1. Изделие и его составные части. Понятие о производственном и технологическом процессах. Элементы технологической операции
 Скачать 244.25 Kb.
|
|
18 Технология производства корпусных деталей. Корпусные детали служат для размещения в них отдельных сборочных единиц и деталей. Детали этого класса характеризуются сложной формой. У них нет простых и надежных поверхностей, которые могли бы служить базами при установке их в станочных приспособлениях для обработки. Поэтому обработка и транспортирование корпусных деталей от станка к станку происходит, как правило, в специальном приспособлении – спутнике. Технологическими базами при обработке часто используют плоскость и два точных отверстия. Базы остаются неизменными на протяжении всего технологического процесса обработки заготовки, что обеспечивает высокую точность обработки и позволяет использовать на всех операциях приспособления однообразной конструкции. Если базовые поверхности корпусной детали не имеют достаточной протяженности или на ней отсутствуют базовые отверстия, то создают дополнительные (технологические) площадки с отверстиями на них и деталь обрабатывают от этих баз. Для обработки корпусных деталей широко используют автоматические линии, на которых выполняются разнообразные механические операции резанием – фрезерование, протягивание, сверление, нарезание резьбы, растачивание, хонингование и другие. Кроме обработки резанием на автоматических линиях выполняют отдельные сборочные операции (запрессовка втулок, затягивание болтов), промывку, испытание и контроль. Корпусные детали изготавливают главным образом в виде отливок из серого и ковкого чугуна или из алюминиевых сплавов, а также они бывают штампосварными. Габаритные размеры и масса литых корпусов, материал и способ получения заготовок являются важными характеристиками, определяющими толщину стенок деталей. Штампосварные детали по сравнению с отливками из чугуна имеют меньшие габаритные размеры и массу, они компактнее. Отдельные части штампосварной детали могут быть изготовлены из различных конструкционных материалов: наиболее нагруженные – из высокопрочных легированных сталей, менее нагруженные – из малолегированных или углеродистых сталей. В качестве частей штампосварных деталей могут быть использованы сортовой и фасонный прокат, штампованные части и отливки. Конструктивные формы и размеры корпусных деталей автомобилей весьма разнообразны. Поэтому технологические процессы их изготовления также различны. Цельнолитые корпуса обладают высокой жесткостью, большой массой и габаритами. Такую конструкцию применяют в автомобилях большой грузоподъемности. Картера задних мостов таких автомобилей изготавливают из литейных сталей, а кожухи полуосей – из стальных труб; картеры автомобилей небольшой грузоподъемности – из ковких чугунов. Заготовки цельнолитых картеров изготавливают литьем в сырые песчаные формы, полученные машинной формовкой по металлическим моделям. Точность отливок по 17 квалитету. Обработка резанием таких заготовок требует значительных затрат из-за больших припусков и громоздкости конструкции. Штампосварные корпуса применяют в автомобилях средней и малой грузоподъемности, а также в малолитражных легковых автомобилях. Эта конструкция имеет малые габариты и массу, а также более высокий коэффициент использования металла. Недостатки: относительно малая жесткость, более высокая трудоемкость изготовления и стоимость. Для повышения жесткости картера приваривают ребра или диски жесткости, косынки и другие. Толщина кожуха, состоящего из 2-х половин, 3,5…9,5 мм. Комбинированные картеры используют в легковых автомобилях среднего класса и грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности. Центральной частью этой конструкции является корпус главной передачи. Его изготавливают отливкой из ковкого чугуна. Корпус имеет рукава, в которые запрессованы трубы кожухов полуосей. Преимуществом комбинированных корпусов является компактность конструкции и возможность использования для отдельных частей его разных конструкционных материалов. К недостаткам следует отнести сравнительно малую жесткость из-за многочисленных соединений его частей, что приводит к необходимости увеличивать толщину стенок и протяженность посадочных поверхностей. Несмотря на различие в конструкциях картеров задних мостов (ведущих мостов), требования к точности размеров, шероховатости основных сопрягаемых поверхностей и точности их расположения можно представить в виде некоторых обобщенных данных: - точность обработки шеек цапф под подшипники качения и сальники ступиц колес грузовых автомобилей по 6-7 квалитету, шероховатость Ra = 1,25мкм; - точность отверстий под подшипники в штампосварных и комбинированных картерах легковых автомобилей по 6-7 квалитету, шероховатость Ra = 1,25мкм; - точность отверстия корпуса главной передачи в центральной части цельнолитых и штампосварных картеров грузовых автомобилей – 8-9 квалитеты; - точность отверстий под посадку труб полуосей в цельнолитых картерах – 7-8 квалитеты, шероховатость Ra = 2,5мкм; - соосность отверстий под посадку труб – 0,05мм; - непараллельность привалочной плоскости корпуса главной передачи оси полуосей не должна превышать 0,1 – 0,15 мм на длине 300 мм. На ВАЗе для сварки и механической обработки резанием заготовок картеров задних мостов используют комплекс автоматических и автоматизированных линий, который состоит из трех потоков: - сварка половин картера с двух сторон на 8-позиционной автоматической линии под флюсом; - 15-позиционная автоматическая линия для механической обработки; - 9-позиционная линия – соединение двух фланцев с картером (кожухами полуосей), двух кронштейнов крепления нижних штанг и амортизаторов задней подвески и других деталей и сварку их под слоем флюса. Полная обработка резанием заготовки заднего моста в сборе (с приваренными фланцами, крышкой и усилителями) производится на 29-позиционной линии. После этого они транспортируются на сборочный участок. Заготовку корпуса коробки передач автомобилей «Жигули» изготавливают из алюминиевого сплава литьем под давлением. Механическая обработка производится на двух потоках. Каждый поток состоит из двух автоматических линий с жесткой транспортной системой: - 18-позиционная автоматическая линия; обработка резанием заготовки осуществляется на двухсторонних агрегатных станках; - 29-позиционная линия с жесткой транспортной системой состоит из семи специальных многошпиндельных одно-двусторонних горизонтальных фрезерных, сверлильных и расточных станков, с 13-ю рабочими позициями. Обработанные полностью корпуса коробки передач поступают на мойку и контроль, а затем по приводному рольгангу транспортируются на автоматизированную линию сборки. 19 Технология производства полых цилиндров и зубчатых колес. Наибольшее число зубчатых колёс изготавливается из углеродистых и легированных сталей, и реже из чугуна, бронзы и пластмассы. Зубчатые колёса, особенно высокоточные, должны иметь стабильность размеров, поэтому при изготовлении их предъявляются высокие требования однородности материала и равновесия внутренних напряжений. Наиболее целесообразно использовать при изготовлении легированные стали, которые меньше коробятся по сравнению с углеродистыми. Например, при изготовлении колес 5...6-й степени точности используют стали 20Х, 12ХНЗА, 25ХГТ (термообработка - нитроцементация), 18ХГТ (цементация), 40Х и 40ХФА (закалка). Углеродистые стали (сталь 15, 20) подвергают цементации, а стали 40, 45 - закалке. В мелкосерийном производстве стальные заготовки получают методом свободной ковки на молотах, при этом заготовки имеют неравномерный припуск на механическую обработку. В условиях серийного производства стальные заготовки получают горячей штамповкой в штампах, молотах или на прессах. В автомобильной промышленности при изготовлении заготовок ступенчатых валов применяют поперечноклиновую прокатку. Высокопроизводительным методом получения заготовок зубчатых колёс является горячая высадка из стального прутка. Для повышения прочностных параметров колес и повышения коэффициента использования материала применяют горячее накатывание зубьев цилиндрических колёс. Используется метод порошковой металлургии, когда заготовки зубчатых колес получают в закрытых штампах путем прессования из порошковых смесей. При изготовлении зубчатых колес, имеющих ступицу, обработка начинается с центрального отверстия (двойная направляющая база) и торца (опорная база). Относительно этих поверхностей осуществляется вся последующая обработка. При изготовлении плоских зубчатых колёс, которые имеют большую площадь торцовой поверхности и малую ширину зубчатого венца, обработку начинают с базового торца (установочная база) и отверстия (двойная опорная база). На выбор баз при обработке существенное влияние оказывает базирование колеса на валу в процессе его работы (цилиндрическое отверстие или шлицевое). Зубчатые колёса, имеющие гладкое внутреннее отверстие при базировании, в процессе обработки устанавливаются на точную оправку. При наличии шлицев прямоугольного профиля центрирование осуществляется по наибольшему или наименьшему диаметру шлицевого соединения или по боковым сторонам. наиболее часто встречающихся деталей агрегатов автомобилей являются детали класса «полые цилиндры». К ним относятся: гильзы цилиндров; крышки подшипников первичного вала коробки передач; фланцы валов коробки передач; ступицы колес, чашки дифференциалов и пр. Материалом для этих деталей служат модифицированный, ковкий и специальный чугун, углеродистые стали. Основной особенностью деталей данного класса является наличие концентричных наружных и внутренних цилиндрических поверхностей. Они могут иметь гладкие и ступенчатые, зубчатые и шлицевые, фланцевые и сложные поверхности. Эти детали работают в условиях трения, сопровождающегося цикличным изменением температуры и наличием агрессивной среды. Такие условия работы ведут к появлению характерных дефектов — износу внутренних и наружных посадочных мест под подшипники; износу шеек под сальники; износам, задирам, кольцевым рискам на трущихся поверхностях. В качестве базовых поверхностей в деталях класса «полые цилиндры» используются внутренние и наружные цилиндрические поверхности и торцы. Изношенные поверхности под подшипники обычно восстанавливают постановкой дополнительных ремонтных деталей (ДРД) — втулок. Износ шеек устраняют либо вибродуговой наплавкой (механическая обработка, наплавка и механическая обработка с последующим шлифованием), либо электроконтактной приваркой стальной ленты (шлифование, приварка ленты, шлифование поверхности ленты). Технологический процесс восстановления деталей данного класса начинают с подготовки изношенных поверхностей к наплавке, затем выполняют операцию термического воздействия на деталь; после чего осуществляют подготовку поверхности под установку ДРД, устанавливают ДРД и обрабатывают их. В конце технологического процесса выполняют чистовую обработку и хонингование поверхностей. 20 Технология производства деталей круглых и некруглых стержней. Круглые стержни: Исходя из конструктивного подобия деталей типа круглые стержни, общая схема построения технологического процесса обработки заготовок этих деталей может быть представлена следующим образом: - изготовление первичной заготовки из прутка или трубы, горячая штамповка или литье; - базирование заготовки при обработке резанием по центровым отверстиям или по поверхностям шеек; - токарная обработка с поворотом заготовки; - при обработке длинных валов предварительное обтачивание или шлифование шеек под люнеты; - обработка фасонных поверхностей; - обработка второстепенных поверхностей; - при необходимости – термообработка; - шлифование после термообработки; - балансировка; - доводочная обработка; - контроль. Предложенная схема не полностью отражает конкретные техпроцессы изготовления отдельных деталей рассматриваемого класса, однако имеющиеся отклонения носят частный характер. Так при обработке заготовок коленчатых валов приходится смещать ось. Вращение заготовки при обработке шатунных шеек. При изготовлении пустотелых валов технологический процесс дополняется операциями, связанными с обработкой внутренней полости вала и т.д. Особенности изготовления ступенчатых валов. Ступенчатые валы имеют несколько конструктивных разновидностей: валы без шлицев и зубчатых колес; валы со шлицами; валы- шестерни без шлицев; валы-шестерни цилиндрические со шлицами; валы-шестерни конические со шлицами. Ниже приведен маршрут технологического процесса механической обработки для крупносерийного производства ступенчатых валов со шлицами. Во многих случаях за основные базы принимают поверхности опорных шеек вала. Однако использовать их в качестве технологических баз для обработки наружных поверхностей трудно. Поэтому для значительного количества операций за технологические базы принимают поверхности центровых отверстий. Полые цилиндры. Обработка производится обычно при вращающейся заготовке, но иногда обработку основных поверхностей выполняют вращающимся инструментом при неподвижной заготовке. Установочными базами при обработке служит один из торцев заготовки и ее внутренняя или наружная цилиндрическая поверхность. Заготовки сложных деталей базируют в некоторых случаях по фасонной поверхности. При последующей обработке в качестве постоянных баз используют обработанные поверхности (торец и цилиндрическую поверхность). Детали типа дисков: маховики, тормозные барабаны, диски сцепления, цилиндрические и конические зубчатые колеса, диски с гладкими или шлицевыми отверстиями и другие. Конструктивная особенность деталей этого типа состоит в том, что все они имеют форму тела вращения, у которых диаметр превышает высоту (длину). Для обработки заготовок рассматриваемых деталей применяют одинаковые технологические схемы, причем основные операции выполняются при вращении заготовки. Заготовки деталей типа дисков получают в виде поковок, отливок из чугуна, стали, цветных сплавов, а также холодной штамповкой из листа. В отдельных случаях штучные заготовки получают из труб и круглого проката. Технологическая схема обработки резанием заготовок деталей типа дисков во многом сходна со схемой обработки деталей типа полых цилиндров. Различие состоит в том, что они имеют малую длину и главными обрабатывающими поверхностями у них являются торцы, а также короткие цилиндрические и конические поверхности. На операциях обработки резанием технологическими базами служат сначала один торец и наружная или внутренняя поверхность (цилиндрическая) заготовки, а в последующем – поверхности (базы), обработанные на первой операции. Если требуется угловая ориентация заготовки, то используют ее выступающие бобышки, а при отсутствии их – отверстие, обработанное на первой операции. Наиболее массовыми и характерными деталями типа дисков являются зубчатые колеса. По ряду геометрических параметров их изготавливают с высокой точностью (6-5 степень) и шероховатостью обработанной поверхности профиля зубьев Ra = 0,32мкм. Критерием качества колес являются также нормы шума пары в зацеплении и контактная прочность их зубьев. Материалом для изготовления зубчатых колес автомобилей служат стали 18ХГТ, 12Х2НЧА, 38ХС, 12ХНЗА, 20ХГНР. Технологический процесс обработки заготовок зубчатых колес резанием включает большое количество операций (до 20 и более). Некруглые стержни: К этому типу деталей относят прямые и кривые стержни с некруглым поперечным сечением и длиной, превышающей размер поперечного сечения более чем в 2 раза (балки передней оси, шатуны двигателей, вилки переключения коробок передач, коромысла, поворотные кулаки. Конструктивные формы рычагов разнообразны и технологичес-кие процессы их изготовления имеют свои особенности, однако для всех деталей этого типа обрабатываемыми поверхностями обычно являются площадки на концах стержня и отверстия на этих площадках. Обработка рычагов с точными параллельными отверстиями (например, шатунов) наиболее трудоемка. Черновыми технологическими базами при обработке заготовок рычагов обычно служат торцы основных отверстий и наружные контуры бобышек этих отверстий. При дальнейшей обработке основные отверстия и их торцы используют в качестве постоянных технологических баз. Обработка резанием осуществляется при неподвижной заготовке. Наиболее типичными деталями этого типа являются балки переднего моста грузового автомобиля и поворотный кулак. |