книги из ГПНТБ / Халилов А.А. Техника подземного ремонта нефтяных скважин

лишние расходы на обработку поковки или штамповку к потерю металла.

Все заготовки деталей ключа после штамповки под­ вергаются отжигу. Отжигом достигается уменьшение твердости, улучшение обрабатываемости резанием, улуч­ шение структуры и подготовки детали к последующей термообработке.

2.ПРИНЦИП КОНСТРУИРОВАНИЯ

ИИЗГОТОВЛЕНИЯ ШТАМПА

Исходной базой для проектирования штампа являет­ ся чертеж готовой штамповки.

Молотовый формовочный штамп обычно разделяется по линии разъема на две части*— верхнюю и нижнюю.

Основным и решающим в конструировании штампа является правильное установление линии разъема. Пло­ скость линии разъема следует располагать по возмож­ ности так, чтобы с каждой стороны заготовки был при­ мерно одинаковый объем металла, т. е. линия разъема проходила в плоскости симметрии заготовки. Правиль­ ный выбор линии разъема штампа предопределяет про­ стоту конструкции штампа, легкость удаления заготовки из штампа, производительность штамповки и удобство последующей механической обработки заготовки. Чтобы легче было удалять заготовки из штамповки, их стенки изготовляют с некоторым уклоном.

Величина штамповочных уклонов зависит от способа штамповки, конструктивных форм заготовки, качества рабочих поверхностей штампа и типа штамповочного оборудования. Для молотовых штампов уклоны прини­ маются в пределах 5—7°. Для заготовок, симметричных относительно плоскости разъема штампа, уклоны в ниж­ нем штампе делают меньшими, чем в верхнем. Это за­

121

держивает заготовку в нижнем штампе при подъеме верхнего. При проектировании штампов должны исклю­ чаться острые углы и кромки пут&м введения соответ­ ствующих радиусов переходов и закруглений. Величины радиусов закругления прямо пропорциональны глубинам полости штампов.

Примечание. Припуски и допуски взяты, исходя из грубой (ѵ.ѴѴ) обработки.

Полость штампа является как бы негативом формы из­ делия, но размеры ее при горячей штамповке отличают­ ся от размеров изделия — форма больше, так как штам­ повка производится при высоких температурах и после остывания поковка имеет меньшие размеры по сравне­ нию с размерами полости штампа.

Известно, что всякое теЛо длиной I после нагрева его до температуры 1° удлиняется на величину а /, где а — линейный коэффициент удлинения. Следовательно, дли­ на тела I при нагреве на 1° будет

В практике штамповочного дела уменьшение разме­ ров при остывании поковки принято называть линейной усадкой. В среднем коэффициент линейной усадки мож­

(рис. 43).

Для достижения более точного положения верхнего штампа в отношении нижнего сделаны направления в виде штифтов; применяются они в небольших штампах.

Чтобы можно было захватить штамп при его пере­ носке, в боковых поверхностях сверлят дыры, в которые

122

вкладывают небольшие ломики (рис. 43). Диаметры на­ правляющих штифтов и дыр под ломик делаются по размерам штампа.

Немаловажным вопросом является технология изго­ товления штампов. Для штампов применяют сталь раз­ личных марок. Долговечность штампа зависит от выбора материала. В тех случаях, когда штамповка производит­ ся сравнительно продолжительное время, поковка под­ вергается многократным ударам молота. Вследствие этого штамп чрезмерно нагревается, углеродистая сталь оказывается малоустойчивой. Поэтому штампы, изготов­ ленные из углеродистой стали, недолговечны и в таких случаях штампы делают из легированной стали. На машиностроительном, заводе им. Володарского для из­ готовления штампов применяется легированная сталь марки 40ХН. Она обладает большой твердостью, сопро­ тивлением разрыву и удару, выносливостью к нагреву и большим пределом упругости.

Хром увеличивает твердость, а никель придает ей вязкость. Штампы из хромоникелевой стали более долго­ вечны и пригодны для штамповки детали в серии.

Поковка штампа должна быть хорошо прокованной

и подвергнута термической обработке — нормализации и отжигу.

Для уменьшения трудоемкости механической обра­ ботки предварительно, путем продавливания, в поковке делают полость штампа с помощью мастера-штампа.

Поковка поступает в инструментальный цех, где путем механической обработки точно выдерживаются размеры штампа по чертежу.

Для проверки правильности изготовления полости формовочного штампа и центровки верхней половинки штампа с нижней применяется контрольный мастерштамп, соответствующий точному профилю и размерам штампуемого изделия.

После тщательной отделки и приемки ОТК штамп в термическом цехе подвергается термообработке и закал­ ке на твердость (HRC = 40—45).

3. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ КЛЮЧА

Для того чтобы обработать детали ключа наиболее производительно и экономично, нужно разработать ра­

124

циональную технологию с максимальным использова­ нием передовых методов металлообработки.

Согласно разработанной технологии обработки дета­ лей ключа расставляются металлорежущиё станки на участке.

Для механической обработки деталей ключа приме­ няются разнообразные металлорежущие станки, преиму­ щественно фрезерные.

Технологический процесс механической обработки че­ тности ключа состоит из следующих операций:

1)фрезеровки 2-х наружных плоскостей;

2)разметки контура обработки челюсти;

3)сверловки отверстия под палец;

4)фрезеровки прямых участков внутреннего контура;

5)фрезеровки криволинейного участка внутреннего контура;

6)долбления паза;

7)фрезеровки под рукоятки;

8)сверловки отверстия под ручки;

9)нарезки резьбы под ручки;

10)слесарной опиловочной операции;

11) закалки и отпуска на твердость (HRC = 28—32). После -составления маршрутной карты технологиче­ ского процесса и выбора металлообрабатывающих стан­ ков для обработки деталей приступаем к подробной раз­

работке операционной карты.

Полная механическая обработка челюсти штампов­ кой состоит из десяти операций. На каждую операцию в отдельности заполняется «операционная карта техноло­ гического процесса механической обработки». В этой карте даются подробно все необходимые технологические сведения для выполнения операции.

Фрезеровка двух наружных плоскостей челюсти про­ изводится на двухшпиндельном продольно-фрезерном станке. Челюсть закрепляется в быстродействующем за­ жимном приспособлении на столе станка.

За один проход стола двумя фрезами одновременно фрезеруются обе плоскости челюсти под размер. Эти обработанные поверхности являются технологической базой для выполнения последующих операций.

Режущим инструментом является торцовая фреза, ■оснащенная твердым сплавом Т15К6. Операция осуще­ ствляется методом скоростного фрезерования.

125

Фрезеровка прямых участков внутреннего контура челюсти осуществляется на вертикально-фрезерном стан­ ке скоростным методом.

В качестве режущего инструмента используется так­ же торцовая фреза, применяющаяся и при первой опе­ рации.

Фрезеровка криволинейного участка внутреннего кон­ тура челюсти согласно разметке выполняется на гори­ зонтально-фрезерном станке цилиндрической фрезой.

Для правильного расположения отверстия под сто­ порный винт-ручку, а также для взаимозаменяемости плашки сверловка осуществляется через кондуктор.

Заготовкой для изготовления рукоятки служит полу­ штампованная поковка. Головная часть рукоятки штам­ пуется, а ручка ее путем свободной ковки-вытяжки изго-

* товляется под молотом.

Технологический процесс обработки состоит из сле­ дующих операций:

1)проточки ручки;

2)фрезеровки двух наружных плоскостей головки;

3)разметки;

4)фрезеровки конуса на головке;

5)строжки паза под сухарь;

6)сверловки отверстия под палец и стопорные болты;

7)нарезки резцбы;

8)слесарной опиловочной операции;

9)закалки и отпуска на твердость (HRC = 28—32). Изготовление рукояток ключа не представляет труда.

Поэтому даем краткое описание операций, входящих в маршрутную технологию обработки рукоятки.

Токарная обработка—обточка конуса рукоятки—вы­ полняется на токарно-винторезном станке ІК62.

На рис. 44 дана схема обточки конусной части ру­ коятки. Конусность в обработке ручки рукоятки достига­ ется перемещением задней бабки.

Фрезеровка двух наружных плоскостей и конуса на головке рукоятки производится на тех же станках, на которых обрабатываются заготовки для челюстей, т. е. на двухшпиндельном и вертикально-фрезерном.

Строжка паза под сухарь выполняется на поперечнострогальном станке. Строжка осуществляется одновре­ менно с двух рукояток, зажатых в тисках станка.

Особенно высокие требования предъявляются к тех-

126

нологии изготовления быстроизнашивающихся деталей ключа—плашки и сухаря. Они являются съемными запас­ ными частями ключа. Плашка и сухарь должны быть в полной мере взаимозаменяемы. Срок службы их во мно­ гом зависит от качества изготовления. Они как запасные части требуются в значительном количестве.

N>14 = ^ —

Токарный станок

Рис. 44. Схема обработки конуса рукоятки и приспособления на токарном станке

Рассмотрим рациональную технологию серийного из­ готовления плашки и сухаря.

Заготовкой для изготовления плашек служит поков­ ка в виде полосы (на три штуки).

Маршрутная технология изготовления плашки, пред­ лагаемая нами, состоит из следующих операций:

1)фрезеровки плоскости с 4-х сторон на конус;

2)снятия фаски (R= 1,5);

3)фрезеровки зубьев;

4)разрезки (фрезеровки) на три части;

5)сверловки отверстия под стопорный винт;

6)слесарной опиловочной операции;

7) закалки и отпуска на твердость (HRC = 52—58). Операция 1-я—фрезеровка заготовки с четырех сторон—производится на вертикально-фрезерном станке скоростным фрезерованием торцовой фрезой, оснащен­

ной пластинами из твердого сплава.

127

Снятие фаски (R = 1,5 мм) у заготовок плашки осу­ ществляется на поперечно-строгальном станке. В при­ способлении зажимаются по две заготовки, у которых одновременно за один проход производится строжка фаски фасонным резцом.

Характерной является 3-я операция — фрезеровка зубьев плашки. Она выполняется на горизонтально-фре­ зерном станке цилиндрической фрезой со специальным профилем зубьев, соответствующих зубьям плашки.

Фрезеровка зубьев в заготовке плашек является про­ грессивной и высокопроизводительной операцией. За один проход одновременно но всей ширине заготовки фрезеруются зубья.

Сверловка отверстия под стопорный винт производит­ ся по кондуктору.

Для сухаря, кроме правильного выбора материала, большое значение имеет качество механической и терми­ ческой обработок рабочих поверхностей.

Высокое качество обработки рабочих поверхностей, . безусловно, улучшает работу сухарей, т. е. уменьшает их износ и тем самым увеличивает срок службы ключа.

Технология изготовления сухарей на машинострои­ тельном заводе им. Володарского включает следующие операции:

1)полная токарная обработка;

2)фрезеровка зубьев;

3)разметка;

4)разрезка фрезой на две части;

5)строжка направляющего;

6)сверловка отверстия под стопорный болт;

7)слесарная опиловочная операция;

8)термообработка — закалка и отпуск на твердость

(HRC = 52—58).

Полная токарная обработка сухаря производится на токарно-винторезном станке 1К.62 из проката (ст. 50ХН).

Зубья сухаря фрезеруются на зубофрезерном станке червячной фрезой со специальным профилем зубьев, соответствующих зубьям сухаря.

С целью сокращения вспомогательного времени на оправку для фрезеровки зубьев набирают по четыре за­ готовки сухаря. После фрезеровки зубьев заготовка раз­ мечается по шаблону на два сухаря.

128

По разметке скоростным фрезерованием заготовка разрезается на две части.

Строжка направляющего сухаря производится на по­ перечно-строгальном станке (одновременно по четыре штуки). Затем в сухаре по кондуктору высверливается отверстие под стопорный болт.

Изготовление остальных деталей ключа-пальца, пру­ жины, ручки и стопорных болтов нетрудно и нехарак­ терно. Поэтому нет надобности останавливаться на технологии изготовления их.

При изготовлении деталей ключа преимущественно применяется фрезеровка, которая составляет почти 50% общего времени станочной работы.

Рассмотрим скоростное фрезерование как основной метод обработки деталей ключа.

4. СКОРОСТНОЕ ФРЕЗЕРОВАНИЕ

Под скоростными методами обработки металлов сле­ дует понимать такие методы, при которых полностью используются высокие режущие свойства твердосплавного инструмента, применяются приспособления и приемы, позволяющие значительно сократить вспомогательное время.

Внедрение скоростных методов обработки металла в заводскую практику позволилоне только значительно повысить производительность труда, но и в два-три раза сократить время изготовления деталей ключа.

Для скоростного фрезерования наши станкострои­ тельные заводы создают и выпукают современные фрезерные станки. Но наряду с ними в промышленности эксплуатируются еще станки устаревших конструкций, которые путем модернизации можно и нужно приспосо­ бить для скоростного фрезерования.

Для скоростного фрезерования деталей ключа маши­ ностроительным заводом им. Володарского модернизи­ рованы старые вертикально-фрезерный и двухшпиндель­ ный продольно-фрезерный станки. На них применены упрощенные конструкции фрез, оснащенные твердосплав­ ными пластинами. Модернизация этих станков позволила увеличить режимы резания, лучше использовать режу­ щие способности фрезы с твердосплавными пластинами

и тем самым значительно сократить машинное время

обработки деталей.

При модернизации станков очень важно вместе с уве­ личением числа оборотов шпинделя и подачи стола до­ стигнуть увеличения и жесткости узлов станка.

В качестве примера скоростного фрезерования раст смотрим первую операцию фрезерования 2-х наружных поверхностей челюсти ключа (рис. 45).

Рис. 45. Обработка плоскостей челюсти на двухшпиндельном фрезерном станке

За один переход двумя фрезами одновремеіАо фре­ зеруются обе плоскости челюсти под размер.

Установка и закрепление деталей на станке для фре­ зерования требуют обеспечения вполне определенного положения обрабатываемой детали к фрезе и быстрого надежного закрепления.

С этой целью для каждой станочной обработки дета­ лей предусмотрены специальные операционные приспо­ собления, которые значительнЪ ускоряют установку и снятие их со станка (рис. 46). Это необходимо при се­

130