Методы их обеспечения и контроля

Технические требования. К валам, устанавли­ваемым в коробках скоростей, редукторах и других меха­низмах станков нормальной точности, предъявляются следующие требования:

1) точность шеек под подшипники качения и зубчатые колеса должны быть в пределах 6-го квалитета (посадки h6, j_s6, k6 и др.); шероховатость Ra = 0,8...0,4 мкм;

2) допуск цилиндричности и круглости шеек под подшипники примерно 0,25...0,5 допуска на изготовление;

3) допуск радиального биения шеек под зубчатые колеса относительно шеек под подшипники (0,01...0,03 мм);

4) допуск соосности шеек под подшипники 0,01...0,02 мм;

5) допуск симметричности боковых сторон шпоночных канавок и зубьев шлицевых поверхностей относительно общей оси подшипниковых шеек 0,03— 0,05 мм.

Методы обеспечения технических требований.

Точность диаметров шеек 6-го квалитета и шероховатость Ra = 0,8...0,4 мкм достигаются шлифованием в центрах на круглошлифовальных станках класса Н. Эту операцию выполняют после чистового точения. Жесткий допуск на отклонение от цилиндричности и круглости обеспечивается при шлифовании кругами, подвергнутыми точному уравно­вешиванию, и правке, исключающей вибрации.

Стол следует установить так, чтобы направление его продольного перемещения с большой точностью совпало с направлением оси центров вала. Для этой цели на кругло-шлифовальных станках имеется механизм поворота стола с заготовкой с микронной точностью. Для исключения радиального биения и обеспечения соосности шеек их шлифование нужно выполнять с одного установа. Однако ввиду того, что центры на круглошлифовальных станках не вращаются, шлифование шеек выполняют за два и более установов, обеспечивая высокую степень соосности и, следовательно, допуск на радиальное биение.

Симметричность боковых сторон шпоночных канавок относительно оси вала в партии деталей обеспечивается использованием приспособлений с базированием вала на призме при фрезеровании канавки. В этом случае при наладке фрезерного станка следует добиться совпадения оси фрезы и оси вала по первой детали. Симметричность боковых сторон зубьев шлицевых поверхностей достигается на шлицефрезерных и шлицешлифовальных станках пра­вильным взаимным расположением инструмента и осью вала при наладке.

Контроль точности элементов валов. В среднесерийном производстве контроль осуществляется универсальным измерительным инструментом и калибрами. Шейки точностью 6-го и 7-го квалитетов измеряют рычажными ско­бами или микрометрами с ценой деления рычажной шкалы 0,002 мм и калибрами-скобами или же измеряют допуск цилиндричности и круглости. Шейки 8...9-го квалитетов измеряют микрометрами с ценой деления 0,01 мм. Шейки 10-го квалитета и грубее измеряют штан­генциркулем с ценой деления нониуса 0,1...0,05 мм.

Радиальное биение и отклонение от соосности шеек измеряют в приспособлении с центрами или на призмах с помощью индикатора с ценой деления 0,01...0,002 мм в зависимости от заданного допуска, симмет­ричность боковых сторон шпоночной канавки и шлицевой поверхности проверяется комплексными калибрами-коль­цами и др.

Типовой маршрутный технологический процесс изго­товления вала. Дано: вал —представитель группы валов (рис. 1); материал —сталь 45; тип произ­водства — среднесерийное; заготовка — штамповка.

Операция 005 — фрезерно-центровальная. Фрезеровать торцы и сверлить центровое отверстие окон­чательно. Станок: фрезерно-центровальный мод. МР76М. Приспособление: тиски с само центрирующими губками призматической формы, привод пневматический. Базирование: по наружным поверхностям и одному торцу заготовки. Инструменты: торцовые фрезы диаметром 100 мм с числом зубьев 12, материал режущей части Т14К8; центровочные сверла диаметром 5 мм, материал Р6М5. Измерительный инстру­мент: штангенциркуль ШЦ1, диапазон измерения 400 мм, цена деления нониуса 0,1 мм для наладки),

Типовые технологические операции обработки различных поверхностей валов в серийном производстве

Поверхность вала	Квалитет	Шерохова­тость Ra,	Характер н последователь­ность выполнения операций (переходов)
Цилиндриче­ская и кониче­ская незакаливаемая	и грубее 9 и грубее	25 и грубее   3,2 и грубее	Черновое точение на стан­ках класса Н Черновое и чистовое точе­ние на станках класса Н
	6... 8	0,4... 1,6	1. Черновое, чистовое точе­ние и круглое шлифова­ние на станках класса Н 2. Черновое н чистовое то­чение на станках клас­са П
Цилиндриче­ская и кониче­ская закали­ваемая	6...8	0,4... 1,6	1. Черновое н чистовое то­чение, закалка, круглое шлифование на станках класса Н 2. Черновое и чистовое то­чение, закалка, чистовое точение на станках клас­са П с использованием сверхтвердых режущих материалов на основе ни­трида бора (композит 01) и др.
Шлицевая на­каливаемая	6 для наруж­ного диаме­тра	0,4... 1.6	1. Черновое, чистовое точе­ние, круглое шлифование и шлицешлифование 2. Черновое, чистовое точе­ние, шлицефрезерование, закалка и шлицешлифо­вание
Закаливаемые шлицевые по­верхности	6... 7 для вну­тренне­го диа­метра	0,4... 1,6	1. Черновое, чистовое точе­ние, шлицефрезерование, закалка н шлицешлифование 2. Чистовое точение, шлице­фрезерование, закалка и шлицешлифование

Операция 015 — токарно-копировальная. Обточить поверхности диаметрами 40j_s6 и 65 мм начерно (остальные данные приведены в операции 010).

Операция 020 — токарная с программным управле­нием. Обточить поверхности диаметрами 50k6, 55h6, 55h6, 40j_s6 с припуском на шлифование диаметром 65; 60а 11; 52, проточки диаметром 38; 48; 53; 58 мм и фаски 1x45° окончательно. Станок: токарный мод. 16К20Т с ЧПУ. Приспособление: поводковый плаваю­щий центр с диаметром поводковой части 36 мм.

Базирование заготовки по центровым отверстиям и левому торцу диаметром 40 мм. Инструменты: проходные резцы, правый и левый с сечениями 20x25 мм; материал режущей части Т14К8, прорезной резец, ширина режущей части 3 мм, материал режущей части Т14К8; фасонные резцы левый и правый. Измерительный инструмент: штангенциркуль для наладки; калибры скобы.

Операция 025 —шпоночно-фрезерная. Фре­зеровать шпоночный паз 16S9 окончательно. Станок: шпоночно-фрезерный полуавтомат мод. 692А. Приспособление: тиски с призматическим основанием и пневматическим приводом. Базирование: по поверхности диаметром 58h6 и торцу диаметром 62 мм. Инструмент: шпоночная фреза диаметром 16 мм, материал режущей части Т14К8 или Р6М5. Измерительный инструмент: штангенциркуль; калибр-пробка.

Операция 030 —шлицефрезерная. Фрезеро­вать шлицы с припуском на шлифование. Станок: шлицефрезерный мод. 5350Б. Приспособление: поводковое устройство; центры. Базирование: по центровым отверстиям. Инструмент: червячная шлицевая фреза марки Р6К5. Измерительный инстру­мент: комплексный калибр-втулка.

Операция 035 —шлицешлифовальная. Шли­фовать шлицы окончательно. Станок: шлицешлифовальный мод. ЗБ450. Приспособление: центры; поводковое устройство. Базирование: по центровым отверстиям. Инструмент: шлифовальный профильный круг. Измерительный инструмент: ком­плексный калибр-втулка, микрометр гладкий с диапазонами измерения: 50...75 и 0...25 мм и ценой деле­ния 0,01 мм для измерения внутреннего диа­метра и толщины зубьев (шлицев).

Операция 040 — круглошлифовальная. Шли­фовать поверхности диаметрами 50К6, 55h6, 40j_s6 оконча­тельно. Станок: круглошлифовальный мод. ЗМ150А. Приспособления: центры поводко­вое устройство. Базирование: по центровым отверстиям. Инструмент: шлифовальный круг. Изме­рительный инструмент: рычажные скобы с диапазоном измерения: 25...50 и 50...75 мм и ценой деления 0,002 мм для наладки; калибры-скобы.

Операция 045 —резьбофрезерная. Фрезеро­вать резьбу M52xl,5—8q окончательно. Станок: резьбофрезерный мод. 5Б63Г. Приспособление: центры; поводковое устройство. Базирование: по центровым отверстиям. Инструмент: резьбовая гребенчатая фреза марки Р6М5. Измерительный инструмент: резьбовые калибры-кольца M52xl,5—8q.

Технологическими базами при токарной обработке валов являются центровые отверстия и левый торец уста­новленного на станке вала. От этого торца удобно обеспе­чивать точность осевых и линейных размеров, так как система упоров, ограничивающих продольное перемещение суппортов с резцами, связана с положением буртика шпин­деля. Токарную обработку в зависимости от конструкции валов и типа производства выполняют на различных станках: в единичном и мелкосерийном производствах — на токарно-винторезных и токарных станках с ЧПУ, в среднесерийном производстве — на многорезцовых и др.

В мелко- и среднесерийном производстве целесообразно для обточки валов использовать гидрокопировальные автоматы и полуавтоматы. Гидрокопировальное обтачива­ние особенно целесообразно для валов нежесткой конст­рукции и чистового точения валов с длинными шейками, которые из-за высоких требований к поверхности нельзя обработать методом деления длины. Кроме того, при копи­ровальной чистовой обработке обеспечивается более высо­кая точность. При обработке валов в центрах на многорез­цовых и гидрокопировальных полуавтоматах для выдержи­вания линейных размеров от постоянной базы рекоменду­ется применять плавающие передние центры.

Для токарной обработки применяют гидрокопироваль­ные полуавтоматы 1708, 1Н713, 1Б732 и 1Б732ФЗ. Обтачи­вание валов на гидрокопировальных полуавтоматах позво­ляет сократить затраты подготовительно-заключительного времени и времени технического обслуживания.

В крупносерийном и массовом производстве для обточки валов небольшой длины и большого диаметра используют многошпиндельные токарные полуавтоматы 240-6П, 11А261П и др. Наличие шести или восьми позиций в полуавтомате позволяет осуществлять всю токарную обра­ботку. На каждой позиции обработку ведут одним или двумя резцами. При этом заготовка крепится в центрах или в патроне.

Обработка валов на токарных станках с ЧПУ. В мелко­серийном производстве экономически целесообразно при­менять при обработке ступенчатых валов станки 16К20Т, 16К20Т1, 16К20ФЗС5, 1713ФЗ с ЧПУ и др.

На токарных станках с ЧПУ наибольшее распростране­ние получили две традиционные схемы установки: в цент­рах (для заготовок валов) и в патроне (для заготовок дисков и втулок).

На токарных станках с ЧПУ обработка заготовок осу­ществляется по следующей технологической схеме:

1) цен­трование, если диаметр сверла меньше 20 мм;

2) сверле­ние;

3) подрезание торца;

4) черновая обработка основных поверхностей;

5) черновая обработка дополнительных поверхностей;

6) чистовая обработка дополнительных поверхностей;

7) чистовая обработка дополнительных поверхностей, не требующих черновой обработки;

8) чисто­вая обработка основных поверхностей (при обработке в центрах первые три перехода нужно исключать).

На токарных станках с ЧПУ применяют резцы с много­гранными перетачиваемыми твердосплавными пластинами (трехгранные, ромбические, пятигранные и чашечные) с механическим креплением. Использование пластин с покрытием из карбида титана и окиси алюминия повышает их стойкость в несколько раз. На этих станках применяют также резцы с напаянными пластинами твердого сплава (отрезные, канавочные и расточные). Вспомогательный инструмент обеспечивает быструю и точную смену режу­щего инструмента, его настройку на размер вне станка и регулировку положения режущей кромки.

Шлифование шеек валов. Наиболее ответственными операциями, влияющими на конечную точность вала, являются операции отделочной обработки основных бази­рующих шеек вала, а также торцов шеек, определяющих положение вала и деталей, расположенных на нем. Точ­ность указанных поверхностей достигается шлифованием как в центрах, так и бесцентровым шлифованием. Валы шлифуют в центрах на круглошлифовальных станках типа ЗК12.

В зависимости от диаметра вала D, его длины L и их соотношения валы шлифуют методом продольной подачи, глубинным методом и методом вращения, т. е. методом поперечной подачи. Методом продольной подачи шлифуют валы большой длины за несколько рабочих ходов с глуби­ной резания t = 0,03... 0,1 мм на ход или двойной ход стола.

Дата добавления: 2015-10-13