книги из ГПНТБ / Некрасов С.С. Технология материалов. Обработка конструкционных материалов резанием учеб. пособие

вого движения хона составляет примерно от *4 до 1/5 величины окружной скорости.

Хонингование стальных и чугунных деталей производят со сма­ зочно-охлаждающей жидкостью, состоящей из смеси керосина и масла (ІО—30°о). Ее применение способствует снижению температуры в зоне резания и смывает абразивные зерна с обрабатываемой поверхности.

Перед операцией хонингования поверхность цилиндра предва­ рительно обрабатывается шлифованием или тонкой расточкой. При­ пуск под хонингование на диаметр составляет 0,01—0,04 мм и иногда доходит до 0,5 мм. Точность обработки соответствует 1—2-му клас­ сам; шероховатость обработанной поверхности 9—13-му классам чистоты. Недостатком хонингования является невозможность ис­ правления положения оси отверстия относительно торца детали.

Рис. 146. Схема суперфиниширования поршня

Суперфиниширование — окончательная обработка предвари­ тельно шлифованных поверхностей (чаще наружных цилиндри­ ческих) при помощи мелкозернистых абразивных или алмазных брусков, совершающих сложное движение с целью получения высо­ кого качества поверхности (рис. 146). Бруски для суперфиниша изготовляют из шлиф- и микропорошков. В качестве смазочно-охлаж­ дающей жидкости применяют керосин с добавкой 5—10% масла.

При суперфинише наружной цилиндрической поверхности обра­ батываемая деталь совершает вращательное движение ( s ^ 5 - r -V- 15 м/мин), бруски — колебательное движение с длиной хода 1,5—6 мм и частотой 250—1000 двойных ходов в минуту, а также движение подачи вдоль обрабатываемой поверхности величиной до 1—2 мм/об. Суперфиниширование точность размеров деталей повы­ шает незначительно, но обеспечивает минимальную шероховатость поверхности, соответствующую 9—14-му классам чистоты.

Полирование — обработка деталей при помощи особо мелко­ зернистой абразивной (полировальной) пасты, нанесенной на элас­ тичный полировальный круг, изготовляемый из войлока, кожи и па­ русины. В качестве абразива применяют порошки окиси хрома, крокуса (окись железа), венской извести, иногда корунда и кар­ борунда.

211

Окружная скорость вращения круга при полировании деталей из стали и чугуна — 30—35 м/с. Деталь прижимается к кругу с си­ лой, равной примерно 2—5 кгс (19,6—49 Н). Полирование обычно применяют в качестве декоративной отделки деталей, а также в ка­ честве подготовительной операции перед никелированием, хромиро­ ванием и другими гальваническими покрытиями. Шероховатость поверхности после полирования соответствует 7—12-му классам чистоты.

Гидроабразивная обработка заключается в подаче на обрабаты­ ваемую деталь струи жидкости, содержащей абразивные зерна, со скоростью 50—70 м/с. В результате происходит сглаживание неровностей, снятие и пластическое деформирование поверхностных слоев металла. Рабочая жидкость состоит из смеси воды, электро­ корунда, нитрида натрия (0,5%) и кальцинированной соды (1,5%). Вода и абразив берутся в соотношении (2 -н 5):1.

При гидроабразивной обработке удаляется припуск до 0,1 мм и поверхностный слой наклепывается на глубину до 0,2 мм. После обработки остаточные напряжения сжатия в поверхностном слое доходят до 150 кгс/мм2 (1471,5 МН/м2); шероховатость поверхности соответствует 8— 11-му классам чистоты. Гидроабразивная обра­ ботка повышает усталостную прочность деталей на 15% и износостой­ кость их поверхности на 25—30%.

В качестве недостатка процесса следует отметить трудность контроля величины снятого слоя.

§ 4. ШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ

Шлифовальные станки бывают следующих типов: круглошлифо­ вальные (для шлифования наружных цилиндрических поверхностей); внутришлифовальные; плоскошлифовальные; специальные (зубошли­ фовальные, резьбошлифовальные, шлицешлифовальные) и заточные (для заточки инструментов). Из них в ремонтных предприятиях сельскохозяйственного производства наиболее часто применяются круглошлифовальные, плоскошлифовальные, а также специальные станки, например, станки для шлифования шеек коленчатых валов.

Круглошлифовальные станки. Кинематическая и гидравлическая схемы круглошлифовального станка 3150 приведены на рис. 147.

От электродвигателя 4 через клиноременную передачу враще­ ние передается на вал //, на котором закреплен шлифовальный круг 19. Шпинделю вращение передается от электродвигателя / при по­ мощи двух ременных передач и вала /. Обрабатываемую деталь либо закрепляют в патроне, который навертывают на шпиндель 2, либо устанавливают в центрах. В последнем случае ее приводят во враще­ ние с помощью поводковой планшайбы.

Продольную подачу производят с помощью гидропривода. Насос 17 подает масло по трубопроводу 22 в реверсивный золот­

ник 28. В положении, показанном на рисунке, масло поступает по трубопроводу в правую полость силового цилиндра 3, закреплен-

212

ного на валу 111; при этом стол станка будет перемещаться справа налево. Из левой полости цилиндра 3 масло вытесняется поршнем в трубопровод 27 и далее через золотник 28, управляющий золотник 29 и дроссель 30 сливается обратно в бак. Когда стол дойдет до упора 39, рычаг 25 преодолеет защелку 23 и займет второе положе­ ние. При этом золотник 28 переместится влево, поток масла пойдет по трубопроводу 27 и стол начнет двигаться вправо.

Масло от насоса через управляющий золотник по трубопроводу 31 непрерывно подается также в цилиндр 32. Шток поршня, переме­

щаясь, выводит из зацепления зубчатые колеса 36 и 37 кинемати­ ческой цепи ручной подачи стола.

Для остановки стола необходимо рукоятку 24 переместить вправо до перекрытия потока масла к дросселю. Тогда масло начнет сли­ ваться из полости цилиндра 32, и пружина введет в зацепление колеса 36 и 37. В этом случае с помощью маховика 33 через зубчатые пары 34 35 и 36—37, а также реечной пары 38 станет возможным пере­ мещение стола вручную.

Поперечную подачу осуществляют путем поворота на некоторый угол ходового винта IV. Масло от насоса 17 подается к золот­ нику 20. При помощи упора, закрепленного на столе, и рычага в этом золотнике опускается поршень. Затем масло поступает по трубо­ проводу 21 в цилиндр 15, перемещает поршень и дает периодиче­ ский поворот храпового колеса 11. При помощи зубчатых колес 9— 10 и 7—8 винт IV получает движение.

На станке также имеется устройство для быстрого отвода и подвода шлифовального круга путем осевого перемещения винта IV одновременно с шлифовальной бабкой. На конце винта IV сво­ бодно насажен поршень цилиндра 5. По трубопроводу 18 масло подается в трехпозиционный золотник 6, который в крайних по­ ложениях направляет его в одну из полостей цилиндра 5. Смазка опор шпинделя и других узлов станка производится при помощи

шестеренного насоса 40. В системе имеется предохранительный клапан 16.

Плоскошлифовальные станки разделяются на станки, работаю­ щие периферией или торцом круга. Такие станки выпускают с круг­ лым или прямоугольным столами. В ремонтных производствах при­ меняют, в основном, плоскошлифовальные станки, работающие пери­ ферией круга и с прямоугольным столом.

Общая схема плоскошлифовального станка, работающего пери­ ферией круга, приведена на рис. 148, а. В станине 1размещены детали гидропривода. На направляющих станины помещается стол .2, полу­ чающий возвратно-поступательное движение от штока 5 рабочего цилиндра гидросистемы. На столе имеются Т-образные пазы для крепления деталей, приспособления или магнитной плиты 3.

Величину хода L стола регулируют кулачками 4, которые пред­ варительно устанавливают и закрепляют в требуемом положении. В любом из крайних положений стола соответствующий кулачок поворачивает рычаг 6, осуществляя тем самым реверсирование гид­

214

ропривода подачи стола. Таким образом, длина рабочего хода стола определяется расстоянием L между кулачками. Пуск и останов станка осуществляются от кнопочной станции 7. На станине станка непо­ движно закреплена колонна 8, на которой размещена шлифовальная бабка, могущая перемещаться в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Рукоятки 9 и 10 управляют перемещениями шлифо­ вальной бабки. Шлифовальный круг вращается с постоянной часто­ той вращения от отдельного электродвигателя.

В процессе шлифования стол с изделием движется возвратно­ поступательно, осуществляя продольную подачу. Поперечная подача производится передвижением шлифовальной бабки с кругом.

Плоскошлифовальные станки, работающие торцом круга, могут иметь вращающийся или продольно-перемещающийся стол. Эти

Рис, 148. Схемы плоскошлифовальных станков, работающих:

а — периферией круга; б — торцом круга

станки более производительны по сравнению со станками, работаю­ щими периферией круга. Плоскошлифовальные станки с вращаю­ щимся столом предназначены для шлифования сравнительно неболь­ ших деталей, обычно закрепляемых на магнитной плите. Станки с продольно-перемещающимся столом применяют для шлифования больших поверхностей крупных деталей.

На рис. 148, б приведена общая схема плоскошлифовального станка, работающего торцом круга, с вращающимся столом. В полой коробчатой станине 1 размещены механизмы привода станка и подачи шлифовальной бабки. На станине закреплена колонна 5 с направ­ ляющими, по которым может перемещаться в вертикальном направ­ лении шлифовальная бабка 6 с шлифовальным кругом 7. По на­ правляющим станины могут перемещаться салазки, на которых расположен вращающийся стол 4 с электромагнитной плитой 9. На станке имеются электродвигатель привода стола.?, кнопки управления 8, рукоятки управления 2 и маховичок 10; последний осуществляет быстрое перемещение шлифовальной бабки при наладке станка.

215

Г л а в а XI

ЗУБОНЛРЕЗАНИЕ

Процесс нарезания зубьев зубчатых колес состоит из чернового нарезания, чистового нарезания и отделки зубьев. Отделку произ­ водят обычно лишь для колес повышенной точности. Зубчатые колеса малых модулей (т < 3 мм) нарезают за один проход, крупных модулей (т > 6 мм) — два-три прохода.

При изготовлении зубчатых колес применяют методы копирования и обкатки (огибания). К методу копирования относится нарезание зубьев при помощи дисковых и пальцевых фрез, к методу обкатки — нарезание зубьев червячными фрезами и долбление зубьев долбяками и гребенками.

Метод копирования применяют в единичном и мелкосерийном производствах, так как он менее производителен и обеспечивает меньшую точность, чем метод обкатки. Нарезание зубьев методом копирования (дисковой фрезой) выполняют на универсально-фре­ зерных станках с применением делительной головки.

При нарезании зубчатых колес по методу обкатки режущий ин­ струмент и заготовка нарезаемого колеса имеют такие движения, какие они имели бы, находясь в действительном зацеплении. Наре­ зание зубчатых колес по методу обкатки обеспечивает более высокую производительность и точность обработки, дает меньшую шерохова­ тость обработанных поверхностей; и, кроме того, пользуясь этим методом, можно одним инструментом данного модуля нарезать колеса с любым числом зубьев. Однако для нарезания зубьев по методу обкатки требуется использование специальных станков.

§1. НАРЕЗАНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ

ИЧЕРВЯЧНЫХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

Нарезание зубьев методом копирования дисковыми и пальцевыми фрезами. Дисковая модульная фреза представляет собой фасонную фрезу с профилем, соответствующим профилю впадины зубчатого колеса (рис. 149-, а). Профиль впадины зависит от числа зубьев колеса, поэтому для получения большей точности колес дисковые модуль­ ные фрезы, кроме деления по модулям, разделяют еще и по номерам. Применяют комплекты, состоящие из 8, 15 или 26 фрез. При этом чем большее количество номеров фрез применяется во взятом комплекте, тем достигается более высокая точность зубьев нарезаемого колеса. Каждый комплект предназначается для нарезания колес с опреде­

216

ленным числом зубьев (табл. 25). Набор из 8 фрез применяют для нарезания колес с модулем т 8 мм; набор из 15 фрез — при т 5s

8 мм; набор из 26 фрез — для нарезания колес повы­ шенной точности.

Подбор фрезы из набора для нарезания косозубого ко­ леса производят по приведен­ ному числу зубьев

резаемого колеса.

Нарезание зубчатых колес дисковыми модульными фрезами про­ изводится на универсально-фрезерных станках с применением дели-

Таблица 25

Наборы зуборезных модульных дисковых фрез и числа нарезаемых зубьев колес

217

тельной головки. После фрезерования каждой впадины заготовку

при помощи делительной головки поворачивают на ~ оборота для

фрезерования следующей впадины и т. д. Точность нарезания соот­ ветствует 8—10-й степени, а шероховатость обработанной поверх­ ности — 5-му классу чистоты.

Пальцевая фреза (рис. 149, б) также представляет собой фасонную фрезу с профилем, соответствующим профилю впадины зубчатого колеса. Пальцевые фрезы применяют для фрезерования зубьев крупных колес с т > 10 мм, а также для нарезания шевронных колес. При использовании такой фрезы также применяется дели­ тельное приспособление. Точность формы зуба и шероховатость по-

Рис. 150. Схема нарезания зубчатых колес червячной фрезой

верхности остаются такими же, как и при нарезании дисковыми фре­ зами.

Нарезание зубчатых колес методом обкатки червячными фрезами.

Схема нарезания зубчатых колес по методу обкатки показана на рис. 150, а. Червячная фреза представляет собой режущий инстру­ мент, изготовленный в виде червяка, с прорезанными вдоль его оси канавками, образующими режущие зубья фрезы. Зубья червячной фрезы подвергнуты затылованию для получения на них необходи­ мых задних углов. Червячная фреза как бы состоит из нескольких зубчатых реек, зубья которых располагаются по винтовой линии. Червячные фрезы могут быть как однозаходными, так и многозаходными. Обычно червячные фрезы изготовляют из быстрорежущей стали, однако находят применение червячные фрезы с зубьями, оснащенными пластинками из твердых сплавов.

Червяк может находиться в зацеплении с зубчатыми колесами, поэтому возможно образование прямозубого колеса, если червячной фрезе и заготовке придать вращательное движение обкатки, выдер­ жав соотношение

пл _ г'

Пф - Г -

218

где п3 — частота вращения заготовки в об/мин; «Ф — частота вращения фрезы в об/мин;

z' — число заходов червячной фрезы; г — число нарезаемых зубьев.

Вращение фрезы и заготовки при нарезании косозубых колес

Червячную фрезу устанавливают так, чтобы можно было проре­ зать требуемую глубину впадин и чтобы движение подачи s было направлено вниз для прорезания зубьев по всей длине заготовки. Фрезу располагают под некоторым углом со к торцу заготовки (рис. 150, б). Угол наклона фрезы со при фрезеровании колес с прямыми зубьями равен углу наклона спирали фрезы а (со = а). При фрезе­ ровании колес с наклонным зубом

w = ß± а,

где (3 — угол наклона зубьев к оси колеса.

Знак «плюс» берут в том случае, если витки фрезы и направле­ ние зубьев колеса разноименные (правое и левое); знак «минус» берут при одноименном направлении зубьев и витков фрезы.

Подачу при черновом нарезании зубьев принимают s = 0,7 -ь -ь 4 мм/об заготовки, при чистовом — 0,3—1,2 мм/об. Для фрез из быстрорежущей стали скорость резания (окружная скорость враще­ ния фрезы) составляет 15—50 м/мин.

На зубофрезерных станках могут быть изготовлены зубчатые колеса наружного зацепления с прямыми и наклонными зубьями, а также червячные колеса. При нарезании червячными фрезами сте­ пень точности колес соответствует 7—9-му классам, а шероховатость поверхности — 5-му классу чистоты.

Основное (машинное) время при зубофрезерованни. Машинное время при обработке цилиндрических колес и зубчатых валов червячной фрезой подсчитывают по формуле

12 — перебег, равный 2—5 мм.

219

где t — глубина резания в мм (при нарезании зубьев за один про­ ход t = 2,2 т);

D — диаметр фрезы в мм;

со — угол установки фрезы на станке при нарезании прямозу­ бого колеса.

В ряде случаев для уменьшения величины врезания Іх применяют радиальное врезание, т. е. вначале -нарезание колеса ведут при радиальной подаче, затем после врезания на требуемую глубину переключают подачу на осевую.

Кинематическая схема зубофрезерного станка 5К32А показана на рис. 151. Станок предназначен для нарезания цилиндрических (с прямыми или наклонными зубьями) и червячных колес. Нарезание зубчатых колес производится по методу обкатки червячной фрезы и обрабатываемой заготовки как попутным, так и встречным методом зубофрезерования.

Ц е п ь г л а в н о г о д в и ж е н и я . Фреза 1 получает вра­ щение от электродвигателя мощностью 7,5 кВт с частотой вращения 1460 об/мин через коробку привода с клиноременной передачей и парой сменных зубчатых колес по следующей цепи:

бых колес, а также червячных колес с радиальной подачей диффе­ ренциал 2 работает как обычная зубчатая передача, и гдиф = 1.

За оборот фрезы нарезаемое колесо должно повернуться на —г обо­

ротов, где z' — число заходов фрезы, а z — число зубьев нарезае­ мого колеса (заготовки). Уравнение кинематической цепи деления, связывающей вращение нарезаемого колеса с вращением фрезы,1

220