3.5.2. Типовой технологический процесс обработки деталей типа «Втулка»

Служебное назначение, технические требования, материал и методы получения

К деталям класса втулок относятся: втулки, гильзы, стаканы, вкладыши, т.е. летали, образованные наружными и внутренними поверхностями вращения.

Главной технологической задачей при обработке втулок является обеспе­чение концентричности внутренних и наружных поверхностей втулок и пер­пендикулярности торцов к оси отверстия.

Материал для втулок применяют самый разнообразный: чугун, сталь, бронза, латунь, специальные сплавы и др. (в зависимости от назначения и усло­вий работы летали).

Заготовками для втулок с диаметром отверстия до 20 мм служат калибро­ванные или горячекатаные прутки и литые стержни. При диаметре отверстия более 20 мм применяются цельнотянутые трубы, отливки б песчаные или ме­таллические формы, поковки, штамповки. При диаметре отверстия более 30 мм применяют штамповки с прошитым отверстием.

Технология обработки втулок

Задача обеспечения концентричности внутренних и наружных поверхно­стей и перпендикулярности торцовых поверхностей к оси отверстия может быть решена тремя способами:

обработка поверхностей с одной установки заготовки; применяется для обработки деталей из прокатных прутков на токарных, токарно – револьверных станках и автоматах.

обработка сначала наружной поверхности, затем отверстия при уста­новке детали по наружной поверхности; применяется для обработки тяжелых и крупногабаритных деталей на карусельном станке.

обработка сначала отверстия, затем наружной поверхности при уста­новке детали по отверстию.

Наибольшее применение находит третий способ обработки деталей типа «втулка». При этом способе базирование детали осуществляют по отверстию.

Технологический маршрут обработки деталей типа «втулка»:

• токарная операция (черновая);

• токарная операция (чистовая);

• сверлильная операция;

• внутришлифовальная операция;

• круглошлифовальная операция.

Содержание токарных операций зависит не только от типа производства, но и от способа обработки деталей типа «втулка».

При обработке поверхностей с одной установки первая технологическая операция состоит из следующих переходов:

1. установка прутка до упора;

2. подрезка торца и зацентровка торца под сверление отверстия;

3. сверление отверстия и предварительное обтачивание наружной по­верхности;

4. растачивание или зенкерование отверстия и окончательное обтачива­ние наружной поверхности со снятием фасок на свободном торце;

5. предварительное развертывание;

6. окончательное развертывание;

7. отрезание детали.

При обработке заготовку устанавливают в патроне с креплением по наруж­ной поверхности прутка. На следующей токарной операции выполняют фаски с противоположного торца втулки на вертикально – сверлильном станке зенковкой, с креплением заготовки в тисках, или на токарном станке резцом, с креплением за­готовки в патроне или на оправке. Снятие фасок на вертикально – сверлильном станке целесообразно в том случае, если должна быть обеспечена шероховатость поверхности Ra > 10 мкм и не ограничивается строгое расположение оси.

При обработке поверхностей втулок с базированием по отверстию (по третьему способу) процесс обработки начинают с обработки отверстия:

1. Вертикально – сверлильная операция. На этой операции выполняют зен­керование отверстия втулки, снятие фаски и обработку торца комбинирован­ным зенкером на вертикально – сверлильном станке с креплением детали по на­ружной поверхности в самоцентрирующих тисках; при зенкеровании достига­ется точность 11 – 13 – го квалитета и шероховатость поверхности Ra =10.. .5 мкм.

2. Протягивание отверстия. Выполняют на протяжных полуавтоматах, кото­рые бывают горизонтальные и вертикальные, одно – и многошпиндельные. Уста­новка детали на протяжных станках производится на жесткой опоре, когда торец детали подрезан перпендикулярно оси отверстия, или на шаровой опоре, когда то­рец не обработан. При протягивании достигается точность обработки 7 – 9 – го квали­тета и шероховатость поверхности Ra = 2,5.. .0,32 мкм.

Если заготовка без отверстия, то на первой операции перед зенкерованием выполняется сверление отверстия в сплошном металле. Отверстия диамет­ром больше 30 мм обычно сверлят двумя сверлами (первое меньшего диаметра, а второе большего диаметра).

В зависимости от объема выпуска чистовую обработку отверстия можно выполнять различными способами. В единичном и мелкосерийном производстве обработку отверстия: осуществляют растачиванием, развертыванием, как на токарных, так и на сверлильных станках. В серийном и массовом производстве целесообразно протягивание отверстия на протяжных полуавтоматах.

Обработав отверстие, приступают к обработке наружной поверхности втулки. Если торцы обработаны, то обработку осуществляют на оправке, зажа­той в центрах или на оправке с креплением в поводковом патроне. Если торец не обработан, то обрабатывают на разжимной оправке.

В зависимости от объема выпуска обработку наружных поверхностей можно выполнять на различном оборудовании. В единичном производстве об­работку осуществляют на универсальных токарных станках, в серийном произ­водстве – токарных, токарно – револьверных станках и станках с ЧПУ, в крупно­серийном и массовом производстве – одно – и многошпиндельных полуавтома­тах и автоматах. Установку детали осуществляют в самоцентрирующем патро­не с базированием по наружной поверхности. Кроме токарных станков для об­работки отверстия широко используются вертикально – и радиально – сверлильные станки с ручным управлением и с ЧПУ.

Порядок выполнения последующих операций технологического маршру­та, в общем, одинаков для обоих способов обработки деталей типа «втулка». В зависимости от конструктивных особенностей детали в маршрут обработки мо­гут входить и другие операции (сверление смазочных каналов, фрезерование лысок, пазов, уступов и др.).

Обработку отверстия на внутришлифовальных станках производят двумя способами: на проход и врезанием. Способ врезания используется при обработ­ке коротких, фасонных и глухих отверстий, не имеющих канавок для выхода круга. Во всех остальных случаях применяют шлифование на проход, обеспе­чивающее более высокую точность и меньший параметр шероховатости по­верхности. В серийном и массовом производстве на внутришлифовальных станках обеспечивается обработка с точностью 5 – 6 – го квалитета и параметром шероховатости Ra = 0,63.. .2,5 мкм.

Наиболее распространен способ шлифования отверстия, при котором об­рабатываемая деталь, закреплённая в самоцентрирующем патроне вращается, а шлифовальный круг, вращаясь в противоположную сторону вокруг своей оси с большим числом оборотов, совершает возвратно – поступательное и поперечное движение. Этот способ применяется для шлифования отверстий в закаленных деталях.

Шлифование наружной поверхности втулок на круглошлифовальных стан­ках осуществляется аналогично шлифованию наружной поверхности деталей типа «вал». Обрабатываемую деталь закрепляют на оправке, зажатой в центрах.

Технологический маршрут обработки деталей типа «втулка» приведен в [123].