Разработка технологического процесса термической обработки детали

 

Основные  схемы базирования.

Основными конструкторскими базами большинства валов являются поверхности опорных шеек. Однако использовать их в качестве технологических баз для обработки наружных поверхностей на всех операциях затруднительно. Для условия сохранения единства и постоянства баз за технологические базы принимают поверхности центровых отверстий (ГОСТ 14034–74). Для исключения погрешности базирования при выдерживании длин ступеней от торца вала необходимо в качестве опорной технологической базы использовать торец заготовки. С этой целью заготовку устанавливают на плавающий передний центр.

Передача  крутящего момента при установке  вала в центрах осуществляется с  помощью поводкового патрона (ГОСТ 2571–71) или хомутика (ГОСТ 2578–70).

Основные  операции механической обработки

Заготовительная.

Для заготовок из проката: рубка прутка на прессе или резка  прутка на фрезерно-отрезном или другом станке. Для заготовок, получаемых методом  пластического деформирования, штамповать или ковать заготовку.

Правильная (применяется для проката). Правка заготовки на прессе или другом оборудовании. В массовом производстве может производиться до отрезки заготовки. В этом случае правится весь пруток на правильно-калибровочном станке.

Термическая.

Улучшение, нормализация.

Подготовка  технологических баз.

Операцию обработки  торцов и сверление центровых  отверстий в зависимости от типа производства производят:

– в единичном производстве подрезку торцов и центрование на универсальных токарных станках последовательно за два установа с установкой заготовки по наружному диаметру в патроне;

– в серийном производстве подрезку торцов выполняют раздельно  от центрования на продольно-фрезерных или горизонтально-фрезерных станках, а центрование – на одностороннем или двустороннем центровальном станке. Применяются фрезерно-центровальные полуавтоматы последовательного действия с установкой заготовки по наружному диаметру в призмы и базированием в осевом направлении по упору;

– в массовом производстве применяют фрезерно-центровальные станки 
барабанного типа, которые одновременно фрезеруют и центруют две за 
готовки без съема их со станка.

Форму и размеры  центровых отверстий назначают  в соответствии с их технологическими функциями по ГОСТ 14034–74 (см. табл. 2)

Для нежестких валов (отношение l/d > 12) - обработка шеек под люнеты.

Токарная (черновая).

Выполняется за два установа на одной операции (единичное производство) или каждый уставов выполняется как отдельная операция.

Производится  точение наружных поверхностей (с припуском под чистовое точение) и канавок. Это обеспечивает получение точности IT 12, шероховатости           Ra = 6,3. В зависимости от типа производства операцию выполняют: в единичном производстве на токарно-винторезных станках; в мелкосерийном – на универсальных токарных станках с гидросуппортами и станках с ЧПУ; в серийном – на копировальных станках, горизонтальных многорезцовых, вертикальных одношпиндельных полуавтоматах и станках с ЧПУ; в крупносерийном и массовом – на многошпиндельных многорезцовых полуавтоматах; мелкие валы могут обрабатываться на токарных автоматах.

Токарная (чистовая).

Аналогична  приведенной выше. Производится чистовое точение шеек (с припуском под шлифование). Обеспечивается точность 11 – 10 квалитет, шероховатость Ra  = 3,2.

Фрезерная.

Фрезерование  шпоночных канавок, шлицев, зубьев, всевозможных лысок.

Шпоночные пазы в зависимости  от конструкции обрабатывают дисковой фрезой (если паз сквозной) на горизонтально-фрезерных  станках, пальцевой шпоночной фрезой (если паз глухой) на вертикально-фрезерных станках. В серийном и массовом производствах для получения глухих шпоночных пазов применяют шпоночно-фрезерные полуавтоматы, работающие «маятниковым» методом.

Технологическая база – поверхности центровых отверстий или наружные цилиндрические поверхности вала. При установке на наружные цилиндрические поверхности вала (на призмы) возникает погрешность базирования, связанная с колебаниями диаметров установочных шеек вала в партии.

Шлицефрезерная.

Шлицевые поверхности  на валах чаще всего получают обкатыванием червячной фрезой на шлицефрезерных или зубофрезерных станках с установкой вала в центрах. При диаметре шейки вала более 80 мм шлицы фрезеруют за два рабочих хода.

Сверлильная.

Сверление всевозможных отверстий.

Резьбонарезная.

На закаливаемых шейках резьбу изготавливают до термообработки. Если вал не подвергается закалке, то резьбу нарезают после окончательного шлифования шеек (для предохранения резьбы от повреждений). Мелкие резьбы у термообрабатываемых валов получают сразу на резьбошлифовальных станках.

Внутренние  резьбы нарезают машинными метчиками  на сверлильных, револьверных и резьбонарезных станках в зависимости от типа производства.

Наружные  резьбы нарезают:

– в единичном и мелкосерийном производствах на токарно-винторезных 
станках плашками, резьбовыми резцами или гребенками;

– в мелкосерийном  и серийном производствах резьбы не выше 7-ой степени точности нарезают плашками, а резьбы 6-ой степени точности - резьбонарезными головками на револьверных и болторезных станках;

– в крупносерийном и массовом производствах - гребенчатой фрезой на 
резьбофрезерных станках или накатыванием.

Термическая.

Закалка объемная или  местная согласно чертежу детали.

Токарная. (Центрошлифовальная).

Исправление центровых  отверстий (центрошлифовальная). Перед шлифованием шеек вала центровые отверстия, которые являются технологической базой, подвергают исправлению путем шлифования конусным кругом на центрошлифовальном станке за два установа или притираются на токарных станках.

Шлифовальная.

Шейки вала шлифуют на круглошлифовальных или бесцентрово-шлифовальных станках.

Шлицешлифовальная.

Шлицы шлифуются в  зависимости от центрирования:

– при центрировании по наружной поверхности – наружное шлифование 
на круглошлифовальных станках и шлифование боковых поверхностей 
на шлицешлифовальном полуавтомате с делением;

– при центрировании  по поверхности внутреннего диаметра – шлифование 
боковых поверхностей шлицев и шлифование внутренних поверхностей 
по диаметру профильным кругом.