Проектирование маршрута обработки долбяка

     Основным  способом нарезания зубьев является фрезерование червячными фрезами. Для получения боковых задних углов по профилю зубьев фреза должна перемещаться под углом а_к к оси долбяка. Это достигается суммированием вертикальной подачи фрез и радиальной подачи заготовки, что становится возможным после модернизации зубофрезерного станка. На рисунке 6 показана кинематическая схема цепи, связывающей винт I радиальной подачи и винт II вертикальной подачи, соответственно до и после модернизации станкамодели5К32.

     

  Рисунок 6 – Фрагмент кинематической схемы станка модели 5К32 до и после модернизации

     Концы валов III и IV выводятся наружу, вместо шестерен 1 и 2 они соединяются гитарой. Числа зубьев сменных шестерен а и b определяются по формуле:

     

  В данном случае:

  

  Принимаем: a = 18, b = 92. 

      Назначение  припусков (на габаритные размеры)

      В данном случае следует учесть, что если методом получения заготовки является безоблойная штамповка, которая помимо того, что повышает коэффициента использования металла, также дополнительно снижает припуски за счет приближения формы и размеров заготовки к форме и размерам готовой детали и дополнительного снижения балла карбидной неоднородности (вследствие дополнительных операций пластического деформирования). 

Согласно  данным (2) назначаем припуски:

- полный  двусторонний припуск на размер  A (рисунок 7): Za = 5 мм

      - полный односторонний припуск  B/2: Zb = 3 мм.  

      

      Рисунок 7 – Габаритные размеры заготовки 

      Аргументированный выбор, конструирования  и технологии изготовления заготовки (с учетом балла карбидной  неоднородности)

      Наиболее  распространенными методами получения  заготовок в инструментальном производстве являются ковка и штамповка, так  как данные операции способствуют получению  равномерного распределения карбидов по сечению и их размельчения.

      Для обеспечения высокой стойкости рекомендуется, зуборезные инструменты изготовлять из стали с карбидной неоднородности не выше второго-третьего балла. Балл карбидной неоднородности во многом зависит от степени пластической деформации. Для получения заготовок о низким баллом карбидной неоднородности необходимо сочетать многократную осадку с вытяжкой.

      Следует отметить, то в условиях современного серийного производства необходимо стремится  к повышению коэффициента использования металла, сокращая, долью механической обработки резанием. Поэтому в качестве метода получения заготовки принимаем штамповку, так как она является более экономичным (по сравнению с ковкой) способом получения заготовок. Этот процесс обеспечивает стабильные размеры заготовок и экономию от 15 до 25% быстрорежущей стали.

      На  рисунке 8 приведены схемы безоблойной штамповки дисковых долбяков с делительным диаметром 100 мм в три перехода: рисунок 8, а – осадки; рисунок8, б – объемной штамповки; рисунок 8, в – прошивки отверстия. Выточки диаметром d_в у матриц на осадку служат для центрирования заготовок проката.

      

      Рисунок 8 – схема безоблойной штамповки дисковых

      На  рисунке 9 представлен эскиз заготовки

      

      Рисунок 9 – эскиз заготовки (штамповка). 

  Механическая  обработка

  Порядок обработки. Типовая  технология изготовления прямозубых долбяков

      Рассмотрим  общую технологию изготовления прямозубых долбяков.

При изготовлении дисковых и чашечных долбяков операции выполняют в такой последовательности: заготовку отрезают; куют или штампуют; отжигают; галтуюг; выполняют токарную черновую обработку; выполняют токарную чистовую обработку; фрезеруют зубья; маркируют; подвергают термической обработке; выполняют дробеструйную обработку; шлифуют ленточку на переднем торце; шлифуют задний опорный торец; шлифуют отверстие; шлифуют внутренний торец; шлифуют зубья; шлифуют заднюю поверхность по вершинам зубьев; шлифуют переднюю поверхность зубьев; шлифуют радиусы по вершинам зубьев; маркируют; шлифуют переднюю поверхность зубьев.

      Дисковые  и чашечные долбяки, как правило, изготовляются из кованых или штампованных заготовок, Этим обеспечивается более равномерное распределение карбидов по объему металла. 

      Токарная  обработка

      Порядок и содержание переходов при токарной обработке зависят от серийности производства и имеющегося оборудования. При крупносерийном производстве применяют токарные полуавтоматы; шестишпиндельные модели 1А24ОП-6 для долбяков d0 = 75... 100 мм и восьмишпиндельные 1К282 для долбяков d0 = 75...200 мм, а также станки c числовым программный управлением (ЧПУ). В мелкосерийном производстве применяются универсальные токарные станки и станки о ЧПУ.

      При токарной черновой обработке долбяков диаметром d0 = 50…125 мм на универсальных станках переходы выполняют в такой последовательности (рисунок 10, а): подрезают торцы 1 и 5, сверлят отверстие 2, растачивают выточку 4, подрезают торец 3, обтачивают наружный диаметр 6. Наружный диаметр обтачивают пакетом на оправке. Последовательность обработки долбяков d0 ≥ 150 мм несколько иная и в данной работе рассматривать ее нет смысла.

      Рисунок XX – Последовательность токарной обработки долбяков

     При токарной обработке на станках с ЧПУ не представляет трудностей обработка за одну установку цилиндрических, конических, торцовых поверхностей, расточка отверстия и прорезка канавок. Поэтому здесь возможна концентрация операций.

     Токарную  чистовую обработку долбяков на станках с ЧПУ выполняют в такой последовательности (рисунок 10, б): протачивают поверхность 8, растачивают фаску 6, подрезают торец 5, прорезают канавку 4, растачивают выточку 7, выточку 3, отверстие 2 и фаску 1. После этого долбяк устанавливают выточкой на обратные кулачки (рисунок 10, в) обтачивают наружный диаметр 1, подрезают опорный торец 2 и протачивают скос 3.

     При В > 22 для уменьшения вылета резца расточку отверстия производят после переустановки в обратные кулачки.

     Технические требования к долбякам после токарной обработки следующие: допустимые биения передней поверхности и внутреннего опорного торца относительно си отверстия, а также биение по наружному диаметру составляют соответственно 0,15; 015 и 0,1 мм. 

     Фрезерование  зубьев

     Фрезерование  зубьев – ответственная операция изготовления долбяков. Качественное ее выполнение позволяет оставлять минимальный припуск и создает условия для высокопроизводительного, без прижогов шлифования профиля.

      Основным  способом нарезания зубьев является фрезерование червячными фрезами. 

      Шлифование

      Перед шлифованием необходимо произвести термообработку. Перед термообработкой долбяки маркируются: наносится номер маршрутного листа и порядковый номер долбяка.

     После термообработки шлифуют плоскую ленточку по передней поверхности долбяка. Ленточка служит базой для последующего шлифования внешнего опорного торца. При ширине ленточки 1—3 мм и переднем угле долбяка 5° по высоте снимают слои в 0,1 – 0,25 мм.

      К поверхности внешнего опорного торца  долбяка предъявляются жесткие  требования: параметр шероховатости Ra должен составлять 0,16 мкм, неплоскостность не должна превышать 0,005 мм, в сторону поднутрения завалы краев допускаются на расстоянии до 3 мм от поверхности скоса или от наружного диаметра буртика. Эти требования обеспечиваются при шлифовании торцом круга на плоскошлифовальном станке с круглым столом и вертикальным шпинделем.

      При шлифовании отверстия долбяк крепится прихватами к планшайбе станка, либо устанавливается в магнитном патроне. Центрирование долбяка по оси патрона (рисунок  11) осуществляется с помощью приспособления. Диск 2 наружной поверхностью базируется по трем кулачкам 1, закрепленным на патроне. Долбяк центрируется конической частью оправки 4. После включения магнита оправка с диском снимается.

      

      Рисунок 11 – Приспособление для центрирования долбяка при шлифовании отверстия 

     Шлифование  профиля – наиболее сложная и трудоемкая операция изготовления долбяков. Ее трудоемкость составляет 60—70% от общей трудоемкости изготовления долбяков. Качество и точность выполнения этой операции определяют класс точности долбяка.

     Шлифование  профиля долбяков выполняется на специальных зубошлифовальных станках, работающих по методу обкатки. Используются станки различных схем шлифования; станки, обрабатывающие профиль зубьев плоской торцовой поверхностью шлифовального круга; станки работающие абразивным червячным кругом; станки, на которых производится обработка коническими сторонами круга на проход.

     В настоящее время в отечественной  инструментальной промышленности, в  основном, применяется первый из вышеуказанных  типов станков. Кинематическая схема  зубошлифовальных станков работающих плоской торцовой поверхностью шлифовального круга, построена по известному принципу образования эвольвенты.

      На  шпинделе бабки изделия (рисунок 12) установлен эвольвентный кулачок G диаметром основной окружности d_k, который под действием груза прижимается к плоскому неподвижному упору в точке С. При вращении шпинделя с угловой скоростью ω бабка изделия совершает линейные перемещения со скоростью v = ωd_k/2 соответствующие качению основной окружности кулачка d_k по производящей прямой АС. Если при этом ось шлифовального круга наклонена под углом a_y к направлению перемещения салазок байки изделия (на рисуннке 12 к образующей эвольвенту прямой АС), то торцовой плоскостью шлифовального круга на обрабатываемом изделии воспроизводится эвольвентный профиль с диаметром основной окружности

d_n0 = d_k cos a_y

      На  рисунке 12 показаны два крайних положения долбяка относительно круга при обработке эвольвентного профиля на длине  С₁С₂ выполняемого участком профиля шлифовального круга B₁B₂. Диаметр начальной окружности при шлифовании равен d_k, а угол зацепления a_y.

      

      Рисунок 12 – Образование эвольвенты торцевой плоскостью круга 

      Шлифование  задней поверхности по вершинам зубьев осуществляется на круглошлифовальных станках. Стол станка поворачивается на угол, равный заднему углу долбяка  в осевом сечении. При шлифовании применяются круги 24А, 16Н, С1—С2, 6К8. На этой операции выдерживается высота головки зуба h_a0 . Контроль осуществляется с помощью предельной трапецеидальной жесткой или регулируемой скобы и тангенциального зубомера (рисунок 13).

      

 
Рисунок 13 – Контроль толщины зуба долбяка 

      Маршрутный  технологический  процесс обработки

      Рассмотрев  общую последовательности обработки  зуборезных долбяков составим маршрутную технологию для обработки инструмента (чистового зуборезного долбяка) рассматриваемого в данной работе.

      Таблица 100 – Маршрут обработки долбяка