 |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
Виготовлення заготовки;
|
|
2) механічна обробка;
3) зміцнююча і оздоблювальна обробка.
Основними способами виготовлення заготовок є лиття, обробка тиском та зварювання.
Механічна обробка заготовок здійснюється на металорізальних верстатах зняттям стружки.
Основними видами зміцнюючої обробки є термічна обробка сталевих заготовок та поверхнева обробка.
8.3.2. Виготовлення заготовок з чавуну та ливарних сплавів
способом лиття у піщану форму
Заготовки з ливарних сплавів – сірого чавуну, а також бронзи та ливарних алюмінієвих сплавів (сілуміну) – виготовляють, здебільшого, методом лиття у піщані форми у ливарних цехах машинобудівних підприємств.
Чавунні заготовки (корпусних деталей – корпуси редукторів, блоки циліндрів двигунів, корпуси підшипників, а також масивні шківи пасових передач, станини верстатів тощо) найчастіше виготовляють зі чушкового чавуну, який розплавляють у шахтних печах – вагранках. Відливки одержують литтям у пісчані (земляні) форми, які виготовляють з формовочної суміші методом машинної або ручної формовки по дерев’яних або металевих моделях. У разі крупносерійного або масового виробництва заготовок застосовуються більш продуктивні способи лиття у металеві форми (кокіль), оболонкові форми, лиття по виплавлюваних моделях.
Виготовлення чавунної заготовки способом лиття у піщану форму полягає у наступному.
Разові ливарні форми та стержні виготовляють з формовочних матеріалів, які змішують (уживана суміш, пісок, графіт, глини, смоли, фарби, клеї, пасти). Виготовлення форм здійснюється способом формовки у двох опоках по роз’ємних моделях (рис. 8.1). На підмодельну плиту 3 встановлюють половину моделі 2 та нижню опоку 1 (а), посипають поверхню моделі сріблястим графітом, крізь сито наносять на модель лицювальну суміш (15–30 мм товщиною), після чого насипають наповнюючу суміш та щільно утромбовують. Залишок тромбовочної суміші після утромбування знімають лінійкою в рівень з кромками опоки (б) та проколюють вентиляційні канали 4. Далі опоку повертають на 180°, обмітають, площину нижньої напівформи присипають роз’єднуючим сухим піском (в) та встановлюють другу половину моделі 8. Верхню опоку 7 встановлюють на нижню з фіксацією замками 10 та наносять графіт та лицювальну суміш. Встановлюють моделі стояка 6, горизонтальних каналів 9 литникової системи (крізь які заливають чавун у форму) та випора 5 (для виходу повітря з порожнечі форми та контролю над заповненням рідким металом). Далі насипають наповнюючу суміш 12, утромбовують, вирівнюють залишки (г) та вирізають литникову чашу 11. Потім форму розкривають та змочують поверхню водою поблизу моделі. В модель вкручують підйом 14.
Рис. 8.1. Виготовлення чавунної заготовки способом лиття у піщану форму
Далі форму злегка розштовхують ударами молотка по підйому та обережно вилучають з форми (д). Для формування порожнеч та отворів відливки використовують стрижень, який виготовляють у роз’ємному ящику зі стрижньової суміші та висушують. Далі стрижень встановлюють у нижню напівформу та накладають верхню напівформу (е) з фіксацією замками 10.
Як зазначено вище, плавлення чавуну в ливарних цехах машинобудівних заводів здійснюється, здебільшого, у шахтних печах – вагранках. Суміш, що завантажують у вагранку (шихта), складається з трьох частин: металева (чушковий чавун, браковані відливки, литники), пальне (кокс) та флюсова (вапняк). Для горіння коксу до вагранки вдувають повітря. В процесі згоряння коксу та плавління чавуну шихта, яку завантажують у вагранку, опускається, а на її місце зверху навантажують нові порції шихтових матеріалів. Разом зі шлаком чавунний розплав тече до копильника вагранки, при цьому шлак, який має меншу густину, розташовується на поверхні розплавленного чавуну. Після накопичення певної кількості шлак випускають через верхню шлакову летку, а накопиченний чавунний розплав – через нижню летку в розливочний ковш. Після випуску чавуну отвір летки заглушують пробкою з вогнестійкої глини. Продукти горіння пального видаляються з шахти через димову трубу вагранки.
Форми заливають на рухомому конвеєрі, при цьому розливочний ковш нахиляється повертальним механізмом, що приводиться в дію заливщиком. Після появи розплаву у випорі заливку закінчують.
Охолодження відливок відбувається у спеціальній зоні ливарного конвеєра, що забезпечена охолоджувальним кожухом, довжина якого 30–60 метрів. Вибивка відливок з форм здійснюється на вибивних решітчастих рамах, які приводяться в коливальний рух. Формовочна суміш вибивається з опоки та провалюється крізь щілини решітки вниз на конвеєр, а звільнена відливка та порожня опока залишаються на решітці. Насамкінець здійснюється охолодження, обрубка литників, очищення відливок та вибивка стержнів.
8.3.3. Виготовлення сталевих заготовок методами
обробки тиском
Більшість сталевих заготовок виготовляють методами обробки тиском – кування, пресування, штампування, прокатка.
Такими способами виготовляють заготовки валів, шестерень, важелів. Вільна ковка на ковальских молотах використовуеться у дрібносерійному та поодинному виробництві. Такі заготовки характеризуються грубим наближенням до форми готової деталі, вимагають підвищених витрат матеріалу та ускладнюють подальшу механічну обробку. З метою уникнення цього застосовують підкладні штампи, у яких надають остаточну форму заготовкам.
У серійному та масовому виробництві застосовують штамповочні молоти та преси з використанням закритих штампів. Останні, на відміну від відкритих штампів, забезпечують відсутність облою на одержуваній заготовці, що зменшує витрату металу.
Заготовки з листового металу одержують методом холодного листового штампування на кривошипних штампах. Для пруткового матеріалу застосовують горизонтально-ковальські машини.
Зварювані заготовки застосовують для виготовлення деталей складної конфігурації, наприклад, каркасних з прокатних профілів (кутник, швелер, полоса), корпусних, ступінчастих валів з великою різницею діаметрів ступенів.
Шматки металу під обробку тиском, зварюванням або іншу обробку від прокатних профілей відрізають або відрубають на спеціальних верстатах.
Після виготовлення заготовок здійснюється їх оброблення. Існує велика кількість технологічних методів оброблення заготовок. З них основними є методи механічної обробки заготовок на металоріжучих верстатах.
Після механічної обробки виконують зміцнюючу (здебільшого термічне загартування з відпуском) та оздоблювальну (шліфування) обробку заготовок.
8.4. Механічна обробка заготовок
8.4.1. Принцип дії ріжучого клина
Щоб забезпечити встановлену кресленням точнiсть розмiрiв, форму i чистоту поверхнi деталі, бiльшiсть заготовок обробляють на металорізальних верстатах зняттям стружки. Частина заготовки, що вилучається при її механічній обробці, має назву припуск. Стружку знiмають iз заготовки металевими або абразивними iнструментами. У перших є спецiально заточенi рiзальнi крайки (рiзцi,свердла та iн.), у других – безлiч твердих зерен з гострими гранями та кутами на поверхнi i в товщi цих iнструментiв (шліфувальні круги). Крiм того, припуск можно знiмати iз заготовки ерозiйною дiєю електричних розрядiв, ультразвуком, хiмiко-механiчним способом та iн. Принцип різання матеріалів засновано на дії ріжучого клина (рис. 8.2).
Рис. 8.2. Схема дії ріжучого клина
Ріжучий клин являє собою ріжучу крайку, яка створена перетином двох площин під кутом β та рухається вздовж заготовки (основної площини) зі швидкістю V (головний рух) – клин зрізає шар матеріалу завтовшки t (глибина різання). При цьому одна з площин рухається попереду та має назву передньої поверхні ріжучого інструменту, а друга площина рухається позаду та, відповідно, має назву задньої поверхні.
β має назву „кут загострення” і є одним з основних параметрів інструменту. Іншими основними параметрами, що суттєво впливають на ріжучі властивості інструменту, є:
α– задній кут – між основною площиною та задньою поверхнею – характеризує положення задньої поверхні;
γ – передній кут – між перпендикуляром до основної площини та передньою поверхнею – характеризує положення передньої поверхні;
δ – кут різання.
Комплекс параметрів ріжучого інструменту (α, β, γ, δ) та характеристик процесу різання (V, S, t, P) однозначно визначає процес різання (S – подача ріжучого інструменту, Р – сила різання). При складанні операційних карт механічної обробки певної поверхні деталі всі ці величини призначаються відповідно до рекомендацій довідників, розрахунків на основі теорії різання та досвіду інженера-технолога машинобудівного виробництва.
8.4.2. Основні способи обробки рiзанням
Основні способи оборобки різанням наведенi на рис. 8.3 (стрiлками показано напрям головного руху V i напрям руху подачi S). Як видно з рис. 8.3, головний рух та рух подачi надаються iнструментам i заготовкам у рiзних поєднаннях.
Рис. 8.3. Основні способи обробки рiзанням
При точiннi (рис. 8.3, а) заготовцi надається обертовий головний рух, а iнструментам (рiзцям) рух подачi. Оброблення здійснюється на токарних верстатах токарними різцями.
При фрезеруваннi (рис. 8.3, б), навпаки, головний рух надається iнструменту, а рух подачi – заготовцi. Оброблення здійснюється на фрезерних верстатах фрезами.
При свердлiннi (рис. 8.3, в) як головний, так i рух подачi надається iнструменту, проте на спецiальних верстатах цього не дотримуються. Оброблення здійснюється на свердлильних верстатах свердлами.
При струганнi на поперечно-стругальних верстатах i обробцi заготовок на довбальних верстатах головний рух надається iнструменту, а рух подачi – заготовцi або рiзцю.
При струганнi на поздовжньо-стругальних верстатах головний рух надається заготовцi (рис. 8.3, г), а рух подачi – iнструменту. Оброблення здійснюється на стругальних верстатах стругальними різцями.
При протягуваннi (рис. 8.3, д) головний рух (прямолiнiйний) надається iнструменту, а подача S визначається рiзницею висот кожних двох сумiжних зубiв протяжки; руху подачi за цiєю схемою немає, вiн закладений у конструкцiї протяжки. Обробка здійснюється на протяжних верстатах протяжками.
При круглому i плоскому шлiфуваннi (рис. 8.3, е) головний рух завжди обертальний, вiн виконується iнструментом (шлiфувальним кругом). Оброблення здійснюється на шліфувальних верстатах шліфувальними кругами.
При круговому шлiфуваннi заготовка обертається i забезпечується кругова подача. Проте круг у багатьох випадках не може перекрити вiдразу всiєї заготовки, тому потрiбна ще й поздовжня подача (вздовж заготовки), яка здiйснюється заготовкою або кругом.
При плоскому шлiфуваннi поздовжня подача (рис. 8.3, д) найчастiше виконується заготовкою, а поперечна – шлiфувальним кругом або заготовкою.
Зауважимо, що в розглянутих основних видах обробки металiв рiзанням подача вiдбувається безперервно, за винятком подачi при струганнi, протягуваннi i поперечнiй подачi при плоскому шлiфуваннi, що виконується переривчасто. Розглянутi поняття головного руху i руху подачi не можуть бути у всiх випадках поширенi на обробку з електричними розрядами, ультразвуком та iн. Для виготовлення деталей з розмiрами високої точностi застосовують обробно-доводочнi операцiї: тонке ("алмазне") точiння, хонiнгування, суперфiнiшування, притирання тощо.
Найбільш поширеними видами механічної обробки заготовок у машинобудуванні є токарна, фрезерна обробка, свердлення, а також шліфування.
8.5. Металорізальні верстати
8.5.1. Класифікація металорізальних верстатів
Класифікація металорізальних верстатів налічує 9 груп: 1-токарні, 2-свердлильні та розточні, 3-шліфувальні та доводочні, 4-комбіновані та фізико-хімічної обробки, 5-зубо- та різеоброблюючі, 6-фрезерні, 7-стругальні, довбальні та протяжні, 8-відрізні, 9-різні. Кожна з цих груп має 9 підгруп. Класифікація є основою для маркування верстатів – перші дві цифри марки верстата вказують на його належність до певної групи та підгрупи, де представлено призначення, склад та принципи дії верстатів, найбільш поширених як на машинобудівних заводах, так і у механічних майстернях ремонтних, переробних та інших підприємств.
8.5.2. Токарно-гвинторізний верстат
Токарно-гвинторізний верстат призначений для виконання таких робіт (рис. 8.4):
- точіння зовнішніх та внутрішніх циліндричних поверхонь;
- точіння торцевих поверхонь;
- свердлення, зенкерування, розгортання та розточування отворів;
- нарізання зовнішніх та внутрішніх різьб різцем, плашкою та мітчиком;
- точіння фасонних та сферичних поверхонь;
- обкочування поверхонь роликами та накочування рифлів.
Основними характеристиками токарно-гвинторізного верстата є висота центрів (найбільш поширена – 200 мм) та максимальна довжина обробки (1200 мм).
Рис. 8.4. Основні елементи токарно-гвинторізного верстата
Незалежно від типу, розміру та конструктивних особливостей, усі токарно-гвинторізні верстати мають спільні вузли (рис. 8.4). Станина 1 служить для з’єднання усіх (основних) вузлів та частин верстата. На ній встановлюється передня бабка 6, коробка подач 3, задня бабка 11 та супорт з фартухом 10. Передня бабка 6 розташовується на лівій частині станини. Вона має чавунний корпус, всередині якого розташована коробка швидкостей 5 та пустотілий горизонтальний вал (шпиндель). Коробка швидкостей надає обертальність шпинделю та дозволяє змінити частоту та напрям обертання. На правій частині шпинделя встановлено трикулачковий самоцентруючий патрон (планшайба або інший), у якому закріплено заготовку 13, що обробляється. Задня бабка 11 встановлюється на правій частині станини 1 і може переміщуватись по її направляючих. Вона використовується для закріплення ріжучого інструменту для обробки отворів (свердла, зенкера, розгортки й т.ін.) або заднього центру. По направляючих станини 1 переміщується продольний супорт 7 та забезпечує продольну подачу. Поперечний супорт переміщується по направляючих продольного супорта перпендикулярно до осі обертання шпинделя. На ньому змонтований верхній супорт 9 з різцетримачем 8, у якому закріплено різець 12. Переміщення супортів визначається за допомогою лімбів, шо мають вигляд циліндричних барабанів з нанесеними на них позначками. Ціна однієї позначки лімба, тобто величина переміщення супорта при повороті рукоятки ручної подачі на одну позначку, характеризує точність верстата. Коробка подач 3 дозволяє змінити частоту обертання ходового вала чи ходового гвинта, а значить і величину подачі. Фартух 10 перетворює обертальний рух ходового гвинта чи ходового вала у прямолінійний поступовий рух супорта. При нарізанні (різьбі) використовується ходовий гвинт, а в усіх інших видах токарної обробки використовується ходовий вал. Рухи, що виконують інструмент (рух різання) і заготовка (рух подачі) у процесі різання, називаються робочими. Рухом різання для токарного верстата є обертання заготовки. Воно забезпечує зняття стружки і називається головним рухом. Рух подачі забезпечує продольне чи поперечне переміщення ріжучого інструмента відносно заготовки. Швидкість різання на токарному верстаті вимірюється в метрах за хвилину, а подача в міліметрах на 1 оберт шпинделя. Залежно від довжини заготовки вона може встановлюватися на верстаті в центрах, в патроні чи комбінованим способом. Під час оброблення в центрах зацентровану заготовку встановлють у центрах передньої та задньої бабок. Передача обертального моменту здійснюється за допомогою поводкового патрона і хомутика – аналогічне закріплення показано на рис. 8.3, д стосовно круглого шліфування. Обробка із закріпленням заготовки у трикулачковому самоцентруючому патроні застосовується для коротких деталей (l ≤ 4 d). Більшість заготовок обробляються при комбінованому закріпленні – у патроні з піджимом рухомим центром задньої бабки. Точність такої установки нижче, ніж при встановленні в центрах. Різець закріплюється у чотирьохмісному поворотному різцетримачі 8 збоку передньої бабки таким чином, щоб його вершина збігалась з лінією центрів передньої та задньої бабок. Для того, щоб підняти вершину різця до лінії центрів, під його опорну поверхню встановлюють підкладки різної товщини. Оскільки підкладки зменшують жорсткість кріплення різця, їх застосовують не більше трьох. Контроль положення вершини різця по висоті виконують за допомогою підводу різця до вершини центра передньої чи задньої бабки. Різець треба закріплювати з мінімальним вилітом, що забезпечує зручну та безпечну обробку. Завеликий виліт різця збільшує його прогинання, зменшує жорсткість та викликає вібрації під час обточування. Безпечною вважають величину виліту різця меншу за півтори його висоти.
Налагоджування токарного верстата для обробки зовнішньої циліндричної noвepxнi здійснюється наступним чином.
Закріплюють заготовку в центрах (або у трикулачковому самоцентруючомупатроні) та різець у різцетримачі, встановлюють швидкості обертання шпинделя (коробка швидкостей) та подачі (коробка подач). Далі включають обертання шпинделя, підводять різець з обережним дотиком до оброблюваної поверхні та виводять його вправо за оброблювальну поверхню. Зважаючи на попередньо заміряний діаметр заготовки та діаметр на кресленні, встановлюють глибину чорнового різання по лімбу на рукоятці поперечної подачі супорта (різця). Включають подачу та здійснюють чорновий прохід. Зважаючи на останнє положення лімба, виводять різець вправо за межі зони різання. Зупиняють шпиндель, заміряють заготовку, після чого встановлюють по лімбу різець на номінальний розмір з мінімальним допуском, тобто встановлюють по лімбу глибину чистового проходу. Після здійснення чистового проходу відводять різець та зупиняють верстат, заміняють заготовку.
Оброблення наступних заготовок (рис. 8.5) здійснюють, встановлюючи по лімбу різець спочатку на чорновий прохід, а потім – на номінальний розмір i мінімальний допуск (глибину чистового проходу).
Рис. 8.5. Види обробки поверхонь на токарному верстаті:
а, б, в, г, д, е, ж – обточування зовнішньої циліндричної поверхні; з, и – підрізання торців; к – відрізання; л,м – розточування; н,о – обробка фасонних поверхонь;
п,р – нарізання різей; с – накочування рифлів
Такі основні характеристики токарно-гвинторізного верстата.
Дата публикования: 2015-09-18; Прочитано: 1574 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!
