8.2.3 Разработка структуры технологического процесса изго-

товления ступенчатого вала

Заготовка для вала может быть получена литьем в оболочковые

или корковые формы, штамповкой в закрытых штампах, на ротаци- онно-ковочных машинах, поперечно-винтовой прокаткой, и, наконец, из круглого проката.

Анализ условий работы вала, габариты и вес его, наличие обо- рудования и профиль заготовительных цехов завода, объем выпуска ориентируют на выбор штампованной заготовки в закрытых штампах с последующей предварительной термообработкой для уменьшения коробления и деформаций при последующей механической обработке

и закалке.

Для обеспечения соосности поверхностей вращения, перпенди- кулярности к ним торцевых поверхностей и осуществления баланси- ровки массы необходимо выполнить обработку всех этих поверхно- стей за одну установку - обработка в центрах. Это позволит в даль- нейшем применить принципы единства баз, совмещения баз и крат- чайшего пути при получении размеров.

Используя правило выбора черновой базы, базируем деталь по диаметрам для получения центровых отверстий. Однако чтобы их об- работать надо, видимо, сначала подрезать торцы у вала. Благодаря этому, во-первых, получить базу для выдерживания линейных разме- ров детали при обработке а, во-вторых, создать благоприятные усло- вия для сверления центровых отверстий по сырому чистому металлу, что позволит снизить износ центровочных сверл, уменьшить их увод, и, следовательно, повысить точность центровых отверстий.

Итак, применяя принципы концентрации операций, технологи- ческой предпочтительности и обработки нескольких поверхностей в одну установку, получаем структуру первой (подготовительной) опе-

рации технологического процесса механической обработки:

Фрезерно-центровальная:

1. установить и снять деталь

2. фрезеровать торцы детали одновременно, выдержав размер

300_-0,2

3. центровать оба торца одновременно

4. контроль

Получив чистовую базу, переходим к проектированию следую-

щих основных операций. Используем в первую очередь принцип рас- членения технологического процесса на стадии обработки (черновую, чистовую, отделочную). Но т.к. необходимо использование принципа обработки нескольких поверхностей в одну установку и кратчайших путей, то проектируем на две операции черновую обточку ступеней

контура вала с точностью по 1* квалитету и шероховатостью R_a80.

Здесь и далее в качестве комплекта технологических баз используют-

ся центровые углубления и торец вала.

Тогда: Токарная (черновая): 1. установить и снять деталь

*. проточить наружные поверхности вала начерно 3. контроль.

Следует заметить, что при разработке структуры операции или

инструментальных наладок требуется использовать технологический принцип получения размеров.

Далее, учитывая принцип расчленения на стадии обработки и правила размещения термических операций в структуре технологиче- ского процесса, обрабатываются начисто все поверхности, для кото- рых последующая термообработка не вызовет снижения точности и шероховатости поверхностей и их взаимного расположения ниже за- данных величин.

Таких поверхностей в нашем случае несколько, причем для об- работки они требуют применения совершенно различных технологи- ческих методов: поверхности вращения должны обрабатываться то- карным способом, ибо другие методы обработки поверхностей вра- щения экономически менее выгодны, шлицы - фрезерованием, резьба - резьбонарезанием. Поэтому встает вопрос об очередности их вы- полнения.

Так, в нашем случае ранее других следует, исходя из принципа технологической предпочтительности, выполнить токарную чисто-

вую обработку по следующим соображениям:

1) отсутствие шлицев создает условия для устойчивого точе- ния без вибраций и ударов, что способствует получению более высо- кой точности токарной обработки, улучшению шероховатости обра- ботки, уменьшению износа режущего инструмента, а также приспо- соблений и оборудования, сокращению числа наладок и подналадок

технологической системы СПИД;

*) более высокое качество и точность обработанных цилинд- рических поверхностей (и торцевых) позволяет повысить точность и качество обработки резьбы и шлицев, обработанных во вторую оче- редь.

Поэтому: Токарная (чистовая):

1. установить и снять детали (в центрах)

2. проточить наружные поверхности по копиру

3. подрезать торцевые поверхности начисто, выдержав разме-

ры¼

4. контроль.

Здесь подрезаются начисто только те торцевые поверхности, для

обеспечения точности которых оказалось недостаточным уточнение принятой на предшествующей операции технологической системы СПИД.

Теперь следует выявить «предпочтение» для двух оставшихся

промежуточных операций - для обработки резьбы и шлицев. Причем, шлицы в дальнейшем должны будут пройти термообработку и чисто- вое шлифование. Поэтому сейчас они будут обрабатываться предва- рительно, а резьба - окончательно, начисто.

Поэтому во избежание повреждения готовой резьбы при после- дующем шлиценарезании, желательно, в первую очередь, получить шлицы. Поскольку для них указанные повреждения не опасны, т.к. после закалки они будут обрабатываться еще начисто.

Технологический способ предварительной обработки шлицев - шлицефрезерование методом единичного деления, т.к. профиль шли- цев не допускает применения более точного и более производитель- ного метода обкатки.

Итак: Шлицефрезерная:

1. установить и снять деталь (в центрах),

2. нарезать шлицы (с припуском под шлифование), 3. контроль.

Далее, при необходимости нарезания резьбы после термообра-

ботки следует и обточку поверхности под резьбу производить непо- средственно перед резьбонарезанием от одних и тех же (может быть исправленных) баз. Во всяком случае, нарезание резьбы должно сле- довать непосредственно за проточкой поверхности под нее и выпол- няться от одних и тех же баз (без промежуточного их деформирова- ния или восстановления).

Существует несколько различных методов нарезания резьбы, и выбрать один из них, видимо, можно будет только на основе решения операционных размерных цепей в сочетании с экономическими тре- бованиями. В нашем случае наличие зарезьбовых канавок для выхода резца, необходимость нарезания резьбы с двух концов детали, про- стота настройки и подналадки системы и др., склоняют нас к выбору нарезания резьбы резцом на специализированных станках.

Резьбонарезная:

1. установить и снять деталь (в центрах),

*. нарезать резьбу на концах вала, 3. контроль.

Во избежание сильных короблений при термообработке и нару-

шения баз, предусматриваем поверхностную закалку шлицев и шеек вала с нагревом ТВЧ. Это существенно снижает трудоемкость термо- обработки не в ущерб качеству ее, повышает производительность и

культуру труда и позволяет избежать последующей операции - ис-

правления баз.

Итак: Термообработка:

*. закалка с местным нагреванием ТВЧ до 40¼45 HRC_э,

2. отпуск,

3. контроль.

В завершении использования принципа расчленения на стадии

обработки проектируем окончательные чистовые операции шлифова- ния закаленных поверхностей. Причем, согласно принципу техноло- гической предпочтительности надо сначала выполнить чистовое шлифование цилиндрических поверхностей шеек, а затем шлифовать шлицы по методу единичного деления.

Итак, используя принцип концентрации операций, получим:

Шлифовальная:

1. установить и снять деталь (в центрах),

3. 4. 5.

6. контроль.

Шлицешлифовальная:

1. установить и снять деталь (в центрах),

2. шлифовать шлицы, *. контроль.

Контрольная.

Аналогичным образом разрабатываются маршруты обработки и

на остальные разновидности деталей класса валов.

Причем, имеются типовые технологические процессы обработки валов для различных типов производства, что значительно облегчает разработку технологических процессов изготовления валов для кон- кретных условий производства.