Пример обработки фланца

В качестве примера рассмотрим технологический процесс обработки фланца, чертеж которого приведен на рис. 11.28, а. Материал детали — сталь 40Х, твердость НВ 180, среднесерийное производство, величина партии запуска — 30 шт., заготовка — штамповка в закрытом штампе.

Эскиз заготовки представлен на рис. 11.28, б.

Из технологических соображений заготовка имеет припуски 4—5 мм на диаметральные и линейные размеры. Изготовлена заготовка в закрытом штампе с разъемом по диаметру 164 мм. Штамповочные уклоны равны 5°, точность размеров заготовки и свободных размеров детали — по 14-му квалитету.

Рис. 11.28. Эскиз фланца и заготовки:

а — фланец; б — заготовка Точными поверхностями являются:

• — отверстие 045Н7;
• — резьба M6gx80×1,5;
• — наружная поверхность 09Oh7;
• — шпоночный паз 14Н9.

Имеется ряд технических требований к расположению поверхностей:

• — радиальное биение 0,016 мм поверхности 09Oh7 и резьбы М80 х 1,5−6g относительно оси отверстия;
• — торцовое биение 0,016 мм поверхности торца от 0160 до 090 относительно оси отверстия;
• — симметричность шпоночного паза относительно оси отверстия 0,02 мм.

Шероховатостью Ra 1,25 должны обладать отверстие 045Н7, поверхность 09Oh7 и прилегающий к этой поверхности торец.

Перед началом механической обработки заготовка должна пройти нормализацию (нагрев до температуры 860 °C, выдержку в печи и охлаждение на спокойном воздухе), которая снизит уровень внутренних напряжений, уменьшит величину зерна, улучшит обрабатываемость, выровняет твердость во всем объеме заготовки ниже НВ 200. Если деталь более ответственная, то можно в заготовке выполнить улучшение, которое будет заключаться в закалке в масле с температуры 860 °C и последующем отпуске при температуре 650 °C. Физико-механические свойства будут близки к тем, что достигнуты нормализацией, но твердость будет выше, до НВ 217.

Механическую обработку можно выполнить в две операции:

• 1) токарно-сверлильную;
• 2) протяжную.

Все точные поверхности (рис. 11.28, а) расположены с правой стороны детали, следовательно, они должны быть обработаны в последнюю очередь.

Это соображение определяет выбор последовательности обработки. Оба установи можно объединить в одну операцию, выбрав в качестве станка токарный обрабатывающий центр с контршпинделем.

На рис. 11.29 изображен эскиз карты наладки токарной обработки фланца в два установа.

Можно рекомендовать начинать обработку заготовок, выполненных ковкой или штамповкой, с точения крайнего торца. Тем самым будут выявлены заготовки, которые имеют отклонения по длине, и это либо избавит от ненужной работы, либо позволит своевременно внести коррективы в управляющую программу, предотвратив поломку резцов.

Рис. 11.29. Эскиз карты наладки токарной операции обработки фланца.

В первом установе закрепим заготовку с поджимом к крайнему торцу за диаметр 085 кулачками самоцентрирующего патрона с уклонами 5°.

При таком подходе во втором технологическом переходе первого установа можно упорно-проходным резцом (инструментом 1.1) проточить крайний торец, диаметр 95 мм, диаметр 160, торец 160*95 и фаски.

В третьем переходе использовать сверло-резец, которым вначале предварительно просверлить отверстие 045Н7 в диаметр 038, затем сместить его с оси и расточить в размер 043.

Если обработка будет выполняться на токарном обрабатывающем центре, то целесообразно включить в этот установ сверление шести отверстий 011 в четвертом технологическом переходе и цекование углублений 017 в пятом переходе.

Во втором установе будут окончательно обработаны все поверхности вращения, включая канавки, резьбу и отверстие 045Н7. Закрепление детали следует выполнить мягкими кулачками за 0160, так как зажим за эту поверхность создаст предпосылки наименьшей деформации. Мягкие кулачки должны быть расточены в диаметр 0160 с подрезкой опорного торца. Не следует забывать о внутреннем натяге в патроне.

Проточку наружных поверхностей следует выполнить в два технологических перехода. Вначале резцом 2.1 снять основной припуск, оставив 0,5 мм на сторону. Затем канавочным резцом 2.2 прорезать канавки. Канавку для выхода резьбового резца на глубину 1,6 мм следует прорезать радиальным движением, а угловую канавку на торце и диаметре глубиной 0,5 мм — подачей под углом 45°.

Чистовую токарную обработку выполнить упорно-проходным резцом 2.3, который отличается от резца 2.1 материалом твердого сплава. Резец 2.1 для предварительной обработки оснащен твердосплавной быстросменной пластиной группы применения Р25, а чистовой резец 2.3 — пластиной группы применения Р10.

Резьбонарезание будет выполняться многопроходной обработкой, Поскольку эта работа имеет склонность к возникновению вибраций, следует строго придерживаться рекомендаций фирмы-производителя инструмента. Первые два рабочих хода будут иметь повышенную глубину резания, последний выхаживающий ход — без подачи на глубину. Всего для подобной резьбы придется осуществить не менее 10 рабочих ходов.

Растачивание отверстия 45 117 во втором установе необходимо выполнить в два рабочих хода, несмотря на сравнительно небольшой припуск на диаметре 43 мм, для обеспечения заданной точности положения относительно наружных поверхностей. В технических требованиях отверстие принято за базу, что не соответствует порядку обработки. Но это соответствует выполнению контроля точности, при котором деталь будет надета на контрольную оправку и проверена в центрах с помощью индикатора.

Содержание технологического процесса отражено в табл. 11.2.

Таблица 11.2

Технологический процесс обработки фланца.