22. Разработка технологических процессов

изготовления корпусных деталей

Служебное назначение корпусных деталей.

Корпусные детали машин представляют собой базовые детали, на них устанавливают различные детали и сборочные единицы, точность относительного положения которых должна обеспечиваться как в статике, так и в процессе работы машины под нагрузкой. В соответствии с этим корпусные детали должны иметь требуемую точность, обладать необходимой жесткостью и виброустойчивостью, что обеспечивает требуемое относительное положение соединяемых деталей и узлов, правильность работы механизмов и отсутствие вибрации.

Рис. 21.1. Классификация корпусных деталей: а – коробчатого типа; б – с гладкими цилиндрическими поверхностями; в – корпус гидромашины сложной формы; г – корпуса с направляющими; д – детали типа кронштейнов;

Технические требования.

В зависимости от конструктивного исполнения и сложности к корпусным деталям предъявляют следующие технические тре­бования, характеризующие различные параметры их геометри­ческой точности.

Точность геометрической формы плоских базирующих поверхностей регламентируется следующими требованиями. Плоскостность по­верхности в пределах ее габаритов. Для поверх­ностей размером до 500 мм отклонения от плоскостности и парал­лельности обычно находятся в пределах 0,01 ... 0,07 мм, а у ответственных корпусов – 0,002–0,005 мм.

Предельные отклонения от параллельности или перпендикулярности одной плоской поверхности относительно другой составляют 0,015/200–0,1/200, а для деталей повышенной точности — 0,003/200–­0,01/200. Точность расстояния между двумя параллельными пло­скостями. Для большинства деталей она находится в пределах 0,02­–0,5 мм, а у корпусных деталей повышенной точности — 0,005–0,01 мм. Точность диаметральных размеров и геометрической формы отверстий. Диаметральные размеры главных отверстий, вы­полняющих в основном роль баз под подшипники, соответствуют 6–11-му квалитетам.

Отклонения геометрической формы отвер­стий — некруглость в поперечном сечении и конусообразность или изогнутость в продольном ограничивают в пределах 1/5–1/2 допуска на диаметр отверстия. Точность относительного углового положения осей отвер­стий. Отклонения от параллельности и перпендикулярности осей главных отверстий относительно плоских поверхностей составляют 0,01/200–0,15/200, предельные угловые отклонения оси одного отверстия относительно оси другого — 0,005/200–0,1/200.

Точность расстояния от осей главных отверстий до базиру­ющей плоскости для большинства деталей составляет 0,02–0,5 мм. Точность расстояний между осями главных отверстий 0,01–0,15 мм. Соосность отверстий в пределах 0,002–0,05. Параметр шероховатости плоских базирующих поверх­ностей Ra 2,5–0,63 мкм, параметр шероховатости поверх­ностей главных отверстий Ra 1,25–0,16 мкм, а для ответ­ственных деталей до Ra 0,08 мкм.

В большинстве случаев к определенной корпусной детали предъявляют технические требования на отдельные из названных параметров при конкретных значениях номиналов и допускаемых пределах отклонений. Рассмотрим на примерах методику назна­чения технических требований на отдельные параметры точности корпусных деталей исходя из служебного назначения.

Материал и заготовок.

Серый чугун является основным конструкционным материалом для изготовления корпусных деталей. При относительно невысо­кой стоимости он обладает хорошими литейными свойствами, что позволяет получать отливки сложной конфигурации. Серый чугун хорошо обрабатывается и имеет неплохие физико-механические свойства, которые можно изменять в требуемом направлении с помощью модификации чугуна и термической обработки. От­ливки из серого чугуна обладают высокой циклической вязкостью, что способствует демпфированию колебаний.

Для малонагруженных деталей типа крышек, плит, поддонов применяют чугун СЧ 12. Корпусные детали с направляющими, к которым предъявляют повышенные требования на износостой­кость, изготовляют из серого чугуна СЧ 21 и модифицированного чугуна марок СЧ 32, СЧ 35.

Для получения тонкостенных отливок применяют чугуны с повышенным содержанием фосфора, способствующего улучше­нию литейных свойств, а также высоким содержанием углерода (до 3,6 %) и кремния (до 2,8 %).

Плиты спутников делают из сталей ЗОЛ, 40Х, 12ХНЗА, 20ХЗВМФ. Корпусные детали ходовой части машин, работающих под большими нагрузками, выполняют из серого чугуна СЧ 21, СЧ 24, а также из ковкого чугуна К 4 35-10.

Для получения по­вышенной прочности картеры задних

мостов автомобилей большой грузоподъемности изготовляют из литейных сталей 40Л, 40ЛК.

Ковкий чугун и литейные стали применяют также для изготовле­ния корпусных деталей сельскохозяйственных и дорожных машин, подверженных вибрации, ударным и знакопеременным нагрузкам.

Блоки цилиндров, головки блоков различных двигателей делают из чугуна марок СЧ 21, СЧ 24 и алюминиевых сплавов.

Корпуса высоконапорных насосов, компрессоров изготовляют из чугунов повышенной прочности СЧ 24, СЧ 28 или стального литья. Корпуса паровых турбин, работающих при температуре 250-400 °С и высоком давлении, делают из модифицированных чугунов повышенной прочности или углеродистой стали ЗОЛ. Для корпусов паровых турбин применяют также легированные (молибденовые и хромомолибденовые) стали. Корпуса электро­двигателей отливают из стали 15Л.

Для корпусных деталей малой массы широко применяют алюминиевые и магниевые сплавы АЛ4, АЛ8, АЛ10В, АЛ13.

Сварные корпусные детали редукторов, сварные детали типа кронштейнов, стоек, угольников в большинстве случаев изгото­вляют из листовой малоуглеродистой стали СтЗ, Ст4.

Штампо-сварные картеры задних мостов автомобилей делают из листовой стали 35, 40. По сравнению с литыми картерами они имеют мень­шие габариты и массу.

Методы изготовления заготовок.

Основными способами получения литых заготовок являются: литье в песчаную форму в кокиль, под . давлением, литье в оболочковые формы, а для малых по массе и габаритам деталей - литье по выплавляемым моделям. Для корпусных деталей широко используют литье в песчаную форму.

Литье в кокиль применяют для получения фасонных отливок из цветных сплавов, чугуна и стали в условиях серийного и мас­сового производства. Размеры отливок могут достигать до 1,5 м, а масса — от нескольких килограммов до нескольких тонн. От­ливки в кокиль имеют более высокую точность размеров (11-й, 12-й квалитеты), параметр шероховатости поверхности отливок Ra=10–5 мкм.

Литьем под давлением получают в основном точные отливки корпусных деталей из цветных сплавов. Этот способ обеспечивает получение фасонных отливок сложной конфигурации с тонкими стенками и различными по размерам отверстиями с внутренними или наружными резьбами. Такие отливки имеют хороший внеш­ний вид, параметр шероховатости поверхности Ra 5-1,25 мкм.

Литье в оболочковые формы одноразового пользования при­меняют для получения ответственных фасонных отливок из раз­личных материалов в серийном и массовом производстве. Полу­чаемые этим способом заготовки корпусных деталей имеют не­большие размеры (до 500–700 мм) и массу не более 50 кг. Точность размеров таких отливок соответствует 12–14-му квалитету, параметр шероховатости поверхности Ra10–2,5 мкм. Высокая точность размеров отливки позволяет уменьшить припуски на обработку до 0,25–0,5 мм или вообще исключить обработку резанием большинства поверхностей.

Сварные заготовки из стали применяют в единичном и мелкосерийном производстве для корпусов отно­сительно простой геометрической формы и для корпусов. Применение сварных и штампо-сварных заготовок в серийном производстве требует хорошо оборудованного сварочного цеха.

Технологически процесс изготовления

корпусных деталей.

Для различных по конструкции и размерам корпусных деталей технологический процесс обработки резанием включает следу­ющие основные этапы: черновая и чистовая обработка плоских поверхностей или плоскости и двух отверстий, используемых в дальнейшем в ка­честве технологических баз; обработка остальных наружных поверхностей; черновая и чистовая обработка главных отверстий; обработка мелких и резьбовых отверстий; отделочная обработка плоских поверхностей и главных от­верстий; контроль точности.

В зависимости от технических требований между этапами черновой и чистовой обработки заготовки может быть предусмо­трено естественное или искусственное старение для снятия вну­тренних напряжений.

Контроль корпусных деталей.

Контролируют точ­ность размеров и относительного положения плоских поверхно­стей и главных отверстий, точность геометрической формы и шеро­ховатость базирующих поверхностей детали, правильность отно­сительного положения резьбовых и других мелких отверстий.

В условиях единичного и мелкосерийного производства кон­троль выполняют с помощью универсальных измерительных средств. В крупносерийном и массовом производстве контроль гео­метрической точности корпусных деталей выполняют на специальных приборах, обеспечивающих автоматическое измерение одно­временно нескольких параметров.

Для контроля корпусных деталей наиболее целесообразно применять координатно-измерительные машины.