Модуль вимоги, що ставляться технологією виробництва до конструктивного оформлення деталей І вузлів транспортних засобів icon

Модуль вимоги, що ставляться технологією виробництва до конструктивного оформлення деталей І вузлів транспортних засобів




НазваМодуль вимоги, що ставляться технологією виробництва до конструктивного оформлення деталей І вузлів транспортних засобів
Сторінка1/3
Дата11.07.2012
Розмір0.83 Mb.
ТипДокументи
  1   2   3

МОДУЛЬ 3. ВИМОГИ, ЩО ставляться ТЕХНОЛОГІЄЮ ВИРОБНИЦТВА ДО КОНСТРУКТИВНОГО ОФОРМЛЕННЯ

ДЕТАЛЕЙ і ВУЗЛІВ ТРАНСПОРТНИХ ЗАСОБІВ


Конструкція машини характеризується її призначенням і умовами експлуатації, а досконалість визначається економічністю і відповідністю сучасному рівню техніки. Разом з тим при конструктивному оформленні виробу та її елементів повинні бути враховані технологічні вимоги виробництва. Ці вимоги обумовлюють можливість застосування високопродуктивних технологічних методів і процесів, що пристосовуються до заданого кількісного випуску машин та умов виробництва.

Ступінь відповідності конструкції машин цим вимогам і визначає її технологічність. Оцінку технологічності запропонованої конструкції машини в порівнянні з іншою можна виконувати, зіставляючи їх трудомісткість, собівартість та металоємкість. Як додаткова оцінка може служити ступінь уніфікації елементів машини, ступінь їх взаємозамінності, кількість марок застосованих матеріалів, вага виробів, а також рівень конструктивної спадкоємності оригінальних деталей та вузлів. Технологічність однієї й тієї ж машини буде різною для різних типів виробництва. Виріб, технологічний у одиночному виробництві, може бути малотехнологічним у масовому і повністю нетехнологічним в автоматизованому виробництві.


Тема 3.1. Вимоги до конструктивного оформлення елементів машин, що викликаються технологією їх складання


3.1.1. Основні вимоги, що обумовлюють можливість побудови високопродуктивного процесу складання

Основні вимоги з розглядуваного питання можна встановити на підставі наступних міркувань.

Однією із технологічних переваг конструкції машини є можливість її складання з попередньо зібраних вузлів. У цьому випадку можливе паралельне складання вузлів і виробу, при цьому тривалість циклу загального складання при наявності попередньо зібраних вузлів значно скорочується. Таким чином, суттєву технологічну перевагу маємо у тому випадку, коли механізми виробу визначаємо за функціональним їх призначенням, і вони є одночасно технологічними його вузлами, тобто елементами виробу, які можуть бути зібрані відокремлено і незалежно від інших його елементів. Такий вузол подається на загальне складання виробу або вузла вищого порядку зібраним та пройшовшим технологічний контроль, що включає в разі потреби випробування. У цих умовах значно простіше запобігти появі дефектів під час загального складання і воно буде більш якісним. Крім того, це не тільки дає можливість проводити складання ширшим фронтом, але й значно прискорити проектування технологічних процесів складання, яке в цих умовах можуть вести паралельно кілько технологів – складальників.

У випадках, коли при складанні застосовують комплекти, тобто попередньо зібрані елементи, що вимагають розбирання та повторного складання у вузол чи машину, час на виконання складальної операції значно збільшується, що в ряду випадків ускладнює синхронізацію складальних операцій при поточному способу. Крім того, в цьому разі виникає необхідність перевірки правильності з’єднань і відповідного їх регулювання у процесі загального складання. Такі конструкції обмежують фронт робіт і збільшують тривалість циклу складання.

Ці міркування підтверджують технічні переваги виробів і вузлів, конструктивне оформлення яких передбачає можливість розподілу процесу на вузлове й загальне складання. Особливе значення це набуває в умовах поточного складання.

Використання у максимально можливій мірі стандартних деталей і вузлів дозволяє отримати їх із сторони. Нормалізація окремих вузлів і деталей обумовлює збільшення серійності їх випуску, а отже, зменшення трудомісткості процесів виробництва та зниження собівартості. Уніфікація елементів деталей, шліців, різьби, квадратів створює можливість уніфікації верстатних налагоджувань та зниження витрачуваного часу. Тому питоме значення стандартизованих елементів у виробі характеризує ступінь технологічності його конструкції.

Потрібна точність взаємного положення елементів збираного вузла легко досягається у випадках, коли складальні бази є одночасно вимірювальними для поверхонь спряження базової деталі з деталями, що входять у вузол. Треба прагнути до того, щоб складальні бази могли бути використані як установлювані. Таке з’єднання баз забезпечує, при усіх інших однакових умовах, більш високу точність складання.

Необхідно передбачити можливість ширшого використання засобів механізації складальних робіт. З цією метою повинен бути забезпечений вільне й зручне підведення механізованого складального інструменту до місць з’єднання деталей, передбачена можливість користуватися вантажопідйомними пристроями для установлення деталей та вузлів на виріб. Механізація складальних робіт значно підвищує продуктивність праці в умовах будь-якого виробництва – масового, серійного та одиничного.

Подальшим розвитком механізації складальних робіт є їх автоматизація, яка з успіхом може бути застосована як у масовому, так і серійному виробництвах. Автоматизація зазначених процесів дозволяє підвищувати продуктивність праці в 3–15 разів. Крім тих технологічних вимог, які ставляться механізацією складальних процесів до конструкції, їх можливість обумовлюється строгою координацією при складанні спряжених поверхонь і, отже, відповідним конструктивним рішенням відносно складальних баз.


3.1.2. Шляхи конструктивного оформлення вузлів складних форм

Резюмуючи вищенаведені міркування, можна сформулювати основні вимоги, що ставляться технологією складання машин до конструктивного оформлення їх елементів, наступним чином:

  • створювати по можливості конструкції, що складаються з вузлів, збираних окремо від інших елементів виробу і з’єднаних з ним без розбирання та повторного складання. Такі конструкції значно полегшують організацію поточного складання у масовому й серійному виробництві, а в умовах одиночного скорочують тривалість циклу складання;

  • застосовувати стандартизовані й нормалізовані вузли та деталі, а також уніфікувати елементи оригінальних деталей. Дотримання цих умов забезпечує зниження трудомісткості процесу виробництва і скорочення номенклатури технологічної оснастки;

  • враховувати, що поєднування складальної, вимірювальної та установлюваної баз забезпечує більш високу точність обробки та складання;

  • передбачувати можливість ширшого використання засобів механізації складальних робіт, що підвищують продуктивність праці в умовах будь-якого типу виробництва;

  • враховувати, що в умовах масового й серійного виробництва автоматизація процесів складання збільшує продуктивність праці, і передбачити у зв’язку з цим при конструюванні виробу можливість автоматизації виробничих процесів.

Ці основні вимоги можна доповнити деякими частковими вказівками.

З метою підвищення точності установлення деталі або вузла в потрібне положення без витрати додаткового часу на вивірку передбачити спеціальні центруючі та фіксуючі елементи, які є встановлюваними базами, що забезпечують потрібну геометричну точність положення деталі при її установленні.

З метою розширення допусків на розміри оброблюваних деталей і скорочення обсягу пригоночних робіт необхідно передбачити, де це потрібно, компенсуючі елементи у вигляді прокладок, кілець і рухомих компенсаторів.

Для забезпечення можливості демонтажу при складанні й експлуатації передбачити в деталях, з’єднаних щільною посадкою, елементи для застосування знімних пристроїв (рис.3.1).

З метою полегшення складання деталей, що з’єднані по кількох фіксуючих елементах, слід уникати паралельного, а передбачити послідовно-паралельне їх з’єднання. Для уникнення задиру посадочних поверхонь при складанні їх треба робити східчастими.

Гайки, розміщені на внутрішніх поверхнях деталей, слід шплінтувати, а ті, що розміщені на зовнішніх поверхнях, ставити з пружними шайбами, що полегшує складання.

Додержування всіх цих вимог при конструктивному оформленні елементів машин не тільки підвищує технологічність конструкції, але й значно поліпшує її експлуатаційні якості.


3.1.3. Технологічна класифікація зварних конструкцій машин

Технологічність сучасних машин підвищується у ряду випадків застосуванням у них штамповано-зварних конструкцій, що володіють перевагами спільного використання листового штампування та складанням методом зварювання. Складні зварювальні конструкції можуть сполучати елементи різних видів – штамповані, литтєві й з прокату. При переході сталевих зливок на штампувано-зварні може бути досягнуто зниження ваги в середньому на 20 – 30%, а при чавунних – економія металу буде ще більшою.

Технологічна класифікація зварних конструкцій обмежується трьома основними групами:

^ Перша група – зварювальні конструкції, які після зварювання не підлягають обробці різанням. Конструкції цієї групи звичайно використовують для елементів машин, що мають вільні розміри. У деяких випадках, при умові попередньої обробки деталей конструкції до зварювання та забезпечення необхідної точності зварювання, ці конструкції застосовують для елементів машин, що мають обмежені допусками розміри.

^ Друга група – зварювальні конструкції, посадочні поверхні яких підлягають після зварювання тільки чистовій обробці різанням. Попередня обробка деталей виконується розподільною, а чистову – спільно після зварювання, чим досягається потрібне взаємне положення елементів зварювальної конструкції. В умовах важкого машинобудування така побудова процесу в значній мірі зменшує завантаження унікального обладнання, що лімітує програмний випуск цеху.

^ Третя група – зварювальні заготовки, чорнова й чистова обробки яких різанням виконується після зварювання. Така побудова процесу використовується для конструкцій, обробка яких не потребує вико­ристання унікального обладнання.

На рис.3.2 наве­дено зварювальний корпус редуктора, опори під вкладиші підшипників якого обробляються попередньо до зварювання, а чистове розточування виконується в зварювальному корпусі редуктора після фрезерування площин спряження обох половин корпуса. Така побудова технологічного процесу скорочує тривалість циклу обробки на великих верстатах і забезпечує потрібну точність.

Слід відзначити, що не виключена можливість і доцільність заміни литтєвих станин металорізальних верстатів штампувано-зварювальними конструкціями. Так, впровадження такого технічного рішення при заміні ливарного блока циліндрів автомобільного двигуна сприяє зменшенню їх ваги до 30% і зниженню трудомісткості процесів виготовлення на 26%.


3.1.4. Загальні технологічні вимоги до конструктивного оформлення зварювальних конструкцій

Загальні технологічні вимоги можна сформулювати у наступному вигляді.

  1. Необхідно при конструюванні враховувати загальну схему технологічного процесу й передбачити використання раціональних способів зварювання.

  2. Д
    оводити до мінімуму обсяг зварювальних робіт шляхом зменшення кількості деталей у зварному вузлі за рахунок заміни пакету тонких листів одним товстим (рис.3.3, а), викорис­товувати гнучкість за­мість зварювання (рис.3.3, б), застосовувати при штампуванні формо­змінюючі операції замість розподільних (рис.3.3, в), замінювати приварені ребра жорсткості виштампуваними зміцненнями (рис.3.3, г), використовувати мінімальні кути розподілу кромок, а також з’єднання без скосу кромок: проектувати з’єднання без накладок і при мінімальному перерізі швів у результаті використання електродів і присадочних матеріалів, що забезпечують їх високу міцність.

  3. Доводити до мінімуму деформації та напруження, викликані зварюванням, шляхом: зменшення кількості зварювальних швів і обсягу наплавленого металу; симетричного розміщення швів відносно центру ваги зварювального елемента; недопущення скученого розміщення зварювальних швів з частим перехрещенням; розміщення швів, що допускають складання усього вузла до початку його зварювання.

  4. Запобігати оброблені поверхні деталей від пошкодження під час зварювання шляхом розміщення зварювальних швів на достатній відстані від оброблених поверхонь.

  5. Розміщувати відповідальні шви для зручності огляду й контролю.



Запитання для самостійного контролю

  1. Сформулюйте основні вимоги, що обумовлюють можливість побудови високоефективного процесу складання машини

  2. Перелічіть на стадії проектування елементів шляхи підвищення технологічності та поліпшення експлуатаційної якості конструкції

  3. Наведіть з позицій технології виробництва класифікацію зварювальних вузлів

  4. У чому полягають загальні технологічні вимоги до конструктивного оформлення зварювальних конструкцій?



Тема 3.2. Технологічні вимоги до конструктивного оформлення деталей технічних систем


3.2.1. Загальні напрямки конструювання деталей машин, що відповідають вимогам технології виробництва

Можливість та доцільність використання тих чи інших технологічних методів визначається в ряді випадків конструкцією деталей машин, особливо високопродуктивних. Таким чином, технологія виробництва ставить ряд вимог до їх конструктивного оформлення. Додержання цих вимог виключає або, принаймні, зменшує виробничі труднощі, скорочує тривалість циклу виробництва, підвищує продуктивність праці й знижує собівартість деталей. Ці вимоги диктуються технологіями виробництва заготовок і їх наступною обробкою.

Конструювання є творчим процесом, тому дати загальні для всіх випадків підходи проектування деталей, що відповідають вимогам технології виробництва, не можливо. Тим більше, що конструкція елемента диктується його службовим призначенням. Загальні напрямки вирішення даного завдання можна сформулювати наступним чином.

Конфігурація деталі повинна являти собою поєднання простих геометричних форм, що обумовлюють можливість застосування високопродуктивних методів виробництва, і передбачати надійну базу для установлення заготовки в процесі її обробки. При її відсутності повинні бути передбачені спеціальні елементи (приливи, отвори) для базування та закріплення заготовки, які при необхідності після обробки можуть бути вилучені.

Задані точність і якість поверхонь деталей повинні бути строго обґрунтовані їх призначенням. Слід зазначити, що необґрунтоване підвищення вимоги до вказаних показників змушують вводити в технологічний процес додаткові операції, подовжувати цикл обробки, збільшувати трудомісткість процесу обробки, що підвищує собівартість деталі. Широке використання стандартизації та уніфікації деталей обумовлює зменшення трудомісткості процесів виробництва і зниження собівартості за рахунок збільшення серійності випуску та уніфікації верстатних налагоджень.


3.2.2. Вимоги до заготівельних процесів

В умовах великосерійного й масового виробництва виправдовується використання спеціального профільного та періодичного прокату. Це в значній мірі скорочує обсяг механічної обробки, а в деяких випадках майже повністю її виключає. Крім того, спеціальний профільний прокат доцільно застосовувати при штампуванні з метою скорочення заготівельних струмків і підвищення продуктивності праці.

Заготовки профільного перерізу, що не потребують обробки, можуть бути отримані на машинобудівному підприємстві методом холодного волочіння із сортового прокату.

При отриманні заготовки вільним куванням слід уникати перехрещення циліндричних елементів між собою, а також циліндричних з призматичними. Крім того, треба уникати ребристих перерізів бобишок і виступів на основних поверхнях поковки. Деталі складної конфігурації, які не піддаються спрощенню в цілісному вигляді, доцільно в ряді випадків заміняти вузлами, що складаються з більш простих елементів і виконаних збірними або зварювальними.

Для деталей із поковок, що штампуються на молотах і пресах, рекомендується керуватися такими вказівками. Геометрична форма штампуючої поковки повинна забезпечувати можливість вільного витягування поковки із штампа. Бокові поверхні поковки повинні мати штампуючі ухили в напрямку, перпендикулярному до поверхні розйому штампа. Залежно від відношення висоти стінки до її широти штампуючі ухили приймають 5ч150 для зовнішніх і 7ч150 – внутрішніх стінок при відсутності виштовхувачів, а 2ч100 і 3ч120 відповідно при їх наявності.

Переходи від однієї необроблюваної поверхні до іншої повинні здійснюватися із закругленнями. Гострі кути за умовами технології гарячого штампування недопустимі. Радіуси закруглення внутрішніх (вхідних) кутів повинні бути більше зовнішніх (вихідних) для уникнення браку при штампуванні та з метою підвищення стійкості штампа. Залежно від висоти та відношення її до широти елемента радіуси закруглення для зовнішніх і внутрішніх кутів приймають 1,5ч12,5 і 4,0ч45,0мм відповідно.

Різка різниця в площах поперечних перерізів деталі на різних ділянках її довжини недопустима, бо заважає штампуванню і зв’язана з підвищеним браком по затискачах і незаповненням фігури штампа. Тонкі стінки в штампуючій деталі зменшують стійкість обладнання внаслідок швидкого остигання та підвищення опору деформації, а також обумовлюють недоштампування та викликають підвищення браку. Тонкі елементи деталі, що примикають до площині розйому, викликають великий відхід металу та підвищений брак по незаповненню фігури при штампуванні, а також по сколюванню при холодному обрізанні задирок.

Симетрична форма деталі відносно площини розйому та симетричні ухили стінок, що виступають, спрощують виготовлення штампів і процес штампування, а також знижують брак по зміщенню технологічного пристрою.

Деталі суцільної конструкції в ряді випадків доцільно замінювати зварювальними вузлами з метою економії металу та спрощення штампування (рис.3.4). При цьому в кожному конкретному випадку необхідно здійснювати перевірку доцільності такої заміни.

Відносно конструювання поковок, що штампуються на горизонтально кувальних машинах, слід керуватися такими міркуваннями.

На вказаних машинах можна штампувати різноманітні за конфігурацією заготовки, але найбільш підхожими є деталі, що являють собою тіла обертання правильної геометричної форми з фланцями, буртами, наскрізними чи ненаскрізними отворами. Товщина стінок з глибокими наскрізними або глухими отворами повинна бути не менше 0,15 зовнішнього діаметра деталі.


^ Дугова зварка


Рис. 3.4 – Суцільноштампувальна (а) і зварювальна(б) конструкції елемента машини


Звуження у поздовжньому перерізі деталі заважають течії металу при штампуванні, тому їх слід уникати. Наявність хвостовиків конічної форми також негативно позначається на процесі штампування, тому їх слід робити циліндричними.

Фланці на кінці чи посередині деталі повинні мати об’єм, що не перевищує об’єм стержня діаметром d при довжині 10ч12d. Штампуючі ухили для даного вида поковок приймають невеликими: 0,50 на висаджуванних в порожнині пуансона циліндричних ділянках поковки довжиною більше половини їх діаметра, 0,5ч1,50 на буртах, що формуються в кругових западинах матриць, а також 0,5ч3,00 на стінках глухих отворів довжиною в п’ять і більш діаметрів. Крім того, перехід від однієї до іншої поверхні повинен здійснюватися із закругленнями радіусом 1,5ч2,0мм.

Для холодного висаджування застосовують калібрований дріт або пруток. Висаджуванні елементи деталі повинні мати по можливості просту форму при мінімальному обсязі та діаметрі. З метою підвищення холодновисаджуваних штампів не треба без необхідності зменшувати допуски на елементи. При цьому перехід поверхонь повинен здійснюватися із закругленнями радіусом не менше 0,2мм.

Для листового штампування використовують матеріали у вигляді стрічки, смуги і листа. Стрічку звичайно застосовують для тонких деталей товщиною 2,0ч2,5мм, смугу – для деталей більше 2,5мм товщиною, лист – у випадках, коли габаритні розміри не вписуються в стрічку або смугу. Отримані в результаті листового штампування ребра жорсткості, відбортовки та інші конструктивні елементи дозволяють в ряді випадків зменшити товщину матеріалів і, як наслідок, заощадити метал. Застосування зварювання сприяє також економії вихідної сировини (рис.3.5).

Конфігурація деталі повинна забезпечувати мінімальний відхід металу під час розкроювання. Для цього контур одного боку деталі по можливості повинен бути дзеркальним відображенням іншого боку (рис.3.6)




Економія кольорових металів досягається заміною цільної деталі вузлом, в якому виготовляється тільки частина елементів, що з’єднуються з основною деталлю шляхом запресування чи іншими способами.

Розміри отворів залежно від їх форми (кругла, квадратна, прямокутна) складають для м’якої сталі 1,0ч0,7, латуні й міді 0,9ч0,6, алюмінію й цинку 0,8ч0,5, бакеліту й текстоліту 0,7ч0,4, а також картону та паперу 0,6ч0,3 товщини пробиваного матеріалу. У свою чергу, мінімальні радіуси спряження часток контуру при вирубці та пробивці сталевими штампами приймають порядку 0,9 товщини матеріалу.

Розташування отворів від контуру деталі та сусідніх отворів приймають до м’якої сталі, що дорівнює 0,7ч1,5 товщини. Для зігнутих і витягнутих деталей відстань їх від краю отвору до стінки визначають згідно з виразом:

, (3.1)

де R – радіус спряження стінки з поверхньою, в якій пробивається отвір, мм;

s – товщина матеріалу, мм.

Щодо мінімальної широти деталі, то для м’якої сталі вона повинна бути в 1,5 раза більше товщини, а висота прямої частини від гнучких стінок – більше подвоєної величини цього показника. У разі меншої висоти, то вона може бути отримана за рахунок наявності видавлюванних канавок або подальшої механічної обробки. Слід відмітити, що гнуття в штампах косинців може бути виконана з наступними відхиленнями ? з урахуванням товщини матеріалу s:

s, мм

До 2

2 ... 4

Вище 4

?, мм

±0,15

±0,3

±0,4

При отриманні з конструктивних міркувань складних, важковиконуваних за допомогою витягування форм слід розчленувати таку конструкцію на прості елементи з наступним з’єднанням їх штампуванням або зварюванням.

Відносно литтєвих деталей виробів, то тут необхідно відзначити наступне. Конфігурація зливок повинна забезпечувати можливість безперешкодного витягування моделі з форми. З цієї метою треба передбачати конструктивні ухили вертикальних поверхонь зливки з урахуванням її висоти. Для внутрішніх поверхонь зливок приймають ухил більшої величини в порівнянні із зовнішніми. Крім того, треба враховувати положення поверхонь і уникати значних за розміром горизонтальних поверхонь, що займають верхнє положення під час заливки, бо на них можуть виникати газові раковини.

Конструкція зливки повинна сприяти безперешкодному заповненню форми рідким металом без різких змін напрямку й швидкості його течії.

Слід також ураховувати явища усадки зливок, механічного гальмування, що створюється формою і стержнями, а також термічного, що виникає внаслідок різної швидкості остигання.

Конструкція зливки повинна забезпечувати рівномірне охолодження всіх перерізів і з метою уникнення виникнення залишкових напружень, а також пов’язаних з ними короблення та появи тріщин допускати вільну усадку. При визначенні товщини стінок необхідно враховувати розмір і вагу зливки, а також вид металу та технологію лиття.

Слід ураховувати, що переходи перерізів і відсутність гострих кутів обумовлюють отримання зливки, яка вільна від литтєвих пороків і напружень. В одній конструкції зливки по можливості рекомендується проектувати галтелі одного радіуса або обмежувати в максимальній мірі їх кількість, різних за величиною. При цьому радіуси закруглення спряжених поверхонь приймають 2...120 мм залежно від габаритних розмірів поверхонь та кутів спряження. Для вилучення з внутрішньої порожнини стержньової суміші, каркасів, а також ретельного очищення конструкцією відливки повинні бути передбачені спеціальні отвори. Після очищення їх закривають заглушками. У місцях, де є отвори, стінки зміцнюють бобишками. Рекомендується приймати їх найменшу висоту у наступних розмірах: 5мм при габаритах деталі до 0,5м, 10...15мм – 0,5...2,0м і 20..25мм – більше 2,0м.


3.2.3. Загальні вимоги, що ставляться технологією механічної обробки, до конструкції елементів машини

З технологічної точки зору загальні вимоги до конструктивного оформлення деталей машин можна сформулювати наступним чином.

  1. Скорочувати обсяг механічної обробки, що передбачає тільки допуски для посадочних поверхонь і залишає вільними інші розміри. При точних методах отримання заготовок деталі можуть бути одержані без механічної обробки.

  2. Забезпечувати зручні й надійні базуючі поверхні для установлення заготовок у процесі їх обробки за рахунок сполучення установлюваних і вимірювальних баз.

  3. Забезпечувати достатню жорсткість деталі, що обумовлює сприйняття сил різання без відчутних деформацій.

  4. Передбачити можливість зручного підводу високопродуктивного різального інструменту до оброблюваної поверхні.

  5. Задавати різницю в розмірах чорних і оброблюваних поверхонь, що забезпечує вільний вихід різального інструменту при допустимих похибках у розмірах чорної заготовки.

  6. Розробляти конструкцію з урахуванням можливості одночасного установлення кількох деталей для обробки (рис.3.7).


3.2.4. Технологічні вимоги до поверхонь деталей

Стосовно поверхонь деталей технічних систем необхідно враховувати наступні технологічні вимоги:

Зовнішні поверхні обертання. Для зменшення обсягу механічної обробки вказаної поверхні та витрати металу широко застосовують висадку головок, фланців, буртів. По можливості треба уніфікувати елементи конструкції хвостовиків, яка спрямована на використання одних багаторізцевих настроювань при їх обробці (рис.3.8). Відносно сферичних випуклих поверхонь, то їх рекомендується оформляти завжди із зрізом перпендикулярно до осі.

Отвори. Треба передбачити наскрізні отвори, бо їх обробка значно легша в порівнянні з глухими. Конфігурація останніх повинна бути пов’язана з конструкцією осьового інструменту, наприклад розгортки (рис.3.9, а) або зенкера (рис.3.9, б).


Отвори повинні розташовуватися не ближче відстані А від стінки деталі (рис.3.10):

, (3.2)

а для отворів під з’єднуючі болти

, (3.3)

де D – діаметр наскрізних отворів, мм;

DZ – діаметр описаного кола гайки, мм.

Відстань між отворами визначають з урахуванням можливості застосування багатошпиндельних свердлувальних головок. Кількість отворів у фланцях вибирають з міркувань, щоб можна було здійснювати свердлування трьох – або чотирьохшпиндельною головкою з послідовним поворотом.

Щоб уникнути поломки свердел, при свердлуванні вхідна й вихідна поверхні повинні бути перпендикулярними до осі отвору. При наявності кількох отворів на одній осі з метою одночасної обробки рекомендується зменшувати послідовно розміри отворів на величину, що перевищує припуск на обробку попереднього отвору. У ступеневих отворах найбільш точним є наскрізний ступінь. З позиції технологічності конструкція угнутої сферичної поверхні повинна передбачати наскрізний або глухий отвір (рис.3.11). Крім того, рекомендується уникати канавок в отворах через ускладнення обробки, а також використання механічно оброблюваних виточок, передбачаючи замість них литтєві поверхні.

Різьба. На отворі рекомендується наявність фаски. Розміри збігу різьби в глухих отворах повинні встановлюватися в три нитки для деталей із чавуну і п’ять – із сталі.

Рис.3.10 – Схема для визначення відстані осі отвору до стінки

Рис.3.11 – Конструктивне оформлення угнутої сферичної поверхні

Різьба повинна бути нормалізована не тільки для даної машини, але в межах усіх різьб, що застосовуються на підприємстві чи в галузі промисловості. По можливості треба уникати використання різьб малого діаметра (6мм і нижче) через часту поломку мітчиків при механічному нарізанні таких різьб.

^ Плоскі й фасонні поверхні. Конфігурація оброблюваних плоских поверхонь повинна забезпечувати рівномірне й плавне зняття стружки. Розміри вказаних поверхонь повинні бути зв’язані з типорозмірами нормальних фрез, тобто ширина оброблюваних поверхонь має бути уніфікована відповідно до нормального ряду діаметрів фрез. У випадку, коли не передбачений вихід різального інструменту, перехідна частка плоских поверхонь повинна відповідати розмірам і виду поверхні технологічного обладнання. Радіуси угнутих і випуклих поверхонь також повинні бути зв’язані з розмірами нормальних напівкруглих фрез аналогічної конфігурації.

^ Пази й гнізда. Пази повинні по можливості допускати обробку на прохід. При неможливості цього перехідна частка пазу повинна відповідати радіусу фрези, причому глибина й ширина їх вибирається у відповіді з розмірами нормальних пазових фрез. Радіуси закруглення в основи гнізд повинні бути однаковими по всьому периметру й відповідати геометричним характеристикам нормального інструменту.

Слід відмітити, що розробка різноманітних і в особливості складних конструкцій деталей транспортних засобів, що повністю відповідає виробничим умовам, може бути зв’язана з технологічними багатоплановими завданнями, вирішення яких стосується різних областей технології (обробки тиском, ливарного виробництва, механічної обробки). Така співпраця спеціалістів різного профілю у процесі проектування, безумовно, необхідна й доцільна. У цьому разі при запуску у виробництво нових конструкцій значно прискорюється процес їх технологічної відладки і скорочуються до мінімуму виправлення й зміни конструкції, що викликаються вимогами технології виробництва.


Запитання для самостійного контролю

  1. Перелічіть загальні напрямки конструювання елементів машин з урахуванням вимог технології виробництва

  2. Які використовують заготовки в умовах великосерійного й масового виробництва?

  3. Якими вказівками потрібно керуватися при конструюванні деталей із поковок?

  4. У чому полягає специфіка вибору розмірів отворів у процесі розробки конструкції елементів машини?

  5. Назвіть вимоги, що ставляться до литтєвих деталей виробів

  6. Перелічіть загальні положення до конструкції деталей машин з точки зору технології механічної оброки

  7. Сформулюйте технологічні вимоги для поверхонь деталей різної конфігурації

^ МОДУЛЬ 4. ТЕХНОЛОГІЧНІ ПРОЦЕСИ ВИРОБНИЦТВА

ТИПОВИХ ДЕТАЛЕЙ МАШИН


Розробка раціонального технологічного процесу безпосередньо пов’язана з його типізацією. Під типізацією розуміють групування деталей машин за однорідністю технологічних процесів обробки в умовах їх певної конфігурації. Типові технологічні процеси розробляють на підставі аналізу, систематизації та узагальнення досвіду технічних рішень. У них передбачається та обґрунтовується застосування високопродуктивного обладнання, засобів механізації і автоматизації, використання прогресивних методів отримання заготовок і їх обробки. Такий підхід дозволяє краще здійснити оснащення технологічних процесів при одночасному скороченні строків і здешевленні підготовки виробництва. Крім того, типові схеми виготовлення дозволяють в серійному виробництві створити предметно-замкнуті ділянки з оптимальним рівнем механізації транспортних і завантажувальних операцій, а в ряді випадків і впроваджувати змінно-поточні автоматичні лінії.

Перший етап типізації полягає в об’єднанні згрупованих деталей в класи для різних галузей машинобудування. Робота з класифікації деталей супроводжується уніфікацією та нормалізацією їх конструкцій. Це дозволяє укрупняти партії деталей при виготовленні й застосовувати великосерійне виробництво, а також сприяє скороченню номенклатури різальних і вимірювальних інструментів та спрощенню переналагодження верстатів.

Потім розробляється принципово загальний технологічний процес, на основі якого встановлюється типова послідовність операцій, методи встановлення, типові конструкції технологічного оснащення та інші умови. Для деталей з високим ступенем конструктивної уніфікації складається одна технологічна карта, меншим ступенем – принципова технологічна схема виготовлення, що використовується для конкретних деталей як обов’язковий зразок, і для деталей, що суттєво відрізняються за конструкцією – технологічні інструкції.

Тема 4.1. Технологія виготовлення деталей типу круглих стержнів


4.4.1. Класифікація валів і методи виробництва заготовок

Основними конструктивними різновидами деталей розглядуваного типу є вали: гладкі, ступеневі й фланцеві. Найбільше розповсюджені ступеневі вали, які виконують із стовщеною частиною посередині чи з одного кінця.

Фланцеві вали зустрічаються переважно у важкому машинобудуванні (гідротурбобудуванні) і виготовляються звичайно порожнистими. Особливу групу складають колінчасті й кулачкові вали. Залежно від потрібної точності обробки посадочних розмірів розрізнюють чотири види валів: особливо точні, підвищеної, нормальної та зниженої точності.

Шийки валів можуть мати шпоночні пази, шліци або різьбу. При переході від одного ступеня до іншого передбачаються канавки чи галтелі. Враховуючи, що обробка галтелі дуже складна, в усіх випадках, коли це допустимо, треба передбачати канавки. З технологічних міркувань торці вала доцільно забезпечувати фасками. Кожний вал може бути жорстким або нежорстким залежно від відношення його довжини l до величини діаметра d. Прийнято вважати вали жорсткими, для яких l?15d, і нежорсткими – l>15d.

Величина овальності й конусності шийок вала повинна знаходитися в межах допусків на їх діаметри. Биття посадочних шийок відносно бази не повинне перевищувати 10...30мкм, а осьове биття упертих торців або уступів бути більше 0,01мм на найбільшому радіусі. Відхилення від паралельності шпоночних канавок або шліців відносно осі вала не повинно перевищувати 0,1мкм/мм (0,1мкм на 1мм довжини), допуски на довжину ступенів – 50...20мкм, а допустима скривленість осі вала – 0,03...0,05мм/м.

Вихідним матеріалом для валів у загальному машинобудуванні служить сталь марок 40 і 45, а для відповідальних використовують легувальні конструкційні сталі (хромонікелеві, хромисті, хромонікелемолібденові). Застосовують також перлітні ковкі чавуни, а також чавуни, які модифіковані магнієм, для виготовлення спеціальних деталей (прокатні валки, шпинделі великих металорізальних верстатів). Вказані матеріали зносостійкі й володіють властивостями демпфірувати коливання.

В умовах масового і великосерійного виробництва заготовки для валів штампують у закритих штампах на молотах або пресах з наступним обрізуванням облоя. Заготовки ступеневих валів виконують на ротаційно-кувальних машинах і поперечно-гвинтовим прокатуванням, а з однобічним утовщенням – на горизонтально-кувальних машинах і методом електровисадження.

Крім того, для вказаних валів з невеликим перепадом діаметрів ступенів використовують гарячекатаний прокат. Відносно виробництва гладких валів, то заготовкою служить калібруючий прокат діаметром до 100мм. Критерієм вибору методу отримання заготовки є порівняння собівартості процесів отримання заготовки та механічної обробки порівнюваних варіантів.

В умовах одиночного чи дрібносерійного виробництва заготовки для валів виконують вільним куванням. Вихідним матеріалом для кованих заготовок є круглий прокат, що стосується великих валів, то заготовки для них отримують вільним куванням із зливків або електрошлаковим зварюванням з попередньо підготовлених елементів.

Враховуючи, що в ряді випадків кривизна прокату і поковок досягає 5мкм/мм, виникає необхідність правки заготовки з метою зменшення припусків на механічну обробку. Застосування цієї операції сприяє зменшенню кривизни заготовки на 0,5...1,0мкм/мм.


4.1.2. Технологія обробки ступеневих валів

Технологічний процес обробки та використовуване обладнання залежать від конфігурації, розмірів і жорсткості валів, а також обсягу випуску. Нижче розглянемо технологію обробки ступеневих і гладких валів.


При однобічному розміщенні ступенів і довжини валів до 120мм обробку здійснюють на пруткових револьверних верстатах, виконуючи при цьому усі чорнові та чистові переходи до відрізки деталі. Обточування кінця вала під різьбу здійснюється за допомогою люнетної тримачки, що зменшує вібрацію та віджим прутка під час обробки. На рис.4.1 наведено налагоджування револьверного верстата для обробки вала із каліброваного прутка.





Рис. 4.1 – Технологічна схема валів на токарно-револьверному верстаті:

ІІ – підрізання торця; ІІІ – обточування кінця вала під різьбу; ІV – знаття фаски; V – нарізання різьби; VІ – відкріплення, подача до упора та закріплення прутка; VІІ – відрізка




Заготовки з прутка для ступеневих валів довжиною більше 120мм обробляють в центрах за наступним маршрутом: почергове або одночасне фрезерування торців заготовки; зацентрування її з двох боків; попереднє обточування заготовки (звичайно з двох установ); чистове обточування; попереднє шліфування шийок; фрезерування шпоночних пазів або шліців; свердління отворів; нарізання різьб; термічна обробка; остаточне шліфування шийок.

У свою чергу, технологія обробки нежорстких валів ускладнюється через введення додаткових операцій проточування та шліфування шийки під люнет, а також проміжної правки у випадку, коли вона допускається технічними умовами. При кожному

технологічному переході механічної обробки заготовки похибка її закономірно


зменшується. На підставі відміченого положення кількість переходів для обробки елементарної поверхні визначається точністю отримання заготовки та вимогами, що ставляться до готової деталі.

Биття посадочних шийок відносно базуючих усувають обробкою з одного установа заготовки. При виконанні більшості операцій за бази приймають центрові гнізда заготовки. Для порожнистих валів повинна бути забезпечена концентричність зовнішніх поверхонь відносно посадочних ділянок центрального отвору. Базування порожничих валів виконують на центрові пробки або конічні фаски отвору. Для забезпечення паралельності шпоночних пазів або шліців відносно осі валів обробка повинна здійснюватися з установленням на центрах і в призмах або центруючих втулках при умові точної обробки базуючих шийок відносно осі центрових гнізд.

Для масового й великосерійного виробництва операції фрезерування та зацентрування торців виконують за двома варіантами:

    • для валів більших розмірів застосовують фрезерувально-центрові напівавтомати, що обробляють заготовки діаметром до 125мм і довжиною до 500мм, і фрезерувально-центрові напівавтомати барабанного типу, призначені для заготовок діаметром до 60мм і довжиною до 825мм;

    • для валів діаметром до 50мм і довжиною до 525мм фрезерування торців здійснюють на двобічних торцево-фрезерувальних автоматах, а центрування – на двобічному центрувальному автоматі.

У серійному і дрібносерійному виробництві зазначені операції виконують на фрезерувально-центрувальних верстатах моделі ФЦ–1 і ФЦ–2. Необхідно відмітити, що здійснюється також роздільне фрезерування торців на горизонтально - або поздовжньо-фрезерувальних верстатах, а центрування – на дво - або однобічному технологічному обладнанні.

З метою забезпечення точності й шорсткості, що передбачені технічним стандартом, торці валів піддають однопроходній обробці. Як приклад, розглянемо типову для серійного виробництва схему обробки торців на горизонтально-фрезерувальному верстаті з перекладанням заготовок (рис.4.2).



Рис.4.2 – Схема фрезерування торців двох заготовок на горизонтально-фрезерувальному верстаті:

1 – установочні призми; 2 – затискаюча планка; 3 – оброблювані заготовки; 4 – упори; 5 – фреза


Після кожного ходу стола верстата із другої позиції знімається підрізана з двох боків заготовка, а інша перекладається у звільнену позицію. При цьому в першу позицію установлюється нова заготовка для здійснення підрізки першого торця. Установлення для фрезерування торців виконують в призмах з фіксацією заготовки в поздовжньому напрямку базовим уступом, якій розміщується по можливості посередині заготовки. У цьому випадку забезпечуються рівні припуски на обробку кожного торця та глибини центрових гнізд при виконанні фрезерування торців і зацентрування в одну операцію. При роздільному зацентруванні на двобічному верстаті за базу приймають також уступ або один з оброблених торців. Центрові гнізда виконують без або із запобіжним конусом для захисту від випадкових пошкоджень.

Чорнове й чистове обточування в масовому й великосерійному виробництві виконують на токарних багатошпиндельних вертикальних напівавтоматах, одношпиндельних багаторізцових напівавтоматах, а також токарних гідрокопіювальних. У серійному та дрібносерійному виробництві для виконання аналогічних операцій механічної обробки застосовують токарні гідрокопіювальні напівавтомати, токарні верстати, обладнані гідрокопіювальними супортами, а також звичайного типу. Застосування гідрокопіювального супорта в порівнянні з звичайними токарними верстатами дозволяє скоротити допоміжний час в 3...4 рази, а штучний – у 2,5...3,0 рази. Малий підготовчо-заключний час дозволяє їх використовувати при обробці партії в три - чотири заготовки.

При побудові технологічного процесу механічної обробки доводиться робити вибір між обробкою на горизонтальному одношпиндельному багаторізцовому та гідрокопіювальному напівавтоматах. У порівнянні з обточуванням на звичайних токарних верстатах багаторізцове при будь-якому варіанті має переваги щодо витрат основного часу. Найбільш ефективною є побудова операцій зазначеного виду обробки за методом розподілу її довжини. При цьому кожна шийка вала обробляється за один прохід і основний час визначається по різцю, що обробляє найбільш довгу ділянку вала.

Під час обробки на багаторізцевому напівавтоматі довжину ділянок, на яких працюють прохідні різці, слід по можливості встановлювати однаковою. Обробку довгих ступенів можна виконувати кількома різцями одночасно. Для багаторізцевого обточування найбільш доцільна така конструкція заготовки, коли її ступені розміщуються по зростаючому або спадаючому ступені від одного кінця до іншого (рис.4.3).

Разом з цим за продуктивністю багаторізцове обточування не завжди має переваги перед застосуванням гідрокопіювальних напівавтоматів. Це пояснюється великими витратами підготовчо-заключного часу та часу технічного обслуговування на багаторізцових верстатах, а також підвищеною швидкістю різання на гідрокопіювальних.

Кількість різців лімітується жорсткістю заготівок, потужністю верстата та складністю конструкцій різцетримачів. Це обмежує застосування багаторізцевих напівавтоматів у масовому й серійному виробництві.

Серед переваг обточування на гідрокопіювальних напівавтоматах необхідно відмітити наступні. Час на налагоджування та підналогоджування внаслідок зменшення кількості різців і простоти установлення копіра менший в 2...3 рази і складає для налагоджування середньої складності 30...35 хв. При чистовій обробці на гідрокопіювальних верстатах забезпечується більш висока точність. Крім того, висока чутливість слідкуючої системи забезпечує відповідність розмірів оброблюваної заготовки та копіра; вплив відтиснень в пружній системі незначний через малу кількість різців; виключаються неточності взаємного положення різців і нерівномірність їх зносу. Особливо доцільно застосовувати гідрокопіювальне обточування для валів нежорсткої конструкції та чистового точіння валів з довгими шийками, які через високі вимоги до шорсткості поверхонь не можна обробляти при багаторізцевих настроюваннях методом розподілу довжини.

При індивідуальному виробництві виготовлення вала здійснюється на звичайних токарних верстатах. Зацентрування великих валів виконують за розміткою, а обробку – з кріпленням у патроні та установленням іншого кінця вала в люнеті. При цьому шийку під люнет обробляють, установлюючи вал в патроні з піджимом заднім центром.


4.1.3. Характеристика способів зовнішнього шліфування вала

Шліфування шийок валів виконують в дві операції – попередню і чистову. Вали шліфують на круглошліфувальних верстатах методом поздовжньої подачі (на прохід) або поперечним врізанням з установленням заготовки в центрах. Крім того, шліфування ступеневих валів здійснюється також на безцентрово-шліфувальних верстатах.

Обробка валів за другим методом відрізняється високою продуктивністю, особливо при використанні набору кругів під час шліфування декілька шийок вала одночасно. Врізне шліфування широким профільним кругом застосовують для одночасної обробки кількох близько розміщених поверхонь, при цьому загальна ширина круга не перевищує 250мм.

Найбільш раціональний цикл зазначеної операції з точки зору продуктивності, точності й шорсткості оброблюваної поверхні передбачає такі етапи: 1 – швидке підведення шліфувального круга; 2 – уповільне підведення круга до точки зустрічі; 3 – врізання; 4 – усталене зняття металу; 5 – реверсування; 6 – чистове шліфування; 7 – відведення шліфувального круга.

Включення етапу реверсування в цикл шліфування дозволяє скоротити час обробки за рахунок швидкого переходу від значних деформацій технологічної системи при встановленому процесі до невеликих пружних деформацій при чистовому шліфуванні. При виконанні шліфування кількома кругами на точність обробки впливає їх неоднорідність, коливання величини припусків і пружні віджаття елементів системи.

Одночасне шліфування шийки й торця виконують на торцешліфувальних верстатах з нахилом круга. При обробці в жорстких центрах, коли допустима зміна осьового положення заготовок залежно від глибини їх зацентрування, застосовують верстати з перпендикулярним переміщенням бабки. На верстатах з кутовим переміщенням шліфувальної бабки можна більш точно витримувати лінійний розмір від базового торця, при цьому передній центр повинен бути плаваючим. Крім того, вказані елементи можна обробляти на звичайному круглошліфувальному верстаті.

Для підвищення продуктивності праці на даних операціях передбачають контроль розмірів у процесі обробки, що виключає необхідність зупинки верстата для вимірювання. У даний час розроблено багато конструкцій пристроїв для контролю на ходу, які передбачають автоматичне відключення подачі при досягненні заданого розміру. Оскільки точність форми шийок залежить від стану центрових гнізд, то перед чистовим шліфуванням вводять додаткову операцію їх виправлення за допомогою конусного абразивного круга.

При шліфуванні передбачені канавки на поверхні деталі для виходу шліфувального круга. Для полегшення обробки ділянки вала однакового розміру, але з різними посадками необхідно розмежовувати канавками. Якщо з умов міцності вони недопустимі, то на розмір, що визначає відстань посадки, призначають широкий допуск у межах 3...5мм.

Безцентрове шліфування здійснюється із наскрізною (на прохід) або поперечною подачею (врізанням). Жорсткість технологічної системи при відміченому виді обробки вища в порівнянні з круговим шліфуванням (2...3 рази). Це сприяє підвищенню режиму різання в 1,5...2,0 раза, полегшується завдання обробки нежорстких валів. Разом з тим при шліфуванні на центрах можна отримати більш круглі шийки та високу співвісність ступенів вала.

Обробку однієї шийки вала здійснюють шліфуванням з поздовжньою та поперечною подачею, причому перший вид механічної обробки найбільш продуктивний. Безцентрове шліфування з поздовжньою подачею застосовується у випадку, коли оброблювана більша за діаметром шийка значно довша від інших (рис.4.4, а). При l1>>l2, де l1 – довжина меншої за діаметром, шийки вживають зазначений вид обробки до упору (рис.4.4, б).У випадку шліфування довгих заготовок передбачається осьовий упор, а їх правильне положення та стійкість забезпечуються люнетом (рис.4.4, в).

При одночасному шліфуванні шийок з поперечною подачею ведучий круг робиться ступеневим, якщо довжина шийок приблизно однакова (рис.4.4, г), і прямим, коли більша за діаметром шийка значно довша меншої (рис.4.4, д). У багатокругових наладках обидва шліфувальних круги монтують на одному шпинделі (рис4.4, е).




Рис.4.4 – Схеми налагоджування при безцентровому шліфуванні ступеневих валів


Направляючі призми або планки під час настроювання верстата повинні бути установлені паралельно утворюючій різальній поверхні шліфувального круга. Відхилення їх у горизонтальній площині в бік шліфувального круга призводить до виникнення в результаті обробки похибки форми: бочко – або сідлоутворення.

Шліфування шліців виконують у випадку, коли центрування вала з втулкою здійснюється по їх дну і бічним сторонам. У результаті такої обробки забезпечується їх симетричність, необхідний радіус дна та паралельність осі вала. Шліфування виконують на шліцешліфувальному верстаті профільним або набором кругів. Вал установлюють на жорстких центрах, а для вивірювання його кутового положення застосовують шаблон.


4.1.4. Особливості технологічних завдань під час виготовлення важких валів

До важких умовно відносять вали діаметром більше 200мм і вагою 1т. Конструктивні різновиди й технічні умови їх виготовлення адекватні звичайним валам. Важкі валі в більшості випадків мають центральні отвори, основним призначенням яких є:

  1. зменшення ваги (при діаметрі центрального отвору, що дорівнює половині діаметра зовнішньої поверхні, вага зменшується приблизно на 25%);

  2. забезпечення можливості взяття проб для дослідження якості матеріалу, яка має суттєве значення для даного типу валів;

  3. розміщення у середині вала штоків або інших елементів керуючих або регулюючих пристроїв машини.

Технологічні завдання, що виникають при виготовленні валів, мають свої особливості. Вони пов’язані з виконанням деяких вимог у зв’язку із значними діаметрами фланців, центруючих буртів і великою довжиною деталей.

Заготовки для важких валів отримують вільним куванням на пресах і молотах, а їх вихідним матеріалом є зливок. З метою зняття внутрішніх напружень після кування заготовки піддають відпалюванню та нормалізації. Останнім часом заготовки порожніх валів фланцевого типу отримують електрошлаковим зварюванням із попередньо підготовлених елементів. При цьому досягається велика економія матеріалу та значно знижується трудомісткість послідовної механічної обробки.

Процесу механічної обробки важких валів притаманні такі особливості. Спочатку проводять розмітку заготовки для оцінки її придатності обробці, отримання рисок для свердлування центрального гнізда, а також вивірювання заготовки при установлюванні на верстаті. Зацентрування виконується на стаціонарному або переносному горизонтально-свердлувальному верстаті з установленням заготовки в призмі.

Токарну обробку виконують за кілька установів. Обдирка й послідовна обробка проводиться з кріпленням вала кулачками планшайби чи патрона та встановленням в люнети. Обробку на центрах не практикують через знос центрових гнізд, викликаного великою вагою та значною тривалістю токарної операції.

При кожному новому установленні здійснюють вивірку заготовки на биття за допомогою індикатора. Для цієї мети часто обробляють спеціальні контрольні пояски, а усунення биття досягають переміщенням кулачків патрона.

У порожнистих валах глибоке свердлування виконують після попередньої токарної обробки зовнішніх поверхонь. Це викликано тим, що для вивірювання при установленні заготовки на верстаті перед виконанням вказаної операції повинні бути підготовлені бази. При розрахунку припусків на послідовну обробку зовнішніх поверхонь з базуванням за отвором необхідно враховувати відведення осі вала при глибокому свердлуванні. Необхідно також відмітити, що при встановленні в чотирикулачковому патроні з піджимом заднім центром вивірювання на биття виконують з боку патрона.

Остаточна обробка шийок діаметром до 300...350мм здійснюється на шліфувальних верстатах. Крім того, на них обробляють поверхні валів, які гартовані на високу твердість. Щодо більших валів, то їх обробка виконується широким пружинистим різцем або ущільнюючим роликом.

В умовах автоматизованого виробництва вали обробляють на спеціальних і переналагоджуваних автоматичних лініях, які компонуються з універсальних і спеціальних верстатів, а також з’єднаних між собою транспортерами, завантаженими пристроями, засобами активного контролю та блокування.

Як приклад розглянемо лінію, яка призначена для повної механічної обробки ротора, запресування вала в останній, остаточне обточування ротора в зборі та балансування зібраного вузла. На ній обробляють вісім типорозмірів валів довжиною 344 – 523мм, вона складається із двох ділянок. На першій ділянці виконується фрезерування торців вала, його зацентрування та обточування на двох багаторізцевих верстатах, попереднє безцентрове шліфування, накатування, рифлення, остаточна обробка на безцентрово-шліфувальному верстаті та фрезерування шпоночного паза. На другій ділянці виконують запресування вала в ротор на гідравлічному пресі, обточування ротора та балансування його разом з валом.

Існують лінії для обробки первинних валиків автомобілів різної вантажопідйомності, вагонних осей, поршневих пальців та інших деталей.

Лінія з обробки поршневих пальців базується на застосуванні безцентрово-шліфувальних верстатів. У цьому випадку вирішення питання транспортування деталей і передачі їх в зону обробки не викликає труднощів. Для цієї мети на попередніх операціях шліфування застосовують роликові транспортери з переміщенням деталей від сили поздовжньої подачі, а на остаточних – ланцюгові. При установці в центрах подача заготовок залежить від траси транспортування, яка може бути розміщена неоднаково до лінії центрів верстата. Залежно від неї вибирають вид і конструкцію маніпулятора.


4.1.5. Технологія виробництва гладких валів і виробів з центральними отворами

Гладкі вали із каліброваної сталі виготовляють за наступним технологічним планом:

  1. Відрізка заготовки по довжині й зняття фасок на багато- чи одношпиндельних відрізних автоматах або на токарних відрізних верстатах залежно від заданої програми.

  2. Попереднє шліфування заготовок на безцентрово-шліфувальному верстаті із наскрізною подачею.

  3. Фрезерування закритих шпоночних пазів на шпоночно-фрезерувальних верстатах, відкритих – горизонтально-фрезерувальних і обробки пазів під сегментні шпонки на спеціальних або фрезерувальних верстатах із застосуванням спеціальних пристроїв.

  4. Свердління поперечних отворів, якщо вони передбачені конструкцією, на багато- або одношпиндельних свердлувальних верстатах залежно від кількості отворів.

  5. Термічна або хіміко-термічна обробка (передбачена технічними умовами).

  6. Чистове шліфування після термічної обробки на безцентрово-шліфувальних верстатах.

При обробці довгих гладких валів із гарячекатаної сталі попередньо обточують на безцентрово-обточувальних верстатах або шліфують чи обкочують роликами на правильно-полірувальних верстатах з полірувальною головкою. Зазначені верстати без головки служать для правки чорних прутків перед обточуванням. Крім того, виконання даної операції для вказаних прутків і обточувальних валів може здійснюватися також на спеціальних правлячих пресах.

Штампувальні поковки для валів з центральними отворами виконують суцільними, тому отвори в них отримують глибоким свердлуванням після попереднього обточування на центрах зовнішніх поверхонь обертання. Для отворів довжиною l?5d застосовують спіральні свердла, а при l>5d використовують свердла для глибокого свердлування одно- або двобічного різання залежно від діаметра отвору. Для отвору великого типорозміру (більш 80мм) застосовують головки для кільцевого свердлування. Чистова обробка центрального отвору здійснюється за допомогою зенкерів і розгорток або розточувальних різцевих головок залежно від діючих вимог і діаметра отвору. Послідовна обробка зовнішніх поверхонь виконується з базуванням за отвором.

щодо обробки ступеневих отворів, то вона має певні труднощі.У цьому разі застосовують (при l?5d) розточувальні виправки або борштанги (при l>5d) з набором різців для паралельної обробки. Остаточно оброблені отвори служать базовими для шліфування зовнішніх поверхонь.


4.1.6. Технологічний контроль

Технологічний контроль передбачає перевірку діаметра й довжини ступенів, розмірів шліців і різьб на шийках валів і здійснюється граничними дужками, шаблонам, шліцьовими кільцями і різьбовими дужками.

Для перевірки биття шийок вала останній укладають на призму базуючими шийками, а щуп індикатора установлюють на вимірювальну шийку. Різниця найбільшого й найменшого показань приладу при повороті вручну вала визначає величину биття вимірювальної шийки. Крім того, для перевірки діаметральних розмірів і биття шийок валів відносно базових застосовують також багатомірні індикаторні контрольні пристрої. У цьому разі індикатори настроюють за еталоном і закріплюють в певному положенні. Показання кожного індикатора характеризують відхилення розмірів, а їх різниця – величину биття кожної шийки.

Паралельність шліців осі вала визначають шляхом вимірювання індикатором в двох крайніх положеннях при установленні вала на призмах або центрах. Зазначеною установкою можна користуватися для перевірки биття гребнів і западин шліців, виконуючи вимірювання за діаметрально протилежними показниками.

Контроль важких валів здійснюють переважно на верстатах. Зокрема, правильність геометричної форми шийок перевіряють за допомогою індикатора на токарному верстаті; діаметральні розміри шийок контролюють дужками з мікрометричними наконечниками; перевірку концентричності суміжних шийок виконують спеціальним поворотним індикаторним пристроєм, а площинність фланців – точно пришаброваною лінійкою.

Прямолінійність твірної конуса перевіряють лекальною лінійкою на просвіт і щупом.


Запитання для самостійного контролю

  1. Наведіть класифікацію валів з конструктивних міркувань та точності

  2. Які застосовують методи отримання заготовки валів для різних типів виробництва?

  3. У чому полягає технологічний процес обробки ступеневих валів?

  4. Назвіть технологічне обладнання для виконання механічної обробки вала

  5. Які переваги притаманні обточуванню на гідрокопіювальних напівавтоматах?

  6. Дайте характеристику методів зовнішнього шліфування елементів вала

  7. У чому сутність застосування безцентрового шліфування?

  8. Назвіть особливості процесу механічної обробки важких валів

  9. Яка специфіка обробки важких валів в умовах автоматизованого виробництва?

  10. Який технологічний маршрут виготовлення гладких валів?

  11. Наведіть технологію обробки отворів вала

  12. У чому полягає здійснення технологічного контролю деталей типу круглих стержнів?


  1   2   3

Схожі:

Модуль вимоги, що ставляться технологією виробництва до конструктивного оформлення деталей І вузлів транспортних засобів iconМодуль вимоги, що ставляться технологією виробництва до конструктивного оформлення деталей І вузлів транспортних засобів
Модуль вимоги, що ставляться технологією виробництва до конструктивного оформлення
Модуль вимоги, що ставляться технологією виробництва до конструктивного оформлення деталей І вузлів транспортних засобів iconТехнічна експлуатація транспортних засобів” Частина 1: „Діагностування вузлів І агрегатів транспортних засобів”
Частина 1: “Діагностування вузлів І агрегатів транспортних засобів” (для студентів 4-5 курсів усіх форм навчання за напрямом підготовки...
Модуль вимоги, що ставляться технологією виробництва до конструктивного оформлення деталей І вузлів транспортних засобів iconПеречень публикаций кафедры аикит за 2009год
Забеспечення моніторінгу напруженого стану сопрягаючих вузлів транспортних засобів
Модуль вимоги, що ставляться технологією виробництва до конструктивного оформлення деталей І вузлів транспортних засобів iconНазва модуля: Електронні пристрої та системи автотранспортних засобів
Моделювання комплексів та систем транспортних засобів, Системи керування електроприводами транспортних засобів, Електрообладнання...
Модуль вимоги, що ставляться технологією виробництва до конструктивного оформлення деталей І вузлів транспортних засобів iconПрограма І робоча програма навчальної дисципліни Проектування та розробка електрообладнання транспортних засобів
Проектування та розробка електрообладнання транспортних засобів" (для студентів 4 курсу денної форми навчання спеціальності 092201...
Модуль вимоги, що ставляться технологією виробництва до конструктивного оформлення деталей І вузлів транспортних засобів iconПрограма кандидатських іспитів по спеціальності 05. 22. 20 «Виробництво та ремонт транспортних засобів»
Системні властивості (надійність, безвідмовність, довговічність, ремонтопридатність, естетичність та ін.) транспортних засобів та...
Модуль вимоги, що ставляться технологією виробництва до конструктивного оформлення деталей І вузлів транспортних засобів iconПрограма І робоча програма навчальної дисципліни Електричне обладнання транспортних засобів
Програма І робоча програма навчальної дисципліни Електричне обладнання транспортних засобів (для студентів 3, 4 курсів денної форми...
Модуль вимоги, що ставляться технологією виробництва до конструктивного оформлення деталей І вузлів транспортних засобів iconПрограма І робоча програма навчальної дисципліни Діагностування електрообладнання транспортних засобів
Програма І робоча програма навчальної дисципліни «Діагностування електрообладнання транспортних засобів (для студентів 4 курсу денної...
Модуль вимоги, що ставляться технологією виробництва до конструктивного оформлення деталей І вузлів транспортних засобів iconМіністерство освіти І науки україни
Електричне обладнання транспортних засобів. Конспект лекцій для студентів спеціальності 092200 Електричні системи І комплекси транспортних...
Модуль вимоги, що ставляться технологією виробництва до конструктивного оформлення деталей І вузлів транспортних засобів iconПрограма І робоча програма навчальної дисципліни «Мікропроцесорні пристрої транспортних засобів для студентів 4, 5 курсу денної та заочної форм навчання спеціальності 092201 «Електричні системи І комплекси транспортних засобів»
Програма І робоча програма навчальної дисципліни Мікропроцесорні пристрої транспортних засобів
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи