростью резания, в несколько десятков раз большей скорости резцовых головок. Номинальный диаметр шлифовального круга равен диаметру резцовой головки.
При одностороннем шлифовании зубьев, применяемом в мелкосерийном производстве, обработку шестерни и колеса выполняют одинаковыми кругами. Перед обработкой партии шестерен на пробной шестерне по краске подгоняют форму контакта с сопрягаемым колесом по вогнутой, а затем и выпуклой стороне зуба. Подгонка формы пятна контакта осуществляется так же, как и в случае нарезания зубьев резцовой головкой путем изменения угла установки эксцентрикового барабана люльки и передаточного отношения гитары обката. Одновременным шлифованием обеих сторон зубьев (метод постоянных установок) достигается более высокая производительность. Оно применяется в крупносерийном производстве. Зубошлифование конических колес с криволинейным зубом обеспечивает достижение 4—5-й степеней точности.
2 вопрос.Описать и дать анализ типового маршрута изготовления косозубых зубчатых колес.
005 Заготовительная
Для заготовок из проката – резка проката, для штампованных заготовок – штамповка. Штампованные заготовки целесообразно выполнять с прошитыми отверстиями, если их диаметр более 30 мм и длина не более 3-х диаметров. Заготовки из чугуна и цветных сплавов (иногда из сталей) получают литьем.
010 Токарная
Точить торец обода и торец ступицы с одной стороны начерно, точить наружную поверхность обода до кулачков патрона начерно, расточить начерно на проход отверстие (или сверлить и расточить при отсутствии отверстия в заготовке), точить наружную поверхность ступицы начерно, точить фаски. Технологическая база – наружная поверхность обода и торец, противолежащий ступице (закрепление в кулачках токарного патрона).
Оборудование:
– единичное производство – токарно-винторезный станок;
– мелко- и среднесерийное – токарно-револьверный, токарный с ЧПУ;
– крупносерийное и массовое – одношпиндельный или многошпиндельный токарный полуавтомат (для
заготовки из прутка – прутковый автомат).
015 Токарная
Точить базовый торец обода (противолежащий ступице) начерно, точить наружную поверхность обода на оставшейся части начерно, расточить отверстие под шлифование, точить фаски. Технологическая база – обработанные поверхности обода и большего торца (со стороны ступицы). Оборудование – то же (см. операцию 010).
020 Протяжная (долбежная)
Протянуть (долбить в единичном производстве) шпоночный паз или шлицевое отверстие.
Технологическая база – отверстие и базовый торец колеса. Оборудование – горизонтально-протяжной или долбежный станки. Применяются варианты чистового протягивания отверстия на данной операции вместо чистового растачивания на предыдущей операции.
Шпоночные пазы в отверстиях втулок зубчатых колёс, шкивов и других деталей обрабатываются в единичном и мелкосерийном производствах на долбёжных станках, а в крупносерийном и массовом – на протяжных станках. Заготовка 1 насаживается на направляющий палец 4, внутри которого имеется паз для направления протяжки 2. Когда канавка протягивается за 2–3 рабочих хода, то под протяжку помещают подкладку 3.
025 Токарная
Точить базовый и противолежащие торцы, наружную поверхность венца начисто.
Технологическая база – поверхность отверстия (реализуется напрессовкой на оправку, осевое положение на оправке фиксируется путём применения подкладных колец при запрессовке заготовки). Необходимость данной операции вызывается требованием обеспечения соосности поверхностей вращения колеса. Оборудование – токарно-винторезный (единичное производство), токарный с ЧПУ (серийное) или токарный многорезцовый полуавтомат.
030 Зубофрезерная
Фрезеровать зубья начерно (обеспечивается 8-я степень точности). Технологическая база – отверстие и базовый торец (реализуется оправкой и упором в торец). Оборудование – зубофрезерный полуавтомат.
035 Зубофрезерная
Фрезеровать зубья начисто (обеспечивается 7-я степень точности).
040 Шевинговальная
Шевинговальная операция повышает на единицу степень точности зубчатого колеса. Операции применяют для термообрабатываемых колёс с целью уменьшения коробления зубьев, так как снимается поверхностный наклёпанный слой после фрезерования. Технологическая база – отверстие и базовый торец (реализуется оправкой). Оборудование – зубошевинговальный станок.
045 Термическая
Калить заготовку или зубья (ТВЧ) или цементировать, калить и отпустить – согласно техническим требованиям. Наличие упрочняющей термообработки, как правило, приводит к снижению точности колеса на одну единицу.
050 Внутришлифовальная
Шлифовать отверстие и базовый торец за один установ. Обработка отверстия и торца за один установ обеспечивает их наибольшую перпендикулярность. Технологическая база – рабочие эвольвентные поверхности зубьев (начальная окружность колеса) и торец, противолежащий базовому. Реализация базирования осуществляется специальным патроном, у которого в качестве установочных элементов используют калибровочные ролики или зубчатые секторы. Необходимость такого базирования вызвана требованием обеспечения равномерного съёма металла и зубьев при их последующей отделке с базированием по отверстию на оправке. Оборудование – внутришлифовальный станок. При базировании колеса на данной операции за наружную поверхность венца для обеспечения соосности поверхностей вращения необходимо ввести перед иди после термообработки круглошлифовальную операцию для шлифования наружной поверхности венца и торца, противолежащего базовому (желательно за один установ на оправке). Технологическая база – отверстие и базовый торец. Оборудование – круглошлифовальный или торцекруглошлифовальный станки. Необходимость отделки наружной поверхности венца колеса часто вызывается также и тем, что контроль основных точностных параметров зубьев производится с использованием этой поверхности в качестве измерительной базы.
055 Плоскошлифовальная
Шлифовать торец, противолежащий базовому (если необходимо по чертежу). Технологическая база – базовый торец. Оборудование – плоскошлифовальный станок с прямоугольным или круглым столом.
060 Зубошлифовальная
Шлифовать зубья. Технологическая база – отверстие и базовый терец. Оборудование – зубошлифовальный станок (обработка обкаткой двумя тарельчатыми или червячным кругами или копированием фасонным кругом). При малом короблении зубьев при термообработке (например, при азотировании вместо цементации) операция зубошлифования может быть заменена зубохонингованием или вообще отсутствовать.
Наличие зубошлифовальной или зубохонинговальной операции определяется наличием и величиной коробления зубьев при термообработке. Двукратное зубофрезерование и шевингование зубьев до термообработки может обеспечить 6-ю степень точности. При потере точности во время термообработки на одну степень конечная 7-я степень точности будет достигнута. Введение отделочной операции зубошлифования или зубохонингования необходимо только при уменьшении точности колеса при термообработке больше, чем на одну степень.
065 Контрольная
Применяются варианты техпроцесса с однократным зубофрезерованием, но с двукратным зубошлифованием. Наличие упрочняющей термообработки приводит, как правило, к снижению степени точности колёс на одну единицу, что требует введения дополнительной отделочной операции. Для незакаливаемых зубчатых колёс шевингование является последней операцией; перед термообработкой шевингуют зубья в целях уменьшения деформации колеса в процессе термообработки и повышения степени на одну единицу.
Билет №9.
1 вопрос.Описать и дать анализ типового маршрута изготовления вала.
Рассмотрим основные операции механической обработки для изготовления вала с типовыми конструктивными элементами и требованиями к ним.
005 Заготовительная.
Для заготовок из проката: рубка прутка на прессе или обрезка прутка на фрезерно-отрезном или другом станке. Для заготовок, получаемых методом пластического деформирования, – штамповать или ковать заготовку.
010 Правильная (применяется для проката).
Правка заготовки на прессе. В массовом производстве может производиться до отрезки заготовки. В этом случае правится весь пруток на правильно-калибровочном станке.
015 Подготовка технологических баз.
Обработка торцов и сверление центровых отверстий. В зависимости от типа производства операцию производят в:
– единичном производстве подрезку торцов и центрование на универсальных токарных станках последовательно за два установа;
– серийном производстве подрезку торцов выполняют раздельно от центрования на продольно-фрезерных или горизонтально-фрезерных станках, а центрование – на одностороннем или двустороннем центровальном станке. Могут применяться фрезерно-центровальные полуавтоматы последовательного действия с установкой заготовки по наружному диаметру в призмы и базированием в осевом направлении по упору;
– массовом производстве применяют фрезерно-центровальные станки барабанного типа, которые одновременно фрезеруют и центруют две заготовки без съёма их со станка. Форму и размеры центровых отверстий назначают в соответствии с их технологическими функциями по ГОСТ. Для нежёстких валов (отношение длины к диаметру более 12) – обработка шеек под люнеты.
020 Токарная (черновая).
Выполняется за два установа на одной операции или каждый установ выносится как отдельная операция. Производится точение наружных поверхностей (с припуском под чистовое точение и шлифование) и канавок. Это обеспечивает получение точности IТ12, шероховатости Ra = 6,3. В зависимости от типа производства операцию выполняют в:
− единичном производстве – на токарно-винторезных станках;
− мелкосерийном – на универсальных токарных станках с гидро-суппортами и станках с ЧПУ;
− серийном – на копировальных токарных станках, горизонтальных многорезцовых, вертикальных одношпиндельных полуавтоматах и станках с ЧПУ; − крупносерийном и массовом – на многошпиндельных многорезцовых полуавтоматах; мелкие валы могут обрабатываться на токарных автоматах.
025 Токарная (чистовая).
Аналогичная приведенной выше. Производится чистовое точение шеек (с припуском под шлифование). Обеспечивается точность IТ11...10, шероховатость Rа = 3,2.
030 Фрезерная.
Фрезерование шпоночных канавок, шлицев, зубьев, всевозможных лысок. Шпоночные пазы в зависимости от конструкции обрабатываются либо дисковой фрезой (если паз сквозной) на горизонтально-фрезерных станках, либо пальцевой фрезой (если паз глухой) на вертикально-фрезерных станках. В серийном и массовом производствах для получения глухих шпоночных пазов применяют шпоночно-фрезерные полуавтоматы, работающие маятниковыми методом. Шлицевые поверхности на валах чаще всего получают методом обкатывания червячной фрезой на шлицефрезерных или зубофрезерных станках. При диаметре шейки вала более 80 мм шлицы фрезеруют за два рабочих хода.
035 Сверлильная.
Сверление всевозможных отверстий.
040 Резьбонарезная.
На закаливаемых шейках резьбу изготавливают до термообработки. Если вал не подвергается закалке, то резьбу нарезают после окончательного шлифования шеек (для предохранения резьбы от повреждений). Мелкие резьбы у термообрабатываемых валов получают сразу на резьбо-шлифовальных станках. Внутренние резьбы нарезают машинными метчиками на сверлильных, револьверных и резьбонарезных станках в зависимости от типа производств. Наружные резьбы нарезают в:
– единичном и мелкосерийном производствах на токарно-винторезных станках плашками, резьбовыми резцами или гребёнками;
– мелкосерийном и серийном производствах резьбы не выше 7-й степени точности нарезают плашками, а резьбы 6-й степени точности – резьбонарезными головками на револьверных и болторезных станках;
– крупносерийном и массовом производствах – гребенчатой фрезой на резьбофрезерных станках или накатыванием.
045 Термическая.
Закалка объёмная или местная согласно чертежу детали.
050 Шлифовальная.
Шейки вала шлифуют на круглошлифовальных или бесцентрошлифовальных станках. Шлицы шлифуются в зависимости от центрирования по:
– наружной поверхности – наружное шлифование на круглошлифовальных станках и шлифование боковых поверхностей на шлицешлифовальном полуавтомате одновременно двумя кругами и делением;
– поверхности внутреннего диаметра – шлифование боковых поверхностей шлицев и шлифование внутренних поверхностей по диаметру, либо профильным кругом одновременно, либо в две операции.
2 вопрос.Описать и дать анализ типового маршрута изготовления дисков.
Основные схемы базирования. Технологические базы – центральное отверстие и обработанный торец, причём короткое отверстие является двойной опорной базой, а торец – установочной. Обработку шкивов средних размеров (d = 200...400 мм) производят на токарных, в крупносерийном производстве – на револьверных станках. Крупные шкивы и маховики – на токарных карусельных станках. При обработке на карусельных станках установку на первой операции выполняют по ступице, в которой обрабатывается центральное отверстие и прилегающие к ней торцы. Обод обрабатывают при установке шкива на центрирующий палец по обработанному отверстию и торцу
Типовой маршрут изготовления дисков
005 Заготовительная
В большинстве случаев – лить заготовку, ковать или штамповать. Мелкие шкивы – из прутка.
010 Токарная
Растачивание отверстия с припуском под последующую обработку и подрезка торца. Технологическая база – чёрная поверхность обода или ступицы. Выполняется в зависимости от маршрутов и типа производства на токарном, револьверном или карусельном станке.
015 Токарная
Подрезать второй торец. Технологическая база – обработанные отверстия и торец.
020 Протяжная
Протянуть цилиндрическое отверстие. Технологическая база – отверстие и торец. Станок – вертикально-протяжной.
025 Протяжная или долбёжная
Протянуть или долбить шпоночный паз. Технологическая база – отверстие и торец. Станок – вертикально-протяжной или долбёжный.
030 Токарная (черновая)
Точить наружный диаметр и торцы обода, точить клиновидные канавки. Технологическая база – отверстие. Станок токарный или многорезцовый токарный.
035 Токарная (чистовая)
Точить наружный диаметр и канавки. При криволинейной образующей на токарно-копировальном ставке или токарном станке по копиру.
040 Сверлильная
Сверлить отверстия и нарезать резьбу (если требуется по чертежу). Технологическая база – торец. Станок – сверлильный.
045 Балансировочная
Балансировка и высверливание отверстий для устранения дисбаланса. Технологическая база – отверстие. Станок – балансировочный.
050 Шлифовальная
Шлифование ступиц (если требуется по чертежу). Технологическая база – отверстие. Станок – круглошлифовальный.
055 Контрольная
060 Нанесение антикоррозионного покрытия.
2. описать и дать анализ изготовление корпуса
Последовательность механической обработки корпуса призматического типа с плоским основанием и основным отверстием с осью, параллельной основанию.
005 Заготовительная
Заготовки корпусов из серого чугуна отливают в земляные, металлические (кокиль) или оболочковые
формы, из стали – в земляные формы, кокиль или по выплавляемым моделям. Заготовки из алюминиевых сплавов отливают в кокиль или литьём под давлением. В единичном и мелкосерийном производствах применяют
сварные корпуса из стали. Заготовки корпусных деталей перед механической обработкой проходят ряд подготовительных операций.
010 Фрезерная (протяжная)
Фрезеровать, или протянуть плоскость основания начерно и начисто или с припуском под плоское шлифование (при необходимости). Технологическая база – необработанная плоскость, параллельная обрабатываемой
поверхности. Оборудование:
– в единичном и мелкосерийном производствах – вертикально-фрезерный и строгальный станки;
– в серийном – продольно-фрезерный или продольно-строгальный станки;
– в крупносерийном и массовом – барабанно- и карусельно-фрезерные, плоскопротяжные, агрегатно-фрезерные станки.
015 Сверлильная
Сверлить и зенковать (при необходимости) отверстия в плоскости основания. Развернуть два отверстия.
Технологическая база – обработанная плоскость основания. Оборудование – радиально-сверлильный станок или
сверлильный с ЧПУ, в массовом и крупносерийном производствах – многошпиндельный сверлильный станок
или агрегатный станок.
020 Фрезерная
Обработка плоскостей, параллельных базовой (при их наличии). Технологическая база – плоскость основания. Оборудование – (см. операцию 10).
025 Фрезерная
Обработка плоскостей, перпендикулярных базовой (торцы основных отверстий). Технологическая база –
плоскость основания и два точных отверстия. Оборудование – горизонтально-фрезерный или горизонтально-
расточной станок.
030 Расточная
Растачивание основных отверстий (черновое и чистовое, или с припуском под точное растачивание). Технологическая база – та же (см. операцию = 025). Оборудование – единичное производство – универсальный горизонтально-расточной станок:
– мелкосерийное и среднесерийное – станки с ЧПУ расточно-фрезерной группы и многооперационные
станки;
– крупносерийное и массовое – агрегатные многошпиндельные станки.
Точность межосевых расстояний, а также точность положения отверстий достигается с помощью:
– разметки (от ± 0,1 мм до + 0,5 мм);
– пробных расточек (до + 0,02 мм);
– координатное растачивание на горизонтально-расточных станках (до ± 0,02 мм);
– обработка по кондукторам и шаблонам (до ± 0,02 мм, ± 0,03 мм).
035 Сверлильная
Сверлить (зенковать при необходимости), нарезать резьбу в крепёжных отверстиях. Технологическая база
– та же. Оборудование – радиально-сверлильный, сверлильный с ЧПУ, многооперационный, сверлильный многошпиндельный и агрегатный станки (в зависимости от типа производства).
040 Плоскошлифовальная
Шлифовать (при необходимости) плоскость основания. Технологическая база – поверхность основного от-
верстия или обработанная плоскость, параллельная базовой (в зависимости от требуемой точности расстояния
от базовой плоскости до оси основного отверстия). Оборудование – плоскошлифовальный станок с прямо-
угольным или круглым столом.
045 Расточная
Тонкое растачивание основного отверстия. Технологическая база – базовая плоскость и два отверстия.
Оборудование – алмазно-расточной станок. С целью выдерживания принципа постоянства баз большинство операций обработки (020, 025, 030, 035), за исключением операций подготовки технологических баз (010, 015)
и отделки основных поверхностей (040, 045), часто концентрируют в одну операцию, выполняемую на горизонтально-расточном (единичное производство), многооперационном (серийное) или агрегатном (массовое) станках.
В маршрут обработки разъёмных корпусов дополнительно к вышеприведённым операциям включают:
– обработку поверхности разъёма у основания (фрезерная);
– обработку поверхности разъёма у крыши (фрезерная);
– обработку крепёжных отверстий на поверхности разъёма основания (сверлильная);
– обработку крепёжных отверстий на поверхности разъёма крышки (сверлильная);
– сборку корпуса промежуточную (слесарно-сборочная операция);
– обработку двух точных отверстий (обычно сверлением и развёртыванием) под цилиндрические или конические штифты в плоскости разъёма собранного корпуса).
При фрезеровании торцов втулок за технологическую базу принимают или поверхности стержня рычага,
или противоположные торцы втулок, при их шлифовании за технологическую базу принимают противоположные торцы втулок.
При обработке основных отверстий в качестве технологической базы выбирают обработанные торцы вту-
лок и их наружные поверхности, что обеспечивает равностенность втулок. Заключительные этапы обработки выполняют при использовании в качестве технологической базы одного или двух основных отверстий торцов втулок.
Рассмотрим основные операции механической обработки рычагов с общей плоскостью торцов втулок
(рис. 101).
005 Заготовительная
Чугунные заготовки получают литьем в песчаные формы или оболочковые. Отливки из ковкого чугуна
следует подвергать отжигу и последующей правке для уменьшения остаточных деформаций. Стальные заго-
товки – ковкой, штамповкой, литьём по выплавляемым моделям, а в единичном производстве – сваркой.
010 Фрезерная
Фрезеровать торцы втулок с одной стороны начерно или начисто и с припуском под шлифование (при не-
обходимости). Технологическая база (установочная) – поверхность стержня или противоположные торцы втулок. Направляющую и опорную базы выбирают из условий удобства установки детали. Станок – вертикально-фрезерный или карусельно-фрезерный.
015 Фрезерная
Аналогично предыдущей операции, но с другой стороны. Технологическая база – обработанные торцы
втулок.
В серийном и массовом производствах обработка торцов втулок может выполняться одновременно с двух
сторон, на горизонтально-фрезерном станке набором фрез. Технологическая база – поверхность стержня или
поверхность втулок. Если заготовки проходят чеканку (т.е. торцы втулок обжаты прессом), то фрезерную обработку не производят.
020 Обработка основных отверстий
Технологическая база – обработанные торцы втулок и их наружные поверхности, что обеспечивает равно-
стенность втулок. В зависимости от типа производства операцию выполняют:
– в единичном и мелкосерийном производствах на радиально- и вертикально-сверлильных станках или
расточных станках по разметке со сменой инструмента;
– в мелкосерийном и серийном производствах – на сверлильных станках с ЧПУ, на радиально- и верти-
кально-сверлильных станках по кондуктору со сменой инструмента и быстросменных втулок в кондукторах;
– в крупносерийном и массовом производствах – на агрегатных многошпиндельных одно- и многопози-
ционных станках, вертикально-сверлильных станках с многошпиндельными головками и на протяжных стан-
ках.
Маршрут обработки основных отверстий имеет варианты:
– сверление, зенкерование, одно- или двукратное развёртывание или двойное растачивание;
– сверление и протягивание (для отверстий диаметром более 30 мм), полученные в заготовке прошивани-
ем или литьём, сверление заменяют предварительным зенкерованием.
Обеспечение параллельности осей и межосевого расстояния основных отверстий достигается следующим
образом (в порядке убывания точности):
– одновременной обработкой несколькими инструментами на многошпиндельных станках;
– последовательной обработкой при неизменном закреплении заготовки;
– последовательной обработкой на разных станках, в разных приспособлениях.
030 Обработка шпоночных пазов или шлицевых поверхностей в основных отверстиях.
035 Обработка вспомогательных отверстий с нарезанием в них резьб (если нужно), пазов и уступов. Тех-
нологическая база – основные отверстия (одно или два) и их торцы.
040 Плоское шлифование торцов втулок.
Выполняется при повышенных требованиях к шероховатости и взаимному расположению торцов втулок
на плоскошлифовальном станке с переустановкой. Технологическая база – торцы втулок.
045 Контрольная.
В зависимости от конкретных условий последовательность обработки поверхностей рычагов может изме-
няться. Применяют варианты маршрута, в которых операции 010 и 020 меняются местами или объединяются.
Маршрут обработки рычагов с торцами втулок в разных плоскостях:
– обрабатывают торцы втулок с одной стороны;
– обрабатывают основные отверстия с той же стороны;
– обрабатывают торцы втулок с другой стороны;
– обрабатывают остальные поверхности в последовательности, указанной в первом варианте.
2.Изготовление кронштейна
Рассматриваемый кронштейн (рис. 99) изготавливается литьём в разовые формы с машинной формовкой
по деревянным моделям. Материал – серый чугун.
005 Вертикально-фрезерная
Оборудование: вертикально-фрезерный станок. Приспособление специальное. Фрезеровать плоскость 1
под шлифование.
010 Радиально-сверлильная
Оборудование: радиально-сверлильный станок, приспособление – кондуктор.
1. Сверлить четыре отверстия 2 и 3.
2. Зенкеровать четыре отверстия 3.
015 Токарная
Оборудование: токарный станок. Подрезать торец 4, расточить отверстие 5, точить фаску 6. (Обработка
противоположного торца не показана).
020. Радиально-сверлильная
Оборудование: станок радиально-сверлильный. Приспособление – кондуктор. Сверлить, зенкеровать, на-
резать резьбу в четырёх отверстиях 7 (обработка отверстий на противоположном торце не показана).
025 Плоскошлифовальная
Оборудование: станок плоскошлифовальный. Приспособление специальное. Шлифовать плоскость осно-
вания начисто.
030 Внутришлифовальная
Оборудование: внутришлифовальный станок. Шлифовать отверстие 5.
Примеры маршрутов изготовления корпусных деталей с отверстиями, оси которых параллельны и скре-
щиваются, рассмотрены выше.
1 вопрос. Особенности обработки разъёмных и неразъёмных корпусов
При обработке заготовок корпусов неразъемного типа, например корпуса коробки передач, маршрут состоит из трех этапов обработки: базовых поверхностей (наружной поверхности и установочных отверстий); основных отверстий и поверхностей, крепежных и других мелких отверстий. Каждый этап обработки может включать несколько операций, в том числе черновые и чистовые.
Для разъемных корпусов, например корпусов редукторов, предусмотрены обработка поверхностей разъема отдельных частей корпуса, поверхностей крепежных отверстий, предназначенных для соединения отдельных частей, дополняемая обработкой отверстий под контрольные штифты и их установка; обработка поверхностей основных отверстий; обработка поверхностей крепежных и других мелких отверстий. Разъемные корпуса незаменимы для больших и трудных работ, где закреплённые концентричные и осевые зазоры критичны. Обработка осуществляется прецизионным токарным станком, используя безопасную холодную резку, минимизируя риски взрыва газа и нефтехимических продуктов и исключает зону теплового воздействия.
Маршрут обработки неразъёмных корпусов включает 3 этапа:
1. Обработка базовых поверхностей (наружной плоскости и установочных отверстий);
2. Обработка основных отверстий;
3. Обработка крепёжных и других мелких отверстий.
Маршрут обработки разъёмных корпусов:
1. Обработка базовых поверхностей;
2. Обработка плоскостей разъёма;
3. Обработка крепёжных отверстий, предназначенных для соединения отдельных частей корпуса;
4. Сборка корпуса с обработкой отверстий под контрольные штифты;
5. Обработка основных отверстий;
6. Обработка крепёжных отверстий и других мелких отверстий и плоскостей.
Разъёмные корпуса для работы в тяжёлых условиях идут в стандартной комплектации с рельсовыми направляющими внешнего диаметра для тяжёлых работ, чтобы компенсировать некруглую форму трубы, ускорить установку и сократить полное время обработки. Данная система обработки при тяжёлых режимах резки создана для крупных объектов
Особенности РКРТУ
В единичном производстве заготовки корпусов обрабатывают на универсальном оборудовании без специальных приспособлений. В серийном и массовом производствах для установки заготовок эффективно применяют приспособления. При обработке без приспособлений производится предварительная разметка заготовок. В этом случае определяют контуры детали, учитывая рациональное распределение припусков на обработку, а также устанавливают положение осей отверстий. По разметочным рискам выверяют заготовку при ее установке на станке.
1вопрос. Описать и дать анализ типовых маршрутов изготовление втулок
1. Обработка за один установ
005 Токарная
Подрезка торца у прутка, подача прутка до упора, зацентровка торца под сверление, сверление отверстия,
точение черновое наружной поверхности со снятием фасок на свободном торце, точение канавок, предварительное развёртывание, окончательное развёртывание, отрезка. При обработке втулки из трубы вместо сверления производят зенкерование или растачивание отверстия. Выполняется на токарно-револьверном, одношпиндельном или многошпиндельном токарном автомате.
010 Сверлильная
Снятие фасок с противоположного торца втулки на вертикально-сверлильном или токарном
станке.
015 Сверлильная
Сверление отверстий, нарезка резьбы на вертикально или радиально-сверлильном станке.
020 Контрольная
2. Обработка за два установа
005 Заготовительная
Резка заготовки из проката или трубы или штамповка.
010 Токарная
В зависимости от типа производства выполняется за одну операцию и два установа (единичное) или за две операции (серийное и массовое).
Первый установ (базирование по наружной поверхности к торцу в патроне) – подрезка свободного торца, сверление и зенкерование или растачивание отверстия (с припуском под шлифование), растачивание канавок и фасок.
Второй установ (базирование по отверстию и торцу на оправке) – подрезка второго торца, точение наружных поверхностей (с припуском под шлифование), точение канавок и фасок. В зависимости от типа производства операция выполняется:
− в единичном производстве – на токарно-винторезных станках;
− в серийном – на токарно-револьверных станках и станках с ЧПУ;
− в массовом – на токарно-револьверных, одношпиндельных или многошпиндельных токарных полуавтоматах.
015 Сверлильная
Сверление, зенкерование отверстий, нарезка резьбы. Производится на вертикально-сверлильных станках, сверлильных станках с ЧПУ, агрегатных станках
020 Термическая
Закалка согласно чертежу.
025 Внутришлифовальная
Шлифование отверстия на внугришлифовальном станке. Деталь базируется по наружному диаметру и торцу в патроне.
030 Круглошлифовальная
Шлифование наружных поверхностей торца на круглошлифовальном или торцекруглошлифовальном станках.
035 Контрольная
При обработке тонкостенных втулок (толщина стенки менее 5 мм) возникает дополнительная задача закрепления заготовки на станке без её деформаций.
2 вопрос. Основные операции механической обработки зубчатого колеса со ступицей 7-й степени точности (рис. 88).
005 Заготовительная
Для заготовок из проката – резка проката, для штампованных заготовок – штамповка. Штампованные заготовки целесообразно выполнять с прошитыми отверстиями, если их диаметр более 30 мм и длина не более 3-х диаметров. Заготовки из чугуна и цветных сплавов (иногда из сталей) получают литьем.
010 Токарная
Точить торец обода и торец ступицы с одной стороны начерно, точить наружную поверхность обода до кулачков патрона начерно, расточить начерно на проход отверстие (или сверлить и расточить при отсутствии отверстия в заготовке), точить наружную поверхность ступицы начерно, точить фаски. Технологическая база – наружная поверхность обода и торец, противолежащий ступице (закрепление в кулачках токарного патрона).
Оборудование:
– единичное производство – токарно-винторезный станок;
– мелко- и среднесерийное – токарно-револьверный, токарный с ЧПУ;
– крупносерийное и массовое – одношпиндельный или многошпиндельный токарный полуавтомат (для
заготовки из прутка – прутковый автомат).
015 Токарная
Точить базовый торец обода (противолежащий ступице) начерно, точить наружную поверхность обода на оставшейся части начерно, расточить отверстие под шлифование, точить фаски. Технологическая база – обработанные поверхности обода и большего торца (со стороны ступицы). Оборудование – то же (см. операцию 010).
020 Протяжная (долбежная)
Протянуть (долбить в единичном производстве) шпоночный паз или шлицевое отверстие. Технологическая база – отверстие и базовый торец колеса. Оборудование –горизонтально-протяжной или долбежный станки. Применяются варианты чистового протягивания отверстия на данной операции вместо чистового растачивания на предыдущей операции.
Шпоночные пазы в отверстиях втулок зубчатых колёс, шкивов и других деталей обрабатываются в единичном и мелкосерийном производствах на долбёжных станках, а в крупносерийном и массовом – на протяжных станках. На рисунке 89 показано протягивание шпоночного паза в заготовке зубчатого колеса на горизонтально-протяжном станке. Заготовка 1 насаживается на направляющий палец 4, внутри которого имеется паз для направления протяжки 2. Когда канавка протягивается за 2–3 рабочих хода, то под протяжку помещают подкладку 3.
025 Токарная
Точить базовый и противолежащие торцы, наружную поверхность венца начисто. Технологическая база – поверхность отверстия (реализуется напрессовкой на оправку, осевое положение на оправке фиксируется путём применения подкладных колец при запрессовке заготовки). Необходимость данной операции вызывается требованием обеспечения соосности поверхностей вращения колеса. Оборудование –токарно-винторезный (единичное производство), токарный с ЧПУ (серийное) или токарный многорезцовый полуавтомат.
030 Зубофрезерная
Фрезеровать зубья начерно (обеспечивается 8-я степень точности). Технологическая база – отверстие и базовый торец (реализуется оправкой и упором в торец). Оборудование – зубофрезерный полуавтомат.
035 Зубофрезерная
Фрезеровать зубья начисто (обеспечивается 7-я степень точности).
040 Шевинговальная
Шевинговальная операция повышает на единицу степень точности зубчатого колеса. Операции применяют для термообрабатываемых колёс с целью уменьшения коробления зубьев, так как снимается поверхностный наклёпанный слой после фрезерования. Технологическая база – отверстие и базовый торец (реализуется оправкой). Оборудование – зубошевинговальный станок.
045 Термическая
Калить заготовку или зубья (ТВЧ) или цементировать, калить и отпустить – согласно техническим требованиям. Наличие упрочняющей термообработки, как правило, приводит к снижению точности колеса на одну единицу.
050 Внутришлифовальная
Шлифовать отверстие и базовый торец за один установ. Обработка отверстия и торца за один установ обеспечивает их наибольшую перпендикулярность. Технологическая база – рабочие эвольвентные поверхности зубьев (начальная окружность колеса) и торец, противолежащий базовому. Реализация базирования осуществляется специальным патроном, у которого в качестве установочных элементов используют калибровочные ролики или зубчатые секторы. Необходимость такого базирования вызвана требованием обеспечения равномерного съёма металла и зубьев при их последующей отделке с базированием по отверстию на оправке. Оборудование – внутришлифовальный станок.
При базировании колеса на данной операции за наружную поверхность венца для обеспечения соосности поверхностей вращения необходимо ввести перед иди после термообработки круглошлифовальную операцию
для шлифования наружной поверхности венца и торца, противолежащего базовому (желательно за один уста-нов на оправке). Технологическая база – отверстие и базовый торец. Оборудование – круглошлифовальный или торцекруглошлифовальный станки. Необходимость отделки наружной поверхности венца колеса часто вызывается также и тем, что контроль основных точностных параметров зубьев производится с использованием этой поверхности в качестве измерительной базы.
055 Плоскошлифовальная
Шлифовать торец, противолежащий базовому (если необходимо по чертежу). Технологическая база – базовый торец. Оборудование – плоскошлифовальный станок с прямоугольным или круглым столом.
060 Зубошлифовальная
Шлифовать зубья. Технологическая база – отверстие и базовый терец. Оборудование – зубошлифовальный станок (обработка обкаткой двумя тарельчатыми или червячным кругами или копированием фасонным кругом). При малом короблении зубьев при термообработке (например, при азотировании вместо цементации) операция зубошлифования может быть заменена зубохонингованием или вообще отсутствовать. Наличие зубошлифовальной или зубохонинговальной операции определяется наличием и величиной коробления зубьев при термообработке. Двукратное зубофрезерование и шевингование зубьев до термообработки может обеспечить 6-ю степень точности. При потере точности во время термообработки на одну степень конечная 7-я степень точности будет достигнута. Введение отделочной операции зубошлифования или зубохонингования необходимо только при уменьшении точности колеса при термообработке больше, чем на одну степень.
065 Контрольная
Применяются варианты техпроцесса с однократным зубофрезерованием, но с двукратным зубошлифованием. Наличие упрочняющей термообработки приводит, как правило, к снижению степени точности колёс на одну единицу, что требует введения дополнительной отделочной операции. Для незакаливаемых зубчатых колёс шевингование является последней операцией; перед термообработкой шевингуют зубья в целях уменьшения деформации колеса в процессе термообработки и повышения степени на одну единицу.
2 вопрос. Основным служебным назначением фланцев является ограничение осевого перемещения вала, установленного на подшипниках. Отсюда следует, что основными конструкторскими базами фланца будут поверхности центрирующего пояска по размеру отверстия в корпусе и торцы. Поскольку в качестве технологических баз при обработке заготовки целесообразно выбирать основные базы детали, то исходя из этого следует, что на первых операциях обрабатывают основные базы. В связи с этим на первой операции в качестве технологических баз используют наружную цилиндрическую поверхность и торец большого фланца, а на последующих посадочную поверхность цилиндрического пояска и его торец. На этих же базах обрабатывают крепежные отверстия и лыски, если они заданы чертежом.
005 Заготовительная
В зависимости от типа производства и материала – лить, ковать, штамповать заготовку или отрезать из проката.
010 Токарная
Подрезать торец большого фланца и торец центрирующего пояска, точить наружную цилиндрическую поверхность пояска с припуском под шлифование, точить канавку и фаски. Технологическая база – наружная поверхность и торец фланца. Станок токарный, многошпиндельный токарный полуавтомат, токарный с ЧПУ.
015 Токарная
Подрезать второй торец большого фланца, точить его наружную поверхность и фаску. Технологическая база – поверхность центрирующего пояска и его торец.
020 Сверлильная
Сверлить и зенковать отверстия. Технологическая база – та же. Станок вертикально-сверлильный, сверлильный с ЧПУ, агрегатно-сверлильный с многошпиндельной головкой.
025 Фрезерная
Фрезеровать фланец с лысками. Технологическая база – та же плюс крепежное отверстие. Станок – вертикально-фрезерный.
030 Шлифовальная
Шлифовать наружную поверхность центрирующего пояска и торец. Технологическая база – наружная поверхность большого фланца и торец. Станок – универсально-шлифовальный или торцекруглошлифовальный.
2.анализ изготвления червячных зубчатых колёс
Заготовки для червяков в крупносерийном и массовом производстве штампованные, а в мелкосерийном и единичном — пруток.
В качестве заготовок червячных колес используют отливки и прокат. При крупносерийном производстве применяют более точные методы получения отливок — литье под давлением, литье в кокиль, корковые формы, отливки по выплавляемым моделям. Для составных колес небольшого размера используют заготовки в виде биметаллических отливок. Предварительно отлитую ступицу устанавливают в форму и на нее центробежным способом заливают венец. При изготовлении особокрупных колес отливают заготовки с предварительно формованными зубьями.
Червячные колеса нарезают на зубофрезерных станках методом обката с радиальной, тангенциальной или комбинированной подачей. Метод обката с радиальной подачей обеспечивает наибольшую производительность и используется при черновом нарезании зубьев цилиндрической червячной фрезой. Методом обката с тангенциальной подачей достигается большая точность, он применяется при чистовом нарезании зубьев конусно-цилиндрической червячной фрезой. Метод обката с комбинированной подачей заключается в том, что вначале на этапе основного съема применяется радиальная подача, а при отделке колеса — тангенциальная подача.
В условиях мелкосерийного производства и для колес крупного модуля зубья нарезают с помощью «летучих» резцов по методу обката с тангенциальной подачей.Черновое нарезание колес можно производить также на универсально-фрезерных станках с делительной головкой дисковыми фрезами.
Шевингование является отделочной операцией при обработке зубьев колес 6-й степени точности и "более. В качестве инструмента применяют червячные шеверы. Шевингование производят после фрезерования или нарезания резцом-летучкой. Шевингование осуществляется методом обката с радиальной и окружной подачами. В обоих случаях механизм привода стола не работает и колеса поворачиваются благодаря вращению фрезы-шевера. После обработки одной стороны зуба направление вращения шевера изменяется и производится шевингование другой частью шевера. Припуск под шевингование оставляют в зависимости от модуля колеса 0,1 ... 0,6 мм на толщину зуба.
Для достижения высокой точности сопряжения профилей колеса и червяка шлифование червячного шевера и червяка производят на одном и том же станке при одинаковой статической настройке. Все основные расчетные параметры у шевера принимаются такими же, как у соответствующего ему червяка.
1 вопрос.Особенности изготовления крупногабпритных валов
Особенностью изготовления крупногабаритных валов (большой длины и веса) являются (рис. 67):
2) обработка с минимумом установов (оптимально – 1);
3) при первом установе один конец заготовки закрепляют в кулачках планшайбы, а второй поджимают
центром. При этом обрабатывают шейки под люнет;
4) токарную обработку производят, крепя заготовку в кулачки и поддерживая люнетом без центров;
5) после каждой переустановки проводят проверку на биение
Наряду с общими принципами и приемами технология тяжелого машиностроения имеет и свои особенности:
– централизованная подготовка производства; ввиду единичного и отчасти мелкосерийного характера производства, проектируются в основном маршрутные или маршрутно-операционные технологические процессы;
– технологические процессы проектируются на принципе концентрации операций с целью сокращения затрат времени на установку, выверку и закрепление деталей;
– большая номенклатура и масса деталей предопределяет широкую универсальность оборудования, применение уникальных и переносных станков, универсальной и нормализованной оснастки;
– совместная окончательная обработка деталей после сборки их в узел, что повышает точность обработки;
– применение накладных переносных станков, которые устанавливаются непосредственно на обрабатываемую заготовку, используя ее как фундамент, и производят обработку отдельных поверхностей;
– использование компенсаторов для достижения заданной точности замыкающих звеньев размерных цепей;
– осуществление в некоторых случаях ответственных посадок не по чертежным размерам, а по фактически полученным размерам на основной детали;
– применение оптических и косвенных методов измерения больших размеров с использованием в качестве измерительных баз вспомогательных поверхностейВ тяжелом машиностроении используются станки больших размеров с мощными приводами и обладают широкой универсальностью. В крупногабаритных станках используется дистанционное управление подвижными элементами станка, а некоторые станки оборудуются телеустановками для наблюдения за процессом обработки. Как и в общем машиностроении, крупногабаритные станки оснащаются программным управлением.
в тяжелом машиностроении единичное или мелкосерийное производство изделий, то для сокращения вспомогательного времени используется в основном универсальная оснастка:
гидрозажимы, развивающие усилие до 15 т;
Для контроля качества крупногабаритных деталей обычно составляется карта обмера, согласно которой могут изготавливаться сопрягаемые детали. Из-за большой массы и габаритов деталей часто их контроль осуществляют непосредственно на станках относительно его поверхностей.
Если машины громоздкие (прокатные станы, мощные прессы, тяжелые краны, шагающие экскаваторы и др.) и их нельзя полностью собрать и испытать на заводе-изготовителе, то производят узловую сборку с последующим испытанием каждого узла.
Контроль наружных цилиндрических поверхностей диаметром до 500 мм можно производить стандартными жесткими скобами, но ввиду больших измерительных усилий их целесообразно заменять скобами, оснащенными индикаторными головками. Для больших диаметров используют более легкие деревянные и сваренные из трубок скобы.
Контроль цилиндрических отверстий диаметром до 500 мм производится стандартными калибрами-пробками, штихмассами, индикаторными нутромерами.
19 билет
1 вопрос. Особенности изготовления ходовых винтов
Ходовой винт станка - одна из деталей, определяющих точность станка, так как в соединении с гайкой винт преобразует вращательное движение в поступательное перемещение суппортов, кареток, фартуков и других механизмов.
Ходовой винт - деталь нежесткая, легко деформируемая, и это создает трудности в ее изготовлении и эксплуатации. Изготавливают винты четырех классов точности: 1-й класс (накопленная погрешность 0,013 мм на 300 мм длины); 2-й класс (0,020 мм на 300 мм длины); 3-й класс (0,030 мм на 300 мм длины); 4-й класс (0,036 мм на 300 мм длины).
Установочными базами ходового винта в станке являются его опорные шейки и буртики, исполнительной частью — винтовая поверхность, поэтому необходимо обеспечить точность их взаимного расположения.
К ходовым винтам предъявляют требования по точности диаметров винта и его опорных шеек, соосности диаметров резьбы винта и его опорных шеек, точности профиля резьбы и ее шага, перпендикулярности опорных торцов к оси вращения винта. Кроме того, ходовые винты должны обладать высокой износостойкостью и стабильностью размеров. При выборе материала для заготовок ходовых винтов нужно учитывать его обрабатываемость.
Ходовые винты скольжения станков нормальной точности, не подвергаемые термообработке, изготавливают из прутковой углеродистой стали А40Г, обладающей хорошей обрабатываемостью. Прецизионные ходовые винты скольжения изготавливают из сталей У10А, У12А, ХВГ, ХГ, 18ХГТ, 40ХФА.
Заготовку ходового винта отрезают от прутка сортового материала с соответствующим припуском по длине. Диаметр сортамента должен быть максимально приближен к расчетному диаметру заготовки. Для получения заготовки ходового винта прокат подвергают правке и разрезке, затем последовательно сверлят центровые отверстия с одновременной подрезкой торцов и, если необходимо, заготовку обтачивают. Далее заготовки шлифуют по наружному диаметру на кругло-шлифовальных станках. Шлифование в центрах применяют для винтов 0, 1 и 2-го классов. У заготовок винтов 3 и 4-го классов точности производят токарную обработку базовых шеек, затем заготовку подвергают правке, а далее — шлифуют наружную поверхность. Технологическими базами при этом являются центровые отверстия. Во избежание деформирования заготовки все поверхности обрабатывают с применением люнетов, под которые в заготовке заранее подготавливают базу.
20 билет
1 вопрос.Особенности изготовления шпинделей
Шпиндель - вал металлорежущего станка, передающего вращение закреплен-ному в нем инструменту или обрабатываемой заготовке. Шпиндель является одной из наиболее ответственных деталей станка. От него во многом зависит точность обработки. Поэтому к шпинделю предъявляется ряд повышенных требований. Конструкцию шпинделя определяют: а) требуемая жесткость, расстояние между опорами, наличие отверстия; б) конструкция приводных деталей и их расположение на шпинделе; в) тип подшипников и посадочные места под них; г) метод крепления патрона для детали или инструмента.
Типовой технологический процесс изготовления шпинделей предусматривает следующие этапы:
Для особо точных шпинделей чередующиеся этапы шлифовальной и токарной обработок наружных и внутренних поверхностей повторяют дважды. Несколько раз могут повторяться операции стабилизирующего отпуска, правки или шлифования центровых отверстий пробок. В целях обеспечения точности рекомендуется все заключительные операции финишной обработки наружных поверхностей выполнять без демонтажа технологических пробок, а операции обработки внутренних поверхностей — при базировании на опорные шейки подшипников, определяющих положение оси шпинделя в корпусе.
Заготовительные операции обработки шпинделей выполняют так же, как и операции обработки валов других типов. Заготовки стальных шпинделей как правило подвергают термической обработке (улучшению, нормализации). Предварительную токарную обработку наружных поверхностей, если ее выполняют на токарных станках с ЧПУ, гидрокопировальных или многорезцовых станках.
Предварительно центральное отверстие обрабатывают на специальных станках для глубокого сверления.
Высокоскоростные шпиндели проходят операцию статического или динамического балансирования. При динамическом балансировании неуравновешенность удаляют высверливанием металла в заранее заданных местах детали. Балансирование производят
обычно в сборе шпинделя со всеми вращающимися деталями. Допускаемый дисбаланс шпинделя станка 16К20 составляет 25 г/см при частоте вращения 33,3.
Шпиндели контролируют следующим образом: сначала контролируют погрешности формы опорных шеек, затем размеры и положение всех остальных поверхностей. Измерительными базами являются опорные шейки.
Сборка
Сборка подшипников.
Cборка подшипников скольжения состоит из установки вкладышей в корпус и крышку и шабрения вкладышей по валу для обеспечения требуемого прилегания и зазоров. При этом необходимо обеспечить: совпадения маслопроводящих отверстий корпуса и вкладышей 0,2…0,5 мм; прилегание вкладышей к основанию и крышке не менее 70% их поверхности; плотное соединение стыков верхнего и нижнего вкладышей.
После сборки шейка вала должна оставлять следы краски на поверхности вкладыша симметрично линии силовой нагрузки, а установившаяся температура во время работы подшипника не должна превышать 600.
При сборке владышей с торцовыми буртами для осевой фиксации последние шабрят для обеспечения их прилегания к торцам крышки и основания. Чтобы вкладыши не проворачивались, применяют фиксацию их штифтами, запресованными в основание, или планками со стороны разъема. Некоторые вкладыши закрепляют путем установки их с натягом. Для создания натяга длину вкладыша по дуге берут больше длины основания на предварительно рассчитанное значение, которое контролируют специальными измерительными устройствами или по разности толщин свинцовых прокладок, устанавливаемых в стыках корпуса и крышки а, b и между вкладышами и постелью с (рис.24.11). Натяг создается в результате сжатия вкладышей при плотном соединении крышки с корпусом.
Сборка неразъемных подшипников скольжения имеет много общего со сборкой неразъемных неподвижных соединений с натягом типа вал – втулка и корпус – втулка.
Рис.24.11 Схема сборки подшипника скольжения
В машинах используют большое разнообразие видов подшипников качения, причем значительное их число уникально, как по размерам, так и по массе. Основное требование при сборке узлов с подшипниками – обеспечение радиального зазора между шариками или роликами и кольцами. Кроме того, точность и долговечность работы подшипника зависит от качества его посадки на вал или в корпус. Сборка может быть выполнена на механических, гидравлических и пневматических запрессовочных устройствах. Для облегчения сборки используют предварительный нагрев подшипника в масле в ваннах с электрическим или паровым нагревом. При этом нагрев до температуры выше 950С не рекомендуется, так как возможны деформации деталей подшипника. Для посадки нагретых подшипников на вал применяют специальные захваты, стаканы (оправки), позволяющие более точно центрировать подшипник перед посадкой и обеспечить равномерное распределение усилия на контактирующих поверхностях. Для запрессовки подшипника в корпус охлаждают его наружное кольцо, причем охлаждать следует до температуры не ниже –500С.
Наиболее сложны и трудоемки монтаж и демонтаж крупногабаритных уникальных подшипников качения. Монтаж таких подшипников обычными способами требует больших усилий запрессовки и не всегда практически возможен. В подобных случаях хорошие результаты дает использование гидропрессового метода. При подачи масла под давлением в зону контакта обеспечивается полужидкостное или даже жидкостное трение, что снижает коэффициент трения с 0,15 до 0,0005, а следовательно, значительно уменьшаются и необходимые усилия.
В зависимости от конструкции собираемого узла можно применить четыре основные схемы подвода масла в зону контакта. Первая схема – подача масла по охватывающей детали (валу); вторая – по охватывающей детали (втулке); третья – комбинация первых двух схем; четвертая – через наружную фаску охватывающей детали. При этом у торца подшипника должна быть установлена камера высокого давления.
Для монтажа и демонтажа крупных подшипников с конусными посадочными поверхностями целесообразно применение гидравлических гаек (домкратов). Такие гайки могут развивать осевое усилие до 1,8 МН.
Гидравлическая гайка должна обеспечивать сборку или разборку нескольких типоразмеров подшипников. Такая гидравлическая гайка (рис.24.12) имеет сменную разъемную втулку 4, устанавливаемую в проточку на шейке вала. Если на валу есть соответствующая резьба, то корпус гайки 3 может непосредственно наворачиваться на нее. В отверстие корпуса входит кольцевой поршень 1 с уплотнительной манжетой 2. Масло через шланг или металлическую трубу подается в рабочую полость гидравлической гайки от насоса высокого давления. Под давлением масла поршень выдвигается из корпуса, запрессовывая подшипник на вал. Для уменьшения усилия запрессовки между сопрягаемыми деталями создается масляный слой. Он образуется подачей масла под давлением в маслораспределительную канавку 5 от насоса через отверстие на торце вала.
Точность и долговечность работы подшипника очень сильно зависит от обеспечения при сборке требуемого радиального зазора. Однако радиальный зазор трудно измерить в установленном в сборочную единицу подшипнике.
Рис.24.13 Осевой и радиальный
зазоры в коническом подшипнике
Осевой зазор в коническом роликоподшипнике регулируют несколькими способами. Первый способ состоит в установке под торцовую крышку прокладок при смещении наружного кольца подшипника или под регулируемую втулку при перемещении внутреннего кольца (рис.24.14,а). Второй – осуществляется регулировочным винтом, установленным в центре торцовой крышки (рис.24.14,б). Третий с помощью гайки (рис.24.14,в).
Рис.24.14 Способы регулирования осевого зазора
в подшипник
сборка резьбовых соединений. постановка шпилек
Резьбовые соединения - наиболее распространённый вид разъёмных соединений. Трудоёмкость сборки (разборки) этих соединений при ремонте, монтаже, техническом обслуживании достигает 20% от общей трудоёмкости работ. В зависимости от трудоёмкости резьбовые соединения делят на две группы:
Сборка (разборка) соединений первой группы проводится без специальных приспособлений. Трудоёмкость сборки (разборки) соединений второй группы в 10...15 раз выше [15].
Резьбы крепёжные предназначены для фиксации деталей (метрическая с треугольным профилем 60°, трубная - треугольная со скруглёнными вершинами и впадинами 55°, круглая), должны обладать самоторможением для надёжной фиксации. Резьбы ходовые для винтовых механизмов (прямоугольная, трапецеидальная 30°: симметричная, несимметричная упорная) должны обладать малым трением для снижения потерь. Основные детали соединения:
Надёжность крепежных резьбовых соединений зависит от:
Компоновка резьбовых соединений сводится к трём схемам:
dвнутр = (4 × Q / (π × [σ]раст))1 / 2.
Найденный внутренний диаметр резьбы округляют до ближайшего большего.
dвнутр = (4 × P / (π × [τ]срез))1 / 2.
Порядок назначения размера болта аналогичен.
V = 1,2 × F / f,
где f - коэффициент трения.
Тогда внутренний диаметр резьбы болта:
dвнутр = (4,8 × F / (π × f × [σ]раст))1 / 2.
В расчёте находится внутренний диаметр резьбы, а обозначается резьба по наружному диаметру. Часто ошибка состоит в том, что, рассчитав внутренний диаметр резьбы болта 8 мм, назначают болт М8, а следует назначить болт М10, имеющий наружный диаметр резьбы 10 мм, а внутренний 8 мм. Концентрация напряжений во впадинах витков резьбы учитывается занижением допускаемых напряжений материала на 40%.
Правильно поставленная шпилька в отверстии должна сидеть плотно и при отвинчивании гайки даже с тугой резьбой не должна вывинчиваться из детали. Шпилька должна быть строго перпендикулярна той плоскости, в которую она ввернута. Глубину отверстия делают больше длины нарезанной части шпильки. В глухих отверстиях резьбу следует нарезать с большой осторожностью, чтобы не сломать метчик.
Шпильки ввертывают и вывертывают следующими способами:
1. На свободный резьбовой конец шпильки навинчивают две гайки. Вращая ключом верхнюю гайку, ввертывают шпильки в гнездо. Этот способ имеет недостаток: отвинчивание гаек со шпилек ослабляет посадку шпильки.
2. На конец шпильки свободно навинчивается специальное приспособление - «солдатик» (рис. 78, а), представляющее собой высокую шестигранную гайку. Гайка стопорится на конце шпильки винтом меньшего диаметра, чем основной диаметр шпильки. Затем обычным гаечным ключом вращают гайку, вместе с которой завинчивается шпилька. Когда шпилька завинчена, стопорный винт ослабляют, придерживая гайку ключом. После этого гайка легко свинчивается со шпильки.
Сборка зубчатых колес
Цилиндрических
Сборку зубчатой передачи начинают с установки корпусов подшипников или нижней половины редуктора на фундамент; затем проверяют прилегание вкладышей (при подшипниках скольжения), а после установки зубчатых колес- прилегание шеек валов во вкладышах (пробой на краску).
Правильное зацепление зубьев происходит при параллельности осей колес, отсутствии их скрещивания и сохранении расстояния между осями валов равным расчетной величине.
Параллельность расположения осей подшипников корпуса зубчатой передачи (рис. 117, а) проверяют штихмасом, штангенциркулем и индикатором 5. Расстояние между осями подшипников проверяют контрольными оправками 1 и 3, устанавливаемыми в корпус. Расстояние измеряют или между оправками, или по их наружной поверхности.
В первом случае измерение выполняют микрометрическим штихмасом 2 и к полученному размеру l прибавляют полусумму диаметров калибров:
Во втором случае применяют штангенциркуль 4 и из полученного размера вычитают полусумму диаметров калибров:
Определив размеры l, или l2 на обеих сторонах, можно установить непараллельность осей отверстий подшипников. Чтобы добиться требуемого межцентрового расстояния и параллельности, необходимо сместить корпуса подшипников. Непараллельность в вертикальной плоскости может быть определена при наложении уровня А на каждый из валов (рис. 117, б)
.
Рис. 117. Проверка параллельности и перпендикулярности осей отверстий и валов:
а - контрольным валом и универсальным измерительным инструментом, б - уровнем
Величина непараллельности в этом случае будет равна разности показаний уровня в угловых делениях. Обычно цена деления уровней дается в долях миллиметра на 1 мм и для перевода показаний уровня в угловые секунды цену деления нужно умножить на число 200. Например, цена деления уровня 0,1 мм на 1 м соответствует 20 угловым секундам ((0,1*200)/1)=20".
Независимо от степени точности колес и передач устанавливают нормы бокового зазора. Основными являются нормы нормального гарантированного зазора (обозначаемого буквой X), компенсирующего уменьшение бокового зазора от нагрева передачи.
Рис. 118. Основные операции по проверке цилиндрических зубчатых передач: а - проверка радиального и торцового биения, б- проверка бокового зазора
На рис. 118, б показана проверка бокового зазора Сп, которую в цилиндрических зубчатых колесах выполняют щупом или индикатором. На валу одного из зубчатых колес крепят поводок 1, конец которого упирают в ножку индикатора 2, установленного на корпусе узла. Другое зубчатое колесо удерживают от проворачивания. Затем поводок 1 вместе с валом и колесом слегка поворачивают то в одну, то в другую сторону, а это можно сделать только на величину зазора Сп в зубьях. По показанию индикатора определяют боковой зазор. Наименьший боковой зазор Спуказывают в технических условиях на сборку узла. При межцентровом расстоянии 320-500 мм для передач средней точности зазор этот должен быть не менее 0,26 мм.
Окончательно проверяют зацепление пробой на краску. Для проверки контакта (прилегания зубьев) поверхность зубьев ведущего колеса покрывают тонким слоем синей краски и поворачивают его несколько раз, чтобы на зубьях ведомого колеса получились ясные следы соприкосновения. По отпечаткам на зубьях ведомого колеса судят о качестве зацепления: чем равномернее и чем на большей площади расположены пятна краски на зубьях, тем лучше собрана передача.
Погрешности сборки зубчатых передач определяют по расположению пятна контакта при проверке на краску. Недостаточный зазор по всему венцу показан на рис. 119, а. Возможные причины малой величины зазора:
излишняя или недостаточная толщина зуба у одного или у обоих колес; в этом случае необходимо заменить колеса или использовать корпус с другим межцентровым расстоянием.
Конических
Требования, предъявляемые к коническим зубчатым передачам, так же как и приемы их сборки и установки на валу, такие же, как и у цилиндрических зубчатых колес. Различаются только приемы установки узлов «вал - колесо» и приемы регулирования зацепления.
Для обеспечения правильной сборки конической передачи необходимо выполнить следующие условия:
зубчатые колеса должны иметь правильный профиль и точную толщину зуба, оси отверстий или шеек зубчатых колес должны проходить через центр начальной окружности и не иметь перекоса;
оси гнезд в корпусе должны лежать в одной плоскости и пересекаться в определенной точке под прямым углом.
Прежде чем приступить к сборке, необходимо проверить взаимное расположение в корпусе гнезд для валиков конических зубчатых передач. Проверку выполняют приспособлением, состоящим из двух калибров 1 и 2 (рис. 120, а), центрирующихся в отверстиях. При правильном угле между осями колец калибр 1 должен свободно входить в отверстие калибра 2.
Проверка с помощью двух калибров со срезанными концами ясна из рис. 120, б. Зазор между плоскостями среза не должен превышать 0,01-0,06 модуля торцового зацепления.
а - проверка взаимного расположения гнезд калибрами, б - проверка положения осей калибрами со срезанными зубьями, в - проверка калибром-линейкой, г - проверка и регулирование зазора сдвигом колес вдоль осей I-I и II-II
Конические колеса, как и цилиндрические, работают нормально, если имеется боковой зазор Сп между сцепляющимися зубьями. Боковой зазор Сп и радиальный δ в конических передачах при сборке можно изменить. Величину зазора регулируют сдвигом колеса. Если зубчатое колесо (рис. 120, г), сидящее на оси II-II, сдвинуть влево - в направлении вершины начального конуса, то зазоры в зацеплении уменьшатся. Если боковой зазор нельзя измерить щупом из-за затрудненного подхода к передаче, то можно пользоваться тонкими свинцовыми пластинками, толщина которых в 1,5 раза превышает величину требуемого зазора. Для этого отмечают мелом три зуба, равномерно расположенных по окружности и вставляют между ними свинцовые пластинки, Затем вращают один из валов. Сжимаясь между зубьями, пластинки расплющиваются. Измерив микрометром толщину каждой пластинки и вычислив среднее арифметическое трех измерений, получают значение бокового зазора.
После того, как найдено требуемое взаимное расположение зубчатых колес, нужно его зафиксировать, чтобы при последующих сборках оба колеса были поставлены в то же самое положение. Достигается это либо подбором толщины регулировочных стальных или латунных прокладок (от 0,05 до 1,5 мм), либо перемещением втулок специальными регулировочными гайками.
Регулирование зацепления на краску по характеру пятна контакта состоит в следующем. Зубья одного колеса смазывают краской и оба колеса провертывают на 2-3 оборота. На зубьях колеса, не смазанного краской, получается отпечаток, по которому судят о зацеплении. Величина пятна зависит от класса точности передачи и должна составлять 40-60% длины зуба и 20-25% высоты рабочей части.
Если следы краски расположены плотно на одной стороне зуба на узком конце, а на другой стороне - на широком, то это свидетельствует о перекосе зубчатых колес. Эти погрешности должны быть исправлены путем дополнительных пригоночных операций Передачу следует разобрать и проверить правильность установки зубчатых колес на валах и положение осей в корпусе.
Червячных
Сборка червячных передач включает две типовые операции для всего разнообразия конструкций: установку зубчатого колеса на вал и установку "валов в сборе" в корпус редуктора.
Правильность установки червячного колеса по отношению к червяку проверяют следующим образом.
На рис. 121, б показан специальный шаблон А. Шаблон прикладывают к ободу червячного колеса и щупом замеряют зазор С между шаблоном и витками червяка. На рис. 121, в проверку выполняют отвесами: от вала червяка опускают отвесы О и нутромером замеряют расстояние С, которое должно быть одинаковым с обеих его сторон.
Для обеспечения нормальной работы передач необходимо, чтобы расстояние между осью червяка и осью колеса находилось в пределах допусков, а средняя плоскость совпадала с осью червяка.
На рис. 122, а показана сборка червячного колеса 1, закрепленного на призматической шпонке 2, и дополнительно с обеих сторон гайками 3 и 4, которыми можно регулировать положение средней плоскости колеса (ослабляя одну или подтягивая другую). На рис. 122, б ступица колеса 1 зажимается распорными втулками 5 и 6, а по торцам устанавливаются компенсаторные кольца 7 и 8 различной толщины. Меняя эти кольца, можно добиться сдвига колеса в ту или другую сторону.
Рис. 122. Приемы сборки и проверка червячных передач:
а, б - закрепление червячных колес на валах, в - перекос колес, г - сдвиг колес
При сборке зубчатого колеса может быть перекос (рис. 122, в) или сдвиг колеса по оси (рис. 122, г). Перекос можно легко проверить индикатором путем установки червячного колеса с валом в центрах. Правильность зацепления червячного колеса с зубьями червяка проверяют следующим образом. На винтовую поверхность червяка наносят тонкий слой краски, затем медленно поворачивают червяк в одном направлении. При правильном зацеплении червяка с червячным колесом краска должна покрывать поверхность зуба червячного колеса не менее 50-60% по длине и по высоте.
Сборка заклепочных соединений
3 вопрос.Понятие сборочная операция, переход. Разработка маршрутного техпроцесса сборки.
Операцией сборки называют часть технологического процесса сборки, выполняемую на одном рабочем месте одним рабочим (или группой рабочих) и включающую все последовательные действия при сборке определенного узла * (или нескольких одновременно собираемых одинаковых узлов) либо при установке и креплении его на собираемой машине (или одинаковых узлов на нескольких машинах).
* Согласно ГОСТам ЕСКД понятие «узел» заменяется понятием «сборочная единица». Сборочная единица - это изделие, составные части которого подлежат соединению между собой сборочными операциями.
Операция может быть выполнена за одну или несколько установок детали.
Переходом называют часть сборочной операции, выполняемую одними и теми же инструментами при неизменном положении собираемого узла. Каждый переход включает рабочие приемы.
При единичном выпуске изделий проектирование подробного технологического процесса с разделением его на операции и переходы экономически не оправдывается. В таких случаях л ишь перечисляют в необходимой последовательности операции, составляющие комплекс сборочных работ. Такой технологический процесс называется маршрутным. Его можно использовать, например, в комплексе работ по сборке гидроцилиндра: сборке передней и задней крышек, сборке поршня и штока, сборке гидроцилиндра из сборочных единиц и при испытаниях цилиндра. Наиболее рациональные приемы сборочных работ при этом устанавливают сами сборщики.
Для условий серийного производства необходима большая дифференциация операций и переходов. В случае поточно-массового производства составляют детализированный технологический процесс сборки по операциям и переходам.
Например, процессы сборки передней крышки цилиндра могут быть следующие:
В процессе сборки сборочной единицы поршня возможны следующие переходы:
Разработке процесса сборки предшествует разработка технологической схемы сборки.
Технологическая схема сборки — графическое представление процесса комплектования (последовательности сборки) изделия и сборочных единиц. Рассмотрим ее построение для ступицы. На таких схемах каждый элемент изделия обозначен прямоугольником, в котором указывают наименование составной части, ее индекс и количество. Разработка технологической схемы сборки начинается с определения базовой детали (или сборочной единицы) и деления изделия на сборочные единицы и детали. Процесс сборки отображается на схеме горизонтальной линией в направлении от прямоугольника с наименованием базового элемента до прямоугольника с наименованием готового изделия (или сборочной единицы). Выше горизонтальной линии показывают в порядке последовательности сборки прямоугольники, условно обозначающие детали, а ниже — прямоугольники, условно изображающие сборочные единицы. Для каждой сборочной единицы (первого, второго и более высоких порядков) могут быть построены аналогичные схемы.
Клеевые и паянные соединения
Достоинства клееных конструкций заключаются в возможности соединения практически всех конструкционных материалов в любых сочетаниях, любой толщины и конфигурации, причем обеспечивается герметичность и коррозионная стойкость соединений. В отличие от сварных, клееные соединения почти не создают концентрации напряжений, не вызывают коробления деталей и надежно работают при вибрационных нагрузках.
По сравнению с другими клееные соединения дешевле, а клееные конструкции, как правило, легче других при прочих равных условиях.
Недостатки клееных соединений: сравнительно невысокая прочность, особенно при неравномерном отрыве, относительно невысокая долговечность некоторых клеев («старение»), низкая теплостойкость, необходимость соблюдения специальных мер по технике безопасности (установка приточно-вытяжной вентиляции); для большинства соединений требуется нагрев, сжатие и длительная выдержка соединяемых деталей.
Клеи делят на конструкционные (для прочностных соединений) и неконструкционные (для ненагруженных соединений).
Клей наносят на поверхность кистью или пульверизатором. Прочность клееного соединения в значительной степени зависит от толщины клеевого слоя, которая в основном определяется вязкостью клея и давлением при склеивании. Рекомендуются толщины клеевого слоя для различных клеев в пределах 0,05-0,25мм; при толщине клеевого шва 0,5мм и более прочность соединения значительно снижается. Наибольшее влияние на прочность клееного соединения оказывает температура эксплуатационного режима, которая для большинства конструкционных клеев рекомендуется в пределах от минус 60 до плюс 80°С.
В прочностных клееных конструкциях наиболее распространены стыковыеи нахлестанныесоединения, примеры которых приведены на рис.1.6: а – стыковое с накладкой; б – косостыковое; в – стыковое; г – стыковое соединение труб одинакового диаметра; д – нахлесточное; е – нахлесточное шпунтовое; ж – косостыковое соединение труб одного диаметра; з –нахлесточное (телескопическое) соединение труб разного диаметра.
Рис. 1.6. Виды клееных соединений
Паяные соединения.Пайкой называется процесс образования неразъемного соединения с межатомными связями путем нагрева соединяемых материалов ниже температуры их плавления и применения легкоплавкого присадочного материала –припоя. В температуре нагрева состоит принципиальное отличие пайки от сварки. Соединение, образованное пайкой, называется паяным.
В отличие от сварки пайка позволяет соединять детали из разнородных материалов, например, черных и цветных металлов и сплавов, стекла, керамики, графита. Кроме того, паять можно и детали с тонкостенными элементами, где применение сварки недопустимо из-за опасности прожога тонких стенок при сварке. Применение пайки в машиностроении возрастает в связи с широким внедрением новых конструкционных материалов, в том числе высокопрочных легированных сталей, многие из которых плохо свариваются. Примерами применения пайки в машиностроении могут служить радиаторы автомобилей и тракторов, лопатки турбин, топливные и масляные трубопроводы и др.
По признаку взаимного расположения и формы паяемых элементов типы паяных соединений подобны сварным и клееным и носят те же названия, а именно: нахлесточное, стыковое, косостыковое, тавровое, телескопическое, комбинированное.Если паяемые элементы соединены по линии или в точке, то соединение называется соприкасающимся.
Многообразные способы пайки можно подразделить на два основных вида:
3 вопрос.Сборка шпоночных и шлицевых соединений
Сборка шпоночных и шлицевых соединений, наиболее характерных для передачи крутящего момента от вала к насаженной на него детали, при монтаже оборудования чаще всего выполняется с использованием призматических шпонок, клиновых врезных шпонок с гайкой и тангенциальных шпонок.
Сборка шпоночных соединений. Выполняя сборку с помощью призматических и сегментных шпонок, следует уделять особое внимание подгонке шпонок по пазам и зазору по наружной стороне шпонки. Обычно шпонку устанавливают в паз вала плотно или даже с натягом, а в пазу охватывающей детали посадку делают более свободной. Люфт шпонок в канавках валов не допускается, т. е. охватывающая деталь не должна «сидеть» на шпонке, ее необходимо центрировать по цилиндрической или конической поверхности вала. При этом между верхней плоскостью шпонки и впадиной паза охватывающей детали должен быть достаточный зазор.При сборке шпонок небольших размеров применяют молотки или оправки из цветного металла. Целесообразнее запрессовывать шпонки под прессом или специальными струбцинами.
Сборка шлицевых соединений. Наиболее распространенным видом шлицевого соединения деталей автомобиля является такое, у которого центрирование осуществляется по наружному диаметру выступов вала. Вал шлифуется по наружному диаметру шлицев, а отверстие протягивается. Шлицевое соединение деталей может быть подвижным и неподвижным. Независимо от вида шлицевого соединения сборку следует начинать с осмотра состояния шлицев обеих деталей. Не допускаются забоины, задиры или заусенцы. Особое внимание следует уделять осмотру внешних фасок и закруглений внутренних углов шлицев.
Шпоночные соединения используются в основном в механизмах для передачи крутящего момента. В зависимости от нагрузки на такие соединения и условий работы механизма используются шпонки клиновые, призматические и сегментные (рис. 52).
Рис. 52. Разновидности шпоночных соединений: а – клиновой шпонкой.
Рис. 52 (продолжение). Разновидности шпоночных соединений: б – призматической шпонкой; в – сегментной шпонкой; г – шлицевое; д – штифтовое.
Рис. 52 (продолжение). Разновидности шпоночных соединений: е – правильно собранное соединение; ж – дефект увеличенного зазора; з – дефект от перекоса оси шпоночного паза.
При сборке шпоночных соединений вместо шпонки возможно использование штифта. Штифтовое соединение более технологично (что обеспечивается взаимозаменяемостью деталей), но требует дополнительной обработки: в охватывающей детали и на валу необходимо совместно просверлить и развернуть конусной разверткой отверстие под штифт.
Последовательность сборки шпоночного соединения следующая: вал закрепляют в тиски, в паз вала устанавливают шпонку и надевают охватывающую деталь. При этом соединение шпонки с валом должно быть плотным (шпонку устанавливают в паз вала с натягом), в паз же ступицы шпонка устанавливается более свободно.
3 вопрос.Сборка болтовых и винтовых соединений.постановка гаек
Основными крепежными деталями резьбовых соединений являются болты, винты, шпильки, гайки, шайбы и стопорные устройства, предохраняющие гайки от самоотвинчивания.
Болт - цилиндрический стержень с шестигранной головкой на одном конце и резьбой - на другом. Болты в соединении используют в комплекте с гайкой, при этом резьба в соединяемых деталях не используется (рис. 1, а).
Винты - цилиндрические стрежни с головкой на одном конце и резьбой - на другом. Винт ввертывается в резьбовое отверстие одной из скрепляемых деталей (Рис. 2, б), головки винтов могут иметь различную форму (цилиндрическую, полукруглую и др.).
Наиболее распространенный тип болтового соединения- соединение, собранное на болтах, которые входят в отверстия соединяемых деталей с большим зазором. Болт обычно вставляют снизу, а затем навинчивают гайку. Гайки затягивают только тогда, когда поставлены все болты и гайки. Затягивать гайки нужно постепенно. Сначала все гайки нужно развернуть до соприкосновения с шайбами или с поверхностью детали, затем слегка затянуть и только в третий раз затянуть окончательно. Затягивать гайки не следует подряд одну за другой, так как при этом они могут быть затянуты неравномерно, что приведет к перегрузке некоторых гаек, смятию резьбы и даже обрыву болта.
Гайки, расположенные по кругу (на фланцах, крышках цилиндров и т. д.), следует затягивать крест-накрест в три приема. На длинных крышках (на крышках боков двигателей внутреннего сгорания, крышках больших редукторов и т. п.) затягивать гайки нужно от середины к краям, так как затягивание гаек от краев к середине приводит к искривлению крышек.
Чтобы равномерно затянуть все гайки, применяют специальные предельные ключи, которые отрегулированы на определенную силу затягивания. Сборка болтового соединения заканчивается стопорением гаек.
Винты бывают крепежные и установочные, с головкой под ключ или под отвертку
Винты для крепления металлических и деревянных деталей подразделяются:
- винты для металла (метрические). Перед вкручиванием металлической детали просверливают резьбовое отверстие. Затем на конец винта надевают шайбу и привинчивают гайку. Диаметры винта и шайбы должны быть одинаковые.- самонарезающие винты с заостренным концом имеют постоянную толщину. Острие вставляют в просверленное в детали отверстие, соответствующее диаметру винта, и скрепляют детали.- шурупы имеют стержень, сужающийся к концу. Острие на конце расклинивает дерево. В твердой древесине нужносверлить отверстие и использовать шурупы большего диаметра.- натяжные винты предназначены для стягивания деревянных деталей через сквозное отверстие, имеющее нишу для подголовки винта.- металлические стержни. Применяют в виде длинных болтов и имеют резьбовый конец. Длина их составляет от одного метра и больше. Виды резьбы могут быть различными.
Винты и шурупы для дерева по форме сечения бывают: полукруглые (оксидированные), потайные (оцинкованные и неоцинкованные, хромированные, латунные), полупотайные, цилиндрические, шестигранные, плоские с головками в виде крюка (замкнутые и незамкнутые).
Для установки винтов используют следующие инструменты:- отвертки крестовые и фигурные с цифрами ноль, один, два, три, четыре, обозначающие диаметр наружной резьбы винтов.
- ручные машины со сменными насадками.
- шуруповерты и электрошуруповерты со сменными насадками, имеющие правое и левое вращение. Для закручивания в труднодоступных местах существуют шуруповерты, захватывающие головку с помощью механических или магнитных устройств.
- специальные ключи (накладной, вильчатый, торцовый) для винтов с внутренней шестигранной головкой и гаек, а также разводной гаечный ключ.
- электрофицированные инструменты.
. Сборка резьбовых соединений, постановка шпилек
Болтовое соединение осуществляется через отверстия в деталях с помощью гайки(рис 3.4а),
винтовое -без применение гайки через отверстие в одной детали и резьбового в другой (рис 3.4б)
Билет 22
вопрос.Понятие сборочная операция, переход. Разработка маршрутного техпроцесса сборки
Билет 23
3.Конструктивные и сборочные элементы. Схема сборки
Машина с технологической точки зрения состоит из ряда элементов различной сложности. Различают конструктивные и сборочные элементы машины.
Конструктивные элементы определяются функциональным назначением их в машине вне зависимости от порядка выполнения разборки или сборки.
Сборочные элементы представляют собой детали и соединения деталей, которые могут быть собраны отдельно и независимо от других элементов машины.
Узлом(подгруппой) называют элемент агрегата n реже изделия, состоящий из нескольких деталей, связанных между собой подвижными или неподвижными посадками, и характеризующийся возможностью сборки его обособленно от других элементов изделия.
Узел выполняет определенные функции в агрегате и входит в его состав. Примерами узлов могут служить масляный насос двигателя, дифференциал моторного катка, крышка коробки передач асфальтоукладчика в сборе и др.
Комплектом называют предварительно собранный узел, требующий частичной или полной сборки при окончательной его установке (поршень с шатуном в сборе).
Основной элемент (узел или деталь), с которого начинается сборка, называется базовым (рама машины, корпусная деталь агрегата).
Агрегаты и узлы должны легко сниматься с рамы машины для замены при эксплуатации или ремонте ее.
Деталью называют первичный элемент изделия, который характеризуется отсутствием в нем каких-либо соединений, например шестерня, вал, втулка.
Сборка машин производится в последовательности, обратной разборке. Следует отметить, что не все конструкции дорожных машин могут быть полностью расчленены на агрегаты и узлы, а последние не всегда отвечают всем вышеизложенным требованиям. Вследствие несовершенства конструкции некоторые дорожные машины имеют открытые передачи и механизмы, которые, являясь конструктивными элементами, не являются сборочными, а поэтому не могут быть отнесены ни к узлам, ни к агрегатам и при разборке машины остаются на раме. Некоторые агрегаты дорожных машин имеют трудный доступ, лишены конструктивной обособленности, имеют базовые детали, являющиеся общими для двух смежных агрегатов. Однако большинство современных сложных дорожных машин могут быть в значительной степени расчленены на агрегаты и узлы.
Для наглядного представления, удобства планирования и выполнения последовательности сборки обычно составляют технологические схемы общей и узловой сборки. При наличии образца изделия составление технологических схем сборки существенно упрощается. В этом случае последовательность сборки может быть установлена в процессе его пробной разборки и последующей сборки.
3.Составные части сборочного изделия; группы ,узла ,детали
Изделием в машиностроении называется любой предмет или набор предметов производства, подлежащий изготовлению на предприятии. Изделием может быть машина, ее элементы в сборе и даже отдельная детали в зависимости от того, что является продуктом конечной стадии данного производства. Например, для автомобильного завода изделием является автомобиль, для карбюраторного завода - карбюратор, для автоматического завода поршней - поршень.
Изделия в зависимости от их назначения делят на изделия основного и вспомогательного производства. К изделиям основного производства относятся изделия, предназначенные для поставки (реализации), а к изделиям вспомогательного производства - изделия, предназначенные только для собственных нужд изготовляющего их предприятия.
ГОСТом установлены перечисленные ниже виды изделий.
Деталь - это изделие (составная часть изделия) изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций (например, валик из одного куска металла, литой корпус и т. п.). Характерный признак детали - отсутствие в ней разъёмных и неразъемных соединений. Деталь - это первичный сборочный элемент каждой машины.
Сборочная единица - это изделие, составные части которого подлежат соединению (собирается отдельно и в дальнейшем участвует в процессе сборки как одно целое). Составные части сборочной единицы подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе сборочными операциями (свинчиванием, склеиванием, клепкой, опрессовкой и т. п.); например, собираются шпиндельный узел, коробка скоростей, ротор турбины, составной коленчатый вал и т. п.
Характерным признаком составной части изделия с технологической точки зрения является возможность ее сборки обособленно от других элементов изделия. Составная часть в зависимости от конструкции может состоять либо из отдельных деталей, либо из составных частей высших порядков и деталей. Различают составные части первого, второго и более высоких порядков. Составная часть первого порядка входит непосредственно в составную часть изделия. Она состоит либо из отдельных деталей, либо из одной или нескольких составных частей второго порядка и деталей. Составная часть второго порядка входит в составную часть первого порядка. Она расчленяется на детали или на составные части третьего порядка и детали и т. д., составная часть наивысшего порядка расчленяется только на детали. Рассмотренное деление изделия на составные части производится по технологическому признаку.
Существует другое деление, когда изделие расчленяется на составные части, по функциональному признаку. К ним можно, например, отнести механизм газораспределения двигателя, систему его смазки или охлаждения. Эти составные части изделия не являются сборочными с технологической точки зрения, так как их в большинстве случаев нельзя обособленно и полностью собрать отдельно от других элементов изделия. Деление изделия на составные части и оформление чертежей и других технических документов в машиностроении дано в
ГОСТ 2.101-68.
В современном машиностроении сборка расчленяется на общую и узловую. Объектом общей сборки является изделие, объектом узловой сборки являются его составные части.
Сборочные единицы (узлы), в процессе общей сборки непосредственно входящие в изделие, называются сборочными единицами первого порядка. Сборочные единицы, входящие в сборочную единицу первого порядка, называются сборочными единицами второго порядка и т. д.
Отдельные детали (например, крепежные) могут входить в сборочные единицы любого порядка или непосредственно в собираемое изделие.
Собранное изделие может рассматриваться как сборочная единица нулевого порядка.
Сборочный комплект - это группа составных частей изделия, которые необходимо подать на рабочее место для сборки изделия или его составной части (ГОСТ 3.1109-82).
Объектами производства машиностроительных предприятий могут быть комплексы и комплекты изделий, кроме отдельных машин и их частей.
Комплекс - это два и более, специфицированных (состоящих из двух и более составных частей) изделия, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций; например: автоматическая линия, цех-автомат, станок с ЧПУ с управляющими панелями и т. п.
Комплект - это два и более изделий, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями и представляющих набор изделий, которые имеют общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера; например: комплекты запасных частей, инструмента и принадлежностей, измерительной аппаратуры, упаковочной тары и т. п.
Комплектующее изделие - это изделие предприятия-поставщика, применяемое как составная часть изделия, выпускаемого предприятием-изготовителем. Составными частями изделия могут быть детали и сборочные единицы (ГОСТ 3.1109-82).
Билет 25
.Методы достижения точности замыкающего звена и расчета размерных цепей.Метод неполной взаимозаменяемости.
Размерные цепи являются одной из разновидностей связей, действующих в машине и производственном процессе ее изготовления. Поэтому все теоретические положения о связях распространяются на размерные цепи в той же мере, как и на другие виды связей.
Количественную связь замыкающего звена с составляющими звеньями отражает уравнение размерной цепи:
Из схемы плоской размерной цепи А с параллельными звеньями (рис.9.1) видно, что номинальное значение замыкающего звена равно алгебраической сумме номинальных значений составляющих звеньев, в которой увеличивающие звенья имеют знак "+", а уменьшающие - знак "-":
.
Рис.9.1.Плоская размерная цепь с параллельными звеньями
Влияние составляющих звеньев на замыкающее звено можно учесть в уравнении размерной цепи с помощью передаточных отношений. Это дает возможность записать уравнение размерной цепи в общем виде:
,
где
— порядковый номер составляющего звена;
— передаточное отношение i-го составляющего звена; для плоских размерных цепей с параллельными звеньями;
= 1 для увеличивающих составляющих звеньев,
= –1 для уменьшающих составляющих звеньев.
Согласно количественной связи средних значений функции и аргументов, рассмотренных выше, среднее значение замыкающего звена может быть определено:
Для рассматриваемой размерной цепи (рис.9.1), уравнение будет показано выглядеть так:
.
Но среднее допустимое значение любой величины может быть выражено через ее номинальное значение и координату середины поля допуска:, поэтому:
.
Вычитая из этого уравнения уравнение номиналов размерной цепи получим уравнение координат середин полей допусков:
.
Координата середины поля допуска замыкающего звена плоской размерной цепи с параллельными звеньями равна алгебраической сумме координат середин полей допусков составляющих звеньев с учетом их собственных знаков, т.е.
,
или
Все рассуждения, касающиеся координат середин полей допусков, в полной мере распространяются и на координаты середин полей рассеяния. Поэтому по аналогии будем иметь
или
.
При расчетах полей допусков или полей рассеяния могут быть использованы два метода:
Метод неполной взаимозаменяемости
Сущность метода заключается в том, что требуемая точность замыкающего звена размерной цепи достигается с некоторым, заранее обусловленным риском путем включения в нее составляющих звеньев без выбора, подбора или изменения их значений.
Преднамеренный риск выхода значений замыкающего звена за пределы допуска, определяемого условиями задачи, обычно незначителен. Однако этот риск позволяет расширить допуски составляющих звеньев в сравнении с их значениями, установленными при достижении точности замыкающего звена методом полной взаимозаменяемости. Эта возможность создается малой вероятностью возникновения крайних отклонений составляющих звеньев и попаданий таких отклонений в одно изделие.
Преимущества метода неполной взаимозаменяемости заключаются в том, что задаваясь небольшой величиной риска выхода значений замыкающего звена за пределы допуска, можно существенно расширить допуски составляющих звеньев по сравнению с допусками, назначенными по методу полной взаимозаменя
3 вопрос. Различают 2 метода достижения точности замыкающего звена:
Метод взаимозаменяемости имеет 3 разновидности:
Метод компенсации включает:
Кроме того, различают 2 метода расчета размерных цепей:
При выборе метода достижения точности следует иметь ввиду, что наименьшая трудоемкость сборочных работ обеспечивается при использовании методов взаимозаменяемости, т.к. в этом случае процесс сборки заключается в простом присоединении деталей друг у другу без регулировки или пригонки.
При методе полной взаимозаменяемости требуемая точность замыкающего размера размерной цепи достигается путем включения в неё составляющих звеньев без выбора, подбора или изменения их значений. Метод упрощает и удешевляет сборку машин, облегчает организацию сборочного потока, позволяет решать проблему запасных деталей и узлов, облегчает специализацию и кооперацию предприятия.
Пусть требуется обеспечить в определенных пределах зазор (рис. 6.1.).
Рис. 6.1. – Схема размерной цепи.
По чертежу
(6.1.)
Преобразуя выражение (6.1.), получим:
или
, где
- поле рассеивания замыкающего звена;
m – число звеньев размерной цепи;
- допуск на размер .
Если поле рассеивания равно допуску замыкающего звена , то можно сказать, что для цепей с параллельными звеньями допуск замыкающего звена равен сумме допусков составляющих звеньев. В общем случае:
где
- передаточное отношение i-го составляющего звена, характеризующие степень влияния отклонения составляющего звена на отклонение замыкающего звена. Для цепей с параллельными звеньями .
Знак «+» относится к увеличивающим, а знак «-» - к уменьшающим звеньям.
Предположим, что допуски всех составляющих звеньев будут равны, т.е. , тогда , откуда (6.2.).
Как видно из выражения (6.2.), при малом допуске на замыкающий размер и большом числе звеньев допуски на составляющие звенья оказываются чрезмерно жесткими. Поэтому метод полной взаимозаменяемости используется обычно для цепей с широким допуском на замыкающее звено и для малозвенных размерных цепей. Например, для цепей с широким допуском замыкающего звена и для малозвенных цепей типа «вал-отверстие-зазор» (натяг).
При методе полной взаимозаменяемости расчет размерных цепей выполняется на «максимум-минимум», т.е. считается возможным случай, когда в пределах одной цепи окажутся звенья с размерами, имеющие предельные отклонения, направленные в наихудшую сторону. В действительности вероятность получения такого сочетания размеров очень мала. В связи с этим и был разработан метод неполной взаимозаменяемости.
3 вопрос. Резьбовые соединения в конструкциях машин составляют 15— 25% от общего количества соединений. Такая распространенность объясняется их простотой и надежностью, удобством регулирования затяжки, а также возможностью разборки и повторной сборки соединения без замены детали.
Резьбовые соединения применяются для решения следующих технологических задач:
¨ обеспечение неподвижности и прочности сопрягаемых деталей;
¨ выдерживание требований прочности и герметичности;
¨ точности установки сопрягаемых деталей;
¨ регулирования взаимного положения деталей.
Трудоемкость сборки резьбовых соединений машин составляет 25—35% общей трудоемкости сборочных работ.
Процесс сборки резьбового соединения в общем случае складывается из следующих элементов;
¨ подачи деталей,
¨ установки их и предварительного ввертывания (наживления),
¨ подвода и установки инструмента,
¨ завинчивания и затяжки,
¨ отвода инструмента,
¨ дотяжки, шплинтовки или выполнения иного процесса, необходимого для предохранения от самоотвинчивания.
Из технологических работ в процессе завинчивания 12—17% идет на предварительное ввертывание, 18—20% на затяжку и 5—8% на дотяжку (от всего времени сборки соединения). В случае автоматической сборки все эти три элемента процесса выполняются последовательно одним инструментом. Однако при механизированном выполнении работ предварительное ввертывание часто производят вручную. Объясняется это тем, что от доброкачественности наживления зависит правильная первоначальная установка одной детали по резьбовому отверстию другой, а также возможность исключения срывов первых ниток резьбы, что нередко приводит к порче дорогостоящих корпусных деталей. Как показывает результат исследования, при механическом наживлении скорость вращения ввертываемой детали, диаметр, угол наклона и квалитета резьбы, а также величина осевого усилия, прикладываемого к детали, должны находиться в определенной зависимости. Ввертываемая деталь должна быть подведена к резьбовому отверстию до совпадения осей, затем необходимо создать осевое усилие для прижатия этой детали к кромке отверстия и после этого сообщить детали вращательное движение с определенной скоростью, величина которой обратно пропорциональна диаметру резьбы.
Примерно 80% энергии, расходуемой на весь процесс навинчивания, затрачивается на преодоление сил трения и около 20% на затяжку. Собираемость винтовых или болтовых соединений зависит от точности или достаточности зазоров между винтом (болтом) и соответствующими поверхностями скрепляемых деталей. Это определяется путем расчета размерных цепей соединений.
Неподвижность шпильки, ввинченной в корпус, достигается натягом, создаваемым обычно одним из трех способов:
¨ коническим сбегом резьбы;
¨ упорным буртом;
¨ тугой резьбой с натягом по среднему диаметру.
При первом способе шпилька завинчивается достаточно свободно в гнездо вплоть до сбега, а при дальнейшем ее вращении в витках сбега возникают расклинивающие силы, создающие необходимый натяг.
Стабильность такого соединения зависит преимущественно от механических характеристик материалов корпуса и шпильки, угла сбега резьбы и момента завинчивания шпильки. Для стальных шпилек и корпусов из алюминиевых и магниевых сплавов угол сбега обычно составляет 20°. При стальных корпусах для повышения усталостной прочности и большей неподвижности соединения угол сбега уменьшают.
Этот способ постановки шпилек имеет существенные недостатки, состоящие в том, что расклинивающее действие нередко вызывает чрезмерное смятие начальных витков резьбы в отверстии и микроскопические радиальные трещины, особенно если базовая деталь чугунная. Поэтому, как свидетельствует опыт, использование сбега резьбы рационально лишь в соединениях, не несущих особенно больших нагрузок и не подверженных вибрациям. Натяг, созданный упором бурта в базовую деталь не имеет этого недостатка, но постановка таких шпилек, как и в первом случае , весьма усложняется при механизированной и тем более автоматизированной сборке, так как крутящий момент в конце завинчивания резко увеличивается, что может привести к поломке инструмента
В третьем случае неподвижность соединения достигается за счет натяга по среднему диаметру ( радиальный натяг) всех витков.
В конструкциях машин применяются болтовые и винтовые соединения, собираемые без затяжки с предварительной затяжкой. Область использования соединений первого типа крайне ограничена, соединения же второго типа распространены чрезвычайно широко.
Предварительная затяжка соединений при сборке играет существенную роль в повышении долговечности работы сборочных единиц или машины и должна быть такой, чтобы упругие деформации деталей соединения при установившемся режиме работы машины или механизма находились в определенных пределах, обусловленных конструктивными особенностями.
Степень предварительной затяжки болта или винта зависит от сил, нагружающих соединение.
3 вопрос. Конечным этапом производства подшипника является его сборка, состоящая из следующих операций:
- соединение различных элементов,
- выполнение дополнительных работ (смазка, маркировка)
На всех перечисленных этапах производства работы выполняются в соответствии с требованиями по обеспечению качества.
Сборка достаточно тонкая и тяжелая операция, ведь подшипник является элементом, не предназначенным для ремонта (в смысле периодической переборки). Точность сборки требует подбирать элементы подшипника парами.
Шарики размещаются на беговой дорожке внешнего кольца. Окончательное их распределение будет обеспечено сепаратором (на заднем плане полусепаратор)
Вставка внутреннего кольца. По условиям монтажа количество вращающихся элементов (шариков) ограничено. При очень большом количестве шариков монтаж будет невозможен, даже если кажется, что для них есть место.
Внутреннее кольцо просто центрируется опорой на шарики, укладываясь на сегмент окружности, образованный шариками. Этот сегмент не должен превышать 180°(это еще одно ограничение количества шариков).
С целью окончательного кольцевого распределения в соответствии с сепаратором подшипника шарики раздвигаются.
Две части сепаратора вставляются с одной и с другой стороны, затем соединяются сваркой или пайкой в соответствии с размерами, качеством и требованиями конструкции.
3 вопрос. Сборка цилиндрических зубчатых передач состоит из следующих технологических операций:
– подготовка и проверка собираемых единиц. Зубчатые кольца передач должны быть обработаны, проверены на биение, промыты, просушены, на них не должно быть дефектов в виде забоин, задиров, заусенцев;
– сборка зубчатых колес, конечно же, если колеса разборные. Они обычно состоят из ступицы, которая выполнена из стали или чугуна, и венца зубьев (высококачественная сталь или текстолит). Венец напрессовывают на диск ступицы и фиксируют либо сваркой, либо с помощью стопоров, которые ввинчивают в специально просверленные отверстия с резьбой на венце и диске ступицы;
– установка и крепление зубчатых колес на валах. Зубчатые колеса надеваются на вал, и их положение фиксируется шпонками, шлицами или болтами;
– установка валов с зубчатыми колесами в подшипники корпуса;
– регулировка зацепления зубьев у отдельной пары колес и у передачи в целом. Для регулировки проверяют качество зубчатого зацепления на краску. Зубья меньшего по диаметру колеса покрывают тонким слоем краски и прокручивают пару передачи на один оборот и обратно. При правильном зацеплении пятна краски на парном колесе должны быть расположены на средней части боковой поверхности зубьев и занимать не менее 50–60 % поверхности зуба по высоте и не менее 70–90 % по длине. Если пятна смещены по длине поверхности, то налицо перекос осей валов. Смещение пятен по высоте ближе к ножке зубьев свидетельствует об уменьшении межцентрового расстояния валов, а ближе к головке зубьев – об увеличении межцентрового расстояния.
Конические зубчатые колеса являются составной частью передач, в которых оси валов пересекаются под определенным углом (самые распространенные – 90°). Форма зубьев конических колес может быть прямой, косой и круглой. Колеса с косыми и круглыми зубьями используются в передачах, испытывающих большие нагрузки и большие скорости вращения валов (например, при передаче вращения от коробки скоростей на задний мост автомобиля).
Приемы установки и закрепления колес в конических передачах аналогичны приемам установки и закрепления цилиндрических зубчатых передач. Но при сборке конических передач следует помнить, что зацепление колес правильное тогда, когда оба колеса будут установлены в такое положение, при котором образующие начальных конусов (I–I и II–II) совместятся, а предполагаемые центры конусов (О и О1) совпадут (рис. 63).
Рис. 63. Коническая зубчатая передача.
Прежде чем установить валы с коническими колесами, проверяют правильность взаимного расположения осей их посадочных мест, для чего на посадочные места устанавливают две оправки, центрирующиеся в отверстиях: если в зазор между ними щуп входит свободно, значит, расположение осей правильное.
Нормальная работа конической передачи возможна лишь при наличии бокового зазора между зубьями сопрягаемых колес.
Величина зазора разная для каждого вида механизмов и находится в пределах 0,08–0,20 мм. Измерить величину бокового зазора можно щупом, если к колесам имеется свободный доступ. Но более распространен контроль с помощью свинцовых пластинок: между зубьями сопрягаемых колес пропускают свинцовую пластинку и колеса проворачивают. Повторяют операцию в нескольких равномерно расположенных по окружности местах, каждый раз используя новую пластину.
Микрометром (см. рис. 1, б) измеряют толщину каждой из деформированных пластин; величину зазора определяют как среднеарифметическое полученных измерений.
При несоответствии фактического зазора необходимому его величину регулируют, для чего одно из колес перемещают либо по направлению к предполагаемой вершине конуса для уменьшения зазора, либо от нее для его увеличения. А чтобы зафиксировать новое положение конических колес, под их опорные поверхности устанавливают прокладки.
Собранную зубчатую коническую передачу проверяют на качество зацепления (проверка на краску аналогично проверке цилиндрических передач), на уровень шума (при его высоком уровне передачи прирабатывают в медленном режиме), на трение (если смазочный материал не перегревается, значит, трение в сопряжениях нормальное).
.Сборка неподвижных неразъемных соединений.
В конструкциях машин неподвижные неразъемные соединения имеют широкое применение. Разборка этих соединений обычно связана с нарушением состояния сопрягаемых поверхностей, а нередко и с порчей одной или нескольких деталей сборочной единицы. Лишь некоторые виды из них, так называемые условно неразъемные, могут быть разобраны, но число разборок строго ограничивается.
Конструктивных разновидностей неподвижных неразъемных соединений чрезвычайно много. Большинство из них может быть отнесено к одной из трех групп:
¨ соединения с силовым замыканием, относительная неподвижность деталей в которых обеспечивается механическими силами, возникающими в результате пластических деформаций;
¨ соединения с геометрическим замыканием, осуществляемым благодаря форме сопрягаемых деталей;
¨ соединения, в основе которых лежат молекулярные силы: сцепления или адгезия
К наиболее распространенным в машиностроении относятся соединения с гарантированным натягом, сварные, паяные, склеиваемые и заклепочные. По способу получения нормальных напряжений на сопрягаемых поверхностях соединения с гарантированным натягом условно делят на поперечно-прессовые и продольно-прессовые.
В поперечно-прессовых соединениях сближение сопрягаемых поверхностей происходит радиально или нормально к поверхности; такие соединения осуществляют одним из следующих способов:
¨ нагреванием охватывающей детали перед сборкой;
¨ охлаждением охватываемой детали;
¨ путем пластической деформации (например, развальцовки);
¨ приданием упругости охватываемой детали.
При продольно-прессовом соединении охватываемая деталь под действием прикладываемых вдоль оси сил запрессовывается в охватываемую с натягом, в результате чего возникают силы трения, обеспечивающие относительную неподвижность деталей.
Сборку с нагревом охватывающей детали осуществляют чаще всего в тех случаях, когда в соединении предусмотрены конструкцией значительные натяги. При тепловых посадках создаются натяги, средняя величина которых примерно в 2 раза больше натягов при обычных посадках.
3 вопрос.Сборка неподвижных конических соединений.
Конусные соединения применяются для точного центрирования и полной гарантии от осевого смещения сопрягаемых деталей . Особенно важно обеспечить соосность и плотность сопряжения этих соединений в тех случаях, когда детали часто подвергаются сборке и разборке. С технологической точки зрения конусная посадка нежелательна, ибо изготовление и проверка конических поверхностей па охватывающей и охватываемой деталях весьма трудоемки.
Конусные соединения могут быть как бесшпоночными, выполняемыми при помощи запрессовки, так и закрепляемыми со шпонкой. Неподвижные конусные соединения имеют ряд преимуществ в сборке, так как конический хвостовик вала легко входит в коническое отверстие и самоцентрируется.
Перед сборкой конусного соединения необходимо проверить посадку охватывающего конуса на конце вала. Конус охватывающей детали должен плотно по всей длине соприкасаться с поверхностью конуса вала. Неточное
прилегание деталей соединения устраняется шабрением внутренней поверхности ступицы. Для предотвращения заедания и задиров конусные поверхности перед сборкой смазывают машинным маслом. В связи с тем что при сборке неподвижных соединений возникают силы, стремящиеся разорвать ступицу охватывающей детали, особое внимание нужно обратить на величину усилия, с которым охватываемая деталь запрессовывается в отверстие. Следует применять сборочные приспособления, обеспечивающие необходимый расчетный натяг в соединении.
Важной характеристикой правильности сборки неподвижного конусного соединения, затягиваемого гайкой, является зазор (Д) между торцами вала и ступицы. Зазор свидетельствует о наличии натяга в сопряжении по конусной поверхности. Этот натяг при необходимости можно увеличить дополнительной подтяжкой гайки.
При сборке конусных соединений нужно контролировать глубину запрессовки или затяжку гайки. Эти величины даются в технических условиях на сборку
соединения, приводимых на чертеже или в карте технологического процесса. Нарушение этих условий может привести к перегрузке соединения и к аварии
3 вопрос. Сборка шпоночных и шлицевых соединений.
Сборка шпоночных соединений. Выполняя сборку с помощью призматических и сегментных шпонок, следует уделять особое внимание подгонке шпонок по пазам и зазору по наружной стороне шпонки. Обычно шпонку устанавливают в паз вала плотно или даже с натягом, а в пазу охватывающей детали посадку делают более свободной. Люфт шпонок в канавках валов не допускается, т. е. охватывающая деталь не должна «сидеть» на шпонке, ее необходимо центрировать по цилиндрической или конической поверхности вала. При этом между верхней плоскостью шпонки и впадиной паза охватывающей детали должен быть достаточный зазор.
При сборке шпонок небольших размеров применяют молотки или оправки из цветного металла. Целесообразнее запрессовывать шпонки под прессом или специальными струбцинами.
Сборка шлицевых соединений. Наиболее распространенным видом шлицевого соединения деталей автомобиля является такое, у которого центрирование осуществляется по наружному диаметру выступов вала. Вал шлифуется по наружному диаметру шлицев, а отверстие протягивается. Шлицевое соединение деталей может быть подвижным и неподвижным. Независимо от вида шлицевого соединения сборку следует начинать с осмотра состояния шлицев обеих деталей. Не допускаются забоины, задиры или заусенцы. Особое внимание следует уделять осмотру внешних фасок и закруглений внутренних углов шлицев
3 вопрос.Сборка болтовых и винтовых соединений. Постановка гаек.
Сборка. Наиболее распространенный тип болтового соединения- соединение, собранное на болтах, которые входят в отверстия соединяемых деталей с большим зазором. Болт обычно вставляют снизу, а затем навинчивают гайку. Гайки затягивают только тогда, когда поставлены все болты и гайки. Затягивать гайки нужно постепенно. Сначала все гайки нужно развернуть до соприкосновения с шайбами или с поверхностью детали, затем слегка затянуть и только в третий раз затянуть окончательно. Затягивать гайки не следует подряд одну за другой, так как при этом они могут быть затянуты неравномерно, что приведет к перегрузке некоторых гаек, смятию резьбы и даже обрыву болта.
Гайки, расположенные по кругу (на фланцах, крышках цилиндров и т. д.), следует затягивать крест-накрест в три приема. На длинных крышках (на крышках боков двигателей внутреннего сгорания, крышках больших редукторов и т. п.) затягивать гайки нужно от середины к краям, так как затягивание гаек от краев к середине приводит к искривлению крышек.
Чтобы равномерно затянуть все гайки, применяют специальные предельные ключи, которые отрегулированы на определенную силу затягивания. Сборка болтового соединения заканчивается стопорением гаек.
Постановка контрольных штифтов. При сборке резьбовых соединений для закрепления соединяемых деталей применяют конические или цилиндрические штифты. Отверстия под контрольные штифты сверлят после того, как выверено взаимное положение соединяемых деталей. Штифтов в соединении должно быть не менее двух и они должны быть расположены друг от друга как можно дальше. Например, при соединении деталей прямоугольной формы рекомендуется контрольные штифты ставить по диагонали. При сверлении отверстий под штифты оставляется припуск на развертывание.
3.Конструктивные и сборочные элементы. Схема сборки
Машина с технологической точки зрения состоит из ряда элементов различной сложности. Различают конструктивные и сборочные элементы машины.
Конструктивные элементы определяются функциональным назначением их в машине вне зависимости от порядка выполнения разборки или сборки.
Сборочные элементы представляют собой детали и соединения деталей, которые могут быть собраны отдельно и независимо от других элементов машины.
Узлом(подгруппой) называют элемент агрегата n реже изделия, состоящий из нескольких деталей, связанных между собой подвижными или неподвижными посадками, и характеризующийся возможностью сборки его обособленно от других элементов изделия.
Узел выполняет определенные функции в агрегате и входит в его состав. Примерами узлов могут служить масляный насос двигателя, дифференциал моторного катка, крышка коробки передач асфальтоукладчика в сборе и др.
Комплектом называют предварительно собранный узел, требующий частичной или полной сборки при окончательной его установке (поршень с шатуном в сборе).
Основной элемент (узел или деталь), с которого начинается сборка, называется базовым (рама машины, корпусная деталь агрегата).
Агрегаты и узлы должны легко сниматься с рамы машины для замены при эксплуатации или ремонте ее.
Деталью называют первичный элемент изделия, который характеризуется отсутствием в нем каких-либо соединений, например шестерня, вал, втулка.
Сборка машин производится в последовательности, обратной разборке. Следует отметить, что не все конструкции дорожных машин могут быть полностью расчленены на агрегаты и узлы, а последние не всегда отвечают всем вышеизложенным требованиям. Вследствие несовершенства конструкции некоторые дорожные машины имеют открытые передачи и механизмы, которые, являясь конструктивными элементами, не являются сборочными, а поэтому не могут быть отнесены ни к узлам, ни к агрегатам и при разборке машины остаются на раме. Некоторые агрегаты дорожных машин имеют трудный доступ, лишены конструктивной обособленности, имеют базовые детали, являющиеся общими для двух смежных агрегатов. Однако большинство современных сложных дорожных машин могут быть в значительной степени расчленены на агрегаты и узлы.
Для наглядного представления, удобства планирования и выполнения последовательности сборки обычно составляют технологические схемы общей и узловой сборки. При наличии образца изделия составление технологических схем сборки существенно упрощается. В этом случае последовательность сборки может быть установлена в процессе его пробной разборки и последующей сборки.
3. Составные части сборочного изделия; группы ,узла ,детали
Изделием в машиностроении называется любой предмет или набор предметов производства, подлежащий изготовлению на предприятии. Изделием может быть машина, ее элементы в сборе и даже отдельная детали в зависимости от того, что является продуктом конечной стадии данного производства. Например, для автомобильного завода изделием является автомобиль, для карбюраторного завода - карбюратор, для автоматического завода поршней - поршень.
Изделия в зависимости от их назначения делят на изделия основного и вспомогательного производства. К изделиям основного производства относятся изделия, предназначенные для поставки (реализации), а к изделиям вспомогательного производства - изделия, предназначенные только для собственных нужд изготовляющего их предприятия.
ГОСТом установлены перечисленные ниже виды изделий.
Деталь - это изделие (составная часть изделия) изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций (например, валик из одного куска металла, литой корпус и т. п.). Характерный признак детали - отсутствие в ней разъёмных и неразъемных соединений. Деталь - это первичный сборочный элемент каждой машины.
Сборочная единица - это изделие, составные части которого подлежат соединению (собирается отдельно и в дальнейшем участвует в процессе сборки как одно целое). Составные части сборочной единицы подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе сборочными операциями (свинчиванием, склеиванием, клепкой, опрессовкой и т. п.); например, собираются шпиндельный узел, коробка скоростей, ротор турбины, составной коленчатый вал и т. п.
Характерным признаком составной части изделия с технологической точки зрения является возможность ее сборки обособленно от других элементов изделия. Составная часть в зависимости от конструкции может состоять либо из отдельных деталей, либо из составных частей высших порядков и деталей. Различают составные части первого, второго и более высоких порядков. Составная часть первого порядка входит непосредственно в составную часть изделия. Она состоит либо из отдельных деталей, либо из одной или нескольких составных частей второго порядка и деталей. Составная часть второго порядка входит в составную часть первого порядка. Она расчленяется на детали или на составные части третьего порядка и детали и т. д., составная часть наивысшего порядка расчленяется только на детали. Рассмотренное деление изделия на составные части производится по технологическому признаку.
Существует другое деление, когда изделие расчленяется на составные части, по функциональному признаку. К ним можно, например, отнести механизм газораспределения двигателя, систему его смазки или охлаждения. Эти составные части изделия не являются сборочными с технологической точки зрения, так как их в большинстве случаев нельзя обособленно и полностью собрать отдельно от других элементов изделия. Деление изделия на составные части и оформление чертежей и других технических документов в машиностроении дано в
ГОСТ 2.101-68.
В современном машиностроении сборка расчленяется на общую и узловую. Объектом общей сборки является изделие, объектом узловой сборки являются его составные части.
Сборочные единицы (узлы), в процессе общей сборки непосредственно входящие в изделие, называются сборочными единицами первого порядка. Сборочные единицы, входящие в сборочную единицу первого порядка, называются сборочными единицами второго порядка и т. д.
Отдельные детали (например, крепежные) могут входить в сборочные единицы любого порядка или непосредственно в собираемое изделие.
Собранное изделие может рассматриваться как сборочная единица нулевого порядка.
Сборочный комплект - это группа составных частей изделия, которые необходимо подать на рабочее место для сборки изделия или его составной части (ГОСТ 3.1109-82).
Объектами производства машиностроительных предприятий могут быть комплексы и комплекты изделий, кроме отдельных машин и их частей.
Комплекс - это два и более, специфицированных (состоящих из двух и более составных частей) изделия, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций; например: автоматическая линия, цех-автомат, станок с ЧПУ с управляющими панелями и т. п.
Комплект - это два и более изделий, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями и представляющих набор изделий, которые имеют общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера; например: комплекты запасных частей, инструмента и принадлежностей, измерительной аппаратуры, упаковочной тары и т. п.
Комплектующее изделие - это изделие предприятия-поставщика, применяемое как составная часть изделия, выпускаемого предприятием-изготовителем. Составными частями изделия могут быть детали и сборочные единицы (ГОСТ 3.1109-82).
3. вопрос. Сборка зубчатых колес
Цилиндрических
Сборку зубчатой передачи начинают с установки корпусов подшипников или нижней половины редуктора на фундамент; затем проверяют прилегание вкладышей (при подшипниках скольжения), а после установки зубчатых колес- прилегание шеек валов во вкладышах (пробой на краску).
Правильное зацепление зубьев происходит при параллельности осей колес, отсутствии их скрещивания и сохранении расстояния между осями валов равным расчетной величине.
Параллельность расположения осей подшипников корпуса зубчатой передачи (рис. 117, а) проверяют штихмасом, штангенциркулем и индикатором 5. Расстояние между осями подшипников проверяют контрольными оправками 1 и 3, устанавливаемыми в корпус. Расстояние измеряют или между оправками, или по их наружной поверхности.
В первом случае измерение выполняют микрометрическим штихмасом 2 и к полученному размеру l прибавляют полусумму диаметров калибров:
Во втором случае применяют штангенциркуль 4 и из полученного размера вычитают полусумму диаметров калибров:
Определив размеры l, или l2 на обеих сторонах, можно установить непараллельность осей отверстий подшипников. Чтобы добиться требуемого межцентрового расстояния и параллельности, необходимо сместить корпуса подшипников. Непараллельность в вертикальной плоскости может быть определена при наложении уровня А на каждый из валов (рис. 117, б)
.
Рис. 117. Проверка параллельности и перпендикулярности осей отверстий и валов:
а - контрольным валом и универсальным измерительным инструментом, б - уровнем
Величина непараллельности в этом случае будет равна разности показаний уровня в угловых делениях. Обычно цена деления уровней дается в долях миллиметра на 1 мм и для перевода показаний уровня в угловые секунды цену деления нужно умножить на число 200. Например, цена деления уровня 0,1 мм на 1 м соответствует 20 угловым секундам ((0,1*200)/1)=20".
Независимо от степени точности колес и передач устанавливают нормы бокового зазора. Основными являются нормы нормального гарантированного зазора (обозначаемого буквой X), компенсирующего уменьшение бокового зазора от нагрева передачи.
Рис. 118. Основные операции по проверке цилиндрических зубчатых передач: а - проверка радиального и торцового биения, б- проверка бокового зазора
На рис. 118, б показана проверка бокового зазора Сп, которую в цилиндрических зубчатых колесах выполняют щупом или индикатором. На валу одного из зубчатых колес крепят поводок 1, конец которого упирают в ножку индикатора 2, установленного на корпусе узла. Другое зубчатое колесо удерживают от проворачивания. Затем поводок 1 вместе с валом и колесом слегка поворачивают то в одну, то в другую сторону, а это можно сделать только на величину зазора Сп в зубьях. По показанию индикатора определяют боковой зазор. Наименьший боковой зазор Спуказывают в технических условиях на сборку узла. При межцентровом расстоянии 320-500 мм для передач средней точности зазор этот должен быть не менее 0,26 мм.
Окончательно проверяют зацепление пробой на краску. Для проверки контакта (прилегания зубьев) поверхность зубьев ведущего колеса покрывают тонким слоем синей краски и поворачивают его несколько раз, чтобы на зубьях ведомого колеса получились ясные следы соприкосновения. По отпечаткам на зубьях ведомого колеса судят о качестве зацепления: чем равномернее и чем на большей площади расположены пятна краски на зубьях, тем лучше собрана передача.
Погрешности сборки зубчатых передач определяют по расположению пятна контакта при проверке на краску. Недостаточный зазор по всему венцу показан на рис. 119, а. Возможные причины малой величины зазора:
излишняя или недостаточная толщина зуба у одного или у обоих колес; в этом случае необходимо заменить колеса или использовать корпус с другим межцентровым расстоянием.
Конических
Требования, предъявляемые к коническим зубчатым передачам, так же как и приемы их сборки и установки на валу, такие же, как и у цилиндрических зубчатых колес. Различаются только приемы установки узлов «вал - колесо» и приемы регулирования зацепления.
Для обеспечения правильной сборки конической передачи необходимо выполнить следующие условия:
зубчатые колеса должны иметь правильный профиль и точную толщину зуба, оси отверстий или шеек зубчатых колес должны проходить через центр начальной окружности и не иметь перекоса;
оси гнезд в корпусе должны лежать в одной плоскости и пересекаться в определенной точке под прямым углом.
Прежде чем приступить к сборке, необходимо проверить взаимное расположение в корпусе гнезд для валиков конических зубчатых передач. Проверку выполняют приспособлением, состоящим из двух калибров 1 и 2 (рис. 120, а), центрирующихся в отверстиях. При правильном угле между осями колец калибр 1 должен свободно входить в отверстие калибра 2.
Проверка с помощью двух калибров со срезанными концами ясна из рис. 120, б. Зазор между плоскостями среза не должен превышать 0,01-0,06 модуля торцового зацепления.
а - проверка взаимного расположения гнезд калибрами, б - проверка положения осей калибрами со срезанными зубьями, в - проверка калибром-линейкой, г - проверка и регулирование зазора сдвигом колес вдоль осей I-I и II-II
Конические колеса, как и цилиндрические, работают нормально, если имеется боковой зазор Сп между сцепляющимися зубьями. Боковой зазор Сп и радиальный δ в конических передачах при сборке можно изменить. Величину зазора регулируют сдвигом колеса. Если зубчатое колесо (рис. 120, г), сидящее на оси II-II, сдвинуть влево - в направлении вершины начального конуса, то зазоры в зацеплении уменьшатся. Если боковой зазор нельзя измерить щупом из-за затрудненного подхода к передаче, то можно пользоваться тонкими свинцовыми пластинками, толщина которых в 1,5 раза превышает величину требуемого зазора. Для этого отмечают мелом три зуба, равномерно расположенных по окружности и вставляют между ними свинцовые пластинки, Затем вращают один из валов. Сжимаясь между зубьями, пластинки расплющиваются. Измерив микрометром толщину каждой пластинки и вычислив среднее арифметическое трех измерений, получают значение бокового зазора.
После того, как найдено требуемое взаимное расположение зубчатых колес, нужно его зафиксировать, чтобы при последующих сборках оба колеса были поставлены в то же самое положение. Достигается это либо подбором толщины регулировочных стальных или латунных прокладок (от 0,05 до 1,5 мм), либо перемещением втулок специальными регулировочными гайками.
Регулирование зацепления на краску по характеру пятна контакта состоит в следующем. Зубья одного колеса смазывают краской и оба колеса провертывают на 2-3 оборота. На зубьях колеса, не смазанного краской, получается отпечаток, по которому судят о зацеплении. Величина пятна зависит от класса точности передачи и должна составлять 40-60% длины зуба и 20-25% высоты рабочей части.
Если следы краски расположены плотно на одной стороне зуба на узком конце, а на другой стороне - на широком, то это свидетельствует о перекосе зубчатых колес. Эти погрешности должны быть исправлены путем дополнительных пригоночных операций Передачу следует разобрать и проверить правильность установки зубчатых колес на валах и положение осей в корпусе.
Червячных
Сборка червячных передач включает две типовые операции для всего разнообразия конструкций: установку зубчатого колеса на вал и установку "валов в сборе" в корпус редуктора.
Правильность установки червячного колеса по отношению к червяку проверяют следующим образом.
На рис. 121, б показан специальный шаблон А. Шаблон прикладывают к ободу червячного колеса и щупом замеряют зазор С между шаблоном и витками червяка. На рис. 121, в проверку выполняют отвесами: от вала червяка опускают отвесы О и нутромером замеряют расстояние С, которое должно быть одинаковым с обеих его сторон.
Для обеспечения нормальной работы передач необходимо, чтобы расстояние между осью червяка и осью колеса находилось в пределах допусков, а средняя плоскость совпадала с осью червяка.
На рис. 122, а показана сборка червячного колеса 1, закрепленного на призматической шпонке 2, и дополнительно с обеих сторон гайками 3 и 4, которыми можно регулировать положение средней плоскости колеса (ослабляя одну или подтягивая другую). На рис. 122, б ступица колеса 1 зажимается распорными втулками 5 и 6, а по торцам устанавливаются компенсаторные кольца 7 и 8 различной толщины. Меняя эти кольца, можно добиться сдвига колеса в ту или другую сторону.
Рис. 122. Приемы сборки и проверка червячных передач:
а, б - закрепление червячных колес на валах, в - перекос колес, г - сдвиг колес
При сборке зубчатого колеса может быть перекос (рис. 122, в) или сдвиг колеса по оси (рис. 122, г). Перекос можно легко проверить индикатором путем установки червячного колеса с валом в центрах. Правильность зацепления червячного колеса с зубьями червяка проверяют следующим образом. На винтовую поверхность червяка наносят тонкий слой краски, затем медленно поворачивают червяк в одном направлении. При правильном зацеплении червяка с червячным колесом краска должна покрывать поверхность зуба червячного колеса не менее 50-60% по длине и по высоте.
3. сборка подшипника
Конечным этапом производства подшипника является его сборка, состоящая из следующих операций:
- соединение различных элементов подшипника,
- выполнение дополнительных работ (смазка, маркировка, упаковка)
Сборка подшипника - сложная и ответственная операция. Стандартные шариковые подшипники, взятые здесь для примера, имеют неразборную конструкцию, и для обеспечения качественной сборки применяют селективный метод, т.е. подборсобираемых компонентов производится по размерным группам, обеспечивающим требуемые конечные параметры собранных подшипников.
Важно!
Все операции по сборке стандартных шариковых подшипников осуществляются на автоматических сборочных линиях, входящих в состав шлифовально-сборочных каналов.
Последовательность сборки подшипника
1. Шарики размещают на дорожке качения наружного кольца подшипника в строго определенном и контролируемом количестве с таким расчетом, чтобы внутреннее кольцо могло быть вставлено в комплект.
2. Вставляется внутреннее кольцо.
3. Внутреннее кольцо подшипника центрируется с опорой на шарики, укладываясь на сегмент окружности, образованный шариками. Этот сегмент не должен превышать 180° - еще одно ограничение количества шариков-тел качения подшипника.
4. Окончательно равномрно шарики распределяются путем разгонки и их фиксации при помощи змейковых полусепараторов.
5. Две полусепаратора соединяются при помощи автоматической точечной сварки, загиба монтажных усиков или склепыванием.
3. Сборка заклепочных соединений
Если сборочная единица (узел соединения) в процессе эксплуатации будет подвергаться большим динамическим нагрузкам и способ соединения пайкой не применим вследствие того, что детали изготовлены из металлов, обладающих плохой свариваемостью, то в этих случаях применяют заклепочные соединения.
Заклепка представляет собой металлический стержень круглого сечения, с головкой на конце, которая называется закладной и по форме бывает полукруглой, потайной и полупотайной (рис. 56).
Заклепок сверлят сверлом, имеющим диаметр больше, чем диаметр стержня заклепки. Размеры заклепок зависят от толщины склепываемых деталей.
Саму операцию клепки предваряет подготовка деталей к осуществлению этого вида соединений. Сначала нужно разметить заклепочный шов: если клепка будет происходить внахлестку, то размечается верхняя деталь, для клепки встык размечается накладка.
При этом необходимо соблюдать шаг между заклепками и расстояние от центра заклепки до кромки детали. Так, для однорядкой клепки t = 3d, а = 1,5d, для двухрядной t = 4d, а = 1,5d, где t – шаг между заклепками, а – расстояние от центра заклепки до кромки детали, d – диаметр заклепки.
Далее следует просверлить и прозенковать отверстия под заклепочные стержни. При подборе диаметра сверла следует учесть, что для заклепок диаметром до 6 мм нужно оставить зазор в 0,2 мм, при диаметре заклепки от 6 до 10 мм зазор должен быть 0,25 мм, от 10 до 18 мм – 0,3 мм. При сверлении отверстий необходимо строго соблюдать угол между осью отверстия и плоскостями деталей в 90°.
При прямом методе удары наносятся со стороны замыкающей головки, и для хорошего соприкосновения склепываемых деталей необходимо их плотное обжатие. При обратном методе удары наносятся со стороны закладной головки, и плотное соединение деталей достигается одновременно с образованием замыкающей головки.
Клепку производят в такой последовательности (рис. 57):
– подбирают заклепочные стержни диаметром в зависимости от толщины склепываемых листов:
d = v 2s,
где d – требуемый диаметр, s – толщина склепываемых листов. Длина заклепок должна быть равна суммарной толщине склепываемых деталей плюс припуск для образования замыкающей головки (для потайной – 0,8–1,2 диаметра заклепки, для полукруглой – 1,25–1,5);
– в крайние отверстия клепочного шва вставляют заклепки и опирают закладные головки о плоскую поддержку, если головки должны быть потайные, либо о сферическую, если головки должны быть полукруглые;
– осаживают детали в месте клепки до плотного их прилегания;
– осаживают стержень одной из крайних заклепок бойком молотка и расплющивают носиком молотка;
– далее, если головка должна быть плоской, то бойком молотка выравнивают ее, если полукруглой, то боковыми ударами молотка придают ей полукруглую форму и с помощью сферической обжимки добиваются окончательной формы замыкающей головки;
– аналогичным образом расклепывают вторую крайнюю заклепку, а затем все остальные.
Соединение деталей (преимущественно тонких) в труднодоступных местах производят взрывными заклепками со взрывчатым веществом в углублении (рис. 56, д). Для образования соединения заклепка ставится на место в холодном состоянии, а затем закладная головка подогревается специальным электрическим подогревателем в течение 1–3 секунд до 130 °С, что приводит к взрыву заполняющего заклепку взрывчатого вещества. При этом замыкающая головка получает бочкообразную форму, а ее расширенная часть плотно стягивает склепываемые листы. Этот способ отличается высокой производительностью и хорошим качеством клепки.
Вводить взрывные заклепки в отверстия необходимо плавным нажатием, без ударов. Запрещается снимать лак, разряжать заклепки, подносить их к огню или горячим деталям.
При ручной клепке часто пользуются слесарным молотком с квадратным бойком. Масса молотка для обеспечения качественного соединения должна соответствовать диаметру заклепок. Например, при диаметре заклепок 3–4 мм масса молотка должна быть 200–400 г, а при диаметре 10 мм – 1 кг.
При неправильном подборе диаметра сверла для изготовления отверстия под заклепки, диаметра и длины самой заклепки, при нарушении других условий операции заклепочные соединения могут иметь погрешности (табл. 2).
Соединение деталей (преимущественно тонких) в труднодоступных местах производят взрывными заклепками со взрывчатым веществом в углублении (рис. 56, д). Для образования соединения заклепка ставится на место в холодном состоянии, а затем закладная головка подогревается специальным электрическим подогревателем в течение 1–3 секунд до 130 °С, что приводит к взрыву заполняющего заклепку взрывчатого вещества. При этом замыкающая головка получает бочкообразную форму, а ее расширенная часть плотно стягивает склепываемые листы. Этот способ отличается высокой производительностью и хорошим качеством клепки.
Вводить взрывные заклепки в отверстия необходимо плавным нажатием, без ударов. Запрещается снимать лак, разряжать заклепки, подносить их к огню или горячим деталям.
При ручной клепке часто пользуются слесарным молотком с квадратным бойком. Масса молотка для обеспечения качественного соединения должна соответствовать диаметру заклепок. Например, при диаметре заклепок 3–4 мм масса молотка должна быть 200–400 г, а при диаметре 10 мм – 1 кг.
При неправильном подборе диаметра сверла для изготовления отверстия под заклепки, диаметра и длины самой заклепки, при нарушении других условий операции заклепочные соединения могут иметь погрешности (табл. 2).
3вопрос. Клееные и паянные соединения
Клееные соединения. Клееным соединением называется неразъемное соединение составных частей изделия с применением клея. Действие клеев основано на образовании межмолекулярных связей между клеевой пленкой и поверхностями склеенных материалов.
Клееные соединения применяют для соединения металлических, неметаллических и разнородныхматериалов, причем в настоящее время имеется тенденция к расширению применения этих соединений. Так, например, клееные соединения применяют в таких ответственных конструкциях, как летательные аппараты и мосты.
Достоинства клееных конструкций заключаются в возможности соединения практически всех конструкционных материалов в любых сочетаниях, любой толщины и конфигурации, причем обеспечивается герметичность и коррозионная стойкость соединений. В отличие от сварных, клееные соединения почти не создают концентрации напряжений, не вызывают коробления деталей и надежно работают при вибрационных нагрузках.
По сравнению с другими клееные соединения дешевле, а клееные конструкции, как правило, легче других при прочих равных условиях.
Недостатки клееных соединений: сравнительно невысокая прочность, особенно при неравномерном отрыве, относительно невысокая долговечность некоторых клеев («старение»), низкая теплостойкость, необходимость соблюдения специальных мер по технике безопасности (установка приточно-вытяжной вентиляции); для большинства соединений требуется нагрев, сжатие и длительная выдержка соединяемых деталей.
Клеи делят на конструкционные (для прочностных соединений) и неконструкционные (для ненагруженных соединений). Для склеивания деталей требуется механическая и химическая подготовка их поверхностей. Механическую подготовку и пригонку металлических деталей производят на металлорежущих станках или вручную напильником; сложные поверхности подвергают пескоструйной обработке; пластмассовые детали обрабатывают резанием или зачищают наждачной шкуркой. Химическая подготовка заключается в очищении и обезжиривании склеиваемых поверхностей ацетоном, спиртом, бензином или бензолом.
Клей наносят на поверхность кистью или пульверизатором. Прочность клееного соединения в значительной степени зависит от толщины клеевого слоя, которая в основном определяется вязкостью клея и давлением при склеивании
По природе основного компонента различают неорганические, органические и элементоорганические клеи. К неорганическим клеям относят жидкие стекла, применяемые для склеивания целлюлозных материалов. В прочностных клееных конструкциях наиболее распространены стыковыеи нахлестанныесоединения, примеры которых приведены на рис.1.6: а – стыковое с накладкой; б – косостыковое; в – стыковое; г – стыковое соединение труб одинакового диаметра; д – нахлесточное; е – нахлесточное шпунтовое; ж – косостыковое соединение труб одного диаметра; з – нахлесточное (телескопическое) соединение труб разного диаметра.
Рис. 1.6. Виды клееных соединений
Паяные соединения.Пайкой называется процесс образования неразъемного соединения с межатомными связями путем нагрева соединяемых материалов ниже температуры их плавления и применения легкоплавкого присадочного материала – припоя. В температуре нагрева состоит принципиальное отличие пайки от сварки. Соединение, образованное пайкой, называется паяным.
В отличие от сварки пайка позволяет соединять детали из разнородных материалов, например, черных и цветных металлов и сплавов, стекла, керамики, графита. Кроме того, паять можно и детали с тонкостенными элементами, где применение сварки недопустимо из-за опасности прожога тонких стенок при сварке. Применение пайки в машиностроении возрастает в связи с широким внедрением новых конструкционных материалов, в том числе высокопрочных легированных сталей, многие из которых плохо свариваются. Примерами применения пайки в машиностроении могут служить радиаторы автомобилей и тракторов, лопатки турбин, топливные и масляные трубопроводы и др.
Пайка является одним из основных видов соединения в приборостроении, в том числе в радиоэлектронике.
Процессы пайки сравнительно легко поддаются механизации и автоматизации. Во многих случаях применение пайки приводит к значительному повышению производительности труда, снижению массы и стоимости конструкций. По прочности паяные соединения уступают сварным.
По признаку взаимного расположения и формы паяемых элементов типы паяных соединений подобны сварным и клееным и носят те же названия, а именно: нахлесточное, стыковое, косостыковое, тавровое, телескопическое, комбинированное. Если паяемые элементы соединены по линии или в точке, то соединение называется соприкасающимся.
Многообразные способы пайки можно подразделить на два основных вида:
– низкотемпературная пайка, происходящая при температуре, не превышающей 723 К (450°С);
– высокотемпературная пайка, происходящая при температуре, превышающей 723К.
В первом случае применяют оловянно-свинцовые (мягкие) припои, во втором – медно-цинковые и серебряно-медные (твердые) припои. В качестве припоев применяют как чистые металлы, так и сплавы.
Нагрев припоя и деталей при пайке осуществляют паяльником, газовой горелкой, токами высокой частоты (ТВЧ), в термических печах, погружением в ванну с расплавленным припоем и пр. При пайке ТВЧ или в термической печи припой укладывают в процессе сборки деталей в месте шва в виде проволочных контуров, фольговых прокладок, лент, мелкой дроби или паст в смеси с флюсом.
Перед пайкой паяемые поверхности деталей обезжиривают и очищают от окислов. После подготовки соединяемых деталей к пайке и последующей сборки их обычно подогревают до температуры плавления припоя, и в зазоры между ними вводят расплавленный припой. Паяные швы из мягких припоев малопрочны
17 билет
3 вопрос.Сборка неподвижных неразъёмных соединений
Неразъемные, соответственно, те соединения, разборка которых возможна лишь при разрушении крепления или самих деталей. В этой группе прессовые, заклепочные, сварные и клеевые соединения.
К неразъемным относятся соединения, выполняемые с гарантированным натягом, развальцовкой и отбортовкой.
Соединения с гарантированным натягом. Эти соединения осуществляют ударами ручника (запрессовка штифтов, заглушек, небольших втулок), на различных прессах или путем теплового воздействия на сопрягаемые детали. Надежность прессовых соединений зависит главным образом от величины натяга. С повышением шероховатости посадочных поверхностей сопрягаемых деталей прочность соединений возрастает. Однако при большой высоте микронеровностей часть их при запрессовке сминается и фактически получаемый натяг уменьшается. Поэтому шероховатость сопрягаемых поверхностей назначают в пределах 6…8-го класса. Соединения развальцовыванием и отбортовкой. Эти соединения основаны на пластическом деформировании одной их сопрягаемых деталей, поэтому свойства металла имеют существенное значение для получения качественного соединения. Развальцовыванием и отбортовкой получают плотные и герметичные соединения, способные передавать осевую нагрузку и крутящий момент.
Развальцовывание осуществляется на сверлильных и специальных станках, а также вручную. В качестве инструмента применяют пуансоны различных форм, роликовые и шариковые вальцовки. При развальцовывании цилиндрических поверхностей труб и кольцевых углублений применяют вальцовки с радиальной подачей роликов (рис. 92) или шариков (рис. 93). Скорость развальцовывания 15…20 м/мин.
Отбортовку выполняют вальцовками (рис. 94), различными пуансонами и обжимками. Качество соединения в значительной степени зависит от подготовки сопрягаемых поверхностей, которые должны быть чисто и точно обработаны. Шероховатость сопрягаемых поверхностей должны быть не ниже 5-го класса. Собранные соединения проверяют гидравлическим давлением на герметичность и плотность, а также приложением внешней нагрузки для выявления передаваемой осевой силы и крутящего момента.
Сварные соединения. Сборочные работы при сварке предусматривают правильное взаимное положение соединяемых деталей и их временное скрепление. Правильность соединения обеспечивают предварительной разметкой, тщательной выверкой по контрольным отверстиям или по упорам, а также установкой в сборочных и сборочно-сварочных приспособлениях.
Технологические условия сварки обеспечивают возможность ведения этого процесса на поточных линиях механической обработки и сварки.
Качество сварки собранного соединения определяют внешним осмотром, испытанием на плотность и прочность, а также с помощью различных методов неразрушающего контроля (просвечиваем рентгеновскими лучами, ультразвуковым контролем, магнитной дефектоскопией
Паяные соединения. Пайка применяется для получения прочных и герметичных соединений из тонколистового металла (оцинкованной жести, латуни, меди и т.п.). Температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления соединяемых материалов.( Конструкции паяных соединений: а – внахлестку; б – с двумя нахлестками; в – встык; г – косым швом; д – встык с двумя нахлестками; е – в тавр.)
Клепаные соединения. Соединение деталей при помощи заклепок применяется в тех случаях, когда невозможно или сложно осуществить сварку. В большинстве случаев оно применяется для соединения листов и фасонных прокатных профилей. Соединение образуется расклепыванием стержня заклепки, вставленной в отверстие деталей. При этом силы, вызванные упругими деформациями деталей и стержня заклепки, стягивают детали. Отверстия под заклепки сверлят или продавливают на клепальной машине.
Склеивание деталей – это последний вид сборки неподвижных неразъемных соединений, при котором между поверхностями деталей сборочного узла вводится слой специального вещества, способного неподвижно скреплять их, – клея.
У данного вида соединений имеется ряд преимуществ: вопервых, возможность получения сборочных узлов из разнородных металлов и неметаллических материалов; вовторых, процесс склейки не требует повышенных температур (как, например, сварка или пайка), следовательно, исключается деформация деталей; втретьих, устраняется внутреннее напряжение материалов. Подобно всем другим видам соединений, качество клееных во многом зависит от правильности подготовки поверхностей к процессу склеивания: на них не должно быть пятен грязи, ржавчины, следов жира или масла. Очистку поверхностей осуществляют металлическими щетками, шлифовальными шкурками, материал для удаления жировых и масляных пятен зависит от марки используемого клея: при склеивании деталей клеем 88Н применяется бензин, под клеи ЭДП и БФ2 – ацетон.
Режим сушки первого слоя клея: ЭДП наносится в один слой и сушки не требует; БФ2 требует сушки 1 час при температуре 20 °C («до отлипа»); 88Н – 10–15 минут на воздухе. После нанесения второго слоя выдержать 3–4 минуты и только потом соединить детали.
Режим выдержки клееных соединений: при использовании клея ЭДП – 2–3 суток при температуре 20 °C или 1 сутки при температуре 40 °C; клей БФ2 – 3–4 суток при температуре 16–20 °C или 1 час при температуре 140–160 °C; клей 88Н – 24–48 часов при температуре 16–20 °C под грузом.
При сборках машин и механизмов иногда используют комбинированные клееные соединения – клеесварные: на сопрягаемую поверхность одной из деталей наносят слой клея ВК9, а вторую деталь приваривают методом точечной сварки по этому слою.
3 вопрос.Сборка неподвижных конических соединений
В рассматриваемых соединениях две детали с коническими сопрягаемыми поверхностями фиксируются неподвижно натягом. Натяг создается за счет напрессовки обхватывающего конуса на обхватываемый. Усилие, необходимое для разъединения, зависит от величины конуса сопрягаемых поверхностей. По мере увеличения конуса сила, требующаяся для распрессовки, у Сборка.
Притирка деталей. Для нормальной посадки необходимо, чтобы коническая поверхность охватывающей детали плотно прилегала к конусу вала. Прилегание проверяют по краске. Если отпечаток краски неравномерный и занимает менее 75 % площади сопряжения, то производят взаимную притирку деталей. Притирка и контроль качества прилегания проводятся, как и при ремонте подвижных деталей
Сборку можно вести холодной напрессовкой, нагреванием обхватывающей или охлаждением обхватываемой детали. Холодная напрессовка может быть осуществлена за счет усилия, создавае-
Рис. 4.18. Сборка неподвижного конусного соединения:
а — после притирки зубчатого колеса по валу; б — после насадки зубчатого колеса на вал; 1 — шестерня; 2 — вал; А, и А2 — значения натяга
мого поворотом обычной гайки на конце вала, падающим грузом или гидравлическим прессом. Гайку затягивают предельным или динамометрическим ключом. О преимуществах и недостатках этих способов сборки говорилось при описании ремонта прессовых соединений.
Натяг в соединении достигается за счет передвижения (просадки) охватывающей детали 1 (рис. 4.18) по валу 2 на расстояние Л/г =Ъ,Х -И2. Величину Л] измеряют перед напрессовкой после притирки детали 1 по валу. Расстояние А/г для каждого соединения указывается на чертеже. Например, это расстояние при монтаже шестерни на вал якоря тягового электродвигателя равно 1,1... 1,35 мм.
Рис. 4.19. Сборка неподвижного конусного соединения: 1 — шестерня; 2 — стопорная шайба; 3 — вал, 4 — гайка, а — зазор
Маслопрессовая сборка деталей.
Мультипликатор состоит из цилиндра и ступенчатого поршня. Давление масла в нем увеличивается пропорционально отношению площадей ступенчатого поршня. Подавая ручным масляным насосом масло под давлением до 35 МПа при отношении площадей поршня 1:8, мультипликатор развивает давление около 280 МПа (рис. 4.20).
Масло от мультипликатора к осевому сверлению вала передается через шпиндель или удлинитель. Шпиндель на одном конце имеет резьбу для соединения с мультипликатором, а на другом — для соединения с центровым отверстием вала. На шпинделе имеется также наружная резьба для установки приспособлений для насаживания и съема деталей. Уплотнение мест соединения деталей и мультипликатора осуществляется медными уплотняющими шайбами или кольцами.
Сборка деталей. Перед сборкой необходимо тщательно проверить шероховатость и форму конусной поверхности, а также наличие сверлений и канавки подвода масла в зону сопряжения. Если детали удовлетворяют всем требованиям, то втулка (фланец, рабочее колесо гидроаппарата, шестерня и др.) плотно насаживается на конусную часть вала от руки.
Затем монтируют шпиндель с установкой уплотнительной шайбы. На шпиндель надевают упорную шайбу, гидропресс с центральным отверстием и нажимную гайку. К свободному торцу шпинделя присоединяют мультипликатор.
Рис. 4.20. Маслопрессовая сборка конусных соединений:
/ — упорная шайба; 2 — шпиндель; 3 — гидропресс; 4 — нажимная гайка; 5 — штуцер; 6 — корпус мультипликатора; 7 — ступенчатый поршень
насосом масло подается в гидропресс, и втулка напрессовывается на конусную часть вала. Процесс напрессовки производится постепенно. При этом втулка насаживается на вал по масляной пленке высокого давления, создавая необходимый осевой натяг.
После напрессовки масло из мультипликатора сливается в сливную камеру ручного насоса, и мультипликатор снимается. Втулка под действием упругих сил сжимается и вытесняет масло из зоны сопряжения. Давление масла в зоне сопряжения уменьшается медленно; до полного снижения давления может пройти до трех часов. Поэтому в течение этого времени нельзя нагружать масло-прессовое конусное соединение. Гидропресс можно снимать не ранее чем через 15...20 мин после снятия мультипликатора.
Базирование
1 вопрос.Схемы базирования валов
Для базирования заготовок по цилиндрическим поверхностям применяют призмы. Призмы изготовляют главным образом с углом 90°, хотя в отдельных случаях встречаются призмы с углами 60 и 120°, но их следует применять в особых случаях. При базировании в призмах ось цилиндрической поверхности заготовки независимо от отклонения в величине ее диаметра устанавливается в плоскости симметрии призмы.
На рис. 188 дана типовая схема базирования заготовки цилиндрической формы. Заготовку устанавливают наружной поверхностью в две призмы А и Б, играющие роль опорной и направляющей базовых поверхностей, и прижимают к упору В, являющемуся упорной базовой поверхностью. В отличие от базирования призматических заготовок приведенная на рис. 188 схема не исключает возможности поворота заготовки вокруг ее продольной оси. При необходимости поворот может быть исключен постановкой упора в отверстие или канавку, специально изготовленные в заготовке.
Основными базами подавляющего большинства валов являются поверхности его опорных шеек и торцы
(рис. 42). Для установки заготовок используют патроны: 1) самоцентрирующиеся двух-, трёх- и четырёхкулач-
ковые, 2) магнитные. Часто за технологические базы принимают поверхности центровых отверстий с обоих
торцов заготовки, что позволяет обрабатывать почти все наружные поверхности вала на постоянных базах с
установкой его в центрах. При этом может возникать погрешность базирования, влияющая на точность взаим-
ного расположения шеек, равная величине несовпадения оси центровых отверстий и общей оси опорных шеек.
Для исключения погрешности базирования при выдерживании длин ступеней от торца вала необходимо в каче-
стве технологической базы использовать торец заготовки. Используются следующие центры:
1) вращающиеся центры;
2) плавающие центры;
3) рифлёные центры;
4) сферические центры;
5) задний срезанный центр и т.д.
Использование центров в качестве установочных элементов предусматривает применение того или иного
поводкового устройства, передающего крутящий момент заготовке. Такими устройствами являются поводко-вые патроны, хомутики и т.д. (рис. 43).
Передача крутящего момента подаётся через палец-поводок (2), закрепленный в патроне (1), и хомутик (3),
устанавливаемый на заготовке.
Установка в цанговые патроны (подающие, зажимные) служит, как правило, для закрепления пруткового
материала и инструмента с хвостовой частью. Установка в оправках (для полых валов) – жёстких, центрирую-
щих (с постоянным диаметром) и разжимных. Различают также поводковые оправки:
• жёсткие – конические, цилиндрические, поводковые.
• разжимные – кулачковые, самозажимные, с гофрированными втулками и др.
1 вопрос. Основными базами подавляющего большинства валов являются поверхности его опорных шеек и торцы (рис. 42). Для установки заготовок используют патроны: 1) самоцентрирующиеся двух-, трёх- и четырёхкулачковые, 2) магнитные. Часто за технологические базы принимают поверхности центровых отверстий с обоих торцов заготовки, что позволяет обрабатывать почти все наружные поверхности вала на постоянных базах с установкой его в центрах. При этом может возникать погрешность базирования, влияющая на точность взаимного расположения шеек, равная величине несовпадения оси центровых отверстий и общей оси опорных шеек. Для исключения погрешности базирования при выдерживании длин ступеней от торца вала необходимо в качестве технологической базы использовать торец заготовки. Используются следующие центры:
1) вращающиеся центры;
2) плавающие центры;
3) рифлёные центры;
4) сферические центры;
5) задний срезанный центр и т.д. Форма и размеры центровых отверстий стандартизованы. Существует несколько типов центровых отверстий, из которых для валов чаще всего применяются три (см. таблицу):
Цилиндрические участки диаметром d необходимы для предотвращения контакта вершин станочных центров с заготовкой. При обработке крупных, тяжёлых валов применяют усиленные станочные центры с углом конуса 75 или 90°. С соответствующими углами конусов выполняют и центровые отверстия валов. Предохранительный конус с углом 120° позволяет избежать случайных забоин на рабочем конусе в процессе межоперационного транспортирования вала. Валы с предохранительными конусами более ремонтопригодны. Использование центров в качестве установочных элементов предусматривает применение того или иного поводкового устройства, передающего крутящий момент заготовке. Такими устройствами являются поводковые патроны, хомутики и т.д. (рис. 43).
Передача крутящего момента подаётся через палец-поводок (2), закрепленный в патроне (1), и хомутик (3), устанавливаемый на заготовке.
Установка в цанговые патроны (подающие, зажимные) служит, как правило, для закрепления пруткового материала и инструмента с хвостовой частью. Установка в оправках (для полых валов) – жёстких, центрирующих (с постоянным диаметром) и разжимных. Различают также поводковые оправки:
• жёсткие – конические, цилиндрические, поводковые.
• разжимные – кулачковые, самозажимные, с гофрированными втулками и др.
Основные способы установки валов приведены на рис. 44 – 47
При установке и обработке длинных заготовок валов, осей, стержней в качестве дополнительной опоры, повышающей жёсткость технологической системы, применяют люнеты. Люнеты используют при обработке заготовок с L/D > 12…15. Различают подвижные и неподвижные люнеты (рис. 47). Для облегчения условий труда при закреплении заготовок на станки используют механизированные приводы: пневматические, гидравлические, электрические и магнитные.
2 вопрос.Основные схемы базирования корпусов
При обработке корпусных деталей используются следующие методы базирования:
– обработка от плоскости, т.е. вначале окончательно обрабатывают установочную плоскость, затем при-
нимают её за установочную базу и относительно неё обрабатывают точные отверстия;
– обработка от отверстия, т.е. вначале окончательно обрабатывают отверстие и затем от него обрабаты-
вают плоскость.
Чаще применяется обработка от плоскости (базирование более простое и удобное), однако более точным
является обработка от отверстия, особенно при наличии в корпусах точных отверстий больших размеров и при
высокой точности расстояния от плоскости до основного отверстия (например, корпуса задних бабок токарных
и шлифовальных станков).
При работе первым методом труднее выдерживать два точных размера – диаметр отверстия и расстояние
до плоскости.
При базировании корпусных деталей стараются выдерживать принципы совмещения и постоянства базы.
Ниже приведены наиболее часто используемые схемы базирования.
При изготовлении корпусных деталей призматического типа широко используется базирование по пло-
ской поверхности 1 и двум отверстиям 2, чаще всего обработанным по 7-му квалитету (рис. 90).
Детали фланцевого типа базируются на торец фланца 1, отверстие 2 большего диаметра и отверстие 3 мало-
го диаметра во фланце. Распределение опорных точек зависит от соотношения длины базирующей части отвер-
стия к его диаметру (рис. 92, 93).
При базировании корпусов используют следующие опоры: а) постоянные: сменные, со сферической, пло-
ской, рифленой поверхностью; б) регулируемые; в) плавающие; г) со срезанным пальцем, используется для
компенсации отклонений межосевого расстояния (рис. 93)
Билет 21
2 вопрос.Основные схемы базирования зубчатых колёс
Выбор базовых поверхностей зависит от конструктивных форм зубчатых колёс и технических требований.
У колёс со ступицей (одновенцовых и многовенцовых) с достаточной длиной центрального базового отверстия
(L/D > 1) в качестве технологических баз используют: двойную направляющую поверхность отверстия и опор-
ную базу в осевом направлении – поверхность торца.
У одновенцовых колёс типа дисков (L/D < 1) длина поверхности отверстия недостаточна для образования
двойной направляющей базы. Поэтому после обработки отверстия и торца установочной базой для последую-
щих операций служит торец, а поверхность отверстия – двойной опорной базой. У валов-шестерен в качестве
технологических баз используют, как правило, поверхности центровых отверстий.
На первых операциях черновыми технологическими базами являются наружные необработанные "чёрные"
поверхности. После обработки отверстия и торца их принимают в качестве технологической базы на большин-
стве операций. Колёса с нарезанием зубьев после упрочняющей термообработки при шлифовании отверстия и
торца (исправление технологических баз) базируют по эвольвентной боковой поверхности зубьев для обеспе-
чения наибольшей соосности начальной окружности и посадочного отверстия.
Для обеспечения наилучшей концентричности поверхностей вращения колеса применяют следующие ва-
рианты базирования. При обработке штампованных и литых заготовок на токарных станках за одну установку
заготовку крепят в кулачках патрона за чёрную поверхность ступицы или чёрную внутреннюю поверхность
обода. При обработке за две установки заготовку сначала крепят за чёрную поверхность обода и обрабатывают
отверстие, а при второй установке заготовки на оправку обрабатывают поверхность обода и другие поверхно-
сти колеса.
2 вопрос. Основные схемы базирования рычагов
К деталям класса рычагов относятся собственно рычаги, тяги, серьги, вилки, балансиры, шатун
Рычаги являются звеньями системы машин, аппаратов, приборов, приспособлений. Совершая качательное
или вращательное движение, рычаги передают необходимые силы и движения сопряжённым деталям, заставляя
их выполнять требуемые перемещения с надлежащей скоростью.
В качестве материалов для изготовления рычагов служат: серый чугун, ковкий чугун и конструкционные
стали. Работающие при незначительных нагрузках рычаги изготавливают из пластмассы.
Рис. 1. Закрепление и одностепенное центрированиезаготовки самоцентрирующими направленными зажимами(И.А. Коганов)
При этом осуществляется одностепенное центрированиедетали, при котором однаееплоскость симметрии – Y совмещается с плоскостьюсимметрии, образованнойустановочными элементами приспособления.
Если скорость перемещения зажима 1 окажется больше, чемскорость перемещения зажима 2 (рис. 1, б), или если при равнойскорости зажимов 1 и 2 один из них выполнен в форме призмы,положение условной базы смещается из положения плоскостисимметрии по длине детали (рис. 1, б, в).
При двухстепенном центрировании, когда две взаимно перпендикулярные плоскости симметрии детали совмещаются с
двумя перпендикулярными плоскостями симметрии, образуемымиустановочными элементами приспособления, две зажимныепризмы двигаются с одинаковой скоростью навстречу друг другу(рис. 2, а). При этом каждая из призм [в соответствии с формулой(1)] лишает деталь одной степени свободы в направлении,перпендикулярном оси Х (условная база), и обе они всовокупности лишают деталь одной степени свободы внаправлении оси Х с наложением связи на условную базу –плоскость симметрии Y. Таким образом, самоцентрирующие
зажимы лишают деталь трех степеней свободы.Если одна из призм центрирующего зажима являетсянеподвижной (рис.2, б), то общее число опорных точек,размещаемых на условных базах детали сохраняется равным трем,однако положение условной базы по оси Y перемещается изположения плоскости симметрии (рис. 2, а) в положениеплоскости, в которой лежат точки а и б фактического контакта неподвижной призмы с деталью.
Обработка
Отделочные методы обработки зубьев зубчатых колес.
Для повышения чистоты поверхности зубьев колес и повышения точности элементов профиля, а также для исправления дефектов и искажений, возникающих при термической обработке, производят отделочную обработку зубьев.
Шевингование зубьев применяется при обработке цилиндрических и червячных зубчатых колес твердостью HRC < 30-35.
Инструментами для шевингования зубьев цилиндрических зубчатых колес являются шеверы-шестерни и шеверы-рейки, имеющие на шлифованной поверхности зубьев канавки, кромки которых являются режущими элементами.
Оси обрабатываемого зубчатого колеса и шевера скрещиваются, и режущий инструмент с обрабатываемым зубчатым колесом можно рассматривать как пару спиральных колес (рис. 7). При такой обкатке происходит взаимное продольное скольжение зубьев, которое возникает следующим образом. Если обрабатываемое зубчатое колесо свободно катить по шеверу рейки, то оно из положения I переместится в положение III.Но зубчатое колесо, закрепленное на оправке, не может перемещаться вдоль оси и при качении занимает положение II. В результате этого возникает относительное скольжение зубьев шевера и рейки па расстоянии между положениями II и III. При скольжении шевер срезает с поверхности зубьев шестерни тонкие волосовые стружки. После каждого хода обрабатываемая деталь приближается к шеверу на 0,02-0,05 мм.Принцип работы шевера-шестерни такой же; при этом шевер можно представить как рейку, свернутую в кольцо.
Для обеспечения необходимой производительности угол скрещивания осей обрабатываемой детали и шевера должен быть в пределах 10-15°.
Для получения высококачественной обработки зубьев шевингованием необходимо, чтобы при нарезании зубьев были соблюдены требования, предъявляемые к основным элементам зубчатого колеса и в особенности к его шагу, так как погрешности предварительной обработки шевингованием исправить невозможно. Если зубья нарезаны правильно, шевингование повышает качество, чистоту и правильность профиля зуба, обеспечивает плавность зацепления. Для облегчения шевингования предварительное нарезание зубьев производят с корректировкой профиля, уменьшающей или устраняющей припуск на ножке зуба.
Шевингование — высокопроизводительный и недорогой метод отделки зубьев; на обработку зубчатого колеса затрачивается 1-3 мин. Без переточки шевером можно обработать 10 000 зубчатых колес. Шевер выдерживает до десяти переточек, которые производятся на зубошлифовальном станке.
Для отделки червячных зубчатых колес применяют шеверы, имеющие форму червяка с канавками на шлифованной поверхности витков.
Обкатку производят для улучшения качества поверхности зубьев незакаленных цилиндрических и конических зубчатых колес. Улучшение качества поверхности достигается в результате снятия неровностей под действием давления, возникающего между закаленными полированными зубьями эталонной шестерни и зубьями обрабатываемого зубчатого колеса при обкатке их с обильной смазкой. При сглаживании шероховатостей обработанная поверхность зуба делается гладкой блестящей и создается некоторый наклеп. Погрешности зуба при этом процессе не устраняются.
Притирание зубьев применяется для улучшения качества поверхности и устранения незначительных погрешностей, возникающих при термической обработке. Колесо 2 (рис. 8), зубья которого подвергают притиранию, вводится в зацепление с тремя чугунными притирами 1, 3 и 4,выполненными в виде шестерен. Колесо 2, вращаясь с окружной скоростью 50-60 м/мин, совершает возвратно-поступательное движение вдоль оси. При работе на притиры и обрабатываемое зубчатое колесо подается смесь масла и керосина с мелким абразивным порошком. При точном изготовлении притиров и нормальном припуске в процессе притирки увеличивается пятно касания, повышается точность зубьев и улучшается качество поверхности (9-10-ый класс).
Притирание может осуществляться при параллельном расположении осей притира и колеса (рис. 8, а) и при скрещенных осях (рис. 8, б). При втором способе достигается более высокая точность и большая производительность. Однако этот способ нельзя применять при обработке многовенцовых зубчатых колес.
Хонингование зубьев производится при вращении обрабатываемого зубчатого колеса в беззазорном зацеплении с инструментом, который представляет собой шестерню, изготовленную из абразивных зерен, связанных пластической массой. При этом процессе устраняются забоины и вмятины на зубьях и несколько повышается чистота и точность профиля зубьев.
Приработка зубьев применяется для улучшения качества поверхности и повышения плавности работы зубчатых колес, находящихся в зацеплении. Колеса вводятся в зацепление и при поливке их смесью масла и абразивного порошка попеременно вращаются в двух направлениях с окружной скоростью 1-1,5 м/сек, взаимно перемещаясь в осевом направлении. При приработке искусственно ускоряется процесс начального износа зубьев и улучшается их контакт.
Шлифование зубьев применяется для повышения точности и чистоты обработки зубчатых колес и исправления погрешностей, вызванных деформацией колес при закалке.
Шлифование зубьев осуществляется двумя методами: методом копирования и методом обкатки.
Шлифование методом копирования (рис. 9, а) производится шлифовальным кругом 1, профиль которого соответствует профилю впадины между зубьями.
Заправка шлифовального круга 1 производится алмазом, которому при помощи приспособления 2, работающего по принципу пантографа, придается эвольвентная форма, соответствующая форме копира 5, но в уменьшенном масштабе.
При шлифовании этим методом деталь 4, закрепленная в оправке, совершает возвратно-поступательное движение вдоль оси и после каждого двойного хода поворачивается на один зуб. Припуск 0,1-0,2 мм на сторону зуба снимается за три-четыре прохода шлифовального круга по впадине. Шлифование методом копирования более производительно, чем шлифование методом обкатки, однако уступает ему по точности из-за неравномерного износа шлифовального круга и сложности точной заправки его по профилю. Шлифование методом обкатки (рис. 9,б и в) основано на воспроизведении зубчатого зацепления шестерни с рейкой. Профиль зубьев условной рейки образован одним или двумя шлифовальными кругами. В результате воспроизводится качение зубчатого колеса по воображаемой рейке. Профиль зубьев рейки очерчен прямыми линиями, что позволяет с высокой точностью производить заправку шлифовального круга и автоматизировать ее. На рис. 9, в показаны шлифовальные круги и приспособления, которые служат для контроля их положения. Ролик 7 с выемкой совершает один оборот за 5-7 сек. При попадании упора 8 в выемку ролика рычаг 10 поворачивается на оси и алмазом 9 проверяет положение кромки круга. Если кромка круга изношена более чем на 0,002 мм,замыкаемся электрический контакт 11, который включает механизм, устанавливающий круг в нужное положение.
Зубошлифование является ответственной и трудоёмкой операцией. Для обеспечения работоспособности цементованных работающих при высоких нагрузках зубчатых колес со шлифовальным профилем рекомендуется:
а) избегать шлифования впадины;
б) производить шлифование на режимах, исключающих появление прижогов на поверхности;
в) разбивать операцию на черновое и чистовое шлифование и между ними производить отпуск при низкой температуре для снятия напряжений в цементованном слое, которые могут вызвать появление трещин;
г) после шлифования зубьев подвергать зубчатые колеса дробеметному наклепу.
Шлифование обеспечивает получение зубчатых колес четвертой-пятой степени точности.
Методы обработки наружных цилиндрических поверхностей
Детали, имеющие поверхности вращения (цилиндрические, наружные, фасонные, цилиндрические внут-
ренние и др.) обрабатывают на различных станках: токарной группы (токарно-винторезные, токарно-карусельные,
токарно-револьверные, одношпиндельные и многошпиндельные полуавтоматы и автоматы, станки для тонкого
точения и др.); шлифовальной группы (круглошлифовальные, бесцентрово-шлифовальные, притирочные, поли-
ровальные и т.п.). Станки этих групп применяют как обычные, так и с числовым программным управлением
(ЧПУ). Наиболее распространённым методом обработки цилиндрических наружных поверхностей является
точение резцом (резцами).
Для точения цилиндрических поверхностей и поверхностей, прилегающих к ним и ограничивающих их дли-
ну (торцы, уступы, канавки, радиусы и т.д.), применяют проходные, подрезные (прямые и отогнутые), отрезные,
канавочные и другие резцы с напайными пластинами из быстрорежущей стали или твёрдых сплавов и композици-
онных материалов.
При токарной обработке различают:
а) черновое точение (или обдирочное) – с точностью обработки IТ13... IТ12 с шероховатостью поверхно-
сти до Rа = 6,3 мкм;
б) получистовое точение – IТ12... IТ11 и шероховатость до Rа = = 1,6 мкм;
в) чистовое точение – IТ10... IТ8 и шероховатость до Rа = 0,4 мкм.
При черновом обтачивании, как и при любой черновой обработке снимают до 70 % припуска. При этом
назначаются максимально возможные глубина резания t и подача S.
На черновых операциях повышение производительности обработки добиваются увеличением глубины ре-
зания (уменьшением числа рабочих ходов), а также подачи.
На чистовых операциях подача ограничивается заданной шероховатостью поверхности, поэтому сокраще-
ние основного времени возможно за счёт увеличения скорости резания. На универсальных токарно-
карусельных станках обрабатывают заготовки деталей типа тел вращения разнообразной формы диаметром до
10 000 мм.
К методам чистовой обработки относятся: тонкое точение и различные методы шлифования. Они, как пра-
вило, позволяют обеспечить требуемые точность размеров, формы, взаимного расположения и, в большинстве
случаев, качество поверхностного слоя.
Тонкое точение применяется, главным образом, для отделки деталей из цветных металлов и сплавов
(бронза, латунь, алюминиевые сплавы и другие) и отчасти для деталей из чугуна и закалённых сталей (НRС
45...60). Объясняется это тем, что шлифование цветных металлов и сплавов значительно труднее, чем стали и
чугуна, вследствие быстрого засаливания кругов. Кроме того, имеются некоторые детали, шлифование которых
не допускается из-за возможного шаржирования поверхности.
Тонкое точение обеспечивает получение наружных цилиндрических поверхностей вращения правильной
геометрической формы с точным пространственным расположением осей и является высокопроизводительным
методом.
При тонком точении используются алмазные резцы или резцы, оснащённые твёрдым сплавом (ТЗОК4,
синтетические сверхтвёрдые материалы типа оксидная керамика ВОК60 и оксидно-нитридная керамика "кор-
тинит" гексанит-Р, эльбор-Р.
Тонкое точение характеризуется незначительной глубиной резания (t = 0,05...0,2 мм), малыми подачами (S
= 0,02...0,2 мм/об) и высокими скоростями резания (V = 120….1000 м/мин). Точность размеров IТ5...IТ6; Ra =
0,8...0,4 мкм.
Подготовка поверхности под тонкое точение сводится к чистовой обработке с точностью IТ8...IТ9. Весь
припуск снимается за один рабочий ход. Применяются станки особо высокой точности, жёсткости и вибро-
устойчивости. На этих станках не следует выполнять другие операции.
1вопрос.Обработка гладких валов.
Обработка всех валов делится на черновую, чистовую и отделочную. Гладкие валы: диаметр 20…50 мм.
Маршрут обработки (серийное производство):
1. Правка прутка на правильно-калибровочных станках.
2. Разрезание на штучные заготовки.
3. Фрезерование торцов и зацентровка. При большой программе выпуска – на фрезерно-центровальных станках.
4. Черновое обтачивание (за 1 или 2 установа).
5. Проточка шейки под люнет (для нежёстких валов).
6. Сверление центрального отверстия с его последующей обработкой. Для этого используют: специальные однокромочные, шнековые, эжекторные свёрла с подачей СОЖ через инструмент.
7. Чистовое точение.
8. Фрезерование шпоночных канавок (на горизонтально-фрезерном станке или шпоночно-фрезерном полуавтомате).
9. Шлифование на кругло-шлифовальном или бесцентрово-шлифовальном станках. При изготовлении гладких валов из калиброванного проката с минимальным припуском на обработку ограничиваются только шлифованием (без точения).
Билет №8.
1 вопрос.Обработка ступенчатых валов.
По сравнению с гладкими добавляются операции: подрезка уступов с выдерживанием допусков на длину ступеней, проточка канавок и галтелей, нарезание резьб, шлицев, снятие лысок и фрезерование квадратов.
Маршрут обработки во многом подобен маршруту изготовления гладких валов. Операции нарезания резьб, шлицев проводятся перед чистовым шлифованием, а проточка канавок и галтелей в ходе чистового точения.
При проведении обточки наружной поверхности применяют многорезцовую обработку ,а так же станки с копировальным устройством . Последние модели токарно-копировальных станков имеют несколько (до 5) копировальных суппортов, перемещающихся независимо друг от друга, при этом каждый обрабатывает свой участок поверхности вала.
В качестве преимущества копировальной обработки перед многорезцовой можно отметить:
1) в 2–3 раза меньше время насадки;
2) выше точность(IT9 вместо IT11);
3) ниже влияние упругих деформаций, так как работает только один резец;
4) отсутствуют уступы;
5) выше скорость резания.
Эффективно применение копировальных полуавтоматов при серийном производстве, но при числе ступеней больше четырёх даже в партиях по 20…50 штук. В мелкосерийном производстве применяют станки с гидросуппортами и станки с ЧПУ.
2 вопрос.Методы обработки отверстий в корпусах.
В зависимости от конфигурации, размеров детали и программы выпуска основные отверстия обрабатывают на расточных и агрегатных многошпиндельных станках, на токарно-карусельных, вертикально- и радиально-сверлильных станках.
На расточных станках обрабатывают заготовки корпусов коробчатой формы в единичном и серийном производствах. В условиях крупносерийного и массового производств применяют многошпиндельные агрегатные станки.
Заготовки корпусов фланцевого типа обрабатывают на токарно-карусельных станках. Отверстия в корпусах небольших и средних размеров в серийном производстве могут быть обработаны на вертикально- или радиально-сверлильных станках путем последовательной установки нескольких инструментов (например, для сверления, зенкерования и развертывания) в быстросменных патронах.
Для обработки отверстий на вертикально-сверлильных станках используют также шестишпиндельные поворотные головки. В качестве режущего инструмента применяют однорезцовые, двухрезцовые и регулируемые блоки, а также зенкеры и резцовые головки, имеющие 4 ... 8 ножей. Резцовые головки более производительны по сравнению с другими расточными инструментами.
Для обработки отверстий диаметром до 400 мм с точностью по 7-му или 8-му квалитетам основной операцией является развертывание.
Билет №10
1 вопрос.Обработка на валах элементов типовых сопряжений. Обработка шпоночных поверхностей.
Кроме цилиндрических и конических поверхностей вращения валы обычно содержат также и другие элементы, к которым относятся шпоночные пазы, шлицевые и резьбовые поверхности и т.д.
Для передачи крутящего момента деталям, сопряжённым с валом, широко применяют шпоночные и шлицевые соединения.
Обработка шпоночных соединений. Наибольшее распространение в машиностроении получили призматические и сегментные шпонки. Шпоночные пазы для призматических шпонок могут быть сквозными закрытыми с одной стороны закрытыми с двух сторон, т.е. глухими . Наименее технологичными являются глухие шпоночные пазы. Предпочтительнее применение сквозных пазов и пазов закрытых с одной стороны, но с радиусным выходом.
К технологическим задачам, стоящим при обработке шпоночных пазов, относятся требования по точности ширины паза (по IТ9), глубины паза (с рядом отклонений: +0,1; +0,2; +0,3), длины (по IТ11...IТ12). Требуется обеспечить также симметричность расположения паза относительно оси шейки, на которой он расположен. Установка валов при обработке пазов обычно производится на призме или в центрах.
При проектировании техмаршрута операция "фрезеровать шпоночный паз" располагается после обтачивания шейки, до её шлифования, так как вследствие удаления части материала посадочное место вала иногда деформируется.
Шпоночные пазы изготовляются различными способами в зависимости от конфигурации паза и вида применяемого инструмента; они выполняются на горизонтально-фрезерных или вертикально-фрезерных станках общего назначения или специальных.
Сквозные и закрытые с одной стороны шпоночные пазы изготовляются фрезерованием дисковыми фрезами . Фрезерование пазов производится за один-два рабочих хода. Этот способ наиболее производителен и обеспечивает достаточную точность ширины паза. Применение этого способа ограничивает конфигурация пазов: закрытые пазы с закруглениями на концах не могут выполняться этим способом; они изготовляются концевыми фрезами за один или несколько рабочих ходов. Фрезерование концевой фрезой за один рабочий ход производится таким образом, что сначала фреза при вертикальной подаче проходит на полную глубину паза, а потом включается продольная подача, с которой шпоночный паз фрезеруется на полную длину. При этом способе требуется мощный станок, прочное крепление фрезы и обильное охлаждение.
Вследствие того, что фреза работает в основном своей периферической частью, диаметр которой после заточки несколько уменьшается, то в зависимости от числа переточек фреза даёт неточный размер паза по ширине.
Для получения по ширине точных пазов применяются специальные шпоночно-фрезерные станки с маятниковой подачей, работающие концевыми двуспиральными фрезами с торцовыми режущими кромками. При этом способе фреза врезается на 0,1...0,3 мм и фрезерует паз на всю длину, затем опять врезается на ту же глубину, как и в предыдущем случае, и фрезерует паз опять на всю длину, но в другом направлении .Отсюда и происходит определение метода – "маятниковая подача".
Этот метод является наиболее рациональным для изготовления шпоночных пазов в серийном и массовом производствах, так как даёт вполне точный паз, обеспечивающую полную взаимозаменяемость в шпоночном соединении. Кроме того, поскольку фреза работает торцовой частью, она будет долговечнее, так как изнашивается не периферическая её часть, а торцовая. Недостатком этого способа является значительно большая затрата времени на изготовление паза по сравнению с фрезерованием за один рабочий ход и тем более с фрезерованием дисковой фрезой. Отсюда вытекает следующее: 1) метод маятниковой подачи надо применять при изготовлении пазов, требующих взаимозаменяемости;
2) фрезеровать пазы за один рабочий ход нужно в тех случаях, когда допускается пригонка шпонок по канавкам.
Шпоночные пазы под сегментные шпонки изготовляются фрезерованием с помощью дисковых фрез.
2.Внутрение шлифование, хонингование, притирка
Внутреннее шлифование — шлифование поверхностей цилиндрических, конических и фасонных отверстий на универсальных и специальных станках. В зависимости от конструкции заготовки и станка, технических требований шлифование отверстий осуществляется:
рис 2 рис3
Хонингование – это обработка материалов резанием, где в качестве резцов выступают зерна абразива. Хонингование – это достаточно производительный процесс. Скорость съема припуска при хонинговании может достигать 2000 см3 в час, что соизмеримо с чистовым точением и шлифованием. При этом хонингование обеспечивает минимальную шероховатость поверхности и цилиндричность отверстия до долей микрона.
При выборе метода обработки отверстия предпочтение может быть отдано хонингованию по следующим причинам.
• Базой при хонинговании является обра- батываемое отверстие, т.е. не требуется создание в детали другой базовой поверхности и деталь не вращается. В то время как для шлифования или расточки отверстия необходимо закрепить и сориентировать деталь по отношению к инструменту, а для этого нужна другая база. А с появлением другой базы сразу появляются проблемы по обеспечению точности обработки, т.е. нужен прецизионный станок, специальное приспособление, а также достаточная жесткость системы «станок – приспособление – инструмент – деталь». Себестоимость обработки отверстия возрастает, т.к. возникают дополнительные затраты на изготовление приспособления и амор- тизацию дорогостоящего прецизионного станка.
• При хонинговании инструмент оказывает на обрабатываемую поверхность несоизмеримо меньшее удельное давление, чем при шлифовании, и поэтому структура поверхностного слоя подвержена меньшим изменениям.
Незначительное удельное давление позволяет обрабатывать тонкостенные детали с высокой точностью.
• При хонинговании в зоне резания температура неизмеримо меньше, чем при шлифовании, что также имеет меньшее влияние на структуру поверхностного слоя.
• При хонинговании происходит автоматическое исправление отклонений от- верстия от правильной геометрической формы, что позволяет получить более точное отверстие, чем при шлифовании.
• За счет более широкой номенклатуры хонинговальных брусков по сравнению со шлифовальными кругами имеется возможность точнее решить задачу по достижению технических требований.
• При хонинговании возможно создание определенного микрорельефа поверхности, а именно: необходимый угол встречи рисок, определенное соотношение опорных поверхностей и впадин (плосковершинное хонингование), вскрытие графитовых зерен в чугуне и достижение наименьшей шероховатости поверхности. Все это недостижимо при шлифовании или расточке.
Притиркой называется точная доводочная операция, вследствие которой получают герметичные или плотно движущиеся соединения. Металл снимается мелкозернистыми абразивными порошками или пастами, которые наносятся непосредственно на притираемые поверхности или на инструменты, называемые притирами
Качество и продуктивность притирки существенно зависит и от смазывающих веществ. Чаще для этих целей применяют скипидар, керосин, минеральное масло, животные жиры, а для точной притирки — спирт или авиабензин.
Обрабатываемую поверхность и притир промывают в бензине или керосине и протирают ветошью. Твердые абразивные зерна предварительно вдавливают в притир. Мягкую абразивную пасту намазывают на обе поверхности.
Билет 11
Нарезание резьбы. В машиностроительном производстве применяют цилиндрические резьбы – крепёжные и ходовые, а также конические резьбы.
Основной крепёжной резьбой является метрическая резьба треугольного профиля с углом профиля 60°.
Ходовые резьбы бывают с прямоугольным и трапецеидальным профилем; последние бывают однозаходные и многозаходные.
Резьба может быть наружная (на наружной поверхности детали) и внутренняя (на внутренней поверхности детали).
Наружную резьбу можно изготовлять различными инструментами: резцами, гребёнками, плашками, самораскрывающимися резьбонарезными головками, дисковыми и групповыми фрезами, шлифовальными кругами,
накатным инструментом.
Для изготовления внутренней резьбы применяют: резцы, метчики, раздвижные метчики, групповые фрезы, накатные ролики.
Тот или иной метод нарезания резьбы применяется в зависимости от профиля резьбы, характера и типа
материала изделия, объёма производственной программы и требуемой точности.
Нарезание резьб осуществляется на резьбонарезных и резьбофрезерных станках и полуавтоматах, гайконарезных автоматах, резьбонакатных, резьбошлифовальных, токарных и других станках.
Нарезание резьбы резцами и резьбовыми гребёнками. Наружную и внутреннюю резьбы можно обработать на токарных станках. Это малопроизводительный процесс, так как обработка осуществляется за несколько
рабочих ходов и требует высокой квалификации рабочего. Достоинством метода является универсальность оборудования, инструмента и возможность получить резьбу высокой точности. На токарных станках нарезают
точные резьбы на ответственных деталях, а также нестандартные резьбы и резьбы большого диаметра. Для повышения точности резьбы осуществляют как черновые, так и чистовые рабочие ходы разными резцами. Различают два способа нарезания треугольной резьбы: 1) радиальное движение подачи; 2) движение подачи вдоль
одной из сторон профиля.
Первый способ более точный, но менее производительный, поэтому рекомендуется черновые рабочие ходы делать вторым способом, а чистовой – первым (рис. 54, а).
Для повышения производительности обработки резьбы применяют резьбовые гребёнки – круглые и призматические. Обычно ширину гребёнки принимают равной не менее чем шести шагам. При использовании гребёнок снятие стружки выполняют несколько зубьев (рис. 54, б) и число рабочих ходов может быть уменьшено до
одного.
Для скоростного нарезания резьбы применяют резцы, оснащённые твёрдым сплавом, а также наборы резцов
Гребёнки, подобно резцам, бывают плоские, призматические и круглые и отличаются от резцов тем, что режут одновременно несколькими режущими кромками. Для разделения работы резания концы зубьев гребёнки стачиваются от одного края гребёнки к другому, так что глубина резания постепенно увеличивается.
Токарные станки применяются для нарезания резьбы преимущественно для:
– нарезания резьбы на поверхностях, предварительно обработанных на токарном же станке, благодаря
чему обеспечивается правильное положение резьб относительно других поверхностей; – нарезания очень точных длинных винтов (в этом случае токарный станок, работающий одним резцом,
имеет преимущество перед всеми другими методами, в том числе и перед фрезерованием);
– при выполнении работ, подходящих для резьбофрезерного станка, когда его нет или объём партии мал;
– нарезания резьб большого диаметра, нестандартного профиля или шага, а также вообще во всех случаях, когда приобретение подходящих плашек и метчиков не оправдывается объёмом производства;
– нарезания прямоугольных резьб, чистовое фрезерование которых невозможно, а применение плашек и
метчиков хотя и возможно, но затруднительно, особенно при обработке крупных заготовок.
Резьбу после нарезания резцом иногда калибруют точными плашками (часто вручную).
Таким образом, нарезание резьбы на токарном станке применяется преимущественно в единичном и мелкосерийном производствах, а в крупносерийном и массовом производствах, – главным образом, для нарезания
длинных или точных резьб.
В крупносерийном и массовом производствах используется нарезание резьбы вращающимися резцами, так
называемым вихревым методом. При этом заготовка закрепляется в центрах токарно-винторезного станка или в патроне. В процессе работы она медленно вращается. В специальной головке, установленной на суппорте станка, закрепляется резец. Головка, вращающаяся с большой скоростью от специального привода, расположена
эксцентрично относительно оси нарезаемой резьбы. Таким образом, при вращении головки резец, закреплённый в ней, описывает окружность, диаметр которой больше наружного диаметра резьбы.
Периодически (один раз за каждый оборот головки) резец соприкасается с обрабатываемой поверхностью по дуге и за каждый оборот головки прорезает на заготовке серповидную канавку, имеющую профиль резьбы.
За каждый оборот вращающейся заготовки головка перемещается вдоль оси детали на величину шага резьбы. Головку наклоняют относительно оси детали на величину угла подъёма винтовой линии резьбы. При вихревом нарезании резьбы скорость резания, соответствующая скорости вращения резца V = 150...400 м/мин,
круговая подача S = = 0,2...0,8 мм за один оборот резца.
Нарезание резьбы метчиками, плашками и самораскрывающимися резьбонарезными головками производится на различных станках.
Внутренние резьбы нарезают обычно машинными метчиками на резьбонарезных, сверлильных, револьверных, а также на агрегатных станках, полуавтоматах и автоматах в зависимости от масштаба производства.
В массовом и крупносерийном производстве получили широкое распространение метчики сборной конструкции (резьбонарезные головки).
Основной недостаток всех типов плашек – это необходимость свинчивания их по окончанию резания, что снижает производительность и несколько ухудшает качество резьбы.
Плашками нарезают резьбу как вручную, так и на различных станках токарной, сверлильной, резьбонарезной групп. Круглые плашки (рис. 57, а) устанавливают на станках в специальных патронах и закрепляют тремя - четырьмя винтами. Нарезание плашками – малопроизводительный процесс.
Нарезание наружной резьбы резьбонарезными самооткрывающимися головками значительно точнее, производительнее и отличается большей точностью, чем ранее рассмотренные методы; оно находит широкое применение в серийном и массовом производстве .
Билет 12
1. Обработка шлицевых соединений
Шлицевые соединения широко применяются в машиностроении
(станкостроении, автомобиле- и тракторостроении и других отраслях) для неподвижных и подвижных посадок.
Различают шлицевые соединения прямоугольного, эвольвентного и треугольного профиля. В наиболее часто используемых шлицевых соединениях прямоугольного профиля сопряжённые детали центрируются тремя способами:
– центрированием втулки (или зубчатого колеса) по наружному диаметру (В) шлицевых выступов вала;
– центрированием втулки (или зубчатого колеса) по внутреннему диаметру шлицев вала (т.е. по дну впадины);
– центрированием втулки (или зубчатого колеса) по боковым сторонам (В) шлицев.
Центрирование по D наиболее технологично, но его использование ограничивается в основном неподвижными шлицевыми соединениями, не требующими повышенной твёрдости. Центрирование по (d) применяется в тех случаях, когда элементы шлицевого соединения используются для подвижных сопряжений, подвергнутых закалке. Центрирование по b применимо в случае передачи больших крутящих моментов с реверсированием вращения.
Технологический процесс изготовления шлицев валов зависит от того, какой принят способ центрирования вала и втулки, т.е. термообрабатываются или нет поверхности шлицев.
Приведём в качестве примера маршруты обработки шлицев на валах соответственно не подвергаемых и подвергаемых термообработке:
– черновая токарная обработка, чистовая токарная обработка и шлифование цилиндрических поверхностей под нарезание шлицев, нарезание шлицев, снятие заусенцев и промывка;
– черновая токарная обработка, чистовая токарная обработка, нарезание шлицев с припуском под шлифование, фрезерование канавок для выхода круга при шлифовании центрирующей поверхности внутреннего
диаметра (если на первой операции применяется фреза без усиков), термическая обработка, шлифование поверхностей шлицев, снятие заусенцев и промывка.
Шлицы на валах и других деталях изготовляются различными способами, к числу которых относятся: фрезерование, строгание (шлицестрогание), протягивание (шлицепротягивание), накатывание (шлиценакатывание),
шлифование.
Фрезерование шлицев на валах небольших диаметров (до 100 мм) обычно фрезеруют за один рабочий ход,
больших диаметров – за два рабочих хода. Черновое фрезерование шлицев, в особенности больших диаметров,
иногда производится фрезами на горизонтально-фрезерных станках, имеющих делительные механизмы.
Фрезеровать шлицы можно способом, изображенным на рис. 52, в, позволяющим применять более дешёвые фрезы, чем фреза, изображённая на рис. 52, а.
Более производительным способом является одновременное фрезерование двух шлицевых канавок двумя дисковыми фрезами специального профиля (рис. 52, в).
Чистовое фрезерование шлицев дисковыми фрезами производится только в случае отсутствия специального станка или инструмента, так как оно не даёт достаточной точности по шагу и ширине шлицев.
Более точное фрезерование шлицев производится методом обкатки при помощи шлицевой червячной фрезы (рис. 52, г). Фреза, помимо вращательного движения, имеет продольное перемещение вдоль оси нарезаемого вала. Этот способ является наиболее точным и наиболее производительным.
Окончательная обработка шлицев по методу обкатки производится чистовым фрезерованием червячными
шлицевыми фрезами высокого класса точности.
При центрировании втулки (или зубчатого колеса) по внутреннему диаметру шлицев вала как червячная,
так и дисковая фреза должна иметь "усики", вырезающие канавки у основания шлица, чтобы не было заедания во внутренних углах; эти канавки необходимы также при шлифовании по боковым сторонам и внутреннему диаметру.
Шлицестрогание реализуется, как правило, на специальных станках-полуавтоматах, которые могут работать как отдельно, так и будучи встроенными в автоматическую линию. Этим методом чаще всего обрабатываются сквозные шлицы или шлицы, у которых предусмотрен выход для резцов.
Шлицестрогание обеспечивает шероховатость поверхности Rа = = 3,2...0,8 мкм.
Шлицепротягивание обеспечивает шероховатость поверхности Rа = 1,6...0,8 мкм.
Шлифование шлицев осуществляется следующим образом.
При центрировании шлицевых валов по наружному диаметру шлифуют только наружную цилиндрическую поверхность вала на обычных круглошлифовальных станках; шлифование впадины (т.е. по внутреннему диаметру шлицев вала) и боковых сторон шлицев не применяется.
При центрировании шлицевых валов по внутреннему диаметру шлицев фрезерование последних даёт точность обработки по внутреннему диаметру до 0,05...0,06 мм, что не всегда является достаточным для точной посадки.
Если шлицевые валы после чернового фрезерования прошли термическую обработку в виде улучшения или закалки, то после этого они не могут быть профрезерованы начисто; их необходимо шлифовать по поверхностям впадины (т.е. по внутреннему диаметру) и боковых сторон шлицев. Наиболее производителен способ шлифования
фасонным кругом (рис. 53, а), но при таком способе шлифовальный круг изнашивается неравномерно ввиду не одинаковой толщины снимаемого слоя у боковых сторон и впадины вала, поэтому требуется частая правка круга.
Несмотря на это, данный способ широко распространён в машиностроении.
Шлифовать шлицы можно в две отдельные операции (рис. 53, б); в первой шлифуют только впадины (по внутреннему диаметру), а во второй – боковые стороны шлицев. Для уменьшения износа шлифовального круга после каждого хода стола вал поворачивается, и, таким образом, шлифовальной круг обрабатывает впадины постепенно, одну за другой.
Для объединения двух операций шлифования в одну применяются станки, на которых шлицы шлифуются одновременно тремя кругами: один шлифует впадину, а два других – боковые поверхности шлицев.
2. Разработка технологического маршрута изготовления червяка
При разработке маршрута в серийном производстве придерживались следующих правил:
1.Технологические операции разрабатывали по принципу концентрации технологических переходов, т.е. как можно больше поверхностей обрабатывать с одного установа заготовки.
2.Отдавали предпочтение многопозиционным, многорезцовым станкам, станкам с ЧПУ.
3.Старались шире применять режущий инструмент со сменными многогранными пластинами (СМП). Для цельного инструмента (сверл и др.) рекомендуем быстрорежущую сталь Р6М5.
4.Станочные приспособления со сменными установочными элементами и механизированными зажимными устройствами.
Червяки изготовляют в основном из сталей марок 40, 45, 50 (реже из сталей 35, Ст5) с закалкой до HRC 45-55; 15Х, 20Х, 40Х, 40ХН, 12ХНЗ, 18ХГТ с цементацией и закалкой до HRC 58—63.
Червячные колеса (или их венцы) изготовляют только из антифрикционных сплавов.
|
№ операции |
Наименование операции |
Оборудование (тип, модель) |
Содержание операции |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
05 |
Заготовительная (штамповка) |
КГШП |
Штамповать заготовку |
|
10 |
Фрезерно-центровальная |
Фрезерно-центровальный МР-71М |
Фрезеровать торцы 1,21; сверлить центровочные отверстия 23,37; |
|
15 |
Токарная |
Токарно –винторезный 16К20Ф3 |
Точить поверхности 7,8,32 под люнет |
|
20 |
Токарная черновая |
Токарно –винторезный 16К20Ф3 |
Точить поверхности 8,10,12-19,30,28,39,35 |
|
25 |
Токарная черновая |
Токарно –винторезный 16К20Ф3 |
Точить поверхности 3,4,6,30,25,27,33 |
|
30 |
Токарная чистовая |
Токарно –винторезный 16К20Ф3 |
Точить поверхности 8,10,12,13,14,15,16,17,30,18,19,20, 22,39,35,40,36,31,29,28 |
|
35 |
Токарная чистовая |
Токарно –винторезный 16К20Ф3 |
Точить поверхности 2-6, 30,38,24,26,34,25,27, 33,41,42,31,29 |
|
40 |
Червячно- фрезерная |
Червячно- фрезерный 5370 (КУ-28) |
Нарезать червяк, получая поверхности 9,11 |
|
45 |
Зубофрезерная |
Зубофрезерный 5К301П |
Нарезать шестерню, получая поверхности 43,44 |
|
50 |
Шлифовальная предваритель- ная |
Круглошлифо- вальный 3У131М |
Шлифовать поверхности 20,19,39,18,35,30,15,10 |
|
55 |
Шлифовальная предваритель- ная |
Круглошлифо- вальный 3У131М |
Шлифовать поверхности 3,4,5,27,6,33,30 |
|
60 |
Токарная |
Токарно –винторезный 16К20Ф3 |
Нарезать резьбу 2 |
|
65 |
Закалка |
Калить 37…42 HRC |
|
|
70 |
Центрошли- фовальная |
Центрошли- фовальный МВ119 |
Шлифовать центровые отверстия 23,37 |
|
75 |
Шлифовальная окончательная |
Круглошлифо- вальный 3У131М |
Шлифовать поверхности 20,19,18,10 |
|
80 |
Шлифовальная окончательная |
Круглошлифо- вальный 3У131М |
Шлифовать поверхности 3,4,5,6 |
|
85 |
Червячно- шлифовальная |
Червячношлифо- вальный 5К881 |
Шлифовать поверхности 9,11 |
|
90 |
Зубошлифоваль-ная |
Зубошлифо- вальный 5В830 |
Шлифовать поверхности 43,44 |
|
95 |
Моечная |
||
|
100 |
Контрольная |
Контролировать точность |
Билет 13
1. шлифование наружных поверхностей типа тел вращения.
Шлифование наружных поверхностей деталей типа тел вращения производят на круглошлифовальных, торцекруглошлифо-вальных станках, бесцентрово-шлифовальных полуавтоматах и автоматах как высокой, так и особо высокой точности.
Шлифование – основной метод чистовой обработки наружных цилиндрических поверхностей. Шейки ва-
лов шлифуют в две операции: предварительное и чистовое шлифование. После чистового шлифования точность размера IТ6, а шероховатость Ra = 1,6.. .0,4 мкм.
Как правило, все наружные цилиндрические поверхности с точностью выше IТ8 и шероховатостью Ra =
1,6.. .0,4 мкм подвергают после чистового точения шлифованию.
При обработке на круглошлифовальных и торцекруглошлифовальных станках заготовки устанавливают в
центрах, патроне, цанге или в специальном приспособлении.
Заготовке сообщается вращение с окружной скоростью Vзаг = = 10...50 м/мин; она зависит от диаметра об-
работки заготовки. Окружная скорость шлифовального круга (скорость резания) V = 30...60 м/с. Подача S и глу-бина резания t варьируются в зависимости от способов шлифования. Различают следующие разновидности шлифования: продольное (с продольным движением подачи) и врезное (с поперечным движением подачи).
Схемы обработки продольным и врезным шлифованием приведены на рис. 58.
Шлифование с продольным движением подачи (рис. 58, а) осуществляется за четыре этапа: врезание, чис-
товое шлифование, выхаживание и отвод.
Поперечная подача на глубину шлифования осуществляется шлифовальным кругом в конце каждого
двойного хода заготовки или круга и принимается в зависимости от материала, заготовки, круга и вида обра-
ботки (S = 0,005…0,05 мм). В конце обработки последние продольные проходы выполняют без поперечной подачи (так называемое выхаживание).
Шлифование с продольной подачей применяют при обработке цилиндрических заготовок значительной
длины.
Врезное шлифование применяют для обработки поверхностей, длина которых не превышает ширину шлифовального круга. Его преимущество – большая производительность и простота наладки, однако оно уступает продольному шлифованию по достигаемому качеству поверхности. Врезное шлифование широко применяют в массовом и крупносерийном производстве (рис. 58, б). Рекомендуемые скорости резания V = 50...60 м/с; радиальная (поперечная) подача при окончательном шлифовании S = 0,001...0,005 мм/об.
Разновидностью шлифования с продольным движением подачи является глубинное шлифование. Оно ха-
рактеризуется большой глубиной резания (0,1...0,3 мм) и малой скоростью резания. При этом способе шлифования меньше, чем при врезном, сказывается влияние погрешности формы исходной заготовки и колебания припуска при обработке. Поэтому глубинное шлифование (рис. 58, б) применяют для обработки заготовок без предварительной лезвийной обработки и, как правило, снимают припуск за один рабочий ход. Производительность труда повышается в 1,2–1,3 раза по сравнению с продольным шлифованием. При значительном объёме производства применяют бесцентровое шлифование, которое более производительно, чем в центрах.
Сущность бесцентрового шлифования заключается в том, что шлифуемая заготовка 1 помещается
между шлифовальным 2 и ведущим 3 кругами и поддерживается ножом (опорой) 4. Центр заготовки при этом должен быть несколько выше линии, соединяющей центры обоих кругов, примерно на 10...15 мм и больше, в зависимости от диаметра обрабатываемой заготовки во избежание получения огранки.
Шлифовальный круг имеет окружную скорость Vk = 30...65 м/с, а ведущий Vв = 10...40 м/мин. Так как коэф-
фициент трения между кругом 3 и обрабатываемой заготовкой больше, чем между заготовкой и кругом 2
а), то ведущий круг сообщает заготовке вращение со скоростью круговой подачи Vв. Благодаря скосу ножа, на правленному в сторону ведущего круга, заготовка прижимается к этому кругу. Продольная подача заготовки обеспечивается за счёт наклона ведущего круга на угол α.
На бесцентрово-шлифовальных полуавтоматах и автоматах можно шлифовать заготовки деталей типа тел
вращения с цилиндрическими, коническими и фасонными поверхностями. Применяют два метода шлифования:
проходное
При проходном шлифовании за несколько рабочих ходов можно достигнуть точности по 6-му квалитету и Ra = 0,2 мкм.
Врезным шлифованием обрабатывают заготовки круглых деталей с уступами, а также заготовки, имеющие форму конуса. При этом методе оси кругов параллельны или ведущий круг устанавливается под малым углом (α = 0,2...0,5°), а осевому перемещению обрабатываемой заготовки препятствует установленный упор.
По аналогии с врезным шлифованием находит применение обработка не шлифовальными кругами, а шли-
фовальной лентой, закрепляемой на ведущем и ведомом шкивах. Обрабатываемую заготовку также устанавливают на нож.
Билет 14
1.Методы повышения качества поверхностного слоя детали
К ним относятся различные методы упрочнения и отделочная обработки. Их основной задачей является
обеспечение заданного качества поверхностного слоя, которое характеризуется его физико-механическими
свойствами и микрогеометрией.
Известно, что состояние поверхностного слоя валов и других деталей оказывает существенное влияние на
эксплуатационные свойства машин. Специальной обработкой можно придать поверхностным слоям деталей
машин особые физико-механические свойства. Для этой цели в машиностроении применяют ряд методов. Все
эти методы могут быть классифицированы следующим образом:
– методы поверхностной термической обработки (обычная закалка, закалка токами высокой частоты
ТВЧ);
– химико-термические методы (цементация, азотирование, планирование);
– диффузионная металлизация (диффузионное алитирование, хромирование, силицирование и др.);
– покрытие поверхностей твёрдыми сплавами и металлами (покрытие литыми и порошкообразными
сплавами);
– металлизация поверхностей (распыление расплавленным металлом);
– поверхностно-пластическое деформирование.
Закалка поверхностная – нагревание электротоком или газовым пламенем поверхности изделия. Сердце-
вина изделия после охлаждения остаётся незакалённой. Закалкой получается твёрдая износоустойчивая по-
верхность при сохранении прочной и вязкой сердцевины. Кроме того, поверхностная закалка может осуществляться с помощью лазерного луча.
Цементация – насыщение поверхностного слоя стали углеродом при нагревании её в твёрдом, газообраз-
ном или жидком карбюризаторе, выдержка и последующее охлаждение. Детали после цементации подвергаются закалке для достижения высокой твёрдости поверхностного слоя и сохранения пластичной сердцевины.
Азотирование – насыщение поверхностного слоя стали азотом при нагревании в газообразном аммиаке
(температура не ниже 450 °С), выдержка при этой температуре и последующее охлаждение. Повышается твёрдость, износоустойчивость и антикоррозийные свойства.
Цианированне – одновременное насыщение поверхностного слоя стали углеродом и азотом. При этом по-
вышаются твёрдость, износостойкость.
Для придания стали специальных физических и химических свойств (жаростойкости, антикоррозийных
свойств и др.) применяют диффузионную металлизацию. Она заключается в нагревании стальной поверхности, контактирующей с металлосодержащей средой, до высокой температуры, насыщении поверхности алюминием (алитирование), хромом (диффузионное хромирование), кремнием (силицирование) и другими металлами, выдержке и последующем охлаждении.
Покрытие поверхностей твёрдыми сплавами и металлами, а также металлизацию (напыление) применяют
для повышения износостойкости поверхностей.
При использовании в качестве присадочного материала порошков возможны следующие методы напыле-
ния – плазменное напыление, с применением лазеров и др.
Поверхностно-пластическое деформирование (ППД) – один из наиболее простых и эффективных техноло-
гических путей повышения работоспособности и надёжности изделий машиностроения. В результате ППД повышаются твёрдость и прочность поверхностного слоя, формируются благоприятные остаточные напряжения, уменьшается параметр шероховатости Rа, увеличиваются радиусы закругления вершин, относительная опорная длина профиля и т.п.
Формирование поверхностного слоя с заданными свойствами должно обеспечиваться технологией упроч-
нения. Наиболее широко применяют способы обкатывания и раскатывания шариковыми и роликовыми обкатниками наружных и внутренних цилиндрических, плоских и фасонных поверхностей. Цилиндрические наружные, внутренние, фасонные поверхности обрабатываются, как правило, на токарных, револьверных, сверлильных и других станках; плоские поверхности – на строгальных, фрезерных станках. Примеры обкатывания и
раскатывания поверхностей роликами приведены на рис. 60. Обычно этими способами обрабатывают достаточно жёсткие детали из стали, чугуна и цветных сплавов. На рисунке 60, а показана схема обработки цилиндрических наружных и внутренних поверхностей.
Качество обрабатываемой поверхности при обкатывании роликами и шариками в значительной степени
зависит от режимов деформирования: силы обкатывания (или давления на ролик и шарик), подачи, скорости,
числа рабочих ходов и применяемой смазочно-охлаждающей жидкости. До обкатывания и раскатывания заготовки обрабатывают точением, шлифованием и другими способами, обеспечивающими точность, по 7 – 9-му квалитету. Припуск на обработку обычно рекомендуется выбирать равным 0,005...0,02 мм.
Пластическое поверхностное деформирование может быть отделочно-упрочняющей операцией (улучшает
шероховатость поверхности и упрочняет поверхностный слой), отделочно-упрочняющей и калибрующей операцией (кроме сказанного выше, повышает точность обработки); отделочно-калибрующей операцией (упрочнения
не происходит).
Наряду с изложенными выше способами широко применяют центробежное (инерционное) упрочнение.
При этом используется центробежная сила шариков (роликов), свободно сидящих в радиальных отверстиях
быстровращающегося диска. Схема центробежной обработки поверхности шариками показана на рис. 61.
а) б) в)
арики 2 при вращении диска 3 смещаются в радиальном направлении нанося многочисленные удары по за-
готовке 1 и пластически деформируя поверхность. Для получения поверхностей с минимальным
параметром шероховатости и упрочнённым слоем небольшой глубины применяют алмазное выглаживание.
Процесс аналогичен обкатыванию, но инструментом служит кристалл алмаза, находящийся в специальной
державке.
К методам пластического деформирования, упрочняющим поверхности деталей, относятся: обработка
дробью, гидровиброударная обработка; электромагнитное, ультразвуковое упрочнение и др.
Билет 15
1. отделочная обработка наружных поверхностей деталей типа тел вращения
На этапе отделочной обработки обеспечиваются повышенные требования к ше
роховатости поверхности. При этом могут повышаться в небольшой степени точность размеров и формы обрабатываемых поверхностей. К методам отделочной обработки относятся доводка, притирка, суперфиниширование,
полирование и пр.
Абразивная доводка является окончательным методом обработки заготовок деталей типа тел вращения,
обеспечивающим малые отклонения размеров, отклонение формы обрабатываемых поверхностей и
Rа = 0,16…0,01 мкм. Этот метод характеризуется одновременным протеканием механических, химических и
физико-химических процессов. Доводку выполняют с помощью ручных притиров или на специальных дово-
дочных станках.
В единичном производстве, при ремонте притирку производят на токарном станке притиром в виде втул-
ки, сделанной по размеру притираемой детали, с одной стороны втулка разрезана (рис. 62, а).
Втулку смазывают доводочной пастой или тонким слоем мелкого корундового порошка.
Деталь при доводке смазывают жидким машинным маслом или керосином.
Припуск на доводку составляет 5...20 мкм на диаметр. Скорость вращения заготовки V32 = 10….20 м/мин.
В крупносерийном и массовом производстве процесс механизирован и иногда называется лаппингование.
Притирка осуществляется между двумя чугунными (свинцовыми, медными) притирами (рис. 62, б).
Диски вращаются в разные стороны. Детали закладываются в сепаратор, закреплённый на кривошипе. Дос-
тижимая точность процесса – IТ6, Ra = 0,05...0,025 мкм.
Суперфиниширование – отделочная обработка различных поверхностей деталей, в том числе цилиндриче-
ских, абразивными брусками (рис. 63). В результате суперфиниширования шероховатость поверхности снижается до Ra = 0,1...0,012 мкм, увеличивается относительная опорная длина профиля поверхности с 20 до 90 %.
Существенного изменения размеров и макрогеометрии поверхности не наблюдается. Обработка производится
мелкозернистыми (зернистость не ниже 320) брусками с добавлением смазочного вещества (смесь керосина с маслом) при небольшой скорости (до 2,5 м/с) и с весьма малыми давлениями инструмента на поверхность детали (0,1...0,3 МПа – для заготовок деталей из стали; 0,1...0,2 МПа – для заготовок деталей из чугуна и 0,05...0,1
МПа – для заготовок деталей из цветных металлов).
В простейших схемах обработки на различных станках общего назначения осуществляются следующие движения: вращение заготовки (окружная скорость 0,05...2,5 м/с); возвратно-поступательное движение (колебаниеинструмента или заготовки – ход 2...6 мм, число двойныхходов 200...1000 в 1 мин); перемещение инструментавдоль поверхности заготовки. Толщина снимаемого слоя металла 0,005...0,02 мм.
Полирование предназначено для уменьшения параметров шероховатости поверхности без устранения от-
клонений размеров и формы деталей. При окончательном полировании достигается (при малых давлениях резания 0,03...0,2 МПа) параметр шероховатости Kд = 0,1...0,012 мкм. Абразивными инструментами являются эластичные круги (войлок, ткань, кожа и т.п.), покрытые полировальными пастами, шлифовальные шкурки и свободные абразивы (обработка мелких заготовок в барабанах и виброконтейнерах.
В качестве абразивных материалов применяют электрокорунд, карбиды кремния, бора, окись хрома, желе-
за, алюминия, пасты ГОИ, алмазные и эльборовые шкурки и др.
Более подробные характеристики, типы и области применения абразивных инструментов и шлифовальных
материалов приведены в соответствующих справочниках.
2 вопрос Методы обработки прямолинейных поверхностей корпусов
В мелкосерийном и единичном производствах обработку заготовок корпусных деталей выполняют на универсальных станках без приспособлений и начинают с разметки:
1) наносят риски центровых осей;
2) от этих осей намечают остальные оси отверстий и контуры детали;
3) размечают окружности отверстий.
Разметкой определяют положение осей основных отверстий, плоских и других поверхностей.
Обработку плоских поверхностей можно производить различными методами на различных станках – строгальных, долбёжных, фрезерных, протяжных, токарных, расточных, многоцелевых, шабровочных и др. (лезвийным инструментом); шлифовальных, полировальных, доводочных (абразивным инструментом).
Наиболее широкое применение находят строгание, фрезерование, протягивание и шлифование.
Строгание находит большое применение в мелкосерийном и единичном производстве благодаря тому, что для работы на строгальных станках не требуется сложных приспособлений и инструментов, как для работы на фрезерных, протяжных и других станках.
Этот метод обработки является весьма гибким при переходе на другие условия работы. Однако он малопроизводителен: обработка выполняется однолезвийным инструментом (строгальными резцами) на умеренных режимах резания, а наличие вспомогательных ходов увеличивает время обработки. Кроме того, для работы на этих станках требуются рабочие высокой квалификации. Строгание и долбление применяют в единичном и мелкосерийном производствах.
При строгании применяют: поперечно-строгальные, а также одно- и двухстоечные продольно-строгальные станки. Строгание на продольно-строгальных станках применяют в серийном производстве и при обработке крупных и тяжёлых деталей практически во всех случаях. Объясняется это простотой и дешевизной инструмента и наладки; возможностью обрабатывать поверхности сложного профиля простым универсальным инструментом, малой его чувствительностью к литейным порокам, возможностью снимать за один рабочий ход большие припуски (до 20 мм) и сравнительно высокую точность (рис. 94).
При тонком строгании может быть достигнута шероховатость Ra = (1,6...0,8) мкм и неплоскостность 0,01 мм для поверхности 300 × 300 мм.
Для увеличения производительности процесса строгания заготовки устанавливают в один или несколько рядов; обрабатывают одновременно заготовки деталей различных наименований.
Наиболее рационально применять строгание длинных и узких поверхностей. При обычной форме резца строгание производится с глубиной резания от 3 до 10 мм и подачей 0,8...1,2 мм на один двойной ход стола, обеспечивая IТ 13 – 11; Rа = 3,2...12,5.
Фрезерование в настоящее время является наиболее распространённым методом обработки плоских поверхностей. В массовом производстве фрезерование вытеснило применявшееся ранее строгание.
Фрезерование осуществляется на фрезерных станках. Фрезерные станки разделяются на горизонтально-фрезерные, вертикально-фрезерные, универсально-фрезерные, продольно-фрезерные, карусельно-фрезерные, барабанно-фрезерные и многоцелевые.
Существуют следующие виды фрезерования (рис. 95): цилиндрическое (а), торцовое (б), двустороннее (в), трёхстороннее (г).
Широкое применение находит в настоящее время фрезерование торцовыми фрезами, а при достаточно больших диаметрах фрез (свыше 90 мм) – фрезерными головками (торцовыми фрезами со вставными ножами). Это объясняется следующими преимуществами фрезерования этими фрезами перед фрезерованием цилиндрическими фрезами:
– применением фрез больших диаметров, что повышает производительность обработки;
– одновременным участием в обработке большого числа зубьев, что обеспечивает более производительную и плавную работу;
– отсутствием длинных оправок, что даёт большую жёсткость крепления инструмента и, следовательно, возможность работать с большими подачами (глубинами резания);
– одновременной обработкой заготовок с разных сторон (например, при использовании барабанно-фрезерных станков).
Фрезерование характеризуется высокой производительностью и сравнительно высокой точностью. Фрезерование в два перехода (черновой и чистовой) позволяет достичь: по точности размеров – IТ9; по шероховатости Ra = 6,3...0,8 мкм; отклонение от плоскостности 40...60 мкм.
Одним из наиболее производительных способов фрезерования является обработка плоскостей на карусельно-фрезерных, барабанно-фрезерных станках, что возможно по непрерывному циклу. Одним из способов сокращения основного времени является внедрение скоростного и силового фрезерования. Скоростное фрезерование характеризуется повышением скоростей резания, при обработке стали до 350 м/мин, чугуна – до 450 м/мин,
цветных металлов – до 2000 м/мин, при небольших подачах на зуб фрезы Sz = 0,05...0,12 мм/зуб – при обработке сталей, 0,3...0,8 мм/зуб – при обработке чугуна и цветных сплавов. Силовое фрезерование характеризуется большими подачами на зуб фрезы (Sz > 1 мм).
Как скоростное, так и силовое фрезерование выполняется фрезами, оснащёнными
твёрдосплавными и керамическими пластинами.
Тонкое фрезерование характеризуется малыми глубинами резания (t = < 0,1 мм), малыми подачами (Sz = 0,05...0,10 мм) и большими скоростями резания.
Протягивание плоскостей реализуют на вертикально- и горизонтально-протяжных станках. Протягивание наружных плоских поверхностей благодаря высокой производительности и низкой себестоимости находит всё большее применение в крупносерийном и массовом производстве. Для этих типов производств протягивание экономически выгодно, несмотря на высокую стоимость оборудования и инструмента. В настоящее время фрезерование часто заменяют наружным протягиванием (плоскости, пазы, канавки и т.п.).
В массовом производстве для наружного протягивания применяют высокопроизводительные многопозиционные протяжные станки, а также станки непрерывного действия.
Протягивание является самым высокопроизводительным методом обработки плоскостей, обеспечивающим точность размеров IТ7 – IТ9, шероховатость Ra = (3,2...0,8) мкм.
Основными преимуществами протягивания по сравнению с фрезерованием являются: высокая производительность; высокая точность; высокая стойкость инструмента.
Ограничениями широкого применения протягивания являются его высокая стоимость и сложность инструмента.
Обычно при протягивании используются следующие режимы: подача на зуб Sz = 0,1...0,4 мм/зуб; скорость резания t = 6...12 м/мин с максимальными припусками до 4 мм с шириной протягивания до 350 мм.
Шабрение выполняют с помощью режущего инструмента – шабера – вручную или механическим способом. Шабрение вручную – малопроизводительный процесс, требует большой затраты времени и высокой квалификации рабочего, но обеспечивает высокую точность. Механический способ выполняют на специальных станках, на которых шабер совершает возвратно-
поступательное движение. Точность шабрения определяют по числу пятен на площади 25 × 25 мм (при проверке контрольной плитой). Чем больше пятен, тем точнее обработка. Сущность шабрения состоит в соскабливании шаберами слоёв металла (толщиной около 0,005 мм) для получения ровной поверхности после её чистовой предварительной обработки. Шабрение называют тонким, если число пятен более 22 и Ra < 0,08 мкм, и чистовым, если число пятен 6...10, Ra < 1,6 мкм.
Шлифование. Как и наружные цилиндрические поверхности деталей типа тел вращения, плоские поверхности обрабатывают шлифованием, полированием и доводкой.
Шлифование плоских поверхностей осуществляют на плоскошлифовальных станках с крестовым или круглым столом как обычного исполнения, так и с ЧПУ. Плоское шлифование является одним из основных методов обработки плоскостей деталей машин (особенно закалённых) для достижения требуемого качества. В ряде случаев плоское шлифование может с успехом заменить фрезерование. Шлифование плоских поверхностей может быть осуществлено двумя способами: периферией круга и торцом круга (рис. 96).
Шлифование периферией круга может осуществляться тремя способами:
1) многократными рабочими ходами;
2) установленным на размер кругом;
3) ступенчатым кругом.
При первом способе (рис. 96, а) поперечное движение подачи круга производится после каждого продольного хода стола, а вертикальное – после рабочего хода по всей поверхности длины деталей (l ).
При втором способе (рис. 96, б) шлифующий круг устанавливается на глубину, равную припуску, и при малой скорости перемещения стола обрабатывают заготовку по всей длине. После каждого рабочего хода шлифовальный круг перемещается в поперечном направлении от 0,7...0,8 высоты
круга. Для чистового рабочего хода оставляют припуск 0,01...0,02 мм и снимают его первым способом. Этот способ применяют при обработке на мощных шлифовальных станках.
При шлифовании третьим способом круг профилируют ступеньками. Припуск (Zi), распределённый между отдельными ступеньками, снимается за один рабочий ход (рис. 96, в).
На рисунке 96, г показана схема шлифования установленным на размер кругом на станке с вращающимся столом.
Плоским шлифованием обеспечиваются следующие точность размеров и шероховатость поверхности:
– IТ8-IТ9, Ra = 1,6 мкм – черновое (предварительное) шлифование;
– IT7-IТ8, Ra = (0,4…1,6) мкм – чистовое шлифование;
– IT7-IТ8, Ra = (0,4…1,6) мкм – тонкое шлифование.
Шлифование обычно производится с применением СОЖ.
Полирование поверхностей является методом отделочной обработки. В качестве абразивных инструментов применяют эластичные шлифовальные круги, шлифовальные шкурки.
Доводка плоскостей осуществляется на плоскодоводочных станках. Тонкую доводку плоских поверхностей осуществляют притирами. Осуществляют доводку при давлении 20... 150 кПа, причём, чем меньше давление, тем выше качество обработанной поверхности. Скорости при тонкой доводке небольшие (2...10 м/мин). С повышением давления и скорости производительность повышается.
ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ЗУБЬЕВ ЗУБЧАТЫХ КОЛЁС
В зависимости от способа образования зубьев различают два метода зубонарезания: копирование и обкатку. Оба метода используют на различных зубообрабатывающих станках.
Нарезание зубчатых колёс методом копирования. Распространённой разновидностью метода копирования является зубофрезерование. Зубофрезерование осуществляется на зубофрезерных вертикальных и горизонтальных станках-полуавтоматах. На зубофрезерных станках производят нарезание цилиндрических зубчатых колёс по методу обкатки или копирования.
Нарезание зубьев по методу копирования осуществляют модульной дисковой или модульной концевой фрезой. Нарезание, по существу, представляет собой разновидность фасонного фрезерования. Режущие кромки зубьев дисковой или концевой фрезы изготовляют по форме впадины между зубьями колеса, и при фрезеровании они копируют форму впадины, создавая, таким образом, две половины профилей двух соседних зубьев.
После нарезания одной впадины заготовка поворачивается на один зуб с помощью делительного механизма, и фреза снова проходит по новой впадине между зубьями, и т.д. (рис. 82).
В массовом производстве применяют зубодолбёжные резцовые головки, работа которых основана на методе копирования. Производительность такого метода очень высока, точность зависит от точности резцовой головки. Другой разновидностью нарезания зубчатых колёс методом копирования является протягивание как наружных, так и внутренних зубчатых поверхностей, характеризующееся высокой производительностью.
Нарезание зубчатых колёс методом обкатки. При методе обкатки заготовка и инструмент воспроизводят движение пары сопряжённых элементов зубчатой или червячной передачи. Для этого либо инструменту придаётся форма детали, которая могла бы работать в зацеплении с нарезаемым колесом (зубчатое колесо, зубчатая рейка, червяк), либо инструмент выполняют таким образом, чтобы его режущие кромки описывали в пространстве поверхность профиля зубьев некоторого зубчатого колеса или зубчатой рейки, которые называют соответственно производящим колесом или производящей рейкой. В процессе взаимного обкатывания заготовки и инструмента режущие кромки инструмента, постепенно удаляя материал из нарезаемой впадины заготовки, образуют на ней зубья.
Нарезание зубьев цилиндрических зубчатых колёс методом обкатки производится с помощью следующих инструментов: червячных фрез (зубофрезерование); дисковых долбяков (зубодолбление) и долбяков в виде гребёнок-реек (зубострогание).
Зубонарезание червячными фрезами. Для нарезания зубьев этим методом требуются универсальные зубофрезерные станки и специальный режущий инструмент – червячные фрезы. Станки выпускают с вертикальной или горизонтальной осями вращения фрезы. Метод является высокопроизводительным.
Фрезу на станке устанавливают таким образом, чтобы её ось была повернута под углом β подъёма винтовой линии витков фрезы (рис. 83).
Червячная фреза, кроме вращения, совершает поступательное движение подачи вдоль образующей цилиндра нарезаемого колеса, в результате чего колесо обрабатывается по всей его ширине. В зависимости от модуля устанавливают число рабочих ходов фрезы: для т = 2 ...2,5 мм – один рабочий ход, для т > 2...2,5 мм – два рабочих хода и более. Повышения производительности при зубофрезеровании достигают путём увеличения диаметра фрезы (повышается стойкость инструмента), жёсткости её установки, использования специальных инструментальных материалов, в том числе твёрдосплавных, композиционных, применения многозаходных червяч-
ных фрез и увеличения числа одновременно нарезаемых колёс.
Формообразование зубьев червячных колёс осуществляется обычно червячными фрезами по схеме, приведенной на рис. 84. Этот способ является наиболее распространённым в серийном производстве.
Зубодолбление. Режущим инструментом является долбяк, представляющий собой зубчатое колесо с эвольвентным профилем зубьев. В процессе нарезания долбяк и нарезаемое зубчатое колесо находятся в относительном движении зацепления (без зазора), т.е. их окружные скорости на начальных окружностях равны, а частота вращения и число зубьев связаны передаточным отношением i = nи / nз = zз / zи, где nи, nз – соответственно часто-
та вращения инструмента и заготовки колеса; zз, zи – соответственно число зубьев заготовки колеса и инструмента. Нарезание зубьев долблением осуществляется на зубодолбёжных станках. Обработка за один рабочий ход применяется для зубчатых колёс: с т = 1...2 мм – за один рабочий ход; с 2 < т < 4 – за два рабочих хода; с т > 4 мм – за три рабочих хода. Кроме отмеченных обстоятельств, зубодолбление является единственным методом для нарезания колёс с внутренним зацеплением (при средних и малых диаметрах), а также при обработке
зубчатых венцов в блочных шестернях.
Зубострогание. Этот метод основан на зацеплении колеса и рейки, воспроизводимом инструментом – гребёнкой. Обработка колёс осуществляется на станках двух типов: с вертикальной и горизонтальной осью заготовки. Станки последнего типа применяют также для обработки колёс с неразрывным шевронным зубом. У зубострогания производительность меньше, чем у зубофрезерования червячной фрезой и зубодолбления.
Накатывание зубчатых поверхностей имеет бóльшие преимущества перед способами обработки резанием:
повышает производительность в 5 – 30 раз; увеличивает износостойкость и прочность зубьев; значительно
уменьшает отходы металла и др. Различают горячее и холодное накатывание. Горячее накатывание применяют для профилей с модулем больше 2 мм; холодное накатывание рекомендуется для мелкомодульных колёс с модулем до 1,5...2 мм. Может применяться и комбинированное накатывание для средних и крупных модулей (основная пластическая деформация проводится в горячем состоянии, а окончательное профилирование – в холодном). Горячее накатывание производится как с радиальной, так и с продольной подачей. Схема накатки с продольной подачей аналогична холодному накатыванию.
Схема накатывания с радиальным движением подачи показана на рис. 85.
Перед накатыванием заготовку нагревают до 1000...1200 °С за 20...30 с до накатывания, затем устанавливают на оправку специального станка и производят накатывание вращающимися накатниками. В связи с повышением требований к эксплуатационным показателям зубчатых передач (бесшумности и плавности работы, износостойкости, прочности и надёжности) в машиностроении применяют отделочные операции для зубьев цилиндрических колёс.
Основными видами отделочных работ являются: шевингование, хонингование, шлифование и притирка.
Шевингованием называется процесс тонкой отделки (исправление ошибок в шаге, угла подъёма винтовой линии, профиля эвольвенты, эксцентриситета окружности) незакалённых зубьев зубчатого колеса, осуществляемой специальным инструментом (шевером). Для шевингования прямозубых колёс применяют дисковый шевер с косыми зубьями, наклонёнными к оси под углом 10…15°, а для обработки косозубых колёс – прямозубые и косозубые шеверы с углом скрещивания осей зубчатого колеса и шевера в пределах 10…15°. Это необходимо для создания скольжения зубьев шевера вдоль зубьев колеса и соскабливания шевером тонкой стружки
(толщиной 0,001…0,005 мм). Направление вращения шевера периодически изменяют для обработки зубьев с двух сторон. Для шевингования достаточно в качестве предварительной обработки ограничиться получистовым нарезанием зубьев на зубофрезерном станке с оставлением припуска 0,1…0,2 мм на сторону. Шевингование – высокопроизводительный способ чистовой обработки зубчатых колёс 6-й и 7-й степени точности, который
примерно в 10 раз дешевле зубошлифования.
Шлифование зубьев применяют для получения особо высокой точности (5–6-я степень) закалённых зубчатых колёс. После термической обработки перед шлифованием зубьев в зубчатых колесах производят шлифование базового центрального отверстия и торца с базированием по делительной окружности при помощи специальных патронов. При необходимости второй торец шлифуют на плоскошлифовальном станке. Шлицевые отверстия с центрированием по наружному диаметру калибруют прошивками на прессе. После обработки отверстия производится шлифование зубьев копированием (рис. 86, а) и обкаткой двумя (рис. 86, б) или одним (рис.
86, в) шлифовальным кругом. Припуск на шлифование оставляют 0,1…0,3 мм на толщину зуба (в зависимости от модуля и требуемой точности). Шлифовальные круги периодически правят специальным автоматическим устройством.
Существует также способ шлифования зубьев методом обкатки червячным шлифовальным кругом (рис.
86, г), который производит шлифование профиля зуба. Для этого способа характерна высокая производительность.
Хонингование применяют для чистовой отделки зубьев, как правило, закалённых цилиндрических колёс внешнего и внутреннего зацеплений. Процесс осуществляется на зубохонинговальных станках с помощью зубчатого абразивного инструмента – хона. Зубчатые хоны представляют собой прямозубые или косозубые колёса, обычно состоящие из стальной ступицы и абразивного венца того же модуля, что и обрабатываемое колесо.
Частота вращения хона 180...200 мин, скорость подачи стола 180...210 мм/мин. Время хонингования зубчатого колеса 30...60 с. Хонингование позволяет уменьшить параметры шероховатости и тем самым повысить долговечность зубчатой передачи.
Притирку зубьев производят в тех случаях, когда конструкция зубчатых колёс не позволяет осуществить шлифования. Иногда притирку применяют после шлифования, в основном для устранения дефектов, полученных при шлифовании (прижогов, внутренних напряжений и т.п.). Притираемое колесо вращается в зацеплении с шестернёй-притиром, имеющим тот же модуль (рис. 87, а). Притир обычно выполняют по 5-й степени точности из мелкозернистого серого чугуна и перед работой смазывают пастой, состоящей из абразивного порошка и масла. Направление вращения периодически изменяется специальным механизмов для того, чтобы были обработаны обе стороны зуба. На зубопритирочном станке обрабатываемое зубчатое колесо 2 находится в зацеплении с тремя притирами 1, 3 и 4. Ось одного притира параллельна оси обрабатываемого колеса. Оси притиров 1 и 4 расположены относительно оси обрабатываемого колеса под углом 3…4°, что увеличивает скольжение зубьев притира относительно зубьев колеса. Кроме вращения зубчатого колеса и притиров обрабатываемое зубчатое колесо имеет возвратно-поступательное движение вдоль своей оси.
Приработка – это процесс взаимного сглаживания шероховатостей парных зубчатых колёс, главным образом закаленных. Находящиеся в зацеплении зубчатые колёса попеременно вращаются в оба направления. Поверхности зубьев смазывают абразивной пастой. Кроме того, имеется осевое перемещение. Поверхность зубьев получается гладкая и почти зеркального блеска. Приработка является как бы ускоренным искусственным износом зубьев для получения большей площади пятна контакта. К отделочным методам относятся также обкатка зубьев и прикатка (зацепление с эталонным колесом) и др.
.ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ ОБРАБОТКИ
Основная технологическая задача при обработке втулок и дисков заключается в достижении концентричности наружных поверхностей отверстию и перпендикулярности торцов к оси отверстия. Существуют три схемы получения концентричности наружных поверхностей отверстию и перпендикулярности торцов к его оси
при обработке втулок и дисков:
1) обработка наружных поверхностей отверстия и торца за один установ;
2) первоначальная обработка внутренней поверхности и базирование по ней на оправке при обработке наружной поверхности и торцов;
3) первоначальная обработка наружной поверхности и базирование по ней при обработ-
ке внутренней поверхности и торцов.
При обработке за один установ рекомендуется следующий технологический маршрут обработки втулки:
− подрезка торца у прутка, подача прутка до упора, зацентровка торца под сверление, сверление отверстия и обтачивание наружной поверхности, растачивание или зенкерование отверстия и обтачивание наружной
поверхности со снятием фасок на свободном торце, предварительное развёртывание, окончательное развёртывание, отрезка. Эта первая операция выполняется на токарно-револьверном станке, одношпиндельном или многошпиндельном токарном автомате (рис. 70);
− снятие фасок с противоположного торца втулки на вертикально-сверлильном или токарном станке;
− сверление смазочного отверстия;
− нарезание смазочных канавок на специальном станке.
При обработке втулки из трубы вместо сверления производят зенкерование или растачивание отверстия, далее технологический маршрут сохраняется
При обработке втулки с базированием по внутренней поверхности рекомендуется следующий технологический маршрут обработки втулки:
− зенкерование отверстия втулки и снятие фаски в отверстии на вертикально-сверлильном станке (технологическая база – наружная поверхность);
− протягивание отверстия на горизонтально-протяжном станке со сферической самоустанавливающейся шайбой, которую применяют, потому что торец не обработан;
− предварительное обтачивание наружной поверхности (в зависимости от точности заготовки), подрезка торцов и снятие наружных (а часто и внутренних фасок на токарно-многорезцовом полуавтомате). Базирование осуществляется по внутренней поверхности на разжимную оправку;
− чистовое обтачивание наружной поверхности, чистовая подрезка торца.
При выборе метода базирования следует отдавать предпочтение базированию по отверстию, которое имеет ряд преимуществ:
− при обработке на жёсткой или разжимной оправке погрешность установки отсутствует или значительно меньше, чем при обработке в патроне с креплением заготовки по наружной поверхности;
− более простое, точное и дешевое центрирующее устройство, чем патрон; − при использовании оправки может быть достигнута высокая степень концентрации обработки.
1 Растачивание основных отверстий.
Растачивание применяют для черновой и чистовой обработки. Расточные резцы оснащают твердосплавными пластинами. Достоинством резцов является их простота и универсальность. За счет регулировки вылета резца на оправке – борштанге можно получать отверстия разного диаметра, что важно в условиях мелкосерийного производства, когда не всегда имеется мерный инструмент. Для получения точных отверстий используют регулировку вылета резца с помощью микрометрических винтов . Растачивание резцами лучше, чем любой другой метод обеспечивает прямолинейность оси и соосность отверстий. Чистовым растачиванием обеспечивается точность диаметра по 9 квалитету. Шероховатость поверхности составляет 2,5 – 5 мкм. Растачивание можно выполнять двумя резцами одновременно . При этом уменьшается изгиб борштанги, т.к. радиальные силы резания направлены навстречу друг другу.
Для черновой обработки отверстий в литых заготовках диаметром более 100 мм применяют многорезцовые расточные головки с твердосплавными пластинами. Перестановкой пластин можно изменять диаметр отверстия на10 – 20 мм. Головки могут быть цельными или разъемными (рис. 2.15, д; е ). Последние можно перемещать вдоль борштанги и и закреплять в любом месте.
очность расположения основных отверстий относительно технологических баз и точность межосевых расстояний при растачивании основных отверстий на горизонтально-расточных станках достигается одним из следующих способов: по разметке, методом пробных ходов, координатным методом и с помощью кондукторов.
При обработке по разметке кернением намечают центр и циркулем проводят окружность. Затем совмещают ось шпинделя с центром будущего отверстия, которое затем обрабатывается различным инструментом. Указанным методом обеспечивается точность межосевого расстояния в пределах 0,05 мм.
При обработке методом пробных ходов отверстия размечают и предварительно обрабатывают по 7 квалитету с некоторым припуском по диаметру. В отверстия вставляют оправки-калибры и измеряют положение отверстий относительно базы, а также межосевые расстояния. Затем отверстия растачивают снова, учитывая результаты замеров в виде поправок в положение шпинделя. Повторное растачивание производится в размер или с припуском для следующей корректировки положения отверстий с помощью оправок-калибров. Точность положения отверстий достигает 0,02 мм.
При координатном методе обработки отверстий выбирают систему координат, которая совпадает с технологическими базами. При настройке станка ось шпинделя совмещают с началом системы координат. Затем шпиндель устанавливают в нужное положение перемещением стола станка и шпиндельной бабки с помощью лимбов станка . Точность установки по лимбам составляет 0,08-0,2 мм.
Для повышения точности обработки в пределах цены деления лимба станка установку стола и шпиндельной бабки производят по индикатору. В данном случае стол и бабку в необходимое положение предварительно устанавливают по лимбу. Затем на специальную опору кладут концевую меру для контакта между столом и наконечником индикатора и по индикатору выводят стол и бабку на более точную позицию . Это позволяет повысить точность позиционирования шпинделя до 0,04 – 0,06 мм. Вышеуказанные методы достаточно трудоемки и применяются в мелкосерийном производстве.
При обработке отверстий в серийном и массовом производстве широко применяются кондукторы. Простейшим кондуктором является листовой металлический шаблон толщиной 10-12 мм, который накладывают на корпусную деталь или устанавливают перед ней на столе станка. При обработке ось шпинделя станка совмещают с осями отверстий в шаблоне. Точность линейных размеров при этом методе достигает 0,08 – 0,2 мм. Такие кондукторы используются в среднесерийном производстве.
В крупносерийном производстве используют более сложные кондукторы в виде специальных приспособлений. Эти кондукторы имеют точно расположенные отверстия в виде кондукторных втулок, установленных на опорах. Кондуктор закрепляется на столе станка. Кондукторные втулки могут устанавливаться до отверстия, за ним, до и после отверстия или создавать двойное переднее направление борштанги
Современные горизонтально-расточные станки оснащены оптическими системами отсчета перемещений с ценой деления 0,01 мм, что позволяет быстро устанавливать шпиндель станка в требуемое положение.
В настоящее время в широко используются станки с числовым программным управлением (ЧПУ), в которых установка шпинделя и стола осуществляется за счет управления электроприводом по программе, записанной на бумажном или магнитном носителе. Точность установки составляет ± 0,02 мм.
Большое распространение получили станки с автоматической сменой инструмента (рис. 2.22). Магазины этих станков содержат большой набор разнообразных инструментов (до 100 штук). Такие станки работают в автоматическом режиме. Извлечение необходимого инструмента из магазина, снятие и закрепление его в шпинделе, а также перемещение стола и бабки в рабочую позицию на этих станках осуществляется без участия обслуживающего персонала.
1вопрос. Внутренние цилиндрические поверхности (отверстия) встречаются у большинства деталей как тел вращения, так и не тел вращения. Обработка отверстий в деталях различных типов производится путём сверления, зенкерования, фрезерования на станках с ЧПУ, растачивания резцами, развёртывания, шлифования (внутреннего), протягивания, хонингования, раскатывания шариками и роликами, продавливания, притирки, полирования, суперфиниширования. Обработка отверстий со снятием стружки производится лезвийным и абразивным инструментом. К лезвийным инструментам относятся: свёрла, зенкеры, развёртки, расточные резцы и протяжки.
Разновидности и характеристики этих инструментов приведены в справочнике. Обработку отверстий лезвийным инструментом производят на станках следующих групп: сверлильной (вертикально-сверлильные, радиально-сверлильные); расточной (горизонтально-расточные, горизонтальные и вертикальные отделочно-расточные координатно-расточные); протяжной группы (горизонтальные и вертикальные полуавтоматы), как обычного исполнения, так и с ЧПУ. Кроме того, отверстия обрабатываются практически на всех станках, полуавтоматах и автоматах токарной группы.
Сверлением получают отверстия в сплошном материале (рис. 71). Для неглубоких отверстий используются
стандартные свёрла диаметром 0,30...80 мм.
Существуют два метода сверления:
1) вращается сверло (станки сверлильно-расточных групп);
2) вращается заготовка (станки токарной группы).
Обработку отверстий диаметром до 25.. .40 мм осуществляют спиральными свёрлами за один переход
(рис. 71, а), при обработке отверстий больших диаметров (до 80 мм) – за два и более перехода сверлением и рассверливанием или другими методами. Для сверления отверстий диаметром свыше 80 мм применяют свёрла или сверлильные головки специальных конструкций. На многих корпусных деталях, фланцах, крышках имеется много небольших отверстий (для крепёжных болтов, шпилек), точность и шероховатость которых определяется точностью, достигаемой сверлением. Такие отверстия обрабатывают на станках с применением кондукторов. При этом достигаемая точность диаметральных размеров – IT11... IТ10. При обработке глубоких отверстий (L/D > 10) трудно обеспечить направленность оси отверстия относительно её внутренней цилиндрической поверхности. Чем больше длина отверстия, тем больше увод инструмента. Для борьбы с уводом сверла или искривлением оси отверстия применяются следующие способы:
− применение малых подач, тщательная заточка сверла;
− применение предварительного засверливания (зацентровки);
− сверление с направлением спирального сверла с помощью кондукторной втулки;
− сверление вращающейся заготовки при невращающемся или вращающемся сверле. Это самый радикальный способ устранения увода сверла, так как создаются условия для самоцентрирования сверла;
− сверление специальными свёрлами при вращающейся или неподвижной заготовке.
К специальным свёрлам относятся:
− полукруглые (рис. 71, б) – разновидность ружейных свёрл одностороннего резания, которые применяются для обработки заготовок из материалов, дающих хрупкую стружку (латунь, бронза, чугун);
− ружейные – одностороннего резания с внешним отводом СОЖ (рис. 71, в) и внутренним отводом (эжекторные) (рис. 71, д) с пластинами из твёрдого сплава (припаянными или неперетачиваемыми с механическим креплением), предназначенные для высокопроизводительного сверления;
− трепанирующие (кольцевые) свёрла (рис. 71, г) для сверления отверстий диаметром 80 мм и более, длиной до 50 мм; Они вырезают в сплошном металле кольцевую поверхность, а остающуюся после такого сверления внутреннюю часть в форме цилиндра можно использовать как заготовку для изготовления других деталей.
Зенкерование отверстий – предварительная обработка литых, штампованных или просверленных отверстий под последующее развёртывание, растачивание или протягивание. При обработке отверстий по 13 – 11-му квалитету зенкерование может быть окончательной операцией. Зенкерованием обрабатывают цилиндрические углубления (под головки винтов, гнезд под клапаны и др.), торцовые и другие поверхности.
Режущим инструментом при зенкеровании является зенкер. Зенкеры изготовляют цельными с числом зубьев 3...8 и более, диаметром 3...40 мм; насадными, диаметром 32...100 мм и сборными регулируемыми, диа-
метром 40...120 мм. Зенкерование является производительным методом: повышает точность предварительно обработанных отверстий, частично исправляет искривление оси после сверления. Для повышения точности обработки используют приспособления с кондукторными втулками. Зенкерованием обрабатывают сквозные и глухие отверстия. Зенкеры исправляют, но не устраняют полностью оси отверстия, достигаемая шероховатость
Rа = 12,5...6,3 мкм.
Развёртывание отверстий – чистовая обработка отверстий с точностью до 7-го квалитета. Развёртыванием обрабатывают отверстия тех же диаметров, что и при зенкеровании. Развёртки рассчитаны на снятие малого припуска. Они отличаются от зенкеров большим числом (6...14) зубьев. Развёртыванием достигается высокая точность диаметральных размеров и формы, а также малая шероховатость поверхности. Следует отметить, что обработанное отверстие получается несколько большего диаметра, чем диаметр самой развёртки. Такая разбивка может составлять 0,005...0,08 мм. Для получения отверстий 7 квалитета применяют двукратное развёртывание; IТ6 – трёхкратное, под окончательное развёртывание припуск оставляют 0,05 мм и менее. Для развёрток из твёрдых сплавов рекомендуются следующие режимы: для чугуна – V = (7...20) м/мин; S = (2...7) мм/об; t = 0,15 мм, в качестве СОЖ используется керосин, (достигаемая точность размеров IТ6; шероховатость Ra =1,6 мкм); для стали – V = (4…10) м/мин; S = (2...4) мм/об; t = (0,1…0,15) мм (при использовании СОЖ по точности достигаются те же результаты, что и при обработке чугунных заготовок). Развёртки обычно не применяют для развёртывания больших по диаметру, коротких, глухих и прерывистых отверстий.
В настоящее время имеется целый ряд приёмов и методов, повышающих производительность труда при
обработке отверстий:
− применение комбинированных режущих инструментов (рис. 72);
− применение специальных приспособлений (кондукторов) и многошпиндельных сверлильных головок на сверлильных, расточных и агрегатных станках.
Фаски в отверстиях обрабатываются зенковками (рис. 73, а). Цилиндрические углубления и торцевые поверхности под головки болтов и гаек выполняются на сверлильных станках цековками в виде насадных головок с четырьмя зубьями (рис. 73, б) или в виде специальных пластин (рис. 73, в) с направляющей цапфой, служащей для получения соосности с обработанными отверстиями.
Растачивание основных отверстий (определяющих конструкцию детали) производится на: горизонтально-расточных, координатно-расточных, радиально-сверлильных, карусельных и агрегатных станках, многоцелевых обрабатывающих центрах, а также в некоторых случаях и на токарных станках. Существуют два основных способа растачивания: растачивание, при котором вращается заготовка (на станках токарной группы), и растачивание, при котором вращается инструмент (на станках расточной группы).
Типичными для токарных станков операциями являются растачивание одиночного отверстия и растачивание соосных отверстий универсальным методом и резцом (резцами).
Типичными для расточных станков операциями являются растачивание одиночного отверстия, соосных отверстий и растачивание отверстий с параллельными осями. Существуют три основных способа растачивания отверстий на горизонтально-расточных станках:
1) растачивание консольными оправками (рис. 74, а);
2) растачивание борштангами-скалками использованием опоры задней стойки (рис. 74, б);
3) растачивание в кондукторах при шарнирном соединении расточных справок со шпинделем станка (рис.
74, в).
Растачивание борштангами с использованием задней опоры, стойки (способ 2) применяется при изготовлении крупных тяжёлых деталей, имеющих отверстия в противоположных стенках или при обработке отверстий, имеющих длину, значительно превышающую их диаметры. В этом случае опора задней стойки и шпиндель должны быть соосны. Выверка производится в вертикальной и горизонтальной плоскостях, при этом значительно возрастает вспомогательное время. Растачивание борштангой с передним и задним направлением (способ 3) производится с помощью кондукторного приспособления, обеспечивающего двойное направление инструмента и полностью определяющего относительное положение инструмента и заготовки. Инструмент или оправка в этом случае соединяются со станком шарнирно. При этом не требуется точного относительного положения шпинделя и направляющих эле-ментов приспособления, что приводит к сокращению времени на настройку.
Протягивание отверстий применяют в массовом, крупносерийном и серийном производствах. Протягивание является одним из прогрессивных способов обработки металлов резанием и в отношении производительности и достигаемых точности и шероховатости. По сравнению с развёртыванием, например, протягивание производительнее в 8–9 раз и выше. Протягивание осуществляется многолезвийным инструментом протяжкой, которая протягивается через обрабатываемое отверстие (рис. 74). Внутренним протягиванием обрабатывают различные отверстия: круглые (цилиндрические), щлицевые, многогранные и др. При протягивании на протяжных станках заготовку устанавливают на жёсткой или шаровой опоре, если торец детали не перпендикулярен оси отверстия. Для протягивания применяют горизонтальные и вертикальные протяжные станки-полуавтоматы. Горизонтальные протяжные полуавтоматы применяются для внутреннего протягивания. Вертикальные полуавтоматы используют как для внутреннего, так и наружного протягивания; они занимают в 2-3 раза меньше площади, чем горизонтальные. Припуск под протягивание при обработке цилиндрических отверстий составляет 0,5…1,5 мм на диаметр отверстия. Прошиванием называют аналогичную протягиванию обработку более коротким инструментом – прошивкой. При прошивании инструмент испытывает напряжения сжатия, а при протягивании – растяжения, поэтому прошивку выполняют относительно небольшой длины (250...400 мм).
2 вопрос. Для обработки отверстий применяют внутреннее шлифование, хонингование, притирку.
Внутреннее шлифование применяют для окончательной обработки отверстий закалённых деталей или в тех случаях, когда невозможно применить другие, более производительные методы обработки. Оно осуществляется на внутришлифовальных станках и бесцентрово-внутришлифовальных автоматах. Отверстия обрабатывают на проход и методом врезания (короткие отверстия). Внутреннее шлифование имеет свои технологические особенности. Диаметр абразивного круга выбирают наибольший, допустимый диаметром обрабатываемого отверстия (dкр = (0,8…0,9) dотв). Высоту (ширину) круга принимают в зависимости от длины обрабатываемого отверстия (lкр = 0,8 lдет). Чистовым шлифованием обеспечивается точность размеров отверстий IT6–IT7; шероховатость поверхности Ra = 0,8...3,2 мкм. При длительном выхаживании достигается Ra = 0,4 мкм. Для внутреннего шлифования рекомендуются следующие режимы:
− для чугуна – Vкр = 20...30 м/с;
− для стали – Vкр = 30...45 м/с;
Vзаг = (0,015…0,03) Vкр ;
Sпр = (0,2...0,3) b – чистовое шлифование;
Sпр = (0,6...0,8) b – черновое шлифование.
Припуски на шлифование отверстий зависят от диаметра отверстия и его длины и рекомендуются 0,07…0,25 мм для диаметра до 30 мм; 0,18…0,75 для диаметра до 250 мм. Наиболее распространённым методом является шлифование на проход с продольным движением подачи. Это шлифование обеспечивает точность размеров, формы и, при соответствующем базировании, точность взаимного расположения обработанных поверхностей.
Различают три основных вида внутреннего шлифования (рис. 75): во вращающейся заготовке; в неподвижной заготовке (планетарное); бесцентровое.
Шлифование отверстия во вращающейся заготовке (рис. 75, а) осуществляется так же, как шлифование наружных поверхностей тел вращения. Наиболее распространённые схемы шлифования отверстий во вращающейся заготовке приведены на рис. 76.
Для шлифования торца детали после шлифования отверстия в ней целесообразно пользоваться станками, имеющими, помимо круга для шлифования отверстия, круг для шлифования торца (рис. 76, г). Это обеспечивает соблюдение строгой перпендикулярности торцовой поверхности и оси отверстия за счёт обработки за один установ.
Шлифование отверстия в неподвижной заготовке применяют при обработке отверстий в крупных заготовках, которые трудно вращать (рис. 75, б). При этом методе заготовка устанавливается на стол станка и остаётся неподвижной во время обработки. Шпиндель и шлифовальный круг имеют четыре движения: 1 – вращение во-круг своей оси; 2 – планетарное движение по окружности внутренней поверхности заготовки; 3 – возвратно-поступательное движение вдоль оси заготовки; 4 – поперечное перемещение (поперечное движение подачи). Этот метод менее производителен, чем первый.
При внутреннем бесцентровом шлифовании (рис. 76, б) базой для установки заготовки служит наружная, предварительно обработанная поверхность. Обработка происходит следующим образом. Заготовка 2 направляется и поддерживается тремя роликами. Ролик 1 (большего диаметра) является ведущим; он вращает заготовку и в то же время удерживает её от возможного вращения с большой скоростью под действием шлифовального круга 3. Верхний нажимной ролик 5 прижимает заготовку к ведущему ролику 1 и нижнему поддерживающему ролику 4. Заготовка, зажатая между тремя роликами, вращается с той же скоростью, что и ведущий ролик 1. При смене заготовки ролик 5 отходит, освобождая заготовку и позволяя вставить вручную или автоматически новую заготовку.
Хонингование является одним из методов отделочной обработки отверстий. Процесс осуществляется с помощью хонинговальных головок (хонов) со вставными абразивными брусками. Хонингование выполняется на специальных станках, которые подразделяют на две группы: вертикально-хонинговальные и горизонтально-хонинговальные. Хонинговальная головка совершает совмещённое движение: вращательное и возвратно-поступательное при постоянном давлении абразивных брусков на обрабатываемую поверхность в среде смазочно-охлаждающей жидкости . В процессе хонингования абразивные бруски удаляют слой металла толщиной 0,3...0,5 мкм; за один двойной рабочий ход при общем припуске 0,01...0,07 мм для стали и 0,02...0,20 мм для чугуна. При этом снимаются как микронеровности, оставшиеся после предыдущей операции, так и некоторая часть основного металла, что позволяет устранять конусообразность, овальность, бочкообразность. Предварительная обработка отверстий под хонингование может быть выполнена растачиванием, зенкерованием, развёртыванием или шлифованием и должна обеспечивать точность обработки не ниже, чем по 7–8-му квалитету и Rа = 6,3...3,2 мкм.
Притирка (доводка, внутренних поверхностей). Этот метод аналогичен притирке наружных цилиндрических поверхностей. Притирка и хонингование, в отличие от внутреннего шлифования, не исправляют погрешностей расположения, так как обрабатывающий инструмент базируется по обрабатываемой поверхности.
2 вопрос. В связи с повышением требований к эксплуатационным показателям зубчатых передач (бесшумности и плавности работы, износостойкости, прочности и надёжности) в машиностроении применяют отделочные операции для зубьев цилиндрических колёс. Основными видами отделочных работ являются: шевингование, хонингование, шлифование и притирка.
Шевингованием называется процесс тонкой отделки (исправление ошибок в шаге, угла подъёма винтовой линии, профиля эвольвенты, эксцентриситета окружности) незакалённых зубьев зубчатого колеса, осуществляемой специальным инструментом (шевером). Для шевингования прямозубых колёс применяют дисковый шевер с косыми зубьями, наклонёнными к оси под углом 10…15°, а для обработки косозубых колёс – прямозубые и косозубые шеверы с углом скрещивания осей зубчатого колеса и шевера в пределах 10…15°. Это необходимо для создания скольжения зубьев шевера вдоль зубьев колеса и соскабливания шевером тонкой стружки (толщиной 0,001…0,005 мм). Направление вращения шевера периодически изменяют для обработки зубьев с двух сторон. Для шевингования достаточно в качестве предварительной обработки ограничиться получистовым нарезанием зубьев на зубофрезерном станке с оставлением припуска 0,1…0,2 мм на сторону. Шевингование – высокопроизводительный способ чистовой обработки зубчатых колёс 6-й и 7-й степени точности, который примерно в 10 раз дешевле зубошлифования. Шлифование зубьев применяют для получения особо высокой точности (5–6-я степень) закалённых зубчатых колёс. После термической обработки перед шлифованием зубьев в зубчатых колесах производят шлифование базового центрального отверстия и торца с базированием по делительной окружности при помощи специальных патронов. При необходимости второй торец шлифуют на плоскошлифовальном станке. Шлицевые отверстия с центрированием по наружному диаметру калибруют прошивками на прессе. После обработки отверстия производится шлифование зубьев копированием (рис. 86, а) и обкаткой двумя (рис. 86, б) или одним (рис. 86, в) шлифовальным кругом. Припуск на шлифование оставляют 0,1…0,3 мм на толщину зуба (в зависимости от модуля и требуемой точности). Шлифовальные круги периодически правят специальным автоматическим устройством.
Существует также способ шлифования зубьев методом обкатки червячным шлифовальным кругом (рис. 86, г), который производит шлифование профиля зуба. Для этого способа характерна высокая производительность.
Хонингование применяют для чистовой отделки зубьев, как правило, закалённых цилиндрических колёс внешнего и внутреннего зацеплений. Процесс осуществляется на зубохонинговальных станках с помощью зубчатого абразивного инструмента – хона. Зубчатые хоны представляют собой прямозубые или косозубые колёса, обычно состоящие из стальной ступицы и абразивного венца того же модуля, что и обрабатываемое колесо. Частота вращения хона 180...200 мин, скорость подачи стола 180...210 мм/мин. Время хонингования зубчатого колеса 30...60 с. Хонингование позволяет уменьшить параметры шероховатости и тем самым повысить долговечность зубчатой передачи.
Притирку зубьев производят в тех случаях, когда конструкция зубчатых колёс не позволяет осуществить шлифования. Иногда притирку применяют после шлифования, в основном для устранения дефектов, полученных при шлифовании (прижогов, внутренних напряжений и т.п.). Притираемое колесо вращается в зацеплении с шестернёй-притиром, имеющим тот же модуль (рис. 87, а). Притир обычно выполняют по 5-й степени точности из мелкозернистого серого чугуна и перед работой смазывают пастой, состоящей из абразивного порошка и масла. Направление вращения периодически изменяется специальным механизмов для того, чтобы были обработаны обе стороны зуба.
На зубопритирочном станке обрабатываемое зубчатое колесо 2 находится в зацеплении с тремя притирами 1, 3 и 4. Ось одного притира параллельна оси обрабатываемого колеса. Оси притиров 1 и 4 расположены относительно оси обрабатываемого колеса под углом 3…4°, что увеличивает скольжение зубьев притира относительно зубьев колеса. Кроме вращения зубчатого колеса и притиров обрабатываемое зубчатое колесо имеет возвратно-поступательное движение вдоль своей оси.
Детали
.Характеристика валов
В технологии машиностроения в понятие "валы" принято включать собственно валы, оси, пальцы, штоки,
колонны и другие подобные детали машин, образованные наружными поверхностями вращения при значительном
преобладании длины над диаметром. Конструктивное разнообразие валов вызывается различным сочетанием ци-
линдрических, конических, а также зубчатых (шлицевых), резьбовых поверхностей. Валы могут иметь шпоночные
пазы, лыски, осевые и радиальные отверстия.
Технологические задачи формулируются в соответствии с рекомендациями и охватывают требованиями
к точности детали по всем их параметрам.
Точность размеров. Точными поверхностями валов являются, как правило, его опорные шейки, поверхно-
сти под детали, передающие крутящий момент. Обычно они выполняются по 6–7-му квалитетам.
Точность формы. Наиболее точно регламентируется форма в продольном и поперечном сечениях у опор-
ных шеек под подшипники качения. Отклонения от круглости и профиля в продольном сечении не должен пре-
вышать 0,25...0,5 допуска на диаметр в зависимости от типа и класса точности подшипника.
Точность взаимного расположения поверхностей. Для большинства валов главным является обеспечение
соосности рабочих поверхностей, а также перпендикулярности рабочих торцов базовым поверхностям. Как
правило, эти величины выбираются по V – VII степеням точности.
Качество поверхностного слоя. Шероховатость базовых поверхностей обычно составляет Rа = 3,2...0,4
мкм, рабочих торцов Rа = = 3,2...1,6 мкм, остальных несоответственных поверхностей Rа = = 12,5...6,3 мкм. Ва-
лы могут быть сырыми и термообработанными. Твёрдость поверхностных слоёв, способ термообработки могут
быть весьма разнообразными в зависимости от конструктивного назначения валов. Если значение твёрдости не
превышает НВ 200...230, то заготовки подвергают нормализации, отжигу или термически не обрабатывают. Для
увеличения износостойкости валов повышают твёрдость их рабочих поверхностей. Часто это достигается по-
верхностной закалкой токами высокой частоты, обеспечивающей твёрдость НRС 48...55. Поверхности валов из
малоуглеродистых марок стали подвергают цементации на глубину 0,7...1,5 мм с последующей закалкой и от-
пуском. Таким способом можно достичь твёрдости НRС 55...60.
Так например, для вала, представленного на рис. 39 технологические задачи формулируются следующим
образом.
– точность размеров основных поверхностей находится в пределах 6 – 8-го квалитетов, а размеры с не-
указанными отклонениями выполняются по 14-му квалитету;
– точность формы регламентируется для опорных шеек допусками круглости и профиля в продольном
сечении – 0,006 мм, а у остальных поверхностей погрешности формы не должны превышать определённой час-
ти поля допуска на соответствующий размер (например, для нормальной геометрической точности 60 % от по-
ля допуска);
– точность взаимного расположения задаётся допусками радиального и торцового биений (соответствен-
но 0,02 и 0,016 мм) относительно базы;
– шероховатость сопрягаемых цилиндрических поверхностей ограничивается значениями Rа = 0,8 мкм, а
торцовых Rа = 1,6 мкм; шероховатость несопрягаемых поверхностей Rа = 6,3 мкм; шлицевый участок подверга-
ется термообработке ТВЧ НRС 50...55. Рис. 39. Эскиз вала
Некоторые требования к технологичности валов. К технологичности валов предъявляются некоторые
специфические требования.
1. Перепады диаметров ступенчатых валов должны быть минимальными. Это позволяет уменьшить объ-
ём механической обработки при их изготовлении и сократить отходы металла. По этой причине конструкция
вала с канавками и пружинными кольцами более технологична конструкции вала с буртами.
2. Длины ступеней валов желательно проектировать равными или кратными длине короткой ступени, ес-
ли токарная обработка валов будет осуществляться на многорезцовых станках. Такая конструкция позволяет
упростить настройку резцов и сократить их холостые перемещения.
3. Шлицевые и резьбовые участки валов желательно конструировать открытыми или заканчивать канав-
ками для выхода инструмента. Канавки на валу необходимо задавать одной ширины, что позволит прорезать их
одним резцом.
4. Валы должны иметь центровые отверстия. Запись в технических требованиях о недопустимости цен-
тровых отверстий резко снижает технологичность вала. В таких случаях принято удлинять заготовку для нане-
сения временных центров, которые срезают в конце обработки
.Характеристика зубчатых колес.
В современных машинах широко применяют зубчатые передачи. Различают силовые зубчатые передачи,
предназначенные для передачи крутящего момента с изменением частоты вращения валов, и кинематические
передачи, служащие для передачи вращательного движения между валами при относительно небольших кру-
тящих моментах.
Зубчатые передачи, используемые в различных механизмах и машинах, делят на цилиндрические, кониче-
ские, червячные, смешанные и гиперболоидные (винтовые и гипоидные).
Наибольшее распространение получили цилиндрические, конические и червячные передачи (рис. 79). Ни-
же рассмотрены способы формообразования зубьев цилиндрических зубчатых колёс. Цилиндрические зубчатые
колеса изготовляют с прямыми и косыми зубьями, реже – с шевронными. Стандарт устанавливает 12 степеней
точности цилиндрических зубчатых колёс (в порядке убывания точности): с 1 по 12
.
По технологическому признаку зубчатые колёса делятся на (рис. 80):
– цилиндрические и конические без ступицы и со ступицей, с гладким или шлицевым отверстием; – многовенцовые блочные с гладким или шлицевым отверстием;
– цилиндрические, конические и червячные типа фланца;
– цилиндрические и конические с хвостовиком;
– валы-шестерни
У цилиндрических колёс зубья выполняют прямыми, спиральными или шевронными.
Обработка зубчатых колёс разделяется на два этапа: обработку до нарезания зубьев и обработку зубчатого
венца. Задачи первого этапа соответствуют в основном аналогичным задачам, решаемым при обработке деталей
классов: диски (зубчатое колесо плоское без ступицы), втулки (со ступицей) или валов (вал-шестерня). Операции
второго этапа обычно сочетают с отделочными операциями обработки корпуса колеса
Технологические задачи.
Точность размеров. Самым точным элементом зубчатого колеса является отверстие, которое выполняется
обычно по 7-му квалитету, если нет особых требований.
Точность взаимного расположения. Несоосность начальной окружности зубчатого колеса относительно
посадочных поверхностей допускается не более 0,05...0,1 мм. Неперпендикулярность торцов к оси отверстия
или вала (биение торцов) обычно принимается не более 0,01...0,015 мм на 100 мм диаметра. В зависимости от
условий работы колеса эта величина может быть повышена или несколько уменьшена (рис. 81).
Твёрдость рабочих поверхностей. В результате термической обработки поверхностная твёрдость зубьев
цементируемых зубчатых колёс должна быть в пределах НRСэ 45...60 при глубине слоя цементации 1..2 мм.
При цианировании твёрдость НRСэ 42...53, глубина слоя должна быть в пределах 0,5...0,8 мм.
Твёрдость незакаливаемых поверхностей обычно находится в пределах НВ 180...270.
.
1 вопрос.Особенности кулачковых,эксцентриковых иколенчатых валов
Кулачковый вал
Эксцентриковый вал
Коленчатый вал
Кулачковые и эксцентриковые валы выполняют цельными и сборными. Сборными валы изготовляют то-
гда, когда размеры кулачков и эксцентриков резко отличаются от размеров вала. Кроме того, выполнять валы в
этом случае цельными было бы сопряжено с большими затратами металла и времени на обработку резанием. В
этом случае кулачки и эксцентрики целесообразнее изготовлять отдельно от вала, закрепляя их затем на валу
различными способами.
Цельными кулачковые и эксцентриковые валы изготовляют при малом эксцентриситете с одним, двумя и
более эксцентриками (рис. 65). При небольших сериях выпуска заготовки для таких валов получают из круглого
проката, диаметр которого устанавливают с учётом припуска на обработку и вписывания размеров всех эксцен-
триков в окружность заготовки.
Существенными операциями технологического процесса изготовления эксцентриковых валов являются об-
тачивание и шлифование образующих поверхностей эксцентриков. Для этой цели на торцах предварительно вы-
правленной и подрезанной заготовки засверливают столько пар центровых отверстий, сколько эксцентриков (или
пар эксцентриков) расположено на валу (рис. 64). Расстояние центровых отверстий эксцентриков от оси вала оп-
ределяется эксцентриситетом. Точность эксцентриситета зависит от точности центрования, которое выполняется
по разметке или с большей точностью по кондуктору. После обработки опорных шеек вала обрабатывают наруж-
ные поверхности эксцентриков, переставляя заготовку на соответствующие центровые отверстия.
Коленчатые валы пищевых машин имеют обычно простые конструктивные формы (одноколенные) (рис.
66). Заготовку получают свободной ковкой из круглого проката (сталь 50), затем её подвергают нормализации и
производят правку на прессе.
Наиболее существенное требование заключается в обеспечении параллельности шатунной и коренных ше-
ек (допускаемое отклонение составляет 0,02 мм) и точности расположения обеих коренных шеек. Радиальное
биение коренных шеек относительно оси коленчатого вала должно быть не более 0,03 мм.
Обработка коленчатого вала при таких высоких требованиях к точности, шероховатости поверхности и
уравновешенности коренных и шатунных шеек производится обычно на специальных токарных станках. Ста-
нок имеет две приводные бабки, снабжённые делительными механизмами для установки любой шейки вала по
оси шпинделей.
Если щёки коленчатых валов очерчиваются каким-либо криволинейным контуром, то их обработка произ-
водится на специальных многосуппортных копировальных полуавтоматах. Для шлифования шатунных шеек
коленчатых валов применяют шлифовальные станки с такими же патронами и делительными устройствами.
При отсутствии специального оборудования обработка коленчатых валов осуществляется на универсаль-
ных токарных и шлифовальных станках с применением приспособлений.
Обработка щёк коленчатых валов по контуру производится строганием, фрезерованием фасонными фре-
зами (в обоих случаях с предварительной разметкой контура).
Корпусные детали машин являются базовыми элементами изделий. В корпусах устанавливают различные детали, механизмы, сборочные единицы, точность взаимного положения которых должна быть обеспечена в процессе работы машин.
К корпусным деталям относят коробки скоростей и подач станков, блоки цилиндров двигателей и компрессоров, корпусы редукторов, насосов и других изделий. Корпусные детали должны быть выполнены с требуемой точностью, обладать необходимыми жесткостью и виброустойчивостью, чтобы обеспечить правильное относительное положение соединяемых деталей и узлов, качественную работу механизмов и изделия.
Конструктивное исполнение корпусных деталей, материал, параметры точности определяют, исходя из служебного назначения деталей, требований к работе монтируемых в ней механизмов и условий эксплуатации. При этом учитывают технологические факторы получения заготовок, возможность обработки резанием и удобства сборки.
Технические условия на изготовление корпусной детали определяются точностью монтируемых в ней механизмов. Диаметры основных отверстий под посадку подшипников выполняют по 2-му классу точности с шероховатостью поверхности Ra = 0,4 -1,6 мкм, реже по 1-му классу точности с шероховатостью Ra = 0,05 - 0,4 мкм.
Наиболее распространенными заготовками корпусных деталей являются чугунные отливки, реже — стальные. Перед обработкой резанием внутренние и наружные поверхности корпусной детали окрашивают.
Технологические задачи.
Точность размеров:
– точность диаметров основных отверстий под подшипник по 7-му квалитету с шероховатостью Rа =
1,6...0,4 мкм, реже – по 6-му квалитету Rа = 0,4...0,1 мкм;
– точность межосевых расстояний отверстий для цилиндрических зубчатых передач с межцентровыми
расстояниями 50...800 мм от ± 25 до ± 280 мкм;
– точность расстояний от осей отверстий до установочных плоскостей колеблется в широких пределах от
6-го до 11-го квалитетов.
Точность формы:
– для отверстий, предназначенных для подшипников качения, допуск круглости и допуск профиля сече-
ния не должны превышать (0,25...0,5) поля допуска на диаметр в зависимости от типа и точности подшипника;
– допуск прямолинейности поверхностей прилегания задаётся в пределах 0,05...0,20 мм на всей длине;
– допуск плоскостности поверхностей скольжения – 0,05 мм на длине 1 м.
Точность взаимного расположения поверхностей:
– допуск соосности отверстий под подшипники в пределах половины поля допуска на диаметр меньшего
отверстия;
– допуск параллельности осей отверстий в пределах 0,02...0,05 мм на 100 мм длины;
– допуск перпендикулярности торцовых поверхностей к осям отверстий в пределах 0,01...0,1 мм на 100
мм радиуса;
– у разъёмных корпусов несовпадение осей отверстий с плоскостью разъёма в пределах 0,05...0,3 мм в
зависимости от диаметра отверстий.
Качество поверхностного слоя. Шероховатость поверхностей отверстий Rа = 1,6…0,4 мкм (для 7-го ква-
литета); Rа = 0,4…0,1 мкм (для 6-го квалитета); поверхностей прилегания Rа = 6,3...0,63 мкм, поверхностей
скольжения Rа = 0,8...0,2 мкм, торцовых поверхностей Rа = = 6,3...1,6 мкм. Твёрдость поверхностных слоёв и
требования к наличию в них заданного знака остаточных напряжений регламентируются достаточно редко и
для особо ответственных корпусов.
Требования предъявляемые к корпусным деталям
Механическая обработка корпусных заготовок сводится главным образом к обработке плоскостей и отверстий, поэтому технологические требования, обусловливающие наименьшую трудоемкость обработки, определяют следующими основными условиями:
1) форма корпусной детали должна быть возможно ближе к правильной геометрической форме, например в поперечном сечении предпочтительнее форма четырехугольника; форма корпусной детали должна также предусматривать возможность ее полной обработки от одной базы: от плоскости и двух установочных отверстий на этой плоскости или от базовых отверстий в корпусе;
2) обработка плоскости и торцов отверстий по возможности должна выполняться на проход, для чего плоскости и торцы не должны иметь выступов; торцам отверстий необходимо придавать удобную форму для обработки их торцевой фрезой или цековкой;
3) корпусная деталь не должна иметь поверхностей, не перпендикулярных осям отверстий:
4) точно растачиваемые отверстия не должны иметь внутренних выступов, препятствующих растачиванию на проход; диаметры обрабатываемых отверстий внутри корпусной детали не должны превышать диаметров соосных им отверстий в наружных стенках детали;
5) в корпусных деталях следует избегать многообразия размеров отверстий и резьб.
На диаметральные размеры основных отверстий задают допуски в пределах 5...8-го квалитетов точности. Допуски на межосевые расстояния основных отверстий и перпендикулярность осей отверстий задают в соответствии с назначением корпусных деталей, например для корпусов зубчатых и червячных передач в пределах 0,04...0,06 мм и выше. Отклонения от соосности отверстий принимают в пределах половины допуска на диаметральный размер соосных отверстий . Основные отверстия предназначены для монтажа опор валов. Шероховатость поверхности Rа = 2,5 ..., 0,63 мкм. Межосевые расстояния основных отверстий выдерживают согласно стандарту с допусками.
Неперпендикулярность торцевых поверхностей корпусных деталей осям отверстий допускают в пределах 0,1... 1,0 мкм на 1 мм радиуса отверстия, эти поверхности обрабатывают с шероховатостью поверхности Rа =3,2...1,6 мкм. Отклонение от прямолинейности плоских поверхностей устанавливают в пределах 50...200 мкм на 100 мм длины. Поверхности разъема выполняют с шероховатостью поверхности Rа = 3,2...0,8 мкм.
3вопрос1вопрос.ХАРАКТЕРИСТИКА ВТУЛОК
К деталям класса втулок относятся втулки, гильзы, стаканы, вкладыши, т.е. детали, образованные наружными и внутренними поверхностями вращения, имеющие общую прямолинейную ось.
Некоторые основные вицы подшипниковых втулок, представленные на рис. 69, служат как опоры вращающихся валов. Наиболее часто применяют втулки с L/D ≥ 3.
Технологические задачи. Отличительной технологической задачей является обеспечение концентричности наружных поверхностей с отверстием и перпендикулярности торцов к оси отверстия.
Точность размеров. Диаметры наружных поверхностей выполняют по h6, h7; отверстия по Н7, реже по Н8, для ответственных сопряжении по Н6.
Точность формы. В большинстве случаев особые требования к точности формы поверхностей не предъявляются, т.е. погрешность формы не должна превышать определённой части поля допуска на размер.
Точность взаимного расположения:
− концентричность наружных поверхностей относительно внутренних поверхностей 0,015...0,075 мм;
− разностенность не более 0,03...0,15 мм;
− перпендикулярность торцовых поверхностей к оси отверстия 0,2 мм на радиусе 100 мм, при осевой за-грузке на торцы отклонения от перпендикулярности не должно превышать 0,02...0,03 мм. Качество поверхностного слоя. Шероховатость внутренних и наружных поверхностей вращения соответствует Ra = 1,6...3,2 мкм, торцов Ra = 1,6...6,3 мкм, а при осевой нагрузке Ra = 1,6...3,2 мкм. Для увеличения срока службы твёрдость исполнительных поверхностей втулок выполняется НRС 40...60.
2 2.ХАРАКТЕРИСТИКА РЫЧАГОВ
К деталям класса рычагов относятся собственно рычаги, тяги, серьги, вилки, балансиры, шатуны (рис. 100).
Рычаги являются звеньями системы машин, аппаратов, приборов, приспособлений. Совершая качательное или вращательное движение, рычаги передают необходимые силы и движения сопряжённым деталям, заставляя их выполнять требуемые перемещения с надлежащей скоростью. В других случаях рычаги, например прихваты, остаются неподвижными и фиксируют относительное положение сопряжённых деталей.
Детали класса рычагов имеют два отверстия или больше, оси которых расположены параллельно или под прямым углом. Тело рычагов представляет собой стержень, не обладающий достаточной жёсткостью. В деталях этого класса, кроме основных отверстий, обрабатываются шпоночные или шлицевые пары, крепёжные отверстия и прорези в головках. Стержни рычагов часто не обрабатывают.
Значительное разнообразие конструкций рычагов вызывает необходимость их классификации с целью сужения типовых технологических процессов. С этой целью рекомендуется следующая классификация:
1. рычаги, у которых торцы втулок имеют общую плоскость или их торцы лежат в одной плоскости;
2. рычаги, у которых торцы втулок лежат в разных плоскостях;
3. рычаги, у которых имеется длинная втулка с отверстием и значительно более короткие втулки.
Технологические задачи.
Точности размеров. Отверстия – основные и вспомогательные базы, поверхностями которых рычаги и вилки сопрягаются с валиками, проектируют у рычагов и шарнирных вилок по Н7 – Н9, а у вилок переключения для уменьшения перекоса при осевом перемещении – по Н7–Н8. Точность расстояний между параллельными исполнительными поверхностями вилок переключения назначают по IТ10 – IТ12. Расстояние между осями отверстий основных и вспомогательных баз рычагов должны соответствовать расчётным; допускаемые отклонения в зависимости от требуемой точности колеблются от ± 0,025до + 0,1 мм.
1 вопрос. В технологии машиностроения в понятие "валы" принято включать собственно валы, оси, пальцы, штоки, колонны и другие подобные детали машин, образованные наружными поверхностями вращения при значительном преобладании длины над диаметром. Конструктивное разнообразие валов вызывается различным сочетанием цилиндрических, конических, а также зубчатых (шлицевых), резьбовых поверхностей. Валы могут иметь шпоночные пазы, лыски, осевые и радиальные отверстия.
Технологические задачи формулируются в соответствии с рекомендациями и охватывают требованиями к точности детали по всем их параметрам.
Точность размеров. Точными поверхностями валов являются, как правило, его опорные шейки, поверхно-сти под детали, передающие крутящий момент. Обычно они выполняются по 6–7-му квалитетам.
Точность формы. Наиболее точно регламентируется форма в продольном и поперечном сечениях у опорных шеек под подшипники качения. Отклонения от круглости и профиля в продольном сечении не должен превышать 0,25...0,5 допуска на диаметр в зависимости от типа и класса точности подшипника.
Точность взаимного расположения поверхностей. Для большинства валов главным является обеспечение соосности рабочих поверхностей, а также перпендикулярности рабочих торцов базовым поверхностям. Как правило, эти величины выбираются по V – VII степеням точности.
Качество поверхностного слоя. Шероховатость базовых поверхностей обычно составляет Rа = 3,2...0,4 мкм, рабочих торцов Rа = = 3,2...1,6 мкм, остальных несоответственных поверхностей Rа = = 12,5...6,3 мкм. Валы могут быть сырыми и термообработанными. Твёрдость поверхностных слоёв, способ термообработки могут быть весьма разнообразными в зависимости от конструктивного назначения валов. Если значение твёрдости не превышает НВ 200...230, то заготовки подвергают нормализации, отжигу или термически не обрабатывают. Для увеличения износостойкости валов повышают твёрдость их рабочих поверхностей. Часто это достигается поверхностной закалкой токами высокой частоты, обеспечивающей твёрдость НRС 48...55. Поверхности валов из малоуглеродистых марок стали подвергают цементации на глубину 0,7...1,5 мм с последующей закалкой и отпуском. Таким способом можно достичь твёрдости НRС 55...60.
Так например, для вала, представленного на рис. 39 технологические задачи формулируются следующим образом.
– точность размеров основных поверхностей находится в пределах 6 – 8-го квалитетов, а размеры с неуказанными отклонениями выполняются по 14-му квалитету;
– точность формы регламентируется для опорных шеек допусками круглости и профиля в продольном сечении – 0,006 мм, а у остальных поверхностей погрешности формы не должны превышать определённой части поля допуска на соответствующий размер (например, для нормальной геометрической точности 60 % от по-
ля допуска);
– точность взаимного расположения задаётся допусками радиального и торцового биений (соответственно 0,02 и 0,016 мм) относительно базы;
– шероховатость сопрягаемых цилиндрических поверхностей ограничивается значениями Rа = 0,8 мкм, а торцовых Rа = 1,6 мкм; шероховатость несопрягаемых поверхностей Rа = 6,3 мкм; шлицевый участок подвергается термообработке ТВЧ НRС 50...55.
Некоторые требования к технологичности валов. К технологичности валов предъявляются некоторые специфические требования.
1. Перепады диаметров ступенчатых валов должны быть минимальными. Это позволяет уменьшить объём механической обработки при их изготовлении и сократить отходы металла. По этой причине конструкция вала с канавками и пружинными кольцами более технологична конструкции вала с буртами.
2. Длины ступеней валов желательно проектировать равными или кратными длине короткой ступени, если токарная обработка валов будет осуществляться на многорезцовых станках. Такая конструкция позволяет упростить настройку резцов и сократить их холостые перемещения.
3. Шлицевые и резьбовые участки валов желательно конструировать открытыми или заканчивать канавками для выхода инструмента. Канавки на валу необходимо задавать одной ширины, что позволит прорезать их одним резцом.
4. Валы должны иметь центровые отверстия. Запись в технических требованиях о недопустимости центровых отверстий резко снижает технологичность вала. В таких случаях принято удлинять заготовку для нанесения временных центров, которые срезают в конце обработки.
.
.
.
гр