книги из ГПНТБ / Ремонт строительных машин учебник

чем при обработке паза на шпоночно-фрезерном станке за несколь­

ко проходов.

Если в конструкции вала у шпоночной канавки предусмотрен выход фрезы, канавку фрезеруют дисковой фрезой на фрезерных станках (рис. 3.6,б). Канавки под сегментные шпонки фрезеруют стандартными фрезами (рис. 3.6, б) на горизонтальноили вер­ тикально-фрезерных станках врезанием фрезы без подачи вдоль

оси вала.

Нарезание резьбы на валах выполняется на токарно-|ВИНторез- ных и специальных станках с использованием плашек, резцов, гре­ бенок, фрез или абразивных кругов. Кроме того, для нарезания резьбы в отверстиях могут применяться метчики.

Рис. 3.7. Схема установки для вихревого нарезания резьбы

Нарезание резьбы плашками применяется только при неболь« ших диаметрах вала, если требуемая точность ее не превышает 3-го класса.

Более высокая точность резьбы может быть получена. нареза­ нием ее на токарно-винторезных станках резцами, заточенными в соответствии с профилем резьбы. Применяются резцы стержневые,

призматические и дисковые. Последние два типа резцов имеют боль­ ший срок службы, так как сохраняют правильный профиль при большом числе переточек. Для получения качественной резьбы не­ обходима правильная установка резца, а именно: ось профиля резца должна быть строго перпендикулярна оси вала, а верхняя грань (при чистовом нарезании)— горизонтальна и точно на вы­ соте центров.

Для сквозных резьб вместо обычных однониточных резцов при­ меняют резьбовые гребенки. Производительность обработки при этом существенно возрастает, так как нарезание осуществляется за один проход.

Высокая производительность нарезания резьбы достигается также при использовании вихревого способа. Нарезание вихревым способом обычно выполняют на токарных станках, оборудованных приспособлением (рис. 3.7). Приспособление устанавливается на

50

Бесцентровое шлифование гладких валов осуществляется на проход. Обрабатываемый вал помещается между двумя шлифо­ вальными кругами на направляющей линейке (рис. 3.9), при этом круг большего диаметра осуществляет шлифование, а круг мень­

шой амплитудой (2—6 мм) и частотой порядка 400—1000 колебаний в минуту. В результате обработки снимается очень малый припуск, составляющий 0,005— 0,02 мм.

Другим высокопроизводительным способом обработки незака­ ленных поверхностей является обкатка их роликами по схеме, показанной на рис. 2.13, б. Обкатка может производиться после чи­ стового точения или шлифования. Этот метод обеспечивает повы­ шение чистоты поверхности на 1—3 класса по сравнению с исход.

52

ной и упрочнение поверхностного слоя. Для получения высокого класса чистоты поверхности и зеркального блеска без достижения высокой точности применяется полирование на токарных или спе­ циальных станках мягкими вращающимися кругами из фетра, вой­ лока или ткани, на которые наносится специальная паста или смесь абразивного микропорошка и густой смазки. Вместо кругов иногда пользуются мягкой лентой, которая помещается в жимках или иных приспособлениях.

§2. Технология производства втулок и гильз

Вмашинах находят применение бронзовые, латунные, сталь­ ные, чугунные и биметаллические втулки, а также чугунные и стальные гильзы. Изготовляют их из прокатных прутков, литых стержней, цельнотянутых труб, полых отливок и биметаллических лент. Выбор вида заготовки зависит от масштаба производства, конструктивных форм, размеров и материала детали.

Подавляющее большинство втулок и гильз концентрично, т. е. они имеют общую ось наружной и внутренней поверхностей и же­ сткое ограничение допускаемой разностенности. Наружные поверх­ ности деталей этой группы обычно цилиндрические гладкие или ступенчатые, а внутренние — цилиндрические гладкие и ступенча­ тые или конические. Обработка их производится преимущественно по 2—3-му классу точности и 6—9-му классу чистоты. Отверстия окончательно обрабатываются, как правило, после запрессовки.

Одной из важнейших задач, решаемых при изготовлении втулок и гильз, является обеспечение концентричности наружных и вну­ тренних поверхностей и перпендикулярности торцов оси детали. Эта технологическая задача решается тремя методами:

—обработкой наружной поверхности, отверстия и торцов за один установ;

—первоначальной обработкой внутренней поверхности и ис­

пользованием ее в качестве базы при последующей обработке наружной поверхности и торцов, которая производится с уста­ новкой детали на оправке;

— первоначальной обработкой наружной поверхности и бази­ рованием по ней при последующей обработке внутренней поверх­ ности и торцов детали с установкой ее в патроне или приспособ­ лении.

Наивысшую степень концентричности обеспечивает первый спо­ соб, но он ведет к большому расходу материала, так как требуется припуск по длине заготовки для ^ажатия ее в кулачках. Второй способ не имеет этого недостатка, но степень концентричности за­ висит от точности оправки. Его применяют при обработке гильз и втулок, имеющих достаточно большую длину (l > d ). Третий спо­ соб находит применение при обработке коротких Втулок. Степень получаемой при этом концентричности определяется главным об­ разом точностью применяемых патронов и приспособлений.

53

Для обработки наружных поверхностей втулок и гильз приме­ няют те же методы, что и при обработке валов. Отверстия обра­ батываются сверлением, зенкерованием, растачиванием, разверты­ ванием, протягиванием, внутренним шлифованием, хонингованием, притиркой и другими методами. Выбор метода производится в за­ висимости от конструкции, размеров и материала детали, необхо­ димой точности и чистоты поверхности, а также масштаба произ­

водства.

С в е р л е н и е о т в е р с т и й в сплошном металле производят сверлами различных конструкций — спиральными, перовыми, труб­ чатыми и др. Наиболее распространены спиральные сверла.

Рис. 3.11. Схемы обработки отверстий зенкерами:

Сверление не обеспечивает высокой точности обработки и чи­ стоты поверхности (табл. 2.1). Кроме того, при сверлении наблю­ дается отклонение (увод) сверла от заданного направления, при­ чинами которого являются недостаточная жесткость сверла, неточ­ ность заточки режущих кромок, неодинаковость их затупления и т. д. Уменьшение отклонения сверла от заданного направления достигается кондукторами:

Сверление отверстий больших диаметров (свыше 30 мм) про­ изводят за два прохода, при этом первый проход — сверлом с диа­ метром 0,5—0,7 окончательного диаметра отверстия.

При изготовлении втулок сверление обычно применяется в ка­ честве предварительной операции перед растачиванием и другими видами обработки.

З е н к е р о в а н и е о т в е р с т и й применяется для исправле­ ния положения отверстий после сверления, черновой обработки отверстий в поковках и отливках, а также получистовой обработки отверстий перед развертыванием. Основные схемы обработки от-

. верстий зенкерами показаны иа рис. 3.11. Выпускаются зенкеры

стий применяют для получения поверхностей с высокой точно­ стью и чистотой. Погрешности в направлении оси отверстия раз­ вертками не исправляются. При черновом развертывании снимает­

54

ся припуск 0,1—0,5 мм на диаметр, при чистовом — 0,04—0,15 мм в. зависимости от диаметра обрабатываемого отверстия.

Развертки бывают цельные с хвостовиком, насадные цельные и насадные со вставными ножами. Для обработки отверстий боль­

револьверных, расточных и сверлильных станках резцами, уста­ новленными непосредственно на суппорте, в расточных оправках или борштангах. Наиболее высокая точность и чистота поверхно­ сти могут быть получены тонким растачиванием при больших ско­

зубьями. Последние зубья протяжки кольцевые, они зачищают поверхность.

Внутреннее ш л и ф о в а н и е о т в е р с т и й обеспечивает высо­ кие чистоту и точность поверхности. Оно является основным мето­ дом обработки отверстий в закаленных деталях, а также при чи­ стовой обработке отверстий большого диаметра в незакаленных деталях. Наиболее распространено шлифование на патронных станках (рис. 3.12). На них шлифуют стенки сквозных, глухих, ци­ линдрических и конических отверстий, а также торцы втулок. Кроме того, находят применение бесцентровые внутришлифовальные станки для обработки отверстий деталей, имеющих предвари­ тельно прошлифованную наружную поверхность, и планетарные станки для обработки отверстий крупных деталей, вращение кото­ рых затруднительно.

Х о н и н г о в а н и е применяется для обработки отверстий вы­ сокой точности (до 2-го класса) и чистоты (до 11-12-го класса).

Хонингованием нельзя исправить положение оси отверстия, так как головка соединяется со шпинделем станка шарнирно.

П р и т и р к а о т в е р с т и й применяется в особых случаях, когда требуется большая точность формы и размера и высокая чистота поверхности (например, в гильзах плунжерных пар топлив­ ных насосов, в гидрораспределителях и т, д.).

55

Последовательность обработки втулок устанавливается с уче­ том принятых методов обеспечения концентричности наружных и внутренних поверхностей и обработки последних. При обработке тонкостенных втулок должно обращаться внимание на предупре­ ждение их деформации при закреплении.

Втулки из пластмасс обрабатываются аналогично металличе­ ским. При изготовлении их из индивидуальных заготовок объем обработки обычно бывает относительно небольшим, так как боль­ шинство элементов получает окончательный вид непосредственно в процессе отливки в пресс-формах.

§ 3. Технология производства зубчатых колес

Для передачи вращательного движения в машинах широко ис­ пользуются цилиндрические, конические и червячные зубчатые пе­ редачи.

Технические условия на изготовление зубчатых колес определя­ ются необходимой точностью. Требуемая точность зубчатых-колес

в основном соответствует 7—10-й степени, установленной стан­ дартами на зубчатые передачи. Соответственно ограничивается допускаемое биение наружных поверхностей и торцов. Внутренние отверстия колес обрабатываются в большинстве случаев по 2—• 3-му классу точности.

Зубчатые колеса изготовляются в основном из конструкцион­ ной стали (Ст. 5, 40, 45, 40Х, ЗОХГТ и других марок) и в неболь­ шом количестве из чугуна и бронзы.

Заготовками для изготовления стальных зубчатых колес явля­ ются обычно поковки и штамповки, подвергнутые нормализации или улучшению в целях измельчения структуры и повышения вяз­ кости металла. Малонагруженные шестерни небольшого диаметра могут изготовляться из проката. Стальные зубчатые колеса боль­ ших диаметров, а также чугунные колеса и колеса из цветного металла делают из литых заготовок.

Технологический процесс обработки зубчатых колес выбирает­ ся на основе методики, изложенной в гл. 2. В общем случае изго­ товление зубчатых колес включает: обработку заготовки под на­ резание зубьев; нарезание, закругливание и шевингование зубьев; термическую и отделочную обработку.

Обработка зубчатых колес до нарезания зубьев производится с учетом соблюдения концентричности поверхностей и перпендику­ лярности торцов к оси заготовки в пределах заданных допусков. Выполнение этого требования достигается применением тех же методов, что и при обработке втулок (см. § 2 гл. 3). В большин­ стве случаев пользуются вторым методом. Устойчивая посадка за­ готовки на оправке обеспечивается тогда, когда длина посадочного отверстия больше его диаметра (d) и соблюдается соотношение

- j < 9 (где D — наружный диаметр заготовки).

56

При обработке центрального отверстия в заготовке часто поль­ зуются методом протягивания, особенно если отверстие должно иметь шлицы. Шлицевые отверстия можно протягивать двумя протяжками — сначала цилиндрической, а затем шлицевой. Но бо­ лее высокая точность достигается при обработке комбинированной

на долбежных и строгальных станках с применением приспособ* лекий.

тально-фрезерных станках последова­ тельным фрезерованием впадин между зубьями. Заготовка кре­

пится в делительной головке и посредством ее поворачивается на необходимый угол для обработки очередной впадины. При этом в целях предупреждения накопления от шага к шагу ошибки при делении поворот может производиться не через один зуб, а через несколько зубьев.

Дисковые зуборезные фрезы выпускаются для стандартных мо­ дулей комплектами, в которых каждая фреза предназначена для нарезания колес с определенными границами чисел зубьев. Обычно пользуются комплектами из 8 или 15 фрез. Выбор комплекта и номера фрезы производится в зависимости от модуля, требуемой точности и числа зубьев колеса.

Косозубые цилиндрические колеса нарезаются дисковыми фре­ зами на универсально-фрезерных станках с поворотом стола на угол, равный углу наклона зуба нарезаемого колеса. Делитель­ ная головка соединяется с механизмом продольной подачи стола. Фреза выбирается не по действительному, а по некоторому услов­ ному числу зубьев, определяемому расчетом.

Дисковыми фрезами нарезают зубчатые колеса с модулем не более 20 мм; при большем модуле прибегают к нарезанию колес пальцевыми фрезами на вертикально-фрезерных или специальных станках.

Нарезание зубьев дисковой и пальцевой фрезами не обеспечи­

57

В условиях массового и крупносерийного производства ме.тод копирования реализуется в виде протягивания зубьев фасонными протяжками или зубодолбления многорезцовыми головками, одно­ временно нарезающими все зубья колеса.

В практике машиностроения основным методом нарезания зубьев цилиндрических колес является метод обкатки, осуществляе­ мый фрезерованием червячной фрезой или долблением. При этом методе обработки заготовке и инструменту сообщается непрерыв­ ное и согласованное вращение, которое воспроизводит зацепление зубчатой пары. Поэтому точность обработки здесь более высокая (до 7-й степени).

Рис. 3.14., Схемы установки червячной фрезы при нареза­ нии зубьев цилиндрических колес:

а — прямозубого; б — косозубого

Фрезерование зубьев червячной фрезой производят на спе­ циальных зубофрезерных станках. Червячные фрезы стандартизо­ ваны. Для черновой обработки они изготовляются однозаходными и многозаходными. Для чистовой обработки применяются только однозаходные фрезы.

Для фрезерования прямозубых колес фреза устанавливается по отношению к торцу заготовки под углом, равным углу подъема витков червячной фрезы (рис. 3.14,а), а для' фрезерования косо­ зубых колес — под углом, равным алгебраической сум.ме углов подъема витков фрезы и наклона зубьев фрезеруемого колеса (рис. 3.14,6). В процессе обработки фреза помимо вращения полу­ чает перемещение (подачу) параллельно оси заготовки.

Нарезание зубчатых колес с модулем до 5 ям производят за один проход, от 5 до 10 мм — за два прохода, более 10 мм — за три и более проходов. Повышение производительности обработки достигается применением для чернового фрезерования многозаходных фрез, а также одновременным фрезерованием нескольких за­ готовок, устанавливаемых на одной оправке.

Нарезание цилиндрических зубчатых колес с зацеплением Но­ викова выполняется аналогично на обычных зубофрезерных стан­ ках. Однако фрезы для этого имеют специальный профиль и раз­ личны для каждого колеса пары. Зубья с вогнутым профилем

{58

нарезают фрезой с выпуклым профилем зубьев и, наоборот, зубья

долбежных станках и применяется в основном для обработки многовенцовых зубчатых колес с близко расположенными венцами, об­ работка которых дисковыми фрезами невозможна из-За отсутствия выхода фрезы, а также зубчатых колес с внутренним зацеплением. При обработке долбяк со­ вершает возвратно-поступа­ тельное движение вдоль своей оси, вращение и ра­ диальное перемещение к центру заготовки до вреза­ ния на заданную глубину.

Обрабатываемой заготовке сообщается вращение, точ­ но согласованное с враще­ нием долбяка (за время по­ ворота долбяка на один зуб

заготовка также поворачи­ Рис. 3.15. вается на один зуб).

Зубодолбленйем можно получить 7-ю степень точ­

ности зубьев, но производительность при этом методе более низ­ кая, чем при зубофрезеровании.

Для обработки прямозубых и косозубых зубчатых колес с большим модулем применяются реечные долбяки. В процессе об­ работки реечный долбяк имеет возвратно-поступательное движение вдоль оси заготовки, а обрабатываемое колесо совершает медлен­ ное вращение и поступательное перемещение вдоль рейки (за время поворота на один зуб оно перемещается вдоль рейки на один шаг). По окончании обработки одной впадины долбяк и ко­ лесо возвращаются в исходное положение, затем заготовка совер­ шает поворот на один зуб, и производится долбление следующей впадины. Обработка реечным долбяком менее производительна, чем дисковым.

Н а р е з а н и е к о н и ч е с к и х з у б ч а т ы х к о л е с с пря­ мыми зубьями может производиться методом копирования и мето­ дом обкатки. Однако из-за малой точности и производительности метод копирования применяется крайне редко и только в единич­ ном производстве зубчатых колес, работающих с малой скоростью при небольших нагрузках. Нарезание производится дисковой мо­ дульной фрезой на горизонтально-фрезерных станках.

Основным методом нарезания конических зубчатых колес яв­

ляется метод обкатки, осуществляемый зубостроганием и зубофрезерованием.

59