книги из ГПНТБ / Степанян А.Г. Изготовление малогабаритных корпусных деталей
.pdfА.Г.СТЕПАНЯН
ЗГОТОВ/ШНИЕ
АЛ ОГАБАРИТНЫХ
ОРПУСНЫХ
ЕТАЛЕЙ
••/’ |
\ ■ |
У-І
//
А . Г. С ТЕП А Н Я Н
Изготовление
малогабаритных
корпусных
деталей
М о с к в а
«МАШИНОСТРОЕНИЕ»
1973
Степанян А. Г. Изготовление малогабаритных
корпусных деталей. М., «Машиностроение», 1973,
163с.
Вкниге изложены вопросы изготовления и контро ля малогабаритных корпусных деталей.
Основное внимание уделено вопросам обеспечения точности взаимного расположения поверхностей при обработке корпусных деталей на координатно-рас точных, агрегатно-расточных и токарных станках. Рассмотрены также распространенные на производст ве схемы контроля соосности, параллельности и пер пендикулярности осей отверстий, дан анализ их ме тодических погрешностей и указаны возможные гра ницы применения.
Приведена технология изготовления сборных кор пусов с расчетом ожидаемой погрешности взаимного расположения поверхностей корпуса в сборе, в зави симости от погрешностей его отдельных деталей.
Книга предназначена для инженерно-технических работников машиностроительных и приборостроитель ных заводов.
Табл. 10, ил. 44, описок лит. 24 назв.
Редактор проф. д-р техн. наук А. Н. МІАЛОВ
Рецензент инж. В. Д. МЕЛЬНИЧЕНКО
3 131 — 052
С----------------- 52 — 73 0,38(01) — 73
© Издательство «Машиностроение» 1973 г.
ВВЕДЕНИЕ
Современный уровень техники и перспективные задачи ее раз вития требуют точности и надежности всех типов машин и при боров. Указанные качественные показатели во многом зависят от степени точности изготовления отдельных деталей, и в первую очередь, от точности изготовления корпусных деталей машин.
Технологический процесс изготовления обычных корпусных деталей машин исследован достаточно полно. Для изготовления ряда типовых корпусных деталей (например, станин, коробок скоростей, коробок подач, задних бабок станков, блоков цилинд ров двигателей и т. п.) созданы типовые технологические про цессы. Обеспечение требуемой точности в таких случаях зави сит от состояния оборудования и качества его наладки. То же самое нельзя сказать относительно малогабаритных корпусных деталей. Их удельный объем в различных отраслях машино- и приборостроения достаточно велик, но тем не менее до настоя щего времени недостаточно разработаны конкретные рекоменда ции по построению технологического процесса этих деталей.
Технологический процесс обработки малогабаритных корпус ных деталей разрабатывается, обычно, на основе опыта и воз можностей каждого завода и поэтому ряд принципиальных воп росов получают различные решения. Так, например, если для обычных корпусных деталей основные посадочные отверстия об рабатывают, как правило, на горизонтально-расточных или спе циальных агрегатных станках, то посадочные отверстия малога баритных корпусных деталей, обрабатывают на токарных, свер лильных, фрезерных, координатно-расточных, горизонтально-рас точных и агрегатных станках. Применение различных типов стан ков приводит к разнообразию не только соответствующих опера ций, выполняемых на этих станках, но и структур технологиче ского процесса. Следует отметить, что эта операция является наиболее ответственной в процессе обработки на станках, и от точности ее выполнения зависит окончательная точность корпус ной детали по основным параметрам.
Указанные обстоятельства вызывают необходимость подроб ного анализа всего технологического процесса обработки на ме таллорежущих станках малогабаритных корпусных деталей для
з
оценки этого процесса в каждом конкретном случае и определе ния возможных границ его применения.
Автор считает, что в одной ра'боте невозможно охватить все вопросы, связанные с изготовлением таких сложных деталей, ка кими являются малогабаритные корпусные детали. В частности, в книге не рассматриваются вопросы 'базирования, размерные цепи, расчет припусков и межоперационных размеров примени тельно к корпусным деталям. Эти проблемы достаточно полно отражены в работах советских ученых — Б. С. Балакшина, Н. А. Бородачева, А. Н. Гаврилова, В. М. Кована, В. С. Корсако ва, Д. ГІ. Решетова, Э. А. Сателя, А. П. Сокрловского, А. Б. Яхина и других. Отдельные специальные вопросы, связанные с про изводством малогабаритных корпусных деталей, освещены в ра ботах Б. Л. Беспалова, А. И. Дащенко, Ф. П. Дуженкова, 3. Ф. Уразаѳва и др.
Целью настоящей книги является анализ основных операций обработки на металлорежущих станках малогабаритных корпус ных деталей и определение возможностей применения отдельных схем обработки для обеспечения требуемой точности. Особое внимание уделяется вопросам обеспечения и контроля точности взаимного расположения поверхностей.
ХАРАКТЕРИСТИКА
МАЛОГАБАРИТНЫХ
КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ
КОРПУСНЫЕ ДЕТАЛИ И ИХ РАЗНОВИДНОСТИ
Современные машиностроение и приборостроение характеризу ются большим количеством различных механизмов, приборов и машин. Эти изделия, отличаясь многообразием по своему назна чению и конструкции, имеют сложные разветвленные кинемати ческие цепи.
Корпусные детали предназначены для укрепления и разме щения в определенном положении отдельных деталей, сборочных единиц и механизмов. Поиски наиболее рациональных конструк ций машин и приборов, сочетающих малые габаритные размеры с простотой сборки и регулировки, привели к широкому приме нению ів этих изделиях большого количества сложных корпусных деталей.
В ряде случаев возникает необходимость максимального уменьшения веса и габаритных размеров изделий, особенно из
делий, работающих в нестационарных условиях |
эксплуатации. |
В связи с этим формы корпусных деталей должны |
мало отли |
чаться от контура, описанного вокруг заключенных в них сбороч ных единиц или механизмов. Детали этого класса имеют наи большее распространение в машинах и приборах.
В отличие от обычных корпусных деталей широкий диапазон назначения малогабаритных корпусных деталей обуславливает их большое конструктивное разнообразие (рис. 1). Все они ха рактеризуются сложностью конструктивной формы и большим количеством разнообразных по форме и размерам посадочных поверхностей. Но для всех корпусных деталей независимо от наружной конфигурации характерно наличие точнообработанных плоских поверхностей и посадочных (основных) отверстий высокой точности, расположенных в разных плоскостях и пред назначенных для установки подшипников валов, осей и других деталей.
Следует отметить, что в некоторых случаях трудно провести границу между малогабаритными и обычными корпусными де талями. В таких случаях это разделение имеет условный харак тер и технологический процесс обработки малогабаритных кор пусных деталей разрабатывается по аналогии с технологически ми процессами обработки обычных корпусных деталей.
5
В класс малогабаритных корпусных деталей включают кор пуса с максимальными габаритными размерами до 300 мм, ха рактеризуемые наличием большого числа точных посадочных отверстий с высокими требованиями по их взаимному располо жению. Минимальные размеры корпусных детален этого класса лежат в пределах 20—40 мм. Весь диапазон габаритных разме ров малогабаритных корпусов примерно соответствует диапазо ну размеров посадочных отверстий обычных корпусных деталей общего машиностроения (например, станкостроения). Такой диа-
Рис. 1. Малогабаритные корпусные детали.
пазом габаритных размеров вместе с ажурностью, а значит и ма лой жесткостью малогабаритных корпусов, является одной из основных характеристик, определяющих особенность технологи ческого процесса их изготовления.
Аналогично обычным корпусным деталям ряд малогабарит ных корпусных деталей по условиям удобства обработки и сбор ки выполняют разъемными в диаметральной плоскости посадоч
ных отверстий или в плоскостях, |
перпендикулярных к |
осям |
этих отверстий. В связи с этим |
класс малогабаритных |
кор |
пусных деталей разбивается на два подкласса: а) составные кор пуса; б) цельные корпуса.
Составные корпуса обычно состоят из двух или трех элемен тов. Этот подкласс корпусных деталей включает следующие группы: а) корпуса с одной крышкой; б) корпуса с двумя крыш ками; в)корпуса из двух половин с разъемом, перпендикуляр ным к осям посадочных отверстий; г) корпуса с крышкой или из двух половин с разъемом в диаметральной плоскости основных посадочных отверстий; д) корпусные детали с отдельными сбор
ными элементами.
Обработка корпусных деталей первых трех групп выполня ется в основном раздельно (по составным частям), и только в
6
некоторых случаях эти детали подвергаются финишной обработ ке (доводке) в собранном виде. Технологический 'процесс изго товления отдельных элементов (деталей) при этом осуществ ляется аналогично процессу изготовления цельных корпусов.
Технологический процесс обработки корпусных деталей из двух половин с разъемом в диаметральной плоскости основных посадочных отверстий (группа г) состоит из двух этапов — раз дельная обработка двух половин и их совместная обработка. При этом после операции совместной обработки возможны раз борка и выполнение ряда операций раздельно.
Сборные элементы корпусных деталей группы д предназначе ны для усиления отдельных частей корпуса или упрощения загочтоакн. Сборные элементы в этом случае после крепления не раз бираются, и вся дальнейшая обработка осуществляется в соб ранном виде. Процесс обработки идентичен технологическому процессу обработки аналогичных цельных корпусных деталей. Особенность обработки корпусных деталей этой группы заклю чается в подборе соответствующих режимов резания для отдель ных элементов, если эти элементы изготовлены из разных ма
териалов.
В подкласс цельных корпусных деталей включаются все раз новидности малогабаритных корпусов, в том числе и детали, яв ляющиеся элементами для составных корпусов.
Технологический процесс обработки малогабаритных корпус ных деталей определяется конфигурацией и требованиями по взаимному расположению основных посадочных поверхностей. По этим признакам подкласс цельных корпусов можно разде лить на следующие группы: а) призматические; б) корпуса — тела вращения;) в) П-образные; г) типа рам; д) корпуса — угольники; е) корпуса с цилиндрическим рабочим объемом; ж) пространственные или фасонные.
Призматические или коробчатые корпуса имеют призматиче скую или коробчатую конфигурацию. Для деталей этой группы характерно наличие большого числа посадочных отверстий, рас положенных на боковых стенках корпуса. Основными техниче скими требованиями по точности взаимного расположения по верхностей являются: соосность поверхностей посадочных отвер стий, параллельность осей отверстий, параллельность осей отвер стий относительно базовой поверхности, и перпендикулярность осей отверстий. Основные посадочные отверстия в корпусных де талях этой группы, в зависимости от типа производства, требуе мой точности и габаритов обрабатывают на сверлильных, уни версально-фрезерных, горизонтально-расточных, координатно фрезерных, координатно-расточных и агрегатных станках.
Корпуса — тела вращения (кольцеобразные и стаканообразиые) — все корпусные детали, у которых посадочные отвер стия и посадочные выточки лежат на одной оси и совпадают с главной осью детали. Такие детали имеют круглую конфигура
7
цию, и к ним предъявляются требования по соосности (эксцент риситету) посадочных поверхностей, перпендикулярности торцо вых поверхностей к осям посадочных поверхностей и параллель ности между торцовыми поверхностями. Посадочные поверхно сти этих деталей обрабатывают на токарных или токарно-ре вольверных станках в универсальных зажимных приспособлени ях. Взаимосвязанные поверхности в этом случае обрабатывают за один установ или за два установа с базированием корпуса по одной из взаимосвязанных, точно обработанной поверхности.
На боковых стенках П-образной корпусной детали обычно попарно расположены посадочные отверстия. К корпусам этой группы предъявляются требования соосности посадочных отвер стий, перпендикулярности торцовых поверхностей к осям отвер стий, параллельности осей отверстий или общих осей номиналь но соосных отверстий между собой и относительно базовой по верхности, точности межосевого расстояния и координатного расположения осей отверстий. Посадочные отверстия и их тор цовые поверхности корпусных деталей этой группы обычно необ ходимо обрабатывать с двух сторон на агрегатных станках, коор динатно-фрезерных станках или координатно-расточных с пово ротом стола, на сверлильных станках в поворотных кондукторах и реже при наличии одной пары посадочных отверстий на токар ных станках в специальных приспособлениях с переустановкой обрабатываемой детали. При наличии сквозных отверстий, в за висимости от их диаметров и длины детали, обработку на токар ных станках можно вести и за один установ.
Корпусные детали типа рам характеризуются наличием двух пар отверстий или парой отверстий и парой цапф с взаимно пер пендикулярными общими осями. Основные требования по точно сти взаимного расположения поверхностей являются: соосность парных отверстий, перпендикулярность осей двух пар отверстий, пересечение этих осей или расстояние между ними при номиналь но скрещивающихся осях и параллельность осей отверстий (или общих осей) относительно базовой поверхности.
Посадочные отверстия корпусных деталей типа рам без осо бых затруднений обрабатывают в один установ на агрегатных станках универсальной (горизонтальной) компоновки или на координатно-расточных станках на универсальном поворотном столе с поворотом планшайб. Рамы с армированными цапфами предварительно обрабатывают на токарных и круглошлифоваль ных станках.
Корпуса-«угольники» имеют посадочные поверхности, рас положенные по двум взаимно 'перпендикулярным осям. Помимо общих требований, предъявляемых к указанным группам корпус ных деталей, к этим корпусам дополнительно предъявляются требования по перпендикулярности и пересечению осей. Посадоч ные отверстия этих деталей, как правило, обрабатываются в не сколько установов или на универсально-поворотном столе коор-
8
динатно-расточного станка с поворотом в двух плоскостях, или на специальных агрегатных станках.
Корпуса с цилиндрическим рабочим объемом и с базовым ос нованием аналогичны станинам электродвигателей и генерато ров, имеют цилиндрический рабочий объем и цилиндрические по садочные поверхности, расположенные соосно с рабочим объе мом или оси их параллельны его оси и одновременно параллель ны базовой поверхности основания. Основными техническими требованиями по точности взаимного расположения поверхностей корпусных деталей этой группы являются: соосность цилиндри ческих посадочных поверхностей и осей посадочных поверхностей и рабочего объема или параллельность их осей и осей цилиндри ческих посадочных поверхностей относительно базовой поверх ности. Обработку цилиндрических посадочных поверхностей и ра бочего объема этих деталей выполняют на токарных, на коорди натно-расточных или агрегатных станках. Во всех вариантах об работки деталь базируется на плоскость основания.
Корпуса «пространственные», или фасонные, характеризуют ся сложной конфигурацией, наличием многочисленных посадоч ных поверхностей и отверстий в различных плоскостях, в том числе и наклонных. Они включают в себя характерные признаки деталей нескольких вышеуказанных групп и отличаются боль шим комплексом требований по точности взаимного расположе ния поверхностей. Обработка посадочных поверхностей и отвер стий таких деталей, как правило, связана с несколькими переус тановками.
Для малогабаритных корпусов характерно наличие большого разнообразия точных посадочных (основных) отверстий по кон фигурации и размерам, что приводит к разнообразию операций технологического процесса обработки.
Виды посадочных отверстий малогабаритных корпусных дета лей можно разбить на следующие пять групп.
1.Цилиндрические гладкие, сквозные отверстия (рис. 2,а). Об работка отверстий этой группы является относительно простой задачей. В этом случае представляется возможность, помимо рас тачивания с применением любых типов расточных резцов, исполь зовать инструменты для размерной обработки (зенкеры, разверт ки), шлифовальные круги, хонинговальные головки и притиры.
2.Цилиндрические гладкие, глухие отверстия (рис. 2, б). От верстия этой группы в основном предназначены для установки полуосей и, как правило, взаимосвязаны с одной из торцовых по верхностей. К ним предъявляются требования перпендикулярно сти торцовой поверхности к оси посадочного отверстия. Обработ ка этих отверстий, по сравнению с отверстиями первой группы, представляет более сложную задачу. Это обусловлено: отсутст
вием выхода для режущего инструмента, ограничением количест ва типов режущих инструментов, пригодных для применения в
9