Классификация типовых деталей машин

Машины и приборы состоят из деталей и узлов. Деталью называют элемент конструкции, изготовленный из материала одной марки без применения сборочных операций. Детали частично могут объединяться в сборочные единицы (узлы).

Сборочной единицей называют совокупность деталей, соединенных на предприятии изготовителе посредством сборочных операций и предназначенных для совместной работы.

Простейшая сборочная единица может включаться как составная часть в более сложную. Характерными примерами сборочных единиц являются по мере нарастания сложности подшипник, узел опоры, редуктор.

В машинах количество деталей исчисляется сотнями и тысячами. Несмотря на различное конструктивное оформление и назначение машин, большинство деталей и сборочных единиц (узлов) в них являются типовыми.

Типовыми называют детали, которые встречаются практически в любой машине и независимо от назначения машины выполняют одинаковые функции.

Типовые детали можно объединить в несколько характерных групп:

· детали соединений (резьбовых, заклепочных, шпоночных, шлицевых, сварных, клеммовых, прессовых и т.д.);

· детали передач (зубчатых цилиндрических и конических, червячных, ременных, цепных, фрикционных и т.д.)

· валы и оси;

· опоры валов и осей (подшипники);

· детали муфт;

· упругие элементы (пружины, рессоры);

корпусные детали.

Классификация деталей тел вращения.

Детали, имеющие форму тел вращения, можно разбить на три класса: валы, втулки и диски.

К классу «валов» относятся такие детали как валы, валики, оси, пальцы, цапфы и т. п. Эти детали образуются в основном наружной поверхностью вращения — цилиндрической, иногда конической и несколькими торцовыми поверхностями.

К классу «втулок» относятся втулки, вкладыши, гильзы, буксы и т. п. Эти детали характеризуются наличием наружной и внутренней цилиндрических поверхностей.

В класс деталей «диски» входят диски, шкивы, маховики, кольца, фланцы. Т. е. такие детали, у которых длина (ширина) значительно меньше диаметра и, значит, большие торцовые поверхности.

Валы большей частью изготовляются из проката. Другие детали, относящиеся к этому классу, изготовляются также из поковок, штамповок и реже — отливок. Прокатный материал применяют для изготовления валов как малых, так и больших (150—200 мм) диаметров. Для заготовок гладких валов подбирается прокат диаметра, близкого к диаметру готового вала, с тем чтобы обеспечить минимально допустимый припуск на механическую обработку. При изготовлении из проката валов ступенчатой формы большое количество материала превращается в стружку, поэтому в серийном и особенно в массовом производстве целесообразно, если это технологически возможно, заготовку для валов ступенчатой формы изготовлять путем штампования. Прокат в виде прутков предварительно подвергается правке, разрезанию и центрованию.

Классификация заготовок для изготовления валов

Валы изготовляют из сталей 35,40,45,40Х, 40Г и др. Заготовки для них получают из горячекатаного и калиброванного проката. В единичном и мелкосерийном производстве, как правило, заготовки из проката получают путем его разрезки с последующей механической обработкой. Заготовки валов массой более 15 кг целесообразно получать методом свободной ковки (без штампов).

Заготовки валов изготовляют в заготовительных цехах, в которых кроме кузнечно-прессового оборудования устанавливают правильно-калибровочные, отрезные, фрезерно-центровальные, центровальные, токарно-обдирочные и другие станки. На этом оборудовании выполняют рубку проката и его ковку для получения поковок и штамповок (кузпечно-прессовое оборудование); правку па правильно- калибровочных станках с целью устранения местной и общей кривизны; разрезку после правки.

Разрезку выполняют па отрезных станках, работающих дисковыми сегментными пилами, абразивными кругами на вулканитовой связке и ножовочными полотнами. Выбор методов разрезки проката зависит от типа производства, диаметра заготовки и твердости материала. Наиболее производительным методом получения штучных заготовок является рубка на прессах. При надлежащей организации производства он может быть использован во всех типах. Обработку торцов и сверление центровых отверстий на валах в серийном производстве выполняют на фрезерно-центровальных станках-полуавтоматах МР77 и МР78 барабанного типа.

Широко используют раздельное фрезерование торцов и сверление центровых отверстий. Эти операции проводят на фрезерных станках и на одно- и двусторонних центровальных станках 73С1 и др. В единичном и мелкосерийном производстве обработку торцов и сверление центровых отверстий осуществляют на токарно-винторезных станках с двух установов.

Виды обработок поверхностей валов.

За очень редкими исключениями обработка всех видов ва­лов строится при применении центровых станков и в этом случае технология состоит из следующих операций: отрезание заготовок, подрезание торцов и центрирование, в дальнейшем производятся токарные операции на центровых токарных станках, чаще всего на многорезцовых станках стандартного типа, после вытачивания заготовки выполняется операция рифления, а затем все шлифовальные операции, фрезерование шпоночных канавок производится чаще всего перед операциями шлифования вала.

Вся токарная обработка вала производится, в две установки на многорезцовых токарных станках, обтачи­вая за каждую установку часть вала.

Операция накатывания рифления зачастую производится на обычном токарном станке, при помощи одного или двух накатных роликов, укрепленных в специальной державке. Ролики производят накатывание при продольной подаче будучи прижатыми к валу в такой степени, чтобы за один проход образовывалось рифление полного профиля.

Операции шлифования производятся на обычных центро­вых круглых шлифовальных станках. Большинство поверхностей шлифуются при продольном перемещении изделия по отноше­нию к кругу и лишь в отдельных случаях применяется более производительный способ шлифования широкими кругами, в соответствии с шириной обрабатываемой поверхности, при по­перечных подачах.

Фрезерование шпоночных канавок производится на про­стых горизонтальных фрезерных станках. При изготовлении канавок для шпонок с большим успехом применяются небольшие ручные фрезерные станки с рычажным управлением.

При изготовлении длинных и тонких валов перед шлифо­ванием вводится операция правки, производимая либо на прессах с ручным или механическим приводом, либо на ма­лых гидравлических или пневматических прессах.

Схемы обработки точением.

Обтачивание наружных цилиндрических поверхностей выполняют проходными резцами с продольной подачей, гладкие валы — при установке заготовки в центрах.

Центровые отверстия обрабатывают на токарных, револьверных, сверлильных и двусторонних центровальных станках. Для центрования применяют типовые наборы инструмента — комбинированные центровочные сверла, а также спиральные сверла и конические зенковки.

В полые заготовки после подрезки торца и обработки отверстия с двух сторон вводят пробки или оправки с зацентрованными отверстиями или на кромке отверстия снимают конические фаски, используемые в качестве технологических баз с последующим удалением их при отделочной обработке.

Ступенчатые валы обтачивают по схемам деления припуска на части или деления длины заготовки на части. В первом случае обрабатывают заготовки с меньшей глубиной резания, однако общий путь резца получается большим и резко возрастает То.

Во втором случае припуск с каждой ступени срезается сразу за счет обработки заготовки с большой глубиной резания. При этом Т0 уменьшается, но требуется большая мощность привода станка.

Нежесткие валы рекомендуется обрабатывать упорными проходными резцами, с главным углом в плане  = 90°. При обработке заготовок валов такими резцами радиальная составляющая силы резания Ру = 0, что снижает деформацию заготовок.

Подрезание торцов заготовки выполняют перед обтачиванием наружных поверхностей. Торцы подрезают подрезными резцами с поперечной подачей к центру или от центра заготовки. При подрезании от центра к периферии поверхность торца получается менее шероховатой.

Обтачивание скруглений между ступенями валов – галтелей выполняют проходными резцами с закруглением между режущими кромками по соответствующему радиусу с продольной или поперечной подачей.

Точение канавок выполняют с поперечной подачей канавочными или фасонными резцами, у которых длина главной режущей кромки равна ширине протачиваемой канавки. Широкие канавки протачивают теми же резцами сначала с поперечной, а затем с продольной подачей.

Обработку отверстий в валах выполняют соответствующими инструментами, закрепляемыми в пиноли задней бабки. На рисунке слева показана схема сверления в заготовке цилиндрического отверстия.