25.Выбор режимов резания. Порядок назначение и определения режимов резания для одноинструментальной и многоинструментальной обработки.

Режим резания - совокупность глубины резания, подачи, скорости резания и стойкости инструмента. Элементы режима резания устанавливаются в такой последовательности: сначала определяется максимально возможная глубина резания (допустимая технологией обработки); по выбранной глубине определяется максимальная величина подачи (допустимая технологией обработки); по выбранной глубине и подаче, задав­шись определенным периодом стойкости инструмента, находят допустимую скорость резания. Особенности расчёта режима резания при одноинструментальной обработке связаны в основном с определением технологически допускаемой подачи, периода стойкости для инструментов наладки, лимитирующего инструмента или лимитирующей позиции и необходимости согласования работы отдельных позиций, шпинделей, суппортов и инструментов между собой.

При выборе режимов резания следует учитывать:

1)материал;

2)формы, допуски и размеры на обработку;

3)допускаемые отклонения;

4)требования шероховатости;

5)требования к состоянию поверхностного слоя;

6)требуемая стойкость инструмента.

Общая методика назначения режимов резания:

1)назначается глубина резания t.

Чем больше t, тем меньше понадобится число ходов.

2)выбирается подача S.

При черновых операциях S определяется прочностью инструмента, жесткостью системы.

При чистовой обработке S имеет минимальное значение исходя из шероховатости.

3)задается стойкость инструмента Т.

4)Рассчитываем скорость V.

5)Вычисляем частоту вращения шпинделя n=1000V/ПD, мин^-1

6)Определяется суммарная сила резания для инструментов наладки

7)Определяется основное технологическое время.

26.Изготовление станин станков. Тех. Требования к станинам. Заготовки станин. Применяемые мат-лы. Типовой тп обработки. Особенности изготовления в индивидуальном и серийном пр-ве.

Назначение станины: обеспечение требуемого положения узлов машины и обеспечение их относительного перемещения.

Станины: горизонтальные, вертикальные, наклонные, цельные, составные (последние 2 – по конструкции).

2 группы по служебному назначению: станины без направляющих, станины с направляющими (обеспечивают точность перемещения).

По траектории: прямолинейные, круговые.

Во виду трения: направляющие скольжения, качения и комбинированные.

По форме: цилиндрические, конические, призматические.

Обрабатываемые поверхности у станины:

1)Основание (основная конструкторская база);

2)направляющие (вспомогательная база);

3)платики (вспомогательная база);

4)крепежные отверстия.

Основные требования к направляющим:

Прямолинейность: допуск 0,012/1000

Параллельность: 0,015/1000

Основной материал для станины – чугун.

Станины бывают литые и сварные. Литые чаще всего изготавливают из СЧ20, СЧ40 (серый чугун). Применяют также модифицированный чугун.

В ТП необходимо предусматривать исправление дефектов чугунного литья. Литые заготовки должны подвергаться старению.

Сварные заготовки. Материал сталь3, сталь 5 и др. используем стандартный прокат. После сварки подвергается отжигу для снятия внутренних напряжений. (-) плохое гашение вибраций.

Типовой тех. маршрут.

1)разметка заготовки станины (в единичном и мелкосерийном производстве)

2)обработка основания станины с базированием на направляющих

3)обработка всех вспомогательных поверхностей

4)обработка торцовых поверхностей

5)обработка крепежных отверстий.

Типовой маршрут обработки предусматривает черновую и чистовую стадии, между которыми предусматривается старение.

Цель разметки станины: контроль заготовки и оценка возможности изготовления из нее станины.

Разметка служит для рационального распределения припуска между обработанными поверхностями с учётом погрешностей обработки заготовки. Для разметки используется комплект разметочных инструментов (рейсмусы, чертилки, керны).

Обработка детали начинается с выбора баз. Комплект баз должен обеспечить равномерное распределение припуска по наиболее ответственным поверхностям на 1ой операции.

27.Черновая обработка заготовок станин. Выбор технологических баз и методов обработки основания и направляющих. Обработка на продольно-фрезерных станках и многооперац. станках с ЧПУ. Естественное и исск-ое старение заготовок после черновой обработки.

Назначение черновой обработки: удаление основной части металла, обеспечение равномерного припуска под последующую обработку, выявление возможных дефектов литья.

Черновую обработку начинают с обработки общих технологических баз, в качестве которых обычно принимается основание и платики, поэтому заготовку базируют по направляющим.

Обработка осуществляется строганием, фрезерованием – для прямолинейных направляющих, точением – для ркуговых направляющих.

Если ширина меньше 120 мм выгоднее применять строгание, больше 120 мм – фрезерование.

Черновая обработка направляющих и боковых платиков осуществляется строганием, фрезерованием. Базирование осуществляется по обработанному основанию.

Применяемое оборудование:

Продольно-фрезерные станки – для продольных направляющих, карусельные – для круговых.

- многооперационные станки с чпу,

- специальные многошпиндельные продольные фрезерные станки,

- универсальные продольно-фрезерные станки.

Инструменты:

- стандартные торцовые, цилиндрические и другие фрезы,

- наборы стандартных и специальных фрез (применяется в условиях крупносерийного и массового производства),

- фрезерование несколькими наборами фрез.

Заготовик станин после черновой обработки (чугун) должны проходить естественное или искусственное старение.

Естественное старение – на открытом воздухе пролежать 3 месяца, для станков повышенной точности – 6 месяцев, для высокой – 6 месяцев после черновой и 3 месяца после получистовой.

Искуственное старение (методы):

• Статическая перегрузка;

• Виброобработка (выбратор устанавливается на станке)

• Низкотемпературный отжиг

• Комбинированные методы.

28.Чистовая обработка станин. Базирование. Методы обработки основания, направляющих и др. пов-тей, применяемые методы, оборудование и инструменты. Упрочнение и отделка направляющих станины. Контроль станины.

Цель чистовой обработки: удаление дефектного слоя после черновой обработки, обеспечение требуемой размерной точности и шероховатости поверхностей.

1)обработка основания (базируем по направляющим)

2)обработка направляющих (базируем по основанию)

Обработка аналогична черновой.

Чистовое фрезерование осуществляется пластинками из твердого сплава или сверхтвердого материала. Чистовую обработку рекомендуют выполнять за 1 ход.

Диаметр фрезы больше либо равно 1,25 ширины основания.

Для того, чтобы не оставалось рисок после обработки применяют однозубую или наклоненную фрезу.

Кроме фрезерования применяют чистовое строгание.

Требования к чистовому строганию:

-применение широких резцов;

-глубина резания равна 0,05 м

-использование СОЖ-эмульсии.

Допускается вогнутость поверхностей.

Обработка направляющих осуществляется шлифованием, шабрением, фрезерованием, строганием.

Обработка торцевых поверхностей обычно осуществляется на горизонтально-расточных станках.

Отверстия наиболее удобно обрабатывать на многоцелевых станках.

Отделка:

• Шабрение;

• Тонкое фрезерование специальными фрезами;

• Шлифование.

Шабрение: ручное и механическое.

Точность 2 мкм.

Механическое шабрение обеспечивает меньшую точность, чем ручное.

Контроль осуществляется либо по прилегаемой поверхности, либо с помощью поверочной плиты.

Для повышения твердости и прочности поверхностного слоя применяют поверхностное пластическое деформирование и термообработку.

Термообработка – основной метод упрочнения чугунных и стальных направляющих (ТВЧ). HRC- 45…52

Закаленные направляющие подвергают окончательной термообработке. Применяют эльборовые круги (подвергают шлифованию).

Стойкость эльборовых кругов высокая, что обеспечивает высокую точность.

Фрезерование специальной фрезой, по сравнению со шлифованием, позволяет снизить машинное время в 3 раза.

Контроль станин.

Контроль качества материала осуществляется путем врезания образцов из приливов на станине либо методом неразрушимого контроля.

Для контроля твердости – переносные приборы для измерения твердости.

Шерохововатость – переносной профилограф или по образцам.

Контроль геометрических форм – 1)плита на краску, плоскомеры; 2) с помощью уровня оптических приборов.

29.Изготовление корпусных деталей. Служебное назначение и классификация. Тех. требования. Способы получения заготовок и применяемые мат-лы. Типовой ТП обработки. Базирование корпусных деталей при обработке по разметке и в приспособлении на сверлильно-фрезерно-расточных и токарных станках. Особенности изготовления в индивидуальном и серийном производстве.

Корпусные детали являются базовыми, в которых с требуемой точностью монтируются сборочные единицы и детали.

Расположены с требуемой точностью смонтированных в них деталей.

Основными конструкторскими базами является плоскость или комбинация плоскостей, с помощью которых деталь устанавливается в основании детали.

Вспомогательная база в корпусе – отверстия и плоскости, в которых монтируются другие детали.

Классификация корпусных деталей:

- призматические

- фланцевые.

Группы корпусных деталей

1)корпусные детали коробчатого типа

Все размеры одного порядка. Характерные особенностью является наличие отверстий, которые служат для размещения опор валов.

Могут быть разъемные и неразъемные. Могут иметь направляющие для перемещения по другим деталям.

2)корпусные детали с внутренними цилиндрическими поверхностями

3)корпусные детали которые снабжены с направляющими (столы, суппорты, салазки, план-шайбы)

4)корпусные детали сложной пространственной формы

5)кронштейны, угольники

6)крышки, плиты и др.

Основные технические требования:

1)точность геометрической формы плоских базирующих поверхностей;

2)точность относительного положения плоских базирующих поверхностей;

3)точность расстояний между параллельными поверхностями.

Обеспечивается за счет базирования и приспособлений

4)точность диаметрального размера

Основные отверстия выполняются по 6…7 квалитету; отклонения от круглости 1/5…1/2 от допуска на размер.

Обеспечивается за счет правильности выбора методов обработки.

5)Точность относительного углового положения осей

Допуски назначаются на параллельность и на скрещивание.

Обеспечивается за счет схемы базирования конструкции станка, инструмента, приспособлений.

6)Точность расстояний.

Обеспечивается за счет принципа совмещения баз.

7)параметр шероховатости.

Обеспечивается методом сборки.

2 типа заготовок:

1)литые (из чугуна, реже – из стали)

2)сварные (из стали)

Типовые схемы базирование (рисунки):

1)базирование по плоским поверхностям;

2)по плоскости и 2ум отверстиям;

Технологический маршрут обработки:

1)обработка базовых поверхностей (плоскости основания и установочных отверстий)

2)обработка основных отверстий

3)обработка крепежных и других мелких отверстий.

В единичном производстве корпуса обрабатывают, как правило, без приспособлений. В этом случае используют операцию «разметка» и по ней выставляют заготовку на станке.

В условиях серийного производства используются специальные приспособления.

Обработка наружных поверхностей осуществляется строганием, фрезерованием, точением, шлифованием.

Строгание – единичное и мелкосерийное производство.

После обработки поверхностей идет обработка отверстий.

Методы обработки отверстий со снятием стружки

- зенкерование

- развертывание

- растачивание (черновой, чистовое, алмазное).

Для обработки отверстий так же применяется шлифование и хонингование; притирка и раскатывание – без снятия стружки.

Для единичного и мелкосерийного производства – горизонтально-расточные станки (при растачивании).

Для крупносерийного и массового – агрегатные станки.

Основным методом для обработки отверстий является растачивание, т.к. позволяет обеспечить точное расположение оси (прямолинейность).

Для повышения производительности растачивание следует применять многорезцовую обработку (еще лучше, если 3 или 4 резца, расположенных по окружности).

Развертывание позволяет получать отверстия по 7му – 8му квалитету (как метод чистовой обработки). Для мелких отверстий применяют сразу после сверления.

Однократным развертыванием получают сразу 9ый квалитет. При специальных конструкциях разверток можно сразу получить 6ой квалитет точности.

Для повышения точности используются координатно расточные станки.

Заключительная операция – применяется алмазно-расточные станки (в условиях крупносерийного производства).

Шлифовальная операция для отверстий в основном применяется как отделочная обработка, применяют планитарно-шлифовальные станки.

Для отделочной обработки отверстий используются станки высокого класса точности.

Методы отделочной обработки отверстий:

- развертывание;

- тонкое алмазное растачивание;

- раскатывание отверстий.

30.Механическая обработка корпусных деталей. Методы и оборудование для обработки плоских поверхностей. Обработка основных отверстий на расточных, агрегатных многошпиндельных и многооперационных станках с ЧПУ. Методы отделки основных отверстий. Контроль корпусных деталей.

В единичном производстве корпуса обрабатывают, как правило, без приспособлений. В этом случае используют операцию «разметка» и по ней выставляют заготовку на станке.

В условиях серийного производства используются специальные приспособления.

Обработка наружных поверхностей осуществляется строганием, фрезерованием, точением, шлифованием.

Строгание – единичное и мелкосерийное производство.

После обработки поверхностей идет обработка отверстий.

Методы обработки отверстий со снятием стружки

- зенкерование

- развертывание

- растачивание (черновой, чистовое, алмазное).

Для обработки отверстий так же применяется шлифование и хонингование; притирка и раскатывание – без снятия стружки.

Для единичного и мелкосерийного производства – горизонтально-расточные станки (при растачивании).

Для крупносерийного и массового – агрегатные станки.

Основным методом для обработки отверстий является растачивание, т.к. позволяет обеспечить точное расположение оси (прямолинейность).

Для повышения производительности растачивание следует применять многорезцовую обработку (еще лучше, если 3 или 4 резца, расположенных по окружности).

Развертывание позволяет получать отверстия по 7му – 8му квалитету (как метод чистовой обработки). Для мелких отверстий применяют сразу после сверления.

Однократным развертыванием получают сразу 9ый квалитет. При специальных конструкциях разверток можно сразу получить 6ой квалитет точности.

Для повышения точности используются координатно расточные станки.

Заключительная операция – применяется алмазно-расточные станки (в условиях крупносерийного производства).

Шлифовальная операция для отверстий в основном применяется как отделочная обработка, применяют планитарно-шлифовальные станки.

Для отделочной обработки отверстий используются станки высокого класса точности.

Методы отделочной обработки отверстий:

- развертывание;

- тонкое алмазное растачивание;

- раскатывание отверстий.

При обработке заготовок корпусов неразъемного типа, например корпуса коробки передач, маршрут состоит из трех этапов обработки: базовых поверхностей (наружной поверхности и установочных отверстий); основных отверстий и поверхностей, крепежных и других мелких отверстий. Каждый этап обработки может включать несколько операций, в том числе черновые и чистовые. В единичном производстве заготовки корпусов обрабатывают на универсальном оборудовании без специальных приспособлений. В серийном и массовом производствах для установки заготовок эффективно применяют приспособления. При обработке без приспособлений производится предварительная разметка заготовок. В этом случае определяют контуры детали, учитывая рациональное распределение припусков на обработку, а также устанавливают положение осей отверстий. По разметочным рискам выверяют заготовку при ее установке на станке. На расточных станках обрабатывают заготовки корпусов коробчатой формы в единичном и серийном производствах. В условиях крупносерийного и массового производств применяют многошпиндельные агрегатные станки. Заготовки корпусов фланцевого типа обрабатывают на токарно-карусельных станках. Отверстия в корпусах небольших и средних размеров в серийном производстве могут быть обработаны на вертикально- или радиально-сверлильных станках путем последовательной установки нескольких инструментов (например, для сверления, зенкерования и развертывания) в быстросменных патронах. В единичном и мелкосерийном производствах при изготовлении корпусов высокой точности применяют координатно-расточные станки. В этих станках инструмент устанавливают либо непосредственно в шпинделе, либо в концевой оправке. Координация шпинделя относительно оси отверстия обеспечивает погрешность межосевых расстояний не более 5 мкм, а погрешность размеров и геометрической формы отверстий - не более 2.. 3 мкм. Обработка крепежных и других отверстий. Эти отверстия обрабатывают сверлением, зенкерованием, цекованием, развертыванием. В единичном производстве отверстия сверлят по разметке. В серийном и массовом производствах применяют различные кондукторы - коробчатого типа, накладные. Для обработки отверстий с разных сторон применяют поворотные кондукторы. В серийном и единичном производствах корпусные заготовки массой до 30 кг обрабатывают на вертикально- сверлильных станках, а заготовки массой свыше 30 кг - на радиально-сверлильных. В крупносерийном и массовом производствах обработка выполняется на многошпиндельных аргегатных станках. На этих станках кроме растачивания можно также производить сверление отверстий, зенкерование, развертывание цилиндрических и конических отверстий, подрезание торцов, нарезание резьбы, растачивание различных канавок и т.п. При контроле корпусных деталей производят проверку размеров диаметров основных отверстий и их геометрической формы, а также отклонений от прямолинейности и взаимного положения поверхностей корпуса. Размеры диаметров отверстий обычно контролируют предельными калибрами и реже микрометрическими или индикаторными штихмассами(нутромерами). Правильность геометрической формы отверстий проверяют индикаторными и рычажными нутромерами или пневматическим ротометром. Для контроля отклонения от соосности обычно используют контрольные оправки. Отклонение от соосности в крупногабаритных корпусах проверяют оптическими методами Отклонение от параллельности осей и межцентровое расстояние А (рисунок 10, б) проверяют измерением расстояний между внутренними образующими контрольных оправок (размеры а1 и а2) при помощи индикаторного нутромера, штихмаса или блока концевых мер, либо расстояний между внешними образующими контрольных оправок m1 и m2 при помощи микрометра или штангенциркуля.

31.Изготовление валов, служебное назначение и классификация. Тех. требования. Способы получения заготовок и применяемые материалы. Типовой ТП обработки ступенчатого вала. Выбор и обработка технолог. баз. Обтачивание валов на универсальных, гидрошлифовальных и многорезцовых станках, станках с ЧПУ в зависимости от типа производства.

Валом называют деталь (как правило, гладкой или ступенчатой цилиндрической формы), предназначенную для поддержания установленных на ней шкивов, зубчатых колес, звездочек, катков и т. д., и для передачи вращающего момента. При работе вал испытывает изгиб и кручение, а в отдельных случаях помимо изгиба и кручения валы могут испытывать деформацию растяжения (сжатия). Некоторые валы не поддерживают вращающиеся детали и работают только на кручение. Осью называют деталь, предназначенную только для поддержания ус­тановленных на ней деталей. В отличие от вала ось не передает вращающего момента и работает только на изгиб. В машинах оси могут быть неподвижными или же могут вращаться вместе с сидящими на них деталями (подвижные оси). Материалы валов и осей Основными критериями работоспособности валов и осей являются жесткость, объемная прочность и износостойкость при относительных микроперемещениях, которые вызывают коррозию. В качестве материала для осей и валов чаще всего применяют углеродистые и легированные стали (прокат, поковка и реже стальные отливки), так как они обладают высокой прочностью, способностью к поверхностному и объемному упрочнению, легко получаются прокаткой цилиндрические заготовки и хорошо обрабатываются на станках, а также высокопрочный модифицированный чугун и сплавы цветных металлов (в приборостроении). Для неответственных малонагруженных конструкций валов и осей применяют углеродистые стали без термической обработки. Ответственные тяжело нагруженные валы изготовляют из легированной стали 40ХНМА, 25ХГТ и др. Без терми­ческой обработки применяют стали 35 и 40, Ст5, Стб, 40Х, 40ХН, ЗОХНЗА, с термической обработкой — стали 45, 50 и др. Основные виды валов и осей. По назначению валы подразделяют на коренные несущие основные рабочие органы машины, и валы передач; в зависимости от геометрической формы оси валы бывают прямые и специальные: коленчатые, гибкие и др. Оси имеют прямую геометрическую ось. Наиболее просты и технологичны прямые валы и оси постоянного диаметра; но, учитывая условие равнопрочности и удобства расположения на них зубчатых колес, шкивов и т. п., целесообразно конструировать валы и оси ступенчатыми, близкими по форме к балкам равного сопротивления. Валы и оси могут быть сплошными или полыми по форме сечения -цилиндрическими, со шпоночными или шлицевыми канавками, с лысками, а также профильными. Опорные участки валов и осей называют шипами, цапфами или шейками. Способы получения заготовок-прокат. Типовой технологический маршрут обработки исходя из обеспечения требуемой точности составляют следующие процессы: 1 - фрезерование торцов; 2 - зацентровка торцов; 3 - черновая токарная обработка всех шеек; 4 - чистовая токарная обработка тех же шеек; 5 - прорезка канавок; 6 - снятие фасок. Основные схемыбазированияОсновнымибазамиподавляющегобольшинстваваловявляютсяповерхностиегоопорныхшеек. Однакоиспользоватьихвкачестветехнологическихбаздляобработкинаружныхповерхностейкакправило, затруднительно, особенно при условии сохранения единства баз. Поэтому при большинстве операций за технологические базы принимают поверхности центровых отверстий с обоих торцов заготовки, что позволяет обрабатывать почти все наружные поверхности вала на постоянных базах с установкой его в центрах.

Из лекции:

Разновидности валов:

- гладкие валы;

- ступенчатые односторонние валы;

- ступенчатые двухсторонние валы;

- валы фланцевого типа.

Материалы:

Для неответственных малонагруженных – сталь 5, сталь 10 и т.д.

Для средненагруженных валов – сталь 45, сталь 50, сталь 40Х.

Для валов, работающих в тяжелых условиях – сталь 20ХГ, 18ХГТ.

В агрессивной среде – нержавеющие стали.

Основные технические требования (касаются основных конструкторских баз):

• Овальность, конусность;

• Допуски на длину;

• Шероховатость поверхности;

• Предел допуска на диаметр;

• Биение шеек;

• Статическая неуравновешенность (следует вводить операцию балансировка);

• Способы получения заготовок (зависит от конструкции вала и типа производства);

Для гладких валов – путем отрезания из прутка, остальные формы – за счет пластического деформирования.

Коэффициент использования материала К_д=М_д/М_з. необходимо стремиться к 0,75.

Технолгия изготовления ступенчатых валов:

1)обработка технологических баз (за базы обычно применяют центровые отверстия);

2)обработка торцев;

3)обтачивание валов

Оборудование универсальное – универсальные станки, станки с ЧПУ, копировальные, гидрокопировальные станки, многорезцовые станки.

32.Изготовление валов. Обработка шлицев, шпоночных пазов и резьб. Применяемые методы, инструменты и оборудование. Особенности технологии окончат. обработки валов в зависимости от требуемой точности. Доводочная обработка валов абразивными инструментами и поверхностно-пластическим деформированием. Контроль валов.

Валом называют деталь (как правило, гладкой или ступенчатой цилиндрической формы), предназначенную для поддержания установленных на ней шкивов, зубчатых колес, звездочек, катков и т. д., и для передачи вращающего момента. При работе вал испытывает изгиб и кручение, а в отдельных случаях помимо изгиба и кручения валы могут испытывать деформацию растяжения (сжатия). Некоторые валы не поддерживают вращающиеся детали и работают только на кручение. Осью называют деталь, предназначенную только для поддержания установленных на ней деталей. В отличие от вала ось не передает вращающего момента и работает только на изгиб. В машинах оси могут быть неподвижными или же могут вращаться вместе с сидящими на них деталями (подвижные оси).Для передачи крутящего момента деталям, сопряженным с валом, широко применяют шпоночные и шлицевые соединения. Шпоночные пазы для призматических шпонок могут быть сквозными, закрытыми с одной стороны, закрытыми с двух сторон, т.е. глухими. Наименее технологичными являются глухие шпоночные пазы. Пред почтительнее применение сквозных пазов и пазов, закрытых с одной стороны, но с радиусным выходом. К технологическим задачам, стоящим при обработке шпоночных пазов относятся требования по точности ширины паза. Обработку шлицевых поверхностей валов ведут на шлицефрезерных станках червячными шлицевыми фрезами при установке заготовок в центрах. Если шлицевая поверхность предусматривает центрирование по наружному диаметру, то обработку выполняют фрезами, имеющими у основания зубьев фланк для обработки фасок на вершинах шлицев. При центрировании вала по внутреннему диаметру шлицы обрабатывают фрезами с усиками для одновременного прорезания канавок во впадинах, чтобы облегчить процесс шлифования шлицев. В серийном производстве обработку таких пазов ведут методом "маятниковой подачи", используя шпоночные фрезы В результате на боковых поверхностях пазов появляются продольные риски. Для обеспечения натяга в соединении паз калибруют зачистным проходом, который выполняют с применением патрона, регулирующего эксцентриситет фрезы. Точность ширины паза достигает IT8, IT9 при шероховатости боковой поверхности Ra = 5 мкм. Смазочные отверстия различного назначения в зависимости от конструкции вала обрабатывают на сверлильных станках с вертикальной или горизонтальной осью расположения шпинделя. Шпоночные канавки на валах и вообще в охватываемых деталях изготовляются для призматических и сегментных шпонок. Шпоночные канавки для призматических шпонок могут быть закрытыми с двух сторон (глухие), закрытыми с одной стороны и сквозными. Шпоночные канавки изготовляются различными способами в зависимости от конфигурации канавки и вала, применяемого инструмента; они выполняются на горизонтально-фрезерных или на вертикально-фрезерных станках общего назначения или специальных. Фрезерование концевой фрезой за один проход производится таким образом, что сначала фреза при вертикальной подаче проходит на полную глубину канавки, а потом включается продольная подача с которой шпоночная канавка фрезеруется на полную длину. При этом способе требуется мощный станок, прочное крепление фрезы и обильное охлаждение. Вследствие того что фреза работает в основном своей периферической частью, диаметр которой после заточки несколько уменьшается, в зависимости от числа переточек фреза дает неточный размер канавки по ширине. Для получения по ширине точных канавок применяются специальные шпоночно-фрезерные станки с «маятниковой подачей», работающие концевыми двуспиральными фрезами с лобовыми режущими кромками. При этом способе фреза врезается на 0,1—0,3 мм и фрезерует канавку на всю длину, затем опять врезается на ту же глубину, как и в предыдущем случае, и фрезерует канавку опять на всю длину, но в другом направлении. Отсюда и происходит определение метода — «маятниковая подача». Этот метод является наиболее рациональным для изготовления шпоночных канавок в серийном и массовом производствах, так как дает вполне точную канавку, обеспечивающую взаимозаменяемость в шпоночном соединении. Кроме того, поскольку фреза работает лобовой частью, она будет долговечнее, так как изнашивается не периферийная часть ее, а лобовая. Недостатком этого способа является значительно большая затрата времени на изготовление канавки по сравнению с фрезерованием за один проход и тем более с фрезерованием дисковой фрезой. Отсюда вытекает следующее: 1) метод маятниковой подачи надо применять при изготовлении канавок, требующих взаимозаменяемости; 2) фрезеровать канавки в один проход нужно в тех случаях, когда допускается пригонка шпонок по канавкам. Наружную резьбу нарезают плашками различных конструкций, резьбонарезными головками (с раздвигающимися плашками), резьбовыми резцами, гребенками, дисковыми и групповыми резьбовыми фрезами, шлифовальными кругами, а также накатыванием. Круглыми плашками нарезают резьбы невысокой точности, так как у этих плашек профиль резьбовой нитки не шлифуют. В некоторых случаях применяют плашки особо высокой точности изготовления, у которых режущие кромки, притирая, доводят до высокой точности. Круглые плашки используют главным образом для нарезания резьб на заготовках из цветных металлов, а также для нарезания резьб малых диаметров (менее 3 мм) на заготовках из сталей. Их изготовляют разрезными, или регулируемыми по диаметру, и неразрезными. Нарезание наружной резьбы на сверлильных, револьверных, болторезных станках и автоматах резьбонарезными головками является более совершенным, производительным и точным способом. Резьбовые резцы и гребенки применяют при нарезании особо точных наружных резьб, например для резьбовых калибров, особо ответственных резьб в отдельных деталях, а также при чистовом нарезании точных ходовых трапецеидальных и прямоугольных резьб. Применяют стержневые, призматические, а также круглые резьбовые резцы. Шлифование резьбы абразивными кругами на резьбошлифовальных станках применяют для обработки метчиков, резьбовых фрез, резьбовых калибров, накатных роликов и т. п. В настоящее время в практике производства преимущественно применяют два основных способа шлифования резьбы.

1. Шлифование однониточным шлифовальным кругом, профилированным в соответствии с профилем одной впадины резьбы. Режим обработки характеризуется определенным соотношением глубины резания и окружной скорости обрабатываемой детали. Шлифование резьбы многониточным кругом с кольцевыми нитками. Этот способ позволяет шлифовать короткие резьбы способом врезания: круг получает поперечную подачу на высоту витка при медленном вращении заготовки, после чего последняя совершает один полный оборот. Этого достаточно, чтобы прошлифовать всю резьбу по заготовке.

Контроль валов. У валов обычно контролируют следующие параметры: диаметральные размеры поверхностей и относительное их положение (соосность). При значительных программах выпуска для контроля применяют многомерные приборы с индикаторами или электроконтактными датчиками. Контроль соосности поверхностей у ступенчатых валов проверяют приборами относительного измерения, определяя биение одной поверхности относительно другой. Контроль валов, штоков, цапф ротора и шнека. Указанные детали являются весьма ответственными и подлежат обязательному контролю на отсутствие микротрещин, изгибов, износа, забоин, коррозии и других дефектов. Перед контролем детали должны быть тщательно очищены и промыты. Внешний осмотр необходимо вести с помощью лупы с 5 - 7-кратным увеличением.

Из лекции:

Технология обработки шлицев зависит от того, закаливается вал или нет:

Если закаливается:

1)предварительное наружное шлифование;

2)фрезерование шлицев с припуском на шлифование боковых поверхностей;

3)термическая обработка;

4)чистовое наружное шлифование;

5)чистовое шлифование наружной поверхностей.

33.Изготовление шпинделей служебное назначение. Предъявляемые требования. Применяемые мат-лы и способы получения заготовок. Типовой ТП обработки шпинделей. Выбор и обработка технологических баз. Обработка шпинделей до окончательной термической обработки: обработка отверстий и наружных поверхностей шлицов, шпоночных пазов.(+см. 34)

Шпиндель современного металлорежущего станка занимает особое место в кинематической цепи станка, так как от него зависит не только передача вращательного движения обрабатываемой заготовке или инструменту, но и качество обработки. Он вращается на опорных шейках, являющихся его основными базами, следовательно, от стабильности положения вращающегося в опорах шпинделя зависит качество обработки. Шпиндели работают на опорах качения и опорах скольжения.

Точность шпинделей делят на 5 классов, которые различаются техническими требованиями:

1)точность диаметральных размеров;

2)допуски овальности, конусообразности;

3)допуски на биение (радиальное, торцевое);

4)шероховатость и твердость поверхности.

Конструктивные формы шпинделей:

1)Шпиндели с центровальным отверстием;

2)Шпиндель с несквозным отверстием;

3)Сплошные, без отверстий.

Материалы шпинделей: сталь 45, 40ХН, чугун.

Заготовки: зависит от серийности материала:

- прутковый материал;

- прутковый материал в виде трубы.

До механической обработки заготовки должны подвергаться термообработке.

ТП разделяется на 2 стадии: до и после термообработки.

За базу берем отверстие.

Чистовая и отделочная обработки производят на специальных пробках или оправках. Рекомендуется пробки не менять.

ТП должен содержать операции оправки.

После термообработки необходимы операции контроля и прямолинейности.

Для обеспечения соосности наружных и внутренних поверхностей базировать шпиндели необходимо по опорным шейкам.

Оборудование (в зависимости от серийности производства):

- токарные универсальные станки;

- гидрокопировальные станки;

- станки с ЧПУ.

Обработка отверстий:

- для осевого – станки для глубокого сверления;

Термическая обработка (повышение износостойкости опорных шеек)

Закаливать нужно в подвешенном состоянии. Азотирование (для шпинделей, которые работают в подшипниках качения).

Преимущества: нет фазовых изменений; t 500-550

Обработка поверхности после термообработки:

- нарезание шлицов;

- отделочные операции внутренних и наружных поверхностей;

- предварительное и окончательное шлифование.

Для обеспечения точности – неоднократное шлифование и доводочные операции.

34.Механическая обработка шпинделей после окончания термич. обработки. Чистовая и отделочная обработка наружных и внутренних поверхностей вращения. Особенности обработки шпинделей прецизионных станков. Балансировка и контроль шпинделей.

Шпиндель современного металлорежущего станка занимает особое место в кинематической цепи станка, так как от него зависит не только передача вращательного движения обрабатываемой заготовке или инструменту, но и качество обработки. Он вращается на опорных шейках, являющихся его основными базами, следовательно, от стабильности положения вращающегося в опорах шпинделя зависит качество обработки. Шпиндели работают на опорах качения и опорах скольжения. Шпиндели изготовляют из хромистых сталей марок 20Х, 40Х, хромоникелевых и других легированных сталей. Для шпинделей некоторых тяжелых станков применяют стальное литье или чугун. В качестве заготовок для шпинделей используют поковки, штамповки, а для шпинделей небольших размеров — прутковый материал. Черновую обработку осевого отверстия шпинделя обычно выполняют на специальных станках для глубокого сверления. Технологическими базами являются поверхности двух шеек шпинделя, одну из которых зажимают в патроне станка, а другую устанавливают в люнет. Чистовую обработку наружных поверхностей выполняют так же, как и черновую, на токарно-копировальных станках. Припуск, оставляемый для чистовой обработки, составляет 0,25...0,4 мм на сторону. После чистовой обработки наружных и внутренних поверхностей обрабатывают шпоночные канавки. Точность углового расположения шпоночных канавок обеспечивают делительной головкой, если шпиндель устанавливают в центрах, или делительным диском, надеваемым на шейку шпинделя и закрепляемым стопорным болтом. Шпоночные канавки обрабатывают торцевыми, дисковыми или концевыми фрезами на универсальных фрезерных или на специальных фрезерно-шпоночных станках. Шпиндели шлифуют на кругло шлифовальных станках с применением мелкозернистых кругов. Для обеспечения соосности и концентричности наружных и внутренних поверхностей используют поверхности осевого отверстия шпинделя. Поверхности шеек шпинделя, которые работают в опорах скольжения, кроме шлифования подвергают суперфинишированию. После отделки шеек шпинделя приступают к отделочной обработке осевого отверстия на внутришлифовальном станке, используя в качестве технологической базы поверхности передней опорной шейки, устанавливаемой в люнете, и шейки противоположного конца шпинделя, зажимаемой в само центрирующем трех кулачковом патроне. Завершающей операцией обработки шпинделя является балансировка, при которой устраняют неуравновешенность, обеспечивают устойчивость относительного положения шпинделя на станке и плавность его вращения. Черновая обработка. На этапе черновой обработки наружные и внутренние поверхности заготовки обрабатывают с припуском 3…5 мм на сторону под последующую обработку. Центральное отверстие, мелкие и крепежные отверстия во фланце шпинделя могут быть обработаны окончательно. При этом удаляется большое количество материала заготовки (до 40 %). Припуски при черновой обработке, как правило, неравномерны, что приводит к возникновению существенных динамических явлений в технологическом оборудовании. Кроме того, при черновой обработке выделяется большое количество пыли из-за удаления корки с поковок. Получистовая обработка. На этапе получистовой обработки неответственные наружные и внутренние поверхности обрабатывают окончательно. Опорные и посадочные поверхности обрабатывают с припуском под последующее шлифование. Также с припуском под последующую обработку обрабатывают шлицевые поверхности и шпоночные пазы. Отделочная обработка. Отделочную обработку опорных поверхностей под подшипники и посадочных поверхностей под технологическую оснастку применяют в производстве прецизионных шпинделей для обеспечения заданных технических требований, особенно точности формы и шероховатости поверхностей. Оборудование для отделочной обработки устанавливают на индивидуальных виброизолированных фундаментах в специальных термоконстантных помещениях.

Технологический процесс изготовления шпинделей прецизионных станков более сложный, так как к таким шпинделям техническими условиями предъявляются более высокие требования. Например, у шпинделя координатно-расточного станка мод. 2А430 конусность и овальность опорных шеек не должны превышать 0,002 -0,001 мм, биение - не более 0,003 мм, чистота поверхности опорных шеек не ниже 12 класса, биение конусного отверстия относительно оси вращения шпинделя - не более 0,0015 мм у конца шпинделя.

Для устранения вредного влияния остаточных напряжений, которые могут вызвать деформации шпинделя не только в процессе его обработки, но и в период эксплуатации, шпиндели прецизионных станков неоднократно подвергают термической обработке.

Требования высокой точности, правильности формы и высокого класса чистоты поверхности опорных шеек и исполнительных поверхностей обычно вынуждают прибегать к неоднократному шлифованию и доводочным операциям. При шлифовании особое внимание уделяется устранению динамической неуравновешенности абразивного круга, которое может возникнуть в процессе обработки и значительно ухудшить качество изделия. В качестве доводочных операций могут примененятся притирка, хонингование и суперфиниш. Точность изготовления шпинделя контролируют в опре­деленной последовательности. Сначала определяют правильность геометрической формы поверхностей, затем их размеры и потом точность относительного положения поверхностей. Такая последовательность позволяет при измерении исключить влияние одного параметра на другой и с наибольшей точностью оценить измеряемый геометрический параметр шпинделя.

Измерительнымибазами при контроле шпинделя обычно являются поверхности его опорных шеек, которые будучи его основнымибазами определяют положение всех остальных поверхностей при работе шпинделя в станке. В соответствии с этим при проверке шпиндель устанавливают опорными шейками на две призмы, расположенные на контрольной плите, с упором в один торец. Одна изприменяемых призм обычно регулируемая по высоте, что позволят выставить ось шпинделя по горизонтали. Диаметральные размеры в зависимости от степени точности и их значения проверяют скобами, а также микрометром (цена деления 0,01 мм),пассаметром (цена деления 0,002 мм) или микротастом (цена деления 0,001 мм). Правильность геометрической формы овальность и конусообразность оценивают путем проверки диаметральных размеров в нескольких сечениях.

Применяют также специальное контрольные приспособления. Схема измерения параметров геометрической точности шпинделя в специальном приспособление приведена на рис.9.3. Шпиндель устанавливают на две ножевидные призмы 3,4, а в осевом направлении ограничивают одним из торцевых упоров1,5. Для материализации оси конического отверстия в него вставляют измерительную оправку.

Отклонение от прямолинейности образующей цилиндрической поверхности проверяют индикатором на стойке, наконечник которого перемешается по образующей поверхности параллельно оси шпинделя. Затем контролируют правильность положения поверхностей относительно оси вращения шпинделя. Отклонение от соосности контролируемой поверхности с осью вращения шпинделя проверяют индикаторами (6,8,10,11,13,14,15), вращая шпиндель вокруг оси. Такую проверку необходимо производить в двух крайних сечениях контролируемой поверхности. Торцевое биение оценивают индикаторами 7,12. Особое внимание уделяют контролю соосности исполнительных поверхностей с осью опорных шеек шпинделя.

Все шпиндели быстроходных станков проходят статическую и динамическую балансировку в собранном виде.

Динамическую балансировку выполняют на специальных балансировочных станках. Неуравновешенность шпинделя на балансировочных станках определяется путем измерения амплитуды и фазы колебаний опор. Неуравновешенность устраняют путем высверливания определенной массы металла в заданных местах баланси­руемой детали или узла. Так, например, допускаемый дисбаланс собранного шпиндельного узла токарного станка типа 16К20 составляет 25 г∙см . Для его устранения металл высверливают на торце большого зубчатого колеса и на задней стороне фланца шпинделя.

35.Изготовление фланцев. Служебное назначение и требование к точности коленчатых валов. Прим мат-лы и способы получения заготовок. Построение ТП обработки фланцев в зависимости от серийности производства.

Фланец – неотъемлемая часть трубопроводной арматуры. Область применения фланцев чрезвычайно широка, фланцы применяются как соединительный компонент труб, так же фланец может служить соединением вращающихся деталей. По внешнему виду фланец представляет парную конструкцию плоского сечения кольцевой или дисковой формы. Крепление фланцев осуществляется через диаметрально расположенные отверстия одного и другого фланца путем резьбового соединения.

В качестве заготовок для изготовления фланцев используют поковки, штамповки, профильный прокат, бандажные и сварные заготовки. При выборе способа получения заготовки для фланца необходимо учитывать материал и габаритные размеры фланца, размеры сечения обода, коэффициент использования металла, трудоемкость изготовления и другие факторы. В табл. 27.2 приведены рекомендации по областям применения каждого из указанных способов.

О целесообразности применения заготовок каждого из указанных видов решают исходя из конкретных условий производства.

При штамповке фланцев на молотах обеспечиваются: высокая производительность, точность размеров заготовок, в результате чего значительно уменьшается отход металла в стружку и снижается трудоемкость обработки. Штамповка на кривошипных горячештамповочных прессах имеет ряд преимуществ перед штамповкой на молотах: повышается производительность труда и точность исполнения размеров поковки, увеличивается коэффициент использования металла в результате уменьшения штамповочных уклонов, уменьшается расход электроэнергии и улучшаются условия труда. Гибку с последующей сваркой выгодно применять в том случае, когда сечение обода фланца относительно небольшое и когда материал фланца обладает хорошей свариваемостью.

Коленчатые валы входят в состав двигателей, чтобы преобразовывать движение возвратно-поступательное во вращательное.

Технические требования:

1)точность шеек (размеров и форм);

2)соосность (коренной шейки на одной прямой)

3)шатунные шейки должны располагаться по радиусу

4)допуски на цилиндричность, конусность

5)состояние поверхностного слоя (требования износостойкости) HRC 56...62

Заготовки: - из углеродистых сталей; - из высокопрочных чугунов Ст45,40ХН, 40ХНМ

В крупносерийном и массовом производстве

- штамповка в закрытых штампах

- литье (стальн.) в оболочковые формы

Коленчатый вал является одной из наиболее ответственных деталей поршневых двигателей внутреннего сгорания. Коленчатые валы двигателей обычно имеют несколько (2-8) опорных коренных шеек и до 8 шатунных. Коленчатые валы изготовляют с противовесами или без них. Кривошипы валов располагают под углом 180 или 120°, реже под углом 90.

Коренные и шатунные шейки должны быть обработаны по 1 -2 классам точности и по 8-10 классам шероховатости; овальность, конусность и вогнутость должны находиться в пределах 0,005 -0,01 мм. Непараллельность осей шатунных шеек и крайних коренных не должна превышать 0,01-0,03 мм на всей длине шейки. Шейку переднего конца необходимо обрабатывать по 2 классу точности. Шероховатость поверхностей этих шеек должна соответствовать 7-8 классам. Неплоскостность торца фланца, к которому крепится маховик должна быть не более 0,04-0,1 мм, а биение на длине его радиус 0,03-0,05 мм.

Коленчатые валы подвергают динамической балансировке.

Коленчатые валы автомобильных и тракторных двигателей

а - малолитражного авто; б - грузового; в,г – тракторов.

Материалы коленчатых валов должны обладать хорошими механическими и пластическими свойствами, высокой износоустойчивостью и высокой циклической вязкостью.

Коленчатые валы автотракторных двигателей изготовляют из yглеродистых и легированных сталей или из высокопрочных чугунов модифицированных магнием, из никелемолибденовых чугунов. Литые валы обычно полые, имеют несколько увеличенные диаметры коренных и шатунных шеек, большую толщину щек и радиусы галтелей. Литые валы имеют меньшую прочность при изгибе, чем кованые. Внутренние полости литых валов обычно бочкообразные, благодаря чему, уменьшается неравномерность толщины тела в разных сечения вала и повышается плотность отливки. Большинство коленчатых валов изготовляют из сталей марок 40Х, 43Х, 45Х, 45Г2 и 50Г. Коленчатые валы дизелей, работающие в условиях высоких нагрузок, изготовляют из сталей марок 18ХНМА, 18ХНВЛ и 40ХНМА.

Заготовки валов, выполняемых из сталей, штампуют. Затем подвергают термической обработке (отжигу и нормализации), при которой снимаются внутренние напряжения в металле и нормализуется его твердость (НВ 177-255), что облегчает обработку заготовок на металлорежущих станках, После предварительной обработки на металлорежущих станках поверхности коренных и шатунных шеек стальных валов вторично подвергают термической обработке (закалке и отпуску). Закалка проводится токами высокой частоты на специальных агрегатах, а низкотемпературный отпуск, осуществляемый для снятия напряжений - в специальных печах конвейерного типа. Вторичная термическая об работка улучшает механические свойства стали, повышает поверхностную твердость и износостойкость шеек.

Чугунные литые коленчатые валы автомобильных и тракторных двигателей по некоторым показателям превосходят стальные штампованные валы. Специальные чугуны, из которых отливают коленчатые валы, отличаются от обычных ковких чугунов присутствием хрома (0,2-0,25%), повышенным содержанием марганца (1,15 -1,4%), низким содержанием серы (0,002-0,014%), присутствием церия и других легирующих компонентов.

Для коленчатых валов применяют также серые чугуны, модифицированные сплавом ферроцерия с магнием. Масса литых коленчатых валов на 10-15% меньше, чем штампованных. Припуски на механическую обработку у литых заготовок значительно меньше, чем у штампованных заготовок.

После закаливания и отпуска поверхностная твердость шеек у валов, изготовленных из сталей марок 45, 50Г, 40ХНМ и 18ХНВ А, колеблется в пределах HRC 52-62. Глубина закаленного слоя должна быть не менее 3-6,5 мм, а твердость шеек на глубине закаленного слоя HRC 45.

Заготовки стальных коленчатых валов изготовляют штампованием молотах и прессах по 8-9 классам точности. При серийном производстве заготовки штампуют на молотах, а при массовом - обычно ковочных прессах. Штамповка на ковочных прессах в 1,5-2 раза производительнее, она обеспечивает уменьшение штамповочных уклонов до 3-6°, припусков на механическую обработку на 30-40% и расхода металла на 10-12%.

Заготовки литых валов получают в основном двумя методами: отливкой в земляные и в оболочковые формы

Основными операциями при механической обработке заготовок коленчатых валов являются: 1) обработка технологических баз (торцов, центровых отверстий и платиков); 2) обработка коренных и шатунных шеек, щек и галтелей ; 3)обработка масляных каналов; 4) обработка отверстий во фланце и на концах вала; 5)отделка поверхностей шеек; 6) балансирование вала.

Торцы и центровые отверстия обрабатывают на фрезерно -центровальных станках за одну операцию или на фрезерных и центровальных станках за две операции. Для массового производства валов часто применяют станки фрезерно-центровальные барабанного типа.

В массовом производстве применяют четырехпозиционные фрезерно-центровальные станки для фрезерования торцов, платиков на щеках (угловые базы) и сверления центровых отверстий. Одна из четырех позиций станка является загрузочно-разгрузочной; установка и съем заготовки механизированы. Весь цикл работы станка, включая закрепление заготовки, подачу и поворот стола с заготовками, полностью автоматизирован.

Применяются и балансировочно-центровальные станки, которые центруют заготовки не по геометрической оси, а по оси инерции. Заготовки устанавливают в сбалансированном зажимном приспособлении, которое вращается вокруг горизонтальной оси. Благодаря специально предусмотренной системе заготовка автоматически изменяет положение во вращающемся приспособлении, так что при определенном числе оборотов ось инерции ее совмещается с осью центровочных сверл, установленных в шпинделях станка.

На большинстве заводов шейки валов до термической обработки обрабатывают на токарных и шлифовальных станках, а после термической обработки - на шлифовальных, полировальных или на станках для суперфиниша. В ряде случаев применяют фрезерование шеек. Между токарными и шлифовальными операциями заготовка вала подвергается правке, а в некоторых случаях - правке центровых отверстий. При крупносерийном и массовом производстве валов токарные, сверлильные, шлифовальные и другие станки встраиваются в автоматические линии.

При обтачивании коренных шеек заготовки длинных коленчатых валов обычно устанавливают в центрах с опорой по средней коренной шейке. Для этого средняя коренная шейка предварительно обрабатывается на токарном и шлифовальном станках. Для токарной обработки используют обычно специализированные многорезцовые станки с двухсторонним приводом. Станки позволяют обтачивать шейку с точностью до 0,2-0,3 мм (5-7 классы) и по 4 классу шероховатости. Биение шеек вала равно 0,3-0,5 мм.

После токарной обработки средняя шейка шлифуется под люнет методом врезания. Одновременно с шейкой шлифуются торцы щек и галтели. На шлифовальных станках в таких случаях заготовки устанавливают в центрах, а вращение заготовок осуществляется с помощью поводковых патронов.

Используя среднюю коренную шейку как дополнительную опору, в последующих операциях обтачивают остальные коренные шейки, фланец и передний ступенчатый конец; одновременно с этим подрезают торцы щек, фланца и обтачивают галтели. Для этого используют токарные многорезцовые полуавтоматы с центральным приводом. В этой операции одновременно обтачивают остальные коренные шейки (кроме средней), ступенчатый конец вала, фланец и подрезают торцы щек и галтели. Шейки обтачивают широкими радиальными призматическими резцами.

36.Изготовление коленчатых валов. Служебное назначение. Предъявляемые требования. Применяемые мат-лы и способы получения заготовок. Типовой технологический маршрут обработки коленчатого вала. Обработка коренных и шатунных шеек, применяемое оборудование в зависимости от типа пр-ва.

Коленчатый вал является одной из наиболее ответственных деталей поршневых двигателей внутреннего сгорания. Коленчатые валы двигателей обычно имеют несколько (2-8) опорных коренных шеек и до 8 шатунных.

Коленчатые валы изготовляют с противовесами или без них.

Кривошипы валов располагают под углом 180 или 120°, реже под углом 90^о.

Коренные и шатунные шейки должны быть обработаны по 1-2 классам точности и по 8-10 классам шероховатости; овальность, конусность и вогнутость должны находиться в пределах 0,005-0,01 мм.

Непараллельность осей шатунных шеек и крайних коренных не должна превышать 0,01-0,03 мм на всей длине шейки. Шейку переднего конца необходимо обрабатывать по 2 классу точности. Шероховатость поверхностей этих шеек должна соответствовать 7-8 классам.

Неплоскостность торца фланца, к которому крепится маховик должна быть не более 0,04-0,1 мм, а биение на длине его радиус 0,03-0,05 мм.

Большинство коленчатых валов изготовляют из сталей марок 40Х, 43Х, 45Х, 45Г2 и 50Г. Коленчатые валы дизелей, работающие в условиях высоких нагрузок, изготовляют из сталей марок 18ХНМА, 18ХНВЛ и 40ХНМА.

Заготовки валов, выполняемых из сталей, штампуют. Затем подвергают термической обработке (отжигу и нормализации), при которой снимаются внутренние напряжения в металле и нормализуется его твердость (НВ 177-255), что облегчает обработку заготовок на металлорежущих станках.

После предварительной обработки на металлорежущих станках поверхности коренных и шатунных шеек стальных валов вторично подвергают термической обработке (закалке и отпуску). Закалка проводится токами высокой частоты на специальных агрегатах, а низкотемпературный отпуск, осуществляемый для снятия напряжений – в специальных печах конвейерного типа. Вторичная термическая обработка улучшает механические свойства стали, повышает поверхностную твердость и износостойкость шеек

Основными операциями при механической обработке заготовок коленчатых валов являются:

1) обработка технологических баз (торцов, центровых отверстий и платиков);

2) обработка коренных и шатунных шеек, щек и галтелей;

3) обработка масляных каналов;

4) обработка отверстий во фланце и на концах вала;

5) отделка поверхностей шеек;

6) балансирование вала.

Коленчатые валы неоднократно проверяют в процессе их изготовления после наиболее ответственных операций. При окончательном контроле обычно проверяют:

1) диаметр шеек, фланца и конца вала;

2) биение шеек и торцов фланца относительно крайних коренных шеек;

3) длину коренных и шатунных шеек, взаимное их расположение по длине между собой, их расстояние от базового торца и толщину фланца;

4) угловое расположение всех кривошипов;

5) радиус кривошипа;

6) расположение осей установочных отверстий относительно оси первой коренной шейки;

7) размеры и положение оси шпоночной канавки от плоскости первой шатунной шейки;

8) диаметр отверстия под подшипник во фланце и его биение относительно торца фланца или задней коренной шейки;

9) шейку под маховик.

В заключение осматривают наружную поверхность с целью обнаружения на шейках царапин, трещин, заусенцев и т. д.

Коленчатые валы входят в состав двигателей, чтобы преобразовывать движение возвратно-поступательное во вращательное.

Технические требования:

1)точность шеек (размеров и форм);

2)соосность (коренной шейки на одной прямой)

3)шатунные шейки должны располагаться по радиусу

4)допуски на цилиндричность, конусность

5)состояние поверхностного слоя (требования износостойкости) HRC 56...62

Заготовки: - из углеродистых сталей; - из высокопрочных чугунов Ст45,40ХН, 40ХНМ

В крупносерийном и массовом производстве

- штамповка в закрытых штампах

- литье (стальн.) в оболочковые формы

Обработка коренной шейки начинается с любой ее половины на ширину резца. Этим достигается сохранение оси проточенной части с прежней осью.

При обработке коренных шеек, вал устанавливают в центрах токарного или шлифовального станка. Для придания жесткости валу щеки его распирают параллельно шатунным шейкам распорками или специальными домкратами.

При обработке коренных шеек установочными базами служат исправленные центровые фаски. Затем шлифуют шатунные шейки. При этом обычно в качестве установочных баз используют шейку вала под распределительную шестерню и наружную цилиндрическую поверхность фланца под маховик. В этом случае трудно обеспечить требуемую точность установки коленчатого вала, так как указанные поверхности у большинства валов деформированы.

При обработке средних коренных шеек ввиду отдаленного расположения опор пришлось бы резко снизить производительность обработки вследствие возможного прогиба и скручивания вала.

Весьма производительна обработка коренных шеек коленчатых валов при совмещение обтачивания и протягивания этих шеек в одной операции. Помещенные на переднем супорте резцы аналогичны применяемым станках с центральным приводом. Вертикально расположенные протяжки вступают в действие после подрезания плоскостей щек и обтачивания шеек, производимого со ступенчатой подачей.

Для кованых заготовок шестиколенных валов характерен следующий порядок обработки коренных шеек и концов.

Выше указывалось, что станки типа Дуплекс применяются как для обтачивания шатунных, так и для обработки коренных шеек. В первом случае коленчатый вал устанавливается в положении, при котором оси шатунных шеек совпадают с осью вращения шпинделей. Приспособления для установки и зажима вала имеют горшкообразную форму. Угловая ориентировка коленчатых валов при обработке первой пары шатунных шеек производится по риске, нанесенной разметкой на щеке вала.

Сначала шлифуют коренные шейки, затем - шатунные. Для обработки коренных шеек вал закрепляют в центрах станка, так как базой является ось его вращения.

Ротационное фрезерование коренных и шатунных шеек проводят на круглофрезерном станке КУ-335. Коленчатый вал подают на станок с предварительно проточенным фланцем и хвостовым концом и просверленными с обеих сторон центровыми отверстиями. Для точного позиционирования вала на нем обрабатывается также одна из плоских поверхностей и шейка под люнет. При фрезеровании коренных шеек фреза подводится на ускоренном ходу к шейке вала, который неподвижен, включается рабочая подача и происходит врезание фрезы в шейку вала до заданного размера. После достижения заданного размера начинается медленное вращение коленчатого вала, и за один полный оборот его происходит обработка коренной шейки. Дисковая фреза оснащена пластинами из твердого сплава. Блоком из набора фрез выполняют одновременно фрезерование нескольких коренных шеек.