2.3. Технические требования на изготовление корпусных деталей

Особенности технологических задач, решаемых в процессе изготовления корпусных деталей, вытекают из их назначения и условий работы в собранной машине. Технологические процессы должны обеспечить выполнение ряда требований.

Точность размеров:

точность диаметров основных отверстий под подшипник — по квалитету 7 с шероховатостью Ra = 1,6...0,4 мкм, реже — по квалитету 6 с Ra - 0,4...0,1 мкм;

точность межосевых расстояний отверстий для цилиндрических зубчатых передач с межцентровыми расстояниями 50...800 мм — от ±25 до ±280 мкм;

точность расстояний от осей отверстий до установочных плоскостей колеблется в широких пределах (квалитеты 6... 11).

Точность формы:

для отверстий, предназначенных для подшипников качения, допуск круглости и допуск профиля сечения не должны превышать 0,25...0,50 поля допуска на диаметр в зависимости от типа и точности подшипника;

допуск прямолинейности поверхностей прилегания задается в пределах 0,05...0,20 мм на всей длине;

допуск плоскостности поверхностей скольжения — 0,05 мм на длине 100 мм.

Точность взаимного расположения поверхностей:

допуск соосности отверстий под подшипники — в пределах половины поля допуска на диаметр меньшего отверстия;

допуск параллельности осей отверстий — в пределах 0,02...0,05 мм на 100 мм длины;

допуск перпендикулярности торцовых поверхностей к осям отверстий — в пределах 0,01...0,10 мм на 100 мм радиуса;

у разъемных корпусов несовпадение осей отверстий с плоскостью разъема — в пределах 0,05...0,30 мм в зависимости от диаметра отверстий.

Качество поверхностного слоя:

шероховатость поверхностей отверстий Ra = 1,6...0,4 мкм (для квалитета 7), Ra = 0,4...0,1 мкм (для квалитета 6);

поверхностей прилегания Ra = 6,3... 1,6 мкм, поверхностей скольжения Ra = 0,8...0,2 мкм, торцовых поверхностей Ra = 6,3... 1,6 мкм.

Твердость поверхностных слоев и требования к остаточным напряжениям регламентируются редко и для особо ответственных корпусов.

2.4. Базирование корпусных деталей

Построение и содержание технологического процесса обработки корпусных деталей определяются в основном выбором баз и размерными связями между различными поверхностями. Корпусные детали базируют, выдерживая принципы постоянства и совмещения баз. При изготовлении корпусных деталей наиболее часто используют два способа базирования:

1) по трем плоскостям, образующим координатный угол;

2) по плоскости и двум отверстиям, обработанным по квалитету Н7 с посадкой на два установочных пальца приспособления.

На первой операции заготовку устанавливают на необработанные поверхности, стремясь достичь правильного положения обрабатываемых одной или нескольких поверхностей, предназначенных для использования в качестве технологических баз на большинстве операций. На первой операции стремятся обеспечить правильное распределение припусков на обработку на поверхностях, подлежащих обработке на последующих операциях. В ряде случаев заготовку на одной операции базируют по двум основным отлитым отверстиям, если они имеют достаточные диаметральные размеры. Такой способ базирования обеспечивает снятие равномерного припуска при последующей обработке основных отверстий. В качестве технологической базы может быть использовано отверстие достаточного диаметра. Такая схема базирования применяется, например, при обработке корпуса водяного насоса и подобных корпусных деталей. Обработка наружных поверхностей таких деталей проводится с установкой детали по предварительно обработанному отверстию. В некоторых случаях основные установочные базы обрабатываются с использованием технологических баз в виде предварительно обработанных платиков. Для базирования корпусных деталей широко используют оправки или специальные приспособления. На рисунке 21.1. показано базирование заготовок призматических корпусных деталей по трем плоскостям.

Рисунок 2.1. – Схема базирования корпусной заготовки по трем плоскостям: 1 — внешняя поверхность; 2 — основание; 3 — внутренняя поверхность

При использовании в качестве базы внутренней поверхности (рисунок 2.1, б) обеспечивается более высокая точность толщины стенки, заданная размером S.

На рисунке 2.2. представлено базирование заготовки по плоской поверхности 1 и двум отверстиям 2, обработанным по квалитету 7.

Рисунок 2.2. – Схема базирования корпусной заготовки по плоской поверхности и двум отверстиям

Приведем анализ схем базирования корпуса и крышки редуктора.

Выбор баз проводится, как правило, в два этапа. Вначале выбираются технологические базы, которые в дальнейшем используются при выполнении большинства операций технологического процесса. В корпусных деталях в качестве таких баз используются обычно основные базы, относительно которых задается положение большинства поверхностей деталей, что позволяет обеспечивать заданную точность размерных связей положения этих поверхностей при обработке по самому короткому маршруту. В процессе обработки основания с крышкой в сборе необходимо обеспечить в первую очередь точность отверстий под подшипники Ø120 Н7, Ø 170 Н7 и под стакан Ø 135 Н8, а также точность их взаимного расположения и положения относительно других поверхностей (рисунок 2.3. – 2.6.). Точность положения поверхностей полуотверстий крышки и основания в направлении, параллельном поверхности основания корпуса, обеспечивается отверстиями под штифты Ø 12 Н9. При минимальном количестве технологических переходов и оптимальных режимах резания наиболее рациональное обеспечение точности системы основных отверстий будет в случае равномерного припуска в этих отверстиях.

В качестве технологических баз для обработки большинства поверхностей основания и основания с крышкой в сборе лучше всего использовать плоскость основания и два диагонально расположенных в этой плоскости отверстия диаметром 22 мм, посредством которых (совместно с двумя другими) в дальнейшем редуктор закрепляется на станине или фундаменте (рисунок 2.5.).

Для обработки плоскости разъема крышки в качестве технологической базы принимаются плоские поверхности верхней части заготовки, в том числе и два платика, специально предусмотренные в качестве искусственных баз, а также два глухих технологических отверстия Ø 22 Н9 (рисунок 2.6.).

В корпусных деталях редуктора имеются поверхности, положение которых на чертеже задано размерами от других поверхностей, линий, точек, не являющихся технологическими базами, но их обработка осуществляется при соблюдении принципа единства баз. В этом случае возникает необходимость проверки обеспечения точности выдерживаемых размеров с помощью технологических размерных цепей, в которых эти размеры будут замыкающими звеньями.

На втором этапе выбора баз выявляются технологические базы для выполнения первой (или первых) операции. В дальнейшем поверхности, обработанные на этом этапе, используются в качестве технологических баз на большинстве операций механообработки.

Ниже приводятся результаты анализа трех вариантов базирования основания и крышки на первой операции при растачивании системы отверстий.

Первый вариант. Базирование заготовок основания и крышки на первой операции осуществляется по полуотверстиям, на которые опираются стакан вала быстроходного и подшипники вала выходного, а также по плоскости разъема (рисунок 2.7.). Достичь такой схемы базирования можно в том случае, если опоры под полуотверстия будут утапливаемыми в корпус приспособления.

Рисунок 2.7. – Схемы размерных цепей при первом варианте базирования: а — корпуса; б — крышки

Рисунок 2.3. – Общий вид крышки и основания корпуса редуктора в сборе

Продолжение рисунка 2.3. – Общий вид крышки и основания корпуса редуктора в сборе

Рисунок 2.4. – Чертеж основания корпуса редуктора

Рисунок 2.5. – Вид со стороны плоскости разъема на основании корпуса

Рисунок 2.6. – Чертеж крышки корпуса редуктора

Обработка плоскостей разъема крышки и основания и получение отверстий под штифты, как видно из рисунка 2.9, осуществляются с использованием технологических баз, созданных на первых операциях.

Рисунок 2.8. – Схемы размерных цепей при первом варианте базирования после обработки базовых поверхностей: а — корпуса; б — крышки

Неравномерность припуска при обработке отверстий определяется как относительное смещение осей этих отверстий в заготовке и после обработки. Такое смещение осей отверстий под подшипники прослеживается в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и определяется замыкающими звеньями соответствующих размерных цепей.

Технологические размерные цепи, определяющие неравномерность припуска при обработке отверстий, представлены на рисунке 2.7. — 2.8.

Второй вариант. В качестве технологических баз на первой операции приняты только поверхности полуотверстий под опоры, о которых шла речь в первом варианте. Для данного случая опоры приспособления должны быть жесткими (рисунок 2.9.).

Рисунок 2.9. – Схемы размерных цепей при втором варианте базирования: а — корпуса; б — крышки

В анализируемом варианте технологические размерные цепи, определяющие неравномерность припуска, будут иметь вид, представленный на рисунке 2.10.

Рисунок 2.10. – Схемы размерных цепей при втором варианте базирования: а — корпуса; б — крышки

Третий вариант. Заготовки корпуса и крышки на первой операции базируются по трем плоскостям: плоскости разъема, боковым поверхностям под крышки подшипников и торцовой поверхности отверстия под стакан подшипников (рисунок 2.11.).

Рисунок 2.11. – Схемы размерных цепей при третьем варианте базирования: а — корпуса; б — крышки

Из рисунка 2.12 видно, что третий вариант базирования заготовок на первой операции обеспечивает неравномерность припуска при растачивании отверстий, определяемую технологическими размерными цепями, имеющими значительно большую длину по сравнению с предыдущими вариантами.

Рисунок 2.12. – Схемы размерных цепей при третьем варианте базирования: а — корпуса; б — крышки

Таким образом, проведенный анализ схем базирования заготовок корпуса и крышки редуктора на первой операции позволяет сделать заключение, что второй вариант базирования наиболее рационален с позиции обеспечения равномерности припуска в растачиваемых отверстиях. В этом случае получается самый короткий путь достижения точности замыкающего звена.