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

роликов из данной стали состоит из следующих операций: а) от­ ливка роликов; б) обработка твердосплавным инструментом или шлифованием; в) нагрев под закалку до 1050—1100° с замочкой в воде; г) полировка.

Установлено, что уменьшение подачи улучшает чистоту поверх­ ности и повышает усталостную прочность обрабатываемого образ­

ца. Калибровочным накатыванием роликом можно повысить чисто­ ту поверхности исходного образца на два-три класса и довести ее до 9—10-го классов. По данным ЦНИИТМАШ калибровочная на­

катка роликами повышает срок службы некоторых деталей в нес­ колько раз. На фиг. 218 приведены накатки различной конструкции,

применяемые для калибровочной обработки цилиндрических поверх­ ностей. Следует иметь в виду, что за редким исключением точность размеров после накатки не повышается, поэтому основной целью

калибровочной накатки является получение хорошей микрогеомет­

рии поверхности и высокой усталостной прочности. С помощью ро­ лика можно калибровать зубья шестерен, повышая чистоту с 8-го до 10-го класса. Известно широко применяемое в практике накатыва­ ние роликами шеек вагонных осей.

Процесс калибровочной накатки роликами шеек вагонных осей

известен как заменяющий шлифовку при отделке шеек. Накатка осуществляется цилиндрическими роликами, установленными на суппорте токарного станка и подающимися под определенным дав­

лением на шейки вращающейся на станке оси. Подготовка поверх­ ности для накатки производится проточкой или грубой шлифовкой,

обеспечивающими получение микрогребешков высотой не более 30 мк. Проведен ряд исследований качества поверхности, получен­ ного в результате накатки после токарной обработки при разных скоростях резания. Процесс накатки шеек является пластическим процессом сглаживания треугольников, образовавшихся на поверх­ ности шеек от предыдущей обработки. Возникающие большие дав­

ления вначале накатки постепенно уменьшаются к концу операции. При обработке шеек осей из стали Ст. 5 накаткой можно уменьшить диаметр шейки на 15—30 мк. При этом твердость поверхностного слоя металла вследствие нагартовки увеличивается на 20—30% против первоначальной. Оптимальная сила нажатия роликов лежит

в пределах 220 кГ/см2, подача — до 0,3 мм на 1 оборот изделия. Скорость вращения ролика не влияет на качество накатываемой по­

верхности. При выборе давления ролика в зависимости от диамет­ ра накатываемой части вала ЦНИИТМАШ рекомендует пользо­

ваться следующими данными (диаметр в мм, давление в кГ):

Меньшему давлению соответствует большая точность накатан­ ных поверхностей и меньшая производительность процесса. Охлаж­

дение и смазка ролика производятся струей минерального масла. Для получения большей точности и чистоты поверхности после пер-

вого прохода рекомендуется применение второго калибровочного

(сглаживающего) прохода. Калибровочный ролик работает по тому же режиму, что и накаточный, но имеет в несколько раз больший

радиус профиля.

Однако не только цилиндрические, но и плоские поверхности могут успешно быть откалиброваны накатыванием роликом. Харак­ терным примером применения роликовой калибровки плоских по­ верхностей является обработка колец (фиг. 219) [45]. Кольцо яв­ ляется деталью основания переключателя потенциометра; оно изго-

Фиг. 219. Кольцо а основания переключателя потенциометра и калибровка его торцовых поверхностей роликовой раскаткой, на токарном станке б\

товляется из никеля марки Н1. Ввиду сильного износа в процессе эксплуатации к кольцу предъявляется требование высокой чистоты поверхности, что достигалось обычно шлифованием и абразивной притиркой. Новый процесс [45] обработки колец состоит в накаты­ вании торцовой поверхности колец роликом со сферической поверх­ ностью с последующим обкатыванием радиусов коническими роли­ ками. Перед накатыванием после подрезки кольца имеют чистоту’ поверхности по 8-му классу. Очищенные от стружки кольца проду­

ваются воздухом и промываются керосином. Накатка производит­ ся свободно вращающимся цилиндрическим роликом за один про­

ход в направлении от периферии к центру. Ролик изготовляется из стали марки ШХ15 и имеет размеры в мм: диаметр 50, ширину 12,.

радиус внешнего контура 60. Твердость ролика после термической

обработки /?с=58 н- 62, чистота поверхности VWV 12. Режим

накатывания: п = 20 м/мин, 5=0,016 мм, нажатие на ролик произ­

водится суппортом станка. В качестве смазки при накатывании применяется керосин. Указанные условия и режим накатывания:

обеспечивают получение на кольцах чистоты поверхности не ниже-

10-го класса. Детали типа плит, направляющих, разных планок с-

поверхностями, работающими на износ, трение или просто требую­

щие высокий класс чистоты поверхности, могут быть откалиброва­ ны роликовой накаткой на токарных станках с креплением изделий

402

на планшайбе или на строгальных станках. В последнем случае на-

катной ролик свободно вращается на оси, вставленной в рычаг, шарнирно соединенный с державкой, которая закрепляется в рез­ цедержателе суппорта поперечно-строгального станка. Заготовка

крепится непосредственно на столе станка или в тисках. Нажатие ролика на обрабатываемую поверхность производится тарирован­ ной пружиной.

Роликовое волочение. Сущность волочения с помощью ролико­

вой волоки состоит в том, что обрабатываемый пруток протягивает­ ся между четырьмя роликами гладкими или фасонными в зависи­

мости от поперечного профиля, предназначенного к изготовлению. Для получения квадратного или прямоугольного профиля применя­ ют ролики с прямой образующей, которые сближаются до задан­ ного размера. Для получения шестигранного профиля применяют сменные ролики, два из которых с прямой образующей, а два дру­ гих представляют две грани шестигранника с углом 120°. Ролики свободно вращаются на игольчатых подшипниках. Диаметр исход­ ного прутка

для квадратного профиля

D = 1,41^;

для шестигранного

D = 1, 15s2;

для прямоугольного

D = ]/'аа4-б2,

Длина калибруемого прутка будет зависеть от величины хода

плотно охватывают цилиндрическую часть исходного прутка, обес­ печивая его надежный захват. Приспособление для волочения роли, ками устанавливается на горизонтально-протяжном станке с тяго­ вым усилием Ют (НКМЗ) и максимальной длиной протягивания 2300 мм. Для удаления окалины прутки перед волочением проходят травление с предварительным обезжириванием и последующей ней­

волочение требует применения обильной смазки в виде отработан­ ного машинного масла (или веретенного). Приспособление, пока­

фланцу горизонтально-протяжного станка. В пазах корпуса смон­ тированы четыре неподвижные рамки с роликами, из них две гори­ зонтальные 5 и две вертикальные 7. Ролики вращаются на осях в

Фиг. 220. Приспособление для роликового волочения (НКМЗ).

игольчатых подшипниках 6. Для получения необходимого и точно­

404

и регулируют степень обжатия при роликовом волочении в несколь­ ко проходов. Калибруемая заготовка закрепляется в патроне про­ тяжного станка. Получаемая размерная точность прокалибро­ ванных прутков приближается к заданной по чертежу деталей и последующая механическая обработка нарезанных штучных за\ готовок сводится к минимуму. Для роликового волочения завод применяет отходы прутков при изготовлении деталей на револьвер­ ных станках и автоматах. Метод роликового волочения за один или несколько переходов в роликах с замками для центрирования поз­ воляет получать точные заготовки и других фасонных профилей: сегментных, треугольных, однотавровых, овальных и пр.

Роликовая точная протяжка. Установлено, что протяжка предва­

рительно прошитых заготовок через роликовую матрицу, в отличие от обычных протяжных ко­ лец, обеспечивает лучшую калибровку. Разностенность и фактические припуски под механическую обработку резко сокращаются. На фиг. 222 показана смонти­ рованная трехроликовая матрица. Прошитая заго­ товка надевается на цилин­ дрическую оправку и протя­ гивается через несколько комплектов последователь­

ных кронштейнах, закрепленных к приливам литого толстого кожу­ ха-обоймы. Хотя изготовление роликов и их настройка сложнее, чем изготовление обычных протяжных колец, тем не менее высокая точ­ ность протяжки оправдывает применение роликовой калибровоч­ ной матрицы в массовом производстве.

Калибровочная отделка шариками. Вместо роликов отделку ци­ линдрических поверхностей легко и эффективно можно осуществить с помощью шариков. Шарики применяются стандартных размеров

с твердостью после термической обработки /?с= 62 -ь 64, с чисто­

той поверхности VWV Н—VVVV 12На фиг. 223 [45] показаны схемы накатывания наружных цилиндрических поверхностей: а —

жестким шариком, б — пружинящим шариком, в—несколькими ша­ риками, установленными в обойме. Для накатывания деталей ма­ лого и среднего размера используется шарик диаметром до 20 мм,

для крупных деталей — шарик диаметром 30 мм. Калибровочная отделка шариком позволяет повысить чистоту поверхности на дватри класса против исходной. На практике удавалось получать 10-й

4(Й

класс чистоты поверхности при накатывании стальных деталей со следующим режимом обработки: окружная скорость накатывания

15—18 м/мин, подача 0,152 мм за один оборот детали, число про­ ходов 2. Установлено, что при меньших давлениях и при прочих равных условиях обработки накатыванием шариком обеспечивает­ ся более высокий класс микрогеометрии поверхности, чем обработ­ ка роликом. В табл. 76 приведены данные результатов исследова-

Фиг. 223. Схема калибровочного накатывания цилиндрических поверхностей шариком:

а — .жестким* шариком; б — пружинящим шариком; в — шари­ ками в обойме.

ния изменения чистоты поверхности деталей из разных марок сталей, обработанных накатыванием пружинящим шариком. Если тре­ буется повысить чистоту поверхности больше, чем на два-три класса, процесс накатывания ведут с повторными проходами. Установлено, что после первого прохода (при накатывании детали диаметром 40 мм из стали У10) среднее уменьшение исходного размера составляет 10—15 мк, второй и третий проход дополнитель­

но уменьшают размер на 3—5 мк, последующие проходы практи­

ческого влияния на уменьшение размера не оказывают. Важно

отметить, что получаемые после накатывания размеры получаются стабильными во всех точках по длине накатываемого образца. Сле­ довательно, при накатывании шариком в большей степени, чем при роликовой накатке обеспечивается получение не только лучшей чистоты поверхности, но и более высокой размерной точности.

Аналогично цилиндрическим могут быть обработаны накатыванием

и плоские поверхности. Улучшение исходной чистоты поверхности

при накатывании шариком повышается на два-три класса при од­ ном проходе и на три-пять классов при двух-трех проходах.

. Калибрование шариком успешно применяется при обработке поверхностей радиусных канавок и галтелей. Во многих случаях

406

Таблица 76

шлифование поверхностей радиусных канавок после термической

канавок перед термообработ­ кой успешно достигается ка^ брованием канавок методом об-

катывания шариком. Так, ia Ленинградском карбюратор­ ном заводе поверхность шарикового хода конуса велосипедной пе­ дали после профильного обтачивания на токарном автомате под­

вергается калибровочному обкатыванию шариком, в результате чего чистота поверхности повышается с 6-го до 9-го класса. При этом отмечается и увеличение размерной точности сферической по­ верхности.

Наконец, представляет интерес калибровочная правка методом пульсирующей обкатки шариками по схеме, показанной на фиг. 224.

407

ГЛАВА via

ТОЧНАЯ КОВКА

Повышение точности поковок возможно не только при горячей объемной штамповке, но и при свободной ковке. За последние годы

выявлены большие технологические возможности ковочных моло­ тов, гидравлических прессов, а также кривошипных прессов при

изготовлении на них свободной ковкой поковок с повышенной точ­ ностью. К числу мероприятий, обеспечивающих получение поковок повышенной точности, следует отнести ковку «по минусовым до­ пускам», применение новых конструкций подкладного инструмента, профильных бойков, профильной раскатки, ковку по методу Поте­ хина, применение ковано-сварных конструкций и пр.

При свободной ковке фасонных поковок наряду с уменьшением припусков и напусков улучшается размерная и конфигурационная

точность также деталей, не имеющих трущихся поверхностей и от­

ковываемых начерно.

Фиг. 225. Технологический^процесс ковки якоря.

409

Таблица 77

Технологический процесс ковки «черных» осей на гидравлическом прессе усилием 400—600 т с применением трехручьевого бойка

Наименование переходов Эскизы

Перенос заготовки в 1-й ручей и подкатка под­ ступичной части оси до размера 196 мм

Перенос заготовки в 3-й ручей и отковка шей­

Перенос заготовки во 2-й ручей и подкатка на конус второй половины оси

410