Шпаргалка по "Технологии станкостроения"

27.Обработка  корпусных деталей  в условиях автоматизированного  производства. Станки типа многоцелевых, осуществляющие по программе автоматическую смену обрабатываемых заготовок и режущего инструмента, позволяют автоматически произвести с одной установки практически полную обработку корпусной детали с четырёх-пяти сторон. Наличие на станках многоиснтрументальных магазинов с широким набором режущего инструмента даёт возможность автоматически выполнять на одной или нескольких рабочих позициях с одной установки заготовки различные технологические переходы по обработке плоских и фасонных поверхностей, по обработке главных и крепежных отверстий, по нарезанию резьб и получению требуемых пазов и выточек. Управление станком осуществляется по программе. Требования к технологичности корпусных деталей: 1. Наличие удобных технологических баз, обеспечивающих требуемую ориентацию и надёжное крепление заготовки на станке. 2. Простота геометрической формы заготовки 3. Наружные поверхности должны иметь открытую форму 4. Обрабатываемые поверхности приливов и платиков желательно располагать в одной плоскости 5. Необходимо избегать наклонного расположения обрабатываемых поверхностей, участков фасонного профиля, сложных уступов и пазов. 6. Главные отверстия следует делать сквозными с минимальным числом ступеней. 7. Отверстия, расположенные по одной оси в противоположных стенках, желательно выполнять одного диаметра. 8. При наличии на одной оси нескольких отверстий их диаметральные размеры должны уменьшаться от внешней стенки к середине детали. 9. Отверстия следует располагать перпендикулярно к плоским поверхностям. 10. В конструкции детали необходимо избегать обрабатываемых внутренних торцовых поверхностей и бобышек. 11. Обрабатываемые поверхности заготовки необходимо расоплагать в доступных для обработки плоскостях 12. Крепёжные отверстия желательно иметь одинаковых размеров.

28.Изготовление  шпинделей. Служебное  назначение и технологические  требования. Шпиндель является одной из наиболее ответственных деталей металлорежущего станка. Качество обрабатываемых на станке деталей в значительной степени зависит от качества самого шпинделя. Основное его назначение — сообщать обрабатываемой детали или режущему инструменту вращательное движение   с определенным числом оборотов. Шпиндели станков относятся к деталям типа валов с уступами. По конструктивной форме шпиндели можно разделить на три вида: а) шпиндели без осевого отверстия, применяемые в бабках абразивных кругов шлифовальных станков; б) шпиндели с несквозным отверстием, применяемые в сверлильных станках и многошпиндельных сверлильных головках; в) шпиндели со сквозным осевым отверстием имеющие наибольшее применение в токарных и револьверных станках различных типов, токарных полуавтоматах и автоматах, фрезерных, резьбофрезерных, шлифовальных, резьбошлифовальных и других станках. Для обеспечения стабильности положения оси вращения шпинделя необходимо в первую очередь обеспечить равенство радиусов в каждом из сечений его опорных шеек, правильность геометрической формы шеек, их относительного положения, соосность и требуемый параметр шероховатости поверхности. Для сохранения неизменности положения шпинделя в осевом направлении во время работы станка следует обеспечить с определённым допуском перпендикулярность основных опорных базирующих поверхностей по отношению к оси вращения шпинделя и соосность с последней резьбы установочных прижимных гаек. В соответствии со служебным назначением шпинделя устанавливают и технические требования к нему. Важнейшее из них – точность геометрической формы и размеров посадочных поверхностей и прежде всего опорных шеек и исполнительных поверхностей, а также допуск соостности исполнительных поверхностей шпинделя с опорными шейками. По точности шпиндели можно разделить на три группы: 1) для станков нормальной точности, 2) повышенной точности и 3) для прецизионных. Допуски овальности и конусообразности для станков нормальной точности обычно не должны превышать 50% допуска диаметральных размеров шеек, для станков повышенной точности - 25%, а для пртецизионных – 5-10%. Торцовое биение опорных фланцев относительно оси вращения шпинделя в зависимости от их диаметра для станков нормальной точности не превышает 0,006…0,008мм, а для прецизионных – 0,002-0,003 мм и меньше. Для шпинделей с резьбой, следует устанавливать допустимые отклонения от соосности резьбы с опорными шейками подшипников. В зависимости от класса точности станка параметры шероховатости колеблются: для поверхностей опорных шеек Ra=0,32…0,04мкм; для исполнительных поверхностей Ra=0,63…0,04мкм.

29.Материалы  и способы получения  заготовок для  шпинделей. Технологический  маршрут механической  обработки.

Шпиндели  изготовляются обычно из углеродистой стали марки 45, хромистой20Х, 40Х и  хромоникелевой 40ХН, 12ХН2, 12ХНЗ и  реже из других. Углеродистая сталь 45 применяется  главным образом для шпинделей токарных, револьверных, сверлильных, фрезерных станков, работающих со средними окружными скоростями. Хромистая и хромоникелевая стали применяются для шпинделей автоматов и шлифовальных станков, работающих с большими, окружными скоростями и несущих большую нагрузку. Для изготовления пустотелых шпинделей некоторых тяжелых станков используют серый чугун СЧ 21—40.СЧ 15—32 и модифицированный чугун и в редких случаях стальное литье.

Сталь 35ХЮА  применяется для изготовления шпинделей  тяжелых расточных и крупных  круглошлифовальных станков (с азотированием опорных шеек). Заготовка для шпинделей выбирается в зависимости от размера программы и конфигурации их. Если шпиндель имеет фланец, диаметр которою значительно больше диаметра опорных шеек, то необходимо брать поковку, полученную свободной ковкой при мелкосерийном производстве, и штамповку с горячей высадкой на горизонтально-ковочной машине или ковкой на ротационно-ковочной машине при крупносерийном производстве. При отсутствии фланца у шпинделя или если диаметр его мало отличается от диаметра шеек заготовку следует брать из проката. В качестве заготовки для тонкостенных шпинделей без фланцев (шпиндели токарных автоматов и полуавтоматов) целесообразно применять трубы соответствующих размеров. Наиболее сложным является изготовление шпинделей со сквозным отверстием. Обработка таких шпинделей обычно начинается с фрезерования торцов и сверления в них центровых отверстий, которые служат технологической базой для чернового и получистового обтачивания наружных поверхностей. Такое обтачивание в настоящее время осуществляется в серийном производстве на гидрокопировальных станках за 1—2 хода. Число проходов определяется размерами шпинделя, а главное — величиной припусков на обработку. Реже для обтачивания наружных поверхностей используются многорезцовые станки. Сверление сквозного отверстия шпинделя обычно производится на специальном одно- или двухшпиндельном станке специальным перовым сверлом с пластиной из быстрорежущей стали или твердого сплава. При вращении шпинделя сверлить можно на всю длину с одной установки. Если же вращать сверло, то для меньшего его увода сверлить следует до половины длины с одного конца и вторую половину — с другого конца, т. е. за две установки с базированием по обточенным шейкам. Затем зенкеруют отверстие с переднего конца коническим зенкером на вертикально-сверлильном станке, с последующим растачиванием конического отверстия с переднего и заднего концов, с одновременным подрезанием обоих торцов на токарном станке. Затем заготовка подвергается термической обработке, которая зависит от выбранной марки стали и преследует цель повышения износостойкости поверхностей опорных шеек и других поверхностей с сохранением сырой сердцевины. Термическая обработка не должна вызывать заметных деформаций шпинделя. Применяется поверхностная закалка с нагревом токами высокой частоты. Сущность этого процесса заключается в кратковременном нагреве поверхностного слоя на глубину 1—3 мм металла, который подвергается закалке. Остальная часть металла не нагревается, что исключает деформацию шпинделя. Нагрев и охлаждение закаливаемых поверхностей происходят при помощи специальных индукторов. Обычно подвергаются закалке поверхности наружного конуса под патрон и конического отверстия в переднем конце. Опорные шейки закаливаются при применении подшипников скольжения. Шпиндели, изготовленные из стали 20Х, подвергаются цементации с последующей закалкой и отпуском. После термообработки окончательно растачиваются конические отверстия в переднем и заднем концах шпинделя. С базированием по переднему коническому отверстию накладного кондуктора сверлятся отверстия во фланце шпинделя с последующим нарезанием резьбы в некоторых из них. Далее в конические отверстия вставляются специальные пробки с центровыми отверстиями. Заготовку шпинделя базируют по центровым отверстиям пробок и производят окончательное обтачивание наружных поверхностей, а также обработку наружных резьб на токарном или резьбофрезерном станке. Фрезерование шлицев и шпоночных пазов также производят с помощью центровых пробок, чем достигается их параллельность оси шпинделя. Шлифование опорных шеек и наружного конуса под патрон тоже осуществляют с базированием шпинделя центровыми пробками. Шейки прецизионных станков часто после шлифования подвергают полированию или суперфинишу, получая шероховатость поверхности 10—11-го классов. Используя окончательно обработанные опорные шейки, расшлифовывают на внутришлифовальном станке переднее конусное отверстие. Правильность расположения этого конусного отверстия по отношению к опорным шейкам шпинделя проверяется точной оправкой, вставляемой конусным концом в отверстие.

Технологический процесс изготовления шпинделей  прецизионных станков значительно  сложнее ввиду более высоких  требований к размерам, к геометрической форме его элементов, расположения их по отношению к продольной оси, а также к шероховатости поверхности  опорных шеек. Для уменьшения вредного влияния остаточных напряжений, вызывающих деформацию шпинделя не только в процессе его обработки, но и в период эксплуатации, заготовки шпинделей подвергают дополнительной термообработке. После черновых операций они нормализуются, а при дальнейшей обработке осуществляется 1—2 искусственных старения. Опорные шейки и переднее конусное отверстие подвергаются 3—4-кратному шлифованию. Высокая чистота поверхности шеек (11—12-й классы шероховатости) обычно достигается суперфинишем или притиркой.

30. Изготовление ходовых  винтов. Служебное  назначение. Технологический  процесс изготовления  ходовых винтов.

Ходовые винты  станков служат для преобразования вращательного движения в поступательное прямолинейное перемещение с  помощью сопряженной с ним  гайки различных  деталей и  узлов станка с заданной точностью. Показатели качества ход. винта: диаметральные размеры винта, точность шага резьбы, точность профиля резьбы, соосность резьбы винта с его опорными шейками, точность опорных шеек, перпендикулярность опорных буртиков к оси вращения ходового винта, толщина нитки резьбы, износостойкость. Ходовые винты в зависимости от степени точности перемещения, которую они обеспечивают, и группы точности станков делят на пять классов: 0, 1, 2, 3, 4. В металлорежущих станках в зависимости от группы их точности в основном применяются ходовые винты 0-2 классов точности. Применяются винтовые пары качения, состоящие из ходового винта и гайки, сопряжение между которыми создаётся с помощью шариков. Такая винтовая  пара не является самотормозящейся и может применяться как для преобразования вращательного движения в поступательное, так и наоборот.

Тех.процесс: 1.токарная(подрезка и центровка торцев со снятием фасок);2.токарная(

31. Изготовление фланцев.  Служебное назначение. Технологический  процесс изготовления  фланцев. Материалы  и способы получения  заготовок.

Основное  служебное назначение фланцев заключается в ограничении осевого перемещения вала, установленного на подшипниках в изделии, путём создания необходимого натяга или гарантированного осевого зазора между торцом фланца и торцом наружного кольца подшипника. Кроме того фланцы выполняют роль крышек отверстий под валы, создавая необходимо уплотнение. Конструкции фланцев весьма разнообразны, однако все они к корпусу крепятся винтами и, как правило, с утопленными головками. Фланцы изготовляют из различного материала: чугуна СЧ15, сталей 30, 45 и других материалов. В зависимости от серийности выпуска в качестве заготовок для фланцев применяют отливки (чугунные и стальные), поковки и штампованные заготовки, а также диски, отрезанные от сортового прутка. При достаточно большой серийности литые фланцы изготовляют по выплавляемым моделям с минимальными припусками, ряд их поверхностей может не подвергаться в дальнейшем механической обработке, например, отверстия под крепежные болты. В зависимости от вида заготовок, материала и технических требований фланцы подвергают термической обработке – отжигу. Технологический процесс механической обработки во многом зависит от серийности производства. Основными базами фланца являются поверхности центрирующего пояска и торы фланцев. В качестве технологических баз при обработке заготовки целесообразно выбирать основные базы детали. Другие поверхности для технологических баз рекомендуется выбирать тогда, когда основные по разным причинам не могут быть технологическими базами. Исходя из этого, на первых операциях обрабатывают основные базы с тем, чтобы на последующих операциях их использовать в качестве технологических баз. На первой операции в качестве технологических баз используют наружную цилиндрическую поверхность и торец большого фланца. На этой операции обрабатываются посадочная поверхность цилиндрического пояска, два торца и выточки. Затем на базе этих обработанных поверхностей обрабатывают цилиндрическую поверхность, торец и фаски большого фланца. На этих же базах обрабатывают крепежные отверстия и лыски, если они предусмотрены конструкцией.

32. Изготовление рычагов  и вилок. Служебное  назначение и конструктивные  особенности. Технические  требования.

Рычаги совершают качательное или вращательное движение, передают необходимые силы и обеспечивают заданные законы движения сопряженных с ними деталей. Для достижения определенного положения рычага при повороте его базирование в механизме осуществляется по двойной направляющей базе – цилиндрическому или коническому посадочному отверстию, иногда шлицевому. Другие цилиндрический и резьбовые отверстия, оси которых параллельны или перпендикулярны оси посадочного отверстия служат вспомогательными базами и обеспечивают базирование присоединяемых деталей механизма. Для закрепления этих деталей и самого рычага, часто предусматривают пазы для стяжки рычага крепежными деталями. С помощью торцов рычагов обеспечивается его осевое положение. Поскольку рычаг не воспринимает значительных осевых нагрузок, то достаточно, чтобы один из его торцов был опорной базой. Однако в процессе работы механизма неизвестно, каким из торцов рычаг будет поджиматься и базироваться по сопряженным деталям, поэтому обрабатывают оба торца. Обеспечение перпендикулярности этих торцов оси посадочного отверстия предотвращает заклинивание рычага при его покачивании во время работы. Ряд рычагов для воздействия на сопряженные детали имеет исполнительные поверхности криволинейной формы. Различают вилки двух видов: вилки переключения и вилки шарнирных соединений. Вилки переключения предназначены для изменения кинематических и динамических связей машин путём осевого возвратно-поступательного передвижения муфт, зубчатых колес и других подобных деталей. Такие вилки с обеих сторон имеют плоские исполнительные поверхности, посредством которых при переключении передачи достигается контакт с сопряженными деталями с одной стороны вилки по всем поверхностям. Для обеспечения минимального перекоса вилки её нужно базировать по основной базе – высокоточному отверстию. Чтобы вилка могла выполнять своё служебное назначение, её исполнительные поверхности должны быть перпендикулярны к оси базового отверстия. Вилки шарнирных соединений подвижных деталей машин для выполнения ими служебного назначения снабжают ушками с соосными обычно цилиндрическими отверстиями для базирования по двойной направляющей базе соединительных шарнирных осей. Базирование самой вилки также производится по двойной направляющей базе по хвостовику с шлицевой, резьбовой, конической или цилиндрической наружной или внутренней поверхностью либо по бобышки с отверстием, ось которого перпендикулярна к осям отверстий в ушках или параллельна им. Технические требования: В зависимости от служебного назначения детали её отверстия, служащие основными и вспомогательными базами, должны быть изготовлены в пределах допусков Н6-Н11, а отклонения межосевых расстояний не должны превышать ±(0,05…0,50)мм. Оси отверстий для вспомогательных баз детали должны быть параллельны или соответственно перпендикулярны оси отверстия – основной базе. Для обеспечения прилегания торцов бобышек рычагов и вилок шарнирных соединений к сопряженным деталям и снижения контактных напряжений эти торцы должны быть перпендикулярны к осям соответствующих отверстий. Исполнительные поверхности рычагов переключения для обеспечения требуемого сопряжения с поверхностями передвигаемых деталей должны быть перпендикулярны к оси отверстия – основной базе. Параметр шероховатости поверхности отверстий Ra=0,63…2,5 мкм, а отклонение от их формы – обычно в пределах допуска на диаметр. Для увеличения срока службы твердость исполнительных поверхностей этих деталей устанавливают HRCэ=40-50…50-55.

43. Автоматизация операций механической обработки деталей и сборки станков. Автоматизация тех. процессов – это создание комплексных автоматических линий, полностью исключающих применение ручного труда. В массовом производстве применяются два принципа осуществления технологического процесса: первый предусматривает дифференциацию тех. процесса на элементарные операции; второй – концентрацию операции. Основные факторы учитывающиеся при проектировании автоматических линии: количество деталей, подлежащих обработке в год; наиболее рациональный тех. процесс обработки; форма и размеры детали; материал; припуск; технические условия и качество обработки детали. Исходя их характера детали, подлежащей обработке, разрабатывают возможные варианты технологического процесса, далее устанавливают наиболее целесообразную последовательнсоть операций и наиболее рациональные методы обработки, базовые поверхности, способы фиксации и зажатия при установке. В зависимости от характера применяемого оборудования автомат. линии могут быть: линии универсальных станков, спец. станков, агрегатных станков; станки-комбаины, представляющие собой автоматическую линию, осуществленную в виде одного станка, выполняющего ряд последовательных операций обработки определённой детали; линии автоматического производства с полным циклом изготовления. В состав автомат. линии для мех. обработки входит следующее оборудование и устройства: металлорежущие станки, автоматы и агрегаты для выполнения технологической операции; механизмы для фиксации и зажатия детали; устройство для транспортирования детали от станка к станку; механизмы для поворота детали; устройства для загрузки деталей и устройства для накопления деталей; устройства для удаления стружки; приборы для контроля и сортировки деталей; аппаратура управления. При выборе типов и определении количества станков следует стремиться к использованию возможно меньшего количества оборудования путём применения многоинструментных и многопозиционных станков, многорезцовых полуавтоматов и автоматов. При распределении технологических операций по отдельным позициям линии следует стремиться к тому, чтобы продолжительность работы инструментов была примерно одинаковой; это необходимо для более полного использования инструментов. Позиции в автомат. линиях, через которые проходит деталь, имеют разные назначения: рабочие позиции служат для выполнения операции; контрольные позиции; холостые позиции – для поворота детали; позиции, обеспечивающие необходимые разрывы между станками; позиции для очистки от стружки и др. Количество станков определяется в зависимости от числа технологических операций. Критерии эффективности автомат. линии: более высока производительность; меньшая себестоимость изготовления деталей; быстрая окупаемость вложенных средств; меньшее количество персонала; стабильность и улучшение качества обработки; меньшая производственная площадь; ритмичность выпуска продукции; удобство обслуживания. Для автоматизации сборки применяю сборочные станки, на которые устанавливаются основания собираемых механизмов или машин. На каждом станке выполняется определённая сборочная операция. Подъём деталей, их перенос и установку в нужное положения на собираемую машину производит автоматическая рука или другое автоматически действующее устройство. Крепление соединяемых деталей также осуществляют различные механизмы. К числу устройств, автоматически выполняющих сборочные процессы относится например устройство для автоматической подачи и завёртывания винтов. Комплект сборочных автоматически действующих станков, расположенных в порядке сборочных операций и связанных между собой транспортирующим устройством, перемещающим собираемое изделие от одного сборочного станка к другому, образует автомат. сборочную линию.