Тема 4.3 Технология изготовления корпусных деталей.

К группе корпусных деталей относятся картеры коробок передач, редукторов, главных передач, остов двигателя, фундаментные рамы, блоки, головки цилиндров, корпусы насосов , кожухи маховиков и др.

Корпусные детали определяют взаимное положение узлов и основных деталей двигателя, которые монтируются на их внешних и внутренних поверхностях , а также надёжность и долговечность работы этих узлов и деталей. Они воспринимают нагрузки , возникающие в процессе работы двигателя – динамические усилия от давления газов, инерционные усилия от движущихся частей , давления воды и масла в охлаждающих и смазочных полостях.

Корпусные детали имеют обычно сложную форму , поверхности, отверстия, расположенные в разных плоскостях , фасонные , внутренние полости, сложные каналы, рёбра, перегородки и т.д.

Обработка корпусных деталей производится с высокой точностью.

Корпусные детали можно разделить на две основные разновидности: призматические и фланцевые.

Корпуса призматического типа, например корпус коробки передач, блок цилиндров двигателя, характеризуются большими наружными поверхностями и расположением отверстий на нескольких осях.

У корпусов фланцевого типа базовыми поверхностями служат торцовые поверхности основных отверстий и поверхности центрирующих выступов или вытачек.

Корпусные детали выполняют литыми из серого чугуна, реже из стали. Отливки получают чаще всего литьём в песчаные формы. До отправки в механический цех у отливок удаляют литники и прибыли, очищают поверхность , контролируют размеры, качество поверхности, твёрдость и др.

Для корпусных деталей характерно наличие базовых поверхностей, а также основных и крепёжных отверстий. Базовые поверхности корпуса стыкуются с другими узлами или агрегатами данной машины.

Основные отверстия предназначены для монтажа опор валов . Точность диаметральных размеров основных отверстий соответствует 7-му квалитету, реже 8-му квалитету, шероховатость поверхности Rа=2,5…0,63 мкм. Межосевые расстояния основных отверстий выдерживают согласно стандарту с допусками, обеспечивающими необходимую точность работы зубчатых и червячных передач ( обычно 8-я степень точности).

Отклонения отверстий от соосности устанавливают в пределах половины допуска на диаметр меньшего отверстия.

Базовые поверхности обрабатывают с допускаемыми отклонениями о прямолинейности 0,05…0,2 мм на всей длине и с шероховатостью 4…0,63 мкм.

Базирование корпусных деталей выполняют с учётом их конструктивных форм и технологии изготовления.

Если конфигурация корпуса не позволяет эффективно использовать его поверхности для базирования, то обработку целесообразно выполнять в приспособлении – спутнике. При установке заготовки в спутнике могут быть использованы черновые или искусственно созданные вспомогательные базовые поверхности, причём, заготовка обрабатывается на различных операциях при постоянной установке в приспособлении, но положение самого приспособления на разных операциях меняется

Технологический маршрут обработки корпусов .

При обработке заготовок корпусов неразъёмного типа, например, корпуса коробки передач, маршрут состоит из трёх этапов обработки:

1. Базовых поверхностей ( наружной пов-ти и установочных отверстий);

2. Основных отверстий и поверхностей;

3. Крепёжных и других мелких отверстий.

Каждый этап обработки может включать несколько операций, в т.ч . черновые и чистовые.

Для разъёмных корпусов, например, корпусов редукторов, предусмотрены обработка поверхностей разъёма отдельных частей корпуса, поверхностей крепёжных отверстий, предназначенных для соединений отдельных частей, дополняемая обработкой отверстий под контрольные штифты и их установка; обработка поверхностей основных отверстий; обработка поверхностей крепёжных и др. мелких отверстий.

В единичном производстве заготовки корпусов обрабатывают на универсальном оборудовании без специальных приспособлений.

В серийном и массовом производствах для установки заготовок 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 соей отверстий. По разметочным рискам выверяют заготовку при её установке на станке.

Обработка наружных поверхностей заготовок осуществляется строганием, фрезерованием, протягиванием, точением и шлифованием.

Строгание поверхностей применяют в единичном и мелкосерийном производстве на продольно- строгальных станках Строгание отличается низкой производительностью , но обеспечивает боле высокую точность , чем фрезерование.

Наибольшее распространение при обработке поверхностей получило фрезерование. Заготовки небольших корпусов в единичном и мелкосерийном производствах обрабатывают на консольно- фрезерных станках с поворотными столами. Это позволяет обработать с одной установки четыре поверхности заготовки.

В серийном производстве заготовки корпусов , имеющих форму параллелипипеда, обрабатывают на продольно- фрезерных станках. Наибольший эффект получают при использовании многоместных приспособлений и при работе несколькими инструментами.

Обдирочное шлифование поверхностей производят торцом сборного сегмента шлифовального круга со снятием припуска до 4…5 мм. Торцовые поверхности корпусов, имеющих конфигурацию тел вращения , протачивают на токарно- карусельных станках или на расточных станках с применением головок с подрезными пластинами или цековок.

У заготовок корпусных деталей небольших размеров , например коробок передач, поверхности обрабатывают протягиванием, используя прогрессивные конструкции протяжек. Протягивание обеспечивает шероховатость поверхности Rа =1,25…0,32 мкм, малое отклонение от плоскостности ( 0,005 мм на длине 300 мм) и точность размера в пределах 6-го квалитета.

Торцовое фрезерование в два прохода ( черновое и чистовое) обеспечивает шероховатость Rа =2,5…1,25мкм, отклонение от плоскостности 0,03 мм на длине 300 мм и точность размера в пределах 11-го квалитета.

Для достижения более высокой точности применяют шлифование поверхностей, а в единичном и мелкосерийном производствах – строгание и шабрение.

Общее направление последовательности обработки конструкций корпусных деталей:

1. Черновая обработка базовых и сопрягаемых плоских поверхностей в мелкосерийном производстве – по разметке, в крупносерийном производстве и массовом производится от черновой базы;

2. Обработка базовых отверстий;

3. Черновое растачивание посадочных отверстий под подшипники коленчатого вала, распределительного вала, гильзы и агрегаты.

4. Промежуточное старение и предварительные гидроиспытания.

5. Чистовая обработка плоскостей.

6. Обработка базовых отверстий, сверление и нарезание резьбы в отверстиях, необходимых для крепления деталей, обработка которых ведётся в сборе с корпусными деталями.

7. Получистовая и чистовая обработка посадочных отверстий.

8. Сверление и нарезание резьбы в отверстиях для крепления узлов, обработка масляных каналов и т.п.

9. Слесарные и мелкие м/о и окончательные гидравлические испытания.

При обработке корпусных деталей важное значение имеет правильный выбор и подготовка баз, обеспечивающих постоянство установки деталей относительно инструментов и рабочих органов станка на всех операциях. Наиболее часто в качестве установочных баз при обработке корпусных деталей принимают плоскости достаточно большой протяжённости и два отверстия, расположенные на возможно большом расстоянии. Если по эксплуатационным и конструктивным особенностям в детали не имеется таких отверстий, их часто делают специально в качестве базовых. У блоков и фундаментных рам в качестве установочных баз обычно выбирают плоскости разъёма или плоскости лап и отверстия для крепления, а в качестве черновой базы также отверстия под гильзы цилиндров и гнёзда подшипников. У головок цилиндров в качестве черновых баз выбирают плоскости разъёма и отверстия для клапанов или камеры сгорания. У других корпусных деталей при выборе баз необходимо учитывать равномерное распределение припусков на обработку .

Обработка основных отверстий.

В зависимости от конфигурации , размеров детали и программы выпуска основные отверстия обрабатывают на расточных и агрегатных многошпиндельных станках на токарно- карусельных , вертикально- и- радиально- сверлильных станках.

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 производствк могут быть обработаны на вертикально- или радиально- сверлильных станках путём последовательной установки нескольких инструментов ( например, для сверления, зенкерования и развёртывания) в быстросменных патронах.

Для обработки отверстий на вертикально-сверлильных станках используют также шестишпиндельные поворотные головки. В качестве режущего инструмента применяют однорезцовые, двухрезцовые и регулируемые блоки, а также зенкеры и резцовые головки, имеющие 4…8 ножей. Резцовые головки более производительны по сравнению с другим расточным инструментом.

Для обработки отверстий диаметром до 400 мм с точностью по 7-му или 8- му квалитетам основной операцией явл-ся развёртывание.

При изготовлении отверстий точность их взаимного расположения обеспечивается двумя способами: 1) установка заготовки в специальном приспособлении;

2. Использование универсальных способов координации положения инструмента.

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.

В мелкосерийном производстве при обработке в корпусах отверстий без применения специальных приспособлений установку шпинделя можно выполнить с использованием координатного шаблона, в котором отверстия расположены с координатами, соответствующему заданному расположению осей отверстий детали. Шаблон можно устанавливать непосредственно на заготовку или на стол станка.

При растачивании по координатному шаблону шпиндель устанавливают с помощью центроискателя по отверстию шаблона, затем снимают центроискатель, закрепляют в шпинделе режущий инструмент и растачивают отверстие в заготовке через отверстие в шаблоне. Отверстия в шаблоне должны быть на 2…3 мм больше соответствующих отверстий в заготовке. Применение шаблона обеспечивает погрешность установки шпинделя не более 0,05 мм.

В серийном и массовом производстве распространена обработка отверстий в приспособлениях с направлением инструмента кондукторными втулками. Обрабатывать отверстия с направлением инструмента кондукторными втулками можно на горизонтально- расточных агрегатных, вертикально- сверлильных и радиально- сверлильных станках. Если отверстия выполняют с применением кондуктора , погрешность зависит от точности кондуктора и расточной скалки и от зазоров между скалкой и кондукторным втулками.

Обработка крепёжных и других отверстий.

Эти отверстия обрабатывают сверлением, зенкерованием, цекованием, развёртыванием.

В единичном производстве отверстия сверлят по разметке.

В серийном и массовом производстве 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 станках.

В крупносерийном и массовом производствах обработка выполняется на многошпиндельных агрегатных станках.

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 Ø отверстий обычно контролируют предельными калибрами и реже микрометрическими или индикаторными штихмассами.

Правильность геометрической формы отверстий проверяют индикаторными и рычажными нутромерами или пневматическим ротомером.

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 проверяют измерением расстояний между внутренними образующими контрольных оправок при помощи индикаторного нутромера, штихмасса или блока концевых мер, либо расстояний между внешними образующими контрольных оправок при помощи микрометра или штангенциркуля. Зная диаметры оправок рассчитывают межцентровое расстояние.

Отклонение от перпендикулярности осей отверстий устанавливают при повороте оправки с индикатором из положения 1 в положение 2 , отстоящее одно от др. на расстоянии L.

Отклонение от перпендикулярности торцовой поверхности корпуса относительно оси отверстия проверяют контрольной оправкой с индикатором, фиксированной от осевого перемещения угольником.

Для контроля точности положения осей отверстий в одной плоскости расположенных под углом , применяют два контрольных калибра.

При контроле деталей в крупносерийном и массовом производствах используют специальные контрольные приборы для комплексной проверки деталей по многим параметрам тонности.

Схема технологического процесса обработки фундаментной рамы.

№№	Операция.	Оборудование.	Приспособление.	Инструмент.
1	Проверка размеров и разметка для предварительной обработки.	Разметочная плита.	Домкраты, кубики.	Штангенрейсмус, линейка.
2	Предварительное фрезерование технологических платиков и нижней пов-ти лап.	Продольно- фрезерный станок.	Подставки и прижимные планки.	Торцовая наборная фреза Ø 300 мм.
3	Предварительное фрезерование верхней плоскости и боковых сторон.	То же.	То же.	Торцовая наборная фреза Ø300 мм и концевая фреза Ø250 мм.
4	Предварительное строгание замка.	Продольно-строгальный станок мод. 7А256	То же.	Строгальные резцы, правый и левый.
5	Растачивание опор под коленчатый вал и предварительное фрезерование торца.	Горизонтально- расточной станок мод. 265В.	Подставка, люнеты.	Борштанга, расточные резцы, торцовая фреза.
6	Искусственное старение, очистка, гидравлические испытания, грунтовка.	Термическое, очистное, окрасочное оборудование.	--	--
7	Разметка для окончательной обработки.	Разметочная плита.	Домкраты, кубики.	Штангенрейсмус, линейка.
8	Окончательное строгание нижней пов-ти лап.	Продольно-строгаль- ный станок мод. 7А256	Подставки и прижимные планки.	Резцы.
9	Окончательное строгание верхней плос- кости, замка и боковых пов-тей.	То же.	То же.	Резцы.
10	Разметка для сверления отверстий.	Разметочная плита.	Домкраты, кубики.	Штангенрейсмус, линейка.
11	Сверление и нарезание отверстий на верхней пов-ти, в лапах, днище, на боковых пл-тях и в замке.	Радиально- сверлильный станок.	Накладные кондукторы.	Свёрла, зенкеры, метчики.
12	Сборка рамы с крышками коренных подшипников.	-	Специальная подставка, контрольная плита, приспособление для крепления крышек.	Шабер, набор слесарного инструмента.
13	Предварительное растачивание опор коленчатого вала и окончательное подрезание торцов опор.	Горизонтально- расточной станок мод. Н-165Д.	Расточное приспособление.	Борштанга, резцы.
14	Окончательное растачивание опор, подрезание торцов упорного подшипника.	То же.	То же.	То же.
15	Фрезерование торцовых поверхностей и сверление отверстий в торцах.	Горизонтально- расточной станок мод. Н-125Д.	Накладные кондукторы, контрольный вал.	Торцовая фреза, свёрла.
16	Сверление и подрезание мелких отверстий.	Переносный радиально- сверлильный станок.	Подставка.	Сверло, метчики.
17	Слесарная: зачистка заусенцев, опиловка острых кромок, фрезерование пазов для фиксации подшипников.	Переносный фрезерный станок.	--	Напильник, шабер, фреза.
18	Окончательный контроль.	Контрольная плита.	Контрольный вал.	Шртангенрейсмус, индикатор, калибры.