книги из ГПНТБ / Ремонт строительных машин учебник

Обработка зубьев колес строганием производится на специаль­ ных зубострогальных станках, в которых режущим инструментом является пара резцов, совершающих возвратно-поступательное движение по образующим обрабатываемого зуба и поворот (рис. 3.16). Заготовка также поворачивается за время нарезания зуба на соответствующий ему угол. В результате этих согласован­ ных движений при обработке каждого зуба производится обкатка заготовки. После обработки одного зуба резцы отводятся, заготов­ ка и резцовая планшайба поворачиваются в исходное положение, заготовка получает делительный поворот на один зуб, резцы и

заготовка сближаются и производится обра­ ботка следующего зуба.

Данный способ обеспечивает высокую точ­ ность и чистоту зубьев, но имеет относитель­ но малую производительность. Для увеличе­ ния производительности зубострогания про­ изводят предварительную черновую прорезку впадин между зубьями. Она может выпол­ няться на обычных горизонтально-фрезерных станках модульными фрезами.

Нарезание прямозубых конических . колес небольших модулей ( т < 1 8 мм) методом об­ катки выполняется также двумя дисковыми фрезами, установленными на наклонных шпин­ делях так, что при сближении с заготовкой они прорезают одну впадину. При этом за

счет движения обката образуется рабочий профиль зубьев. Этот способ более производителен, чем зубострогание, так как обра­ ботку можно вести с большими скоростями резания.

Нарезание конических зубчатых колес с криволинейными зубья­ ми производится двумя основными способами — конусной червяч­ ной фрезой и резцовой головкой — на специальных станках. Более производителен второй способ. Он и находит широкое применение.

Н а р е з а н и е ч е р в я ч н ы х к о л е с производится на зубо­ фрезерных ставках двумя методами (рис. 3.17): с радиальной по­ дачей и с тангенциальной подачей фрезы.

При методе радиальной подачи червячная фреза предбтавляет собой как бы копию червяка, с которым червячное колесо будет работать в паре, т. е. фреза имеет такие же модуль, диаметр дели­ тельного цилиндра, число заходов, угол профиля режущих кромок и форму винтовой поверхности, как и червяк. В процессе обработ­ ки заготовке сообщается вращение и радиальная подача на вра­ щающуюся фрезу. При этом скорости вращения фрезы и заго­ товки согласованы между собой и соответствуют передаточному отношению в червячной паре, для которой изготовляется колесо.

При методе тангенциальной подачи нарезание зубьев произво­ дится червячной фрезой, имеющей заборную часть, на которой витки срезаны на конус (остальные витки являются калибрую­ щими),

60

Перед началом обработки червячная фреза и изготовляемое колесо устанавливаются так, что их межцентровое расстояние рав­ но полусумме начальных окружностей. При обработке фреза со­ вершает вращение и подается вдоль своей оси по касательной к начальной окружности колеса, которое в свою очередь также со­ вершает согласованное вращение.

З а к р у г л е н и е з у б ь е в производится у колес, которые при работе вводятся в зацепление с парными колесами перемещением их в осевом направлении. Оно заключается в том, что у торцовой части зубьев снимается фаска или создается бочкообразная по­ верхность. Такая операция выполняется на специальных станках.

Для чистовой обработки зубьев в целях повышения точности и класса чистоты рабочих поверхностей цилиндрических зубчатых колес внешнего и внутреннего зацепления, а также червячных ко­ лес применяется ш е в и н г о в а н и е . Оно производится на спе­ циальных шевинговальных станках. Режущим инструментом яв­ ляется шевер. Шеверы бывают дисковые, реечные и червячные (последние используются для шевингования червячных колес). Наиболее распространен способ шевингования колес посредством дисковых шеверов.

Дисковый шевер представляет собой зубчатое колесо, на зубьях которого прорезаны канавки, образующие режущие кромки. Для шевингования прямозубых колес применяют дисковые шеверы с косыми зубьями, а для обработки косозубых колес — прямозубые и косозубые шеверы. При этом шевер устанавливается так, чтобы ось его перекрещивалась с осью зубчатого колеса под углом 10— 15° (рис. 3.18). Это необходимо для создания скольжения зубьев

61

шевера вдоль зубьев колеса при их вращении, что обеспечивает снятие шевером тонких стружек с рабочих поверхностей зубьев'Чрбрабатываемого колеса. Зубчатое колесо приводится во вращенке шевером.

Шевингование является высокопроизводительным и экономич­ ным способом чистовой обработки цилиндрических зубчатых ко­ лес 6—7-й степени точности.

Термическая обработка зубчатых колес, изготовляемых из ста­ ли с содержанием 0,4—0,5% углерода, обычно производится за­ калкой токами высокой частоты с последующим отпуском. Зубча­ тые колеса, изготовляемые из цементуемых сталей, подвергаются цементации с последующими закалкой и отпуском. Защита поверх­ ностей, не подлежащих цементации, производится обмазкой жид­ ким стеклом с асбестовым порошком или омеднением.

К о н т р о л ь з у б ч а т ы х к о л е с в общем случае включает проверку кинематической точности, плавности работы и контакта зубьев обработанного колеса в передаче. Эти проверки выполня­ ются измерением различных элементов колеса.

При выборе комплекса элементов зубчатых колес, которые над­ лежит измерить, учитывается целый ряд факторов: точность из­ готовляемых зубчатых колес, технология, масштаб и серийность производства, наличие зубоизмерительных средств и т. д. Контроль зубчатого колеса включает проверку его линейных размеров, тор­ цового и радиального биения, направления зуба, величины и на­ копленной ошибки окружного шага, толщины зуба или длины общей нормали, а также комплексную проверку изготовленного колеса в паре с измерительной шестерней. Для этих проверок ис­ пользуются различные измерительные инструменты и приборы (шагомеры, кромочные штангензубомеры, зубомерные микромет­ ры, нормалемеры и т. д.).

§4. Общие сведения об изготовлении корпусных деталей

Ккорпусным относятся базовые детали, внутри которых мон­ тируются механизмы машин (например, картеры редукторов, раз­ даточных коробок, коробок передач и т. д.). Для них характерно наличие привалочных поверхностей, которыми они сопрягаются с другими узлами машины, а также систем отверстий под подшип­ ники валов, установочные штифты и крепежные детали, точно ко­

ординированных между собой, и относительно привалочных поверх­ ностей. Соблюдение этой координации необходимо для обеспечения нормального монтажа взаимосвязанных узлов машины. В связи с этим при обработке корпусных деталей должно обращаться ос­ новное внимание на обеспечение (в пределах установленных допусков) межосевых расстояний, параллельности и перпендику­ лярности осей основных отверстий друг другу и привалочным пло­ скостям, размеров и геометрической формы всех отверстий и пер­ пендикулярности их торцов осям, соосности отверстий для под­ шипников каждого вала,

62

Корпусные детали изготовляют обычно из чугунных или сталь­ ных отливок. Иногда в качестве заготовок применяют также от­ ливки из алюминиевых сплавов и сварные конструкции.

Обработка корпусных деталей обычно начинается с основных базовых поверхностей, затем обрабатываются поверхности, парал­ лельные и перпендикулярные базовым, включая основные отвер­ стия, и в конце — крепежные отверстия.

При выполнении первой операции установка детали произво­ дится на черновые базы. Выбор черновых баз должен обеспечить необходимое взаимное положение обработанных и необработанных поверхностей, а также равномерное распределение припусков. Дальнейшая обработка производится с установкой детали на чи­ стовые базы.

Внешние поверхности обрабатывают строганием на продольно­ строгальных станках или фрезерованием на продольно-фрезерных станках. При этом в Серийном производстве в целях повышения производительности черновая обработка может производиться с установкой на стол станка нескольких деталей и одновременным использованием нескольких резцов или фрез. Параллельные и взаимно перпендикулярные плоскости по возможности обрабаты­ вают с одной установки.

Обработку внешних поверхностей фрезерованием иногда про­ изводят и на расточных станках,' особенно в тех случаях, когда при этом можно и для повышения точности целесообразно произ­ водить с одной установки также обработку отверстий.

Обработка отверстий в корпусных деталях в единичном и мел­ косерийном производстве выполняется преимущественно на гори­ зонтально-расточных станках по разметке или с применением ко­ ординатного метода. При применении координатного метода вза­ имное положение детали и шпинделя станка для обработки каж­ дого отверстия устанавливается по координатам, которые рассчи-- тываются либо по отношению к соответствующим конструктивным элементам станка или приспособления, либо по отношению к от­ верстию детали, обрабатываемому первым и достаточно точно по разметке. Необходимые замеры при настройке станка производят­ ся концевыми плитками, штихмасами, индикаторами, щупами. На рис. 3.19 показан пример настройки станка с помощью плиток и щупа с отсчетом вертикальной координаты у от рабочей поверхно­ сти стола, а горизонтальной координаты л: — от отверстия детали (с использованием контрольного вала).

В специальных координатно-расточных станках имеются устрой­ ства для точных перемещений и взаимной установки стола и шпин­ дельной бабки на заданные координаты.' На координатно-расточ­ ных станках с программным управлением обеспечивается автома­ тическая работа по программе, записанной на перфокарту или магнитную ленту.

В серийном производстве растачивание отверстий корпусных деталей производится преимущественно в расточных приспособле-

63

Г Л А В А 4

ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ СБОРКИ МАШИН

§ 1. Общие понятия о сборке

Сборка является заключительной, важнейшей и наиболее трудоемкой стадией процесса изготовления машины. От качества сбор­ ки в значительной степени зависят фактические значения техни­ ческих характеристик, надежность и долговечность машины. Тру­ доемкость сборочных процессов на машиностроительных заводах достигает 40—50% общей трудоемкости изготовления машины в единичном производстве и 15—20% — в массовом:

Сборка машин подразделяется на два вида: окончательную и предварительную. В первом случае изготовленные машины после сборки, наладки и испытания не разбираются и в собранном виде отправляются потребителю (иногда производится их частичный де­ монтаж для возможности перевозки по железной дороге). При предварительной сборке машина на. заводе-изготовителе после ее наладки и испытания разбирается на сборочные блоки и в таком виде доставляется к месту использования, где и производится окон­ чательная сборка. По такому принципу собираются, например, сборно-разборные краны для установки пролетных строений и пу­ теукладчики, козловые и кабельные краны, экскаваторы большой мощности и другие крупногабаритные машины.

Последовательность сборки машин и состав операций зависят в первую очередь от конструкции машины и требуемого разделе­ ния сборочных работ. В общем случае машина может подразде­ ляться на связанные различным образом сборочные элементы: де­ тали, подгруппы, группы (узлы, агрегаты). Технологический про­ цесс разрабатывают отдельно для сборки узлов и для общей сбор­ ки машины.

Последовательность сборки каждого узла (группы или под­ группы соответствующего порядка) принято изображать в виде развернутых схем. Детали и подгруппы на них размещаются в той последовательности, в которой они устанавливаются при сборке.

Сборка узлов в той или иной степени сопровождается такими работами, как очистка, обдувка, промывка и наполнение смазкой

65

деталей, а также балансировка, испытания, обкатка и т. д. Кроме того, при некоторых методах сборки в это время производятся при­ гоночные работы. Необходимость выполнения перечисленных ра­ бот оговаривается в технических условиях на сборку.

Возможность сборки машины из предварительно собранных узлов является одним из важных показателей технологичности ма­ шины. В этом случае сборка узлов может вестись параллельно, па специализированных постах с большей механизацией, что облег­ чает и ускоряет весь процесс сборки машины. Степень расчленен­ ности сборки можно оценить коэффициентом расчлененности

Чем выше значение &расчл, тем совершеннее в технологическом отношении конструкция машины, а также организация и технология ее сборки. В настоящее время в серийном производстве машин

Сборка деталей в узлы и машин из деталей и узлов должна производиться наиболее рациональными для данных производст­ венных условий методами. Отличительным признаком методов яв­ ляется то, каким образом обеспечивается требуемая посадка. По этому признаку возможны и находят применение следующие ме­ тоды: сборка с применением полной, неполной или групповой взаимозаменяемости, сборка с применением регулировочных де­ талей-компенсаторов и сборка с индивидуальной пригонкой.

Целесообразность использования того или иного метода сборки зависит от требований к узлу и точности соединения сопрягаемых деталей. Поэтому выбор метода сборки приходится осуществлять на основе анализа размерных цепей и затрат ресурсов на удовле­ творение требований размерной цепи с помощью того или иного метода.

Р а з м е р н о й цепью называют замкнутую по контуру цепь размеров, определяющих взаимное положение поверхностей и осей де’тали или деталей узла.

Размеры деталей, включаемых в размерную цепь, называют звеньями. При этом зазоры и натяги также рассматриваются как самостоятельные звенья размерной цепи, хотя номинальная вели­ чина этих звеньев может быть равна нулю. Звено, которое обра­ зуется последним при сборке узла и представляет собой зазор или натяг, называют замыкающим звеном.

В качестве примера на рис. 4.1 показана элементарная раз­ мерная цепь, составленная применительно к сопряжению вал —

66

подшипник, в которой диаметры подшипника Ах и вала Л2 явля­ ются составляющими звеньями, а величина зазора Лд — замыкаю­

щим звеном, обеспечивающим подвижное сопряжение этих двух деталей. При этом имеет место соотношение

Величина зазора Ал определяется размерами подшипника и вала (Лд ~А\ —- Л2) , которые выдерживаются при обработке этих де­

талей с определенными допусками. В связи с этим действитель­ ная величина замыкающего звена в каждом случае сборки будет различной. Предельные значения величины этого звена могут быть рассчитаны на основе допусков на размеры Лх и Л2.

Из рис. 4.2 следует, что максимальный размер замыкающего звена

где 8Д и оДа — допуски на размер подшипника и вала. Диапазон возможных отклонений величины звена ЛЛ от но­

минального значения составит

Если эту величину рассматривать как установленный допуск на диаметральный размер зазора в сопряжении (8Дд), то

Аналогично для более сложной размерной цепи, показанной на рис. 4.3, имеем:

А — Л2 + Л3 + Л4 + Л5 + Лд; А = А Л2 — Л3 — Ai — Л5;

67

В общем случае при числе составляющих звеньев цепи п (об­ щее число звеньев п +1) размер замыкающего звена равен алге­ браической сумме составляющих звеньев:

П

/=1

Монтажный допуск на размер замыкающего звена

П

( « )

Средняя величина допуска на составляющие звенья при задан­ ном значении 8.

Сборка с применением полной взаимозаменяемости сводится к соединению сопрягаемых деталей без какого-либо подбора их, под­ гонки или регулировки, а требуемая точность 8Лл сборки дости­

гается автоматически, что обеспечи­ вает минимальную трудоемкость сбо­ рочных работ и допускает использова­ ние на сборке относительно малоква­ лифицированной рабочей силы. Кроме того, при полной взаимозаменяемости деталей упрощается кооперация заво­ дов по изготовлению деталей и узлов, их хранение и снабжение запасными частями для ремонта машин, находя­ щихся в эксплуатации.

Однако для применения этого ме­ тода необходимо, как это следует из

Рис. 4.3. Схема сложной раз­ анализа формулы (4.7), изготовлять мерной цепи детали с весьма жесткими допусками.

Для изготовления таких деталей не­ обходимо совершенное оборудование, точные приспособления и относительно дорогие контрольно-измерительные приборы. Поэтому данный метод экономически оправдывает себя преимущественно в массовом и крупносерийном производстве.

Сборка при неполной взаимозаменяемости производится из де­ талей, изготовленных по допускам несколько более широким, чем те, которые обеспечивают полную взаимозаменяемость. Вследст­ вие этого требуемая точность замыкающего звена достигается ав­ томатически не у всех собираемых объектов и часть деталей тре­ бует подгонки. В условиях большой серии вероятность того, что детали будут иметь предельные отклонения, при которых нару­ шаются требования к сборке, бывает небольшой (0,02—0,1), объем пригоночных и дополнительных разборочно-сборочных работ'также

6 8

сравнительно невелик и в определенных условиях может быть компенсирован экономией, которая достигается при изготовлении деталей по более широким допускам.

Сборка на основе групповой взаимозаменяемости (селективная сборка) применяется там, где по условиям работы сопряжения тре­ буется получить при сборке зазор или натяг (размер замыкающего звена) в весьма узких пределах, а изготовлять детали со столь жесткими допусками, как это было бы необходимо для полной взаимозаменяемости, технически затруднительно или экономически

циальной регулировочной детали (рис. 4.4).

Детали в этом случае могут изготовляться по значительно расши­ ренным экономически приемлемым для данного производства до­ пускам. В роли компенсаторов используются шайбы, втулки, про­ кладки, клинья, эластичные муфты и другие элементы. Такой метод находит широкое применение в машиностроении, так как позволяет получить высокую точность сборки при изготовлении деталей по широким допускам, а также производить их регулиро­ вание в процессе эксплуатации.

Сборка с индивидуальной пригонкой деталей по месту заклю­ чается в том, что заданная величина замыкающего звена в раз­ мерной цепи с расширенными допусками ее звеньев достигается изменением величины одного (иногда совместно двух) из заранее намеченных звеньев путем пригонки соответствующих деталей. Пригонка выполняется механической обработкой деталей по месту, опиливанием, зачисткой, шабрением, притиркой и другими спосо­ бами.

Метод сборки с индивидуальной пригонкой малопроизводите­ лен, так как пригоночные работы увеличивают объем сборочных

69