Файл: Б.И. Коган Технологии обработки деталей общемашиностроительного назначения.pdf

МинистерствообразованияРоссийскойФедерации Государственноеучреждение

Кузбасскийгосударственныйтехническийуниверситет Кафедратехнологиимашиностроения

Технологииобработкидеталейобщемашиностроительногоназначения

Методическиеуказаниякпрактическомузанятиюпокурсу«Технология машиностроения» длястудентовспециальности120100

«Технологиямашиностроения» инаправлениюподготовки552900 «Технология, оборудованиеиавтоматизациямашиностроительныхпроизводств»

СоставительБ. И. Коган Утвержденыназаседании кафедры Протокол№10 от07.10.02 Ре-

комендованыкпечатиучебнометодическойкомиссиейспециальности120100 Протокол№9 от10.10.02

Электроннаякопиянаходитсяв библиотекеглавногокорпусаГУ КузГТУ

Кемерово 2003

1

1. Цель работы – изучение прогрессивных схем обработки деталей общемашиностроительногоназначения.

2.Технологияизготовлениявалов

Квалам относят детали, образованные наружными и внутренними поверхностями вращения, имеющие одну общую прямолинейную ось при отношении длины цилиндрической части к наибольшему наружному диаметру более двух. Соответственно при 2 > L/D > 0,5 детали относят к втулкам, приL/D < 0,5 – кдискам.

Валыклассифицируютсяпоразличнымпризнакам.

По форменаружныхповерхностей: бесступенчатые; ступенчатые; сфасонными частями (конусами, шлицами, фланцами, зубчатыми венцами, кулачками, рейкамиит. д.).

Поформевнутреннихповерхностей: сплошные, полые. Посоотношениюразмеров: жесткие, нежесткие.

Жесткими считаются валы, у которых отношение длины к диаметру не превышает 10...12. Валы с большим соотношением называют нежесткими. Особую группу составляют коленчатые, кулачковые валы, шпиндели и крупные валы (диаметром более 200 ммимассойболее1 т).

Основные технологические задачи при обработке валов следующие:

• выдержатьточностьишероховатостьповерхностей;

• выдержатьпрямолинейностьобщейоси;

• выдержатьконцентричностьповерхностейвращения;

• выдержать соосность резьб с наружными поверхностями или точнымивнутреннимицилиндрическимиотверстиями;

• обеспечитьпараллельностьшпоночныхканавокишлицевосивала.

2.1.Основныесхемыбазирования

Основными конструкторскими базами большинства валов являются поверхностиопорныхшеек. Однакоиспользоватьихвкачестветехнологических баз для обработки наружных поверхностей на всех операциях затруднительно. Дляусловиясохраненияединстваипостоянствабаззатехнологические базы принимают поверхности центровых отверстий (ГОСТ 14034-74). Для исключенияпогрешностибазированияпривыдерживаниидлинступенейотторца валанеобходимовкачествеопорнойтехнологическойбазыиспользоватьторец заготовки. С этой целью заготовку устанавливают на плавающий передний центр.

2

Передача крутящего момента при установке вала в центрах осущест- вляетсяспомощьюповодковогопатрона(ГОСТ2571-71) илихомутика(ГОСТ

2578-70).

2.2. Основныеоперациимеханическойобработки

Заготовительная.

Длязаготовокизпроката– рубкапрутканапрессеилирезкапруткана фрезерно-отрезном, ленточно-пильном или другом станке. Для заготовок, получаемых методом пластического деформирования, штамповать или коватьзаготовку.

Правильная(применяетсядляпроката).

Правка заготовки на прессе или другом оборудовании. В массовом производстве может производиться до отрезки заготовки. В этом случае пра- витсявесьпрутокнаправильно-калибровочномстанке.

Термическая.

Улучшение, нормализация.

Подготовкатехнологическихбаз.

Обработка торцов и сверление центровых отверстий. В зависимостиот типапроизводстваоперациюпроизводят:

•в единичном производстве подрезку торцов и центрование на универсальных токарных станках последовательно за два установа с установкой заготовкипонаружномудиаметрувпатроне;

•в серийном производстве подрезку торцов выполняют раздельно от центрованиянапродольно-фрезерныхилигоризонтально-фрезерныхстанках,

ацентрование – на одностороннем или двустороннем центровальном станке. Применяются фрезерно-центровальные полуавтоматы последовательного действия и центровочно-подрезные полуавтоматы с установкой заготовки по наружному диаметру в призмы и базированием в осевом направлении по упору(рис. 1 и2);

•вмассовомпроизводствеприменяютфрезерно-центровальныестанки барабанноготипа, которыеодновременнофрезеруютицентруютдвезаготовки безсъемаихсостанка.

Форму и размеры центровых отверстий назначают в соответствии с их технологическимифункциямипоГОСТ14034-74.

Для нежестких валов(отношение длинык диаметруболее12) – обработкашеекподлюнеты.

3

Рис. 1. Примеры обработки заготовок на центровочно-подрезных станках

Рис. 2. Примеры обработки концов заготовок на двусторонних центровочно-подрезных полуавтоматах фирмы Л.Гак (Германия)

4

Токарная(черновая).

Выполняется за два установа на одной операции (единичное производство) или каждый установ выполняется как отдельная операция. Производитсяточениенаружныхповерхностей(сприпускомподчистовоеточение) и канавок. Это обеспечивает получение точности IT12, шероховатости Ra=6,3. В зависимости от типа производстваоперациювыполняют:

•вединичномпроизводственатокарно-винторезныхстанках;

•в мелкосерийном – на универсальных токарных станках с гидросуппортамиистанкахсЧПУ;

•в серийном – на копировальных станках, горизонтальных многорезцовых, вертикальныходношпиндельныхполуавтоматахи станкахсЧПУ;

•в крупносерийном и массовом – на многошпиндельных многорезцовыхполуавтоматах; мелкиевалымогутобрабатыватьсянатокарныхавтоматах.

Токарная(чистовая).

Аналогичнаприведеннойвыше. Производитсячистовоеточениешеек(с припускомподшлифование). ОбеспечиваетсяточностьIT 1...10, шероховатость

Rа = 3,2.

Фрезерная.

Фрезерование шпоночных канавок, шлицев, зубьев, всевозможных лы-

сок.

Шпоночныепазывзависимостиотконструкцииобрабатываютдисковой фрезой (если паз сквозной) на горизонтально-фрезерных станках, пальцевой, шпоночнойфрезой(еслипазглухой) навертикально-фрезерныхстанках. Всерийномимассовомпроизводствахдляполученияглухихшпоночныхпазов применяют шпоночно-фрезерные полуавтоматы, работающие «маятниковым» методом.

Технологическая база – поверхности центровых отверстий или наружныецилиндрическиеповерхностивала. Приустановкенанаружныецилиндрические поверхности вала (на призмы) возникает погрешностьбазирования, связаннаясколебаниямидиаметровустановочныхшееквалавпартии.

Шлицевые поверхности на валах чаще всего получают обкатыванием червячной фрезой на шлицефрезерных или зубофрезерных станках с установкой вала в центрах. При диаметре шейки вала более 80 мм шлицы фрезеруютзадварабочиххода.

Сверлильная.

Сверлениевсевозможныхотверстий.

В условиях мелкосерийного производства обработку отверстий в

5

торцах валов (сверление, зенкование фаски, нарезку резьбы) целесообразно производить на станках с ЧПУ с револьверной головкой или на универсальных вертикально-сверлильных, оснащённых револьверной головкой, без кондуктора, по схеме на рис. 3. Деталь устанавливается на сменные призмы 6, закрепляемые на вертикальной стенке стола 2. На деталь 9 одевается и фиксируется кольцо 5 с координатными отверстиями под фиксатор 3.

Для координирования детали 9 относительно оси концевого инструмента перед обработкой каждого следующего отверстия она с кольцом 5 поворачивается в призме на необходимый угол, так, чтобы фиксатор 3 вошёл в соответствующее отверстие кольца 5. После этого деталь крепится механизированным прижимом 7 с диафрагменным пневмоприводом 11. Смена концевых инструментов производится ручным поворотом револьверной головки.

Резьбонарезная.

Назакаливаемыхшейкахрезьбуизготавливаютдотермообработки. Если вал не подвергается закалке, то резьбу нарезают после окончательного шлифования шеек (для предохранения резьбы от повреждений). Мелкие резьбыутермообрабатываемыхваловполучаютсразунарезьбошлифовальных станках.

Внутренние резьбы нарезают машинными метчиками на сверлильных, револьверныхирезьбонарезныхстанкахвзависимостиоттипапроизводства.

Наружныерезьбынарезают:

•в единичном и мелкосерийном производствах на токарно-винторез- ныхстанкахплашками, резьбовымирезцамиилигребенками[4];

•в мелкосерийном и серийном производствах резьбы не выше 7-й степени точности нарезают плашками, а резьбы 6-й степени точности – резьбонарезнымиголовкаминаревольверныхиболторезныхстанках;

•в крупносерийном и массовом производствах – гребенчатой фрезой нарезьбофрезерныхстанкахилинакатыванием.

Длянарезкинаружныхивнутреннихрезьбрезцамисозданытрёхгранные твёрдосплавныесменныепластинки(рис. 4).

6

Рис. 3. Наладка вертикально-сверлильного станка для обработки отверстий в торце вала: 1 – револьверная головка; 2 – стол; 3 – фиксатор; 4 – пневмокран; 5 – делительное кольцо; 6 – призма опорная; 7 – призма

зажимная; 8 – рычаг; 9 – обрабатываемая деталь; 10 – передвижной упор; 11 – пневмокамера

7

Рис. 4. Резьбовыерезцыстрёхграннымитвёрдосплавнымисменными пластинамиконструкциисовместногороссийско-шведскогопредприятия

«Сандвик– МКТС»

Термическая.

Закалкаобъемнаяилиместнаясогласночертежудетали.

Исправлениецентровыхотверстий(центрошлифовальная).

Передшлифованиемшееквалацентровыеотверстия, которыеявляются технологической базой, подвергают исправлению путем шлифования конуснымкругомнацентрошлифовальномстанкезадваустановаилипритирки.

Шлифовальная.

Шейки вала шлифуют на круглошлифовальных или бесцентровошлифовальныхстанках.

Шлицышлифуютсявзависимостиотцентрирования:

•при центрировании по наружной поверхности – наружное шлифование на круглошлифовальных станках и шлифование боковых поверхностейнашлицешлифовальномполуавтоматесделением;

•при центрировании по поверхности внутреннего диаметра – шлифование боковых поверхностей шлицев и шлифование внутренних поверхностейподиаметрупрофильнымкругом.

Моечная. Контрольная.

Нанесениеантикоррозионногопокрытия.

8

3.Технологияизготовлениявтулок

Квтулкам относят детали, образованные наружными и внутренними поверхностями вращения, имеющими одну общуюпрямолинейную ось при отношении длины цилиндрической части к наибольшему наружному диаметруболее0,5 именееилиравное2.

Технологические задачи при обработке втулок заключаются в достижении концентричности наружных и внутренних поверхностей и перпендикулярности торцов к оси отверстия. При изготовлении тонкостенных втулок возникает дополнительная задача закрепления заготовки и ее обработкибездеформаций.

3.1.Основныесхемыбазирования

Технологическиемаршрутыобработкивтулоквзависимостиотихточностииконфигурациистроятсяпоодномуизтрехвариантов.

1.Обработка наружных поверхностей, отверстий и торцов за один установ применяется для изготовления мелких втулок, не обработанных термически, из прутка или трубы на токарно-револьверных автоматах, одношпиндельных или многошпиндельных токарных автоматах. Технологическаябаза– наружнаяповерхностьиторецпрутка.

2.Обработка всех поверхностей за два установа или за две операции с базированием при окончательной обработке наружной поверхно-

сти по отверстию (обработка от центра к периферии). Применяется в тех случаях, когда точность внутреннего отверстия задана чертежом выше, чем наружной поверхности. В этом случае порядок черновых переходов строго не регламентируется. При чистовой обработке сначала обрабатывается отверстие. Обработанное отверстие принимается за технологическую базу; при помощи оправки окончательно обрабатывается наружная поверхность.

3.Обработка всех поверхностей за два установа или за две операции

сбазированием при окончательной обработке по наружной поверхности (обработка от периферии к центру) применяется в случаях, когда точность наружных поверхностей по чертежу выше, чемувнутреннегоотверстия. Порядок черновых переходов любой. При чистовой обработке сначала обрабатывается наружная поверхность. Эта поверхность принимается за технологическуюбазу(впатроне) иобрабатываетсявнутреннееотверстие.

Привыборесхемыбазированияследуетотдаватьпредпочтениебазирова-

ниюпоотверстию(обработкаотцентракпериферии).

9

3.2. Основныеоперациимеханическойобработки

Обработказаодинустанов

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 развертывание, окончательное развертывание, отрезка. При обработке втулки из трубы вместо сверления производят зенкерование или растачивание отверстия. Выполняется на токарно-револьверном, одношпиндельном или многошпиндельномтокарномавтомате.

Сверлильная.

Снятие фасок с противоположного торца втулки на вертикальносверлильномстанке.

Сверлильная.

Сверление отверстий, нарезка резьбы на вертикальноили радиальносверлильномстанке.

Моечная. Контрольная.

Нанесениеантикоррозионногопокрытия.

Обработкаотцентракпериферии

Заготовительная.

Резказаготовкиизпроката, трубыилиштамповка.

Токарная.

В зависимости от типа производства выполняется за одну операциюидваустанова(единичное) илизадвеоперации(серийноеимассовое).

Первый установ (базирование по наружной поверхности и торцу в патроне) – подрезка свободного торца, сверление и зенкерование или растачивание отверстия (с припуском под шлифование), растачивание канавок ифасок.

Второй установ (базирование по отверстию и торцу на оправке) – подрезка второго торца, точение наружных поверхностей (сприпускомпод шлифование), точениеканавокифасок

Взависимостиоттипапроизводстваоперациявыполняется:

•вединичном– натокарно-винторезныхстанках;

•в серийном – на токарно-револьверных станках и станках с ЧПУ;

•в массовом – на токарно-револьверных, одношпиндельных или