Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Основы технологии машиностроения

..pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
27.54 Mб
Скачать

Технология.производства типовых деталей машин

411

и под щуп. Проверка конических шеек и конических отверстий производится методом параллельных сторон. Специальный шаблон устанавливается по образующей конуса (фиг. 260); измерение парал­ лельности верхней грани шаблона и противолежащей образующей конуса производится микрометрической или индикаторной скобой по краям и в середине конической шейки (размеры Ви В и ВА). Про­ верка конического отверстия производится тем же метолом (фиг. 261); при этом шаблон устанавливают радиусной поверхносп ю по образую­ щей конического отверстия, а плоская поверхность шаблона, параллельная противолежащей образующей, служит для промеров микронутромером по трем сечениям (размеры А х, Л? и Л3).

 

 

 

 

 

В. Технология

производства втулок

 

 

 

Основные

конструктивные

разновидности

втулок:

гладкие

(фиг.

262, а);

с буртами

или

фланцами (фиг

262, б)

и

(262, в);

с

коническим

отверстием

 

 

 

 

 

(фиг. 262, г); разрезные ко­

 

 

 

 

 

нические

 

(фиг.

262,

д)\

 

 

 

 

 

с

залитым

слоем

анти­

 

 

 

 

 

фрикционного

 

сплава

 

 

 

 

 

(фиг.

262,

е)\

свернутые

 

 

 

 

 

тонкостенные

с открытым

 

 

 

 

 

швом (фиг. 262, ж)\ по­

 

 

 

 

 

верхности

отверстий

вту­

 

 

 

 

 

лок

имеют канавки

для

 

 

 

 

 

смазки;

для подвода

смаз­

 

 

 

 

 

ки

 

имеются

поперечные

 

 

 

 

 

отверстия.

 

 

условия

 

 

 

 

 

 

Технические

 

 

 

 

 

изготовления

втулок

ха­

 

г)

 

*)

 

рактеризуются

 

следую­

 

 

 

 

 

щими данными.

Диамет­

 

 

 

 

 

ральные

размеры

наруж­

 

 

 

 

 

ных поверхностей задаются

 

 

 

 

 

по 2 или

3-му

классу

точ­

 

 

 

 

 

ности; отверстия — обычно

 

 

 

 

 

по 2, реже

по

3-му

классу

 

 

 

 

 

точности,

для

ответствен­

 

 

 

 

 

ных сопряжений — по 1-му

Фиг. 262. Конструктивные

разновидности

классу

точности.

 

Разно-

 

подшипниковых втулок.

 

стенность

 

допускается

 

 

 

 

 

в пределах 0,03—0,15 лш. Неперпендикулярность торцовых поверх­ ностей к оси отверстия допускается до 0,2 мм на 100 мм радиуса, а при осевой нагрузке на торцовые поверхности неперпендикуляр­ ность задается в пределах 0,02—0,03 мм. Чистота поверхностей за­ дается для наружных поверхностей вращения обычно по 6-му классу;

412

Технология производства типовых деталей и узлов машин

для отверстий — от 6 до

8-го класса,

иногда 9-й класс, в зависи­

мости

от предъявляемых

требований;

для торцовых поверхностей

4-й класс, а при осевой нагрузке на торцовые поверхности 6—7-й класс чистоты.

Материалы, применяемые для изготовления втулок: сталь, латунь, бронза, чугун, специальные сплавы, металлокерамика, пластмассы.

Виды з а г о т о в о к . Для втулок с диаметром отверстия до 20 мм применяют калиброванные или горячекатаные прутки, а также отливки в виде сплошных болванок. Для втулок с диаметром отвер­ стия более 20 мм применяют цельнотянутые трубы или литые заго­ товки с отверстиями; при этом применяют литье в земляные формы машинной формовки, литье в постоянные металлические формы, центробежное литье и литье под давлением. Для свернутых тонко­ стенных втулок с открытым швом применяют латунный или брон­ зовый голосовой материал; для таких втулок возможно также приме­ нение биметаллической ленты. Заготовки из металлокерамических материалов получают прессованием и спеканием. Заготовки из пласт­ масс получают также прессованием. Заготовки для втулок, получен­ ные прессованием и литьем под давлением, могут быть выполнены с центральным отверстием практически без ограничения его диамет­ рального размера, а именно до 3 мм и менее, в зависимости от приме­ няемого сплава.

С п е ц и ф и ч е с к и е т е х н о л о г и ч е с к и е з а д а ч и при обработке втулок заключаются в достижении концентричности на­ ружных поверхностен относительно отверстия и перпендикулярности торцов к оси отверстия. Для тонкостенных втулок возникает допол­ нительная задача закрепления заготовки при обработке на станках без ошутимых ее деформаций.

Задача концентричности наружных поверхностей относительно отверстия и перпендикулярности торцовых поверхностей к оси отвер­ стия может быть решена тремя способами: 1) обработкой наружных поверхностей, отверстия и торцовых поверхностей за один установ; 2) обработкой всех поверхностей за два установа или за две опера­ ции с базированием при окончательной обработке отверстия по наруж­ ной поверхности; 3) обработкой всех поверхностей за два установа или две операции с базированием при окончательной обработке наружной поверхности по отверстию.

Обработка за один установ возможна при изготовлении втулок из прутка или трубы с отрезкой обработанной заготовки в конце выполненной операции; однако при жестких требованиях к концентричности, в случае увода оси отверстия при сверлении, возникает необходимость в окончательной обработке наружных поверхностей и торцов с базированием по отверстию.

При индивидуальной отливке крупных заготовок обработка за один установ требует наличия приливов, что значительно увели­ чивает отходы и понижает коэффициент использования металла. Поэтому для индивидуальных отливок этот способ может быть при­

Технология производства типовых деталей машин

413

менен только в единичном производстве; однако и в этом

случае

он не дает каких-либо преимуществ сравнительно с другими спосо­ бами решения задачи обеспечения концентричности наружных поверхностей относительно отверстия и перпендикулярности торцо­ вых поверхностей к оси отверстия.

Из двух других способов решения задачи концентричности базирование по обработанному отверстию на последней операции технологического процесса имеет ряд преимуществ сравнительно с базированием по обработанной наружной поверхности: а) при обра­ ботке на разжимной оправке погрешность установки или отсутствует (при креплении оправки в центрах), или значительно меньше (при креплении оправки в патроне) сравнительно с обработкой в патроне при креплении заготовки по наружной поверхности; б) при базиро­ вании по отверстию его остаточные пространственные отклонения в результате увода оси при сверлении ликвидируются при обработке наружных и торцовых поверхностей, тогда как при обработке отвер­ стия с базированием по наружной поверхности они обычно имеют место.

Б а з и р о в а н и е з а г о т о в о к : а) при обработке за один установ заготовки из прутка или труб базами являются наружная по­ верхность и подрезанный торец, устанавливаемый по упору; б) при обработке индивидуальной заготовки за базу целесообразно прини­ мать предварительно обработанное отверстие и торец заготовки.

П о г р е ш н о с т ь у с т а н о в к и определяется: а) при креплении прутка или трубы вцанге или в патроне —радиальным иосевым смеще­ нием заготовки; б) при креплении индивидуальной заготовки в трехку­ лачковом патроне для зенкерования литого отверстия — радиаль­ ным смещением заготовки; в) при протягивании отверстия погреш­ ность установки отсутствует; г) при обработке на разжимной оправке, установленной в центрах, погрешность установки также не имеет места; д) при обработке на разжимной оправке, закрепленной в пат­ роне — незначительным радиальным смещением оправки, K O T O J о е может быть исключено путем крепления в сырые кулачки, проточен­ ные после установки патрона на станок 1.

Погрешность установки не влияет на допуски выдерживаемых диаметральных размеров; она влияет на допуски линейных размеров

при несовмещенных установочной

и измерительной базах; вместе

с тем, припуски на обработку как

по диаметральным, так и осевым

размерам, должны быть увеличены для компенсации погрешности

установки.

о т к л о н е н и я

характеризуются:

П р о с т р а н с т в е н н ы е

а) при изготовлении втулок из прутка или трубы—местной кривизной заготовки и уводом оси при сверлении отверстия; б) при изготовлении втулок из индивидуальных литых или прессованных заготовок — уводом оси отверстия заготовки, эксцентричностью наружных

1 Погрешности установки в цанге и патроне см. в приложении 1.

4 1 4 Технология производства типовых деталей и узлов машин

поверхностей относительно отверстия и неперпендикулярностью торцовых поверхностей к оси отверстия, возникающих в процессе обработки.

Пространственные отклонения, изменяя глубину резания в про­ цессе обработки, влияют на величину отжатий в упругой системе

станок — заготовка — инструмент,

но непосредственно в расчетную

формулу для определения допуска

не входят;

вместе

с тем

прост­

 

 

 

 

 

 

ранственные

отклонения

 

 

 

 

 

 

влияют

на величину при­

 

 

 

 

 

 

пусков

и

суммируются

 

 

 

 

 

 

с погрешностью установки

 

 

 

 

 

 

для припусков по

диамет­

 

 

 

 

 

 

ральным размерам по пра­

 

 

 

 

 

 

вилу

квадратного

корня,

 

 

 

 

 

 

а для

осевых

размеров —

 

 

 

 

 

 

арифметически.

 

 

 

 

 

 

 

Т е х н о л о г и я о б ­

 

 

 

 

 

 

р а б о т к и

в т у л о к

 

 

 

 

 

 

и п р и м е н я е м о е о б о ­

 

 

 

 

 

 

р у д о в а н и е

зависят

Фиг. 263 Схема обработки

втулки на токарно­

в основном от вида заго­

револьверном

станке:

 

 

товки.

 

 

 

/ — подрезка торца. 2 — подача прутка до упора,

При

обработке

втулок

8 — зацентровка

под

сверление.

4 — сверление

отверстия и обтачивание наружной

поверхности;

из прутка придерживаются

Б — растачивание

отверстия

обтачивание наружной

преимущественно

следую­

поверхности и снятие

фасок;

в — предварительное

развертывание:

7 — окончательное

развертывание;

щего

 

технологического

 

8 — отрезка.

 

 

маршрута.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Подрезка торца у прутка, подача прутка до упора, зацентровка под сверление, сверление отверстия и обтачивание наружной поверх­ ности, растачивание или зенкерование отверстия и обтачивание наружной поверхности со снятием фасок на свободном торце, пред­ варительное развертывание, окончательное развертывание, отрезка (фиг. 263); эта операция выполняется на токарно-револьверном станке, одношпиндельном или многошпиндельном автомате.

2.Снятие фасок с противоположного торца втулки на вертикаль­ но-сверлильном или операционном токарном станке.

3.Сверление смазочного отверстия на вертикально-сверлильном станке.

4.Нарезание смазочных канавок на специальном станке.

5.Шлифование наружной поверхности на круглошлифовальиом или бесцентрово-шлифовальном станке.

При обработке втулок из трубы переход сверления, естественно, выпадает, и вместо сверления производится зенкерование или раста­ чивание отверстия; в остальном процесс не отличается от обработки втулки из прутка.

При обработке втулок из индивидуальной отливки или поковки целесообразно применять следующий технологический маршрут.

Технология производства типовых деталей машин

41S

1. Зенкерование отверстия втулки и снятие фаски в отверстии на вертикально-сверлильном станке (фиг. 264); в связи с тем, что при закреплении втулки в патроне базирующей является наружная поверхность втулки, расчет припуска на зенкерование следует про­ изводить по формуле (138) с учетом увода оси литого отверстия

ипогрешности установки втулки в патроне.

2.Протягивание отверстия на горизонтально-протяжном станке со сферической самоустанавливающейся шайбой, которая приме­ няется в связи с тем, что торец втулки необработан; протягиванием остаточный увод оси отверстия не исправляется, а погрешность установки не имеет места, по­ этому припуск под протягивание определяют по формуле (138) с исключением подкоренных зна­ чений и, следовательно, с учетом только вы­ соты поверхностных неровностей и глубины дефектного поверхностного слоя. Обычно у вту­ лок, которые запрессовывают в корпус, остав­ ляют после протягивания припуск на оконча­ тельную обработку отверстия после запрессовки.

3.Однократное или предварительное обта­

чивание

наружной поверхности, в зависимости

Фиг.

264. Зенкерева

от точности выполнения черной заготовки, по­

дрезка

торцов и снятие наружных фасок на

ние

и снятие фаски

в отверстии

втулки.

токарно-многорезцовом полуавтомате; операция

разжимной

оправке

выполняется с базированием

по

отверстию на

или с

запрессовкой втулки

на

цилиндрическую оправку.

При расчете припуска на диаметр погрешностью установки можно пренебречь, а пространственное отклонение должно включать оста­ точное смещение оси отверстия после зенкерования. Для торцовых поверхностей отсутствуют и погрешность установки и пространствен­ ные отклонения.

4. Чистовое обтачивание наружной поверхности, если производи­ лось не однократное, а предварительное обтачивание; чистовую' подрезку торцов производят лишь в том случае, если это вызывается допуском на размер по длине и требованиями, предъявляемыми к тор­ цовым поверхностям; в этом случае операция выполняется на много­ резцовом полуавтомате; если производится обтачивание только наружной гладкой поверхности, то операция может быть выполнена на обычном токарном станке; при ступенчатой наружной поверхности операция выполняется на многорезцовом полуавтомате (фиг. 265), с прессовой посадкой по шейкам а \\ б оправки.

Последующие четыре технологические операции аналогичны операциям 2, 3, 4 и 5 маршрута обработки втулки из прутка.

Технология изготовления втулок различных конструктивных разновидностей отличается лишь наладкой для обработки наружных поверхностей на многорезцовых полуавтоматах. Втулки с кони­ ческим отверстием зенкеруются и развертываются коническим инстру­

416 Технология производства типовых деталей и узлов машин

ментом с подачей до упора. У разрезных конических втулок при мно­ горезцовой обработке инструмент, предназначенный для конической поверхности, направляется копиром; кроме того, для этих втулок предусматриваются фрезерные операции для образования прорези и надрезов на наружной поверхности, а также нарезание резьбы на концевых уступах втулки. Для втулок, заливаемых антифрикцион­

ным

сплавом, предусматривается операция

растачивания

канавок

в отверстии. Свернутые

втулки с открытым

швом обрабатываются

 

 

 

аналогично

литым

гладким

 

 

 

втулкам; при этом в шов вста­

 

 

 

вляется

прокладка,

которая

 

 

 

укрепляется в нем легкоплав­

 

 

 

ким припоем и удаляется по

 

 

 

окончании

обработки.

 

 

 

 

М еталлокерамические

 

 

 

втулки

изготовляются

преи­

 

 

 

мущественно на железной или

 

 

 

медной

основах. Материалы

 

 

 

на медной основе отличаются

 

 

 

меньшим коэффициентом тре­

 

 

 

ния,

лучшей

прирабатывае-

 

 

 

мостью,

но

обладают

мень­

 

 

 

шей

механической

прочно

Ф и г.

265 . О бр аботк а втулки

со ступ ен ч атой

стью.

 

обработке железоке­

н а р у ж н о й п ов ер хн ость ю на

м н о го р езц о в о м

При

 

п ол уав том ате.

 

рамических

деталей

резцы

 

 

 

с пластинками

из

твердого

сплава ВК8 обеспечивают высокую стойкость, а наличие переходной режущей кромки с углом заточки 1,5—2° дает высокую чистоту по­

верхности при режимах

резания:

v = 200 ч- 400 м/мин, s =

=0,05 ч- 0,15 мм/об, t =

0,5 ч- 1,2

мм.

С целью улучшения антифрикционных свойств пористые втулки после спекания подвергаются пропитке авиационным маслом в ванне, нагретой до температуры 110—120°. В зависимости от толщины стенки втулки продолжительность ее пропитки колеблется от 45 мин. (для стенки 4 мм) до 120 мин. (для стенки 9,5 мм).

Отверстия пористых втулок не рекомендуется калибровать шари­ ком, так как в этом случае поры частично закрываются и самосмазы-

вающая способность втулки понижается;

поэтому целесообразнее

обрабатывать отверстие

втулки

тонким

растачиванием. В

связи

с высокой точностью,

которая

обеспечивается металлокерамиче­

ской технологией, ограничиваются обычно однократной

обра­

боткой.

 

 

 

 

Втулки из пластмасс могут быть изготовлены из прутка, из трубы или из индивидуальной заготовки, полученной прессованием. Техно­ логия обработки втулок из прутка и трубы аналогична обработке металлических втулок. Высокая точность прессования индивидуаль-

Технология производства типовых деталей машин

417

ных заготовок для втулок позволяет ограничиваться однократной обработкой их резанием.

Т е х н и ч е с к и й к о н т р о л ь в т у л о к включает про­ верку диаметральных и осевых размеров, чистоты поверхностей (пре­ имущественнопо эталонам), концентричности наружных поверх­ ностей относительно отверстия и перпендикулярности торцов к оси отверстия. Для контроля наружных поверхностей вращения, их кон­ центричности относительно отверстия и перпендикулярности торцов к оси отверстия целесообразно применять многомерное индикаторное контрольное приспособление, аналогичное приспособлению для

проверки ступенчатых

валов.

 

Г. Технология производства зубчатых колес

О с н о в н ы е

к о н с т р у к т и в н ы е

р а з н о в и д

н о с т и зубчатых колес показаны на фиг. 266. По технологическим признакам различают: а) одновенцовые зубчатые колеса — цилиндри­ ческие с прямыми и спиральными зубьями, конические с прямыми и спиральными зубьями, червячные; при этом различают зубчатые колеса со ступицей и фланцевого типа; б) многовенцовые цилиндри­ ческие зубчатые колеса; в) шестерни-валы одновенцовые цилиндри­ ческие и конические; г) шестерни-валы цилиндрические многовен­ цовые.

Технические условия изготовления зубчатых колес характери­ зуются следующими основными данными: центральное отверстие выполняют обычно по 2-му классу точности и 7-му классу чистоты, центрирующее отверстие фланцевых зубчатых колес — по 1 или 2-му классу точности и 7-му классу чистоты, размер между торцовыми поверхностями фланца для крепежных отверстий (ширина фланца) — по 3-му или За классу точности, чистота торцовых поверхностей — по 7-му классу.

Посадочные шейки шестерен-валов выполняют по 2-му классу точности и 7—8-му классу чистоты.

Остальные размеры колес задаются по За, 4 и 5-му классам точ­ ности и от 2 до 5-го класса чистоты. Внутренний несопрягаемый кон­

тур фланцевых

колес выполняют обычно по 7-му классу точности

и 2-му классу

чистоты.

Отклонение от перпендикулярности торцов ступицы и зубчатого венца к оси отверстия (биение торцов) задается величиной 0,15 мк и более на 1 мм диаметра в зависимости от условий работы зубчатого колеса.

Технические условия на обработку зубьев регламентированы ГОСТом 1643-56 для цилиндрических, ГОСТом 3675-56 для червяч­

ных, ГОСТом 1758-56

для

конических передач.

М а т е р и а л ы .

Для

изготовления силовых цилиндрических

и конических зубчатых колес применяют главным образом хромистые, хромоникелевые и хромомолибденовые цементуемые стали; чугунное

27 Кован

Технология производства типовых деталей машин

419

пуют обычно на горизонтально-ковочных машинах; заготовки для мелких шестерен валов выполняют в ряде случаев холодной высад­ кой; штампованные заготовки подвергают иногда калибровке-чеканке, что исключает в последующем обработку торцов лезвийным инстру­ ментом перед протягиванием.

При заданном объеме выпуска выбор в качестве заготовки прутка

или поковки решается путем определения

разности коэффициен­

тов использования металла в том и другом

случае; при этом целе­

сообразность выбора штампованной заготовки определяется отно­ шением

 

 

g(Gn - G ') >0,05,

 

 

G'G"

где g — вес

готовой детали;

G' — вес

исходного

металла для штампованной заготовки;

G" — вес

заготовки

из прутка.

Вместе с тем при выборе заготовки необходимо учитывать то обсто­ ятельство, что соответствующим построением технологических про­ цессов штамповки и предварительной термической обработки черной заготовки можно обеспечить мелкозернистую структуру, благоприятное расположение волокон металла и минимальное короб­ ление заготовки при ее окончательной термической обработке. Кроме того, заготовка может быть получена с прошитым отверстием, что обусловливает значительную экономию металла. При штамповке на молотах прошивка возможна при диаметре отверстия d > 25 мм и длине I < 2d.

Предварительная термическая обработка поковок, подвергаю­ щихся при последующей обработке цементации, заключается в нор­ мализации, которая применяется для выравнивания структурной неоднородности, получения мелкозернистой структуры и улучшения обрабатываемости резанием; вместе с тем в результате нормализации повышаются твердость и механические свойства стали.

Черные заготовки стальных зубчатых колес, которые не подвер­ гаются в дальнейшем цементации, обычно подвергают термическому улучшению с целью измельчения структуры и повышения вязкости.

Отливки выполняются литьем в земляные формы машинной фор­ мовки или центробежным литьем вместе с зубом. Отливки для тяже­ лых зубчатых колес выполняют отливкой в почву, в ряде случаев также с литым зубом. Бронзовый венец у червячных колес заливают иногда на заформованную чугунную или стальную заготовку; часто венец изготовляется отдельно и напрессовывается на центр колеса.

Т е х н о л о г и я

о б р а б о т к и

и п р и м е н я е м о е

о б о р у д о в а н и е .

По своей конфигурации и размерным соот­

ношениям зубчатые колеса (см. фиг. 266) не представляют самостоя­ тельной технологической группы, и общим для них технологиче­ ским признаком служит лишь обработка зубчатого венца. Поэтому технологические процессы обработки заготовок до нарезания зуба

27*

420 Технология производства типовых деталей и узлов машин

ничем не отличаются от обработки других деталей — втулок, дисков со ступицей или без нее, шкивов, валов сплошных или пустотелых и- т. д.

При обработке заготовок для мелких шестерен из калиброванного прутка первая операция, включающая сверление и растачивание отверстия, обтачивание наружной поверхности, подрезку торца и отрезку заготовки производится, в зависимости от заданной про­ граммы, на прутковых многошпиндельных горизонтальных автома­ тах или револьверных станках. Затем протягивают отверстие и шлицы или шпонку, после чего производят чистовое обтачивание и подрезку

Фиг. 267. Схема наладки многорезцового полуавтомата для обработки одновенцового зубчатого колеса:

а — предварительная обработка; б — окончательная обработка

торцов на многорезцовом токарном полуавтомате, а для точных колес, кроме того, шлифование торцов или тонкую их подрезку на точном и быстроходном токарном станке.

Штучные заготовки небольших размеров (диаметром до 150— 200 мм), полученные методом штамповки или литья, с отверстием или без него, целесообразно обрабатывать в массовом и серийном про­ изводстве по следующему технологическому маршруту.

1. Сверление (зенкерование) отверстия на сверлильном станке с установкой заготовки в патроне; при этом желательно обработать цековкой торец, если позволяют его размеры.

2.Протягивание отверстия и шлицевых или шпоночного пазов.

3.Запрессовка заготовки на центровую оправку с фиксацией положения ее переднего торца по длине оправки.

4.Обработка наружной поверхности на токарном многорезцовом полуавтомате за две операции (фиг. 267). Возможность и условия применения этого высокопроизводительного варианта связаны с кон­ структивными особенностями заготовки.

Устойчивая посадка

заготовки для обработки на оправке диа-

у$тра

возможна при

достаточной длине посадочного отверстия /

Соседние файлы в папке книги