Типовые технологические процессы изготовления деталей машин (803642), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Этим требованиям, в определенной степени, отвечают стали марок 35, 40, 45, 40Г, 40ХН и др. Достаточноредко валы отливают из чугуна.В технических требованиях на изготовление валов, прежде всего, указывается твердость материала или необходимостьсоответствующей термической обработки. Если значение твердости не превышает НВ 200...230, то заготовки подвергаютнормализации, отжигу или термически не обрабатывают.
Для увеличения износостойкости валов повышают твердость ихрабочих поверхностей. Часто это достигается поверхностной закалкой токами высокой частоты, обеспечивающей твердостьHRС 48...55. Поверхности валов из малоуглеродистых марок стали подвергают цементации на глубину 0,7...1,5 мм с последующей закалкой и отпуском. Таким способом можно достичь твердости НRС 55... 60.Производительность механической обработки валов во многом зависит от вида заготовки, ее материалов, размера иконфигурации, а также от характера производства.
Заготовки получают отрезкой от горячекатаных или холодно-тянутыхнормальных прутков и непосредственно подвергают механической обработке.Прокат круглого сечения поступает на машиностроительные заводы в виде многометровых прутков, из которых в заготовительных цехах нарезаются заготовки необходимой длины.В наибольшей мере указанным требованиям отвечают отрезные круглопильные станки, применяемые в серийном имассовом производствах. В качестве режущего инструмента в них применяются пильные диски, оснащенные сегментами избыстрорежущей стали. Таким диском можно разрезать прокат диаметром до 240 мм или пакет прутков меньшего диаметра.Торцы заготовок после отрезки имеют шероховатость Rа = 25 мкм.В мелкосерийном и единичном производствах применяются более простые, но менее производительные отрезные ножовочные станки.
Тонкие ножовочные полотна дают узкий пропил, но вследствие малой жесткости не обеспечивают высокой перпендикулярности торцов заготовок.Резка прутков и труб из высокотвердых, закаленных сталей наиболее эффективна на абразивно-отрезных станках, оснащенных тонкими, толщиной 3...6 мм абразивными кругами на бакелитовой или вулканитовой связках.
Благодаря высокойскорости вращения, достигающей 80 м/с, круги быстро разрезают пруток, образуя ровный срез с шероховатостью Rа =3,1...6,3 мкм. Во избежание пережога торцов зона резания обильно поливается охлаждающей жидкостью.12Рис. 4 Схема правильно-рихтовочного устройства станка:1 – пруток; 2 – роликВ сравнении с перечисленными другие методы резки применяются реже.
К ним относятся резка на токарно-отрезныхстанках отрезными резцами, на фрезерных станках прорезными фрезами, резка фрикционными пилами. Фрикционная пилапредставляет собой тонкий стальной диск, которому сообщается скорость вращения выше 100 м/с. В месте контакта с заготовкой выделяющаяся вследствие трения теплота расплавляет металл прутка, что обеспечивает высокую производительность процесса.
Однако оплавление торцов заготовок снижает их качество. К наиболее производительным методам относятся рубка прутков на прессах и резка ножницами. Существенным недостатком этих методов, ограничивающим их применение,является смятие концов заготовок.На машиностроительные заводы прокат поступает с заметными отклонениями от прямолинейности оси.
Для устранениякривизны прутки перед резкой подвергают правке. Для этой цели служат правильно-калибровочные станки. Нарезанные заготовки перед началом обработки, а иногда и в процессе дальнейшей обработки также приходится подвергать правке. Такуюправку обычно проводят на прессах.Заготовки такого вида применяют в основном в мелкосерийном и единичном производстве, а также при изготовлениивалов с небольшим количеством ступеней и незначительными перепадами их диаметров.В производстве с более значительным масштабом выпуска, а также при изготовлении валов более сложной конфигурации с большим количеством ступеней, значительно различающихся по диаметру, заготовки целесообразно получать методомпластической деформации. Эти методы (ковка, штамповка, периодический прокат, обжатие на ротационно-ковочных машинах, электровысадка) позволяют получать заготовки, по форме и размерам наиболее близкие к готовой детали (рис.
5), чтозначительно повышает производительность механической обработки и снижает металлоемкость изделия.а)б)в)Рис. 5 Заготовки, полученные методами:а – штамповкой в штампах; б – штамповкой на горизонтально-ковочноймашине; в – поперечно-винтовой прокаткойВыбор наиболее рационального способа получения заготовки в каждом отдельном случае определяется комплексно сучетом технико-экономической целесообразности. С увеличением масштабов выпуска особое значение приобретают эффективность использования металлов и сокращение трудоемкости механической обработки.
Поэтому в крупносерийном и массовом производстве преобладают методы получения заготовок с коэффициентом использования металлов от 0,7 и выше (отношение массы детали к норме расхода металла), доходящим в отдельных случаях до 0,95. Полые валы целесообразно изготавливать из труб.1.3 Основные схемы базированияОсновными базами подавляющего большинства валов являются поверхности его опорных шеек.
Однако использоватьих в качестве технологических баз для обработки наружных поверхностей, как правило, затруднительно, особенно при условии сохранения единства баз. Поэтому при большинстве операций за технологические базы принимают поверхности центровых отверстий с обоих торцов заготовки, что позволяет обрабатывать почти все наружные поверхности вала на постоянныхбазах с установкой его в центрах.При этом может возникать погрешность базирования, влияющая на точность взаимного расположения шеек, равная величине несовпадения оси центровых отверстий и общей оси опорных шеек.Для исключения погрешности базирования при выдерживании длин ступеней от торца вала необходимо в качестве технологической базы использовать торец заготовки.
С этой целью заготовку устанавливают на плавающий передний центр.Форма и размеры центровых отверстий стандартизованы. Существует несколько типов центровых отверстий, из которых для валов чаще всего применяются три (табл. 1).Таблица 1ЭскизОбозначениеНазначениеАбез предохранительного конусаИзделия, после обработки которых необходимость в центровых отверстиях отпадаетВс предохранительным конусомИзделия, в которыхцентровые отверстияявляются базой дляповторного или многократного использования либо сохраняются в готовых изделияхRс дугообразнымиобразующимиИзделия повышеннойточностиРабочими участками являются конуса, которыми вал опирается на центры станка в процессе обработки.
Цилиндрические участки диаметром d необходимы для предотвращения контакта вершин станочных центров с заготовкой. При обработке крупных, тяжелых валов применяют усиленные станочные центры с углом конуса 75 или 90°. С соответствующими углами конусов выполняют и центровые отверстия валов. Предохранительный конус с углом 120° позволяет избежать случайныхзабоин на рабочем конусе в процессе межоперационного транспортирования вала. Валы с предохранительными конусамиболее ремонтопригодны.Использование центров в качестве установочных элементов предусматривает применение того или иного поводковогоустройства, передающего крутящий момент заготовке.Такими устройствами являются поводковые патроны, хомутики и т.п. (табл.
2 – 5).Основные способы установки валов приведены на рис. 6 – 9.Таблица 2Обозначения опорНаименованиеопорыВид спереди,сзадиВид сверхуВид снизуНеподвижнаяПодвижнаяПлавающаяРегулируемаяТаблица 3Обозначения зажимовНаименованиезажимаВид спереди,сзадиВид сверхуВид снизуОдиночныйДвойнойТаблица 4Обозначения установочных устройствНаименованиеустановочногоустройстваЦентрныйнеподвиж-Центрщийсявращаю-Оправка цилиндрическаяОправка шариковая (роликовая)Вид спереди,сзади, сверху,снизуВид слеваВид справаБез обозначенияБез обозначенияПатронвыйповодко-Цанговая оправкаГидропластиковаяоправкаТаблица 5Примеры обозначенный опор, зажимов и установочных устройствНаименованиеЦентр неподвижный гладкийЦентр рифленыйЦентр плавающийЦентр обратный вращающийся срифленой поверхностьюПатрон поводковыйЛюнет подвижныйОправка цилиндрическаяОправка шлицеваяЗажим пневматический с рифленой рабочей поверхностьюОправка цангововаяУстановка в тисках с призматическими губками и пневматическим зажимомУсловное обозначение на схемах1212553344Рис.
6 Установка вала в патроне(L/D < 4)Рис. 7 Установка вала в патронеc поджимом задним центром(4 < L/D < 7)2435Рис. 8 Установка вала в центрахс люнетом (L/D > 10)Рис. 9 Установка вала в центрахс люнетом (7 < L/D > 10)1.4 Методы обработки наружныхцилиндрических поверхностейНаружные и внутренние цилиндрические поверхности и прилегающие к ним торцы образуют детали типа тел вращения. Детали – тела вращения делят на три типа в зависимости от соотношения длины детали L к наибольшему наружномудиаметру D.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
