Тема 4.3. Обробка концентричних деталей типу втулок

4.3.1. Різновид концентричних деталей типу порожнистих циліндрів та види заготовок

До виробів типу порожнистих циліндрів відносяться деталі (наприклад, диски, кільця, маточини коліс, шківи, маховики, втулки, поршневі пальці, гільзи, чашки сателітів, поршень двигуна та ін.), для яких характерно концентричне розташування поверхонь. Концентричними прийнято називати деталі, які мають форму не тільки порожнистого циліндра, але і циліндричних тіл обертання із складною зовнішньою та внутрішньою поверхнями, а також загальною віссю. Вони поділяються на два класи: втулки (довжина деталі L дещо менша або більша зовнішнього діаметра D)і диски (довжина L набагато менша їх діаметра D).

Н езважаючи на різноманітність конструктивних форм деталей типу порожнистих циліндрів, для всіх їх заготовок характерна обробка різанням тільки основних зовнішніх і внутрішніх циліндричних поверхонь. Вона здійснюється звичайно при обертанні заготовки, але можлива обробка і нерухомої заготовки обертаючим різальним інструментом, наприклад, розточування отворів під поршневий палець.

На практиці найбільше розповсюдженні втулки із співвідношенням L/ D≤2 (рис.4.19). Технічними умовами виготовлення втулок передбачено наступне. Отвори остаточно обробляють після запресування втулки. Різностінність допускається в межах 0,03...0,15мм, а неперпендикулярність торцевих площин до осі отвору – до 0,2мм на 100мм радіуса. При осьовому навантаженні на торці цей показник не повинен перевищувати 0,02...0,03мм.

Матеріалом для виготовлення втулок може бути сталь, латунь, бронза, сірий або ковкий антифрикційний чавун, спеціальні сплави, металокераміка, пластмаси.

Для втулок з типорозміром отвору до 20мм застосовують калібровані або гарячекатані прутки, а також литтєві стержні, а з діаметром отвору більше 20мм – суцільнотягнуті труби або порожнисті зливки, при цьому здійснюють лиття в піщані форми машинного формування, постійні металеві форми, під тиском і відцентрове лиття. Для згорнутих тонкостінних втулок з відкритим швом застосовують латунний або бронзовий смуговий матеріал, а також біметалеву стрічку. Заготовки з металокераміки отримують пресуванням з наступним спіканням, а із пластмас – за допомогою пресування.

4.3.2. Технологічні завдання під час обробки втулок

Виготовлення втулок пов’язано з вирішенням ряду технологічних завдань різного характеру. Напрямок одних полягає в досягненні концентричності зовнішніх поверхонь відносно отвору та перпендикулярності торців до його осі. Для тонкостінних втулок виникає додаткове завдання закріплення заготовки під час обробки без відчутних деформацій.

Вирішення першого із зазначених завдань може бути здійснене трьома способами: обробкою зовнішніх поверхонь, отвору та торців за один установ; обробкою усіх поверхонь за два установи чи дві операції з базуванням при остаточній обробці отвору по зовнішньої поверхні; обробкою усіх поверхонь за два установи чи дві операції з базуванням при остаточній обробці зовнішньої поверхні за отвором.

Обробка за один установ можлива при виготовленні втулок із прутка або труби з відрізкою обробленої заготовки в кінці операції. Зазначена схема обробки великих зливок, які отримані індивідуальним литтям, потребує наявності приливів, що значно збільшує відходи та знижує коефіцієнт використання металу. Тому цей спосіб для індивідуальних зливок може бути прийнятний тільки в одиночному виробництві. У першому випадку базами є зовнішня поверхня та підрізаний торець, що установлюється по упору. При обробці індивідуальної заготовки доцільно приймати за базу попередньо оброблений отвір і торець.

З двох інших способів базування за обробленим отвором має такі переваги:

а) при обробці на жорсткій або розтискній оправці похибка установлення відсутня або значно менша, ніж в патроні з кріпленням заготовки по зовнішній поверхні;

б) більш простий, точний та дешевий центруючий пристрій у порівнянні з патроном;

в) при використанні оправок може бути досягнутий високий ступінь концентрації обробки.