Для быстрой смены режущих инструментов на сверлильных станках применяют быстросменные патроны.

Перечисленные выше методы обработки можно выполнять на вертикально- и радиально- сверлильных станках, горизонтально- расточных и специальных станках. Вертикально – сверлильные станки применяют для обработки заготовок массой 20 кг (с кондуктором); при массе заготовки с кондуктором свыше 20 кг можно применять универсальные столы, облегчающие перемещение заготовки. При большой массе заготовок используют радиально- сверлильные станки.

 

Развёртывание – основной метод обработки отверстий 2-го и 3-го классов точности в незакалённых заготовках. Развёртки бывают ручные и машинные и изготовляют их цельными и раздвижными.

Ручные развёртки имеют длинные зубья и длинную коническую заточенную часть, называемую заборной.

Машинные цельные развёртки применяют для обработки отверстий диаметром 30 мм, насадные развёртки для обработки отверстий диаметром более 30 мм применяют в целях экономии инструментальной стали.

Раздвижные развёртки применяют для обработки отверстий диаметром 25 -100 мм.

Большое распространение имеют развёртки со вставными ножами, применяемые для обработки отверстий диаметром 35- 150 мм.

При работе чистовыми развёртками на токарных и револьверных станках используют качающиеся оправки, которые компенсируют несовпадение оси отверстия с осью развёртки.

Развёртки с плавающим ножом представляют собой свободно вставленные в державку пластины, предназначенные для удаления очень тонкого слоя металла. Износ пластин компенсируется их регулировкой. Такие развёртки можно применять для обработки отверстий диаметром 25-500 мм.

На вертикально- сверлильных станках при серийном производстве экономично применять многошпиндельные головки.

Для обработки отверстия за несколько технологических переходов применяют многошпиндельные головки в сочетании с поворотным столом.

 

Станок имеет четыре патрона, из которых один служит для смены заготовки во время обработки других заготовок в остальных трёх. При таком построении операции вспомогательное время затрачивается только для поворота стола на 90 град, подвод и отвод шпинделей, а машинное время определяется продолжительностью одного перехода.

В массовом и крупносерийном производстве применяют специальные многошпиндельныеагрегатные станки, скомпонованные из стандартных сверлильных головок. Такие станки позволяют одновременно обрабатывать большое число отверстий, расположенных в разных плоскостях с разных сторон заготовки.

Горизонтально- расточные станки служат для полной обработки отверстий большого диаметра в крупных заготовках. На них можно выполнять и фрезерование плоских поверхностей. Работа на горизонтально- расточных станках в среднесерийном икрупносерийном производствах ведётся обычно по кондукторам и шаблонам.

При мелкосерийном и единичном производствах изготовление кондукторов не окупается, поэтому растачивание производят по разметке или методом координат.

Растачивание по разметке может обеспечить точность расстояний между осями в пределах +_ 0.5 мм и поэтому применяется только для грубых работ. Целесообразно применять кондукторы из элементов УСП.

Метод координат позволяет достигнуть точность межосевых расстояний +_ 0,05 мм. Этот метод заключается в том, что положение осей отверстий определяется перемещением стола станка и расточной головки по осям координат на расстояния, измеряемые индикатором, мерными плитками и т.п. Метод координатного растачивания, как и метод растачивания по разметке, непроизводительный и требует высокой квалификации рабочего, в то время как при работе по кондуктору можно производительнее использовать рабочих менее высокой квалификации.

В массовом и крупносерийном производствах применяют специальные одно- и многошпиндельные агрегатные расточные станки. Применение агрегатных расточных станков позволяет повысить производительность труда, заменить дорогостоящие расточные станки и использовать рабочих более низкой квалификации.

Агрегатные станки широко применяют при обработке отверстий различных корпусных деталей автомобилей. Тракторов, станков, редукторов и т.д. Растачивание отверстий корпусов начерно и начисто осуществляется на одном многопозиционном агрегатном станке или на отдельных агрегатных станках одно- и двухсторонних.

 

Для достижения точного положения оси отверстия относительно баз применяют тонкое (алмазное) растачивание. Сущность этого способа заключается в том, что растачивание производится при большой скорости, малой глубине и подаче. При обработке отверстий в заготовках из цветных металлов применяют как алмазные резцы, так и резцы из твёрдых сплавов, для обработки стальных и чугунных заготовок – только резцы из твёрдых сплавов. Для тонкого растачивания необходимы специальные станки, отличающиеся точностью и жёсткостью.

Примерные режимы резания при тонком растачивании: скорость резания 120-250 м/мин для заготовок из чугуна, 300-400 м/мин для заготовок из бронзы, 400-1000м/мин для заготовок из баббита, 500-1500 м/мин для заготовок из алюминиевых сплавов;

глубина резания около 0,05-0,15 мм; подача 0,01-0,08 мм/об.

Тонкое растачивание имеет следующие достоинства:

1)по сравнению с обработкой абразивным инструментом (шлифование и хонингование) отсутствие на обработанной поверхности абразивных зёрен;

2)легко достижимая точность размера 2-го класса при овальности и конусообразности отверстий не более 0,01 мм;

3) простая конструкция режущего инструмента (из твёрдого сплава);

4) возможность получения поверхности шероховатостью Ra=0,08-0,32 мкм.

 

                                                        Протягивание.

     Отверстия небольших заготовок (зубчатых колёсах, втулках, рычагах, шатунах) протягивают в массовом, крупносерийном и среднесерийном производствах. Протягиванием можно получить сквозные отверстия: цилиндрические, шлицевые, квадратные, шестигранные и других форм. Для обработки протягиванием отверстия должны быть предварительно высверлены или зенкерованы.

     Для протягивания цилиндрических отверстий отверстий пользуются круглыми протяжками различной конструкции. Круглые протяжки обеспечивают получение точности размеров 2-го класса и шероховатость поверхности Ra=0,32 мкм.

     Для выполнения калибровочных операций применяют прошивки. Прошивки проталкивают через отверстие. Прошивки в отличие от протяжек, работающих на растяжение, работают на продольный изгиб.. Длина прошивок 150…300 мм, т.е значительно короче протяжек.

       Станки, применяемые для протягивания, делят на горизонтальные, вертикальные и непрерывного действия. Вертикально- протяжные станки занимают значительно меньшую площадь, чем горизонтальные. На этих станках устанавливать заготовки для обработки удобнее; снятие заготовки может происходить автоматически; после протягивания не требуется вращать протяжку в первоначальное положение, т.к она автоматически закрепляется либо за верхний конец, либо за нижний. Вертикально- протяжные станки выпускают в одно- и двухпозиционном исполнении, на них можно протягивать одну или одновременно две заготовки.

       На протяжных станках можно одновременно протягивать два отверстия в одной заготовке (например, в шатуне двигателя), для чего необходимы специальные приспособления для установки заготовки и для захвата протяжек.

       Прошивочные (толкающие) станки применяют мало. Обычно прошивание отверстий осуществляется на гидравлических, пневматических, механических и ручных прессах.

       На протяжных станках заготовку устанавливают на жёсткой или шаровой опоре. Заготовку устанавливают на жёсткой опоре, когда торец заготовки подрезан перпендикулярно оси отверстия. Если торец заготовки не подрезан (необработанная поверхность) или подрезан не перпендикулярно оси отверстия, заготовку устанавливают на шаровой опоре.

       Одновременное протягивание нескольких надетых на протяжку заготовок повышает производительность станка. Если длина отверстия у заготовки меньше двух-трёх шагов

заготовок. Протягиванием можно делать винтовые шлицы канавки в отверстии. При этом необходимо приспособление для захвата протяжки, допускающее её вращение.

 

                                        Шлифование.

       В зависимости от типа станка отверстие шлифуют следующими способами:

при вращающейся заготовке, закреплённой в патроне, на обычных внутришлифовальных станках; при неподвижной заготовке на планетарно- шлифовальных станках; при вращающейся незакреплённой заготовке на бесцентровых внутришлифовальных станках.

      Наиболее распространён первый способ, применяемый главным образом для шлифования отверстий закалённых заготовок (например, цилиндрические и конические колёса, втулки и т.п). При этом способе заготовку закрепляют в самоцентрирующем патроне или в специальном приспособлении. Закреплённая таким образом заготовка вращается, шлифовальный круг, вращающийся вокруг своей оси с большой частотой вращения, совершает возвратно- поступательное и поперечное движения, осуществляя продольную и поперечную подачи. Направления вращения круга и заготовки должны быть противоположны. Диаметр шлифовального круга обычно принимают в пределах 0,8-0,9 диаметра отверстия.

При шлифовании отверстий малых диаметров круг должен вращаться с боьшей частотой вращения, чтобы получить необходимую скорость шлифования, но шпиндель станка не всегда может обеспечить такую частоту вращения. Поэтому шлифование малых диаметров приходится вести при сравнительно небольших скоростях; так,например при диаметре шлифовального круга 8 мм скорость шлифования составляет 10 м/с вместо обычных 30 м/с. Поперечную подачу в зависимости от диаметра отверстия и требуемой точности назначают в пределах 0,003-0,015 мм; чем меньше диаметр отверстия и выше требуемая точность его, тем меньше должна быть подача. Продольная подача, выраженная в долях высоты круга, при чистовом шлифовании принимается в пределах 0,2-0,3, при черновом 0,6-0,8.

    Наиболее производительными являются внутришлифовальные станки – полуавтоматы. На этих станках весь цикл шлифования автоматизирован, за исключением установки заготовки и пуска станка.

Принцип работы таких станков: после закрепления заготовки в патроне и пуска станка шлифовальный круг подходит к заготовке с ускоренной продольной подачей, затем подача автоматически уменьшается до величины, необходимой для чернового шлифования. Шлифование заготовки происходит до тех пор, пока не останется припуск на чистовое шлифование (0,04-0,06 мм на диаметр). После этого шлифовальный круг выходит из заготовки и автоматически правится алмазом, а затем начинается чистовое шлифование, которое производят при меньшей подаче. После получения нужного диаметра отверстия станок останавливают. На таких полуавтоматах применяют активный контроль, при котором диаметр отверстия непрерывно изменяется специальными калибрами после каждого хода круга. Эти калибры связаны с электрическими датчиками, которые дают команду на переключение подачи с черновой на чистовую и на остановку станка после достижения заданного размера.

    При конструировании приспособлений для шлифования необходимо учитывать следующее: 1) силы резания при шлифовании малы по сравнению с силами при других видах обработки, поэтому от зажимных устройств в шлифовальных приспособлениях не требуется большой силы зажима; 2) шлифование является финишной операцией, требующей высокой точности выполнения; поэтому в приспособлениях нужно предусматривать возможность систематического восстановления их точности путём регулирования положения установочных элементов с последующим их шлифованием на станке, где приспособление установлено; если это возможно, то нужно предусматривать возможность точной выверки приспособления при каждой установке его на станок. Так как на приспособление попадает шлам и абразивная пыль, то, конструируя шлифовальные приспособления, нужно делать их так, чтобы шлам, смываясь охлаждающей жидкостью, не мог скапливаться в приспособлении.

    Заготовки типа втулок, колец  при внутреннем шлифовании закрепляют и центрируют в нормальных и специальных патронах. Для шлифования отверстий зубчатых колёс последние закрепляют в специальных патронах с центрированием роликами или шариками по начальной окружности. Для шлифования торца заготовки после шлифования отверстия целесообразно применять круг, которым можно шлифовать торец и отверстие или пользоваться станками, имеющими помимо круга для шлифования отверстия, второй круг для шлифования торца, что обеспечивает соблюдение перпендикулярности торцовой поверхности к оси отверстия заготовки.

    При неподвижной заготовке шлифование отверстия производится на горизонтальных или вертикальных планетарно- шлифовальных станках.  Шпиндель имеет четыре движения: 1) вращение вокруг своей оси, 2) планетарное движение по окружности отверстия заготовки,3) возвратно- поступательное движение вдоль оси заготовки,4) поперечное перемещение, т.е поперечную подачу. На станках такого рода можно шлифовать и наружные цилиндрические поверхности заготовок, которые нельзя шлифовать на кругло- шлифовальных станках. Эти станки применяют только для шлифования отверстий крупных заготовок, в основном, корпусных, которые на других станках шлифовать нельзя.

    Схема бесцентрового шлифования отверстия показана на рис.113

 

                            Рис.113

 

 

    Заготовка, предварительно прошлифованная по наружному диаметру, направляется и поддерживается тремя роликами. Ролик 1 большого диаметра является ведущим; он вращает заготовку 2 и в то же время удерживает её от возможного вращения с большей скоростью от шлифовального круга 3. Верхний нажимной ролик 5 прижимает заготовку к ведущему ролику 1 и нижнему поддерживающему ролику 4. Заготовка, зажатая между тремя роликами имеет окружную скорость ведущего ролика 1. При смене заготовок зажимной ролик 5 отходит влево и, освобождая заготовку, позволяет вставить вручную или автоматически новую заготовку. Точность обработки при бесцентровом шлифовании можно получить 1-2-го класс, а параллельность осей внутреннего отверстия и наружной поверхности – 0,003мм. Этот способ можно применять для внутреннего шлифования заготовок диаметром 10-200 мм со сквозными и глухими, а также с коническими отверстиями. Можно также шлифовать отверстия заготовок, имеющих но наружной поверхности уступы и буртики. Этот способ широко применяют для шлифования колец подшипников качения.

 

                                                   Хонингование.

 

    Предварительно развёрнутое или расточенное отверстие хонингуют специальной вращающейся и возвратно- поступательно движущейся головкой с шестью (иногда и более) хонинговальными раздвижными брусками. Раздвижение брусков в радиальном направлении осуществляется механическим, гидравлическим или пневматическим устройством. В результате хонингования получается гладкая и блестящая поверхность с точностью 1-2-го класса. Охлаждение производится керосином, который способствует удалению абразивных зёрен. Станки для хонингования 3820, 3821, 3822 и др изготовляют одно- и многошпиндельными. Хонингование имеет по сравнению с внутренним шлифованием следующие преимущества: возможна обработка отверстий сложных заготовок (например, блоки цилиндров двигателей); легче достигается правильная цилиндрическая поверхность отверстия, т.к отсутствует отжим инструмента; нет вибраций. Однако хонингованием нельзя устранить отклонения положения и направления оси отверстия. Достигаемая точность формы при хонинговании составляет 0,01-0,02 мм для отверстий диаметром 100-120 мм. Припуск на обработку 0,05-0,10 мм может быть снят за 1-2 мин. Хонинговальная головка вращается со скоростью 60-75 м/мин при обработке заготовок из чугуна и со скоростью 45-60 м/мин- при обработке заготовок из стали; скорость возвратно- поступательного движения головки 12-15 м/мин.

    Для изготовления абразивных хонинговальных брусков используют различные синтетические абразивные материалы, к которым относят электрокорунд, карбид кремния (карборунд), эльбор (кубический нитрид бора) и др. алмазные бруски обладают высокой стойкостью, в десятки раз превышающей стойкость абразивных брусков. Для изготовления алмазных брусков применяют зёрна природных и синтетических алмазов. Для хонинговальных брусков используют преимущественно синтетические алмазы, обладающие высокой стабильностью свойств, работоспособностью и имеющие, по сравнению с природными алмазами, меньшую цену.

 

                                                   Притирка.

    Шероховатость поверхности отверстия после его чистовой обработки уменьшается притиркой. Притир для обработки отверстий представляет собой втулку, имеющую с одной стороны прорезь. Этот притир устанавливают с помощью конической оправки, на которую его насаживают.

    На рис 115 показана втулка 1, насаженная на коническую оправку2, закреплённую в самоцентрирующем патроне. Для притирки заготовку надевают на втулку 1. Во время притирки оправка со втулкой – притиром вращается; при этом заготовке сообщют медленное прямолинейно- возвратное движение по втулке, обычно вручную. Притирку отверстий, подобно притирке наружных поверхностей, производят мелким абразивным порошком, смешанным с маслом; лучшие результаты по качеству поверхности и производительности дают пасты ГОИ и алмазные. Абразивный порошок с маслом или пасту наносят на поверхность притира перед насаживанием на него притираемой заготовки. Притирку отверстий применяют в единичном и мелкосерийном производстве.

 

                                                   Доводка.

    Точные сквозные и глухие отверстия заготовок из цементованной, закалённой и азотированной сталей, алюминиевых сплавов и бронзы обрабатывают доводниками с брусками из синтетических алмазов. Этот метод сочетает преимущества обычной притирки и хонингования, обеспечивает высокую точность размеров и геометрической формы (овальность и конусообразность 1-2 мкм), а также шероховатость поверхности Ra=0,02 мкм. Обработка отверстий может производиться не только со снятием стружки (лезвийным инструментом), но также и без снятия стружки. Обработка отверстий без снятия стружки производится двумя методами: калиброванием с помощью проглаживающих прошивок (дорнов) и шариков и раскатыванием. Дорны не имеют режущих зубьев. Они не режут, а уплотняют поверхностный слой, обеспечивая получение более точного диаметра отверстия, понижают шероховатость поверхности и повышают её твёрдость. Калибрование шариком заключается в продавливании стального закалённого шарика на прессе через отверстие. Диаметр дорна или шарика должен быть несколько больше требуемого диаметра отверстия, т.к в этом случае имеется упругое последействие металла. Как для дорнования, так и для калибрования шариком отверстии должно быть обработано с точностью не ниже 3-го класса. Скорость дорнования для заготовок из вязких металлов рекомендуется 2-5 м/мин, а для менее пластичных 5-7 м/мин.

    Стальные, закалённые и отшлифованные ролики, имеющие бочкообразную форму применяют для раскатывания отверстий. Десять- двенадцать роликов расположены в паре обойм, вращающихся на упорных шарикоподшипниках. Т.о, ролики могут вращаться вокруг своих осей и, вместе с обоймами, вокруг оси отверстия. Раскатывание производится за несколько двойных ходов вдоль оси и поэтому достичь необходимую точность в данном случае проще, чем при калибровании, т.к можно регулировать число двойных ходов. Раскатывание производят при усиленной смазке. Отверстие перед раскатыванием необходимо предварительно обработать достаточно точно, но не менее точно, чем перед калиброванием.

                            Применение различных методов отделки отверстий.

    Развёртывание осуществляют на сверлильных, расточных и токарно- револьверных станках для обработки отверстий различных диаметров. При обработке заготовок из вязких сталей развёртыванием на поверхности отверстия могут появиться задиры и поэтому его не рекомендуется применять.

    Протягивание используют для обработки цилиндрических отверстий диаметром 15-80 мм в небольших заготовках. Оно лучше развёртывания при обработке заготовок из вязких сталей. Для изготовления отверстий со шлицами протягивание является способом, широко применяемым в настоящее время.

    Шлифование  применяют при обработке отверстий закалённых заготовок; в незакалённых заготовках шлифованием обрабатывают лишь отверстия больших диаметров.

    Хонингование  осуществляют после развёртывания или тонкого растачивания г.о для получения шероховатости поверхности Ra=0,02-0,16 мкм и Rz= 0,025-0,1 мкм.

    Тонкое растачивание используют для достижения точного положения оси отверстия заготовок из цветных металлов, чугуна и реже – стали.

    Калибрование и раскатывание применяют редко, г.о при обработке заготовок из весьма вязких металлов, когда другие методу неприменимы.

    Притиркой достигается высокая точность формы и размеров отверстия (выше 1-го класса) и шероховатость поверхности Rz= 0,025 мкм.

 

    Нормирование трудового процесса при работе на сверлильных станках.

 

Рассмотрим нормирование сверлильных работ на примере наиболее распространённых видов обработки отверстия хвостовыми инструментами: сверление, зенкерование, развёртывание. Выполнять такую обработку можно несколькими вариантами: 1) в одну операцию, в одну установку, со сменой инструментов и режимов резания; 2) выделение каждого перехода в отдельную операцию; 3) выполнение обработки с использованием многошпиндельной головки или поворотного стола с загрузочной позицией.

    Третий вариант рассматривается при изучении нормирования многоинструментных работ. Сопоставим затраты по первому и второму вариантам.

1.Основное время по обоим вари антам будет примерно одинаковым, различие может быть только при корректировке режимов резания по станку.

2. В первом варианте, вероятно, будет необходимо изменять режимы резания по переходам, а также предусмотреть время на смену инструментов. Установка и снятие детали выполняются один раз. По второму варианту затраты времени на изменение режимов резания отсутствуют, но на каждой операции, т.е три раза, необходимо учитывать время на установку и снятие детали.

3. Затраты подготовительно- заключительного времени по второму варианту также увеличатся примерно в 3 раза.

    Соотношение всех этих затрат и будет определять целесообразность того или иного варианта обработки (по норме штучно- калькуляционного времени).

 

 Расчёты нормирования см. дальше в учебнике Н.А.Силантьева, В.Р.Малиновский «Техническое нормирование труда в машиностроении», стр.102-109.

 

                Тема 3.10 Обработка зубьев зубчатых колёс.

                              Технология изготовления зубчатых колёс.

 

Зубчатые колёса подразделяются на цилиндрические, конические, червячные и др.

 

По технологическому признаку цилиндрические зубчатые колёса подразделяются на:

-одновенцовые без ступицы и со ступицей, с гладким или шлицевым отверстием;

-многовенцовые с гладким или шлицевым отверстием (цельные или сборные);

- вал- шестерни.

    У цилиндрических колёс зубья выполняют прямыми, спиральными или шевронными.

 

Обработка зубчатых колёс разделяется на два этапа: обработка до нарезания зубьев и обработка зубчатого венца. Задачи первого этапа в основном аналогичны задачам, решаемым при обработке деталей классов диски (зубчатое колесо плоское без ступицы), втулки (со ступицей) или валов (вал- шестерня). Операция второго этапа обычно сочетают с отделочными операциями обработки корпуса колеса.

     На построение технологического процесса обработки зубчатых колёс влияют следующие факторы:

- форма зубчатого колеса;

-форма и расположение зубчатого венца и кол-во венцов;

-степень точности колеса;

-материал колеса;

-наличие и вид т/о;

-габаритные раз-ры;

-объём выпуска.

    Наибольшее влияние на протяжённость технологического маршрута оказывает степень точности колеса. При изготовлении высокоточных колёс (6,5 и выше степеней точности) м/о должна чередоваться с операциями т/о для снятия внутренних напряжений, а кол-во отделочных операций технологических баз и зубчатого венца возрастает.

 

                                       Основные схемы базирования.

Выбор базовых пов-тей зависит от конструктивных форм зубчатых колёс и технических требований.

    У колёс со ступицей(одновенцовых и многовенцовых) с достаточной длиной центрального базового отверстия (L∕D>1) в качестве технологических баз используют: двойную направляющую пов-ть отверстия и опорную базу в осевом направлении – поверхность торца.

    У одновенцовых колёс типа дисков (L∕D<1) длина пов-ти отверстия недостаточна для образования двойной направляющей базы. Поэтому после обработки отверстия и торца установочной базой для последующих операций служит торец, а пов-ть отверстия- двойной опрной базой. У валов-шестерён в качестве технологических баз используют пов-ти центровых отверстий.

    На первых операциях черновыми технологическими базами явл-ся наружные необработанные «чёрные» пов-ти. После обработки отверстия и торца их принимают в качестве технологической базы на большинстве операций. Колёса с нарезанными зубьями после упрочняющей т/о при шлифовании отверстия и торца (исправление технологических баз) базируют по эвольвентной пов-ти зубьев для обеспечения наибольшей соосности начальной окружности и посадочного отверстия. Для обеспечения наилучшей концентричности пов-тей вращения колеса применяют следующие варианты базирования. При обработке штампованных и литых заготовок на токарных станках за одну установку заготовку крепят в кулачках патрона за чёрную пов-ть ступицы или чёрную внутреннюю пов-ть обода. При обработке за две установки заготовку сначала крепят за чёрную пов-ть обода и обрабатывают отверстие, а при второй установке заготовки на оправку обрабатывают пов-ть обода и другие пов-ти колеса.

 

                Основные операции механической обработки зубчатого колеса со ступицей 7-й степени точности.

 

                Заготовительная.

Для заготовок из проката – резка проката, для штампованных заготовок – штамповка.

Штампованные заготовки целесообразно выполнять с прошитыми отверстиями, если их диаметр более 30 мм и длина не более 3-х диаметров (ГОСТ 7505-89).

Заготовки из чугуна и цветных сплавов (иногда из сталей) получают литьём.

                Термическая.

Нормализация, отпуск (для снятия внутренних напряжений).

                Токарная.

Точить торец обода и торец ступицы с одной стороны предварительно, точить наружную пов-ть обода до кулачков патрона предварительно, расточить предварительно отверстие (если сверлить и расточить при отсутствии отверстия в заготовке), точить наружную пов-ть ступицы предварительно, точить фаски.

Технологическая база- наружная чёрная пов-ть обода и торец, противолежащий ступице (закрепление в кулачках токарного патрона).

Оборудование:

- единичное пр-во – токарно- винторезный станок;

-мелко- и среднесерийное – токарно- револьверный, токарный с ЧПУ;

-крупносерийное и массовое – одношпиндельный или многошпиндельный токарный полуавтомат (для заготовок из прутка – прутковый автомат0.

                Токарная.

Точить базовый торец обода (противолежащий ступице) предварительно, точить наружную пов-ть на оставшейся части предварительно, расточить отверстие под шлифование, точить фаски.

Технологическая база – обработанные пов-ти обода и большего торца (со стороны ступицы). Оборудование – то же.

                Протяжная (долбёжная).

Протянуть (долбить в единичном производстве) шпоночный паз или шлицевое отверстие.

Технологическая база – базовый торец колеса. Оборудование – горизонтально- протяжной или долбёжный станок.

Применяются варианты чистового протягивания отверстия на данной операции вместо его чистового растачивания на предыдущей операции.

                Токарная.

Точить базовый и противолежащие торцы, наружные пов-ти венца начисто.

Технологическая база – пов-ть отверстия (реализуется напрессовкой на оправку; осевое расположение на оправке фиксируется путём применения подкладных колец при запрессовке заготовки). Необходимость данной операции вызывается требованием обеспечения соосности пов-тей вращения колеса.

Оборудование – токарно-винторезный (единичное пр-во), токарный с ЧПУ (серийное) или токарный многорезцовый п/автомат (массовое).

                Зубофрезерная.

Фрезеровать зубья предварительно (обеспечивается 8-я степень точности).

Технологическая база – отверстие и базовый торец (реализуется оправкой и упором в торец). Оборудование – зубофрезерный п/автомат.

                Зубофрезерная

Фрезеровать зубья начисто (обеспечивается 7-я степень точности).

                Шевинговальная.

Шевинговать зубья. Операцию применяют для термообрабатываемых колёс с целью уменьшения коробления зубьев, т.к снимается поверхностный наклёпанный слой после фрезерования. Повышает на единицу степень точности колеса.

Технологическая база – отверстие и базовый торец (реализуется оправкой).

Оборудование – зубошевинговальный станок.

                Термическая.

Калить заготовку или зубья (ТВЧ) или цементировать, калить и отпустить – согласно техническим требованиям. Наличие упрочняющей термообработки, приводит к снижению точности колеса на одну единицу.

                Внутришлифовальная.

Шлифовать отверстие и базовый торец за один установ. Обработка отверстия и торца за один установ обеспечивает их наибольшую перпендикулярность.

Технологическая база – рабочие эвольвентные поверхности зубьев (начальная окружность колеса) и торец, противолежащий базовому. Реализация базирования осуществляется специальным патроном, у которого в качестве установочных элементов используют калиброванные ролики или зубчатые секторы. Необходимость такого базирования вызвана требованием обеспечения равномерного съёма металла с зубьев при их последующей отделке с базированием по отверстию на оправке. Оборудование- внутришлифовальный станок.

    При базировании колеса на данной операции за наружную пов-ть венца для обеспечения соосности поверхностей вращения необходимо ввести перед или после т/о круглошлифовальную операцию для шлифования наружной пов-ти венца и торца противолежащего базовому (желательно за один установ на оправке).

Технологическая база – отверстие и базовый торец. Оборудование- круглошлифовальный или торцекруглошлифовальный станок.

Необходимость отделки наружной пов-ти венца колеса часто вызывается также и тем, что контроль основных точностных параметров зубьев производится с использованием этой пов-ти в качестве измерительной базы.

                Плоскошлифовальная.

Шлифовать торец, противолежащий базовому(если необходимо по чертежу).

Технологическая база – базовый торец. Оборудование – плоскошлифовальный станок с прямоугольным или круглым столом.

                Зубошлифовальная.

Шлифовать зубья.

Технологическая база – отверстие и базовый торец. Оборудование – зубошлифовальный станок (обработка обкаткой двумя тарельчатыми или червячным кругом или копированием фасонным кругом). При малом короблении зубьев при т/о (например. При азотировании вместо цементации) операция зубошлифования может быть заменена зубохонингованием или вообще отсутствовать.

    Наличие зубошлифовальной или зубохонинговальной операции определяется наличием и величиной коробления зубьев при т/о. Двукратное зубофрезерование и шевингование зубьев до т/о может обеспечить 6-ю степень точности. При потере точности во время т/о на одну степень конечная 7-я степень точности будет достигнута. Введение отделочной операции зубошлифования или зубохонингования необходимо только при уменьшении точности колеса при т/о больше, чем на одну степень.

                Моечная.

                Контрольная.

                Нанесение антикоррозионного покрытия.

Наличие упрочняющей т/о приводит к снижению степени точности колеса на одну единицу, что требует введения дополнительной отделочной операции. Для незакаливаемых зубчатых колёс шевингование явл-ся последней операцией, перед т/о шевингуют зубья с целью уменьшения деформаций колеса в процессе т/о и повышения степени точности на одну единицу.

 

    Приведённый выше технологический процесс требует обработки колеса на оправках как до нарезания зубьев и т/о, так и после т/о.

    Процесс может быть построен иначе, т.е без применения оправок до т/о. В этом случае вся токарная обработка ведётся в патронах, а потягивание шпоночного паза или шлицев производят после нарезания зубьев и нет операции чистовой обработки на оправке до т/о. В этом случае не гарантируется достаточная перпендикулярность торца к оси отверстия. Для уменьшения отклонения от перпендикулярности протягивание выполняют с жёстким направлением протяжки.

 

                            Обработка плоских зубчатых колёс.

 

    Т.к плоские зубчатые колёса надёжнее базируются на пов-ти торцев, чем на пов-ти отверстия, то токарная обработка на оправках не гарантирует устойчивости. Поэтому весь технологический процесс строят, исходя из того, что установочной технологической базовой явл-ся торцовая пов-ть, а отверстие – двойной опорой. Всю токарную обработку производят в кулачковых патронах, а не на оправках. При наличии шлицевого отверстия отличительной особенностью маршрута явл-ся то, что протягивание шлицев выполняется не после черновых, а после чистовых операций и при этом следует обеспечить перпендикулярность оси отверстия к торцу. Эта задача решается путём применения вертикально- протяжного станка и некомбинированной протяжки, направленной по отверстию малого диаметра шлицев колеса, предварительно расточенного.

 

                            Основные операции м/о плоского зубчатого колеса 7-ой степени точности.

 

    Заготовительная.

Резать прокат или штамповать заготовку.

    Термическая.

Нормализовать заготовку.

Токарная.

Точить торец с одной стороны, наружную пов-ть до кулачков и расточить отверстие предварительно.

Технологическая база – чёрная наружная пов-ть и торец. Оборудование – аналогично первой токарной операции маршрута колеса со ступицей.

Токарная.

Точить второй торец, оставшуюся пов-ть предварительно и расточить отверстие под тонкое растачивание или протягивание.

Технологическая база – обработанная часть наружной пов-ти и торец. Оборудование то же.

    Плоскошлифовальная.

Шлифовать торцы последовательно с двух сторон.