книги из ГПНТБ / Якобсон, Михаил Осипович. Технология станкостроения

Таблица 60

Использование металла в заготовках для колец, полученных на прессе и на горизонтально-ковочной машине (материал—сталь40Х)

|r—g

jggL горизонтально ковочной машине

->Ф8 -u

— Ф 92.Z5CU—4

со

от окалины либо на дробеструйном аппарате, либо травлением в

растворе серной кислоты с последующим промыванием в горячей воде. После термической обработки поковки подвергают контролю по твердости на прессе Бринеля.

Окончательный контроль поковок производят внешним осмот­

ром и путем выборочного контроля основных размеров.

Таким образом, штампованные заготовки для крупносерийного производства цилиндрических зубчатых колес изготовляют по сле-

Фиг. 220. Штампованная на горизонтально-ковочной машине заготовка шестерни-вала.

дующему технологическому маршруту: резка заготовок, нагрев, штамповка на прессе или горизонтально-ковочной машине, обрезка заусенцев, зачистка заусенцев, нормализация штампованной заго­ товки, заточка площадки для испытания на твердость, испытание на твердость, очистка от окалины и контроль.

Методы прецизионной штамповки зубчатых колес, предусматри­

вающие получение штампованных зубьев, не требующих последую­

щей механической обработки, в станкостроении пока не получили применения.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ МАРШРУТ ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

Технологический маршрут обработки зубчатых колес зависит от их конфигурации, требований к точности зубчатых колес и масшта­ ба выпуска.

Современные методы механической обработки зубчатых колес могут быть разделены на четыре последовательно выполняемых этапа: механическая обработка заготовки до нарезания зубьев; обработка зубьев; термическая обработка и механическая обра­

ботка после термической обработки.

Механическая обработка до нарезания зубьев

Порядок операций технологического процесса механической об­

работки заготовки до нарезания зубьев оказывает большое влия-

342

ние на точность изготовляемого зубчатого колеса, так как при вы­

полнении этих операций создаются исходные базовые поверхности для нарезания зубьев и их отделки.

Механическая обработка заготовки до нарезания зубьев произ­ водится по следующему технологическому маршруту: сверление или зенкерование центрального отверстия, протягивание гладкого от­ верстия и шлицев, предварительная обработка наружной поверх­ ности, калибрование шлицевого отверстия, окончательная обработ­ ка наружного контура, подрезка торцов, протачивание выточек на торцах, снятие фасок, тонкая подрезка базового торца и зачист­ ка заусенцев.

В зависимости от масштаба производства, конфигурации и раз­ меров зубчатых колес в промышленности применяют четыре основ­ ных варианта технологического маршрута механической обработ­ ки до зубонарезания.

Первый вариант технологического маршрута применяется при обработке в поточных линиях в массовом и крупносерийном произ­ водстве штучных заготовок различной формы диаметром 60— 250 мм. В последнее время этот вариант применяют также для об, работки колес диаметром до 60 мм. При этом варианте обработка

заготовки производится с использованием вертикально-сверлиль­ ного, протяжного (для обработки отверстия) и многорезцового (для

обработки наружного контура) станков.

По второму варианту технологического маршрута механическая обработка заготовок осуществляется на токарном горизонтальном автомате (черновая обработка контура и отверстия), протяжном

(обработка отверстия) и многорезцовом (чистовая обработка наруж­ ного контура) станках. Этот вариант применяется в поточных ли­ ниях крупносерийного производства при групповой обработке ма­ лых колес (диаметром до 60 мм), изготовляемых из прутка.

Применение токарного автомата для обработки колес целесо­ образно, однако анализ первого и второго вариантов показал, что даже колеса малых размеров в ряде случаев экономичнее изготов­

лять из штучных заготовок по маршруту первого варианта. Целесо­ образность применения первого или второго варианта устанавли­ вается технико-экономическим подсчетом.

По третьему варианту технологического маршрута обработка наружной поверхности и отверстия заготовки выполняется на верти­

кальных многошпиндельных токарных полуавтоматах мод. 1282, 1А283 и 1284 или вертикальном одношпиндельном автомате мод.

Э101 (фиг. 221). Этот вариант часто применяется при групповой об­ работке в крупносерийном производстве зубчатых венцов и узких

зубчатых колес, у которых ширина меньше диаметра центрального отверстия. Вертикальные многошпиндельные станки мод. 1282 и од­ ношпиндельные мод. Э101 могут быть эффективно использованы и для групповой обработки наружной поверхности и отверстия заго­

товок колес диаметром 100—250 мм и шириной, несколько превыша­

ющей диаметр центрального отверстия; производительность при этом

значительно выше, чем при обработке по первому варианту.

343

Четвертый вариант технологического маршрута применяется при небольших масштабах производства зубчатых колес и предусматри­ вает выполнение механической обработки заготовки до зубонареза-

ния на револьверных и токарных станках.

Рассмотрим особенности выполнения отдельных операций ме­ ханической обработки заготовок зубчатых колес до зубонаревания.

Обработка центрального отверстия

Центральное отверстие заготовки зубчатого колеса обраба­ тывают за две операции — черновую и чистовую.

Черновую обработку производят на вертикально-сверлильном

или токарно-револьверном станке, а чистовую — на протяжном. Если зубчатое колесо изготовляют из штучной заготовки в

крупносерийном и серийном производстве, черновую обработку от­ верстия обычно выполняют в виде отдельной операции.

Черновая обработка центрального отверстия производится пу­ тем сверления, зенкерования и растачивания. Сверление сплошных заготовок производится быстрорежущими сверлами при о=20-ь -ь25 м/мин, и s = 0,4-4-1,2 мм!об.

Штампованные заготовки, имеющие предварительно прошитые отверстия, обрабатывают зенкерами, оснащенными твердым спла­ вом, или из быстрорежущей стали, или расточными резцами, осна­

щенными твердым сплавом. Обработанные зенкерованием цен­ тральные отверстия имеют значительные отклонения от заданно­ го чертежом размера и заданной геометрической формы. Так, после зенкерования на вертикально-сверлильном станке без кондуктор­

ной втулки центральные отверстия диаметром 40—60 мм имеют овальность и конусность до 0,2 мм.

Применяемые для обработки центрального отверстия верти- кально-сверлилы.'ые станки в зависимости от масштаба выпуска оснащают универсальными зажимными приспособлениями, специ­ альными унифицированными приспособлениями и двух-трехшпин- дельными головками.

В некоторых случаях в крупносерийном производстве целесо­

образно устанавливать на сверлильном станке двухшпиндельные юловки для сверления и зенкерования центральных отверстий в за­ готовках и четырехместные приспособления для их крепления.

В крупносерийном и серийном производстве, черновую обработ­ ку центрального отверстия часто совмещают с черновой обработ­ кой наружной поверхности и подрезкой базового торца. Для этой цели применяют вертикальные токарные автоматы (фиг. 221) или револьверные станки. На револьверном станке черновую обработку центрального отверстия целесообразно выполнять также и при изго­ товлении зубчатых колес, имеющих центральное отверстие, преры­ вающееся выточкой.

Применение на протяжном станке приспособления со сфериче­ ской опорой для установки заготовки дает возможность производить протягивание предварительно обработанного центрального отвер-

344

Впоковках жесткой конструкции, имеющих ступицу достаточно больших размеров, протягивание прошитого при поковке централь­

ного отверстия можно производить без предварительной обработки зенкерованием или растачиванием. Хотя этот способ обработки цен­ тральных отверстий заготовок и вызывает повышенный расход про­ тяжек, но в некоторых случаях применение его целесообразно, так как может быть исключена операция зенкерования.

Если центральное отверстие имеет диаметр свыше 80 мм, то

протягивание из-за дороговизны инструмента усложняется и чис­ товая обработка осуществляется развертыванием плавающей раз­ верткой или растачиванием.

Вединичном производстве зубчатых колес, если протягивание центрального отверстия экономически нецелесообразно, чистовую обработку отверстия диаметром до 80 мм производят развертыва­ нием или растачиванием.

Чистовую обработку шлицевого центрального отверстия произ­

водят комбинированной многошпоночной протяжкой, которая одно­ временно обрабатывает шлицы и отверстие. При комбинированном протягивании можно уменьшить длину протяжки по сравнению с

требуемой при других способах протягивания.

Комбинированное протягивание шлицевого центрального отвер­ стия обеспечивает благоприятные условия резания, способствующие получению обработанной поверхности более высокой чистоты и более высокой точности по концентричности и параллельности шли­ цев относительно оси отверстия, чем дифференцированное протя­ гивание. При дифференцированном протягивании сначала обраба­ тывают отверстие, а затем шлицевые пазы. При дифференцирован­ ном протягивании возможно смещение шлицев относительно оси центрального отверстия из-за зазора по внутренней поверхности протяжки, ее провисания и увода от оси отверстия. При смещении внутренней поверхности относительно шлицев возникает необходи­ мость в проведении дополнительных пригоночных работ, так как при

значительных смещениях невозможно собрать это шлицевое соеди­

нение.

346

После комбинированного протягивания в шлицах остаются

заусенцы. Для их удаления и исправления небольших неточно­ стей, возникших при протягивании, производят калибрование шли­ цев. Эта операция повышает срок службы протяжки и обеспечивает точное базирование заготовки на оправке при чистовой обработке наружной поверхности.

Фиг. 222. Схема наладки обработки наружной поверхности и центрального отверстия заготовки зубчатого колеса на револьверном станке:

1—10 последовательность применения инструментов.

Если заготовкой для изготовления зубчатого колеса является пруток, то черновая обработка центрального отверстия совмещает­ ся с предварительной обработкой наружной поверхности. Эта опе­ рация выполняется на револьверном станке (фиг. 222) или на ше­ стишпиндельном горизонтальном автомате (фиг. 223).

У зубчатых колес, имеющих небольшую ширину, меньшую чем

диаметр центрального отверстия, и изготовляемых из штучных заютовок, обработку центрального отверстия часто совмещают с об­ работкой наружной поверхности и выполняют за две операции на револьверных станках.

Обработка наружной поверхности

Обработка наружной поверхности заготовки зубчатого колеса производится за две операции — черновую и чистовую, которые вы­ полняются на многорезцовых или токарных станках на центровых

оправках при v = 60 н-100 м]мин. Черновые и чистовые операции

347

Фиг. 224. Схема наладки об­ работки наружной поверхности

позициях 4, 6 и 8 п = 42 м/мин, п=130 об/мин, s=0,3 мм/об; на позициях 3, 5 и 7 v =35 м1мич-.

п=80 об/мин, s = 0,l мм/об.

349