книги из ГПНТБ / Якобсон, Михаил Осипович. Технология станкостроения

Продолжение табл. 42

Краткое содержание операции

Черновое шлифование наружной конической поверхности

Черновое шлифование конусного отверстия

Исправление центрирующих фасок

Чистовое шлифование наружных поверхностей

Вид по стрелкеА

Поковку закрепляют в двухкулачковом патроне и устанавлива­ ют между центром-грибком и вращающимся задним центром. С пе­ реднего суппорта станка одновременно производят черновое обта­ чивание пяти ступеней до диаметров 54, 62, 69, 84 и 94 мм. При этом с заднего суппорта производят черновую подрезку торцов сту­

пеней диаметрами 84 и 94 мм в размеры 60, 171 и 285 мм. Обработ­ ку цилиндрических поверхностей производят при v = 354-45 м/мин, s=0,224-0,25 мм/об и /=2,54-6,5 мм.

Черновое обтачивание наружных поверхностей можно произво­ дить, причем с большей эффективностью, на токарно-копироваль­ ном станке мод. 1722 или на токарном станке с гидрокопироваль-

ным суппортом типа КСТ-1.

При обработке на токарно-копировальном станке значительно

упрощаются наладка и подналадка, сокращается число измерений, обеспечивается автоматическое получение диаметральных и линей­

ных размеров и режимы обработки могут быть значительно повы­ шены (о до 120 м!мин при s = 0,5 жж/об).

Особенно эффективно применение токарно-копировальных стан­

Затем на многорезцовом станке производят чистовое обтачива­ ние одних ступеней в размер, а других ступеней под шлифование и подрезку торцов. При этом заготовку шпинделя закрепляют в двух­ кулачковом патроне и подпирают центром. С переднего суппорта

= 30 м)мин, s = 0,25 мм!об и t = 1,54-9 мм. Эта операция может быть эффективно выполнена и на токарно-копировальном станке

(о=1204-150 м!мин и 8 = 0,34-0,4 жж/об). Затем переходят к обра­ ботке головной части шпинделя, который устанавливают в центрах токарного станка, обтачивают поверхности диаметром 128,57 до

130Сз мм на проход под шлифование, подрезают торец в размер

55,6 жж под шлифование, протачивают три канавки под углом 60° и канавки с поднутрением под размер 93 жж и снимают фаски. Ре­ жим обработки: п=80 mImuh, s=0,3 мм]дб и / = 4 жж.

Следующая операция—обработка конусного отверстия в шпин­ деле, который устанавливают в трехкулачковом патроне с сырыми кулачками и неподвижном люнете. На токарном станке производят черновое растачивание конусного отверстия (конусность 7:24) до диаметре 67 жж, подрезают дно конического отверстия, центруют, сверлят сверлом диаметром 20 жж, затем сверлом диаметром 35 мм растачивают глухое цилиндрическое отверстие диаметром 39,6 до диаметра З8А5 жж и затем зенкеруют в размер начисто, раста­ чивают и развертывают конусное отверстие под шлифование.

Далее обрабатывают торец со стороны тонкого конца шпинде­ ля, который устанавливают в трехкулачковом патроне с сырыми кулчаками и неподвижном люнете. Производят чистовую подрезку торца диаметром 48С4 мм, обработку отверстия диаметром 38А3лъи, снятие фасок и прорезку трех канавок под углом 60°.

Затем на специальном горизонтальном двухшпиндельном свер­ лильном станке одновременно в двух шпинделях, установленных в трехкулачковых патронах и люнетах, сверлят лопаточными быст­ рорежущими сверлами диаметром 29 мм осевое отверстие шпинде­

ля (о = 224-25 mImuh, s = 0,25 <-0,3 мм/об).

При применении сверл, оснащенных твердым сплавом, ско­ рость резания может быть повышена до 60—70 м/мин.

Неконцентричность осевого отверстия, полученного сверлением,

не должна превышать 0,5 мм.

Фрезерование под шлифование двух пазов на фланце головки

шпинделя производят на горизонтально-фрезерном станке при вер­

тикальной подаче.

Сверление четырех отверстий диаметром 13,8 мм. и двух отвер­ стий диаметром 10,2 мм производят одновременно на вертикально-

сверлильном станке мод.. 2135 от шестишпиндельной головки по накладному кондуктору. Затем на радиально-сверлильном станке производят нарезание резьбы в этих отверстиях.

Если применить радиально-сверлильный станок с револьвер­ ной головкой, то можно объединить 17 и 18-ю операцию, производя

содного установа детали сверление четырех отверстий и нарезание

вних резьбы.

Фрезерование пазов на цилиндрической части шпинделя произ­ водят на шпоночно-фрезерном станке шпоночными фрезами (о = = 25 м/мин и s — 0,1 <-0,15 мм/об}. После зачистки заусенцев и опи­ ливания острых кромок в пазах производят термическую обработку шпинделя: закалку в свинцовой ванне и отпуск головки шпинделя на длине 140 мм до твердости R с = 45<-50. Термически обработан­

ный шпиндель подвергают шлифованию. Шпиндель насаживают на цельную оправку, которую устанавливают в центрах. На кругло­ шлифовальном станке производят черновое шлифование основных

цилиндрических шеек шпинделя; шейки диаметром 76,64 и 48 мм

шлифуют начисто.

На следующей операции после установки шпинделя на центро­

вые пробки производят на круглошлифовальном станке черновое шлифование наружной конической шейки шпинделя с натягом 5мм

от торца диаметром 128,57 мм электрокорундовыми кругами зернис­

тостью 46—60, твердостью СМ1-СМ2 на керамической связке. Шпиндель устанавливают в патроне и неподвижном люнете и

тщательно выверяют по индикатору, после чего производят черно­ вое шлифование конусного отверстия шпинделя.

Перед исполнением чистовых и отделочных операций произво­ дят выправление центрирующих фасок на шпинделе. Эта операция

выполняется на токарном станке. При этом шпиндель одним концом закрепляется в сырых кулачках трехкулачкового патрона и под-

244

держивается неподвижным люнетом. Надев шпиндель на центровую оправку и установив его в центрах круглошлифовального станка, производят чистовое шлифование цилиндрических поверхностей и торцов, а затем чистовое шлифование конической поверхности.

Шлифовальные операции нужно выполнять особенно тщательно. При шлифовании возникают сравнительно небольшие силы резания при затрате большой мощности. Часть затрачиваемой при шлифо­ вании мощности преобразуется в тепло, идущее на нагревание стружки, шлифовального круга и детали, что сказывается на гео­ метрической и размерной ее точности. Для уменьшения нагрева и деформации детали целесообразно повышать ее скорость и снижать скорость круга.

При шлифовании шпинделя применяют охлаждающую жид­ кость, тщательно очищенную от мельчайших частиц металлической и абразивной пыли. Температуру охлаждающей жидкости целесо­ образно регулировать.

На следующей операции на токарном станке нарезают резьбы М.76X 1,5 и М64Х1.5 мм. Для нарезания этих резьб можно исполь­ зовать специальные резьботокарные полуавтоматы мод. 1920, по­ зволяющие нарезать резьбу диаметром до 125 мм. Нарезание резь­ бы может быть произведено резцом, оснащенным твердым сплавом, путем многократных проходов. Затем шпоночной фрезой обраба­ тывают паз на шпоночно-фрезерном станке и начисто шлифуют на специальном шлифовальном станке установочный паз на фланце шпинделя; допускаемое отклонение от оси шпинделя не должно пре­ вышать ±0,06 мм.

Последние операции предусматривают чистовое и отделочное шлифование конусного отверстия шпинделя.

Шлифование внутренней конусной поверхности можно произ­ водить на внутришлифовальном полуавтомате мод. ХШ-164. На этом полуавтомате обрабатываемая деталь поддерживается во вре­ мя шлифования двумя люнетами. Шлифовальная бабка, установ­ ленная на столе, перемещается вместе со столом на требуемую глу­

бину шлифования.

Шпиндели быстроходных токарных станков балансируются в собранном виде.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ МАРШРУТ ОБРАБОТКИ ШПИНДЕЛЕЙ ПРЕЦИЗИОННЫХ СТАНКОВ

По более сложному технологическому маршруту изготовляют шпиндели прецизионных станков. На фиг. 171 показан шпиндель

координатно-расточного станка мод. 2А430, монтируемый на роли­ ковых подшипниках высокой точности. Шпиндель изготовляют из стали 20Х. Шпиндель должен отвечать следующим техническим требованиям: конусность и овальность на шейках не более 2 мк;

биение опорных шеек не более 3 мк; биение конусного отверстия не более 3 мк у конца шпинделя и не более 4 мк на оправке дли­ ной 150 мм; чистота поверхности опорных шеек не ниже 12-го клас­

са и конического отверстия не ниже 10-го класса.

245

£

СП

Н2Ш,5

Фиг. 171. Шпиндель координатно-расточного станка мод. 2А430.

Изготовление подобного шпинделя является очень сложным и трудоемким процессом, состоящим из 43 операций.

Технологический маршрут обработки шпинделя в условиях мел­ косерийного производства приведен в табл. 43. Шпиндель изготов­ ляют из штучной заготовки диаметром 50 мм и длиной 560 мм. Чис­ тый вес шпинделя 3 кг. Обработку производят на универсальном оборудовании; отделочные операции выполняют высококвалифици­ рованные рабочие.

При изготовлении шпинделей прецизионных станков для снятия остаточных напряжений производят нормализацию после черновых

операций и старение после чистовых шлифовальных операций. Особое внимание следует уделять шлифовальным операциям,

обеспечивающим получение рабочих шеек шпинделей точных по

размерам, геометрической форме и с требуемой чистотой поверх­ ности.

Необходимо устранить динамическую неуравновешенность абра­ зивных кругов, возникающую в процессе обработки. При шлифова­

нии шпинделей однократное балансирование абразивного круга мо­ жет оказаться недостаточным, и поэтому уравновешивание следует

производить повторно, как только центробежная сила выходит за допустимые пределы.

Доводочное шлифование целесообразно производить с помощью кругов зернистостью 500—800; припуск на доводочное шлифова­

ние 0,005—0,008 мм. Доводочное шлифование производят на

станке, обладающем большой жестокостью, при хорошем охлаж­ дении непрерывно фильтруемой через бумажный фильтр жидко­

стью; окружная скорость абразивного круга 18—25 м/сек. Можно применять при доводочном шлифовании алмазные круги с керами­ ческой связкой и со связкой из органических смол. Подачи должны

быть минимально возможные. После каждой поперечной подачи

производится выхаживание до прекращения искрения. В процессе доводочного шлифования деталь периодически контролируется ми­ крометром с ценой деления 2,5 мк.

При тщательном исполнении процесса доводочного шлифования

можно получить чистоту поверхности И — 12-го класса и несущую

поверхность до 80%.

Доводка рабочих шеек шпинделей осуществляется также и су­ перфинишированием. Суперфиниширование широко применяется для доводки рабочих шеек шпинделей шлифовальных станков, чис­ тота поверхностей которых должна соответствовать 10—11-му клас­ су чистоты.

Для обеспечения требуемой точности и жесткости шпиндельного узла посадочное отверстие корпуса под гильзу шпинделя особенно тщательно доводят жесткими притирами; между кольцами подшип­

ников и роликами осуществляют натяг.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ МАРШРУТ ОБРАБОТКИ ШПИНДЕЛЕЙ ТЯЖЕЛЫХ СТАНКОВ

Шпиндели тяжелых станков обрабатывают по следующей тех­ нологической схеме: черновая обработка наружных поверхностей.

247

Габлица 43

Технологический маршрут изготовления шпинделя координатно-расточного

1 Подрезка торцов и центрование

2Обдирка заготовки с припуском 5 мм

3Сверление осевого отверстия диаметрами 15,6 и 10,5 мм с одной сто­ роны, торцование отверстия диаметром 15,6 мм зенкером

4Центрование по отверстию

5Наружное обтачивание с припуском 3 мм на размер, на резьбовых уча­

стках диаметром 24 и 32 мм с припуском 5 мм

6Нормализация

7Подрезка торцов и снятие центровых фасок

8Обтачивание всех цилиндрических поверхностей, кроме резьб под шли­ фование, с припуском 0,7—0,8 мм

9Растачивание под конус Морзе № 2

10Разметка паза в головной части

11 Фрезерование паза в головной части шпинделя

12Фрезерование шестигранника

13Фрезерование шлицев

14Цементация отверстия диаметром 15,6 мм\ предохранение от цемента­

ции отверстия диаметром 10,5 мм.

15Нормализация

16Очистка от окалины

17Рихтовка

18Исправление центровой фаски

19Снятие цементационного слоя на резьбовых участках

20Закалка

21Очистка от окалины

22Рихтовка

23Обработка осевого отверстия диаметром 15,6 мм зенкером

24Шлифование центровой фаски со стороны шлицев

25Шлифование поверхности до диаметра 45, 25 мм

26Шлифов!ние отверстия под конус Морзе № 2 с припуском 0,2 мм по

диаметру

27Доводка отверстия в шпинделе под конус Морзе № 2

28Наружное шлифование с припуском 0,2—0,25 мм

29Шлифование шлицев с припуском 0,2 мм

30Шлифование участков под кольца роликовых подшипников с при­

пуском 0,01 мм на последующую притирку

31Притирка шеек под кольца роликовых подшипников

32Напрессовка кольца роликового подшипника с подогревом до темпе­ ратуры 150°

33Старение в течение 40 час.

34Шлифование отверстия диаметром 16А3 мм

35Наружное шлифование всех цилиндрических поверхностей, кроме бе­ говых дорожек роликовых подшипников.

36Шлифование резьб М52Х1.5 и 2М24Х1.5 (левая)

37Окончательное шлифование шлицев

38Шлифование торцов и канавок для выхода камня в кольце двухряд­

ного роликового подшипника 39 Шлифование кольца верхнего роликового подшипника диаметром

36,5 мм

40Шлифование кольца двухрядного роликового подшипника по замерам диаметром 42 мм

41Доводка диаметров колец роликовых подшипников с обеспечением тре­ буемого натяга

42Сборка подузла шпиндель—стакан

43 Шлифование отверстия под конус Морзе № 2 в сборе

248