Приклади технологічних процесів виготовлення деталей

Детально процеси виготовлення деталей різними методами розглядаються в курсі "Технологія машинобудування": вибір методів базування деталі, обладнання, інструменту, режимів обробки. Наведені далі приклади взяті з роботи [8]. Матеріали необхідні для формування загального уявлення про методи і логіці побудови ТП виготовлення тих чи інших деталей.

Виготовлення деталей типу тіл обертання (ступінчастий вал)

У конструкціях машин і механізмів основними деталями для передачі обертального руху і моменту є вали, які різні по службовому призначенням, формою, розмірами та матеріалом. У машинобудуванні зустрічаються вали ступінчасті і безступінчаті, цілісні і пустотілі, гладкі і шліцьові, вали-шестерні, а також комбіновані. При їх виготовленні доцільно використовувати типові процеси, розроблені на основі класифікації.

Матеріали та способи отримання заготовок валів

Вали виготовляють із сталей 35,40,45,40Х, 40Г та ін. Заготовки для них отримують з гарячекатаного і каліброваного прокату. У одиничному і дрібносерійного виробництва, як правило, заготовки з прокату отримують шляхом його розрізання з наступною механічною обробкою. Заготовки валів масою більше 15 кг доцільно отримувати методом вільного кування (без штампів).

Заготовки валів виготовляють у заготівельних цехах, в яких окрім ковальсько-пресового устаткування встановлюють правильно-калібрувальні, відрізні, фрезерно-центровально, центровально, токарно-обдирні та інші верстати. На цьому обладнанні виконують рубку прокату і його ковку для отримання поковок і штамповок (кузпечно-пресове обладнання); правку па правильно- калібрувальних верстатах з метою усунення місцевої та загальної кривизни; разрезку після правки.

Разрезку виконують па відрізних верстатах, які працюють дисковими сегментними пилами, абразивними кругами на вулканітовій зв'язці і ножівковими полотнами. Вибір методів розрізання прокату залежить від типу виробництва, діаметра заготовки і твердості матеріалу. Найбільш продуктивним методом отримання штучних заготовок є рубка на пресах. При належній організації виробництва він може бути використаний у всіх типах. Обробку торців та свердління центрових отворів на валах в серійному виробництві виконують на фрезерно-центровально верстатах-напівавтоматах МР77 і МР78 барабанного типу.

Широко використовують роздільне фрезерування торців та свердління центрових отворів. Ці операції проводять на фрезерних верстатах і на одно- і двосторонніх центровально верстатах 73С1 та ін. В одиничному і дрібносерійного виробництва обробку торців та свердління центрових отворів здійснюють на токарно-гвинторізних верстатах з двох встановила.

Технічні вимоги

До валів, встановлюваним в коробках швидкостей, редукторах та інших механізмах верстатів нормальної точності, висувають такі вимоги:

• 1) точність шийок під підшипники кочення та зубчасті колеса в межах 6-го квалітету (посадки h6, js6, к6 та ін.); шорсткість R а = 0,8 ÷ 0,4 мкм;
• 2) допуск ціліндрічності і круглості шийок під підшипники приблизно 0,25-0,5 допуску на виготовлення;
• 3) допуск радіального биття шийок під підшипники 0,01-0,03 мм;
• 4) допуск співвісності шийок під підшипники 0,01-0,02 мм;
• 5) допуск симетричності бічних сторін шпонкових канавок і зубів шліцьових поверхонь щодо загальної осі підшипникових шийок 0,03-0,05 мм.

Методи забезпечення технічних вимог

Точність діаметрів шийок 6-го квалітету і шорсткість R a = 0,8 ÷ 0,4 мкм досягаються шліфуванням в центрах на круглошліфувальних верстатах класу H. Цю операцію виконують після чистового точіння. Жорсткий допуск на відхилення від ціліндрічності і круглості забезпечується при шліфуванні колами, підданими точному врівноважування, і правці, що виключає вібрації.

Стіл слід встановити так, щоб напрямок його подовжнього переміщення з великою точністю збіглося з напрямом осі центрів валу. Для цієї мети на круглошліфувальних верстатах є механізм повороту столу із заготівлею з мікронною точністю. Для виключення радіального биття і забезпечення співвісності шліфування шийок потрібно виконувати з одного установа. Однак через те, що центри на круглошліфувальних верстатах не обертається, його виконують за два і більше встановити, забезпечуючи високу ступінь співвісності і, отже, допуск на радіальне биття.

Симетричність бічних сторін шпонкових канавок щодо осі вала в партії деталей забезпечується використанням пристосувань з базуванням вала на призмі при фрезеруванні канавки. У цьому випадку при налагодженні фрезерного верстата слід домогтися збігу осей фрези і валу по першій деталі. Симетричність бічних сторін зубів шліцьових поверхонь досягається на Шліцефрезерная і шліцешліфувальних верстатах правильним взаємним розташуванням інструменту і осі валу при налагодженні.

Контроль точності елементів валів. У середньосерійному виробництві контроль здійснюється універсальним вимірювальним інструментом і калібрами. Шейки точністю 6-го і 7-го квалітегов вимірюють важільними скобами або мікрометрами з ціною поділки важільної шкали 0,002 мм і калібрами-скобами або ж визначають допуск ціліндрічності і круглості.

Шейки 8-9-го квалітетів вимірюють мікрометрами з ціною поділки 0,01 мм, 10-го квалітету і грубіше - штангенциркулем з ціною поділки ноніуса 0,1-0,05 мм.

Радіальне биття і відхилення від співвісності шийок вимірюють у пристосуванні з центрами або на призмах за допомогою індикатора з ціною поділки 0,01-0,002 мм залежно від заданого допуску, симетричність бічних сторін шпоночной канавки і шлицевой поверхні перевіряють комплексними калібрами-кільцями та ін.

Основні технологічні завдання. Завдання, які стоять при виготовленні валів, наступні: отримати зовнішню поверхню обертання із необхідної ступенем точності; утворити глибокі центральні отвори, концентричні зовнішньої поверхні в пустотілих валах; виконати шпонкові канавки і шліци, паралельні осі вала; отримати різьблення, співвісні із зовнішніми або внутрішніми точеними циліндричними отворами. Технологічні рішення залежать від конфігурації валів, їх розмірів і обсягу випуску.

Розглянемо процес отримання ступеневої валу, креслення якого із зазначенням розмірів і допусків зображений на рис. 20.9. Матеріал валу - сталь 45. Виробництво - среднесерійное.

Рис. 20.9. Схема ступеневої шлицевого вала