Файл: А. Г. Ткачев, И. Н. Шубин типовые технологические процессы изготовления деталей машин.pdf

Рис. 35 Схема выполнения фрезерно-центровальной операции
в серийном – на копировальных токарных станках, горизонтальных многорезцовых, вертикальных одношпиндельных полуавтоматах и станках с ЧПУ; в крупносерийном и массовом – на многошпиндельных многорезцовых полуавтоматах; мелкие валы могут обрабаты- ваться 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, шпицев, зубьев, всевозможных лысок.
Шпоночные пазы в зависимости от конструкции обрабатываются либо дисковой фрезой (если паз сквозной) на горизон- тально-фрезерных станках, либо пальцевой фрезой (если паз глухой) на вертикально-фрезерных станках. В серийном и мас- совом 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 наре- зают после окончательного шлифования шеек (для предохранения резьбы от повреждений). Мелкие резьбы у термообраба- тываемых валов получают сразу на резьбошлифовальных 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 гребенками;
− в мелкосерийном и серийном производствах резьбы не выше 7-й степени точности нарезают плашками, а резьбы 6-й сте- пени точности – резьбонарезными головками на револьверных и болторезных станках;
− в крупносерийном и массовом производствах – гребенчатой фрезой на резьбофрезерных станках или накатыванием.
045 Термическая.
Закалка объемная или местная согласно чертежу детали.
050 Шлифовальная.
Шейки вала шлифуют на круглошлифовальных (рис. 17) или бесцентрошлифовальных станках. Шлицы шлифуются
(рис. 18) в зависимости от центрирования:
− по наружной поверхности – наружное шлифование на круглошлифовальных станках и шлифование боковых по- верхностей на шлицешлифовальном полуавтомате одновременно двумя кругами и делением;
− по поверхности внутреннего диаметра – шлифование боковых поверхностей шлицев и шлифование внутренних по- верхностей по диаметру, либо профильным кругом одновременно, либо в две операции. Пример шлицевого вала с техноло- гическими требованиями представлен на рис. 36.

Рис. 36 Шлицевый вал

2 ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВТУЛОК
2.1 Характеристика втулок
К деталям класса втулок относятся втулки, гильзы, стаканы, вкладыши, т.е. детали, образованные наружными и внут- ренними поверхностями вращения, имеющие общую прямолинейную ось.
Некоторые основные виды подшипниковых втулок, представленные на рис. 37, 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 ответст- венных сопряжении по Н6.
Точность формы. В большинстве случаев особые требования к точности формы поверхностей не предъявляются, т.е. погрешность формы не должна превышать определенной 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 загрузке на тор- цы отклонения от перпендикулярности не должны 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 твердость исполнительных поверхностей втулок выполняется НRС 40...60.
Рис. 37 Виды подшипниковых втулок
Для втулки, показанной на рис. 37:
− точность размеров основных поверхностей в пределах IТ7;
− точность формы для отверстия Ж85 задана допуском круглости и допуском профиля продольного сечения (0,008 мкм), а для остальных поверхностей погрешности формы должны находиться в пределах части допуска и допуска на размер;
− точность взаимного расположения задается величиной радиального биения отверстия (не более 0,025 мм) и торцово- го биения упорного торца втулки (не более 0,016 мм) относительно оси наружной цилиндрической поверхности и позицион- ными допусками расположения осей крепежных отверстий (0,12 мм);
− шероховатость ответственных цилиндрических поверхностей: наружных Rа = 1,6 мкм, внутренних Rа = 1,6 мкм.
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 ли- тые стержни. При диаметре отверстия больше 20 мм применяются цельнотянутые трубы или полые заготовки, отлитые в песчаные или металлические формы, используют также центробежное литье и литье под давлением.Заготовкой для рас- сматриваемой детали является штамповка, полученная на горизонтально-ковочной машине.Задача обеспечения концен- тричности наружных поверхностей относительно отверстия и перпендикулярности торцовых поверхностей к оси отверстия может быть решена обработкой:
− наружных поверхностей, отверстий и торцов за один установ;
− всех поверхностей за два установа или за две операции с базированием при окончательной обработке по наружной поверхности (обработка от вала);
− всех поверхностей за два установа или за две операции с базированием при окончательной обработке наружной по- верхности по отверстию (обработка от отверстия).
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 обтачи- вание наружной поверхности, растачивание или зенкерование отверстия и обтачивание наружной поверхности со снятием фасок на свободном торце, предварительное развертывание, окончательное развертывание, отрезка. Эта первая операция выполняется на токарно-револьверном станке, одношпиндельном или многошпиндельном токарном автомате;
− 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 об- работки 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, ко- торую применяют, потому что торец не обработан;
− предварительное обтачивание наружной поверхности (в зависимости от точности заготовки), подрезка торцов и сня- тие наружных (а часто и внутренних фасок на токарно-многорезцовом полуавтомате). Базирование осуществляется по внут- ренней поверхности на разжимную оправку;
− чистовое обтачивание наружной поверхности, чистовая подрезка торца.
При выборе метода базирования следует отдавать предпочтение базированию по отверстию, которое имеет ряд пре- имуществ:
− при обработке на жесткой 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.

г) д)
Рис. 38 Схемы обработки отверстий сверлами:
а – спиральным; б – полукруглым; в – ружейным одностороннего резания с внешним отводом СОЖ; г – трепанирующим (кольцевым);
д – ружейным с внутренним отводом СОЖ
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 сверлами за один переход (рис. 38, 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 сверла или сверлильные головки специальных кон- струкций.
На многих корпусных деталях, фланцах, крышках и т.п. имеются небольшие отверстия (для крепежных болтов, шпилек и т.п.), точность и шероховатость которых определяется точностью, достигаемой сверлением. Такие отверстия обрабатыва- ют 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 ее внут- ренней 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 сверлами при вращающейся или неподвижной заготовке.
К специальным сверлам относятся:
− полукруглые (рис. 38, б) – разновидность ружейных сверл одностороннего резания, которые применяются для обра- ботки заготовок из материалов, дающих хрупкую стружку (латунь, бронза, чугун);
− ружейные – одностороннего резания с внешним отводом СОЖ (рис. 38, в) и внутренним отводом (эжекторные) (рис.
38, д) с пластинами из твердого сплава (припаянными или неперетачиваемыми с механическим креплением), предназ- наченные для высокопроизводительного сверления;
− трепанирующие (кольцевые) сверла (рис. 38, 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 по- следующее развертывание, 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 бо- лее, диаметром 3...40 мм; насадными диаметром 32...100 мм и сборными регулируемыми диаметром 40...120 мм.
Зенкерование является производительным методом: повышает точность предварительно обработанных отверстий, час- тично исправляет искривление оси после сверления. Для повышения точности обработки используют приспособления с кон- дукторными втулками. Зенкерованием обрабатывают сквозные и глухие отверстия.
Зенкеры исправляют, но не устраняют полностью оси отверстия, достигаемая шероховатость Rа = 12,5...6,3 мкм.
Развертывание отверстий – чистовая обработка отверстий с точностью до 7-го квалитета. Развертыванием обрабаты- вают отверстия тех же диаметров, что и при зенкеровании. Развертки рассчитаны на снятие малого припуска. Они отличают- ся от зенкеров большим числом (6...14) зубьев. Развертыванием достигается высокая точность диаметральных размеров и формы, а также малая шероховатость поверхности. Следует отметить, что обработанное отверстие получается несколько большего диаметра, чем диаметр самой развертки. Такая разбивка может составлять 0,005...0,08 мм.
Для получения отверстий 7 квалитета применяют двукратное развертывание; IТ6 – трехкратное, под окончательное раз- вертывание припуск оставляют 0,05 мм и менее.