Основы технологии машиностроения. Технологический процесс и его структура
 Скачать 20.51 Mb.
|
|
Агрегатно-расточные станки применяются в крупносерийном и массовом производстве для одновременной обработки нескольких отверстий в корпусных деталях. Эти станки создаются из унифицированных узлов: силовых головок, столов, стоек и пр. Станки могут иметь различные компоновки с горизонтальным, наклонным или вертикальным расположением шпинделей. Столы станков могут быть неподвижными, барабанными или поворотными. Наагрегатных станках выполняются практически те же операции, что и на горизонтально-расточных, при одновременной обработке нескольких отверстий. Агрегатные станки являются специальными и создаются для обработки определенного вида заготовок, производимых в большом количестве. Поэтому применение этих станков требует экономического обоснования. 2.6. Методы получения заготовок для ступенчатых валов, материалы, базирование, структура технологического процесса Валы предназначены для передачи крутящего момента и монтажа на них различных деталей. Конструктивно валы подразделяются на гладкие, ступенчатые, фланцевые и валы-шестерни. Одной из основных характеристик валов является жесткость. Как геометрические объекты валы представляют собой сочетание цилиндрических, конических, резьбовых, зубчатых, шлицевых, шпоночных поверхностей. При переходе от одной ступени к другой предусматриваются канавки или галтели. Сопрягаемые цилиндрические (посадочные) поверхности валов выполняют по 6 - 8 квалитетам с шероховатостью поверхности 0,63 - 2,5 мкм. Отклонения формы и расположения поверхностей имеют следующие допуски: радиальное биение посадочных поверхностей относительно базовых осей в пределах 10-30 мкм; торцевое биение - 001 мм; отклонение от параллельности шпоночных канавок и шлицев относительно оси вала- 0,1мм/мм; отклонение от прямолинейности оси вала в пределах 0,03 - 0,05 мм/м. Валы изготавливают из углеродистых и легированных сталей: 45, 40Х, 45ХНМ, 38Х2МЮА и пр. В зависимости от назначения вала подвергают различным видам термической и химико-термической обработки: нормализации, улучшению, закалке, цементации, азотированию и пр. Основные принципы базирования заготовок Базами при обработке валов являются центровые отверстия и посадочные поверхности. Для исключения погрешности базирования ступеней вала по длине используют плавающий передний центр. B этом случае базой является торец заготовки, опорой которого служит поводковый патрон. 1 При высоких требованиях к точности обработки необходимо выбирать такую схему базирования которая обеспечивает наименьшую погрешность установки
Для установки заготовок на первой операции технологического процесса используют черные (необработанные) поверхности применяемые в качестве технологических баз. Эти поверхности используют о многократно при первой установке, так как повторная установка на необработанную поверхность может привести к значительным погрешностям во взаимном расположении обработанных при этих установках поверхностей Для заготовок, полученных точным литьем и штамповкой, это правило не является обязательным Выбранная черная база должна обеспечивать равномерное распределение припуска при дальнейшем обработке и наиболее точное взаимное расположение обработанных и необработанных поверхностей деталей На первых операциях технологического процесса обрабатывают базы (обычно это основные плоские поверхности, отверстия детали) В тех случаях, когда поверхности детали не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к базам, и по своим размерам, формам и типу расположению не могут обеспечить устойчивой установки, на детали создают искусственные базы (центровые отверстия, платики, выточки или отверстия) Обработка заготовок штампованных после штамповки Штамповку на гидропрессах в закрытых штампах с неразъемной матрицей наиболее часто используют для изготовления точных, бес штамповых уклонов заготовок из алюминиевых и магниевых сплавов. Штампы в этом случае нагревают Штамповку с разъемной матрицей применяют для изготовления мелких, средних и крупных поковок из черных и цветных металлов и сплавов Разъем матриц — вертикальный, иногда — горизонтальный  Рис. 24. Типы поковок, получаемых на ГКМ Штамповку на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ) выполняют в штампах с двумя плоскостями разъема: одна — перпендикулярна оси заготовки между матрицей и пуансоном, вторая — вдоль оси, разделяет матрицу на неподвижную и подвижную половины, обеспечивающие зажим штампуемой заготовки. уклон в участках зажатия на поковках не требуется. Высокоскоростная штамповка позволяет изготовлять заготовки сложных форм с тонкими стенками и ребрами и малыми радиусами закругления, уменьшать припуски на последующую механическую обработку, получать заготовки с высокими механическими свойствами, максимально приближенные к форме и размерам готовой детали От окалины штампованные заготовки очищают травлением, галтовкой и дробеметной очисткой Для заготовок из сталей применяют раствор соляной кислоты, для алюминиевых сплавов — раствор щелочи. После травления стальные штампованные заготовки промывают в растворе щелочи и в воде, заготовки из алюминиевых сплавов — в растворе азотной кислоты и в воде. Галтовку применяют для очистки мелких и средних по массе поковок простой формы. Дробеметную очистку используют для мелких и средних заготовок сложной формы Качество поверхности при этом хорошее, но возможно закрытие трещин, которые затем трудно обнаружить. Калибровку штампованных заготовок выполняю для повышения точности размеров, улучшения качества поверхности отдельных участков или всей заготовки и снижения колебания массы поковок. Применяют плоскостную и объемную калибровку, обеспечивая точность 8—12-го квалигета и параметр шероховатости поверхности Ra = 2,5 4- 0,32 мкм Правка проката диаметром свыше 50 мм осуществляется на прессах пластическим знакопеременным изгибом. Прутки меньшего диаметра правят на роликовых машинах с продольной подачей проката без его вращения или с винтовой подачей проката. В последнем случае правка производится роликами глобоидальной формы, которые расположены под углом к оси проката. При вращении роликов заготовка получает поступательное и вращательное (винтовое) движение. Обдирка проката (грубое точение) производится с целью удаления дефектного слоя. Обдирка производится на бесцентрово-токарных станках. Токарная обработка В мелкосерийном производстве токарную обработку осуществляют на универсальных токарно-винторезных станках. При черновом точении один конец вала закрепляют в кулачковом патроне, который установлен на планшайбе шпинделя станка. Опорой другого конца вала является вращающийся задний центр, установленный в пиноль задней бабки. При чистовом точении валы обрабатывают в центрах. Для передачи крутящего момента левый конец вала закрепляют в поводковом патроне. При обработке нежестких валов применяются люнеты, которые являются дополнительной опорой. Люнеты бывают неподвижными или подвижными (рис. 2.43).  Рис. 2. Схемы установки заготовок в патроне и на неподвижном люнете  Рис. 3. Схема установки заготовок на центрах с использованием подвижною люнета Установку в патроне и на неподвижном люнете используют для обработки отверстия и торца заготовки, а также участка заготовки, расположенного между люнетом и патроном. При обработке тяжелых заготовок применяют люнеты открытою типа, в других случаях — закрытого типа Под люнеты протачивают специальные пояски В некоторых случаях валы диаметром 30 — 200 мм можно устанавливать без обработки поясков с помощью регулируемых муфт. Установку заготовок проводят с выверкой положения в горизонтальной и вертикальной плоскостях и биения с точностью 0,03 — 0,05 мм. Без выверки устанавливают заготовки в специальных патронах (рис. 2, в) Установку на центрах с использованием подвижного люнета используют при обработке нежестких заготовок (рис. 3). К установочной поверхности под люнет предъявляют высокие требования по суммарным отклонениям и допускам формы и расположения поверхностей. Подвижный люнет устанавливается на продольном суппорте и перемещается в процессе обработки вместе с суппортом. Подвижным люнетом создается дополнительная опора, всегда расположенная напротив резца. Поэтому деформации вала под действием силы резания меньше, чем при использовании неподвижного люнета. В серийном производстве для токарной обработки применяются станки с ЧПУ моделей 16К20ФЗ, 1П717ФЗ, 1751Ф3 и др., работающих по полуавтоматическому циклу. Станки оснащаются 6- и 8-позиционными инструментальными головками с горизонтальной осью Головка устанавливается на суппорте станка. Установка резцов, закрепленных в головке в рабочую позицию, производится за счет поворота головки. Токарные станки с ЧПУ применяются для обработки валов со сложным ступенчатым и криволинейным профилем, включая нарезание резьбы. В крупносерийном производстве для обработки валов применяются токарные многорезцовые полуавтоматы, токарные многорезцовые копировальные полуавтоматы (ТМКП) моделей 1708, 1Н713, 1719 и токарные гидрокопировальные полуавтоматы (ТГКП) моделей 1712, 1722. ТМП и ТМКП обычно выполняются одношпиндельными с горизонталь ной компоновкой. Однако имеются вертикальные одно- и двухшпиндельные, а также одно и двухшпиндельные фронтальные полуавтоматы. В последнем случае резцы закрепляются вертикально в суппортах, которые установлены друг над другом. Копировальное устройство в ТМКП может быть гидравлическим или кулачковым.. При большом количестве резцов возникают деформации системы ДИПС. Поэтому точность обработки на этих станках невелика и достигает 10 - 11 квалитета. Обработка фрезерованием Контурное фрезерование коленчатых валов проводят на станках двух типов: при стационарном положении вала или при его вращении вокруг оси коренных подшипников. Фрезерование осуществляют методом наружного или внутреннего касания, т. е. дисковыми или кольцевыми фрезами с СМП. Дисковые фрезы центрируют на станке по отверстию, а кольцевые — по наружному диаметру инструмента. В процессе фрезерования шатунных шеек вращающегося вала инструмент (дисковая или кольцевая фреза) совершает возвратно-поступательное движение, управляемое копиром или по заданной программе, обеспечивая контакт с обрабатываемой поверхностью в соответствии с положением шейки в пространстве. При обработке неподвижно закрепленного вала методом внутреннего касания диаметр кольцевой фрезы, совершающей планетарное вращение, меньше диаметра дисковой фрезы; условия работы привода передачи лучше и расходы на инструмент примерно на 30% ниже. Обработку, как правило, осуществляют двумя фрезерными роторами, что позволяет одновременно фрезеровать по две пары коренных шеек, попарно фрезеровать шатунные шейки или по одной шатунной и коренной шейке. Параметр шероховатости поверхности Ra = 5 -т- 8 мкм.  Рис. 188. Схема контурного фрезерования ступенчатой детали набором фрез фирмы Хейнляйнизитц-ман (ФРГ); / — самоцентрирующий патрон Внутренний диаметр фрезы при совпадении ее оси с осью центров станка (нейтральное положение) должен обеспечить возможность беспрепятственного прохода сквозь него коленчатого вала с патронами на передней и задней бабках, выгрузку, загрузку, а также перемещение роторов в процессе обработки. Винтовые поверхности фрезеруют дисковыми, концевыми червячными фрезами. Условно винтовые поверхности можно разделить на несопрягаемые (канавки режущих инструментов, копиры и г п.) и сопрягаемые (резьбы, винтовые шестерни и др.). Производящая поверхность инструмента должна быть рассчитана исходя из заданных параметров винтовых канавок, особенно при больших углах подъема винтовой линии. Винтовые поверхности фрезеруют при одновременном относительном вращательно-поступательном движении заготовки и инструмента. При фрезеровании винтовых канавок заготовку закрепляют в делительной головке, включенной в кинематическую цепь станка, настроенного на заданный угол и шаг винтовой линии. При фрезеровании винтовых канавок на конической поверхности заготовку устанавливают под углом, близким к половине угла конуса Настроив станок на осредненный шаг винтовой линии, угол поворота незакрепленного стола корректируют копиром-угольником в процессе продольного движения. На фрезерных станках с ЧПУ фрезеруют винтовые канавки на конической поверхности заготовки, повернутой в горизонтальной плоскости на угол винтовой линии  , но без наклона оси в вертикальной плоскости. При этом переменный шаг винтовых канавок и их глубину корректируют по программе.Резьбы крупного шага и большой длины фрезеруют монолитными или сборными дисковыми резьбовыми фрезами при непрерывном вращении и осевом перемещении заготовки. Требуемой глубины резьбы достигают установкой соответствующего межцентрового расстояния за пределами детали. Производительность фрезерования резьбы гребенчатыми фрезами ниже производительности нарезания резьбы головками и метчиками, а тем более накатывания. Фрезеруют резьбы: крупных деталей, закрепление которых на других станках невозможно; пересеченных шпоночными пазами или лысками; тонкостенных деталей; с ограниченным сбегом. Резьбофрезерование обеспечивает поле допуска  и параметр шероховатости = 5 -=- 2,5 мкм Гребенчатой фрезой определенного шаг и длины можно фрезеровать все наружные резьбы данного шага независимо от их диаметра. Эффективность резьбофрезерования возрастает с применением фрез, армированных твердым сплавом, и сборных фрез внутреннего касания, например, с дисковыми гребенками. Для последних требуются специальные резьбофрезерные станки. Рис. 191. Схема фрезерования внутренней резьбы гребенчатой фрезой Интенсификация фрезерной обработки. Оснащение фрезерных станков специальными линейками с визирами и устройством цифровой индикации повышает точность выполнения фрезерных операций по трем координатам до сотых долей миллиметра, значительно упрощает обслуживание станка и повышает производительность труда. Токарная обработка валов малого размера (валиков) на револьверных станках и автоматах (полуавтоматах) Валы малого размера изготавливаются из прутков. Револьверные станки и автоматы предназначены для многоинструментальной обработки. Наладка станков включает большое количество режущих инструментов настроенных на размер, что позволяет вести обработку деталей сложной формы и совмещать переходы при обработке. Это исключает затраты времени на установку и настройку режущего инструмента при обработке различных поверхностей. Таким образом, станок настраивается один раз для обработки детали в целом. 2.7. Нарезание резьбы. Обработка шпоночных и шлицевых поверхностей при изготовлении валов. Шпоночные и шлицевые соединения служат для передачи крутящего момента. Шпоночные соединения осуществляются призматическими, клиновыми и сегментными шпонками Шпоночные канавки для призматических шпонок могут быть закрытыми с двух сторон (глухими), закрытыми с одной стороны и сквозными. Сквозные и закрытые с одной стороны шпоночные канавки изготовляют фрезерованием дисковыми фрезами на горизонтально-фрезерных станках за один - два рабочих хода. Применение этого способа обеспечивает достаточную производительность и точность ширины шпоночной канавки. Сквозные канавки можно обрабатывать на строгальных станках. Глухие шпоночные канавки изготавливают концевой фрезой на вертикально-фрезерных станках с продольной или маятниковой подачей. В первом случае производится врезание фрезы вертикальной подачей на полную глубину шпоночной канавки, а затем включается продольная подача и канавка обрабатывается по всей длине. Точность паза по ширине при такой схеме обработки невысокая, т.к. припуск удаляется за один рабочий ход и фреза изнашивается довольно быстро. С целью облегчения работы фрез часто предварительно сверлят отверстие меньшего диаметра, чем фреза, на глубина шпоночного паза, а затем осевой подачей вводят фрезу и обрабатывают паз. Для получения точных по ширине шпоночных канавок применяют маятниковую подачу. В конце канавки фреза снова врезается на ту же глубину, и канавка фрезеруется в обратном направлении. В этом случае точность паза по ширине. соответствует 8, 9 квалитету, а шероховатость боковой поверхности 5 мкм. Канавки под сегментные шпонки изготавливаются фрезерованием на горизонтально-фрезерных станках дисковыми фрезами с вертикальной подачей (рис. 2.61, г). Шлицевые соединения бывают с прямобочными, эвольвентными и треугольными зубьями (рис. 2.62,a; б; в). Центрирование втулки относительно вала осуществляется по наружному диаметру вала, по внутреннему диаметру вала и боковой поверхности зубьев (рис. 2.62,г; д; е) При центрировании по внутреннему диаметру вала применяют исполнение - I. При центрировании по наружному диаметру всей боковой поверхности зубьев применяют исполнение - II. Шлицы на валах нарезают фрезерованием, строганием, протягиванием и холодным накатыванием. Фрезерование шлицев осуществляют в основном двумя способами: с применением делительных механизмов одной или двумя дисковыми фасонными фрезами или методом обкатки червячной фрезой (рис. 2.63, а; б; в). Применение второго способа обеспечивает более высокую производительность, а также точность по ширине паза и шагу зубьев. Однако требует использования специальных шлицефрезерных станков. Ввиду более высокой производительности второй способ применяют в крупносерийном и массовом производстве. При центрировании втулки по внутреннему диаметру вала дисковая и чёрвячная фрезы (должны иметь "усики для образования канавок у основания зуба, которые необходимы для выхода круга при шлифовании боковой поверхности и дна впадины зубьев (рис. 2.63, г). Точность обработки после фрезерования соответствует 9, 10 квалитету шероховатость 5-10 мкм. После механической обработки валы подвергают закалке или улучшению. При термической обработке возникают деформации детали. Для исправления погрешностей применяют шлифование шлицев. При центрировании втулки по наружному диаметру вала его шлицевую часть шлифуют по наружной поверхности на круглошлифовальных станках. При центрировании втулки по внутреннему диаметру вала или по боковым поверхностям шлицев . шлифуют эти поверхности и дно впадин. Шлифование производится следующими способами: фасонным кругом, раздельно двумя кругами, одновременно тремя кругами (рис. 2.64, а; б; в). После шлифования точность повышается до 8, 9 квалитета, а шероховатость составляет 0,63 - 1,25 мкм. Строгание шлицев производят методом копирования с помощью многорезцовой головки на специальном станке (рис. 2.65). Резцы имеют форму впадины шлицев и установлены в корпусе головки, с возможностью синхронного перемещения в радиальном направлении. При строгании за один двойной ход (вперед-назад) осуществляется радиальная подача резцов на глубину резания. Эта подача обеспечивается конструкцией головки. Данным методом обрабатывают сквозные и глухие шлицы высотою 25-30 мм, получить которые другими методами невозможно. В последнем случае в конструкции вала предусматривается канавка для выхода резцов. Точность обработки обеспечивается геометрией резцов, а также точностью позиционирования резцов в головке. Шероховатость поверхности шлицев составляет 1,25 - 2, 5 мкм. Протягивание шлицев производится двумя блочными протяжками, установленными напротив друг друга (рис. 2.66). Таким образом, одновременно обрабатывается две впадины с последующим поворотом вала на один шаг шлицев и процесс повторяется. Зубьями протяжки являются резцы, установленные в корпусе и подпружиненные в направлении от оси вала. Задняя часть резцов соединена с роликами, которые при перемещении протяжки перекатываются по копиру. Форма копира обеспечивает отвод резцов под действием пружин в конце обрабатываемого участка. Точность и шероховатость при протягивании шлицев такая же, как и при строгании. Производительность строгания и протя гивания выше, чем фрезерования в 5 - 8 раз. Накатывание шлицев производится пластической деформацией металла в холодном состоянии, т. е. без его нагрева. Накатку производят зубчатыми роликами, рейками и гладкими роликами (рис. 2.67, а; б; в). При накатывании зубчатыми роликами и рейками имитируется процесс зубчатого зацепления с выдавливанием металла из впадин шлицев. При накатывании гладкими роликами каждым роликом обрабатывается одна впадина. Накаткой зубчатыми роликами и рейками получают эвольвентные шлицы. Прямоугольные шлицы накатывают гладкими роликами. Накаткой получают мелкие шлицы высотою до 2,5 мм при большом их количестве. Упрочнение металла при накатывании повышает его механические свойства. Это позволяет отказаться от термической обработки и шлифования шлицев. При накатке обеспечивается высокая точность и низкая шероховатость обрабатываемой поверхности. Производительность при накатке в 10 раз выше, чем при фрезеровании. Нарезание резьбы резцами наружной и внутренней резьбы в мелкосерийном производстве производят на токарно-винторезных станках. Из-за низкой прочности рабочей части резца нарезание выполняют за несколько рабочих ходов. Перемещение суппорта при нарезании резьбы осуществляется от ходового винта. После каждого рабочего хода резец отводят от детали и реверсом винта перемещают суппорт в исходное положение. Затем резец снова подводят к заготовке, устанавливают требуемую глубину резания и рабочий ход повторяют, 'В крупносерийном и массовом производстве резьбу нарезают резцами из твердого сплава на станках с ЧПУ. Точность резьбы при обработке резцами соответствует шестой степени точности с полем допуска, например, 6g. При этом вал или отверстие под резьбу обрабатываются по 7 квалитету. Нарезание резьбы самооткрывающимися головками с плоскими и круглыми гребенками (рис. 2.70, а; б) производят на тех же станках. Гребенки размещаются в корпусе головки вокруг обрабатываемой детали. При нарезании резьбы гребенкой припуск распределяется между ее зубьями, высота которых постепенно увеличивается от одного края гребенки к другому. Производительность при нарезании резьбы головками примерно в два раза выше, чем при на резании плашками, т. к. в конце рабочего хода головка автоматически раскрывается, гребенки раздвигаются, и время на свинчивание инструмента не затрачивается. Точность резьбы выше, чем при нарезании плашками. Нарезание резьбы круглыми плашками (рис. 2.69) производят на токарных, токарно-револьверных станках и токарных автоматах. Точность резьбы невысокая и соответствует восьмой степени точности. Фрезерование резьбы Фрезерование наружной и внутренней резьбы широко применяется в производстве: оно осуществляется двумя способами: 1) дисковой фрезой, 2) групповой фрезой Первый способ- при нарезании резьб с большим шагом и крупным профилем. Профиль фрезы соответствует профилю резьбы; ось фрезы располагается к оси детали под углом, равным углу наклона резьбы.При нарезании, фреза вращается и имеет поступательное движение вдоль оси детали, перемещение за один оборот детали соответствует шагу резьбы. Второй способ для получения коротких резьбы с мелким шагом Групповая фреза- это группа дисковых фрез на одной оправке Дисковыми фрезами нарезают резьбу с шагом более 4 мм. Профиль фрезы соответствует профилю резьбы. Ось фрезы располагается под углом к оси детали, равным углу подъема резьбы. Фреза имеет поступательное движение вдоль оси детали и перемещается за один оборот детали навеличину, равную шагу резьбы. Фрезерование гребенчатыми фрезами применяют для получения коротких резьб с мелким шагом. Длина фрезы обычно на 2 - 5 мм больше длинны резьбового участка.. Фреза устанавливается параллельно оси детали. Сначала производится врезание фрёзы на глубину резьбы, затем за 1,2 оборота детали резьба нарезается полностью. Внутреннюю резьбу нарезают метчиками, которые бывают ручными и машинными. Ручные метчики применяются в комплекте из двух — трех штук. Ручными метчиками нарезают метрическую резьбу диаметром 1 - 52 мм, а также другие типы резьб: трубную дюймовую и пр. В машинном варианте, как правило, используется один метчик. Точность метрической резьбы нарезанной метчиками соответствует 6-8 степени точности. Для нарезания внутренней резьбы на револьверных станках и автоматах применяют резьбонарез ные головки с раздвижными плоскими плашками (рис. 2. 72). Принцип действия этих головок аналогичен действию головок для нарезания наружных резьб. Накатывание резьбы осуществляется пластической деформацией металла в холодном состоянии без снятия стружки. Резьбу накатывают 1)плоскими плашками или 2)роликами Резьба после накатки имеет высокую точность и низкую шероховатость поверхности. Схема накатывания резьбы плашками представлена на рис. 2.73. Нижняя плашка 1 при накатыванииостается неподвижной, а верхняя 2 имеет возвратно-поступательное в горизонтальном направлении. Рабочая поверхность плашек представляет собой развертку резьбы на плоскость с профилем и. углом подьёма накатываемой резьбы. При движении плашки вперед деталь винтовым движением перекатывается по плашкам из положения 3 в положение 4. При обратном ходе верхней плашки деталь возвращается в исходное положение и выбрасывается из зоны обработки. Таким образом, накатка резьбы производится за один двойной ход плашек. Станки для накатки резьбы плоскими плашками имеют высокую производительность и совершают до 280 двойных ходов в минуту.  Накатка резьбы роликами осуществляется на токарных станках и специальных автоматах по различным схемам. Накатка резьбы одним роликом применяется на токарно-винторезных и токарно-револьверных станках (рис. 2.7.4, а). При накатке резьбы одним роликом возникает изгиб детали, что снижает точность резьбы. В этой связи большее распространение получило накатывание резьбы двумя роликами с кольцевыми или винтовыми витками (рис. 2.74, б; в).В первом случае оси роликовой заготовки параллельны. Во втором - наклонены под углом подъема резьбы. При накатке заготовка 1 опирается на планку 2.Оба ролика 3 вращаются в одну сторону. Заготовка совершает относительно роликов винтовое движение. Шлифование резьбы Применяется при изготовлении резьбонарезного инструмента, резьбовых калибров, накатных роликов и т.д. Шлифуют резьбу после ТО. одно- или многониточным кругом. Если длина резьбы больше ширины многониточного крута, шлифование производится при продольном передвижении детали относительно круга. Шлифуют резьбу в основном на резьбошлифовальных станках В массовом производстве применяется бесцентровое шлифование резьбы многониточным кругом. При шлифовании деталей, имеющих буртик, резьба 2.8. Методы шлифование валов Шлифование производится абразивными кругами при обильной подаче в зону резания СОЖ и является основным методом чистовой обработки наружных поверхностей. Различают предварительное, чистовое и тонкое шлифование. Предварительным шлифованием обеспечивают точность по 8-9 квалитету. Шероховатость поверхности составляет 0,4 - 6,3 мкм. Чистовое шлифование осуществляют после термической обработки. Им обеспечивают точность по 6 - 7 квалитету с шероховатостью поверхности 0,2 -3,2 мкм. Более высокая точность достигается тонким шлифованием с шероховатостью поверхности 0,025 - 0,1 мкм. Круглое шлифование наружных цилиндрических и конических поверхностей выполняют, на круглошлифовальных станках причем деталь устанавливается в центрах, патроне или цанге. Существует два основных метода круглого шлифования: с продольной подачей и методом врезания. Шлифование с продольной подачей осуществляется возвратно-поступательным перемещением детали относительно шлифовального круга. На каждый двойной ход стола с деталью круг перемещается к центру заготовки на 0,005 - 0,02 мм. Схема шлифования с продольной подачей представлена на рис 2.75, а.  Шлифование методом врезания производится кругом, ширина которого больше длины обрабатываемого участка (рис. 2.75, б).  В данном случае круг имеет только поперечную подачу. Одновременное шлифование нескольких поверхностей методом врезания может быть осуществлено фасонным кругом (рис. 2.75, в; г). Данный метод более производителен чем шлифование с продольной подачей, поэтому его применяют в массовом и крупносерийном производстве. Бесцентровое шлифование с продольной подачей применяют для обработки гладких валов. Схема шлифования представлена на рис. 2.76, а; Деталь 2 при шлифовании не закрепляется, а свободно перемещается между двумя шлифовальными кругами. Круг I большего диаметра является шлифовальным, а круг 3 меньшего диаметра является ведущим. Этот круг устанавливается под углом 1 - 5° к оси шлифовального круга и вращает деталь с подачей в осевом направлении. Деталь опирается на нож 4 со скосом, благодаря которому она прижимается к ведущему кругу. Детали при шлифовании одна за другой поступают в зону обработки с одной стороны, а выходят с другой. Бесцентровое шлифование врезанием применяют для обработки валов сбуртиком. Схема шлифования представлена на рис. 2.76,в. Перед обработкой ведущий круг отводят на некоторое расстояние от опоры и устанавливают деталь на опору сверху или сбоку. Затем круг подводят к детали для обработки. Шлифование осуществляется с подачей ведущего круга к шлифовальному кругу. Этим методом можно шлифовать детали с конической поверхностью, применяя ведущий круг, заправленный на конус. В процессе резания шлифовальный круг теряет форму и режущую способность, т.е. круг засаливается. Для восстановления работоспособности шлифовальных кругов их подвергают правке. Правку осуществляют алмазами в оправах, алмазными карандашами, роликами и пр. Алмазный карандаш представляет собой абразивный инструмент, в котором мелкие алмазы, синтетические или естественные, закреплены в связке. Связка представляет собой затвердевший полимерный материал. Алмазы в оправах могут также иметь искусственное или естественное происхождение. Правка производится периодически перемещением алмаза по копиру. Недостатком правки широких кругов по копиру является необходимость перерывов в работе станка для правки. Применение правки алмазными роликами сокращает время перерывов. Форма роликов соответствует профилю круга (рис. 2.77, б). Правка круга роликами осуществляется также периодически, но одновременно по всей его образующей, что сокращает время правки в 2 - 3 раза. Методы чистовой обработки поверхностей вращения абразивным инструментом. Схемы методов и их технологическая характеристика. Шлифование Обдирочное шлифование применяется взамен предварительной обработки резанием лезвийным инструментом Точное шлифование, при котором точность обработки наружных цилиндрических поверхностей достигает 7-8 квалитета, а шероховатость поверхности —Ral,6-0,4. Тонкое шлифование соответствует 6-7 квалитету точности, шероховатость -Ra 0,2-0,1. Оно осуществляется мягким, мелкозернистым шлифовальным крутом. Шлифование сопровождается усиленным охлаждением обрабатываемой детали. Шлифование наружных цилиндрических и конических поверхностей производят на кругло-шлифовальных станках. Обрабатываемая деталь устанавливается в центрах, цанге, патроне или в специальном приспособлении. скорость шлифовального круга составляет обычно у многих. Продольная подача и глубина резания варьируются в зависимости от способов шлифования. Различают следующие способы круглого шлифова-ния: а) шлифование с продольной подачей; б) шлифова-ние с поперечной подачей (способ врезания). При первом способе в процессе шлифования обрабатываемая деталь (рис. 1, а) совершает продольные движения попеременно в обе стороны; поперечная подача шлифовального крута производится по окончании каждого продольного хода. Этот способ наиболее распространен и удобен для шлифования валов.    Рис.1. Схемы круглого шлифования а—с продольной подачей; б—с поперечной no-дачей; в — шлифование уступа и шейки вала. Второй способ — шлифование с поперечной подачей (Snon), или способ врезания рис.1,6). Шлифование производится широким кругом фазу по всей длине детали. Шлифовальному кругу сообщается поперечная подача по направлению к центровой линии детали. Высота круга больше, чем длина шлифуемой поверхности. Этот способ производителен и широко применяется в массовом и крупносерийном производстве. Пользуясь фасонным кругом, можно получить соответствующую форме круга поверхность детали. В настоящее время стали применять кругло-шлифовальные станки с несколькими шлифовальными кругами. При шлифовании уступа и прилегающей узкой шейки ступенчатого вала применяют станки с поворотной шлифовальной бабкой (рис. \.в). Для измерения применяют специальные устройства, измеряяющие диаметр обрабатываемой поверхности в процессе шлифования. Такие устройства бывают: 1) механические (с индикатором); 2) электроконтактные; 3) электроиндуктивные; 4) пневматические; 5) электропневматические; 6) фотоэлектрические и др. Наиболее распространены: механические (с индикатором) и электроконтактные устройства. Бесцентровое шлифование. При нём деталь не закрепляется в центрах, а свободно помешается между двумя шлифовальными кругами (рис.2, а), из которых круг большего диаметра — является шлифующим, а круг меньшего диаметра — ведущим. Обрабатываемая деталь поддерживается опорой-ножом.   Рис.2 Бесцентровое шлифование производят двумя способами: 1-а—продольной подачи (сквозное шлифование «на проход» —рис. 2, а, б): 2-й —поперечной подачи (врезания— рис. 2, в) Шлифование абразивной лентой -получило широкое применение. Оно осуществляется, либо при свободном натяжении ленты, либо с поджимом ее роликом. Применяется для шлифования — цельных и прерывистых поверхностей. Абразивные ленты изготовляют на бумажной или тканевой основе; лены на бумажной основе применяют лишь при сухом шлифовании. Преимущества: 1) Станки дешевле и занимают меньше площади, чем кругло-шлифовальные станки. 2) Их обслуживание проще, и работа на них безопаснее. 3) При работе абразивной лентой скорость перемещения и радиус кривизны постоянны Недостатки: 1) Не высокая точность обработки; 2) Трудность шлифования уступов; 3) Сложность механизации и автоматизации. Шлифование отверстий Отв. шлифуются на внутришлифовальных станках следующими способами: 1) при вращающейся детали, закрепленной в патроне;2) при неподвижной детали- на станках с планетарным движением шпинделя; 3) при вращающейся незакрепленной детали- бесцентровое шлифование. При первом способе деталь закрепляют в самоцентрирующем патроне. Шлифовальный круг, вращающийся вокруг своей оси с большой скоростью, совершает возвратно- поступательное и поперечное движения, осуществляя продольную и поперечную подачи.  Рис.7 При третьем способе шлифуется отверстие во вращающейся незакрепленной детали. Деталь, предварительно прошлифованная с наружи. Хонингование отверстийСущность хонингования заключается в механической доводке предварительно развернутого, расшлифованного или расточенного отверстия специальной вращающейся головкой (хоном) с шестью (иногда и более) абразивными брусками, имеющей, кроме то-то, возвратно-поступательное движение. При хонинговании шероховатость На 0,4-0,1 и точность 6-7 квалитет. Охлаждение производится керосином, который удаляет абразивн. зерна 2.9. Отделочная обработка наружных поверхностей валов Суперфиниширование является отделочным методом обработки абразивными брусками, которые совершают колебательные движения вдоль образующей обрабатываемой поверхности вращающейся детали (рис. 2.78). Этот метод применяется для безразмерной обработки, т.е. только для уменьшения шероховатости, которая достигает 0,012 - 0,1 мкм. Притирка (доводка) является окончательной отделочной операцией предварительно отшлифованных поверхностей. Притиркой уменьшают не только шероховатость поверхности, но и погрешности её формы. Шероховатость поверхности после притирки составляет 0,008 — 0,08 мкм, а погрешность формы, например отклонение от круглости, снижается до 0,05 - 0,3 мкм. Притирка наружных цилиндрических поверхностей выполняется притиром из чугуна, бронзы или меди. Притирку ведут с использованием различных паст, в том числе алмазных. На рис. 2.79, а показано устройство для ручной притирки шеек вала, которое применяется в единичном и мелкосерийном производстве. Притиром 3 является разрезанная с одной стороны втулка, которая стягивается болтовым соединением. В процессе обработки деталь 4. вращается, а притир вручную перемещается вдоль образующей изделия. Процесс притирки шеек вала легко механизировать по схеме показанной на рис. 2.79, б. Притир 2, установленный на суппорте станка, прижимается к поверхности вала 1 , например пневмоцилиндром. Притирка осуществляется возвратно-поступательным движениями притира вдоль оси изделия. Механизация процесса повышает его производительность в 2 - 6 раз и обеспечивает стабильную точность формы и шероховатость поверхности. Притирка (доводка) Притирка служит для окончательной отделки отшлифованных поверхностей. Притирка цилиндрических поверхностей выполняется притиром, из чугуна, бронзы или меди, который предварительно шаржируется абразивным микропорошком с маслом или спец. пастой. Пасты состоят из абразивных порошков и химически активных веществ (пасты ГОИ с керосином и т.д.). Пасты ускоряют процесс притирки, т. к. окисляют обрабатываемую поверхность и образующаяся мягкая пленка удаляется абразивными зернами. В единичном производстве на наружных цилиндрических поверхностях, притирку производят на обычном токарном станке разрезными втулками-притирами. рис.3,  РисЗ В крупносерийном и массовом производстве притирка ведется на специальных притирочных станках, которые применяются для притирки коротких цилиндрических деталей, например поршневых пальцев. В этом случае притирка осуществляется между двумя чугунными или абразивными дисками, расположенными эксцентрично друг к другу (рис. 4), что создает при вращении обоих дисков или только нижнего движения качения и скольжения, благодаря чему притирка происходит по кривой.  Рис.4 Притиркой достигается высокая точность (5-7 квалитет) и шероховатость Ra 0,05-0,025. Механическая доводка абразивными колеблющимися брусками (суперфиниш)  Рис.5 Суперфиниш - метод особо чистой до водки поверхностей , головкой с абразивными колеблющимися брус* ками. Осуществляются три, а иногда н более движений; вращение детали и продольного колебательными движениями брусков. Для охлаждение применяется керосин с маслом. Одна из задач суперфиниша-уничто-жнть, риски, оставшиеся от механической обработки. Шероховатость Ra 0.01. |