книги из ГПНТБ / Ремонт строительных машин учебник

ры — для направления инструмента при обработке фасонных по­ верхностей.

Механизмы приводов в приспособлениях чаще всего применя­ ются для зажима деталей. Наиболее распространены механизиро-

Рис. 2.16. Схемы фиксаторов:

Разработка общего вида приспособления при его проектирова­ нии начинается с нанесения на лист необходимых проекций конту-

Рис. 2.17. Кондукторные втулки:

а и б — постоянные; в — сменные; а — быстросменные

ров заготовки, затем вокруг контуров последовательно наносят на­ правляющие элементы, установочные опоры, зажимные, делитель­ ные и вспомогательные устройства. При этом детали и механизмы выбираются по возможности из числа стандартизованных. В по­ следнюю очередь конструируется корпус приспособления.

40

Вопрос о применении механизированного привода для зажима заготовок в приспособлении решается с учетом необходимого бы­ стродействия и зажймного усилия. Считается, что при усилии на рукоятке более 16 кгс, а также при числе силовых импульсов для закрепления и раскрепления заготовок более 600—700 в смену не­ обходимо переходить на механизированный привод зажимных устройств.

Целесообразность применения приспособления определяется с помощью экономического критерия. Считается приемлемым срок окупаемости: для простых приспособлений — 1 год, для приспособ­ лений средней сложности — 2 года, для сложных и дорогих приспо­ соблений— 3 года. В том случае, когда использование приспособ­ ления планируется на меньший срок, за срок окупаемости должен быть принят этот эксплуатационный период.

Если для выполнения определенной операции может быть при­ менено несколько вариантов приспособлений, то выбирают тот из них, при котором срок окупаемости затрат будет наименьшим.

§ 7. Экономический анализ вариантов технологических процессов и выбор наиболее эффективного варианта

Почти всегда можно изготовлять деталь по нескольким вариан­ там технологического процесса. Поэтому очень важно найти наи­ более эффективный вариант. Обычно мерой эффективности техно­ логического процесса служит себестоимость, а наиболее эффектив­ ным считают тот вариант процесса изготовления, при котором ве­ личина себестоимости принимает минимальное значение.

При сравнении вариантов технологических процессов можно

М— расходы на смазочные, обтирочные и другие вспомога­ тельные материалы;

П— расходы на эксплуатацию и амортизацию применяемых приспособлений;

И — расходы на эксплуатацию и амортизацию инструмента; 3 — расходы на содержание и амортизацию здания;

Н— прочие расходы (заработная плата вспомогательных ра­ бочих и цехового управленческого персонала, затраты на внутрицеховой транспорт и т. д.).

41

Кроме сравнения себестоимости в тех случаях, когда размеры капиталовложений по сравниваемым вариантам различны, для вы­ бора наиболее экономичного варианта необходимо определить также срок окупаемости дополнительных капиталовложений. Это обусловлено тем, что вариант технологического процесса с мень­ шей себестоимостью продукции является экономически выгодным только тогда, когда связанные с пим дополнительные капиталовло­ жения возвращаются в народное хозяйство в достаточно короткий

срок, который установлен для машиностроения в 3—5 лет.

Срок окупаемости дополнительных капиталовложений опреде­ ляется по формуле

ным, если он характеризуется меньшей себестоимостью изготовле­ ния детали и сроком окупаемости дополнительных капиталовло­ жений.

§ 8. Понятие о типизации технологических процессов

Повышение производительности труда, качества продукции и рентабельности на предприятиях с серийным производством в ос­ новном сдерживается трудностью внедрения методов массового производства. Возможности преодоления этой трудности откры­ вает типизация технологических процессов.

Сущность типизации технологических процессов состоит в том, что все функционально различные, но сходные между собой в кон­ структивном и технологическом отношениях детали объединяют в группы и изготовляют по единой технологии. Объединение в груп­ пы дляобработки по единой технологии резко увеличивает серий­ ность и позволяет создавать для изготовления деталей поточные линии даже тогда, когда количество деталей каждого вида, входя­ щих в данную группу, относительно невелико.

Примером типизации технологических процессов при обработке деталей является так называемая групповая обработка, научные основы которой разработаны С. П. Митрофановым.

Объектом изучения, проектирования и применения технологии

при групповой обработке является не отдельная деталь, а группа деталей.

Детали объединяют в группы на основе возможности их пол­ ного изготовления или выполнения отдельных операций по общей технологии на одном и том же оборудовании с использованием единой оснастки и настройки (иногда с минимальной подналадкой, выполняемой самим рабочим).

42

ГЛАВА 3

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА т и п о в ы х ДЕТАЛЕЙ МАШИН

§1. Технология производства валов

Вмашинах находят применение гладкие, ступенчатые, полые,

1000 мм и менее, а максимальный диаметр до 120 мм и конструи­ руются как жесткие, т. е. имеют соотношение между длиной и диаметром менее 12 (1<12с1).

Валы изготовляются в основном из конструкционных углеро­ дистых сталей 40 и 45, а также легированных сталей 40Х, 45Г2

идр.

Вкачестве заготовок для валов применяют прокат сплошного сечения, трубы, поковки, штамповки и в некоторых случаях от­

ливки.

Поковки изготовляют свободной ковкой на молотах или штам­ повкой в подкладных и закрытых штампах на молотах и прессах. Некоторые заготовки изготовляют на горизонтально-ковочных ма­ шинах.

Конструкции современных машин предъявляют высокие требо­ вания к качеству обработки валов. Технические условия на обра­ ботку валов характеризуются следующими данными:

—шейки, сопрягаемые с подшипниками качения, обрабатыва­ ются по 2-му классу точности с чистотой поверхности по 7—8-му классу;

—шейки, сопрягаемые с подшипниками скольжения, обраба­ тываются по 3—4-му классу точности с чистотой поверхности по

6—7-му классу;

— биение посадочных шеек вала относительно общей оси до­ пускается не более 0,05—0,10 мм\

— точность формы (овальность и конусность) посадочных шеек должна быть в пределах допусков на их диаметры;

— центрирующие поверхности шлицев и шпоночные пазы дол­ жны обрабатываться по 3—5-му классу точности при чистоте по­ верхности по 4—6-му классу;

44

— резьбовые поверхности обрабатываются по 2—3-му классу точности для резьб и т. д.

В условиях единичного и серийного производства валы обра­ батываются обычно на токарных станках общего назначения. При обработке жестких коротких валов (длиной до 150 мм) их уста­ навливают на станках в патронах; средние и длинные валы из проката устанавливают в центрах, а из поковок — в четырехкулач­ ковом патроне и на заднем центре. Обработка нежестких валов производится в центрах с применением неподвижных и подвижных люнетов.

В большинстве случаев маршрут обработки средних

идлинных валов включает:

—обработку торцов за­ готовки;

ние;

—чистовое обтачивание;

—предварительное шлифование шеек;

—фрезерование шлицев и шпоночных пазов;

—сверление отверстий;

—нарезание резьб;

—термическую обработку;

—окончательное шлифование шеек.

У полых валов обрабатываются, кроме того, внутренние поверх­ ности.

Центровые отверстия стандартизованы и выполняются по од­ ному из типов, показанных на рис. 3.1, либо цилиндрическим свер­ лом и зенковкой, либо специальным комбинированным сверлом, образующим полный профиль гнезда. Для предупреждения увода сверла при центровании предварительно производится подреза­ ние торцов.

Подрезание и центрование валов выполняют на двусторонних

центровальных станках или полуавтоматических фрезерно-цен­ тровальных станках, а также на токарных станках с установкой резца в резцедержателе суппорта, а сверла — в конусе пиноли зад­ ней бабки. При этом заготовку, если возможно, пропускают через отверстие в шпинделе станка и закрепляют с небольшим вылетом в патроне, а при невозможности этого — зажимают одним концом в патроне, а второй конец устанавливают в неподвижном люнете.

Для обработки валов, имеющих центральные отверстия, при­ меняют центровые пробки, а для обработки эксцентриковых ва­ лов— бугели (рис. 3.2).

Черновое и чистовое обтачивание валов в единичном и мелко­ серийном производстве ведут на токарных станках без специаль­

45

ной настройки. Резцы на размер по диаметру устанавливают проб­ ными проходами. В серийном производстве обработка производит­ ся на токарных станках, настроенных на выполнение определенной

Рис. 3,3. Схема гидрокопировального суппорта:

/ — копир; 2 — резцедержатель; 3 — подвижной гидроцилиндр, несущий резцедержатель; 4 — неподвижный поршень; 5 — калиброванное отвер­ стие; 6 — шток поршня (соединен с основанием гидрокопировального суппорта); 7 — канал; 8 — золотник; 0 — пружина; /0 — щуп; / / — на­ сос (Р «.20—25 кгс/см2)

батываемой шейки вала; остальные размеры по диаметрам и по длине выдерживаются автоматически за счет копира.

Применяются механические, гидравлические и электрические копирные устройства. На рис. 3.3 показана схема гидрокопироваль-

46

кого устройства к токарному станку. При его установке продоль­ ное движение резца совершается за счет перемещения всего суп­ порта ходовым валиком станка, а поперечное — гидроцилиндром 3. Работа гидрокопировального устройства происходит следующим образом. При закрытом золотниковом канале 7 в полостях ци­ линдра А и В вследствие перетекания жидкости через отверстие 5 устанавливаются одинаковые давления. Но поскольку площадь днища гидроцилиндра в полости А больше, чем в полости В, соз­ дается результирующая сила, которая перемещает гидроцилиндр по направлению стрелки С к обтачиваемой детали. Это переме­ щение будет происходить до тех пор, пока в результате переме­ щения вместе с цилиндром щупа 10 золотник приоткроет канал 7 на такую величину, при которой в полости В установится давление, равное примерно половине давления жидкости в полости А, ци­ линдр уравновесится и его перемещение вдоль оси штока прекра­ тится. За счет продольной подачи всего суппорта в таком поло­ жении будет обтачиваться цилиндрическая поверхность вала. Когда щуп упрется в торцовую поверхность шаблона, он переме­ стит золотник и последний на большую величину откроет канал 7. Масло из полости В начнет интенсивно перетекать з бак насоса, и давление в полости В упадет почти до нуля. Тогда цилиндр начнет перемещаться вдоль оси штока в направлении стрелки D. Это движение, складываясь с продольной подачей всего устрой­ ства, обеспечивает подрезание торца ступени вала. Когда щуп выйдет за пределы торца копира, пружина 9 несколько закроет золотником канал 7, давление в камере В возрастет, цилиндр снова уравновесится и начнется обработка цилиндрической по­ верхности следующей ступени вала.

Гидрокопировальные устройства целесообразно применять и при групповой обработке валов. Для упрощения наладки станка в этом случае целесообразно использовать групповые копиры барабан­ ного типа с набором копиров для каждой детали обрабатываемой группы.

В настоящее время выпускаются универсальные токарные стан­ ки с программным управлением, которые позволяют быстро и просто производить переналадку станка для обработки ступен­ чатых валов разных размеров в условиях мелкосерийного произ­ водства.

Для достижения высокой производительности при обработке валов эффективно применение токарных многорезцовых станков. На этих станках производится одновременно обтачивание несколь­ ких ступеней вала. Возможны три способа обработки: последова­ тельный, параллельный и комбинированный.

При последовательном способе обработки (рис. 3.4, а) резцы закрепляются на суппорте таким образом, что расстояние между их режущими кромками равно длине обтачиваемых ступеней вала и они вступают в работу один за другим. Резание производится при продольной подаче, а длина прохода при этом равна длине вала.

47

При параллельной обработке резцы расставляются так же, как при первом способе, но режущие кромки резцов устанавливаются несколько правее начала ступеней, для обработки которых они предназначены (рис. 3.4,6). В начале обработки производится ко­ сое врезание (с одновременной продольной и поперечной подачей), а по достижении требуемой глубины резания действует только продольная подача. При этом способе все резцы работают одновре­ менно, а длина прохода равна длине наибольшей ступени. Для сокращения длины прохода на длинных ступенях может устанав­ ливаться несколько резцов.

Рис. 3.4. Способы многорезцового обтачивания валов:

а — последовательный; б — параллельный; в — комбинированный

Комбинированный способ (рис. 3.4, в) является промежуточным между первым и вторым.

Выбор способа определяется главным образом возможностями станка. Наиболее эффективен второй способ.

Обработка шлицев на валах производится в большинстве слу­ чаев фрезерованием, иногда с последующим шлифованием.

Фрезерование шлицев у валов выполняют обычно червячной фрезой методом обкатки (рис. 3.5) на зубофрезерных или шлице­ фрезерных станках в зависимости от размеров валов. Установка вала на станке производится в центрах с жестким соединением его с помощью хомутика со шпинделем станка или в цанговом па­ троне передней бабки шлицефрезерного станка с подпиранием вто­ рого конца центром задней бабки. При фрезеровании длинных валов применяют подвижный люнет.

Фрезерование шлицев на валах может производиться также методом копирования дисковыми фасонными фрезами на горизон­ тально-фрезерных станках.

В большинстве случаев точность и чистота шлицев, получен­ ных фрезерованием, особенно по методу обкатки, оказываются

48

достаточными и последующего их шлифования не требуется. При необходимости шлифование по внутреннему диаметру и шлифова­ ние боковых поверхностей шлицев выполняют на шлицешлифоваль­ ных станках по методу копирования соответственно заправленны­ ми кругами, а наружной поверхности (по внешнему диаметру) — на круглошлифовальных станках обычными кругами.

Рис. 3.5. Схемы фрезерования шлицев:

а — методом обкатки; б, в и г — методом копирования

Фрезерование шпоночных канавок на валах обычно произво­ дится сразу после токарной обработки.

Канавки под врезные призматические шпонки фрезеруют на шпоночно-фрезерных станках стандартной концевой шпоночной фрезой, диаметр которой равен ширине шпоночного паза

(рис. 3.6, а).

Рис. 3.6. Схемы фрезерования шпоночных пазов:

Можно фрезеровать глухие шпоночные пазы и на обычных фре­ зерных станках концевыми фрезами с установкой вала в тисках, на призмах или в центрах. В последнем случае при большой длине вала для предупреждения прогиба под него ставят домкратик в месте фрезерования паза. Фрезерование паза обычно производится за один проход. Точность обработки при этом получается ниже,

3 — 8 3 6