Тех процесс смотри на распечатках!!!!!!!

24. Вид термической обработки и ее режим зависят от выбранной марки стали и требований, предъявляемых к шпин­делю. Цель термической обработки — повышение износостойкости поверхности опорных шеек (основных баз) и исполнительных поверхностей и некоторых других поверхностей шпинделя с сохра­нением «сырой» сердцевины, что обеспечивает высокую перво­начальную точность шпинделя и сохраняет ее в течение длитель­ного времени. Самый эффективный метод термической обработки — поверхностная закалка. Термическая обработка не должна вызы­вать заметных деформаций и искривления шпинделя. Указанные выше поверхности подлежат закалке и последующему отпуску для достижения твердости HRC₃ 46,5 ... 57. Шпиндели, работа­ющие в опорах скольжения, закаливают и до более высокой твердости. После термической обработки необходимо промыть и очистить от возможной окалины поверхности технологических баз.

Поверхностную закалку можно производить несколькими способами.

Поверхностная закалка с нагревом ТВЧ в последнее время получила наибольшее распространение. Преимущество ее заключается в кратковременности нагрева (0,5 ... 20 с) поверхност­ного слоя металла, который подвергается закалке, в то время как остальная часть металла остается не нагретой, а это почти предотвращает деформирование заготовки. На закаливаемой по­верхности почти отсутствует окалина. Поэтому на отделочные операции можно оставлять незначительные припуски. Глубина закаливаемого слоя I ... 5 мм, а его твердость выше, чем после закалки другими способами. Нагрев и охлаждение закаливаемой поверхности осуществляются с помощью специальных индукто­ров. Время, потребное на закалку шпинделя, при напряжении 11 В, силе тока на сетке 0,3 А и силе тока на аноде 9 А, составляет 50 с.

Отпуск поверхности шпинделя можно производить также на установке ТВЧ или в шахтных печах. В последнем случае шпин­дель нагревают в течение 2,5 ч при 180 °С.

Поверхностная термическая обработка азотированием. Этим способом закаливают шпиндели, изготовленные из сталей 38Х2Ю. 38Х2МЮА и других, содержащих алюминий. Азотированию подвергают обычно шпиндели, работающие в опорах скольжения, когда стремятся добиться минимальной деформации при закалке. Так как эта обработка протекает при сравнительно низкой тем­пературе (550 ... 500 °С). не вызывающей фазовых превращений металла, то заметных деформаций не наблюдается. Твердость же закаленной поверхности достигает НRC₃ 67 ... 69.

Вследствие незначительной деформации шпинделя, с одной стороны, и трудности обработки азотированного слоя металла, с другой, поверхности, подлежащие азотированию, предварительно шлифуют, оставляя очень небольшой припуск (0,05 ... 0,06 мм) на последующую отделочную операцию (полирование или шли­фование мелкозернистым абразивным материалом). Процесс не­сложный, но продолжительный (несколько часов).

25. Наиболее ответственными операциями, влияющими на конечную точность шпинделя, являются операции отделочной обработки опорных шеек шпинделя, центрирующего конуса для фиксирования зажимного патрона и исполнительной поверхности осевого отверстия. Точность указанных поверхностей у шпинделя для не прецизионных станков, а также у шпинделей, работающих на опорах качения, достигается шлифованием; для более высокой точности и правильности формы обычно шлифование делят на предварительное и окончательное.

У шпинделей с осевым отверстием наружные поверхности шли­фуют на базе поверхностей осевых отверстий на пробках либо на поверхностях фасок, либо на цилиндрических разжимных оправках. В первых двух случаях качество поверхности и их точность получаются выше.

Шпиндели без осевого отверстия шлифуют в центрах на круг­лошлифовальных станках типа ЗЕ153, 3M15IB, ЗМ152В, ЗМ163Ф2Н2В кругами зернистостью СМ1—СМ2. Отделку цен­трирующего конуса можно вести также в центрах, установив шпин­дель на тех же пробках, на которых производилась окончательная обработка опорных шеек. Однако, так как пробки являются до­полнительным звеном в технологической размерной цепи, они могут внести дополнительную погрешность, которая может ока­заться больше, чем это допустимо требованиями соосности обра­батываемой поверхности с осью вращения шпинделя. Поэтому для предотвращения этих погрешностей правильнее шлифование исполнительных поверхностей (внутреннего и наружного конусов или центрирующего пояска) выполнять на базе опорных шеек. В этом случае шпиндель базируется поверхностями опорных шеек в двух опорах гидростатического люнета, уста­новленного на столе круглошлнфовального станка, и приводится во вращение от шпинделя гибкой связью (поводком).

В последнее время для отделочных операций наружных по­верхностен валов и шпинделей стали применять шлифовальные станки с ЧПУ.

Если валы имеют несколько поверхностей с параметрами ше­роховатости Ra = 1,25... 0,32 мкм и с размерами точностью 7—8-го квалитетов и выше (ГОСТ 25346—82), то окончательную обработку их целесообразно проводить на круглошлифовальных станках ЗМ151-Ф2 с ЧПУ.

Известно, что при обработке заготовки на обычных станках практически невозможно повысить производительность путем сокращения времени собственно шлифования (машинного вре­мени).

Однако имеются значительные резервы для сокращения времени вспомогательных ходов, наладок, измерений обрабаты­ваемых поверхностей, особенно при обработке длинных загото­вок, у которых шлифуются несколько шеек различного диаметра. Сокращение общего времени обработки может быть достигнуто благодаря сокращению числа установок заготовки при шлифо­вании.

26.Технологический процесс изготовления шпинделей пре­цизионных станков более сложный, так как к таким шпинделям предъявляются более высокие требования. Например, у шпин­деля координатно-расточного станка 2А430 отклонения от конус­ности и овальности опорных шеек не должны превышать 0,002 ... 0,001 мм, биение должно быть не более 0,003 мм, параметр шеро­ховатости Ra = 0,04 мкм, биение конусного отверстия относи­тельна оси вращения шпинделя должно быть не более 0,0015 мм у конца шпинделя.

Для устранения влияния остаточных напряжений, которые могут вызвать деформирование шпинделя не только в процессе его обработки, но и в период эксплуатации, шпиндели прецизион­ных станков неоднократно подвергают термической обработке.

Так как необходимы высокая точность, правильность формы и малая шероховатость поверхности опорных шеек и исполнитель­ных поверхностей, обычно производят неоднократное шлифование и доводочные операции. При шлифовании особое внимание уде­ляется устранению динамической неуравновешенности абразив­ного круга, которая может возникнуть в процессе обработки и значительно ухудшает качество изделия. Доводочными опера­циями могут быть притирка, хонингование и суперфиниширование.

Для получения поверхности опорных шеек < 0,15 мкм их подвергают суперфинишированию. Сущность этого метода заключается в том, что при определенных условиях мелкозер­нистыми абразивными брусочками с поверхности заготовки уда­ляют гребешки, оставшиеся после предыдущей операции, и по­верхность доводят до зеркального вида.

27.Все шпиндели быстроходных станков проходят ба­лансировку в собранном виде. Качество обрабатываемых на станке деталей во многом зависит от стабильности положения шпинделя в станке и плавности его вращения. Погрешности изготовления и монтажа шпинделя, а также неодинаковая плотность металла, из которого он сделан, приводят к неуравновешенности шпин­деля, что при эксплуатации станка может вызвать вибрации. Они снижают стойкость режущего инструмента, качество обра­ботанной поверхности, вызывают усиленное изнашивание опор шпинделя и в ряде случаев вынуждают либо сильно снижать режимы резания, что ведет к понижению производительности, либо вообще прекращать работу.

Неуравновешенность может быть статической, когда не совпа­дает центр тяжести детали с осью вращения (она вызывает только центробежную силу), и динамической, когда действие неуравнове­шенных масс вызывает появление пары сил и центробежных моментов инерции, не равных нулю.

Для устранения неуравновешенности детали проходят балан­сировку. В соответствии с двумя видами неуравновешенности су­ществуют и два вида балансировок — статическая и динамическая.

Динамическую балансировку производят на специальных балансировочных станках. Балансировку шпинделей диаметром до 800 мм и весом 98 ... 980 Н производят на станке 9Б725А. Неуравновешенность шпинделя на этом станке определяется из­мерением амплитуды и фазы колебаний спор. Неуравновешенность устраняют высверливанием металла в заданных местах баланси­руемой детали или узла в сборе с помощью двух специальных сверлильных головок, встроенных в балансировочный станок.

Точность изготовления шпинделя проверяют в опре­деленной последовательности: сначала определяют правильность формы поверхностей, затем их геометрические размеры и потом уже их положения. Такая последовательность необходима для того, чтобы можно было путем исключения погрешностей измерять с наибольшей точностью тот параметр, который необходимо про­верить.

Измерительными базами при проверке шпинделя обычно яв­ляются поверхности его опорных шеек, которые будучи его основ­ными базами определяют положение всех остальных поверхностей при работе шпинделя в станке. Поэтому при проверке шпиндель устанавливают опорными шейками с упором в один торец на призмы контрольной плиты или специальных контрольных уст­ройств. Одна из призм — обычно регулируемая по высоте.

Правильность геометрической формы проверяют в нескольких сечениях, перпендикулярных к оси шпинделя: овальность и конусообразность — с помощью скоб с отсчетным устройством (типа СР по ГОСТ 11098—75), а круглость — с помощью кругло- мера (по ГОСТ 17353—80).

Отклонение образующей цилиндрической поверхности от пря­молинейности проверяют индикатором, наконечник которого пере­мещается по образующей поверхности параллельно оси шпин­деля. По разности наибольшего и наименьшего показаний судят об отклонении от параллельности.

28. Ходовые винты станков служат для преобразования вращательного движения в поступательное прямолинейное пере­мещение с помощью, сопряженной с ним гайки различных деталей и узлов станка (суппортов, кареток, фартуков и др.) с заданной точностью.

Ходовой винт является одним из звеньев многозвенной раз­мерной цепи А у которая обеспечивает точность перемещения суп­портов, а, следовательно, и точность изготовляемой на станке де­тали. Профиль резьбы ходовых винтов может быть трапецевидным, прямоугольным и треугольным. Наибольшее применение находят ходовые винты с трапецеидальной резьбой, которая прочнее пря­моугольной и позволяет с помощью разрезной гайки регулировать осевые зазоры. Кроме того, нарезание и шлифование трапецеидаль­ной резьбы значительно проще, чем нарезание и шлифование пря­моугольной. Однако отклонения перемещения, обусловленные радиальным биением ходового винта, значительно меньше, если резьбы прямоугольные, чем в случае трапецеидальных резьб, поэтому прямоугольные резьбы применяют иногда для особо точ­ных перемещений.

Ходовые винты обладают недостаточной жесткостью, так как обычно их длина во много раз превосходит диаметр, поэтому при их обработке под влиянием сил резания, а также под воздействием собственного веса возникают деформации. Все это создает опре­деленные трудности при изготовлении этих винтов и предопреде­ляет выбор материала и технологический процесс.

Профиль винтовых канавок и гаек может быть полукруглый и арочный (рис. 4.32). В первом случае (рис. 4.32, а) профиль резьбы аналогичен профилю беговой дорожки шарикоподшипни­ков и при работе в паре с гайкой создает двухточечный контакт шариков. Недостаток такого профиля — неопределенность угла контакта. Арочный профиль (рис. 4.32, б) создает четырехточеч­ный контакт шариков, что обеспечивает постоянство угла кон­такта

29. К материалу для ходовых винтов предъявляются требо­вания высокой износостойкости, хорошей обрабатываемости и со­стояния стабильного равновесия внутренних напряжений после обработки во избежание деформирования при эксплуатации.

Из рекомендуемых для ходовых винтов сталей подобрать сталь, полностью отвечающую указанным выше требованиям, очень трудно.

Ходовые винты скольжения 0—2-го классов точности без термического упрочнения изготовляют обычно из сталей А40Г по ГОСТ 1414—78 и У10А по ГОСТ 1435—78. Ходовые винты сколь­жения 0—2-го классов точности с упрочняемой объемной закал­кой (в основном для прецизионных станков) изготовляют из ста­лей ХВГ, 7ХГ2ВМ, 40ХФА (менее склонна к деформированию при азотировании) и др.

Стали У10А и У12А хорошо обрабатываются, отличаются вы­сокой износостойкостью и при известных условиях термической обработки не дают значительных остаточных деформаций. Заго­товки подвергают отжигу до получения структуры зернистого перлита и твердости НВ 170 ... 187.

Ходовые винты пар качения изготовляют из легированной стали ХВГ или азотируемой стали ЗОХЗВА и подвергают терми­ческой обработке до HRC_d 59 ... 63.

В качестве заготовок для ходовых винтов используют обычно пруток, отрезанный от сортового материала, диаметром, макси­мально приближающимся к рассчитанному диаметру заготовок с минимальным припуском. Минимальный припуск определяется погрешностями установки и дефектным слоем, однако по ряду при­чин припуск значительно выше расчетного минимального значе­ния.

30.

№	Содержание операции	Технологические базы	Оборудование, технологическая оснастка
005	Токарная: подрезать торец в размер 1500,зацен­тровать с двух торцов, снять фаски (операция ве­дется с двух установов)	Наружная поверхность	Станок 16К20, люнет, патрон, резец Т14К8
010	Токарная: обточить поверхности диаметром 28X6 до диаметра 28,5, подрезать торец Г в раз­мер 50, прорезать канавку диаметром 27,5X3, снять фаски	Поверхности зацентро­ванных отверстий	Станок 16К20, люнет, враща­ющийся центр, резец Т14К8
015	Токарная: обточить канавку диаметром 30Х14 на длине 152 мм от торца, снять острые кромки на по­верхности диаметром 44X6	То же	То же
020	Шлифовальная шлифовать поверхность диаметром 44_o,oi7 ДО 44,5X6, допустимое биение 0,1 мм	»	Круглошлифовальный станок ЗМ175, люнет
025	Токарная: нарезать резьбу Р — 12 мм с припуском 0,5 мм на сторону	»	Станок 1622Б, приспособле­ние для вихревого нарезания, резец Т15К6
030	Токарная: прорезать поверхность по внутреннему диаметру резьбы до диаметра 31 окончательно, прорезать боковые стороны резьбы с припуском 0,12 мм на сторону, снять фаску 15° в выточке 30Х 14, править, биение не более 0,10 мм, зачистить заходы резьбы до толщины 2 мм	»	Станок 1К62В, резцы Р 18, Т14К8, люнет, вращающийся центр, приспособление для правки, напильник
035	Сверлильная: сверлить отверстие диаметром 8 под конический штифт, 1—24 мм от торца диаметром 44,5/i6, до размера 24+0’1	Наружная поверхность	Станок 1К62В, сверло D8, кондуктор, сверлильная го­ловка

№ опера­ции	Содержание операции	Технологические базы	Оборудование, технологическая оснастка
040	Шлифовальная: шлифовать поверхность диаметром 44js окончательно; предварительно тщательно протереть центра и выставить люнеты; начиная с этой операции, винты хранить в вертикальном по­ложении	Поверхности зацентрованных отверстий	Станок ЗМ174В или ЗМ151В, люнеты
045	Токарная: править винт до 0,05 мм; проточить бо­ковые стороны резьбы с припуском 0,05 мм на сторону; снять фаски 0,25 мм по ниткам резьбы; контролировать резьбу: по среднему диаметру — индикаторным приспособлением; ее профиля — чи­стовым шаблоном (просвет под шаблоном 0,5... 0,6 мм)	То же	Станок 1622В, втулки, люнет, приспособление для правки, резцы Р-18 и Т15К6
050	Токарная: нарезать трапецеидальную резьбу окон­чательно Р = 12 мм. Контроль на станке 100 %- ный, биение поверхности диаметром 44js6 не более 0,1 мм, резьба по среднему диаметру 38_0,518, накоп­ленная погрешность: 0,01 — на длине 100 мм; 0,015 — на длине 300 мм; 0,02 — на длине всего винта	»	Станок 1622В, люнет, шаблон для установки резца, резец Т15К6
055	Шлифовальная: шлифовать поверхность диаметром 28H6 окончательно и проверить торец Г, соблюдая технические требования		Станок ЗМ174В или ЗМ151В, люнет
060	Слесарная: проверить винт, покрыть антикоррозий­ным раствором	—	—
Примечания. 1. Размеры — в мм. 2. Материал винта— сталь А40Г, заготовка— пруток D45X1504 мм.

Рис 4.35. Схема вихревого нарезания наружной резьбы

Все большее распространение находит вихревое нарезание резь­бы. Этот способ заключается в том, что при вращении обрабатываемой заготовки и параллельном дви­жении резцовой головки вдоль ее оси с определенным шагом за один оборот заготовки осуще­ствляется результирующее дви­жение по винтовой линии. Ось резцовой головки смещена парал­лельно оси обрабатываемой заго­товки на величину е, поэтому процесс нарезания получается пре­рывистым (рис. 4.35).

Резцовая головка представляет собой дисковую фрезу внутрен­него касания с установленными в нее двумя, четырьмя или шестью резцами, профиль которых соответствует профилю нарезаемой резьбы.

При вихревом нарезании режущие кромки каждого резца на­ходятся в контакте с обрабатываемой поверхностью заготовки только на некоторой части окружности.

По остальной, большей части окружности резцы проходят по воздуху и охлаждаются, что повышает их стойкость (нарезание происходит при обильном охлаждении). Вихревое нарезание можно выполнять как на спе­циальных станках, так и на обычных токарных, если оснастить их специальными резцовыми головками с отдельным приводом.

31.Прецизионными называют ходовые винты 0-го и 1-го классов точности. Такая точность прецизионных винтов обусловливает и особые требования к выбору материала и технологическому процессу их изготовления. Винты бывают закаленными и незакаленными. Термическое упрочнение винтов повышает их износостойкость и способствует сохранению точности в течение длительного времени.

У стали, из которой изготовляют прецизионный винт, проверяют химический состав и микроструктуру. Правка заготовки прецизионного ходового винта в процессе его изготовления не допускается, поэтому еще до обработки у заготовки проверяют прямолинейность оси. Допустимая кривизна заготовок не должна превышать 1 мм на 1 м длины заготовки. При большей кривизне их правят путем поперечного изгиба и последующего стабилизирующего отжига (для непрецизионных винтов). Качество таких винтов во многом зависит от технологии их изготовления. Прецизионные винты подвергают неоднократной термической обработке: стабилизирующему отжигу, закалке, высокотемпературному отпуску, стабилизирующему отпуску.

После черновых токарных операций производят высокотемпературный отпуск, старение и стабилизацию заготовок. Так, винты из стали ХВГ диаметром 40 ... 80 мм подвергают искусственному старению в масляной ванне в течение 30 ч при темпера-

туре 140 ... 150 °С или высокотемпературному отпуску с нагревом в шахтной печи до температуры 650 ... 630 °С с выдержкой в течение 10 ч и остыванием вместе с печью до 400 °С с последующим охлаждением на воздухе.

Термическое упрочнение винтов до твердости HRCQ 57 ... 60 обеспечивается объемной закалкой, которая может осуществляться несколькими способами. Один из них заключается в нагреве ходового винта в шахтной соляной ванне в вертикальном положении сначала до температуры 550 ... 600 °С с выдержкой в течение 1 ч, затем температуру постепенно повышают до 840... 850 °С. Закалку производят в масле, подогретом до 50 °С, также при вертикальном положении винта. После закалки предусматривается двойной отпуск. При таком способе закалки могут возникнуть

значительные деформации винта, искривляющие его ось, поэтому в промышленности

применяют и другие методы упрочнения — азотирование и ^закалку с нагревом ТВЧ.

Исправляют поверхность центровых отверстий до Ra = 0,16 ... 1,25 мкм шлифованием на центрошлифовальных станках МВ-119 с планетарным и осциллирующим движениями режущего инструмента, которые обеспечивают соосность и геометрическую точность центровых фасок.

Нарезается резьба за несколько операций. Предварительная обработка трапецеидальной резьбы производится с припусками (0,05 ... 0,06) Р на толщину витка для винтов высокой жесткости и (0,08 ... 0,12) Р на толщину витка для винтов средней и малой

жесткости на резьбошлифовальнььх станках 5Д822В, MB-140. Обработка ведется многониточными шлифовальными кругами из монокорунда или кругами из эльбора.

Предварительное шлифование трапецеидальной резьбы производится с припуском 0,04 ... 0,08) S на толщину витка на тех же станках кругами из эльбора. Окончательное шлифование трапецеидальной резьбы осуществляют на станках высокой и особо высокой точности 5Д822В и М-119 при установке винта в центрах с поддерживающим люнетом и обильном охлаждении. Обработку рекомендуется производить однониточными кругами из эльбора. Выбор характеристики круга зависит от шага и длины резьбы и характера шлифования. Мелкие резьбы нарезают обычно кругами с меньшей зернистостью, чем резьбы с крупным шагом.

С помощью мелкозернистых кругов получается менее шероховатая поверхность резьбы, но они менее производительные, чем крупнозернистые, и при интенсивных режимах резания могут дать прижоги. Слишком твердый круг быстро засаливается, слишком мягкий — быстро изнашивается, что влияет на точность изготовления винта. В связи с этим в процессе нарезания резьбы шлифовальные круги подлежат правке с определенным режимом. Например, правку кругов из эльбора рекомендуется производить алмазным карандашом Ш при скорости круга 30 ... 35 м/с, продольной подаче карандаша 0,03 ... 0,05 м/мин и подаче на глубину 0,005 ... 0,01 мм/ход.