Технология обработки корпусной детали

                                             Введение

Корпусные детали машин представляют собой базовые детали, на которые устанавливаются различные присоединяемые детали и сборочные единицы, точность относительного положения которых должна обеспечиваться как в статике, так и в процессе работы машин под нагрузкой. В соответствии с этим корпусные детали должны иметь требуемую точность, обладать необходимыми параметрами жёсткости и виброустойчивости, чтобы обеспечить постоянство относительного положения соединяемых деталей и узлов, правильность работы механизмов и отсутствие вибраций.

 

 

 

1. Конструктивные  особенности корпусных деталей  и способы получения заготовок

Корпусные детали машин в  общем случае можно разделить  по группам.  Детали, принадлежащие  к каждой из групп, имеют общность служебного назначения, что означает наличие одинаковых поверхностей и  идентичное по форме конструктивное исполнение. Все это определяет особенности  технологических решений. Обеспечивающих достижение требуемых параметров точности при изготовлении деталей каждой из групп. Классификация корпусных  деталей представлена на рисунке 1.

Рисунок 1-группы корпусных  деталей: а) коробчатой формы; б) с гладкими внутренними цилиндрическими поверхностями; в) сложной пространственной геометрической формы; г) с направляющими поверхностями; д) типа кронштейнов, угольников, стоек  и крышек

Группа 1: корпусные детали коробчатой формы в виде параллелепипеда, габаритные размеры которых имеют  одинаковый порядок. К этой группе относятся  корпуса различных редукторов, корпуса  коробок скоростей, коробок передач, корпуса шпиндельных бабок. В большинстве случаев основными базами таких корпусов являются плоские поверхности. А вспомогательными базами служат главные отверстия и торцы, предназначенные для базирования валов и шпинделей. Конструкция и размеры корпусов зависят от условий размещения в них необходимых деталей и механизмов

 

 

Группа 2:  корпусные детали с гладкими внутренними цилиндрическими  поверхностями, протяженность которых  превышает их диаметральные размеры. К этой группе относятся блоки цилиндров,  двигателей, пневмо- и гидроаппаратура, а  также  корпуса задних бабок станков, обеспечивающих базирование выдвижной пиноли и заднего центра. В соответствии со служебным назначением к внутренним цилиндрическим поверхностям предъявляют требования поточности диаметральных размеров и точности формы. Эти цилиндрические поверхности обычно работают на изнашивание. Поэтому к ним предъявляют высокие требования по шероховатости и износостойкости.

Группа 3: корпусные детали сложной пространственной геометрической формы. К этой группе относятся корпуса  паровых и газовых турбин, корпуса  центробежных насосов, коллекторов, тройников, вентилей, кранов. Сложная пространственная форма и геометрические размеры  таких корпусов предназначены для  формирования требуемых потоков  движения газов или жидкостей. К  этой группе относятся также сложные  по форме корпусные детали ходовой  части автомашины (картер заднего  моста, корпус поворотного рычага и  др.).

Группа 4: корпусные детали с направляющими поверхностям. К  этой группе относятся такие детали, как столы, спутники, каретки, салазки, суппорты, ползуны, планшайбы. В процессе работы эти детали совершают возвратно поступательное или вращательное движение по направляющим поверхностям, обеспечивая точное относительное перемещение обрабатываемых заготовок или режущего инструмента. Такие корпуса входят в состав несущей системы большинства металлообрабатывающих  станков. Требуемая жесткость этих деталей достигается созданием внутренних перегородок и рёбер.

Группа 5: корпусные детали типа кронштейнов, угольников, стоек  и крышек. Эта группа объединяет наиболее простые по конструкции  корпусные детали, которые выполняют  функции дополнительных опор для  обеспечения требуемой точности относительного положения отдельных  механизмов, валов, зубчатых колёс.

1.1 Особенности базирования и построения технологических процессов изготовления корпусных деталей

Базирование корпусных деталей  выполняется с учётом их конструктивных особенностей и технических требований, предъявляемых к рабочим поверхностям. Часто для этого необходимо создание вспомогательных технологических  баз. Наиболее распространенной является схема базирования на плоскость  и два отверстия, выполненных  с точностью 6 или 7 квалитетов (Рисунок 2) и расположенных на возможно большом расстоянии друг от друга. Для ориентации детали в приспособлении используется установка на два пальца — гладкий и ромбический. Поверхности этих отверстий являются вспомогательными технологическими базами.

 

Рисунок 2 —  Схема базирования на плоскость  и два отверстия

 

Заготовки деталей фланцевого типа, имеющие основное отверстие,  обычно базируются по торцу фланца и точно обработанной поверхности буртика ( Рисунок 3).

Рисунок 3 —  Схема базирования по торцу фланца и точно обработанной поверхности  буртика.

Корпуса призматической формы, у которых отверстия малы и  не соосны, базируются по трем взаимно  перпендикулярным поверхностям, причем в качестве баз можно использовать как наружные, так и внутренние поверхности корпуса (Рисунок 4).

 

 

Рисунок 4 —  Схема базирования по трём взаимно  перпендикулярным плоскостям

Корпуса призматической формы, имеющие основные соосные отверстия, базируются на эти отлитые в заготовке  отверстия и боковую поверхность  корпуса (Рисунок 5).

Рисунок 5 —  Схема базирования по отверстию  боковой поверхности корпуса

Построение технологических  процессов при изготовлении корпусных  деталей зависит в основном от конфигурации и размеров деталей, объемов их выпуска. При этом основные этапы построения технологических процессов механической обработки корпусных деталей схожи  между собой и содержат следующие операции:

1. черновая обработка базовых поверхностей;
2. обработка вспомогательных технологических баз  в виде отверстий;

3) черновая и получистовая  обработка рабочих отверстий  (базирование осуществляется от  обработанной плоскости);

4) черновая и получистовая  обработка рабочих плоскостей (базирование  осуществляется от обработанного  отверстия);

5) термическая или механическая  обработка (искусственное старение) для снятия внутренних напряжений;

6)чистовая обработка базовых  плоскостей и базовых отверстий;

7)чистовая обработка рабочих  плоскостей, отверстий, различных  конструктивных элементов, характерных  для данного типа корпуса (резьбовые  отверстия, посадочные и уплотнительные  пояса, масляные и водяные каналы  и др.);

8) слесарная обработка,  подгонка и регулировка, окончательные  испытания и контроль.

2. Назначение корпуса вентиля и анализ его технологичности

Объектом данной работы является деталь КШИН 752112008 «корпус вентиля гидравлического клапана».

Вентиль – устройство для перекрывания отверстия пожарного гидронасоса для закачки воды в цистерну пожарной машины. Одной из главных составляющих вентиля является деталь типа «корпус». Деталь – типа «корпус» предназначена для крепления в ней основных деталей и узлов.

Корпус вентиля является несущей конструкцией вентиля гидравлического  клапана. Корпус устанавливается в  коллектор нестационарного пожарного  гидронасоса по диаметру 110 мм и крепится к нему четырьмя болтами.

В корпус с одной стороны  запрессовывается бронзовая втулка (2) с трапециидальной резьбой, с другой стороны бронзовая направляющая втулка (9), выполняющая роль подшипника. Втулка (2) также еще заштифтовывается штифтами (3).Со стороны втулки (9) устанавливается манжета (10), которая закрывается крышкой (12) с отверстием. На винт (1), имеющего трапециидальную резьбу, с одной стороны устанавливается маховик с рукояткой (11). С другой стороны винт выполнен в виде полусферы и имеется канавка для крепления клапана (4), при помощи двух полуколец (6). Клапан, упираясь в полусферу может совершать небольшое качание по ней, это спроектировано для самоустановки клапана. С другой стороны на клапан устанавливается резиновая прокладка (5). Она поджимается прокладкой (7) меньшего диаметра и закрепляется шестью винтами. Винт (1) имеет ход рабочего движения длиной равной 76 мм.

Корпус вентиля в сборочном виде показан на рисунке 6, а на рисунке 7 изображён чертёж корпуса.

 

Рисунок 6 — Сборочный чертёж

 

Рисунок 7 — Корпус

2.1 Анализ технологичности детали.

Технологичность конструкции  изделия – это совокупность свойств  изделия, определяющих приспособленность  его конструкции к достижению оптимальных затрат ресурсов при  производстве и эксплуатации для  заданных показателей качества, объёма выпуска и условий выполнения работ. Оценка технологичности производится качественно и количественно.

Деталь относится к типу корпусных, и её обработку целесообразней производить на станках с ЧПУ, поскольку при использовании станков с ЧПУ уменьшается время на вспомогательные переходы, замену инструмента и существует возможность концентрации операций.

3. Способ получения заготовок детали

Корпус изготавливается  из отливки. Способ отливки детали производится в кокиле. Кокиль — металлическая литейная многократно используемая форма, состоящая из двух или более частей в зависимости от сложности конфигурации отливки. Данный способ отливки обеспечивает мелкозернистую структуру и высокую плотность отливок благодаря их ускоренному охлаждению, а также высокую точность размеров отливки. Формы кокиля позволяют получать чистые без пригара отливки. Выход годного литья до 85,4%.

С точки зрения технологичности  детали можно отметить следующее:

— не требует изготовления сложных станочных приспособлений;

— совпадают конструкторские и технологические базы;

— форма заготовки максимально приближена к форме детали.

3.1 Материал корпуса

Материалом детали «корпус» является сплав АЛ9 ГОСТ 1583 – 93.

Данный сплав отличается высокой прочностью. Так как корпус вентиля должен обеспечивать хорошую  прочность, то данный сплав хорошо подходит для изготовления корпуса.

3.2 Качественная оценка по геометрической форме, качеству поверхностей

Точность изготовления основных поверхностей находится в пределах 7-14 квалитета. Высокое качество обработки  требуется при растачивании внутренних цилиндрических поверхностей диаметром 31 мм (Ra2,5) и 32 мм (Rа3,2). Цилиндрическая поверхность диаметром 31 мм также является базой для прилегающего к ней торца, торцевое биение относительно базы (В) 0,04 мм. Радиальное биение внутренней цилиндрической поверхности диаметром 26 мм относительно базы (В) составляет 0,05 мм. Деталь является телом вращения. Корпус имеет четыре резьбовых отверстия М3 – 7Н с позиционным допуском 0,6 мм, и два резьбовых отверстия М8 – 7Н с тем же допуском, но в диаметральном выражении. Имеется также обрабатываемое отверстие Ø6,8 мм расположенное под углом 30° относительно оси детали и радиальное отверстие Ø3мм расположенное на оси детали.

 4. Технологический процесс изготовления детали

Рассмотрим технологический  процесс изготовления детали более  подробно:

Базовый технологический  процесс состоит из 13 операций, из которых 1 заготовительная (отливка), 5 операций токарных, 3 операции сверлильных, 1 операция фрезерная, 2 слесарные, 2 промывочные.

Перечислим порядок операций и их особенности:

005 Заготовительная операция (отливка в кокиле).

010 Токарная операция:

На данной операции обрабатывается торец и наружный диаметр. Операционный эскиз представлен на рисунке 8.

 

Рисунок 8 — Операционный эскиз на 010 операцию.

015 Токарная операция:

На этой операции подрезаются  торцы, точится фаска, наружный диаметр , канавка. На рисунке 9 представлен операционный эскиз.

Рисунок 9 — Операционный эскиз на 015 операцию.

 

 

 

 

020 Токарная операция:

 На данной операции рассверливается отверстие. Операционный эскиз представлен на рисунке 10.

Рисунок 10 — Операционный эскиз на 020 операцию.

025 Токарная операция:

На этой операции растачивают  фаску. Растачивают отверстия. Операционный эскиз представлен на рисунке 11.

 

 

Рисунок 11 — Операционный эскиз на 025 операцию.

030 Вертикально – сверлильная  операция:

На этой операции сверлятся  четыре отверстия и нарезается в них резьба М3-7Н×6. Так же сверлятся четыре отверстия Ø13. Операционный эскиз представлен на рисунке 12.

Рисунок 12 — Операционный эскиз на 030 операцию.

035 Промывочная операция.

040 Фрезерная операция:

На этой операции фрезеруется  плоскость. Операционный эскиз представлен на рисунке 13.

 

Рисунок 13 — Операционный эскиз на 040 операцию

 

045 Сверлильная операция:

На этой операции сверлится  отверстие Ø6,8 мм, оно так же зенкуется. На этой же операции сверлятся и нарезается резьба в двух отверстиях М8-7Н с позиционным отклонением в диаметральном выражении 0,6 мм, и М10×1-7Н. Операционный эскиз представлен на рисунке 14.

 

Рисунок 14 — Операционный эскиз на 045 операцию.

050 Сверлильная операция:

На данной операции сверлится  отверстие Ø6,8 мм под углом 30°  к оси детали. Угол 30° обеспечивается за счёт поворота приспособления. Операционный эскиз обрабатываемой детали показан на рисунке 15.

 

Рисунок 15 — Операционный эскиз на 050 операцию.

055 Токарная операция:

На этой операции растачивают отверстия. Операционный эскиз представлен на рисунке 16

Рисунок 16– Операционный эскиз на 055 операцию.

060 Промывочная операция.

5. Применяемые режущие инструменты

На  этапах обработки применяются  следующие режущие инструменты:

а) резец проходной  ГОСТ 26611 – 85;