книги из ГПНТБ / Повышение точности поковок С. И. Ключников. 1960- 23 Мб

жение подается к зажатому участку заготовки. Контактные колод­ ки смонтированы на направляющих колонках 7, которые изолиро­ ваны текстолитовыми втулками и прокладками. Нагрев зажатого

в контакты участка до температуры 900—1000° осуществляется за

380 в; вторичное напряжение—от 0,6 до 2,0 в; трансформатор имеет 8 ступеней регулирования вторичного напряжения.

Отштампованная полугорячей электровысадкой головка (квад­ ратная или фасонная) детали обладает чистотой поверхности до

WV 7 класса и необходимой размерной точностью. Электровысад-

кой готовят детали гидромеханизма трактора «Беларусь». Можно производить высадку и крупных деталей при соответствующем уве­ личении мощности кривошипных прессов (высадочных машин) и ’нагревательных устройств.

! Эффективность внедрения процессов электровысадки характе­ ризуется значительной экономией металла. Перевод на нее пяти

480

наименований деталей на Горьковском автомобильном заводе дал возможность уменьшить отходы металла в стружку до 920 т в год.

Примером комбинированного нагревательно-ковочного автома­ та может служить установка индукционного нагревателя, вмонти­ рованная в высадочный автомат, на московском автомобильном заводе им. Лихачева для высадки толкателя клапана автомобиль­ ного двигателя. Совмещение в одном агрегате процессов нагрева

ивысадки осуществлено (по схеме фиг. 98) следующим образом

[1].В высадочный автоматический (пресс встроено нагревательное устройство 1. Движение заготовок из бункера в индуктор и из индуктора в высадочное устройство (штамп) обеспечено рядом ме­ ханизмов, встроенных в пресс. Пресс приводится в движение от электродвигателя 2. Через фрикционную муфту, клиноременную передачу 3 и систему зубчатых колес 4 движение от электродви­ гателя передается на кривошипный механизм 5 ползуна 6. Пол­ зун с закрепленным на нем штампующим пуансоном совершает возвратно-поступательные движения.

На кривошипном механизме 5 неподвижно закреплены два ко­ пира —• толкающий 8 и тянущий 9, предназначенные для управле­ ния движением заготовок. При вращении коленчатого вала копи­

ры упираются в ролики, сидящие на рычагах 10 и 11, шарнирно соединенных между собой. К рычагу 10 шарнирно прикреплена тяга 12, передающая движение штоку 14 через рычаг 13. Шток.

совершает движения вверх и вниз. На конце штока нарезаны

зубья, находящиеся в зацеплении с зубчатым валиком 15, кото­

рый при подъеме и опускании штока поворачивается то в одну, то

в другую сторону. От зубчатого валика 15 движение передается;

содной стороны на кулачки 16, перемещающие заготовки в бун-г кере, а с другой—на клещи 17, переносящие заготовки из призмы 18 в матрицу 19. Корпус, в котором помещены клещи, перемещает­ ся от рейки 20, находящейся в зацеплении с зубчатым колесом 15.. Рейка 20 совершает возвратно-поступательное движение и при своем перемещении поворачивает два валика 21, вращающихся в неподвижно закрепленных втулках. Таким образом, корпус вместе

склещами совершает маятниковое движение то в одну, то в дру­ гую сторону относительно осей валиков 21.

Заготовки закладываются в бункер 22, где они непрерывно перемешиваются кулачками 16. Перемешиванием достигается по­ падание заготовок в направляющий лоток и предохранение их от заклинивания в бункере. В направляющем лотке все заготовки располагаются одна на другой; при этом нижняя лежит на призме 18. Концы восьми нижних заготовок, перемещаясь по щели индук­ тора, нагреваются до заданной температуры. При движении пол­

зуна пресса назад вместе с ним начинают перемещаться тяги 23,

на которых с ходовой посадкой установлена упорная плита 24.

На тягах навернуты и закреплены упорные гайки 25, которые, на­ жимая на плиту 24, заставляют ее перемещаться вместе с тягами. На передней тяге закреплен также пневматический цилиндр 26,.

наконечник штока которого при перемещении тяг упирается в вы-.

181

При ходе ползуна вперед (к матрице) заготовка, удерживаемая губками клещей 17, несколько проталкивается в гнездо (ручей) матрицы. При этом клещи быстро уходят вверх. При дальнейшем продвижении ползуна пуансон штампует головку детали. Вытал­ киватель 27 при перемещении ползуна вперед (к матрице) пру­ жиной возвращается в исходное положение. Очередная заготовка,

перемещаясь по направляющему лотку, ложится на призму.

При перемещении ползуна пресса назад выталкиватель 27 пе­

ремещает по призме 18 следующую заготовку, а выталкиватель 7 выбрасывает толкатель с отштампованной головкой из гнезда матрицы.

ВНИИТракторсельхозмаш разработал полуавтоматическую установку для изготовления поковок коленчатых валов соломотря­ са, где контактный нагрев сопротивлением и деформация гибки совмещены в одной установке. Точность поковок коленчатых ва­ лов находится в непосредственной зависимости от точности ис­ ходных прутков. В качестве исходного материала берется кали­ брованная, холоднотянутая конструкционная сталь марки 35 с точ­ ностью не ниже 4-го класса. Поверхность прутков в соответствии с ГОСТом 1051-50 должна быть чистой, гладкой, светлой или ма­

товой, без закатов, плен, песочин и окалины. Максимальная кри­ визна прутка на длине одного погонного метра не должна превы­ шать 0,5 мм, в противном случае прутки проходят рихтовку. Зау­ сенцы на заготовках должны быть зачищены. На фиг. 99 показан общий вид полуавтоматической установки для совмещенного на­

грева-гибки коленчатых валов. Основными узлами установки явля­ ются: станина 1, суппорты 2 и 3, боковой суппорт 4, гидропривод 5, электрошкаф 6, цилиндр привода боковых суппортов 7. На ста­

нине монтируются шесть суппортов: два боковых и четыре цен­ тральных. Боковые суппорты имеют возможность перемещаться вдоль оси вала. В боковых суппортах монтируются токонесущие контакты присоединенные к вторичной обмотке силового транс­ форматора при помощи гибких шин.

Суппорты оснащены механизмами зажима заготовок, осущест­ вляемого с помощью гидравлических цилиндров и распорных ры­ чагов. В промежутке между боковыми суппортами монтируются четыре центральных суппорта, расположенные V-образно. В каж­ дом центральном суппорте устанавливается разъемный контакт,

служащий для шунтирования участков вала под шейки. Движе­ ние центральных суппортов рассчитано на получение соответст­

вующего профиля коленчатого вала при гибке. Все суппорты сое­

динены между собой параллельными шарнирными тягами. Средние суппорты соединяются тягами с неподвижными упорами, уста­ новленными на станине. Благодаря такому устройству при изгибе коленчатого вала суппорты получают строго определенное переме-

183

щение вдоль оси вала, обеспечивая правильность гибки. Все кон­ такты как токонесущие, так и шунтирующие обильно охлажда­ ются водой. В нижней части станины в промежутке между боко­ выми суппортами монтируется силовой трансформатор, служащий для нагрева заготовки. Вторичные витки трансформатора также

снабжены водяным охлаждением. После загрузки заготовки в зажимные контакты производятся операции нагрева и гибки заго­ товки с последующей выдержкой в зажатом состоянии под воз­ действием гибочных суппортов. Охлаждение поковки производит­ ся в зажатом состоянии, но без усилия гибочных суппортов. Элек­ трогибка дала возможность получить поковки без окалины с чистой поверхностью, не требующей последующей механической об­

работки. Получаемая точность валов характеризуется следующи­ ми данными: диаметр шеек в пределах 25В4—0,14 мм\ радиаль­ ное смещение оси шеек колена в пределах 50±0,3 мм-, угловое от­ клонение шеек вала от номинала в пределах 50 мм ±0°21' или ±0,3 мм на радиус; уклон оси шеек вала не более 0,3 мм в преде­ лах поля допуска на размер колен; усилие сдвига шайбы после приварки—более 1000 кГ при требуемом усилии сдвига—200 кГ.

Полуавтоматы для одновременного электронагрева и гибки аналогичного типа могут быть применены на предприятиях, изго­ товляющих: детали, изгибаемые в нагретом состоянии в одной или разных плоскостях; коленчатые валы, изгибаемые в одной плоско­

сти; коленчатые валы с шейками, расположенными в разных плос­ костях.

ШТАМПОВКА ШЕСТЕРЕН С ЗУБЬЯМИ

В результате ковки и горячей штамповки зубчатые колеса, как правило, получаются с напусками по контуру, т. е. без обра­ зования зубьев в процессе пластической деформации. Поковки

шестерен проходят фрезерование зубьев, что вызывает большие потери металла в стружку и большие затраты времени на механи­ ческую обработку. Экспериментальные работы в промышленности

ряда стран привели к созданию нового метода штамповки шесте­

рен непосредственно с зубьями. Так, в 1942 г. этот способ был разработан фирмой Тимкенодетройт Акол К° (США). В послевоен­ ные годы штамповка шестерен с зубьями была освоена в Чехосло­

вакии, ГДР, ФРГ и Венгрии. В СССР этот метод также нашел

применение. На автомобильном заводе им. Лихачева заканчивают­ ся опыты по штамповке с зубьями сателлита дифференциала ав­

томобиля ЗИЛ-150.

Шестерни для сельскохозяйственных машин и других несложных механизмов штампуются с черным зубом без механической обра­ ботки, а для автомобилей и тракторов — с припусками на после­ дующие доводочные операции механической обработкой (0,3—«

0,7 мм на сторону зуба).

Кроме конических и цилиндрических шестерен можно штампо­ вать шестерни, имеющие кулачки, эксцентрики, цевочные зацеп­

185

Прочность пуансона после закалки должна составлять 160—

180кГ/мм2. После термообработки рабочие поверхности пуансона

иматрицы тщательно полируются. При штамповке обращается внимание на состояние матриц: например, является обязательным

сохранение в матрицах практически неизменной температуры. Это достигается точным соблюдением режима времени, извлечени­ ем поковки из штампа сразу после окончания операции штамповки и предотвращением попадания посторонних веществ в матрицу во время штамповки. Удаление отштампованной поковки из штампа производится с помощью ножевого толкателя.

Наиболее сложным является изготовление ручьевого вкладыша для штамповки шестерен со спиральным зубом. На металлургиче­ ском заводе в Чехословакии штамповку ручьевых вкладышей с

образованием фигуры со спиральным зубом производят с одного нагрева за несколько ходов пресса. За каждый ход пресса пуансон «ввинчивается» в частично отштампованную полость. Эта операция

повторяется 3—4 раза.

Процесс штамповки. Технология точной штамповки шестерен требует соблюдения точной резки заготовки, безокислительного

(или малоокислительного) нагрева, предварительной и оконча­ тельной штамповки (с одинарной обрезкой заусенца) и полугоря-

чей калибровки (не всегда).

Резку заготовок более целесообразно производить на прессножницах или эксцентриковых прессах во втулочных штампах с контролем по весу. Получение определенного весового допуска на заготовку необходимо особенно при штамповке на кривошипных

ковочно-штамповочных прессах жесткой конструкции, так как ко­ лебания допуска на заготовку влекут за собой колебания размер­ ной точности отштампованных зубьев. При штамповке на фрикци­ онном или гидравлическом прессе точность заготовки имеет мень­

вом или твердом топливе. Однако наиболее рациональным являет­ ся электрический нагрев в индукционном нагревателе. Перед по­ мещением в штамп заготовка не должна иметь окалины, так как глубокие выемки для зубьев в матрице создают условия для за-

шта1мповки окалины. В случае окислительного нагрева окалину после предварительной штамповки необходимо очистить. В ГДР для точной штамповки шестерен с зубьями применяются фрикци­ онные прессы усилием от 100 до 1500 т, в зависимости от размеров поковок.

Штамповка шестерен с зубьями наиболее эффективно осущест­ вляется на кривошипных ковочно-штамповочных прессах. Их при­ менение экономически оправдывается в массовом и крупносерий­ ном производстве.

Технологический процесс штамповки сателлита с зубьями, при­ нятый в ГДР и Чехословакии, состоит из следующих основных

187

конусность. Затем проверяется центровка отверстия, при этом до­

пустимая величина эксцентрицитета не должна превышать 0,05 мм.

Характерно отметить, что по данным одного Чехословацкого завода, отштамповавшего в 1954 г. 226 тыс. шт. шестерен с зубья­ ми, коэффициент точности поковок Кхех по сравнению с прежним способом (штамповка без зубьев) повысился с 0,57 до 0,87. Реаль­ но это выразилось в уменьшении веса одной поковки с 1,64 до

1,09 кг.

Конические колеса, отштампованные обычным способом, имели вес: малое колесо 2,1 кг, большое колесо 4 кг. При переходе на точную штамповку с зубьями вес снизился соответственно до 0,5

и 1,6 кг.

Московский автозавод им. Лихачева совместно с НИИАвтопромом разработал новый технологический процесс штамповки сател­ лита с зубьями для машины ЗИЛ-150 121]. Сателлит дифференциа­

84,25 мм, угол делительного конуса — 26°34'; толщина зуба по дуге делительной окружности— 11,834 мм-, припуск по толщине зуба по дуге делительной окружности принимается равным 0,7 мм-, высота зуба полная без припуска — 13,08 мм; припуск по дну ножки —

1,0 мм.

Чертеж поковки предусматривает неравномерный припуск по профилю зуба в пределах 0,6—0,7 мм. Неравномерный припуск был вызван необходимостью совмещения центров делительного

конуса, конуса ножки зуба и угла зуба на делительном конусе. Припуск предусмотрен также на механическую обработку по от­ верстию и по торцу со стороны сферы. Для устранения возможных дефектов при штамповке сателлита длина зубьев была увеличена

на 1,0 мм.

Технологический процесс штамповки сателлита с зубьями для

машины ЗИЛ-150 включает следующие операции: резку штучных заготовок на ножницах (или на прессе) в штампе с контролем по весу в пределах допуска ±0,02 кг; нагрев заготовки в индукцион­ ном нагревателе; штамповку на кривошипном ковочно-штамповоч­ ном прессе в три перехода: осадку, предварительную штамповку и окончательную штамповку; калибровку на кривошипном ковочно­ штамповочном прессе при температуре 850° (с использованием штамповочного нагрева); обрезку заусенца и холодную прошивку отверстия; термическую обработку; очистку поковок от окалины; контроль.

На фиг. 102 показан штамп для штамповки поковки сателлита с зубьями. Вставки для осадки заготовки предусмотрены в перед­ ней части штампа между прижимами. Для предварительной штам­ повки вставки размещены слева, для окончательной — справа. Конструкция вставок показана на фиг. 2. Вставки состоят из вкла­ дышей 1 и 2, расположенных: 1 — в нижнем штампе для предвари­ тельного ручья и в верхнем штампе для окончательного ручья;

189