Процессы и операции формообразования

 

Прочность неподвижного соединения двух деталей обеспечивается силой трения между поверхностями  деталей и зависит от величины натяга. Поэтому при выборе посадки с натягом определяют допускаемые значения наибольшего и наименьшего натягов.

Если натяг окажется больше допускаемого, то деталь может  разрушиться, а при очень малом  натяге сила трения может оказаться  недостаточной, и при работе произойдет смещение деталей относительно друг друга.

Посадки дают хорошую  точность центрирования и беспечивают  быструю сборку (и разборку) деталей  с помощью молотков. Их применяют  для шкивов, колес редукторов, маховичков, рукояток, муфт, сменных втулок в  колесах и подшипниках.

Детали, предназначенные  под запрессовку, могут иметь  гладкие поверхности или специальную  накатку.

В радиотехнических узлах  часто применяют соединение запрессовкой металлических деталей в неметаллические, например запрессовка пустотелых пистонов или монтажных штырей в печатную плату. Соединения этого вида не всегда требуют высокой степени точности от деталей; прочность во многом зависит от свойств неметаллических материалов.

Соединения с большим  натягом, особенно соединение деталей  малой жесткости или большого диаметра при малой длине, выполняют нагревом охватывающей детали или охлаждением охватываемой детали.

Прочность прессового соединения зависит от следующих технологических  факторов: чистоты поверхности, скорости запрессовки, смазки сопрягаемых поверхностей. Расчет величин зазоров и натягов при соединении двух деталей с помощью запрессовки определяют расчетом на максимум и минимум.

 

Разъемные соединения.

Разъемные соединения позволяют  многократно без повреждения  соединять и разъединять элементы конструкции и предназначены для механической связи между отдельными ее элементами. При этом допускается повреждение специальной соединяющей детали (штифта, шплинта, винта, гайки). В качестве разъемных соединений широко используют резьбовые, штифтовые и байонетные (легкоразъемные).

Разъемные соединения должны обеспечивать механическую прочность, надежность, долговечность, удобство сборки и эксплуатации.

Самыми распространенными  являются резьбовые соединения, которые  обладают достаточной механической прочностью и точностью взаимного расположения соединяемых деталей при сборке узлов и блоков. Это упрощает сборку и позволяет легко заменять бракованные детали.

Наиболее часто при  сборке узлов и блоков применяют  винты, болты, гайки и шпильки. Винты  выполняют с различными головками (полукруглой, круглой, потайной, полупотайной), а болты - с шестигранной головкой. На каждой головке винта имеется прямой шлиц (паз) для установки отвертки. Винты с потайной головкой иногда имеют крестообразный шлиц.

При использовании винтов с потайной головкой в одной из соединяемых деталей предусматривают зенковку, форма которой должна соответствовать форме головки винта.

С помощью резьбовых  соединений крепят большинство узлов  на шасси, устанавливают соединители, трансформаторы, резисторы, лицевые панели, переключатели и др.

При выполнении резьбового соединения большое значение имеет  правильный выбор инструмента. Размер отвертки должен строго соответствовать  размеру винта, в противном случае можно не достигнуть необходимой  прочности соединения или повредить шлиц винта. Затяжку гаек и болтов следует производить с помощью накидных торцовых гаечных ключей. Применять для этой цели плоскогубцы п другой инструмент нельзя, так как он не обеспечит необходимой силы затяжки и приведет к разрушению головок болтов и гаек.

В настоящее время  широкое распространение при  выполнении резьбовых соединений получили тарированные инструменты с регулируемой силой затяжки. Тарированные ключи  и отвертки обеспечивают определенную силу затяжки, после достижения которой происходит автоматическое расцепление головки ключа или лезвия отвертки с ручкой. В серийном производстве применяют пневматический или электрический механизированный инструмент. Выбор винта определяется его назначением: присоединением листовой детали к корпусу, соединением двух листовых деталей и др.

В зависимости от назначения по ГОСТу выбирается винт с учетом его резьбы, длины и конфигурации головки. В каждом. ГОСТе имеется  пример условного обозначения крепежной  детали (винта, болта, гайки), которое  записывается в спецификацию сборочной единицы (узла).

Для предохранения от самоотвинчивания в процессе эксплуатации крепежные детали необходимо стопорить. Чтобы получить более плотное, резьбовое  соединение, применяют плоские металлические  шайбы, которые подкладывают под головку винта и под гайку. Иногда применяют винты без головок, в этом случае шлиц под отвертку выполняют непосредственно в торцовой части винта.

Штифтовое соединение используют для точного взаимного фиксирования деталей (при отсутствии других фиксирующих или центрирующих элементов), для ограничения перемещения одной детали по отношению к другой, в качестве упоров, при передаче небольших нагрузок .

По форме штифты делятся на цилиндрические и конические. Цилиндрические штифты ставятся в отверстие с натягом и удерживаются трением; однако при разборке посадка может меняться, что является недостатком соединения. Конические штифты позволяют получать плотные безлюфтовые соединения деталей.

Для соединений, не испытывающих больших усилий на срез (в основном все штифтовые соединения работают на срез), применяют простые трубчатые  разрезные штифты, которые изготовляют из пружинящей листовой стали.

Предохранение штифтов от выпадания осуществляют кернением или специальными пружинящими кольцами, изготовляемыми из проволоки диаметром 0,5—0,8 мм. Для соединения деталей штифтами применяют специальные оправки. Когда требуется плотное безлюфтовое соединение, обе детали одновременно рассверливают и в полученные отверстия вставляют штифт. Полностью штифт вставляют на свое место ударами ручного молотка. При разборке штифты выбивают специальными выколотками с соответствующими подставками.

Чаще всего применяют  стальные конические штифты, которые сохраняют свое положение в соединении за счет натяга, создаваемого в процессе сборки. Отверстие для постановки конического штифта обычно просверливают в процессе сборки. Вначале сверлят цилиндрическое отверстие в одной половине ступицы детали, а затем мосле постановки детали на вал сверлят сквозное цилиндрическое отверстие в валу и во второй половине ступицы. После этого конической разверткой развертывают оба отверстия и вставляют штифт.

Байонетное (легкоразъемное) соединение двух деталей цилиндрической формы получают введением одной в другую с последующим их повертыванием, при котором выступы одной детали входят в пазы другой.

Применяют байонетные соединения в часто соединяемых и разъединяемых узлах: патронах, экранах ламп, соединительных муфтах кабелей и др. Для предохранения узла от саморазъединения при тряске и ударах используют специальные конструкции с замками в виде пружин, фиксирующих канавок и др.

Разводные шплинты применяют, главным  образом, для крепления шайб и  гаек на осях и болтах. В отверстие свободно вставляют шплинт и разводят его концы в разные стороны, благодаря чему он и удерживается на месте.

 

2. Конструктивные виды и служебное назначение корпусных деталей.

 

Корпусные детали являются базовыми изделиями, на которых монтируются отдельные сборочные единицы. Конструкция этих деталей должна обеспечивать необходимую точность взаимного расположения установленных на них элементов, как в статическом состоянии, так и при эксплуатации под нагрузкой. Таким образом, при конструировании и изготовлении корпусных деталей необходимо обеспечить требуемую точность размеров, формы и расположения поверхностей, а также прочность, жесткость,  виброустойчивость, сопротивление температурным деформациям, герметичность, технологичность и удобство монтажа конструкции.

По служебному назначению и конструктивным видам их подразделяют на: корпусные детали коробчатой формы; корпусные детали с отверстиями  и длинными полостями; корпусные  детали сложной пространственной формы; корпусные детали с направляющими; корпусные детали типа кронштейнов, угольников, крышек и т.п.

 

Рис. Разновидности корпусных деталей. а - коробчатой формы; б - с длинными полостями в - сложной пространственной формы;

г - с направляющими; д - типа кронштейнов, угольника, крышек.

 

Корпусные детали коробчатой формы в виде параллелепипедов, габариты которых имеют одинаковый порядок. К этой группе относятся корпуса редукторов, коробок скоростей металлорежущих станков, шпиндельных бабок и пр., отверстия в которых предназначены для установки подшипниковых узлов.

Корпусные детали с отверстиями, длина  отверстий в которых значительно  меньше диаметра. К этой группе относятся  блоки цилиндров двигателей внутреннего сгорания, компрессоров, корпуса пневмо- и гидроаппаратуры: цилиндров, золотников и пр. Отверстия в этих деталях являются направляющими для поршня или плунжера.

Детали сложной формы для  формирования потоков жидкости и  газа, которые являются корпусами  паровых и газовых турбин или  арматурой водо- и газопроводов: вентилей, тройников, коллекторов и пр.

Корпусные детали с направляющими  поверхностями. К этой группе относятся  столы, каретки, суппорты, ползуны, которые  в процессе работы совершают возвратно-поступательное или вращательное движения.

Корпусные детали типа кронштейнов, угольников, стоек и пр., которые применяются в качестве опорных элементов.

Элементами корпусных деталей  являются плоские, цилиндрические, фасонные, и другие поверхности, которые обрабатываются или остаются без обработки. Обработанные плоские поверхности служат для присоединения по ним деталей и сборочных единиц. Поэтому они называются присоединительными. При механической обработке эти поверхности используют в качестве технологических баз. Фасонные поверхности, как правило, не обрабатываются. Конфигурация этих поверхностей определена их служебным назначением.

Отверстия в корпусных  деталях делятся на основные и вспомогательные отверстия. Диаметр основных отверстий значительно больше диаметра вспомогательных отверстий. Основные отверстия используются как гнезда подшипников и в качестве направляющих поршней и плунжеров. Вспомогательные отверстия предназначены для монтажа болтов, масленок, маслоуказателей и могут быть гладкими и резьбовыми. Эти отверстия также служат базами при механической обработке.

При конструировании корпусных деталей предъявляют следующие технологические требования:

- Нерабочие поверхности независимо  от способа получения, заготовки  должны изготавливаться без применения  обработки резанием.

- Заготовки должны иметь надежные  базы, обеспечивающие правильную  ориентацию и требуемую жесткость при их дальнейшей обработке. Для исключения деформация заготовки при ее закреплении и обработке необходимо предусматривать в ее конструкции ребра жесткости.

- Поверхности, подлежащие обработке  резанием и находящиеся с одной  стороны заготовки, следует располагать так, чтобы можно было осуществлять обработку напроход.

- Следует избегать отверстий глубиной L=(8..10)d. Соосные цилиндрические отверстия следует проектировать убывающими по диаметру в одном направлении, а если это невозможно, убывающими с обеих сторон детали к ее средней части.

- Размеры и расположение отверстий  на корпусной детали должны  допустить ее многошпиндельную  обработку, для чего расстояние  между осями отверстий следует  выполнять не менее 45 мм.