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

035 Круглошлифовальная предварительная.
Выполняется на станке ЗА153. Шлифовать поверхность 1 и торец 2.
040 Внутришлифовальная чистовая.
Выполняется на станке 3227. Шлифовать поверхности 1, 2.
045 Круглошлифовальная чистовая.
Выполняется на станке ЗА153. Шлифовать поверхность 1 и торец 2.
Пример 2. Ниже приведено описание операций с указанием основных средств технологического оснащения для изго- товления втулки с фланцем (рис. 47); материал – сталь 45; заготовка штамповка с отверстием (как справочный материал ис- пользована табл. 11).
005 Токарная операция
Обработать отверстия с диаметрами 621s7, 58, 54К7; наружную поверхность диаметром 120 мм; проточки диаметром 64
× 2 и 78 × 2 мм; две фаски и торец диаметром 120 мм окончательно, торец диаметром 120 × 80 мм с припуском на шлифова- ние. Станок: токарный 16К20Т с ЧПУ.
Рис. 47 Втулка с фланцем
Приспособление: самоцентрирующий трехкулачковый патрон с пневмоприводом. Базирование: по поверхности диа- метром 80 мм и по торцу. Режущие инструменты: контурный, расточной и прорезной резцы, оснащенные пластинками твер- дого сплава Т14К8; зенкеры диаметрами 53,8 и 61,8 мм; развертки диаметрами 53,93; 54; 61,93 и 62 мм. Измерительный ин- струмент: индикаторный нутромер с диапазоном измерения 50...75 мм и ценой деления 0,001 или 0,01 мм; штангенциркуль
ШЦ1 с диапазоном измерения 150 мм и ценой деления нониуса 0,1 мм; калибры пробки 54К7 и 62187.
010 Токарная операция.
Точить поверхности диаметром 80Г7 и 80Г6 с припуском на шлифование, торец и фаску окончательно на токарном гидрокопировальном полуавтомате 1Н713. Приспособления: оправка и поводковый патрон. Базирование: по отверстиям диаметрами 612S7, 54К7 и по торцу. Режущий инструмент: резцы, оснащенные пластинами твердого сплава Т14К8. Измери- тельный инструмент: штангенциркуль ШЦ1 с диапазоном измерения 0...150 мм и ценой деления нониуса 0,1 мм.
015 Сверлильная операция.
Сверлить три отверстия диаметром 10
× 14 мм на вертикально-сверлильном станке 2Н118. Приспособления: перенала- живаемый кондуктор с пневмоприводом. Базирование: по отверстию диаметром 54К7 и по торцу. Режущий инструмент: комбинированное сверло диаметром 10
× 13 мм.
020 Шлифовальная.
Операция: шлифовать поверхности диаметром 80f7, 80h6 и торец диаметром 120
× 80 мм окончательно на круглошли- фовальном станке ЗК12. Приспособление: оправка и поводковое устройство. Базирование: по отверстиям диаметром 61257 и
54К7. Измерительный инструмент: рычажная скоба с диапазоном измерения 75...100 мм и ценой деления шкалы 0,002 мм: калибры – скобы 80f7, 80h6.
В приведенном примере не указаны некоторые режущие и измерительные инструменты, а также наладки, используемые при изготовлении всех деталей группы.

Таблица 11
Типовые процессы обработки отверстий и др.
Обрабатываемый элемент или техническое требование
Квалитет
Ra, мкм
Процесс
Отверстие диа- метром до 30 мм
11 25
Сверление и растачива- ние
Отверстие диа- метром до 30 мм
10 12,5
Сверление и растачива- ние (зенкерование)
8…9 6,3…1,6
Сверление, растачивание и развертывание (свер- ление, зенкерование и развертывание)
7 1,6…0,4
Сверление, зенкерование
(растачивание), двукрат- ное развертывание или сверление, растачивание и внутреннее шлифова- ние закаленных деталей
10 12,5
Растачивание или зенке- рование
9 3,2
Двукратное растачива- ние или зенкерование
8 1,6
Зенкерование или дву- кратное растачивание и однократное развертыва- ние или зенкерование и протягивание
Отлитые или штампованные отверстия диамет- ром более 30 мм
7 0,8…0,4
Черновое зенкерование, чистовое зенкерование и двукратное развертыва- ние или зенкерование и протягивание или протя- гивание без предвари- тельной обработки или растачивание с после- дующим внутренним шлифованием
Соосность отвер- стия и наружной поверхности, пер- пендикулярность торца
10 12,5
С одного установа раста- чивание или зенкерова- ние отверстия и обточка наружной поверхности и торца
Соосность отвер- стия и наружной поверхности, пер- пендикулярность торца
8…10 3,2…1,6
С одного установа рас- точка отверстия или зен- керование с последую- щим развертыванием
7 0,8…0,4 6 0,8…0,2
С одного установа шли- фование отверстия, на- ружной поверхности и торца после токарной обработки
Соосность отвер- стия и наружной поверхности, пер- пендикулярность торца
7 0,8…0,4
Первый установ – в па- троне обработка отвер-

6 0,8…0,2 стия двукратным развер- тыванием или внутрен- ним шлифованием, од- новременно шлифование торца или протяжка от- верстия; второй установ – на оправке с использова- нием отверстия детали в качестве базы, шлифовка наружной поверхности и торца
Другие операции выполняются с базированием детали по обработанному отверстию и торцу. Иногда предусматривают предварительную обработку всех поверхностей. Эти операции выполняют до первой операции (005) приведенного выше тех- нологического процесса. Дальнейшую обработку можно выполнять в соответствии с типовым процессом. При обработке втулок и фланцев в массовом и крупносерийном производствах целесообразно применять следующий порядок: 1) зенкеро- вание отверстия и снятие на нем фаски на вертикально-сверлильном станке; 2) протягивание отверстия на горизонтально- или вертикально-протяжном станке. Если фланец имеет глухое или коническое отверстие, то оно обрабатывается разверт- кой. У втулок, запрессованных в корпус, оставляют припуск под окончательную обработку отверстия.
Предварительное обтачивание наружной поверхности, подрезку торцов и снятие наружных фасок выполняют на токар- ном многорезцовом полуавтомате. На этой операции заготовку базируют по центральному отверстию на консольной или на центровой разжимной оправке.
Чистовое обтачивание наружной поверхности делают на токарном или многорезцовом полуавтоматах. На последующих операциях выполняют снятие фасок с противоположного торца, сверление смазочного отверстия, обработку смазочных ка- навок и шлифование наружной поверхности втулки (фланца).
4 ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ
К корпусам относят детали, содержащие систему отверстий и плоскостей, координированных друг относительно друга.
К корпусам относят корпуса редукторов, коробок передач, насосов и т.д. Корпусные детали служат для монтажа различных механизмов машин. Для них характерно наличие опорных достаточно протяженных и точных плоскостей, точных отверстий
(основных), координированных между собой и относительно базовых поверхностей и второстепенных крепежных, смазоч- ных и других отверстий.
По общности решения технологических задач корпусные детали делят на две основные группы: а) призматические (ко- робчатого типа) с плоскими поверхностями больших размеров и основными отверстиями, оси которых расположены парал- лельно или под углом; б) фланцевого типа с плоскостями, являющимися торцовыми поверхностями основных отверстий.
Призматические и фланцевые корпусные детали могут быть разъемными и неразъемными. Разъемные корпуса имеют осо- бенности при механической обработке.
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 сечения не должны превышать (0,25...0,5) поля допуска на диаметр в зависимости от типа и точности подшипника;
– допуск прямолинейности поверхностей прилегания задается 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 разъемных корпусов несовпадение осей отверстий с плоскостью разъема 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 квалитета); 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. Твердость поверхностных слоев и требования к наличию в них заданного знака остаточных напряжений регламентируются достаточно редко и для особо ответственных 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 высокими требо- ваниями по точности и шероховатости (корпуса центробежных насосов) рекомендуется литье в оболочковые формы и по выплавляемым моделям.
Заготовки из алюминиевых сплавов получают отливкой в кокиль и под давлением. Замена литых заготовок сварными произ- водится для снижения веса и экономии материала, при этом толщина стенок корпуса может быть уменьшена на 30...40 % по сравнению с литыми корпусами.
При обработке корпусных деталей используются следующие методы базирования:
– обработка от плоскости, т.е. вначале окончательно обрабатывают установочную плоскость, затем принимают ее за ус- тановочную базу и относительно нее обрабатывают точные отверстия;
– обработка от отверстия, т.е. вначале окончательно обрабатывают отверстие и затем от него обрабатывают плоскость.
Чаще применяется обработка от плоскости (базирование более простое и удобное), однако более точным является обра- ботка от отверстия, особенно при наличии в корпусах точных отверстий больших размеров и при высокой точности рас- стояния 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 плоской поверхности
1 и двум отверстиям 2, чаще всего обработанным по 7 квалитету (рис. 48).
Детали фланцевого типа базируются на торец фланца 1, отверстие 2 большего диаметра и отверстие 3 малого диаметра во фланце. Распределение опорных точек зависит от соотношения длины базирующей части отверстия к его диаметру (рис. 49 и
50).

Рис. 50 Базирование корпусной заготовки на плоскость,
длинное отверстие и отверстие малого диаметра во фланце
В мелкосерийном и единичном производствах обработку заготовок корпусных деталей выполняют на универсальных станках без приспособлений. Разметкой определяют положение осей основных отверстий, плоских и других поверхностей.
Обработку плоских поверхностей можно производить различными методами на различных станках – строгальных, дол- бежных, 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 тяжелых де- талей практически во всех случаях. Объясняется это простотой и дешевизной инструмента и наладки; возможностью обраба- тывать 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 высокой точностью (рис.
51).
Рис. 51 Схема строгания плоской поверхности:
l – длина заготовки, мм; b
1
– врезание резца, мм; b
2
– перебег резца, мм;
b – ширина заготовки, мм; t – глубина резания, мм
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; обраба- тывают одновременно заготовки деталей различных наименований.
Наиболее рационально применять строгание длинных и узких поверхностей. При обычной форме резца строгание про- изводится 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 распространенным методом обработки плоских поверхностей. В массовом производстве фрезерование вытеснило применявшееся ранее строгание.
Фрезерование осуществляется на фрезерных станках. Фрезерные станки разделяются на горизонтально-фрезерные, вер-

тикально-фрезерные, универсально-фрезерные, продольно-фрезерные, карусельно-фрезерные, барабанно-фрезерные и мно- гоцелевые.
Существуют следующие виды фрезерования (рис. 52): цилиндрическое (а), торцовое (б), двустороннее (в), трехсторон- нее (г).
Широкое применение находит в настоящее время фрезерование торцовыми фрезами, а при достаточно больших диа- метрах фрез (свыше 90 мм) – фрезерными головками (торцовыми фрезами со вставными ножами). Это объясняется следую- щими преимуществами данного фрезерования 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 дает большую жесткость 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; от- клонение 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
Рис. 52 Схемы фрезерования плоских поверхностей:
а – цилиндрическое; б – торцовое; в – двустороннее; г – трехстороннее способов сокращения основного времени является внедрение скоростного и силового фрезерования. Скоростное фрезерова- ние характеризуется повышением скоростей резания при обработке стали до 350 м/мин, чугуна – до 450 м/мин, цветных ме- таллов – до 2000 м/мин при небольших подачах на зуб фрезы S
z
= 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 (S
z
> 1 мм).
Как скоростное, так и силовое фрезерование выполняется фрезами, оснащенными твердосплавными и керамическими пластинами.
Тонкое фрезерование характеризуется малыми глубинами резания (t
≤ 0,1 мм), малыми подачами (S
z
= 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 все большее применение в крупносерийном и массовом производстве.
Для этих типов производств протягивание экономически выгодно, несмотря на высокую стоимость оборудования и ин- струмента.
В настоящее время фрезерование часто заменяют наружным протягиванием (плоскости, пазы, канавки и т.п.).