Типовая технология изготовления деталей

3) растачивание в кондукторах при шарнирном соединении расточных справок со шпинделем станка (рис. 6, в).

Растачивание борштангами с использованием задней опоры, стойки (вариант 2) применяются при изготовлении крупных тяжелых

Рис. 6 - Схемы растачивания отверстий на горизонтально-расточных станках: а – консольными оправками; б – борштангами с опорой на заднюю стойку; в – борштангами, установленными в кондукторе

деталей, имеющих отверстия в противоположных стенках или при обработке отверстий, имеющих длину, значительно превышающую их диаметры. В этом случае опора задней стойки и шпиндель должны быть соосны. Выверка производится в вертикальной и горизонтальной плоскостях, при этом значительно возрастает вспомогательное время.

Растачивание борштангой с передним и задним направлением (вариант 3) производится с помощью кондукторного приспособления, обеспечивающего двойное направление инструмента и полностью определяющего относительное положение инструмента и заготовки. Инструмент или оправка в этом случае соединяются со станком шарнирно. При этом не требуется точного относительного положения шпинделя и направляющих элементов приспособления, что приводит к сокращению времени на настройку.

Протягивание отверстий применяют в массовом, крупносерийном и серийном производствах. Протягивание является одним из прогрессивных способов обработки металлов резанием, как в отношении производительности, так и достигаемых точности и шероховатости. По сравнению с развертыванием, например, протягивание производительнее в 8 – 9 раз и выше.

Протягивание осуществляется многолезвийным инструментом протяжкой, которая протягивается через обрабатываемое отверстие (рис. 7). Внутренним протягиванием обрабатывают различные отверстия: круглые (цилиндрические), щлицевые, многогранные и др.

Рис. 7 - Схемы протягивания отверстий:

а – горизонтальная; б – вертикальная; 1 – жесткая опора; 2 – шаровая опора; 3 – обрабатываемая заготовка; 4 – протяжка

При протягивании на протяжных станках заготовку устанавливают на жесткой (рис. 7, а) или шаровой опоре (рис. 7 б), если торец детали не перпендикулярен оси отверстия.

Для протягивания применяют горизонтальные и вертикальные протяжные станки-полуавтоматы.

Горизонтальные протяжные полуавтоматы применяются для внутреннего протягивания. Вертикальные полуавтоматы используют как для внутреннего, так и наружного протягивания; они занимают в 2 – 3 раза меньше площади, чем горизонтальные.

Припуск под протягивание при обработке цилиндрических отверстий составляет 0,5…1,5 мм на диаметр отверстия. Прошиванием называют аналогичную протягиванию обработку более коротким инструментом – прошивкой. При прошивании инструмент испытывает напряжения сжатия, а при протягивании – растяжения, поэтому прошивку выполняют относительно небольшой длины (250...400 мм).

Для обработки отверстий применяют внутреннее шлифование, хонингование, притирку.

Внутреннее шлифование применяют для окончательной обработки отверстий скаленных деталей или в тех случаях, когда невозможно применить другие, более производительные методы обработки.

Оно осуществляется на внутришлифовальных станках и бесцентрово-внутришлифовальных автоматах.

Отверстия обрабатывают на проход и методом врезания (короткие отверстия).

Внутреннее шлифование имеет свои технологические особенности. Диаметр абразивного круга выбирают наибольший, допустимый диаметром обрабатываемого отверстия dкр = (0,8…0,9) dотв. Высоту (ширину) круга принимают в зависимости от длины обрабатываемого отверстия lкр = 0,8 lдет.

Чистовым шлифованием обеспечивается точность размеров отверстий IT6...IT7; шероховатость поверхности Ra = 0,8...3,2 мкм. При длительном выхаживании достигается Ra = 0,4 мкм.

Для внутреннего шлифования рекомендуются следующие режимы:

− для чугуна – Vкр = 20...30 м/сек;

− для стали – Vкр = 30...45 м/сек;

− Vзаг = (0,015…0,03) Vкр;

− Sпр = (0,2...0,3) b – чистовое шлифование;

− Sпр = (0,6...0,8) b – черновое шлифование.

Припуски на шлифование отверстий зависят от диаметра отверстия и его длины и рекомендуются 0,07…0,25 мм для диаметра до 30 мм; 0,18…0,75 для диаметра до 250 мм. Наиболее распространенным методом является шлифование на проход с продольным движением подачи. Это шлифование обеспечивает точность размеров, формы и, при соответствующем базировании, точность взаимного расположения обработанных поверхностей.

Различают три основных вида внутреннего шлифования (рис.8) во вращающейся заготовке; в неподвижной заготовке (планетарное); бесцентровое.

Шлифование отверстия во вращающейся заготовке (рис. 8а) осуществляется так же, как шлифование наружных поверхностей тел вращения. Наиболее распространенные схемы шлифования отверстий во вращающейся заготовке приведены на рис. 9.

Для шлифования торца детали после шлифования отверстия в ней целесообразно пользоваться станками, имеющими помимо круга для шлифования отверстия круг для шлифования торца (рис. 9, г).

Это обеспечивает соблюдение строгой перпендикулярности торцовой поверхности и оси отверстия за счет обработки за один установ.

Шлифование отверстия в неподвижной заготовке применяют при обработке отверстий в крупных заготовках, которые трудно вращать (рис. 8, б).

При этом методе заготовка устанавливается на стол станка и остается неподвижной во время обработки. Шпиндель и шлифовальный круг имеют четыре движения: 1 – вращение вокруг своей оси; 2 – планетарное движение по окружности внутренней поверхности заготовки;

Рис. 8 - Виды внутреннего шлифования:

а – во вращающейся заготовке; б – планетарное; в – бесцентровое

Рис. 9 - Примеры внутреннего шлифования при вращающейся заготовке

3 – возвратно-поступательное движение вдоль оси заготовки; 4 – поперечное перемещение (поперечное движение подачи). Этот метод менее производителен, чем первый.

При внутреннем бесцентровом шлифовании (рис. 8, б) базой для установки заготовки служит наружная, предварительно обработанная поверхность. Обработка происходит следующим образом. Заготовка 2 направляется и поддерживается тремя роликами. Ролик 1 (большего диаметра) является ведущим; он вращает заготовку и в то же время удерживает ее от возможного вращения с большой скоростью под действием шлифовального круга 3. Верхний нажимной ролик 5 прижимает заготовку к ведущему ролику 1 и нижнему поддерживающему ролику 4. Заготовка, зажатая между тремя роликами, вращается с той же скоростью, что и ведущий ролик 1. При смене заготовки ролик 5 отходит, освобождая заготовку и позволяя вставить, вручную или автоматически, новую заготовку.

Хонингование является одним из методов отделочной обработки отверстий. Процесс осуществляется с помощью хонинговальных головок (хонов) со вставными абразивными брусками. Хонингование выполняется на специальных станках, которые подразделяют на две группы: вертикально хонинговальные и горизонтально-хонинговальные.

Хонинговальная головка совершает совмещенное движение: вращательное и возвратно-поступательное при постоянном давлении абразивных брусков на обрабатываемую поверхность в среде смазочно-охлаждающей жидкости (рис. 10).

В процессе хонингования абразивные бруски удаляют слой металла толщиной 0,3...0,5 мкм за один двойной рабочий ход при общем припуске 0,01...0,07 мм для стали и 0,02...0,20 мм для чугуна. При этом снимаются как микронеровности, оставшиеся после предыдущей операции, так и некоторая часть основного металла, что позволяет устранять конусообразность, овальность, бочкообразность.

Предварительная обработка отверстий под хонингование может быть выполнена растачиванием, зенкерованием, развертыванием или шлифованием и должна обеспечивать точность обработки не ниже, чем по 7...8-му квалитету и Rа = 6,3...3,2 мкм.

Рис. 44 - Хонингование:

а – схема хонинговальной головки: 1 – корпус; 2 – колодки;

3 – абразивные круги; 4 – стержень; 5 – нажимная шайба; 6 – конус;

7 – круговые пружины; 8 – палец; б – схема вертикального перемещения брусков хонинговальной головки:

lбр – длина бруска; l – длина отверстия заготовки;

lп – перебег брусков; lх – длина рабочего хода брусков

Притирка (доводка внутренних поверхностей). Этот метод аналогичен притирке наружных цилиндрических поверхностей. Притирка и хонингование, в отличие от внутреннего шлифования, не исправляют погрешностей расположения, так как обрабатывающий инструмент базируется по обрабатываемой поверхности.

2.4 Типовые маршруты изготовления втулок

Рассмотрим основные операции механической обработки для изготовления втулки с типовыми конструктивными элементами и требованиями к ним.

1 Обработка за один установ.

005 Токарная.

Подрезка торца у прутка, подача прутка до упора, зацентровка торца под сверление, сверление отверстия, точение черновое наружной поверхности со смятием фасок на свободном торце, точение канавок, предварительное развертывание, окончательное развертывание, отрезка. При обработке втулки из трубы вместо сверления производят зенкерование или растачивание отверстия. Выполняется на токарно-револьверном, одношпиндельном или многошпиндельном токарном автомате.

010 Сверлильная.

Снятие фасок с противоположного торца втулки на вертикально-сверлильном или токарном станке.

015 Сверлильная.

Сверление отверстий, нарезка резьбы на вертикально или радиально-сверлильном станке.

020 Контрольная.

2 Обработка за два установа.

005 Заготовительная.

Резка заготовки из проката или трубы или штамповка.

010 Токарная.

В зависимости от типа производства выполняется за одну операцию и два установа (единичное) или за две операции (серийное и массовое).

Первый установ (базирование по наружной поверхности к торцу в патроне) – подрезка свободного торца, сверление и зенкерование или растачивание отверстия (с припуском под шлифование), растачивание канавок и фасок.

Второй установ (базирование по отверстию и торцу на оправке) – подрезка второго торца, точение наружных поверхностей (с припуском под шлифование), точение канавок и фасок. В зависимости от типа производства операция выполняется:

− в единичном – на токарно-винторезных станках;

− в серийном – на токарно-револьверных станках и станках с ЧПУ;

− в массовом – на токарно-револьверных, одношпиндельных или многошпиндельных токарных полуавтоматах.

015 Сверлильная.

Сверление, зенкерование отверстий, нарезка резьбы. Производится на вертикально-сверлильных станках, сверлильных станках с ЧПУ, агрегатных станках.

020 Термическая.

Закалка согласно чертежу.

025 Внутришлифовальная.

Шлифование отверстия на внугришлифовальном станке. Деталь базируется по наружному диаметру и торцу в патроне.

030 Круглошлифовальная.

Шлифование наружных поверхностей торца на круглошлифовальном или торцекруглошлифовальном станках.

035 Контрольная.

При обработке тонкостенных втулок (толщина стенки менее 5 мм) возникает дополнительная задача закрепления заготовки на станке без ее деформаций.

Заключение

Таким образом, использование типового технологического процесса облегчает проектирование, конструирование детали, ее изготовление и контроль.

Благодаря экономии не только времени, которое было бы затрачено на разработку в случае отсутствия такого "прототипа", но и сокращение затрат, требующихся на исправление и утилизацию брака при использовании неотработанных технологии, оборудования и оснастки, удается получить хорошие экономические показатели технологического процесса изготовления и сборки даже для небольших партий продукции и оборудования.

Наибольшее время при использовании типового процесса приходится затрачивать на технологическую подготовку производства, которая необходима для подгонки "прототипа" для конкретной детали.  Учитывая, что многие операции из ТПП являются стандартными и вполне могли бы выполняться с помощью вычислительной техники, в настоящее время преобладающим является тенденция к поной или хотя бы частичной автоматизации процесса технологической подготовки производства.

Список использованных источников

1.           Ткачев А.Г., Шубин И.Н. Типовые технологические процессы изготовления деталей машин: Учебное пособие. – Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2004. – 112 с.;

2.           Лекции по курсу "Технология машиностроительного производства" Лобанова С. А., 2001 г.;

3.           Егоров М.Е., Дементьев В.И., Дмитриев В.Л.: «Технология машиностроения» – М.: Высшая школа, 1976;

4.           «Справочник технолога-машиностроителя» в 2-х томах. Под ред. Косиловой А.Г., Мерещакова Р.К. – М: Машиностроение, 1986;

5.           Основы технологии машиностроения: учебник для вузов               Б.М. Базров, Изд.: "Машиностроение", 2007 г., 2-е изд., - 736 стр.