ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА КУЗНЕЧНО-ШТАМПОВОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ШТАМПОВОЙ ОСНАСТКИ. Электронный учебник ТП КШО и ШО. Д. В. Терентьев основы технологии производства кузнечноштамповочного оборудования и штамповой оснастки электронный учебник
 Скачать 1.4 Mb.
|
|
метода накатки (рисунок 6.10) в горячем состоянии. Метод накатки заключается в дефор- мировании заготовки 1 в горячем состоянии одним или несколькими закаленными эталон- ными шестернями 2. Нагрев производится с помощью индуктора 3. Температура нагрева зависит от мощности индуктора, зазором между индуктором и заготовкой и временем нахождения детали в индукторе. Коэффициент использования материала, штучное время небольшие, поскольку отпадает необходимость в черновой обработке. Важно – не разрезаются волокна металла. Отделочные виды обработки зубчатых колес. Шлифование зубчатых колес. Колеса прошедшие термическую обработку (закалку) обрабатываются шлифованием. Шлифование можно осуществлять либо методом копирования – профильным кругом, либо методом обкатки. Часто при шлифовании крупно-модульных колес стороны впадин обрабатывают раздельно. Шевингование зубьев. Незакаленные зубчатые колеса подвергают шевингованию, где в качестве инструмента используется шевер. При шевинговании прямозубых цилиндрических колес используют червячный шевер. При обработке косозубых колес используют цилиндрический шевер. Р Р 3 2 2 1 Рис. 6.10. Схема накатывания шестерни. 92 Шевингование повышает точность на 1…2 квалитета. припуск на шевингование составляет 0,1…0,25 мм. Притирка. Притирку производят после термической обработки при помощи чугунных притиров со скоростью 0,5 м / с Точность обработки получается следующая: по начальной окружности – 0,02 мм, по шагу – 0,01 мм, по профилю – 0,08 мм. Время обработки – накатки – 3…6 с. В некоторых случаях в технологический процесс обработки зубчатых колес вводят операцию зубозакругления. Контроль зубчатых колес. В условиях массового производства финишными операциями являются обкатка на контрольном стенде в масляной среде без абразива. Ответственные детали (например, детали задних мостов автомобилей) обкатываются парами, при этом идет проверка на пятно контакта и на шум при работе. Если обкатанная пара удовлетворяет требованиям ТУ, то данная пара маркируется и на сборку поставляется только в комплекте. Виды контроля зубчатых колес. 1. Шестерни проверяются на биение базового торца (до нарезания зубьев) с помощью индикатора и центровой оправки. 2. Измеряется отклонение основного шага шагомером. 3. Измеряется разность окружных шагов. 4. Определяется накопленная погрешность окружного шага. 5. Определяется погрешность профиля зуба. 6. Измеряется толщина зуба. 7. Определяется смещение исходного профиля. В условиях массового производства применяются многоместные контрольные индикаторные приспособления пневматического типа. Особенности производства червячных передач. Червячные колеса бывают силовые и кинематические. Конструктивно они делятся на цилиндрические и глобоидные. По форме винновой поверхности цилиндрические червячные колеса бывают архимедовы, эвольвентные, конволютные и нелинейные. Кинематические червячные передачи должны обеспечивать точный угол поворота. Зачастую применяют корректирующие устройства, позволяющие регулировать взаимное положение червяка и колеса. 93 Для уменьшения трения, сокращения износа и заедания контактные поверхности червячной пары должны иметь высокую шероховатость поверхности, а материал должен обладать высокими антифрикционными свойствами. Особенности технологии изготовления. Ответственные червяки изготавливают из конструкционных и легированных сталей. Нагрев под закалку осуществляется ТВЧ. При закалке обеспечивается твердость HRC 45…50. Менее ответственные червяки производятся из углеродистых улучшенных сталей, глобоидные и из сталей марок 30ХМА, 33ХГН. Червячные пары к которым предъявляются высокие требования по прочности производятся из чугунов марок СЧ21-40 и СЧ15-32. Применяются также бронзы марок БрОБ10-1, БрОНФ и БрЛЖ9-4. В качестве заготовок червяков в массовом и крупносерийном производстве используют штамповку. В единичном и мелкосерийном – пруток. Для червячных колес используют круглый или толстолистовой прокат или отливки. При больших производствах используют точное литье – литье в кокиль под давлением. Для составных колес применяют биметаллическую заготовку (на основу центробежным литьем наливают венец). При изготовлении особо крупных колес заготовка отливается с предварительно формованными зубьями. При разработке технологического процесса изготовления червячной пары следует помнить, что надежность и работоспособность ее зависит не от формы винтовой линии, а от точности изготовления и сборки. Поэтому при обработке следует соблюдать принцип постоянства баз. ТТП изготовления червяка с точностью по 9…10 квалитету, с модулем m = 3. Производство крупносерийное. 1. Изготовление заготовки – штамповки. 2. Термическая обработка для снятия напряжений после штамповки. 3. Обработка торцов и зацентровка с двух сторон. 4. Предварительная токарная обработка по контуру. 5. Черновое нарезание витков червяка с оставлением припуска Z = 1,2…1,6 мм на толщину витка. 6. Термическая обработка – высокий отпуск. 7. Чистовая токарная обработка наружных поверхностей с оставлением припуска по ТУ (Z = 0,4…0,6 мм). Допустимое биение – не более 0,05…0,06 мм. При нарезании витков червяка 94 обработку производят с базированием в центрах или с использованием 3-х кулачкового патрона с центром. 8. Чистовое нарезание витков червяка с оставлением припуска Z = 0,6…0,8 мм на толщину витка. Допустимое биение – не более 0,08 мм. Нарезание червяка производится на токарно- винторезном станке повышенной точности. 9. Фрезерование шпоночного паза. Сверление отверстий. 10. Предварительное шлифование наружных поверхностей под цементацию. 11. Предварительное шлифование витков червяка под цементацию. 12. Термическая обработка – цементация. Этой операции, при необходимости, предшествует операция защиты поверхностей от цементации (например, резьбы). Достигается навертыванием защитной гайки или болта, нанесением термостойкой краски или слоя меди электролитическим или химическим осаждением. 13. Шлифование центровых отверстий до R а = 0, 1 мкм. Если черяк имеет большие размеры, то центровые гнезда выполняют заново. 14. Получистовое шлтфование наружных торцов червяка. 15. Получистовое шлифование профиля витков червяка. 16. Термическая обработка – старение. 17. Второе получистовое шлифование наружных поверхностей и торцов. 18. Второе получистовое шлифование витков червяка с оставлением припуска Z = 0,6…0,8 мм на толщину витка. Шероховатость R а = 0, 2…0,4 мкм. 19. Термическая обработка – старение. 20. Доводка центровых отверстий. 21. Чистовое шлифование наружных поверхностей и торцов на круглошлифовальных станках повышенной точности класса А. Шероховатость R а = 0,1 мкм. 22. Чистовое шлифование профиля витков червяка. Шеро- ховатость R а = 0,1 мкм. 23. Окончательный комплексный контроль. Учитывая жесткие технические условия изготовления червяка, после каждого этапа механической обработки производится контроль на рабочем месте. При точении витков червяка процесс точения проходит в неблагоприятных условиях, поскольку применяется по сути фасонный резец по форме повторяющий профиль канавки. На рисунке 6.11 позицией 1 показан такой резец. Силы резания 95 воздействуют сразу на три режущие кромки (с трех сторон трапеции). Следовательно при- сутствует большой износ и большая отжтимающая сила. Для улучшения процесса резания применяют вариант конструкции в виде половинки резца как показано на рисунке позицией 2. Возможно изготовление винтовой канавки при помощи фрезы. Профиль режущей части фрезы повторяет профиль винтовой канавки. Дисковые фрезы произволятся для чернового нарезания. В мелкосерийном и единичном производстве для нарезания червячной канавки используют концевые фрезы, при этом ось вращения фрезы и ось вращения червяка составляет 90 0 Шлифуют канавки пальцевым или чашечным кругом. Дисковым кругом шлифуют архимедовы и эвольвентные поверхности. Конические и чашечные круги применяют при одностороннем шлифовании. Высокопроизводительным способом нарезания является использование червячных фрез методом обкатки. Обработку на универсальных зубофрезерных станках используют для нарезания эвольвентных червяков имеющих большой угол подьема винтовой линии. Незакаленные червячные колеса и червяки обрабатывают шевингованием. Контроль. Для червяков по 9…10 квалитету точности предусматривается контроль винтовой линии. У менее точных червяков (15 квалитет точности) контролируют осевой шаг, профиль и радиальное биение червяка. Кинематическую и циклическую погрешности контролируют путем измерения точности делительной цепи зуборезного станка. Контрольпроизводят с помощью оптических теодолитов и калиметров. Червячные передачи проверяются на правильность пятна контакта (краской) на контрольно-обкатных станках или в специальных приспособлениях. S попер. S прод. V 1 2 Рис. 6.11. Способы точения червяка 96 6.5 . Обработка корпусных деталей кузнечно- штамповочного оборудования. Корпусные детали в большинстве случаев являются базо- выми деталями, на которых монтируются отдельные сборочные единицы и детали, соединяемые между собой с требуемой точно- стью относительно положения [1, 2, 8]. Конструктивная форма, размеры, точностные характеристики корпусных деталей; приме- няемые для них материалы в основном зависят от их служебного назначения и условий работы. Корпусные детали имеют основные базирующие поверхности обычно в виде плоскости или комбина- ции плоскости, при помощи которых они присоединяются к дета- лям – основаниям (рамам, станкам или другим корпусным дета- лям). Если размеры корпусных деталей входят в основные раз- мерные цепи машины, то к ним предъявляют высокие требования по точности. По служебному назначению и конструктивным формам кор- пусные детали можно разделить на следующие группы: 1. Корпусные детали коробчатого типа – обычно имеют форму параллелепипеда с тонкими стенками. Все габаритные размеры их – величины одного порядка. Характерной особенно- стью этой группы деталей является наличие в них отверстий, слу- жащих опорами для валов ( 20 540 мм). Детали коробчатого ти- па могут быть разъемными и неразъемными по осям всех или ча- сти отверстий. 2. Корпусные детали с внутренними цилиндрическими по- верхностями: блоки цилиндров, цилиндры двигателей и компрес- соров. 3. Корпусные детали сложной пространственной формы - корпуса центробежных насосов, паровых и газовых турбин. 4. Каретки, салазки, столы, ползуны, хоботы, планшайбы в процессе эксплуатации осуществляют прямолинейное возвратно- поступательное или вращательное относительное движение. 5. Кронштейны, угольники, стойки. 6. Плиты, крышки, кожуха, поддоны и другие детали. Технология изготовления основных деталей кузнечно- штамповочного оборудования. Станины. Делятся на три группы: литые чугунные – для мелких и средних листоштамповоч- ных прессов и ковочных паро-воздушных молотов; 97 литые стальные – для крупных холодновысадочных авто- матов, ГКМ, мощных ковочно-штамповочных и фрикционных прес- сов; сварные – главным образом для крупных машин (бывают цельносварные и сварно-литые). Технология изготовления сварных станин. 1. Правка. Либо на вальцах, либо с нагревом листов высоко- температурным пламенем. 2. Резка металла. С помощью гильотин, ацетиленовыми или плазменными горелками. При необходимости обрабатывают кром- ки. 3. Сварка. Ручная дуговая, полуавтоматическая в среде за- щитных газов (углекислый газ, аргон или смесь), автоматическая (может быть дуговая, флюсовая, электрошлаковая и др.) Технические условия на изготовление. К корпусным деталям предъявляют технические требования по прочности, жесткости, износостойкости, точности, минимальным деформациям при переменной температуре, герметичности, удоб- ству сборки и разборки соответствующих сборочных единиц. В отношении точности обработки к корпусным деталям предъявляются следующие основные требования: 1. Точность формы базирующих поверхностей – плоскост- ность или прямолинейность плоскостей в определенных направ- лениях. 2. Точность относительного положения плоских базирую- щих поверхностей – в одной плоскости, в параллельных или пер- пендикулярных плоскостях. 3. Точность расстояний между параллельными плоскостями. 4. Точность диаметральных размеров и геометрической формы отверстий. 5. Точность расстояний между осями отверстий или осями отверстий и плоскостями, соосность отверстий. 6. Параллельность или перпендикулярность осей отверстий или осей отверстий или плоскостей. К обрабатываемым поверхностям корпусных деталей предъ- являются также определенные требования в отношении чистоты поверхности. Соблюдение всех перечисленных требований может быть необходимо лишь в исключительных случаях при изготовлении весьма сложной и ответственной детали (например, корпус гиро- компаса). 98 Обычно к отдельным корпусным деталям предъявляются лишь некоторые из перечисленных выше требований. Базирование деталей. Базирование деталей производят по различным схемам. Наиболее широкое распространение получили схемы базирования по плоскости по двум отверстиям небольшого диаметра, обрабо- танными развертыванием по второму классу точности. У деталей фланцевого типа используется торец фланца, од- но отверстие большого диаметра (основное отверстие или выточка в торце) и одно отверстие ма- лого диаметра (во фланце) как показано на рисунке 6.12. Преимущества этих схем – простота и достаточная для большинства случаев точность установки, хороший доступ ин- струментов к местам обработ- ки, а также возможность со- блюдения принципа постоян- ства баз, что весьма важно при обработке на автоматиче- ских линиях. Корпусные детали, у которых основные отверстия малы или отсутствуют, устанавливаются по внутренним или наружным по- верхностям (устраняется разностойкость). Важно, что выбор технологических баз является ответстве- нейшим этапом разработки технологического процесса изготовле- ния деталей. Заготовки для изготовления корпусных деталей. Материал. Большинство корпусных деталей изготавливают из серого чугуна и углеродистых сталей. Применяют также ковкий чугун, легированные стали, цветные сплавы. Основное влияние на выбор марки материала оказывает условие работы корпусных де- талей, определяемое служебным назначением машины. Из серого чугуна марок СЧ15-32, СЧ18-36, СЧ21-40 по ГОСТ 1412 делают корпусные детали металлорежущих станков, не име- ющих поверхностей, систематически работающие на износ, кор- пусные детали сельскохозяйственных машин, корпусы центробеж- ных насосов и др. Рис. 6.12. Базирование детали фланцевого типа. 99 Ответственные детали автомобильных и тракторных двига- телей (блоки цилиндров), которые должны обладать повышенной прочностью, изготовляют из серого чугуна марок СЧ21-40, СЧ24- 44. Для сварных корпусных деталей применяют чаще всего ма- лоуглеродистые стали (листовой прокат марок – Ст. 3, Ст. 4). Кор- пуса высоконапорных многоступенчатых центробежных насосов делают из стального литья и высокопрочного чугуна. Корпуса турбин (работающих при Р = 20 кгс/см 2 и t до 250 0 С) изготавливают из серого СЧ21-40 и модифицированного чугуна СЧ28-48 (перлитный чугун). Для корпусов турбин работающих при температуре до 200…400 0 С применяют углеродистую сталь 30Л, при температуре 400…500 0 С – молибденовые и хромомолибдено- вые стали. Если температура больше – легированы еще ванадием и титаном. Если корпусная деталь работает в условиях вибрации или значительные М изгиб и М кручен. , то делается из ковкого чугуна. При работе в морской воде – бронза, латунь. При работе в агрессивной среде – ферросилид (до 15% Si) или 1X18H10T. Кроме того, в последнее время широко применяются сплавы алюминия (АМг 4, АМг 6 и т.д.). Получение заготовок. Заготовки чаще всего применяются литые или сварные. Литые заготовки получают литьем в формовочную смесь, в кокиль, в оболочковые формы, под давлением, для легких и мел- ких деталей – литье по выплавляемым деталям. В условиях еди- ничного производства применяют сварные заготовки. Все заготовки следуют подвергать термообработке. Для правильного выбора способа получения заготовки необходимо рассматривать комплексно процесс получения заготовки и процесс дальнейшей механической обработки. Разметка заготовок. В условиях единичного и мелкосерий- ного производства, а так же при обработке крупных тяжелых заго- товок механическую обработку корпусных деталей начинают с разметки – одной из наиболее ответственной операции (для рав- номерности припуска). Разметку выполняют в следующей последовательности: 1 . Наносят основные центровые риски (главные оси); 2 . От них наносят все остальные горизонтальные риски, определяющие контур детали и относительные положения осей отверстий; 3 . Наносят все вертикальные риски, определяющие контуры детали и относительное положение осей отверстий; 100 4 . Наносят все наклонные риски и окружности отверстий. Общая схема технологического процесса. Технологический процесс неразъемных корпусных деталей включает: 1. Обработку базовых поверхностей при установке на черно- вые базы. 2. Обработку системы взаимосвязанных плоскостей. 3. Установку системы взаимосвязанных отверстий. 4. Установку крепежных отверстий. 5. Отделочную обработку плоскостей и взаимосвязанных от- верстий. Разъемных корпусов деталей дополнительно включает: 1. Обработка плоскостей разъема. 2. Обработка крепежных отверстий в плоскостях разъема. 3. Промежуточную сборку деталей. |