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

Таблица 10

Для разверток из твердых 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).
Развертки обычно не применяют для развертывания больших по диаметру, коротких, глухих и прерывистых отверстий.
В настоящее время имеется целый ряд приемов и методов, повышающих производительность труда при обработке от- верстий:
− применение комбинированных режущих инструментов (рис. 39);
− применение специальных приспособлений (кондукторов) и многошпиндельных сверлильных головок на сверлильных, расточных и агрегатных станках.
Фаски в отверстиях обрабатываются зенковками (рис. 40, а). Цилиндрические уг- лубления и торцевые поверхности под головки болтов и гаек выполняются на сверлиль- ных станках цековками в виде насадных головок с четырьмя зубьями (рис. 40, б) или в виде специальных пластин (рис. 40, в) с направляющей цапфой, служащей для получения соосности с обработанными отверстиями.
Растачивание основных отверстий (определяющих конструкцию детали) произво- дится на: горизонтально-расточных, координатно-расточных, радиально-сверлильных, карусельных и агрегатных станках, многоцелевых обрабатывающих центрах, а также в некоторых случаях и на токарных станках.
а) б) в)
Рис. 40 Обработка вспомогательных элементов в отверстиях
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. 41, а);
2) растачивание борштангами-скалками с использованием опоры задней стойки (рис. 41, б);
3) растачивание в кондукторах при шарнирном соединении расточных справок со шпинделем станка (рис. 41, в).
Растачивание борштангами с использованием задней опоры, стойки (вариант 2) применяются при изготовлении крупных тяжелых
Рис. 41 Схемы растачивания отверстий на горизонтально-расточных станках:
а – консольными оправками; б – борштангами с опорой на заднюю стойку;
а) б)
Рис. 39 Сверло-развертка (а) и
сверло-зенкер-развертка (б)
S
S
S

в – борштангами, установленными в кондукторе деталей, имеющих отверстия в противоположных стенках или при обработке отверстий, имеющих длину, значительно пре- вышающую 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 (вариант 3) производится с помощью кондукторного при- способления, 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 элементов приспособления, что приводит к сокращению вре- мени на настройку.
Протягивание отверстий применяют в массовом, крупносерийном и серийном производствах. Протягивание является одним из прогрессивных способов обработки металлов резанием, как в отношении производительности, так и достигаемых точности и шероховатости. По сравнению с развертыванием, например, протягивание производительнее в 8 – 9 раз и выше.
Протягивание осуществляется многолезвийным инструментом протяжкой, которая протягивается через обрабатываемое отверстие (рис. 41). Внутренним протягиванием обрабатывают различные отверстия: круглые (цилиндрические), щлицевые, многогранные и др.
Рис. 41 Схемы протягивания отверстий:
а – горизонтальная; б – вертикальная;
1 – жесткая опора; 2 – шаровая опора; 3 – обрабатываемая заготовка; 4 – протяжка
При протягивании на протяжных станках заготовку устанавливают на жесткой (рис. 41, а) или шаровой опоре (рис. 41,
б), 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 горизон- тальные.
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 прошива- нии инструмент испытывает напряжения сжатия, а при протягивании – растяжения, поэтому прошивку выполняют относи- тельно небольшой длины (250...400 мм).
Для обработки отверстий применяют внутреннее шлифование, хонингование, притирку.
Внутреннее шлифование применяют для окончательной обработки отверстий скаленных деталей или в тех случаях, ко- гда невозможно применить другие, более производительные методы обработки. Оно осуществляется на внутришлифоваль- ных станках и бесцентрово-внутришлифовальных автоматах. Отверстия обрабатывают на проход и методом врезания (ко- роткие отверстия).
Внутреннее шлифование имеет свои технологические особенности. Диаметр абразивного круга выбирают наибольший, допустимый диаметром обрабатываемого отверстия d
кр
= (0,8…0,9) d
отв
. Высоту (ширину) круга принимают в зависимости от длины обрабатываемого отверстия l
кр
= 0,8 l
дет
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 – V
кр
= 20...30 м/сек;
− для стали – V
кр
= 30...45 м/сек;
− V
заг
= (0,015…0,03) V
кр
;
− S
пр
= (0,2...0,3) b – чистовое шлифование;
− S
пр
= (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 распространенным методом является шлифование на про- ход 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. 42): во вращающейся заготовке; в неподвижной заготовке
(планетарное); бесцентровое.
Шлифование отверстия во вращающейся заготовке (рис. 42, а) осуществляется так же, как шлифование наружных по- верхностей тел вращения. Наиболее распространенные схемы шлифования отверстий во вращающейся заготовке приведены на рис. 43.
Для шлифования торца детали после шлифования отверстия в ней целесообразно пользоваться станками, имеющими помимо круга для шлифования отверстия круг для шлифования торца (рис. 43, г). Это обеспечивает соблюдение строгой пер- пендикулярности торцовой поверхности и оси отверстия за счет обработки за один установ.
Шлифование отверстия в неподвижной заготовке применяют при обработке отверстий в крупных заготовках, которые трудно вращать (рис. 42, б).
При этом методе заготовка устанавливается на стол станка и остается неподвижной во время обработки. Шпиндель и шлифовальный круг имеют четыре движения: 1 – вращение вокруг своей оси; 2 – планетарное движение по окружности внутренней поверхности заготовки;
Рис. 42 Виды внутреннего шлифования:
а – во вращающейся заготовке; б – планетарное; в – бесцентровое
Рис. 43 Примеры внутреннего шлифования
при вращающейся заготовке
3 – возвратно-поступательное движение вдоль оси заготовки; 4 – поперечное перемещение (поперечное движение подачи).
Этот метод менее производителен, чем первый.
При внутреннем бесцентровом шлифовании (рис. 42, б) базой для установки заготовки служит наружная, предвари- тельно 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 ее 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, враща- ется 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 хо- нинговальных головок (хонов) со вставными абразивными брусками. Хонингование выполняется на специальных станках, которые подразделяют на две группы: вертикально-хонинговальные и горизонтально-хонинговальные.
Хонинговальная головка совершает совмещенное движение: вращательное и возвратно-поступательное при постоянном давлении абразивных брусков на обрабатываемую поверхность в среде смазочно-охлаждающей жидкости (рис. 44).
а) б)
Рис. 44 Хонингование:
а – схема хонинговальной головки: 1 – корпус; 2 – колодки;
3 – абразивные круги; 4 – стержень; 5 – нажимная шайба; 6 – конус;
7 – круговые пружины; 8 – палец; б – схема вертикального перемещения брусков хонинговальной головки: l
бр
– длина бруска; l – длина отверстия заготовки; l
п
– перебег брусков; l
х
– длина рабочего хода брусков
В процессе хонингования абразивные бруски удаляют слой металла толщиной 0,3...0,5мкм 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, ос- тавшиеся 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, раз- вертыванием или шлифованием и должна обеспечивать точность обработки не ниже, чем по 7...8-му квалитету и Rа =
6,3...3,2 мкм.

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 поверхно- стей (с припуском под шлифование), точение канавок и фасок. В зависимости от типа производства операция выполняется:
− в единичном – 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 заго- товки на станке без ее деформаций.
3 Технология изготовления дисков и фланцев
К деталям класса "диски" относятся детали, образованные наружными и внутренними поверхностями вращения, имеющими одну общую прямолинейную ось при отношении длины цилиндрической части к наружному диаметру менее 0,5.
Например: шкивы, фланцы, крышки подшипников, кольца, поршни гидро- и пневмоприводов и т.п. Технологические задачи
– аналогичные классу втулок: достижение концентричности внутренних и наружных цилиндрических поверхностей и пер- пендикулярность торцов к оси детали.
3.1 Типовой маршрут изготовления дисков и фланцев
Основные схемы базирования. Технологические базы – центральное отверстие и обработанный торец, причем корот- кое 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 приле- гающие к ней торцы. Обод обрабатывают при установке шкива на центрирующий палец по обработанному отверстию и тор- цу (рис. 45).
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 – черная 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 долбежная.
Протянуть или долбить шпоночный паз. Технологическая база – отверстие и торец. Станок – вертикально-протяжной или долбежный.
030 Токарная (черновая).
Точить наружный диаметр и торцы обода, точить клиновидные канавки. Технологическая база – отверстие. Станок то- карный или многорезцовый токарный.
035 Токарная (чистовая).
Точить наружный диаметр и канавки. При криволинейной образующей на токарно-копировальном станке или токарном станке по копиру.
040 Сверлильная.
Сверлить отверстия и нарезать резьбу (если требуется по чертежу). Технологическая база – торец. Станок – сверлиль- ный.
045 Балансировочная.
Балансировка и высверливание отверстий для устранения дисбаланса. Технологическая база – отверстие. Станок – ба- лансировочный.
050 Шлифовальная.
Шлифование ступиц (если требуется по чертежу). Технологическая база – отверстие. Станок – круглошлифовальный.
055 Контрольная.
060 Нанесение антикоррозионного покрытия.
Основным служебным назначением фланцев является ограничение осевого перемещения вала, установленного на под- шипниках. 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 об- рабатывают крепежные отверстия и лыски, если они заданы чертежом.
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 цилиндрическую поверхность пояска с припуском под шлифование, точить канавку и фаски. Технологическая база – наружная поверхность и торец флан- ца. Станок токарный, многошпиндельный токарный полуавтомат, токарный с ЧПУ.
015 Токарная.
Подрезать второй торец большого фланца, точить его наружную поверхность и фаску. Технологическая база – поверх- ность 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.
035 Контрольная.
Примеры типовых маршрутов изготовления втулок
Пример 1. Ниже приведены краткое описание операций и операционные эскизы для изготовления втулки (рис. 46).
005 Заготовительная (ГКМ).
010 Токарно-винторезная.
Выполняется на станке с ЧПУ РТ-706. Расточить поверхности 1, 3 под шлифование, 2 начисто, подрезать торец, раста- чивание канавки и фасок.
015 Токарно-винторезная.
Выполняется на станке с ЧПУ РТ-706. Точить поверхности 1 (под шлифование) 2, 3, 4 начисто, подрезать торец, точить канавку 1 и фаски.
020 Радиально-сверлильная.
Выполняется на радиально-сверлильном станке 2Н53. Сверлить 4 отверстия 1 и зенкеровать 4 отверстия 2. Сверление отверстий под резьбу и нарезание резьбы (на эскизе не показаны).
025 Термическая.
НRС 50...55.
030 Внутришлифовальная предварительная (эскиз аналогичен операции 35).
Выполняется на станке 3227. Шлифовать поверхности 1, 2 и торец 3.
Рис. 46 Втулка с фланцем