3.2. Обработка корпусных деталей

Корпусные заготовки изготовляют литыми или сварными. Конструкции литых заготовок (чугунных или стальных) - корпусных деталей должны отвечать требованиям машинной формовки, т. е. толщина стенок в разных сечениях не должна иметь резких переходов. Конструкции корпусных деталей из цветных сплавов должны обеспечивать возможность их литья в постоянные металлические формы.

Механическая обработка корпусных заготовок сводится главным образом к обработке плоскостей и отверстий, поэтому технологические требования, обусловливающие наименьшую трудоемкость обработки, определяют следующими основными условиями:

- форма корпусной детали должна быть возможно ближе к правильной геометрической форме, например в поперечном сечении предпочтительнее форма четырехугольника; форма корпусной детали должна также предусматривать возможность ее полной обработки от одной базы: от плоскости и двух установочных отверстий на этой плоскости;

- обработка плоскости и торцов отверстий по возможности должна выполняться на проход, для чего плоскости и торцы не должны иметь выступов; торцам отверстий необходимо придавать удобную форму для обработки их торцевой фрезой или цековкой;

- корпусная деталь не должна иметь поверхностей, не перпендикулярных к осям отверстий как на входе, так и на выходе сверления;

- точно растачиваемые отверстия не должны иметь внутренних выступов, препятствующих растачиванию на проход; диаметры обрабатываемых отверстий внутри корпусной детали не должны превышать диаметров соосных им отверстий в наружных стенках детали;

- в корпусных деталях следует избегать многообразия размеров отверстий и резьб.

Корпусную деталь следует изготовлять без спаривания с другой корпусной деталью и по возможности избегать пришабривания отдельных плоскостей или отверстий.

На диаметральные размеры основных отверстий задают допуски в пределах 6  8-го квалитетов. Допуски на межосевые расстояния основных отверстий и перпендикулярность осей отверстий задают в соответствии с назначением корпусных деталей: например для корпусов зубчатых и червячных передач - в пределах 0,04  0,06 мм и выше.

Отклонения от соосности отверстий принимают в пределах половины допуска на диаметральный размер соосных отверстий.

Для базирования заготовок корпусных деталей совмещают установочную, измерительную и сборочную базы. Для обработки базирующих поверхностей за первичную базу следует принимать черные основные отверстия детали, что обеспечивает наиболее равномерное распределение припусков при последующей обработке отверстий. В ряде случаев в качестве первичных баз предусматривают специальные приливы и бобышки.

При совмещенных установочной и измерительной базах не бывает погрешности базирования, и погрешность установки определяют погрешностью закрепления. При переменных базах погрешность базирования определяют построением размерной цепи.

Пространственные отклонения как в литых, так и в сварных конструкциях заготовок характеризуются смещением и уводом осей основных отверстий, возникающими в процессе литья или сварки. Кроме того, в процессе механической обработки заготовок, особенно после черновых операций, возникают деформации в результате перераспре­деления внутренних напряжений в связи с удалением верхних слоев металла. Пространственные отклонения заготовок уменьшаются в процессе механической обработки, но оказывают влияние после выполнения черновых и чистовых операций.

Таким образом, пространственные отклонения в процессе механической обработки заготовок представляют собой совокупность остаточных пространственных отклонений заготовки и деформаций, возникающих в процессе ее обработки.

К наиболее распространенным корпусным деталям относятся:

корпуса редукторов подъемно-транспортных машин и оборудования, станины кузнечно-прессового оборудования и металлорежущих станков и другие подобные детали, характеризующиеся наличием плоско­стей с заданным расположением различных поверхностей, отверстий и предназначенных для соединения и координации взаимного положения основных узлов машины, агрегата, станка.

Обработку корпусных деталей выполняют в следующем порядке: вначале обрабатывают базирующие поверхности и крепежные отверстия, которые могут быть использованы при последующей установке; затем - все плоские поверхности и после них - основные отверстия. При этом для корпусов нежесткой конструкции применяют повторную (проверочную) обработку базовых поверхностей после черновой обработки всех плоских поверхностей и основных отверстий.

Однократно обрабатывают весьма жесткие конструкции корпусов при точных методах выполнения заготовок.

Окончательную обработку - шлифование или другие отделочные операции производят в том же порядке: сначала обрабатывают плоские поверхности, а затем - основные отверстия. Этот способ обработки называется обработкой от плоскости. При использовании в ка­честве установочной базы отверстия и прилегающего к нему торца процесс называется обработкой от отверстия. Целесообразность обработки от плоскости или от отверстия зависит от ряда условий, а именно: точности заготовки, требуемой точности обработки, производственной программы (допустимой сложности приспособлений), действующего парка оборудования и др.

Для средних и малых размеров корпусных деталей, где перестановки их в процессе обработки не вызывают трудностей, понятие обработки «от плоскости» или «от отверстия» теряют свое значение. Здесь целесообразней следовать принципу совмещения конструкторских и установочных баз.

Сварные конструкции корпусов, выполненные из элементов, не под­вергавшихся обработке, проходят черновую, получистовую и чистовую обработки. При этом в зависимости от объема производства и точности выполнения сварочных работ корпуса обрабатывают в приспособлениях или по разметке. Поверхности сварных корпусов, выполненные из пред­варительно обработанных элементов, подвергают только чистовой обработке без разметки, так как такие корпуса сваривают в приспособ­лениях, обеспечивающих достаточную точность взаимного положения их элементов. При этом установку крупногабаритных корпусов про­изводят с выверкой по обработанным до сварки поверхностям, а уста­новку корпусов небольших габаритов - в приспособлениях.

Плоские поверхности корпусов в серийном производстве обраба­тывают на продольно-фрезерных или продольно-строгальных станках, а в массовом - на протяжных станках, фрезерных станках непрерывного действия с карусельными столами или с барабанными устрой­ствами. Последние типы станков позволяют применять параллельно-последовательный метод черновой и чистовой обработки.

Плоские поверхности корпусов больших размеров обрабатывают на портально-фрезерных станках фрезерными головками, перемещаю­щимися относительно заготовки, установленной на неподвижной плите станка.

Базовые поверхности корпусных деталей небольших размеров обрабатывают на обдирочно-шлифовальных станках с вертикальной осью вращения.

Плоские поверхности корпусов окончательно обрабатывают шлифо­ванием на плоскошлифовальных станках, тонким строганием широким резцом, тонким фрезерованием и шабрением.

Основные отверстия корпусных деталей обрабатывают на универ­сальных горизонтально-расточных станках или на агрегатных многошпиндельных станках.

Диаметральные размеры отверстий получают обработкой соответствующим мерным инструментом (развертки, расточные блоки и расточные головки), установленным на расточных оправках или борштангах, а также односторонне расположенными резцами с точной регулировкой на размер.

Точность межосевых расстояний, параллельность и перпендикулярность осей и другие требования к расположению отверстий обес­печивают обработкой отверстий с направлением инструмента в кон­дукторе или обработкой отверстий без направления инструмента, с использованием универсальных способов координации положения инструмента.

В массовом и крупносерийном производствах основные отверстия корпусных деталей обрабатывают на многошпиндельных станках одновременно с двух или трех сторон заготовки. Положение отверстий определяют соответственно расположенными в головках агрегатных станков шпинделями и инструментом, направляемым кондукторными втулками установочного приспособления.

Основные отверстия корпусов неболь­ших габаритных размеров могут быть об­работаны на вертикально-сверлильных станках с применением кондукторов и многошпиндельных головок и на радиально-сверлильных станках с применением поворотных кондукторов.

В серийном производстве основные от­верстия в корпусных деталях обрабатывают на универсальных горизонтально-расточ­ных станках с направлением инструмента по кондуктору. Межосевые расстояния и параллельность осей отверстий обеспечи­вают перемещением стола и направлением расточной скалки оправки по кондуктору, а перпендикулярность осей - поворотом стола станка с закрепленной на нем заго­товкой.

Чтобы повысить производительность труда при работе на расточных станках, применяют многошпиндель­ные расточные головки для одновременной обработки нескольких отверстий с параллельными осями.

Обработку с направлением инструмента по кондукторным втул­кам ведут на агрегатных станках и на универсальных расточных станках при установке обрабатываемых корпусов в кондукторе на уста­новочные пальцы по двум базовым отверстиям, расположенным на плос­кой поверхности основания.

Для обработки отверстий, расположенных на разной высоте, шпиндель устанавливают, перемещая шпиндельную бабку по колонне станка.

В тяжелом машиностроении, кроме расточных станков с подвиж­ным столом, применяют расточные станки с неподвижным столом, у которых все необходимые рабочие движения совершает шпиндель­ная бабка. Расточные операции, производимые на этих станках, обычно не разделяют на предварительные и чистовые, а выполняют при одной установке. После выполнения всех переходов и по достижении заданных размеров и чистоты поверхностей переходят к обработке отверстий на следующей оси.

В тяжелом машиностроении применяют переносные станки и агрегатные установки (расточные, сверлильные, фрезерные и др.) для одновременной обработки корпусных деталей.