Процессы обработки заготовок. Часть 2. Составление рациональных техно

2.2.2. Технологический маршрут обработки корпуса коробки скоростей токарного станка

Обработку корпусов коробок скоростей в крупносерийном и массовом производстве обычно осуществляют на агрегатных станках.

В табл. 2.3 приведен технологический маршрут обработки корпуса коробки скоростей токарного станка.

Таблица 2.3

Технологический маршрут обработки корпуса коробки скоростей токарного станка в крупносерийном производстве

05Предварительное шлифование верхней плоскости на плоскошлифовальном станке

10Промывание отливки корпуса коробки скоростей в моечном агрегате

Сверление и нарезание резьбы во всех отверстиях

20с верхней стороны и развертывание двух технологических отверстий

Предварительное и окончательное фрезерование тор-

30цов на четырехшпиндельном продольно-фрезерном станке

Предварительное и окончательное фрезерование

40нижних платиков и зеркала на восьмишпиндельном продольно-фрезерном станке

50Окончательное шлифование верхней плоскости на плоскошлифовальном станке

60Черновое растачивание всех отверстий продольных осей с двух сторон на агрегатном станке

70Чистовое растачивание всех отверстий продольных осей с двух сторон на агрегатном станке

Окончание табл. 2.3

42

Наиболее технологичными являются валы с возрастающим или убывающим диаметром ступеней. Участки вала, имеющие один и тот же номинальный размер, но разные допуски, должны быть разделены канавками, четко разграничивающими обрабатываемые и необрабатываемые поверхности. При этом желательно, чтобы обрабатываемые участки вала имели равные или кратные длины, а перепады ступеней были по возможности наименьшими. Конструкция вала должна допускать обработку ступеней на проход и обеспечить удобный подход и выход режущего инструмента.

Валы изготовляют из сталей 35, 40, 45, 40Г, 50Г или из высокопрочных легированных сталей. В ряде случаев валы изготавливают из серых чугунов, например, из чугунов СЧ 20, СЧ 15 и др.

Валы с небольшим количеством ступеней и небольшими перепадами диаметров изготавливают из заготовок, отрезанных от стального прутка. Валы, имеющие сложную конфигурацию или со ступенями, значительно отличающимися по диаметрам – из заготовок, получаемых ковкой, штамповкой, поперечным прокатом или ротационным обжатием. Для изготовления валов сложной конфигурации, например, коленчатых валов, используют стальные или чугунные литые заготовки. Выбор рациональной заготовки должен быть обоснован технико-экономи- ческими расчетами.

Основными технологическими базами при механической обработке вала являются торцовые поверхности и центровые отверстия. От точности выполнения основных баз зависит точность исполнения последующих операций. Основной технологической задачей, решаемой в процессе механической обработки ступенчатых валов, является обеспечение расположения осей всех обрабатываемых ступеней вала на одной геометрической линии в целях уменьшения радиального биения.

Одной из сложных разновидностей ступенчатого вала, где к указанным выше требованиям прибавляется необходимость обеспечить расположение осей всех наружных поверхностей ступеней вала и ступенчатых участков центрального осевого отверстия на одной геометрической оси, являются шпиндели металлорежущих станков.

45

2.3.1. Технологический маршрут обработки шпинделей станков

Шпиндель металлорежущего станка занимает особое место в кинематической цепи станка, так как от него зависит не только передача вращательного движения обрабатываемой заготовки, но и качество обработки. Он вращается на опорных шейках, являющихся его основными базами. Шпиндели работают на опорах качения и опорах скольжения. В первом случае к шпинделям предъявляют требования по жесткости и прочности, а во втором, кроме того, и по износостойкости.

По конструктивной форме шпиндели можно разделить на три вида:

шпиндели без осевого отверстия (рис. 2.1, а), применяемые в шлифовальных станках;

шпиндели с несквозным отверстием (рис. 2.1, б), применяемые в сверлильных станках и многошпиндельных сверлильных головках;

а

б

в

Рис. 2.1. Конструктивные разновидности шпинделей металлорежущих станков: а – без осевого отверстия; б – с несквозным отверстием; в – со сквозным отверстием

46

шпиндели со сквозным отверстием (рис. 2.1, в), имеющие наиболее широкое применение на станках токарной группы, фрезерных, резьбофрезерных, резьбошлифовальных и др. станках.

Шпиндели изготавливают из сталей 45, 20Х, 40Х, 40ХН, 12ХН2, 12ХН3 и реже – из других марок сталей. Для изготовления пустотелых шпинделей некоторых тяжелых станков используют серый чугун СЧ 15 и СЧ 20 и, в редких случаях, стальное литье. Сталь 35ХЮА применяют для изготовления шпинделей тяжелых расточных и крупных круглошлифовальных станков (с азотированием опорных шеек).

Если шпиндель имеет фланец, диаметр которого значительно больше диаметра опорных шеек, то необходимо брать поковку или штамповку. Если фланец у шпинделя отсутствует, или если диаметр его мало отличается от диаметра шеек, заготовку следует брать из проката.

По точности шпиндели можно разделить на три группы:

шпиндели для станков нормальной точности;

шпиндели для станков повышенной и высокой точности;

шпиндели для станков особо высокой точности и прецизионных станков.

Отклонения от круглости и цилиндричности опорных шеек шпинделя для станков нормальной точности не должны превышать 50 % допуска на диаметральные размеры опорных шеек. Для станков повышенной и высокой точности эти величины не должны превышать 25 %, а для прецизионных станков – 5–10 % от допуска на диаметр опорных шеек. Опорные шейки шпинделей прецизионных станков имеют отклонение от кругло-

сти не более 0,3–0,5 мкм и отклонение от цилиндричности не более 0,25–0,5 мкм на длине 300 мм при допуске на диаметр шеек 1,5–3 мкм. Радиальное биение конусного отверстия шпинделя относительно подшипниковых (опорных) шеек не должно превышать для станков нормальной точности 5–10 мкм, для станков повышенной и высокой точности – 3–5 мкм, а для прецизионных станков – 1–3 мкм.

47

Торцовое биение опорных фланцев относительно оси вращения не должно превышать 6–8 мкм для станков нормальной точности, 3–6 мкм для станков повышенной и высокой точности и 1–3 мкм для станков особо высокой точности и прецизионных станков.

Шероховатость поверхности опорных шеек Ra = 0,4–0,8 мкм для станков нормальной точности, Ra = 0,1–0,2 мкм для станков повышенной и высокой точности и Ra = 0,05–0,1 мкм для станков особо высокой точности и прецизионных станков.

Наиболее сложным является изготовление шпинделей со сквозным отверстием, например, шпинделя токарного станка. Основными базами шпинделя являются его опорные шейки, но так как использовать их в качестве технологической базы в последующем не представляется возможным, то, пользуясь ими, вначале осуществляют подрезку (фрезерование) торцов и центрование (выполнение центровых отверстий). Поверхности центров служат в дальнейшем технологическими базами. На рис. 2.2 показан общий вид такого шпинделя.

Рис. 2.2. Общий вид шпинделя токарного станка

Технологический маршрут обработки шпинделя токарного станка приведен в табл. 2.5.

Динамическую балансировку для устранения неуравновешенности быстроходных шпинделей производят в собранном виде на специальных балансировочных станках.

48

Продолжение табл. 2.5

50