конспект лекций ТОМ

Отклонение от перпендикулярности осей отверстий устанавливают при повороте оправки с индикатором (рис. 7.8, г) из положения I в положение II, отстоящее одно от другого на расстояние L.

Отклонение от перпендикулярности торцовой поверхности корпуса относительно оси отверстия проверяют контрольной оправкой с индикатором, фиксированной от осевого перемещения угольником (рис. 7.8, д, D — расстояние между I и II положениями индуктора).

Для контроля точности положения осей отверстий в одной плоскости, расположенных под углом, применяют два контрольных калибра.

При контроле деталей в крупносерийном и массовом производствах используют специальные контрольные приборы для комплексной проверки деталей по многим параметрам точности.

7.3. Технология производства цилиндров

Цилиндры, например гидросистем, изготовляют с внутренним диаметром 50 ... 280 мм при отношении длины к диаметру 4 ... 12. Заготовками для цилиндров служат горячекатаные стальные трубы. Наиболее распространены цилиндры с внутренним диаметром 80 ... 140 мм. Зеркало большинства цилиндров обрабатывают с точностью, соответствующей 8-му квалитету при шероховатости поверхности Ra = 0,63 ... 0,16 мкм.

Трубы разрезают на заданную длину на фрезерно-отрезных станках и обтачивают на многорезцовых токарных полуавтоматах. Поверхности отверстий обрабатывают в три перехода: черновое растачивание, чистовое растачивание и раскатывание отверстия. Растачивают отверстия на специальных расточных станках инструментом с двухрезцовыми пластинами из твердого сплава Т15К6. Припуск под чистовое растачивание оставляет

0,5...0,8 мм, под раскатывание 0,02 ... 0,04 мм.

Раскатывание выполняют многороликовой раскаткой (рис. 7.9, а).

92

Ролики базируются на коническую часть корпуса. Перемещением гайки 2 ролики устанавливают на необходимый диаметр и производят раскатывание отверстий.

В раскатке предусмотрена установка оси 2 роликов (рис. 7.9, б) относительно оси 1 инструмента под углом ω, который имеет значение от 0°20' до 1°30' В этом случае ролики, перемещаясь по винтовой линии, обеспечивают самоподачу, мм/об, инструмента Sc = nD tg ω. Самоподача головки

уменьшает проскальзывание роликов, а следовательно, их износ. При раскатывании отверстий больших диаметров самоподача инструмента из-за его значительной массы затрудняется, приходится применять подачу от механизма станка.

1 – корпус раскатки с центральным отверстием для подачи масла; 2 – установочная гайка; 3 – подшипник; 4 – сепаратор; 5 – ролик; 6 – головка для распыления масла

Рисунок 7.9 – Многороликовая раскатка

93

7.4Обработказубчатыхколёс

7.4.1Конструктивныеособенностиитехническиетребованиякзубчатым колёсам

В механизмах ПТМ и редукторах применяют преимущественно цилиндрические колеса с косыми и прямыми зубьями и реже — конические с прямыми зубьями. Зубчатые колеса по своей конфигурации не относятся к единому классу деталей, и общие для их производства задачи возникают лишь на стадии обработки зубьев. Наиболее распространены зубчатые колеса, базирующиеся в узлах отверстиями, реже применяют валы-шестерни.

Применяемые в крановых механизмах зубчатые колеса выполняют по 8, 9-й, реже 7-й степеням кинематической точности и 7-й степени точности по пятну контакта. Посадочные поверхности зубчатых колес соответствуют 7-му квалитету. Шероховатость поверхности зубьев и посадочных поверхностей 1,25 мкм. Наружный диаметр обода, ширина ступицы и обода соответствуют 11—12-му квалитетам точности при Rz =20 мкм, причем на рабочем торце ступицы Rz = 1,25 мкм. Допуск радиального биения начальной окружности зубчатого венца относительно посадочной поверхности 0,02—0,05 мм, допуск торцового биения базового торца 0,05 мм на 100 мм радиуса. Шпоночные пазы обрабатывают по 9-му квалитету при допуске симметричности относительно оси отверстия 0,02—0,05 мм.

Для зубчатых колес с отверстием при изготовлении из проката характерна не только повышенная трудоемкость обработки, но и низкий коэффициент использования материала. Поэтому в серийном производстве заготовки для зубчатого колеса диаметром более 100 мм целесообразно получать горячей штамповкой. Однако целесо-

образность применения горячештампованной заготовки определяется ее конфигурацией (наличием и размерами углублений между ободом и ступицей) и, в частности, возможностью получить в заготовке прошитое отверстие.

94

7.4.2 Обработка заготовок зубчатых колёс с центральным отверстием

Наиболее распространенным и универсальным вариантом выполнения операций формообразования заготовок зубчатых колес с центральным отверстием является обработка за две операции на станках токарного типа. При крупносерийном производстве возможно использование вертикальных многошпиндельных полуавтоматов, при двухцикловой настройке возможна обработка заготовки с обеих сторон.

При серийном производстве в сопоставимых условиях заготовки диаметром до 300—350 мм обрабатывают на токарно-револьверных станках, а заготовки больших размеров — на токарно-карусельных станках. Токарные станки применяют при малом объеме выпуска деталей независимо от размеров. Протягивание шпоночного паза выполняют по обычной схеме с применением адаптера В крупносерийном производстве штампованные заготовки зубчатых колес

диаметром до 200—220 мм с более высокой эффективностью обрабатывают по сверлильно-многорезцовому варианту (рис. 7.10). Вначале обрабатывают посадочное отверстие зубчатого колеса, включая шпоночный паз или шлицы, затем при установке отверстием на оправке — все наружные поверхности

При обработке отверстия на вертикально-сверлильном станке после сверления применяют комбинированные инструменты. В верхней части зенкера 1 закрепляют кольцо 2, в котором установлены резцы 3 и 4 для снятия фаски и подрезания торца ступицы. Окончательный переход обработки отверстия можно выполнять в той же операции путем развертывания после одного перехода зенкерования. Протяжная операция может включать

только протягивание шпоночного паза или, кроме того, обработку отверстия.

95

7.4.3 Нарезание зубьев

Основным методом обработки зубьев является метод обкатки. Цилиндрические колеса с прямыми, косыми и шевронными зубьями обрабатывают зубофрезерованием червячной фрезой или зубодолблением дисковым долбяком. Конические зубчатые колеса обрабатывают резцами на станках специального назначения.

По условиям точности при обработке зубчатых колес 9-й степени точности в качестве окончательного перехода применяют зубофрезерование многозаходной фрезой. Для колес 8-й степени точности необходима окончательная обработка однозаходной червячной фрезой или чистовое зубодолбление; для колес 7-й степени точности — шевингование зубьев после зубонарезания.

По условиям производительности в серийном производстве принято обрабатывать за один переход (без деления на предварительную и чистовую операции) зуб с модулем т до 4 мм. При т > 4 мм целесообразно предварительную обработку выполнять многозаходной червячной фрезой с повышенной скоростью резания и большой подачей. Требуемая точность обработки и более высокая чистота поверхности обеспечиваются на чистовой операции при обработке однозаходной червячной фрезой со шлифованными зубьями, работающей на чистовых режимах.

Метод нарезания зубьев выбирают при сравнении по трудоемкости. Основное время обработки зубьев возрастает с увеличением модуля зуба; при одном и том же модуле оно зависит от длины обработки, определяемой шириной нарезаемого венца и длиной врезания инструмента. В связи с тем что длина врезания червячной фрезы значительно больше длины врезания долбяка, при малой ширине венца выгоднее по основному времени tо.дзубодолбление, а при большей ширине венца — зубофрезерование tо.ф. Расчетами установлено, что зубофрезерование выгоднее зубодолбления (tо.ф <tо.д) при нарезании зубчатых колес с модулем т = 5 ... 8 мм при длине обработки более 35 мм, с m = 4 мм при длине более 40 мм и с m= 3 мм при

97

длине более 60 мм. Зубодолбление целесообразно применять для зубчатых колес с малым модулем (2—2,5 мм) при любой длине обработки (от 15 до 80 мм), а также для узких колес (до 30 мм) при т от 2 до 8 мм.

Зубодолбление является единственным методом обработки зубьев блочных зубчатых колес, когда между соседними венцами нет места для выхода червячной фрезы, а также для зубьев внутреннего зацепления. Нарезание зубьев на неполной окружности (зубчатые секторы) методом зубодолбления всегда возможно и более производительно, чем зубофрезерование.

При установке заготовок ось посадочной поверхности зубчатого колеса необходимо совместить с осью вращения стола зуборезного станка. Этой задаче отвечает центрирование колеса с посадочным отверстием на оправке с опорой на торец ступицы или обода.

Валы-шестерни устанавливают на станке в центрах и проверяют на биение по посадочным шейкам (с точностью 0,02 мм) и нарезаемой части (биение до 0,04 мм).

В серийном производстве при изготовлении зубчатых колес нескольких типоразмеров применяют групповые переналаживаемые приспособления (система УНП — универсально-наладочных приспособлений (рис. 7.11.). Для обработки определенной детали в приспособление устанавливают несколько специальных деталей (главным образом базирующих элементов и переходных деталей) для обеспечения требуемого положения по высоте.

Зубчатые колеса с базовым отверстием диаметром до 30 мм устанавливают обычно непосредственно на центрирующую оправку (вид а). При больших диаметрах базовых отверстий на одну и ту же оправку надевают базирующие кольца требуемых размеров (вид б). Сварной корпус 1 в сборе с основной оправкой 2 опирается на плоскость и ориентируется в выточке стола зуборезного станка с помощью центрирующего выступа 11. Крепежные элементы включают сферическую шайбу 10. Все остальные сменные элементы конструкции заменяют при наладке станка на обработку новой детали. Справа на чертеже показан вариант наладки для зубчатого колеса

98

малого диаметра, а слева — для колеса большого диаметра. В первом случае заготовка установлена на опорное кольцо 4 и базируется по кольцу 5; кольцо 3 служит переходным элементом; зажимное кольцо 6 расположено в области ступицы детали. Во втором случае базирование в осевом направлении и закрепление производится в области обода колеса, с помощью опоры 7 и диска 9; центрирующим элементом служит кольцо 8.

а — установка заготовок на оправке; б — варианты использования переходных элементов; е, г — варианты наладок для долбления внутренних зубьев

Рис. 7.11. Применение универсально-наладочных приспособлений при обработке зубчатых колес

При обработке зубчатых колес с внутренним зацеплением зажимные элементы должны располагаться снаружи. Для базирования заготовки со ступицей (вид в) используют центрирующую оправку 1 и переходные кольца 2 и 3; заготовка без ступицы (вид г) базируется по наружной поверхности с помощью переходного элемента 4 типа чаши и той же центрирующей оправки 1.

При наладке зуборезной операции проверяют радиальное биение червячной фрезы (допускаемое биение 0,02—0,03 мм). Оправку для детали

99

проверяют на радиальное биение в двух сечениях — вверху и внизу; на одном обороте стола станка допускается биение 0,02 мм. Контролируют также радиальное биение наружной поверхности колеса; однако в серийном производстве приходится учитывать погрешность, автоматически получающуюся из-за зазора посадки отверстия шестерни на оправке. Погрешность установки может быть уменьшена при применении разжимных оправок.

Для уменьшения доли времени на врезание и выход червячной фрезы в штучном времени при фрезеровании зубчатых венцов небольшой ширины целесообразно устанавливать на оправку несколько заготовок. Однако следует ожидать снижения точности обработки из-за колебания наружного размера и не параллельности торцов у заготовок, а также вследствие смещения осей базовых отверстий заготовок при установке на оправке с зазором.

7.4.4 Изготовление крупногабаритных зубчатых колёс

К крупногабаритным относятся зубчатые колеса диаметром более 500 мм. Однако при обработке деталей больших размеров (диаметром более 1,5— 2 м) технологические процессы имеют специфику. Она определяется, с одной стороны, большими габаритами и массой деталей, а с другой — условиями их изготовления мелкосерийное производство, при котором технологические процессы недостаточно отработаны).

Крупногабаритные зубчатые колеса выполняют цельными или составными. Цельные колеса могут быть литыми (сталь или чугун) или коваными. Составные колеса могут быть с насадными бандажами и сварными. Большое внимание уделяется контролю качества материала — химическому анализу и механическим испытаниям.

Технологические процессы получения заготовок предусматривают изготовление образцов для испытаний. Для вала-шестерни ось образца располагают вдоль оси шестерни, для чего заготовку вала соответственно удлиняют; для колеса ось образца располагают по радиусу, а для бандажа — в

100

тангенциальном направлении, увеличивая ширину заготовки для возможности отрезки кольца, из которого затем вырезают образцы.

У литых заготовок химический состав и механические свойства проверяют также на образцах, выполненных в виде приливов на ступице и взятых после отжига или нормализации.

7.4.5 Обработка заготовок до нарезания зубьев

Заготовки крупногабаритных зубчатых колес вначале размечают, принимая за базу необрабатываемые поверхности обода, ступицы и диски. При разметке проверяют величину и расположение припусков на обработку по ободу, отверстиям и торцам; намечают осевые линии и плоскости симметрии. Основную обработку выполняют на токарно-карусельном станке за два установа. Вначале предварительно обрабатывают обод и отверстие и окончательно — торцы обода и ступицы с одной стороны. Устанавливают заготовку с выверкой по разметочным рискам с помощью двух разметочных игл. Сообщая предварительно закрепленной на столе заготовке медленное вращение, выявляют с верхнего суппорта радиальное биение, а с бокового суппорта — торцовое биение заготовки. Заготовку закрепляют таким образом, чтобы при обработке обода был обеспечен выход для резца.

Для сокращения трудоемкости обработки наладка карусельного станка предусматривает параллельную работу инструментов закрепленных в боковых и верхних суппортах.

Для более точной выверки при втором установе целесообразно при предварительной обработке обода колеса проточить на его поверхности с чистовой подачей контрольный поясок шириной 20—30 мм.

При втором установе выполняют чистовую обработку обода и отверстия, а также обработку по чертежу торцов обода и ступицы с другой стороны колеса. Заготовку ставят обработанным торцом на мерные планки, закрепляют болтами (иногда кулачками изнутри) и выверяют индикатором по контрольному пояску. Размеры по высоте (ширина обода и ступиц) обеспе-

101