книги / Технология инструментального производства

делительные диски, фиксаторы, опорнйе и установочные планки, призмы, ролики для усиливающих механизмов.

В инструментальном, производстве предпочтение отдают легиро­ ванным и инструментальным сталям, а не цементуемым, потому что они требуют более длительйого цикла термической обработки.

Технологичность деталей приспособлений. Технологическая про­ стота,, или технологичность приспособления, определяет экономич­ ность его конструкции.

Для стальных деталей рекомендуется назначать сравнительно простые формы. Чем проще форма детали, тем точнее ее можно изгото­ вить. Сборка приспособления также должна быть простой.

Последовательность проектирования. Конструктор не должен рассматривать заготовку, установленную в приспособлении, в стати­ ческом состоянии. Он должен ясно представлять о силах, действую­ щих на нее в процессе обработки. Например, сила резания стремится сдвинуть заготовку в приспособлении, вырвать или повернуть ее. Учет всего этого дает возможность правильно расположить опорные поверхности, опоры, прихваты и т. д. Конструктор должен мысленно представить себе, например, какой тип стружки получается при обра­ ботке данного материала и в каком направлении она движется. Кроме того, надо представить, как много будет накапливаться стружки внутри приспособления. Не скажется ли это обстоятельство на работе отдельных деталей приспособления, на точности размеров заготовки, на производительности труда, так как будет тратиться время на удаление стружки.

Процесс проектирования приспособления рекомендуется произ­ водить в такой последовательности. Представив себе характер обра­ ботки заготовки в будущем приспособлении, нужно ознакомиться с конструкциями подобного назначения. Производя такой анализ, следует учитывать требования, поставленные техническим заданием к конструкции проектируемого приспособления. Далее, на чертеж наносят контуры заготовки, обработанной на данной операции в мас­ штабе 1: 1 . Эти контуры вычерчивают в трех проекциях и, основы­ ваясь на них, вычерчивают детали приспособления. Контуры заго­ товки вычерчиваются черным карандашом условными линиями или красным карандашом. Контуры заготовки в первой проекции должны соответствовать рабочему положению приспособления вместе с заго­ товкой на станке.

Затем намечаются направления действующих сил. Вначале при­ ближенно выявляются общие контуры приспособления, габаритные размеры, форма. Только после этого начинается подробная разработка отдельных частей приспособления, причем в первую очередь опре­ деляют размеры и контуры тех деталей приспособлений, которые поддерживают и зажимают заготовку.

Сборочный чертеж должен выполняться в строгом соответствии с ГОСТами. Размеры деталей приспособления на сборочном чертеже не приводятся, ставятся только размеры, определяющие габаритные размеры проектируемого приспособления, посадочные размеры и их характер. Затем составляется спецификация деталей приспособления.

121

ГЛАВА III

МЕТОДЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

§ 1. РАСЧЕТ МАССЫ ЗАГОТОВОК

При проектировании тахнологического процесса необходимо правильно рассчитать массу заготовки. Это нужно для того, чтобы учесть массу потребного металла и его стоимость и составить заявку на металл, необходимый для выполнения программы.

Массу заготовки следует рассчитывать с учетом: 50% допусков на диаметр или толщину, ширину и длину изделия, ширины отрез­ ного инструмента; отходов в виде концов на некратность прутков. В общем виде масса круглой исходной заготовки

После преобразования

где Г>и з — диаметр исходной заготовки в мм; 6Х— допуск на неточность изготовления прутка по диаметру

(допускаемое отклонение по диаметру) в мм; з — длина исходной заготовки в мм;

б2 — допуск на неточность изготовления'по длине в мм; Ь — ширина отрезного инструмента в мм; а — отходы на концы от некратности прутков; р — плотность металла в кг/м3.

Знак «-(-» для прутков, имеющих одностороннее отклонение по диаметру в сторону плюс; знак «—» для прутков, имеющих одно­ стороннее отклонение по диаметру в сторону минус; знак «±» для прутков с двусторонним симметричным или несимметричным откло­ нением (в последнем случае эта величина равна половине разности отклонений).

122

где 0,6-*-0,75 — коэффициент, учитывающий длину отходов от некратности; он учитывает отходы концов 0,5/,и-3 отходы при выравнивании торцов в начале отрезки (0,1-0,25) 1И.3;

— длина прутка.

При определении процента отходов для относительно коротких изделий необходимо учитывать минимальную длину прутка, который можно закрепить в тисках или в патроне при отрезке на станке последней заготовки. Если эта длина окажется меньше /к = (0,6-т- н-0,75) /.из, тогда следует принять длину наименьшего остатка прутка, которую можно еще зажать в приспособлении на станке, за длину отхода.

к поковке цилиндрической формы, которая чаще всего встречается при изготовлении режущих инструментов (фрезы, шеверы, кор­ пуса сборных инструментов). Исходные данные для расчета — диа­ метр и длина готового инструмента (см. раздел I, § 5 и табл. 12).

Припуски для поковок выбираются по методике, представленной в § 5 гл. 1. После определения массы поковки М п по формуле (53) определяем диаметр прутка, от которого будет отрезана заготовка для получения поковки, по эмпирическим формулам:

округляется до ближайшего диаметра по сортаменту. Затем опреде­ ляется нормативная масса прутка длиной 100 мм:

где бх — допуск на диаметр прутка по сортаменту в мм.

123

ности прутка определяем по формуле (52). Плотность различных инструментальных сталей:

§ 2. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЗАГОТОВОК

Правка прутков. В механические цехи инструментальных заводов металл подается в виде заготовок, отрезанных на одно изделие, или в прутках для обработки на револьверных станках и автоматах. Прутки горячекатаной стали перед разрезкой их на отрезных стан­ ках необходимо править для устранения кривизны. Особенно тща­ тельно должны быть выправлены прутки холоднотянутой стали перед отправкой их в механические цехи для обработки на автоматах. Кривизна холоднотянутой стали больше 2 мм на 1 м длины прутка обычно приводит к остановке автоматов вследствие плохой работы подающих цанг, а в отдельных случаях — и к поломке автоматов. Большая кривизна прутков горячекатаной стали приводит к слабому зажиму их в патронах токарно-отрезных станков, а также к прежде­ временному износу подшипников шпинделя и направляющих суп­ портов вследствие биения быстровращающихся прутков.

Серебрянку в большинстве случаев править не нужно, так как достаточная прямолинейность ее обеспечивается технологией изго­ товления на металлургических заводах. Серебрянка поступает к потребителю упакованной в деревянные ящики, что исключает возможность искривления прутков при транспортировке. Кривизна прутков горячекатаной и холоднотянутой стали после обработки их на правильно-калибровочных станках снижается до 0,5 мм на 1 м длины.

Правка осуществляется по следующей схеме. Заготовка устана­ вливается на две опоры, по середине которых сообщается нагрузка — сила, направленная перпендикулярно оси заготовки и в сторону

124

вследствие перераспределения нагрузки на резцы. Перераспреде­ ление достигается тем, что ширина первого резца на 1 мм меньше второго (рис. 82, б). В табл. 23 приведена ширина резцов при отрезке заготовок из сталей Р18, 45, 40Х, 9ХС.

Для отрезки заготовок диаметром 2—25 мм в серийном произ­ водстве режущего инструмента применяют вертикально-отрезные автоматы. Особенно целесообразно использовать их для отрезки заго­ товок сверл диаметром до 12 мм при изготовлении их из серебрянки с образованием наружного центра с углом при вершине 120°. Для отрезки заготовок диаметром свыше 25 мм применяют станки как

сполуавтоматическим, так и с автоматическим циклом работы.

Всерийном производстве снятие концов производят на горизон­ тально-фрезерных станках консольного типа. Концы фрезеруют тор­ цовой фрезой, оснащенной пластинками твердого сплава. Заго­ товки по 10—15 шт. устанавливают в один ряд и зажимают в при­

няют для отрезки заготовок диаметром до 240 мм (мод. 8В66) с по­ мощью дисковой пилы, оснащенной сегментами (зубьями) из быстро­ режущей стали. Диаметр дисковой пилы 710 мм, ширина пилы 6,5 мм.

Так как отрезка широкой пилой дает большие потери металла, на этих станках целесообразно отрезать заготовки большого диа-

Рис. 82. Схемы отрезки заготовок на токарноотрезном станке

126

л

Л

метра (свыше 100 мм) из конструкционной углеродистой и конструк­ ционной легированной сталей. При этом работу ведут со скоростью 17—20 м/мин и подачей на зуб 0,06—0,1 мм.

Л е н т о ч н ы е п и л ы представляют собой станки с беско­ нечным ножовочным полотном. Их строят как с автоматическим, так и с полуавтоматическим циклом работы. Вследствие непрерывной работы (отсутствие холостых ходов) производительность этих стан­ ков высокая (рис. 83). Ленточные пилы выпускаются для отрезки заготовок диаметром 250 мм и больше; ширина полотна 1,5 мм. Отрезка заготовок осуществляется со скоростью 12—18 м/мин и подачей на зуб 0,02—0,04 мм; шаг зубьев ножовочного полотна 2; 2,5; 3; 4 мм.

Отрезка ведется с обильным охлаждением. Мощность электро­ двигателя не более 2 кВт.

Ленточные пилы целесообразно применять для отрезки заготовок из быстрорежущей стали. Особенно необходимо назначать отрезку заготовок для узких фрез из быстрорежущей стали (дисковые, трех­ сторонние, пазовые и др.).

А б р а з и в н о - о т р е з н ы е с т а н к и режут заготовки узкими (2—3 мм) шлифовальными кругами на вулканитовой или баке­ литовой связке. Это высокопроизводительный метод получения заго­ товок как из закаленных, так и из незакаленных прутков. Заготовки отрезают шлифовальным кругом диаметром 300—400 мм при скоро­ стях резания 50—80 м/с.

На рис. 84 показана схема работы абразивно-отрезного полу­ автомата для, отрезки заготовок диаметром до 150 мм шлифовальным кругом на вулканитовой связке диаметром 400—600 мм и шириной 2,5—3 мм.

127

к

При отрезке заготовок 2 шлифовальному кругу 1 сообщаются движения: вращательное III, подачи I и колебательное II. Колеба­ тельное движение шлифовального круга с амплитудой А осуще­ ствляется в целях облегчения процесса резания. Отрезка заготовок производится с обильным охлаждением. Подача колеблется от 60 до 120 мм/мин.

Московский завод режущих инструментов «Фрезер» им. Калинина изготовляет абразивно-отрезные полуавтоматы МФ332 для отрезки заготовок диаметром 25—80 мм с размером круга 400X3X32 мм; скорость резания 21—50 м/с; подача 0—140 мм/мин, общая мощность 19 кВт; мощность электродвигателя шлифовальной бабки 14 кВт. Чистота торца отрезанной заготовки соответствует 5—6-му классам.

Сестрорецкий инструментальный завод им. Воскова производит абразивно-отрезные автоматы СИ-ОЗОМ для отрезки заготовок диа­ метром 10—с-40 мм при длине прутков до 6,5 м; длина отрезных заго­ товок 20—220 мм; мощность электродвигателя шлифовальной бабки 13 кВт, а общая — 14,62 кВт; скорость резания 50—75 м/с; диаметр шлифовального круга 400 мм.

Р у б к а н а э к с ц е н т р и к о в ы х п р е с с а х приме­ няется в серийном, крупносерийном и массовом производствах. Схема рубки заготовок в штампе показана на рис. 85, а. Стальной пруток 4 пропускается через сменную направляющую втулку 7, кладется в полуотверстие нижнего ножа 6 до регулируемого упора 2. Верхний нож 5 также имеет полуотверстие. При ходе ползуна пресса вниз нож 5 врезается в пруток. Наличие подставки 3 не дает отре­ заемой заготовке прогибаться. Отсутствие подставки 3 способство­ вало бы образованию «ложных напряжений, опасных при рубке инструментальных сталей в холодном состоянии, так как они приво­ дят к образованию трещин. Сильная буферная пружина I, действуя на упор 2, сбрасывает заготовки в тару. Нижняя поверхность прутка 4 находится выше опорной поверхности а на величину С. Это делается для того, чтобы избежать сложных напряжений, при­ водящих к образованию трещин. Величина С принимается 15—18% от диаметра или толщины заготовки при жестком противогибе и 8— 9% — при упругом противогибе (см. рис. 86).

После отрезки заготовки в штампе на эксцентриковом прессе форма заготовки имеет вид, показанный на рис. 85,6. Как видно

128

из рисунка, после отрезки получается перекос и замин, характе­ ризующиеся соответственно размерами к, 1а а. Для получения мини­ мальной величины перекоса и замина на заготовках следует пра­ вильно подбирать зазор т между верхним и нижним ножами (рис. 86). Этот зазор берется в процентах от толщины или диаметра заготовки в зависимости от марки стали:

Сталь Р18 во избежание образования трещин рубят с подогревом . до температуры 270—300° С. Однако трудность контроля темпера­ туры, а также замины, которые выравниваются фрезерованием, усложняют процесс изготовления заготовок. Поэтому рубку следует рекомендовать для получения исходных заготовок под ковку или штамповку из сталей 40, 45, 40Х и им подобных.

После рубки заготовок перед центрованием и сваркой целесооб­ разно выравнивать торцы заготовок на специальных или на горизон­ тально-фрезерных станках. Это необходимо делать для создания устойчивого технологического процесса.

Выбор метода отрезки заготовок зависит от ряда факторов, из которых главнейшими являются производительность Станка и мини­ мальные потери металла в стружку. Производительность различных отрезных станков при отрезке заготовок из быстрорежущей стали диаметром 50 мм приводится в табл. 24. Из таблицы следует, что