книги / Основы технологии машиностроения. Методы обработки заготовок и технологические процессы изготовления типовых деталей машин

О к о н ч а н и е т а б л . 1 2 . 3 0

Примечание. В ряде случаев первой операцией является черновое растачивание центрального отверстия заготовки гильзы. В этом случае деталь центрируется с помощью конических ловителей и зажимается по наружной поверхности. Обработанные на пер- вой операции поверхности служат базой на следующей операции.

Поскольку гильза имеет малую жесткость, приспо- собления, применяемые при зажиме, не должны создавать заметных деформаций гильзы. С этой целью центрирование гильзы происходит по пояскам, а зажим – по торцу.

Для контроля гильз цилиндров применяются пневма- тические и индикаторные приспособления. Контролируют- ся диаметры и форма отверстия, толщина бурта, торцовое и радиальное биения. На специальных устройствах произ- водится автоматический контроль внутреннего диаметра гильз и их сортировка по размеру на группы. Автоматиче- ски соответствующей краской производится маркировка.

12.8. Технологические процессы обработки лопаток паровых и газовых турбин

Лопатки паровых и газовых турбин являются наибо- лее многочисленным деталями этих изделий. Количество лопаток на одну турбину составляет 1500–3000 штук. По- этому даже при мелкосерийном производстве турбин про- изводство лопаток должно быть крупносерийным, а иногда и массовым.

Лопатки турбин представляют собой детали с пони- женной жесткостью с криволинейными точными поверхно-

431

стями, требующими сложной механической обработки. На рис. 12.58 показаны лопатки паровых (см. рис. 12.58, а) и газовых турбин (см. рис. 12.58, б).

Рис. 12.58. Лопатки турбин: а – паровых; б – газовых

Лопатки турбин делятся на направляющие (неподвиж- ные) и рабочие (вращающиеся вместе с ротором). Главные части лопаток – это замок 1 и рабочая часть 2, называемая пером. Выпуклую поверхность пера называют «спинка», а вогнутую – «корыто». Лопатки паровых турбин применя- ются с длиной пера 200–1000 мм и более, для газовых тур- бин – 30…600 мм. Для небольших газовых турбин приме- няют цельные роторы с фрезерованными или электрохими- чески обработанными лопатками.

Основными технологическими задачами при произ- водстве лопаток являются: получение установочных по- верхностей лопатки (замка) с высокой точностью; дости- жение правильного положения пера лопатки относительно замка; обеспечение точной формы и низкой шероховатости криволинейных поверхностей пера лопатки для уменьше- ния потерь на трение пара или газа о поверхность вращаю- щейся лопатки.

Ориентировочные технические условия на изготов- ление рабочих лопаток паровых турбин следующие.

432

Лопатки паровых турбин изготавливают из легиро- ванных сталей 1Х13, 2Х13, Х17Н2, 15Х11МФ, 1Х18Н9Т, 18ХНВА, ХН35ВТ и др., а газовых турбин – из специаль- ных высоколегированных жаропрочных сталей и сплавов.

Заготовки лопаток бывают в виде штамповок, полу- чаемых в закрытых штампах, или в виде вальцованных штамповок. Кроме того, заготовки лопаток получают вы- давливанием в горячем состоянии в специальных матрицах.

Заготовки лопаток небольших размеров и массы по- лучают литьем по выплавляемым моделям. Припуски на обработку получают при штамповке в закрытых штам- пах в пределах 1,5–2,5 мм, при вальцевании заготовок – в пределах 0,6…0,8 мм на сторону. При электроэрозион- ной обработке припуск оставляют в пределах припуска на шлифование (0,1–0,2 мм на сторону). Литье по выплав- ляемым моделям дает возможность получить припуск 0,2– 0,4 мм на сторону.

Технологическими базами рабочих лопаток служат посадочные места хвоста. Базами, согласованными с поса- дочными местами, являются профильные части лопаток. Для надежного закрепления лопаток на черновых и полу- чистовых операциях выбирают в качестве баз профильные части лопаток, в качестве чистовых технологических баз – хвостовые части лопатки.

Основные операции можно разделить на операции по обработке замка и операции по обработке пера. При обра-

433

ботке замка главные операции – это фрезерование, глубин- ное шлифование и протягивание замковой части, а при об- работке пера – фрезерование наружной и внутренней по- верхности лопаток (штампованных), шлифование и поли- рование рабочей части (всех видов лопаток).

В табл. 12.31 приведены примерные режимы, приме- няемые при обработке рабочих лопаток.

Т а б л и ц а 1 2 . 3 1

Режимы резания, применяемые при обработке лопаток турбин

Примерный технологический маршрут обработки ло- паток паровых турбин приведен в табл. 12.32.

434

Примечание. Комплексы операций 30 и 40 выполняют на станках общего назначения в специальных приспособлениях фасонными фрезами. На рис. 12.59 показаны схемы обработки пера турбин- ных лопаток.

Рис. 12.59. Схемы обработки пера турбинных лопаток: а – спинки; б – корыта

435

В табл. 12.33 приведен один из возможных маршру- тов обработки рабочих лопаток газовых турбин.

О к о н ч а н и е т а б л . 1 2 . 3 3

Примечание. При обработке фасонных замков лопаток фрезеро- вание часто заменяют более производительным методом обра- ботки – протягиванием.

12.9. Особенности обработки деталей тяжелых машин

К тяжелому машиностроению относят производство металлургического оборудования (например, прокатных станов), крупных металлорежущих станков, мощных гид- равлических, паровых и газовых турбин, электрогенерато- ров, крупных экскаваторов и т.п.

Приемы обработки, используемые в тяжелом маши- ностроении, применяют также при обработке крупных де- талей на заводах других отраслей машиностроения и час- тично в цехах по обработке базисных деталей в среднем машиностроении.

Так как крупные машины изготовляют в очень не- больших количествах, то производство организуют как единичное или мелкосерийное. При изготовлении крупных

437

машин чаще всего применяют универсальное оборудование и более простую технологическую оснастку, чем в серий- ном производстве.

Из-за большого веса крупных заготовок и деталей (до 300 т) большое значение приобретает внутрицеховой транспорт. Главным транспортным средством в цехах тя- желого машиностроения обычно являются мостовые кра- ны, грузоподъемность которых достигает 250 т и выше. В некоторых случаях особо тяжелые детали поднимают и перемещают двумя кранами одновременно.

При конструировании станков для тяжелого машино- строения стремятся избежать перемещения тяжелых дета- лей с операции на операцию и во время обработки. Для это- го применяют передвижные портальные станки с фрезер- ными головками, передвижные расточные колонки, одно- сторонние фрезерные станки, в которых фреза диаметром до 2 м имеет подачу, большие карусельные станки для об- тачивания деталей диаметром до 18 м, тяжелые многосуп- портные токарные станки для обтачивания деталей длиной до 30 м и диаметром до 2 м.

В ходе развития технологии тяжелого машинострое- ния разработана система так называемой «стендовой обра- ботки», то есть если обрабатывающие станки легче обраба- тываемой детали, то проще и дешевле переместить станок к обрабатываемой детали, чем деталь к станку. На рис. 12.60 показана схема обработки тяжелых деталей на стенде. Стен- довая обработка производится с помощью передвигающихся вдоль стенда горизонтальных сверлильно-расточных и пере- носных станков, подаваемых на стенд подъемным краном.

Переносные станки применяют: сверлильные – с диаметром сверления до 60 мм, радиально-сверлиль- ные – с диаметром сверления до 75 мм, поперечно-стро- гальные – с ходом ползуна до 1500 мм, долбежные – с хо- дом ползуна до 2000 мм.

438

Рис. 12.60. Схема обработки тяжелых деталей на стенде: 1 – переносные расточные станки; 2 – передвижная колонка; 3 – переносной радиально-сверлильный станок; 4 – обрабатываемая заготовка

При изготовлении базисных деталей (станин, осто- вов, рам и т.п.) комбинированная стендовая обработка со- ставляет до 60 % общей трудоемкости и сокращает цикл обработки в 1,5–2 раза.

При стендовой обработке придерживаются следую- щих правил.

1.Время на установку каждого дополнительного пе- редвижного или переносного станка к деталям должно быть меньше, чем на переустановку заготовки на другой станок.

2.Передвижные и переносные станки следует рас- ставлять вокруг детали так, чтобы можно было организо- вать параллельную работу станков и снять станок, на кото- ром окончили работу, не мешая другим станкам работать.

3.Более мощные передвижные станки должны выпол- нять больший объем работы, чем легкие переносные станки.

439