Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Методи обробки поверхонь деталей машин. Основи базування деталей та заготовок - файл 1.doc


Методи обробки поверхонь деталей машин. Основи базування деталей та заготовок
скачать (273.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc274kb.15.12.2011 07:54скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Тема 3. Методи обробки поверхонь деталей машин
Режими різання, верстати та інструменти

Елементами режиму різання є: швидкість різання, подача і глибина різання. Сукупність їх значень прийнято називати режимом різання.

Швидкість різання v – це швидкість розглядуваної точки ріжучої крайки інструменту або заготовки у головному русі. Швидкість різання вимірюють в м/хв. При всіх видах обробки різанням, крім шліфування і полірування – м/с. Якщо головний рух є обертальним, то:

,

де: D – найбільший діаметр заготовки (для точіння) або інструменту (шліфувальний круг, фреза, свердло);

n – частота обертання інструменту чи заготовки, хв-1.

Якщо головний рух є зворотньо-поступальним (при струганні):,

де: L – довжина робочого ходу різця чи заготовки, мм;

n – число подвійних ходів різця чи заготовки в хвилину;

k – коефіцієнт, що характеризує відношення швидкостей робочого та допоміжного ходу: ().

Подача S – це відношення відстані, що проходить розглядувана точка ріжучої крайки або заготовки у напрямку руху подачі до відповідного числа циклів. Цикл – повний оберт, хід або подвійний хід. Подача вимірюється: при точінні, свердлінні, фрезеруванні – мм/об; при струганні, довбанні – мм/хід, мм/ дв.хід; при фрезеруванні – мм/зуб.

Глибина різання t –визначається, як відстань між обробленою поверхнею та поверхнею, що обробляється, виміряної перпендикулярно до останньої. Вимірюють глибину різання в мм. Глибина різання для зовнішніх циліндричних поверхонь визначається за формулою: .

^ Металорізальні верстати – технологічні машини, які призначені для обробки матеріалів різанням. Всі верстати поділяються на технологічні групи в залежності від характеру робіт, що виконуються.

Перша група об’єднує токарні верстати, для яких загальним технологічним методом є точіння.

Друга група складається із свердлильних і розточних верстатів, тобто верстатів призначених для обробки отворів.

Третя група включає шліфувальні, полірувальні, доводочні і заточні верстати, на яких виконується абразивна обробка.

В четверту групу входять комбіновані верстати і верстати, в яких для вилучення матеріалу із заготовки використовується електричний струм або явище, пов’язане з ним (наприклад, електроерозійні, анодно-механічні, ультразвукові і т.п.).

П’ята група включає зубо- і різьбооброблювальні верстати, тобто верстати, на яких здійснюється обробка евольвентних і гвинтових поверхонь.

В шосту групу входять фрезерні верстати, призначені для обробки площин, уступів, пазів і фасонних поверхонь.

Сьома група включає стругальні, довбальні і протяжні верстати.

Восьма група складається із розрізних верстатів, які призначені для розрізування заготовок різним інструментом.

Дев’ята група об’єднує верстати різного призначення, які не увійшли в попередні групи.

Верстати кожної групи в залежності від загальних технологічних ознак і конструкційних особливостей поділяють на дев’ять типів. Від розміру оброблювальної заготовки і типу верстата залежить його маса. За масою верстати поділяють на легкі (масою до 1 т), середні (масою 1-10т), важкі (масою більше 10т) і унікальні (масою більше 100т).

В залежності від типу виробництва верстати проектують та виготовляють універсальними, спеціалізованими і спеціальними. Універсальні верстати призначені для виготовлення широкої номенклатури деталей малими партіями в одиничному та серійному виробництві. Спеціалізовані верстати використовують для виготовлення великих партій деталей одного типу (зубчасті колеса, колінчаті вали, кільця підшипників і т.п.) в серійному і багатосерійному виробництві. Рідко вимагають переналагодження, в більшості випадків мають високий рівень автоматизації. Спеціальні верстати використовують для обробки однієї або декількох заготовок, які мало відрізняються в умовах багатосерійного та масового виробництва. Ці верстати мають найбільшу продуктивність, високий рівень автоматизації, їх конструкція дуже проста.

Для обробки заготовок з різною точністю випускають верстати п’яти класів точності – нормальної (Н), підвищеної (П), високої (В), особливо високої (А) і особливо точні верстати (С). Згідно позначення верстата за прийнятою системою перша цифра вказує групу, друга –тип верстата, наступна за першою або другою цифрою буква означає рівень модернізації, далі йдуть цифри, що характеризують основні розміри робочого простору верстата. Букви, що стоять після цих цифр, вказують на модифікацію даної моделі або на особливі технологічні можливості. Наприклад, верстат 16К20П цифра 1 – означає токарну групу, 6 – токарно-гвинторізний тип, К – вказує на чергову модернізацію базової моделі (відповідно місцю букви в алфавіті), 20 – висота центрів (200мм), П – підвищена точність.

Обробка заготовок на верстатах проводиться за допомогою ріжучого інструменту. Класифікується інструмент за призначенням:

  1. різці – призначені для роботи на токарних (підрізні, відрізні, прохідні, канав очний, фасонний), стругальних (стругальні), довбальних (довбальний), розточних (розточний);

  2. для обробки отворів – свердла (свердління та розсвердлювання), зенкери (для збільшення раніше отриманого отвору), розгортки (для кінцевої обробки отворів);

  3. протяжки, прошивки – для обробки отворів та площин;

  4. різьбонарізний інструмент – різьбові різці, фрези, головки, мітчики, плашки, різьбонакатні ролики;

  5. фрези – для обробки площин, пазів, канавок, обробка по контуру деталі;

  6. для обробки зубчастих і черв’ячних коліс – модульні фрези, черв’ячні фрези, довбачі, зуборізні гребінки, зубостругальні різці, протяжки, конічні фрези, шевер;

  7. для розпилювання – пили (зубчасті, стрічкові, ланцюгові);

  8. комбінований інструмент – поєднує функції двох і більше інструментів (свердло-зенкер, комбіноване свердло, свердло-зенкер-розгортка);

  9. абразивний інструмент – диски, круги, чашки, сфери, головки, бруски, стрічки, пасти;

  10. ручний ріжучий інструмент – напилок.


Обробка зовнішніх поверхонь тіл обертання
Попередня обробка валів

Вали виготовляють з прокату, поковок, штампованих заготовок і виливків. За формою вали поділяються: гладкі, східчасті, ексцентричні, колінчасті. За розмірами – дрібні (довжиною 150-200мм), середні (довжиною до 1000мм), великі (довжиною більш 1000мм). Перед механічною обробкою вали піддаються виправленню на спеціальних правильних верстатах і розрізанню. Технологічними базами переважної більшості валів є центрові отвори. Вони повинні мати достатні розміри, кут конусності повинен точно збігатися з кутом конусності центрів верстата (переважно 600, іноді при обробці великих важких заготовок 75-900). З торця вала передбачається спеціальна фаска під кутом 1200.

Центрування здійснюється на вертикально-свердлильних, горизонтально-розточувальних, токарних і револьверних верстатах, а в серійному та масовому виробництвах – на фрезерно-центрувальних верстатах. Торцеві поверхні валу спочатку фрезеруються, а потім заготовка переміщається на другу позицію і свердляться центрувальні отвори спеціальними комбінованими центрувальними свердлами.

Заготовка базується в самоцентрувальних призмах, повздовжнє переміщення обмежується упором.
Точіння

Деталі, що мають форму тіл обертання, можна розділити на вали, втулки і диски. Точіння здійснюється на токарно-гвинторізних, гідро копіювальних, токарно-револьверних, багаторізцевих, токарно-карусельних, одношпиндельних і багатошпиндельних токарних напівавтоматах і автоматах.

Заготовки встановлюють у центрах верстата чи в патронах різних типів: трикулачкових, самоцентруючих, цангових і ін. При чорновому точінні точність обробки досягається 14-го квалітета і шорсткості Rz = 40 мкм. Чистове точіння забезпечує точність обробки 7-8-го квалітета і шорсткістю Rа = 1,25 мкм. При обробці довгих, маложорстких валів застосовуються нерухомі і рухомі люнети.

-29-
У масовому і багатосерійному виробництвах обробка валів здійснюється на багато різцевих верстатах, що мають два супорти – передній та задній. Передній супорт, що має повздовжній рух, служить для точіння. Задній супорт, що виконує поперечний рух, призначений для підрізання торців, прорізання канавок. Різці налагоджуються так, щоб обробка всіх ділянок закінчувалася одночасно. Багаторізцева обробка застосовується на попередніх операціях. Чистове обточування здійснюється на гідрокопіювальних верстатах (1708, 1Б732), що мають два супорти, розташовані у вертикальній площині. Обточування за копіром здійснюється різцем, розташованим у верхньому супорті. Підрізування торців здійснюється різцями, розташованими в нижньому супорті. В одиничному і малосерійному виробництвах вали обробляють на верстатах із програмним керуванням.
^ Оздоблювальна обробка

До оздоблювальних методів обробки належить тонке (алмазне) точіння, шліфування, притирання, суперфінішування, полірування, алмазне вигладжування та обкочування роликами і кульками.
Шліфування

Шліфування є основним і найбільш розповсюдженим методом обробки зовнішніх циліндричних поверхонь. Тонке шліфування здійснюється м’якими дрібнозернистими абразивними інструментами на круглошліфувальних, безцентрово-шліфувальних і стрічкошліфувальних верстатах. Процес шліфування здійснюється з повздовжньою подачею і методом врізання. У першому випадку заготовка здійснює зворотно-поступальне повздовжнє переміщення, а наприкінці кожного ходу здійснюється поперечна подача.

Другий спосіб полягає в тому, що шліфувальному кругу надається тільки поперечна подача. При шліфуванні на безцентрово-шліфувальному верстаті заготовка встановлюється між двома кругами на спеціальний підтримуючий ніж, виготовлений із стійкого проти спрацювання матеріалу. Завдяки скосу, спрямованому вбік ведучого круга, деталь притискається до нього, що сприяє передачі обертового моменту деталі.
Хонінгування

Хонінгування валів виконують на спеціальних верстатах, оснащених пристроями із двома півкільцями. На внутрішній стороні півкілець закріплені шліфувальні бруски. Оброблювальна деталь, охоплювана двома півкільцями, одержує обертальний і поступальний рух. Після 2-3-х хвилин хонінгування верстат автоматично відключається і деталь звільняється.

Суперфінішування

-30-
Суперфінішування схоже на хонінгування, тому що тут як обробний інструмент також застосовують дрібнозернисті абразивні бруски. Відмінність суперфінішування від хонінгування полягає в тому, що при суперфінішуванні поряд з обертовим і поступальним поздовжніми рухами заготовка має ще коливальний рух, який вважається головним робочим рухом. Як мастильну рідину використовують суміш олії з гасом у співвідношенні 1:10. Мастильна рідина повинна бути дуже чистою, тому що наявність дрібних металевих чи абразивних часточок може викликати появу рисок на поверхні. На початку процесу мікронерівності на поверхні розривають масляну плівку. Виступаючі гребінці мікронерівностей зрізуються абразивними брусками. В міру зрізання гребінців мікронерівності згладжуються, і після того, як масляна плівка є суцільною і не буде мати розривів від виступаючих зерен, процес різання припиняється. Суперфінішуванню передує операція шліфування або тонкого точіння. Суперфінішування не виправляє дефекти форми і розмірів, які отримані від попередніх операцій.
Притирання

Притирання – оздоблювальна операція, що виконується інструментами-притирками. Притирки виготовляються з чавуну, бронзи і на їхню поверхню наноситься абразивна суспензія (мікропорошок з машинною олією). Відносне переміщення деталі і притирки повинне забезпечувати рух зерен за новими, не повторюваними траєкторіями. Для забезпечення цих умов оброблювальна деталь одержує обертання від шпинделя верстату, зворотно-поступальне повздовжнє переміщення здійснюється вручну. Як абразив застосовують окис хрому (Cr2O3), окис заліза (Fe2O3). Для доводочних робіт часто використовують пасти ГОІ (за іменем автора – Державного оптичного інституту). Пасти ГОІ поділяються на грубі (40мкм), середні (16мкм), і тонкі (7мкм). Цифри вказують товщину знятого шару із сталевої загартованої плитки при 100 обернено-поступальних рухах притирання. Здійснюють притирання зовнішніх циліндричних поверхонь на токарних верстатах з використанням спеціальних пристроїв.
Методи обробки отворів, зубчастих коліс та нарізання різей

Види отворів і методи їхньої обробки

У деталях машин отвори бувають циліндричні, східчасті, конічні, фасонні. Отвори можуть бути відкрити з двох сторін чи з однієї сторони (глухі). Їх обробляють лезвійними та абразивними інструментами, фізико-хімічними методами. Лезвійним інструментом отвори можна свердлити, зенкерувати, розгортати, розточувати, протягувати. Абразивним інструментом – шліфувати, хонінгувати, полірувати, притирати.

При обробці отворів у важкооброблюваних матеріалах (тверді сплави, скло, кераміка та ін.), а також при одержанні отворів малих діаметрів застосовують такі фізико-хімічні методи обробки: ультразвуковий, світлопроменевий, електронно-променевий, електроерозійний, електрохімічний.

Обробка отворів без зняття стружки виконується шляхом поверхнево-пластичного деформування з застосуванням операцій: алмазне вигладжування, розкочування кульками чи роликами, прошивка дорном чи калібрувальними кульками. Отвори в деталях з листового матеріалу найчастіше пробивають у вирубних штампах.
^ Обробка отворів лезвійним інструментом.

Свердління – розповсюджений спосіб обробки глухих і наскрізних отворів у суцільному матеріалі з точністю до 12-13 квалітету і Rz=10÷30 мкм. Отвори діаметром більше 30мм свердлять за два переходи, спочатку свердлом меншого розміру, потім – необхідного діаметру. Розрізняють два методи свердління: з обертовим свердлом (на цьому принципі працюють свердлильні і розточувальні верстати) і з обертанням деталі (токарно-револьверні верстати). Для зменшення відведення свердла роблять попереднє засвердлювання (центрування) коротким твердим свердлом. Центрування здійснюють на токарно-револьверних верстатах і автоматах, а також на свердлильних і розточувальних верстатах з направляючими втулками. Необхідна точність взаємного розташування отворів забезпечується за допомогою кондукторів.

Зенкерування застосовують для обробки попередньо отриманого отвору литтям, прошиванням чи свердлінням. Для обробки фасок в отворах циліндричних і торцевих поверхонь під головки заклепок, гвинтів, болтів і гайок застосовують зенкери. Зенкери, залежно від їхнього призначення, поділяються на спіральні, циліндричні, конічні. Спіральні зенкери застосовують для обробки наскрізних циліндричних отворів. Зенкери Ø12÷35 мм виготовляють суцільними з конічним хвостовиком і з трьома ріжучими зубами, а Ø25÷30 мм – насадними з чотирма або шістьма ріжучими зубами. Насадні зенкери Ø60÷175 мм виконують зі сталевими рифленими ножами з пластинами з твердих сплавів. Для забезпечення заданої точності та усунення відведення осі інструмента застосовують кондуктори. Припуск для зенкерування приблизно дорівнює 0,1 від діаметру отвору. Грубе зенкерування отворів після лиття забезпечує 13-й квалітет точності, а після свердління чи чорнового розточування 11-12-й квалітет, Ra=10÷25мкм.

Розгортування – основний спосіб обробки отворів у матеріалі з твердістю HRC≤40, 5-6-го квалітет точності, Ra=2,5÷0,15мкм. Інструмент – розгортка відрізняється від зенкера великим числом зубів і менших кутів у плані. Необхідною умовою досягнення високої точності обробки при розгортанні є рівномірність припуску, що знімається, і строгий збіг осі розгортання з віссю оброблювального отвору. Розгортки направляються кондукторними втулками.

-32-
Розточування – здійснюється на токарних, розточувальних, агрегатних і спеціальних верстатах при обертанні деталі (токарні верстати) чи обертанні розточувальної борштанги (горизонтальні, вертикальні, координатні, агрегатні і багатошпиндельні верстати). У серійному виробництві отвори розточують різцями, розточувальними блоками і головками.

Протягування – це процес обробки циліндричних, шліцьових і квадратних отворів Ø10÷300 мм з точністю 5-6-го квалітету і Ra=0,15÷0,08мкм. Довжина протягування отвору не перевищує триразової величини його діаметру. Перед протягуванням отвір обробляється свердлінням, зенкеруванням або розточуванням. Отвори протягуються на горизонтальних і вертикально-протяжних верстатах. Припуски при протягуванні складають 0,5-1,5 мм на діаметр.
^ Обробка отворів абразивним інструментом.

Шліфування отворів: циліндричних, конічних, наскрізних і глухих отворів у деталях, виготовлених зі сталей, чавунів, жароміцних сплавів, забезпечує точність 5-6-го квалітету і Ra=1,25÷0,15 мкм. На шліфувальних верстатах обробку здійснюють:

  • при обертанні деталі, закріпленій у патроні;

  • при нерухомій деталі на верстатах із планетарним рухом шпинделя;

  • при обертові незакріпленої деталі на безцентрово-шліфувуальних верстатах.

Найбільш розповсюджений перший спосіб обробки з повздовжньою чи поперечною подачею.

Діаметр шліфувального круга приймають рівним 0,8-0,9 діаметра отвору.

Хонінгування отворів застосовується для обробки попередньорозгорнутих, розточених чи шліфованих наскрізних і глухих циліндричних отворів. Обробка здійснюється хоном – інструментом, що має абразивні чи алмазні бруски. Хон робить одночасно обертальний і обертально-поступальний рухи. Бруски в процесі обробки розсовуються (радіальна подача). Здійснюється це механічним, гідравлічним чи пневматичним пристроями. Хонінгувальні бруски виготовляють із електрокорунду, карбіду кремнію, ельбору, алмаза. Процес здійснюється із МОР, що виконує змащувальну, охолоджуючу і вимиваючу дії. При обробці чавуну використовують гас, а для сталі – суміш із веретенної олії та гасу (25:75%). Хонінгування проводять на горизонтальних і вертикальних одно- і багатошпиндельних верстатах. Хонінгування усуває овальність, конусність, бочкоподібність та інші похибки форми, забезпечуючи точність 5-6-го квалітету і Ra=0,32÷0,04 мкм.

Притирання (доведення) отворів – оздоблювальна абразивна обробка, що забезпечує шорсткість поверхні Ra=0,16÷0,01мкм і точність розмірів 5-го квалітету. Інструментом служить притирка, що представляє собою розрізну втулку, на зовнішній поверхні якої наносяться перехресні пази, а внутрішня поверхня має конус. Притирки виготовляються із чавуну, сталі, латуні, міді та інших матеріалів, але більш м’яких, ніж матеріал оброблювальної деталі. На поверхню притирки наносять пасту чи суспензію на основі електрокорунду, карбіду кремнію. Як єднальний матеріал в пастах застосовують стеарин, парафін, вазелін. Притирка здійснює обертові і зворотно-поступальні руху з питомим тиском 0,2-0,5мПА.
^ Методи обробки різей

Різьбові поверхні за своїм призначенням поділяються на кріпильні і ходові. До кріпильних різьб відносяться метричні (нормальні, тугі, щільні), трубні, дюймові, упорні (пилкоподібні) і спеціальні. Ходові різі прямокутного, трапецієподібного і напівкруглого профілю застосовуються в ходових гвинтах, у верстатних, складальних і контрольно-вимірювальних пристроях. Вони служать для перетворення обертового руху в поступальний. В залежності від розмірів, класу точності й обсягу виробництва нарізування різьб здійснюється на токарних, токарно-револьверних, свердлильних, різьбофрезерних, різьбошліфувальних і різенакатних верстатах. Зовнішні різьби нарізають різьбонарізними різцями, гребінками, плашками, фрезами, різьбовими головками, профільованими шліфувальними кругами, різенакатними роликами і плашками. Внутрішні різьби нарізають мітчиками, різцями, фрезами.

Нарізування різьб різцями є малопродуктивним методом обробки, тому що формування повного профілю відбувається за кілька проходів. Для скорочення машинного часу використовують різьбові гребінки, що дозволяють скоротити число проходів до одного. Гребінки за конструкцією поділяються на плоскі, призматичні і круглі. Для попередньої обробки великогабаритні різьби найбільш доцільно нарізати вихровим методом. За кожен оборот різцевої головки різець стикається з деталлю, зрізуючи по дузі невеликий шар. Різцева головка розташована ексцентрично стосовно осі обертання оброблювальної деталі і повернена на величину кута підйому гвинтової лінії різьби. У різцевій головці можуть закріплюватися один, два чи чотири різці. За кожен оборот деталі при переміщенні обертової головки вздовж осі деталі на величину кроку різьби на деталі буде сформований один виток різьби.

Мітчиками, плашками і нарізними головками нарізуються різьби невеликого діаметру. В залежності від способу нарізання мітчики поділяються на машинні, які застосовуються для нарізання різьб на верстатах, і слюсарні, які застосовуються при ручному нарізанні різьб. Нарізання різьб машинними мітчиками виконується на свердлильних, револьверних і токарно-револьверних автоматах, які мають зворотний хід для вигвинчування інструменту. Робоча частина мітчика складається із забірної і калібруючої частин. Машинними мітчиками різьби нарізають за один прохід. Мітчики кріпляться на шпинделі верстату в патроні.

Зовнішні різі нарізають плашками або різьбонарізними головками. Плашка являє собою розрізне кільце з внутрішньою різьбовою поверхнею. При нагвинчуванні її на циліндричну поверхню відбувається нарізування різьби. Цей метод нарізання різьб малопродуктивний, тому що вимагає додаткового часу для згвинчування при зворотному ході інструмента.

Для фрезерування різьб застосовують дискові і гребінчасті фрези. Дискові фрези використовують при нарізанні довгих різьб з великим кроком. Профіль дискової фрези відповідає профілю різьби, яка нарізається. При цьому обертання фрези є робочим рухом різання, а обертання деталі – рухом кругової подачі. Фрезерування різьби гребінчастою фрезою застосовується для одержання коротких різьб. Гребінчаста фреза являє собою набір дискових фрез. Цикл нарізання різьби дорівнює 1,25 обороту деталі. При нарізанні різі фреза встановлюється на супорті різьбофрезерного верстату паралельно осі деталі. Різьба одержує обертальний рух різання і повздовжню подачу. Деталь закріплюється в патроні верстату і одержує повільний обертальний рух подачі. За повний оберт деталі фреза переміщується на величину кроку різі. Продуктивність цього методу в багато разів вища, ніж нарізання різьби різцем, і забезпечує стабільну якість поверхні і точність обробки.

Накочування різьб відбувається без зняття стружки шляхом видавлювання. Процес супроводжується великими зусиллями, під дією яких відбувається пластична деформація й ущільнення матеріалу заготовки. Чим вища пластичність оброблювального матеріалу, тим вища якість накочування різьби. Накочування різьби здійснюється: плоскими накатними плашками, накатними роликами і сегментами. Плашка має низьку стійкість інструменту, виключає можливість накочування різьб на пустотілих деталях (втулках), діаметр обробки 3÷24 мм. Найбільше поширений метод накочування різі круглими обертовими роликами (діапазон розмірів різьб 5÷60мм).

Шліфування різі застосовують при виготовлені загартованих виробів з точним різьбленням. Шліфування різі здійснюється однонитковими чи багатонитковими абразивними кругами. Шліфування здійснюється методом врізання на повну глибину профілю при наявності повільного обертання заготовки. Для нарізання довгих різьб застосовують багатониткове шліфування з повздовжньою подачею.
^ Методи обробки зубів зубчастих коліс

Найбільш розповсюдженими методами нарізання зубчастих вінців є фрезерування і зубодовбання. При обробці на зубодовбальних верстатах виходить більшправильний профіль евольвенти, ніж при зубофрезеруванні. Тому метод зубодовбання застосовується для чистового нарізання зубів, а метод зубофрезерування двох- чи тризахідними фрезами – для чорнового нарізування. На зубофрезерних верстатах можна нарізати зубчасті вінці шестерень із прямими і косими зубами, черв’ячні зубчасті колеса, черв’яки, шліцові валики, ланцюгові колеса.

Зубці коліс можна нарізати методом копіювання і методом обкочування. У першому випадку застосовують як інструмент – пальцеві або дискові фрези з зубами, що мають форму профілю западини колеса. Нарізування проводять на фрезерних верстатах із використанням ділильних пристроїв (головок). Другий метод проводиться на зубодовбальних чи зубофрезерних верстатах, він є більш точним і продуктивним. Зубодовбальні верстати (5А12, 5А14) забезпечують 7-8-ий ступінь точності, інструмент для обробки – довбач. Зубофрезерування зовнішніх зубчастих коліс із прямими і косими зубами, а також черв’ячних коліс виконується на зубофрезерних верстатах (5Д32, 5Е32). Ріжучий інструмент – червячна фреза з прямолінійними ріжучими зубами, розміщеними під кутом зачеплення. Фрези бувають однозахідні і багатозахідні.

Накочування циліндричних зубчастих коліс у 15-20 разів має вищу продуктивність порівняно із зубофрезеруванням. Зуби з модулем до 1 мм накочуються в холодному стані, а більш 1 мм – у гарячому. У холодному стані дрібномодульні зубчасті колеса можна накочувати на токарних верстатах з повздовжньою подачею. Ступінь точності коліс, що накочується, приблизно 8-ий. При накочуванні зубчастих вінців з нагріванням застосовуються спеціальні стенди. Ступінь точності зубчастих коліс після накатки з нагріванням відповідає 9-му ступеню.

Для нарізування конічних зубчастих коліс 7-8-го ступеня точності застосовуються спеціальні зуборізні верстати. Зубостругальні верстати працюють за методом обкочування.

Для обробки черв’яків з архімедовою спіраллю використовують спосіб нарізання різцем на токарно-гвинторізному верстаті. Даний метод забезпечує задану точність, але має малу продуктивність. У серійному виробництві витки черв’яків обробляють дисковими фрезами на спеціальних різьбонарізних верстатах. Підвищення точності зубчастих коліс сприяє зменшенню шуму, досягається це застосуванням раціональних способів чистової обробки зубів і спеціальних високоміцних сталей. Кінцева обробка шестерень залежить від їхньої форми, твердості матеріалу і необхідної точності. Для обробки зубів на машинобудівних заводах застосовують: обкочування, шевінгування, шліфування і притирання.
^ Тема 4. Основи базування деталей та заготовок
Поняття про базу й базування

База – це поверхня або сполучення поверхонь, вісь, які належать заготовці або виробу і використовуються для базування.

Базування – надання заготовці або виробу потрібного положення відносно вибраної системи координат:

при складанні – надання деталі потрібного положення у виробі відносно інших, раніше встановлених деталей або виробів.

при механічній обробці – надання заготовці потрібного положення на верстаті відносно траєкторії оброблювального інструменту.

при вимірюванні – надання заготовці або деталі потрібного положення відносно вимірювального інструменту.
^

Базами можуть служити поверхні:




Рисунок 5. Рисунок 6.

Сукупність поверхонь



Рисунок 7. Рисунок 8.

Лінія, вісь Коло




Рисунок 9. Рисунок 10.



Рисунок 11.


Особливі положення теорії базування

В основу теорії покладено розділ теоретичної механіки про визначення положення твердого тіла в просторі.

Теоретична механіка розглядає два стани тіла – спокою і руху. Поняття ці відомі і мають сенс лише тоді, коли вказується система відрахунку.

Якщо положення тіла відносно системи відрахунку протягом часу не змінюється, тіло перебуває в стані спокою, якщо змінюється – в стані руху.

Потрібні положення, або рух тіла відносно системи відрахунку додається накладанням на нього геометричних або кінематичних зв’язків.

Зв’язками називаються умови, які накладаються або на положення, або на швидкості точок тіла. В першому випадку зв’язки називають геометричними, в другому – кінематичними.

Якщо на тіло накладені геометричні зв’язки, то завдяки їм деякі переміщення тіла виявляються неможливими. Можливими переміщеннями тіла називають елементарні переміщення, які можна здійснити без порушення накладених на тіло зв’язків. Число таких можливих переміщень називають числом ступенів вільності даного тіла.

Якщо тверде тіло може одержувати будь-яке переміщення в просторі, то таке тіло називається вільним. Таке тіло має 6 ступенів вільності: три переміщення вздовж координатних осей і три повороту навколо цих осей.

Таким чином, щоб зробити тіло нерухомим, потрібно позбавити тіло 6 ступенів вільності, а для цього накласти на нього 6 зв’язків.

За реальних умов зв’язки практично здійснюються за допомогою матеріальних тіл. Реалізація двосторонніх геометричних зв’язків досягається стиканням поверхонь тіла з поверхнями іншого тіла, до якого воно приєднується, і прикладанням сил і пар сил для забезпечення контакту між ними.

Реальні тіла – деталі обмежені криволінійними поверхнями, тому можуть контактувати лише на окремих елементарних площадках, які умовно вважаються точками контакту.



Рисунок 12. Реальний контакт поверхонь деталей


Працюючи з кресленнями, маємо справу з ідеалізацією форми поверхонь, тому вважається, що здійснення необхідних зв’язків досягається контактом деталей по поверхням, а наявність реальних зв’язків символізується опорними точками, які мають теоретичний характер.

Схема розміщення опорних точок на базах заготовки або виробу називається теоретичною схемою базування. Опорні точки нумеруються, починаючи з бази, на якій розташовується їх найбільша кількість. Номер точки проставляється праворуч від умовного знака.

Якщо в якійсь проекції одна опорна точка накладається на іншу, то зображується одна точка і біля неї проставляються номери суміщених точок. Опорні точки зображають умовними знаками:



а - вид збоку, зверху, знизу б - вид спереди, заду
Рисунок 13.

Базування тіл різної форми

1. Базування призматичного тіла:

Рисунок 14.
Для визначення положення призматичного тіла відносно системи координат OXYZ необхідно зв’язати його нижню поверхню А трьома жорсткими двохсторонніми утримуючими зв’язками з площиною XOY прямокутної системи координат.

Поверхня А, позбавляє 3-х ступенів вільності (переміщення вздовж Z і обертання навколо X і Y), називається установчою базою.

Поверхня Б, позбавляє двох ступенів вільності (переміщення навколо X і обертання навколо Z), називається направляючою базою.

Поверхня С, позбавляє одного ступеня вільності (переміщення вздовж Y), називається опорною базою.

Сукупність трьох баз, що утворює систему координат заготовки (або виробу), складає комплект баз.

Реалізація розглянутої теоретичної схеми базування здійснюється встановленням заготовки на установчі елементи пристрою.

Установчі елементи можуть бути виконані у вигляді штирів постійних, регульованих, або пластин.

Невідривний контакт баз з установочними елементами пристроїв забезпечується прикладанням сил затискання.
2. Базування циліндричних тіл:

Рисунок 15.

Поверхня А, яка позбавляє 4-х степенів вільності (переміщення і обертання навколо двох осей), називається подвійна направляюча база.

Поверхня Б, яка позбавляє тіло одного степеня вільності (обертання навколо одної з осей), називається опорною базою.

Поверхня С – позбавляє одного степеня вільності (переміщення вздовж Х), також опорна база.

Реалізація теоретичної схеми базування найчастіше здійснюється за допомогою призми.

Призма – установчий елемент з робочою поверхнею у вигляді паза, створеного двома площинами, нахиленими одна до одної під кутом α. Призми для встановлення коротких заготовок стандартизовані.


Рисунок 16.

3. Базування диска.

Диск – циліндрична деталь, у якої довжина циліндричної поверхні менша діаметра. В зв’язку з цим можливості орієнтування деталі у циліндричної поверхні значно обмежені порівняно з циліндром, зате у торцевої поверхні такі можливості зростають.

Поверхня А – установочна база (3 степені вільності).

Поверхня Б – подвійна опорна база (2 степені вільності).

Поверхня В – опорна база (1 степінь, обертання навколо Z).

Рисунок 17.
Правило 6-ти точок

Для забезпечення нерухомості заготовки або виробу у вибраній системі координат на них необхідно накласти 6 двосторонніх геометричних зв’язків, для створення яких необхідний комплект баз, які несуть 6 опорних точок. Ця умова отримала назву правило 6-ти точок.

При цьому мають на увазі жорсткі двосторонні зв’язки, виключаючи можливість будь-якого переміщення тіла вздовж цих зв’язків.

При реалізації ж теоретичної схеми базування двохсторонні зв’язки перетворюються в опорні точки і тим самим в односторонні зв’язки. Це означає, що досягнуте правильне положення деталі може зміститись під дією сил і моментів сил різання або складання. Для збереження одержаного при базуванні правильного положення деталі необхідно забезпечити неперервність контакту сполучених поверхонь деталей для двохстороннього зв’язку.

Т

-42-
ому при реалізації теоретичної схеми базування не можна обмежуватись тільки створенням необхідних 6-ти опорних точок, а необхідно ще забезпечувати щільне і неперервне стикання відповідних поверхонь деталі (опорних точок) за допомогою силового затискання.

Якщо відповідно до службового призначення виріб повинен мати визначене число ступенів вільності, то відповідне число зв’язків знімається і замінюється кінематичними зв’язками.

Наприклад, шпинделі верстатів повинні бути позбавлені 5-ти ступенів вільності, при збереженні можливості обертання навколо своєї осі.

Полозки супорта верстата повинні зберігати один ступінь вільності, що дозволяє здійснювати їх переміщення по направляючих.
Розробка теоретичної схеми базування

Теоретична схема базування розробляється, виходячи з того, що технологічною базою за кожною з координат повинна бути вимірювальна база.

Приклад 1:




Рисунок 18.
При обробці вибірки у деталі, зображеної на рис. 18, базами повинні бути: по координаті х – поверхня 1, по y – 2, по z – 3, оскільки з ними оброблювана поверхня зв’язана розмірами.

Кількість ступенів вільності визначається службовим призначенням.

Приклад 2. Розробити теоретичну схему базування бруса при обробці отвору D (рис. 19).

Поверхні 1, 2, 3 є вимірювальні бази по координатах x, y, z. Оскільки отвір D повинен бути  до поверхні А (3) – то вона є установочна база. У зв’язку з тим, що точність відстані отвору від поверхні 1 точніша, ніж від 2, то поверхня 1 – направляюча, а поверхня 2 – опорна база.

Рисунок 19.

Класифікація баз

Бази відрізняються за призначенням, позбавленням ступенів вільності та характером проявлення.

^ Конструкторська база – база деталі або складальної одиниці, відносно яких визначають на кресленнях розрахункове положення інших деталей або складальних одиниць, або інших поверхонь і геометричних елементів даної деталі.

Дуже часто за конструкторську базу використовують: осьові лінії бісектриси кутів, осі симетрії, ділильне коло зубчатого вінця та інше, що зручно для оформлення креслень і розмірних розрахунків конструкції.

Конструкторська база може бути основною та допоміжною.

^ Основна база – це конструкторська база, що належить даній деталі або складальній одиниці і використовується для визначення її положення у виробі.

Допоміжна база – це кконструкторська база, що належить даній деталі або складальній одиниці і використовується для визначення положення приєднуваних до них виробів.

^ Технологічна база – база, що використовується для визначення положення заготовки або виробу в процесі виготовлення або ремонту.

Якщо технологічною базою є необроблена поверхня – то така база називається чорновою, а якщо базою є оброблена поверхня – то чистовою.

^ Вимірювальна база – це база деталі або складальної одиниці, від якої виконується відлік виконуваних розмірів при обробці або складанні виробу чи перевірка відносного розташування поверхонь деталі чи елементів виробу.

Вимірювальна база на кресленні зв’язана з контрольними поверхнями деталі безпосередніми розмірами або певними умовами.

Вимірювальна база збігається з конструкторською базою. Якщо вимірювальна база являє собою матеріальну поверхню, то вимірювання виконують звичайними прямими методами виміру. Якщо вимірювальна база – уявний елемент, то вона матеріалізується за допомогою допоміжних деталей (штирів, пальців, валиків тощо), оптичних установок та інших пристроїв.

Явна база – база у вигляді реальної поверхні, риски розмітки або точки пересічення рисок.

^ Прихована база – база у вигляді уявної площини, осі або точки.

Найменування баз може бути повним і скороченим.

Наприклад:

Повне: основна установочна явна база, технологічна направляюча прихована база, вимірювальна опорна явна база.

Коротке: основна база, технологічна направляюча база, вимірювальна явна база.


Таблиця 3. Число ступенів вільності, що відбираються у деталі залежно від виду і розміру поверхні бази

Вид поверхні бази

Розміри бази

Число ступенів вільності, що

відбираються

Площина

Велика

Вузька

Точкова

3

2

1

Циліндрична зовнішня (внутрішня)

Довга

Коротка

4

2

Конічна зовнішня (внутрішня)

Довга

Коротка

5

3


Зміна баз

Під зміною баз розуміють заміну одних поверхонь деталей, заготовок, або складальних одиниць машини, які використовуються як бази. Розрізняють організовану і неорганізовану зміну баз. Під організованою зміною розуміють зміну, якою керують. Неорганізована зміна баз відбувається випадково, або без управління цим явищем (наприклад, при закріпленні заготовки на столі верстата або у пристрої).

Причинами такої заміни є похибки геометричної форми заготовки (Рис.20, а), неправильне розміщення і похибки установочних елементів (Рис.20, б), неправильне прикладання і послідовність прикладання сил затискання (Рис.20, в), недостатня кваліфікація працюючого (Рис. 20, г).



а б


в г
Рисунок 20.


Необхідність в організованій зміні однієї або декількох баз виникає в таких випадках:

  1. Неможливість обробки всіх поверхонь деталі з одного установа.

  2. Конфігурація деталі потребує переходу на інші бази.

  3. Неможливість виконання вимірювальної бази, як технологічної, або коли для цього потрібні складні незручні пристрої.

  4. Коли виникає можливість досягти потрібної точності більш простим, зручним і економічним шляхом.

Однак, слід пам’ятати, що будь-який перехід з одних баз на інші збільшує накопичення похибок відносного розташування поверхонь, тому кожна заміна завжди зв’язана з заміною однієї ланки розмірного ланцюга двома новими, тобто збільшенням кількості ланок.

При необхідності технологічні бази можуть бути замінені організовано іншими з обов’язковим виконанням наступних дій:

  1. Встановити розмірні зв’язки між поверхнями попередньої і нової бази.

  2. Встановити розмірні зв’язки між поверхнею і новою вибраною технологічною базою.

  3. Виявити технологічні розмірні ланцюги в тих координатних площинах, в яких відбувається зміна баз.

  4. Виконати необхідні розрахунки виявлених технологічних ланцюгів.


Визначеність і невизначеність базування

Під визначеністю базування розуміють незмінність положення деталі у вибраній системі координат під час роботи в машині, у процесі виготовлення або вимірювання.

Визначеність базування забезпечується прикладанням до деталі сил, що створюють силове затискання. Сили і моменти, що створюють силове затискання і забезпечують неперервність контакту, повинні бути більше сил і їх моментів, що спрямовані на порушення цього контакту в процесі роботи деталі в машині або в процесі її обробки. Без дотримання цієї умови неможливе виконання деталлю службового призначення і виключено досягнення потрібної точності деталі в порцесі її обробки. Для забезпечення визначеностібазування необхідно ретельно відпрацювати допуски з’єднань при конструюванні, а при виготовленні правильно базувати і закріплювати заготовку.

^ Під невизначеністю базування деталі розуміється одинична або багаторазова зміна потрібного положення деталі відносно вибраної системи координат. Невизначеність базування завжди породжує додаткову похибку відносного положення або руху деталі. З цим доводиться рахуватись у випадку рухомих з’єднань деталей, коли деталі для виконання службового призначення в машині залишається один або декілька ступенів вільності. Невизначеність базування заготовки при обробці впливає на точність розташування оброблених поверхонь відносно технологічних баз.
^ Правила при виборі чорнових баз

  1. Для деталей, що мають необроблювані поверхні, чорновими базами слід вибирати поверхні, які в готовій деталі залишаються необробленими, а якщо їх кілька – таку з них, яка найбільш точно розташована відносно оброблених поверхонь (тобто зв’язана безпосереднім розміром або умовою: паралельність, співвісність і інше).

  2. Якщо з причин експлуатаційного, технологічного характеру, або з метою економії матеріалу з якої-небудь поверхні потрібно зняти рівномірний припуск, то саме цю поверхню слід вибирати як чорнову базу на першій операції.

  3. Чорнові бази повинні бути по можливості рівними та чистими, на них не повинно бути ліній розняття, задирів, мітників, штампувальних і ливарних уклонів. При порушенні цього правила буде спостерігатися невизначеність базування заготовок.

  4. Чорнові бази після виконання першої операції повинні бути замінені чистовими базами.

Повторне встановлення заготовки на чорнові бази, як правило недопустиме, оскільки необроблені поверхні мають грубий рельєф, значні відхилення від правильної геометричної форми, внаслідок чого не може бути забезпечена визначеність базування.

Основне призначення чорнових баз – це забезпечення правильного базування заготовки при виконанні першої операції механічної обробки, метою якої є створення чистових баз.

Як виняток може бути допущене порушення правила 4 у таких випадках:

  1. Вихідна заготовка одержана такими методами як лиття або штамповка з наступним чеканенням.

  2. Обробка не вимагає високої точності.

  3. Повторне встановлення реалізується в тому самому або однотипному пристрою при однаковому розташуванні його установочних елементів, що забезпечують контакт з базами в тих самих точках, що і при першому встановленні.


Правила при виборі чистових баз

У першу чергу слід вибрати технологічні бази для досягнення потрібної точності відносних поворотів поверхонь деталей, а потім – для досягнення точності розмірів, які зв’язують поверхні.

1. Як технологічну базу слід використовувати конструкторську або вимірювальну бази.

Виходячи з цього правила, базами повинні бути вибрані ті поверхні, осі, точки, від яких безпосередньо дається на кресленні розмір (умова), що визначає положення даної оброблюваної поверхні (вимірювальні бази).

При цьому необхідні відповідно до креслення розміри одержуються безпосередньо, що дозволяє повністю використовувати встановлені конструктором допуски при виконанні даних розмірів.

^ Наведене правило одержало назву принципу суміщення баз, оскільки рекомендується суміщати вимірювальну (конструкторську) базу з технологічною. Принцип справедливий і для чорнових баз.

Несуміщення баз допускається у виняткових випадках, як правило, коли вимірювальна база не може бути використана як технологічна.

Коли з будь-яких причин неможливо встановити заготовку (деталь) на вимірювальну базу, як технологічну базу можна прийняти будь яку іншу поверхню, але з обов’язковою умовою, щоб похибка базування була при цьому менше допуску, що визначає на кресленні положення оброблюваної поверхні як мінімум на величину похибки методу обробки:



2. Бази слід вибирати так, щоб забезпечити найменші деформації заготовок від сил різання й закріплення.

Для виконання цього правила бази повинні мати достатню протяжність і бути розташованими якнайближче до оброблюваних поверхонь. Необхідно домогтись, щоб сили різання і затискання спричинювали виникнення в матеріалі оброблюваної деталі тільки напруги затискання, для чого силам протиставити реакції опор.

3. Усі або більшість операцій обробки виконувати від одних і тих самих баз.

Це підвищує точність відносного розташування оброблених поверхонь, сприяє уніфікації установочних і силових елементів пристосувань, що у свою чергу спрощує виготовлення і експлуатацію пристосувань. Це правило дістало назву принципу сталості баз. Принцип постійності баз полягає в тому, що при розробці технологічного процесу необхідно прямувати до використання однієї і тієї ж технологічної бази, не допускаючи без особливої необхідності зміни технологічних баз (не рахувати зміни чорнової бази).

Намагання здійснити обробку на одній технологічній базі пояснюється тим, що будь-яка зміна технологічних баз збільшує похибку взаємного розміщення поверхонь оброблених від різних технологічних баз, додатково вносячи в неї похибки взаємного розміщення самих технологічних баз від яких проводилась обробка поверхонь.

Слід пам'ятати, що будь-яка заміна баз збільшує похибку відносного розташування поверхонь, оброблених від різних баз, що додатково вносить в неї похибку розташування самих технологічних баз, від яких велась обробка цих поверхонь.

4. Чим точніше розмір, який зв'язує технологічну базу з оброблюваною поверхнею, тим більшого числа ступенів волі повинна база позбавляти заготовку.

5. Якщо потрібно обробити дві або кілька поверхонь які відрізняються габаритами, використовуючи їх по черзі як бази, то спочатку слід базувати заготовку на поверхні, які мають більші розміри.

^ Виконання цього правила веде до зменшення об’єму знятого матеріалу і, як результат, впливає на продуктивність і економічність обробки.

6. Для підвищення точності встановлення за бази слід приймати поверхні простішої форми (площини, циліндри), які завжди мають вищу точність.

Всі правила вибору баз слід використовувати творчо, а не формально. Роботу з вибору баз слід вести системно, постійно аналізуючи ситуацію і конкретні умови виконання операції.


Скачать файл (273.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации