книги из ГПНТБ / Шнейдер, Юрий Григорьевич. Холодная бесштамповая обработка точных деталей давлением

изготовлялись из стали марки У8А и закаливались до твердости

RC = 56 -н 58. Накатник закрепляется на оправке фрезерного станка подобно дисковой фрезе.

Аналогичный описанному способ может быть применен для клей­

мения плоских деталей.

Основанием 1 приспособление (фиг. 95)1 устанавливается и закре­ пляется на столе фрезерного станка. Прямоугольной формы выступ на верхней части основания играет роль направляющей для про­ дольного перемещения обоймы 2 с тринадцатью роликами 6. Боко­ выми направляющими обоймы являются ее боковые стенки.

Круглый накатник 4, как и при клеймении цилиндрических дета­ лей, закрепляется на шпиндельной оправке фрезерного станка и получает вращение по направлению часовой стрелки. После того как расстояние между накатником и роликами приспособления установлено в соответствии с толщиной заготовки и глубиной марки­

влении вращения. При этом на заготовке выдавливаются маркиро­ вочные знаки. Заготовка скользит по вращающимся роликам, кото­ рые одновременно, вместе с обоймой 2 поступательно перемещаются

втом же направлении, что и заготовка, растягивая пружину 5. В тот момент, когда рабочие поверхности клейм выйдут из контакта с заго­ товкой, последняя снимается, а обойма 2 пружиной 5 возвращается

висходное положение. Наилучшие результаты работы получаются при двадцати оборотах накатника в минуту.

Внедрение описанного способа клеймения плоских поверхностей позволило повысить производительность труда в два раза и значи­ тельно улучшить качество обработки; при этом резко сократился расход дорогостоящего инструмента — клейм. Отсутствие при нака­ тывании динамической нагрузки, которую испытывают рабочие участки закаленных клейм при ручном клеймении, способствует повышению стойкости клейм.

Втех случаях, когда требования к точности расположения знаков

или рисок по отношению друг к другу и к заготовке высоки, необ­ ходимо осуществлять накатывание по принципу принудительного вращения накатника синхронно с заготовкой.

Ниже приводятся примеры накатывания выпуклых знаков на

из державки (фиг. 96, а), закрепляемой в суппорте станка, и оправки (фиг. 96, б), устанавливаемой в шпинделе и поддерживаемой центром

и штифты 4, запрессованные в корпус 1 оправки. Конусный хвостовик служит для закрепления корпуса в шпинделе станка; с правого конца

171

корпуса надевается проме­ жуточное кольцо 3. С дру­

гой стороны заготовка под­ жимается шестерней 6 и втулкой 7, насаженными на штырь 2 и фиксируе­ мыми от проворота штиф­ том 4 корпуса. Положение втулки 7 на оси оправки

фиксируется штифтом 8.

При установке на то­ карный станок зубья кор­ пуса 1 (фиг. 96, б) и

шестерни 6 входят в заце­ пление с зубьями двух шестерен 2 и 4 (фиг. 96, а), посаженных на одной оси^б

в корпусе 1 державки. На той же оси между ше­ стернями 2 и 4 расположен накатник 5, соединенный с ними штифтом 5.

Таким образом, при вращении оправки с за­

готовкой получает прину­ дительное вращение и накатник. Поскольку на­ катник выполнен такого же

диаметра, как и заготовка

дисков, окружные скоро­ сти их должны быть равны;

поэтому все четыре шестер­

ни имеют одинаковое число зубьев.

Выдавливание выпук­ лых знаков на заготовке диска происходит посте­ пенно, путем поперечной подачи суппорта с держав­ кой, в которой закреплен накатник.

Поскольку высота зна­ ков и соответственно вели­ чина вдавливания накат­ ника в заготовку невелика

(порядка 0,1 -:-0,2 мм), поперечное перемещение накатника осуществляет­ ся за счет имеющегося

172

радиального зазора между шестернями, без нарушения условий их нормального зацепления.

Накатник представляет собой валик, изготовленный из стали марки У10А (твердость после закалки 60 -н 64 RC), по окружности которого пуансоном выдавлены соответствующие знаки (в виде впа­ дин). В процессе обкатывания и вдавливания накатника на заго­

товке образуются выступающие знаки (одно- и двузначные цифры).

Процесс накатывания длится от одной до трех минут, в зависимости от типа накатываемого диска.

Применение описанного способа накатывания цифровых знаков обеспечивает взаимозаменяемость печатающих дисков и повышение производительности при их изготовлении в десятки раз по сравне­ нию с применявшимися до этого способом гравирования.

Таким же образом на одном из заводов производится накатывание рисок на круглых шкалах. Точность расположения рисок достигается

за счет принудительного вращения накатного ролика. Накатывание производится на токарном станке с помощью несложного устрой­ ства (фиг. 97). Заготовка шкалы 7 с помощью шайбы 8 и гайки 9 закрепляется на оправке 6, установленной в шпинделе токарного

станка. На шпиндель надета и закреплена ведущая шестерня 5, от которой через зубчатые колеса 4, 3 и 2 вращение передается двух­

шарнирному карданному валику 1; на другом конце валика распо­

ложен накатной ролик 10, вращающийся в подшипниках оправки 11,

закрепленной в резцедержателе суппорта станка. Передаточное отно­

шение зубчатых колес 2, 3, 4 и 5 определяется соотношением диаме­ тров заготовки и ролика и шагом накатываемых рисок. При включе­ нии станка заготовка и ролик синхронно вращаются и ролик подается в поперечном направлении по-нониусу, выдавливая на заготовке

риски требуемой глубины.

При таком способе накатывания достигается точность располо­ жения рисок по окружности шкалы в пределах отклонений + 3'

между двумя соседними рисками и +5' между любыми рисками

по всей шкале. Способ накатывания оказался в десять раз произво­ дительнее способа нанесения рисок с помощью делительной машины.

Рассмотренные способы бесштамповой обработки давлением сви­ детельствуют об универсальности формообразующих процессов.

Ниже приводятся два примера, иллюстрирующих возможности и высокую эффективность формообразования деталей путем после­

довательного осуществления различных методов обработки дав­

лением.

На фиг. 98, б показана схема технологического процесса изго­ товления болта высадкой за два перехода (/), с обрезкой головки под ключ (II) и последующим накатыванием резьбы (III) на автома­ тической линии.

Такой процесс внедрен для изготовления черных болтов (по ОСТ 20035—38) М10 длиной от 20 до 80 мм и М12 длиной от 25 до 90 мм. Производительность линии 85 болтов М10 или 60 болтов М12

в минуту.

176

На фиг. 98, а показана схема технологического процесса изгото­

вления одной из массовых в приборостроении деталей — латунного штыря штепсельных разъемов — на специальном многопозицион­

ном автомате.

До применения автомата штыри обтачивались из пруткового материала на автомате продольного точения. Новый технологи­ ческий процесс (фиг. 98, а) предусматривает трубчатую заготовку и почти полностью состоит из операций холодной бесштамповой обработки давлением (ротационного обжатия, раскатывания отвер­

и приборов, обработанные давлением, показаны на фиг. 98, в.

12 Ю. Г. Шнейдер 648

ГЛАВА III

КАЛИБРОВАНИЕ

Если формообразование деталей методами давления связано с весьма большими пластическими деформациями, то калибрование,

назначением которого является лишь повышение точности формы

иразмеров и одновременно чистоты поверхности заготовок, предва­ рительно обработанных резанием, осуществляется с незначительными усилиями и деформациями. В большинстве случаев при калиброва­

нии одновременно с повышением точности ставят целью улучшить

икачество поверхности.

Сравнительно небольшие усилия, потребные для калибрования,

позволяют производить такие операции, как прошивание и протя­ гивание отверстий выглаживающими инструментами, прокатывание

между роликами, калибрование резьбы, зубчатых колес и т. п.

на универсальных металлорежущих станках без какой-либо их модер­ низации или с применением несложных малогабаритных специальных устройств.

Методы калибрования пластическим деформированием весьма разнообразны и могут быть применены для обработки как наружных и внутренних цилиндрических, так и различных профильных поверх­ ностей. Как видно из табл. 2, эти процессы отличаются высокими пока­ зателями по точности и качеству поверхности, что в сочетании с высо­ кой производительностью делает их применение особо эффективным. В ряде случаев калибрование пластическим деформированием яв­ ляется единственным средством достижения высокой точности формы,

размеров и качества поверхности сложных ответственных деталей

машин и приборов.

15. Обкатывание между роликами1 деталей типа валов и осей

Обработке обкатыванием подвергают заготовки из различных

металлов (сталь, чугун, цветные сплавы), представляющие собой тела вращения диаметром от 1 мм и менее до 500 мм и более.

1 В отечественной и иностранной литературе этот метод обработки иногда назы­

вают «вальцеванием», «гладким вальцеванием», «прокатыванием», «калиброванием роликами».

178

Близкие к предельным значения временного сопротивления и твер­ дости металлов, которые могут обрабатываться обкатыванием, равны соответственно 150 кг/мм2 и 450 НВ.

Предварительной обработкой в подавляющем большинстве слу­ чаев является получистовое и чистовое точение, обеспечивающее

7-му классу. Практика зарубежных заводов сравнительно широко применяющих обкатывание между роликами, показала, что даже

предварительная обработка шлифованием крупнозернистым кругом с последующим обкатыванием значительно экономичнее, чем тонкое шлифование мелкозернистыми кругами, не говоря уже о более высоком качестве поверхности, достигаемой в первом случае.

Наиболее широко применяемые на практике схемы прокатыва­ ния между роликами показаны на фиг. 99. По схеме фиг. 99, а про­ катывание осуществляется между двумя принудительно вращаю­ щимися в одном направлении роликами на станках типа роликовых резьбонакатных; один из роликов перемещается поступательно в радиальном направлении. При работе по схеме фиг. 99, б прину­ дительное вращение придается лишь заготовке, а ролики свободно обкатываются с ней (в некоторых случаях применяется три ролика); давление регулируется подачей одного из роликов в радиальном направлении. По такой схеме работают крупногабаритные специаль­ ные станки — например, для обработки вагонных колесных пар, коленчатых валов, а также малогабаритные приспособления к токар­ ным, сверлильным и другим металлорежущим станкам.

Схема, показанная на фиг. 99, в применяется для прокатывания длинных прутков и труб. Ролики имеют принудительное вращение

в одном направлении, и во время обкатывания расстояние между ними остается постоянным; продольное перемещение заготовки осу­ ществляется за счет разворота одного из роликов в вертикальной плоскости, в результате чего возникает осевая составляющая, кото­ рая перемещает заготовку вдоль осй роликов.

Для обработки длинных труб и прутков чаще всего используются

соответственно модернизированные резьбонакатные станки или спе­

циальные приспособления. Сущность процесса прокатывания состоит в том, что под воздействием давления закаленных роликов микро­

неровности обрабатываемой поверхности пластически деформи­

руются, заполняя впадины микропрофиля; при этом происходит выравнивание образующей, некоторое исправление формы и умень­ шение размеров заготовки.

Схема, условно показывающая направление действия сил и тече­

222 кг/мм, микронеровности практически полностью сглаживаются

имикрогеометрия поверхности определяется микрогеометрией рабо­ чих поверхностей самих роликов, что соответствует 9 -н 11-му клас­ сам чистоты.

Усилие, необходимое для сглаживания шероховатостей исходной поверхности, зависит от свойств обрабатываемого металла, диаметра

идлины заготовки и роликов, от чистоты поверхности после пред­

варительной обработки; оно легко устанавливается опытным путем.

При прокатывании между роликами одновременно с улучшением чистоты поверхности достигается и поверхностное упрочнение обра­

батываемого металла, причем оно тем больше, чем ниже исходная

180

прочность металла. На фиг. 102 [44] показан график зависимости степени упрочнения от значения исходного предела прочности.

Глубина упрочненного слоя зависит также от свойств обрабаты­ ваемого металла и от давления на ролики; она может достигать

111 кг

167 кг

222 кг

Фиг. 101. Изменение микропрофиля исходной поверхности

сувеличением давления на ролики: а — после точения (v— 135 м/мин-, s= 0,118 мм/мин)', б—после обкатывания

сдавлением на ролики Р = 55; 111; 167 и 222 кг/мм.

нескольких миллиметров. Наибольшая твердость упрочненного слоя

181