Проектирование строительных и дорожных машин

Вконструкции л вся поверхность детали выполнена цилиндрической. Деталь можно обработать фрезерованием в поворотном приспособлении или точением в приспособлении.

Для увеличения производительности фрезерования и повышения стойкости фрез следует применять фрезы максимального диаметра, допускаемого конструкцией детали.

При обработке плоской выемки (вид м) заданный профиль выемки можно обработать только консольной фрезой малого диаметра на вертикально-фрезерном станке; недостаточная жесткость фрезы не позволяет получить правильную поверхность.

Вконструкции н поверхность обрабатывается фрезой большего диаметра, установленной на двухопорном шпинделе (горизонталь- но-фрезерный станок).

Обработка пальцевой фрезой (вид о) допустима только как исключение, когда поверхности необходимо придать контур, близкий

кпрямоугольному. Обработка этим способом непроизводительна; чистую поверхность получить невозможно.

На рис. 9.11, п показано фрезерование торцовой фрезой увеличенного диаметра, перекрывающей обрабатываемую поверхность.

9.14. Снятие фасок на фигурных поверхностях

Следует избегать снятия фасок на фигурных поверхностях. Для снятия фаски по контуру фланца (рис. 9.12, а) требуется копирное фрезерование специальной фрезой. Целесообразнее ограничиться указанием о притуплении кромок (вид б); эта операция производится проще (особенно способом электрохимического травления).

Рис. 9.12. Снятие фасок по контуру

200

Снятие фаски по цоколю торцового кулачка (вид в) можно облегчить, если уменьшить диаметр d цилиндрической части кулачка против диаметра D цоколя на величину, превышающую удвоенный катет фаски (вид г). Если уменьшить диаметр d невозможно по конструктивным условиям, следует ограничиться указанием о притуплении кромок (вид д).

Снятие фасок с граней квадрата (вид е) требует специального фрезерования с многократной перестановкой детали в процессе обработки. В данном случае целесообразно применить фрезерование граней на предварительно обточенном цилиндре (вид ж) с торцовой фаской, малый диаметр d которой должен быть меньше расстояния S между гранями. Фаски на углах встречи граней получаются как след предыдущей обточки цилиндра.

9.15. Обработка углубленных поверхностей

Не рекомендуется выполнять фигурное фрезерование с углублением в черную поверхность (рис. 9.13, а). Единственно возможный способ обработки таких поверхностей – фрезерование торцовой фрезой, диаметр которой определяется минимальным радиусом R закруглений фасонной поверхности. Поверхность приходится обрабатывать в несколько проходов; операция крайне непроизводительна, получить поверхность с малой шероховатостью невозможно.

Рис. 9.13. Фрезерование углубленных поверхностей

Для упрощения обработки можно придать поверхности легко выполнимую обычным торцовым фрезерованием круглую форму диаметром, превышающим заданный максимальный поперечник фа-

201

сонной поверхности (вид б). К такой поверхности можно приваливать фасонный фланец.

Лучше придать фасонной поверхности форму платика, выступающего над черной поверхностью (вид в), и обрабатывать платик торцовой фрезой.

Возможность применения фрезы, перекрывающей всю обрабатываемую поверхность, должна быть конструктивно обеспечена. В конструкции г это условие не выполнено: максимальный диаметр D фрезы, ограниченный смежными стенками, недостаточен; поверхность приходится обрабатывать в несколько проходов фрезой малого диаметра.

В конструкции д стенки раздвинуты на величину, допускающую перекрытие поверхности фрезой. Обработка ведется с подачей заготовки в направлении, перпендикулярном обрабатываемой поверхности.

Лучшие результаты по производительности дает обработка напроход (вид е) с продольной подачей.

9.16. Обработка бобышек в корпусах

Подрезка внутренних торцов отверстий в неразъемных корпусах (рис. 9.14, а), разбуртовка (вид б) и снятие фасок (вид в) представляют определенные трудности.

Рис. 9.14. Обработка бобышек в корпусах

Обработать эти поверхности в корпусах с глухими стенками можно только с помощью борштанг с выдвижными резцами. При нали-

202

чии люка поблизости от отверстий (вид г), позволяющего установить резцы, можно применять борштанги обычной конструкции.

Для увеличения производительности диаметр отверстия со стороны входа инструмента (вид д) следует делать больше диаметра бобышки второго отверстия на величину 2к максимально возможных смещений бобышки при литье. При этом торец малого отверстия обрабатывают зенкером. Вторую торцовую упорную поверхность создают установкой втулки 1 в большее отверстие.

Конструктивное оформление узла для этого случая представлено на виде е (установка промежуточного зубчатого колеса). Возможна и другая конструкция: ступенчатая ось, колесо упирается в торец ступеньки (вид ж).

При разбуртовке торца малого отверстия (вид з) диаметр d большого отверстия должен быть не меньше диаметра d разбуртовки. Во избежание образования непрочных усов диаметр D1 черной поверхности бобышки должен превышать диаметр d развертки не менее чем на 8–10 мм.

Вместо подрезки торцов можно ввести переходные втулки 2 (вид и), торцы которых служат упорными поверхностями (вид к).

Вкорпусах с разъемом по оси отверстий (вид л) необходимо соблюдать те же правила, так как торцы должны обрабатываться совместно, в сборе половин корпуса.

Вкорпусах с разъемом в плоскости, перпендикулярной к оси отверстий (вид м), отверстия обрабатывают в сборе половин, зафиксированных одна относительно другой контрольными штифтами. Торцы бобышек можно обработать при разнятых половинах корпуса.

9.17. Обработка отверстий

Отверстия неответственного назначения с параметром шероховатости поверхности до Rа 3,2 мкм и диаметром до 40 мм рекомендуется выполнять только сверлением, без дополнительной обработки, оставляя днище коническим (рис. 9.15, б, д). Формы отверстий по рис. 9.15, а, в, г, требующих дополнительной обработки, нецелесообразны.

В отверстиях, обрабатываемых более точно (зенкерованием, растачиванием, развертыванием), необходимо учитывать операцию предварительного сверления и особенности инструмента чистовой обработки.

203

резцом при расточке поднутрения. В целесообразной конструкции (вид к) сверление углублено в днище поднутрения, поэтому обработка последнего значительно облегчается.

Следует избегать применения поднутряющих канавок т (вид л) в отверстиях малого диаметра d < 15–20 мм).

Показанная на виде м форма отверстия, подвергаемого развертыванию, практически неосуществима из-за наличия режущего конуса на развертке. Необходимо углублять сверление на расстояние l (вид н), достаточное для выхода конуса развертки.

На видах о, п показаны неправильные, а на виде р – правильная конструкции нарезных отверстий. Минимальное расстояние l между днищем отверстия и витками резьбы с полным профилем определяется длиной заборного конуса метчиков.

Следует избегать сверления отверстий под углом < 70° к поверхности. При таком сверлении необходима предварительная засверловка или подфрезеровка входного участка отверстия, что усложняет изготовление. Для облегчения обработки следует располагать отверстие под углом более 70° к поверхности. Лучше всего сверлить отверстия под прямым углом.

Глубину отверстий, получаемых с помощью обычных спиральных сверл, рекомендуется во избежание смещения отверстия и поломки сверл делать не более 6–8 диаметров.

Целесообразно сокращать длину сверлений до конструктивно необходимого минимума. Длинные и тонкие сверления рекомендуется заменять ступенчатыми.

Длинный, узкий масляный канал, сообщающий сверления в валу, целесообразно заменить отверстием большого диаметра. При необходимости уменьшить сечение канала (например, для ускорения подачи масла в пусковые периоды) можно перекрыть канал вытеснителем.

9.18. Сокращение номенклатуры обрабатывающего инструмента

Для сокращения номенклатуры режущего инструмента следует унифицировать диаметры точных поверхностей. Особенно это важно для отверстий, обрабатываемых мерным цилиндрическим инструментом (сверла, зенкеры, развертки, протяжки).

205

Во избежание перестановки и смены инструмента целесообразно использовать один и тот же инструмент для выполнения максимально возможного числа операций.

Свободные переходы между ступеньками и буртиками точеных валов, не служащие опорными поверхностями, целесообразно выполнять по конусу с углом наклона, равным углу главной режущей кромки проходного резца в плане (обычно 45°), и галтелью у основания, равной стандартному закруглению у вершины резца R = 1 мм. Это избавляет от необходимости менять режущий инструмент и подрезать торец.

Вединичном и мелкосерийном производстве не рекомендуется применять специальный инструмент.

9.19.Измерительные базы

Вкачестве измерительных баз обычно используют наличные элементы конструкции. Иногда приходится вводить специальные измерительные базы (рис. 9.16).

Рис. 9.16. Измерительные базы

206

Вконструкции конической пробки (рис. 9.16, а) измерить большой диаметр D конуса трудно из-за наличия острой кромки. Измерить малый диаметр d конуса практически невозможно. Детали такой конфигурации можно обмерить только с помощью конической втулки-калибра.

Для облегчения замера целесообразно снабдить конус на большом диаметре цилиндрическим пояском шириной b = 2–3 мм (вид б).

Вконструкции сферической детали (вид в) измерить диаметр сферической поверхности сложно из-за наличия острой кромки. В целесообразной конструкции (вид г) кромка выполнена по цилиндру. Помимо облегчения измерения, такая конструкция у термически обрабатываемых деталей предупреждает перегрев кромки.

Из-за острых кромок на торце конической детали (вид д) трудно выдержать осевой размер l. Плоская площадка на торце (вид е) облегчает изготовление и измерение.

Неправильная конструкция кольцевых ребер показана на виде ж, правильная – на виде з.

На зубчатых венцах червячных колес (вид и) целесообразно предусматривать цилиндрические площадки шириной b (вид к), облегчающие измерение, а также упрощающие сборку червячной передачи в осевом направлении и предупреждающие концентрацию сил на кромках зубьев.

Цилиндрические площадки b на зубьях конических зубчатых колес (виды л, м) образуют измерительную базу и предупреждают со-

средоточение нагрузок на вершине зуба. Площадки b облегчают установку колеса в осевом направлении.

На видах н, о приведен пример введения цилиндрических баз в конструкции храпового колеса.

Для облегчения измерения деталей с цилиндрическими выступами целесообразно делать число выступов четным. Наружный диаметр D шлицевого вала с нечетным числом шлицев (вид п) можно измерить только с помощью втулки-калибра: измерить внутренний диаметр d еще труднее. В конструкции с четным числом шлицев (вид р) диаметры D и d можно измерить универсальным измерительным инструментом.

На виде т (хвостовик конического клапана) приведена конструкция с четным числом центрирующих ребер, более целесообразная, чем конструкция с с нечетным числом ребер.

207

9.20. Повышение производительности обработки

Для увеличения производительности механической обработки целесообразно обрабатывать максимальное число поверхностей на одном станке, с одного установа, за одну операцию, с применением одного инструмента, используя все возможности станка, на котором производится основная операция.

При обработке на каждом станке число перестановок детали следует сводить к минимуму, добиваясь обработки максимального числа поверхностей с одного установа.

Следует избегать обработки под углом к базовым поверхностям. Это заставляет устанавливать изделие на станках с поворотными столами или в поворотных приспособлениях и усложняет настройку станка.

Производительность обработки можно значительно повысить, применяя комбинированный инструмент, обрабатывающий одновременно несколько поверхностей (сверло-зенкер, резцовые блоки, наборные фрезы и т. д.).

Вкрупносерийном и массовом производстве следует обеспечивать возможность групповой обработки деталей по настроенной операции с установом заготовок в многоместных быстродействующих приспособлениях.

Последовательная обработка сокращает вспомогательное время (время установки заготовок и настройки станка). Параллельная обработка сокращает машинное время пропорционально числу заготовок, одновременно подвергаемых обработке. Наибольшее повышение производительности обеспечивает параллельно-последова- тельная обработка.

Непременное условие применения этих методов – обработка поверхностей напроход.

Вконструкции деталей, предназначенных для групповой последовательной и параллельно-последовательной обработки, следует предусматривать базы, фиксирующие взаимное положение деталей при обработке. При фрезеровании базами могут служить цоколи деталей и их боковые грани. При обработке цилиндрических деталей базами служат центральные отверстия. Детали насаживают на оправку и подвергают обработке в комплекте.

Обрабатываемые участки должны обладать достаточной жесткостью, во избежание деформации под действием сил резания.

208

10. Сборка узлов и агрегатов машин

При конструировании соединений, узлов и агрегатов должны быть выдержаны следующие условия производительной и качественной сборки:

полная взаимозаменяемость деталей и узлов;

исключение подгоночных работ и установки деталей по месту;

удобный подход монтажного инструмента: возможность применения механизированного инструмента;

агрегатный принцип сборки – соединение деталей в первичные подузлы, подузлов в узлы, узлов в агрегаты, установка агрегатов на машину.

Соблюдение этих условий позволяет организовать технологический процесс по принципу параллельного и одновременного выполнения операций, закрепить за каждым рабочим местом цикл постоянно повторяющихся операций и механизировать сборку. В крупносерийном и массовом производстве выполнение этих условий позволяет организовать непрерывно-поточную сборку.

Взаимозаменяемость деталей достигается назначением необходимых допусков и предельных отклонений формы (параллельность, перпендикулярность и т. д.). Типы посадок выбирают в зависимости от условий работы соединения. Необходимую точность устанавливают размерным анализом, имеющим целью проверку работоспособности соединения при крайних значениях зазоров (натягов).

Иногда по условиям работы зазоры (натяги) должны быть выдержаны в более узких пределах, чем те, которые получаются при выполнении размеров даже по 5–6-му квалитетам. В таких случаях часто применяют селективную сборку. В зависимости от величины отклонений от номинала детали делят на несколько групп. При сборке соединяют детали только тех групп, которые в сочетании одна с другой дают необходимую величину зазоров (натягов). Естественно, что при этом принцип взаимозаменяемости нарушается. Необходимость предварительной разбивки детали на размерные группы осложняет и замедляет производственный процесс.

Для соединений такого рода целесообразно ввести повышенный (прецизионный) 4-й квалитет. Современные методы чистовой обработки (прецизионное шлифование валов, калибрующее протягива-

209