Лекция 4
4 Шпонкалы және шлицті беттерді өңдеу әдістері
4.1 Біліктегі шпонкалы ойықты өңдеу
Білікпен біріккен бөлшекке бұраушы моментті беру үшін шпонкалы және шлицті қосылыстар жиі қолданылады. Машина жасауда призмалы және сегментті шпонкалар кеңінен таралады.
Призмалы шпонка үшін әдетте шпонкалы ойықты шпонкалы-фрезерлі станокта (сериялы және жаппай өндіру) арнайы екі ұшты фрезамен, ал фрезерлі станокта(білдекте) – көп ұшты фрезамен қайық айла қозғалыспен берілісті фрезерлейді. Сегментті шпонка үшін ойықты фрезерлеу қарапайым фрезерлі станокта арнайы дискті фрезамен жүргізіледі.
Біліктің шпонкалы ор қазғыш фрезерлеу әдістері
26 суреттері – Біліктің шпонкалы ор қазғыш фрезерлеу әдістері
а – дискті фрезамен бойлық беріліспен; б – ұшты фрезамен бойлық беріліспен; в – ұшты фрезамен маятникті беріліспен; г – ұшты дискті фрезамен тігіннен беріліс
Ойықтарды маятникті қозғалыспен берілісті фрезерлеу дәлірек тәсіл болып табылады. Өтпелі шпонкалы ор қазғышты төлкенің саңылауында дара және ұсақ сериялы өндірісте қашауыш станокта (ұңғылау), ал сериялы және жаппай өндірісте – бойлық станокта (созу) өңдейді.
4.2 Біліктегі шлицті беттерді өңдеу
Шлицті қосылыстар машина жасауда кеңінен таралған, оларды үлкен бұраушы моментті беру үшін қолданылады. Шлицтің формасы тікбұрышты, эвольвентті, үшбұрышты және трапециялы болып келеді. Шлицті өңдегенде дәлдік центрлегіш элемент бойымен 8-7-ші квалитетке жетеді.
Түзукеспекті шлицті жіктеу үшін сыртқы, ішкі және бүйір беттерімен центрлеу жүргізілуі мүмкін екені белгілі.
Біліктегі шлицті бетті өңдеу әр түрлі тәсілдермен жүргізіледі, олардың арасындағы кеңінен таралғаны көлденең–фрезалы станокта дискті фасонды фрезамен фрезерлеу, шлицтіфрезалы немесе қалыпты тістіфрезалы станокта шлицті бұрамалы фрезамен өңдеу.
Біліктегі шлицті фрезерлеу тәсілдері
27 суретте – Біліктегі шлицті фрезерлеу тәсілдері:
а – шлицті дискті фрезамен; б – екі фрезамен; в – екі дискті арнайы фрезамен; г – шлицті бұрамалы фрезамен
Бейімдеу әдісімен фрезерлеу толығырақ және дәлірек әдіс болып табылады. Шлицті бейімдеу әдісімен соңғы өңдеу таза фрезерлеумен жоғары дәлдік классты бұрамалы шлицті фрезалармен жүргізіледі.
Контурлы шлицті сүргілеу (Ra = 2,5-1 мкм) және шлицті тарту (Ra = 1,6-0,8 мкм) ілгерлемелі жоғары өнімді шлицтердің қалыптастыру процесінде пайда болады. Илеу роликтермен, рейкалармен және көпроликті профильді бастармен өндіріледі. Дайындама илеуге ұшырайды (қаттылығы 220 HB артық емес). Илеудің нақтылығы өте жоғары, бетінің бұдырлық параметрі Ra=1,0-0,8 мкм.
Шлицті беттердің таза өңдеуі ажарлаумен жүзеге асырылады. Сыртқы диаметрлерінің ажарлауы қарапайым дөңгелекажарлағыш станоктарында орындалады. Ажарлаудың нақтылығы 7-ші деңгеймен сәйкес келеді, бетінің бұдырлық параметрі Ra=1,25-0,4 мкм.
Шлицті илеу роликтермен, рейкалармен және көпроликті профильді бастармен өндіріледі. Дайындама илеуге ұшырайды (қаттылығы 220 HB артық емес). Илеудің нақтылығы өте жоғары, бетінің бұдырлық параметрі Ra=1,0-0,8 мкм.
Шлицті илеу бөлшектерді жылутысыз шлицтің көлденең қима формасына сәйкес профильге ие роликтермен жүзеге асырылады. Осьте айналатын роликтер (диаметрі 100 мм) әр шлицке бір-бірден илегіш басымен массивті корпус 1 сегментте 4 радиалды орналасқан (4.3 суретте).
28 суретте – Шлицтіилейтін станок үшін илегіш басының сүлбесі:
1 – корпус; 2 – илегіш ролик; 3 – өңделетін бұйым; 4 – сегмент
29 – Шлицті илеу кезіндегі өңделмелі бұйымның, қысқыш патронның және илегіш басының сүлбесі:
1 – илегіш басы; 2 және 5 – біліктер; 3 – өңделмелі бұйым; 4 – гидравликалық қысқыш патрон
Басының деталь 3 бойымен қозғалысында еркін айналатын роликтер 2 біліктің бетіне қысылады, шлицтің бетінде роликтің формасына сәйкес форма пайда болады.
Шлицті илеу үшін (4.4 суретте) арнайы станоктарда илегіш басы 1 жылжымалы бөлшекке орналасады, оларға бағыттауыш ретінде екі массивті бағаналарды қосатын біліктер 2 және 5 қызмет етеді. Жылжымалы бөлшек артқы бағанда орналасқан гидроцилиндрдің жетегімен қозғалады. Алдыңғы бағанда гидравликалық қысқыш патрон 4 орналасады, онда өңделмелі бұйым 3 орнығады. Әр ролик қажетті биіктікке өзгереді. Станоктан жеке түйін ретінде роликтің орналасуын өзгертпей басы шешіледі.
Мұндай станоктарда илеуіш шлицтердің көп саны 18 жетеді, кеи дегенде 6-8 (біліктегі диаметрі 16 мм) құрайды. Шлицтің қадаммен алынған нақтылығы 0,04 мм, сәйкессіздік 100 мм ұзындыққа сәйкес 0,04 мм-ден аспайды.
Біліктегі шлицті салқын илеу 2.5-ке дейінгі модуль болуы мүмкін.
Профильді роликтермен илегенде өңделмелі бұйымға пластикалық деформациялар үлкен тереңдікке енеді, сондықтан илеу процесінде оны алып тастайды, ығыстырылған металл ішінара бұйымның сыртқы бетіне де орналасады, сондықтан ол сыртқы ажарлауға түсуі тиіс. Илеу кезінде ұзару болатындықтан, бұл әдіс біліктің ұшындағы шлицті алу үшін жарайды.
Илеу процесі жоғары өнімді, себебі барлық шлицтер аз уақытта жоғары нақтылықта біркелкі ширатылады.
Тарту және сүргілеу. Шлицтің құрылуында жоғарыөнімді озық процесс контурлы шлицті сүргілеу (Ra = 2,5-1 мкм) және шлицті тарту (Ra = 1,6-0,8 мкм) болып табылады.
Шлицті тарту біліктің бетінде немесе сол сияқты бұйымдарды көлденең жалғанған станоктарда арнайы құралдың қолдануымен өндіреді.
Өтпелі шлицті тарту үшін кескіштері бар кескішшлицтің формасына сәйкес арнайы тартпа қолданылады.
Әр шлиц бөлгіш құрал арқылы кезекпен тартылады.
Біліктегі шлицті сүрлеу арқылы жасау процесі тісті ұңғылау процесіне ұқсайды. Бұл жағдайда барлық шлицтер профильді резецтердің алынуы бірмезгілде өндіріледі, олардың саны шлицті өңделмелі біліктің ойыстардың санына сәйкес.
Шлицті сүргілеу процесі жоғары өнімді және өте көп бірдей бұйымдар шығарғанда ірі серия мен жаппай өндірісте қолданылуы мүмкін, себебі әр шлицтің санына сәйкес арнайы резецтердің жинақтама дайындалуы тиіс.
Шлицті беттерінің таза өңделуі ажарлаумен жүргізіледі. Сыртқы диамерлерін ажарлау қарапайым дөңгелекажарлау cтаноктарында орындалады. Ажарлаудың нақтылығы 7-ші деңгеймен сәйкес келеді, бетінің бұдырлық параметрі Ra=1,25-0,4 мкм.
Бұйымдарды шлицтермен жасағанда орналасуды таңдау және өңдеу тәсілі бойынша техника-экономикалық есеп өткізу қажет. Бұйымның міндетіне байланысты олардың көлеміне, таңдалған материалына, нақтылық класы мен кедір-бұдырлығына сәйкес құрал-жабдық пен аспап таңдау және кесу режимі тағайындау керек.
4.3 Саңылаудағы шлицті беттерді өңдеу
Әдетте саңылаудағы шлицтерді тартады. Цилиндрлік беттер мен шлицтерді тарту көлденең-созатын станоктарда бөлек немесе құрама шлицті тартқышпен жүзеге асады. Бірінші саңылау мен кейде алдын ала бүйіржағы өңделеді, одан соң саңылау дөңгелек тартқышпен, кейін қарапайым немесе озық – шлицті тартқышпен тартылады.
Дағдыда диаметрі 50 мм дейін шлицті саңылау құрама тартқышпен тартылады. Тарту – жоғары өнімді процесс. Өңделген беттің кедір-бұдырлық параметрі параметрі Ra=1,7-0,8 мкм.
Егер төлке немесе тісті дөңгелек термиялық өңдеуге түссе, онда бұдан кейін саңылаудың цилиндрлік беті ішкіажарлау станогында ажарланады, ол білік шлицтерінің ойыстары (центрлеу кезінде білік шлицтерінің ішкі диаметрімен) түбімен ұштастырылады. Шлицті саңылау ойыстарының сыртқы нақты диаметрін алу үшін оны калибрлейді, ал кейде ысқылайды.
Машина тетiктерiн механикалық өңдеудiң технологиялық үрдiстерiн жобалау. Технологиялық үрдiстердi жобалаудың негiзiне екi принцип қойылған: техникалық және экономикалық. Техникалық принцип бойынша жобаланатын технологиялық үрдiс (ТҮ) берiлген өнiмдi жасаудағы, оның жұмыс сызбасында көрсетiлген барлық талаптарды және қойылған техникалық шарттарды сапалы және уақытында орындап шығу керек. Экономикалық принцип бойынша бұйымды жасау еңбектi аз жұмсай отырып, үнемдi өндiрiс шығындарымен өтуi қажет. Бұйымдарды шығарудың технологиялық үрдiстерi қолданылатын құрал-саймандардың барлық мүмкiншiлiктерiн толық пайдалануды, тез және ең аз өзiндiк құнмен жасауды қамтамасыз етуi тиiс. Жобалаудың техникалық принциптерi тұрғысында тең, нақты бiр бұйым жасаудағы технологиялық үрдiстердiң бiрнеше мүмкiн варианттарының iшiнен ең тиiмдi (өнiмдi) вариантты таңдап алады. Егер технологиялық үрдiстердiң өнiмдiлiгi мен тиiмдiлiгi әр түрлi болса, онда салыстырмалы варианттардың iшiндегi өнiмдiлiгi жоғары вариантты таңдайды. Жобалана- тын үрдiстiң тиiмдiлiгi мен үнемдiлiгi олардың барлық элементтерiн анықтау арқылы немесе жалпылама күрделi көрсеткiштерiн есептеумен шығарады. Технологиялық үрдiстiң ең жақсы, үйлесiмдi варианттары берiлген уақыт мерзiмiнде керектi бұйымдардың жоғары сапа көрсеткiштерiмен және өте аз өзiндiк құнмен шығарылуын қамтамасыз етуi тиiс; ол үшiн үрдiс iшiндегi лимиттi операциялардың өтуi үйлесiмдi болуы керек. Осы қойылған шартты шектермен кесу режимдерiнiң тиiмдi мәнiн және өңдеудiң басқа да керектi жағдайларын анықтайды. Технологиялық үрдiстердiң жалпы ең жақсы, үйлесiмдi варианттарын таңдау өте күрделi iс, бұл мәселенi алдыңғы өткiзген технологиялық әректтердiң кейiнгiлерiне тигiзер әсерiн динамикалық бағдарламалау тәсiлiмен шешедi. Сондықтан үрдiстегi дербес бiр ғана операцияны бөлiп алып, барлық көңiлдi соның тиiмдiлiгiн көтеруге, жiберуге болмайды. Технологиялық үрдiстердi үйлестiру жұмыстарында олардың тек маңызы мен мазмұны өзгерiп қоймай, барлық құрамы да өзгерiп кетулерi мүмкiн. Жобаланатын және нақты технологиялық үрдiстердiң үйлесуiн әр түрлi мақсатты функцияларға балап жүргiзедi. Үйлесiмдi технология ең аз өзiндiк құнға бағдарлануы керек. Басқа жағдайларда үйлесiмдi технологияның көкейтестi мақсаты ретiнде өнiмдiлiк немесе сапа мәселесi тұрады. Технологиялық үрдiстiң негiзгi өту заңдылықтарын жете бiлу және математикалық тәсiлдердi орынды қолдану үйлестiру мәселелерiн ЭЕМ-да пайдаланып, шешуге жол ашады. Механикалық өңдеудiң технологиялық үрдiстерiн жобалаудың негiзгi мақсаты: — тетiктi жасау үрдiсiн толық жазу; — керектi техникалық және экономикалық есептеу жүргiзу; — таңдап алынған технологияның вариантын жанжақты негiздеу. Зауыттағы инженер-техник қызметкерлер, жұмысшылар жасалған технологиялық құжат- тардан бұйымды шығаруға керектi мағлұматтар алады; бұл құжаттар арқылы керектi өндiрiс құралдарының саны, бұйымға жұмсалатын еңбек пен өзiндiк құны есептеледi. Технологиялық үрдiстiң жобасын пайдаланып, өндiрiстi негiзгi және қосымша материалдармен жабдықтауды ұйымдастырудың бастапқы мағлұматтарын, календарьлы жоспарлауды, аспаптық және транспорттық шараларды үйлесiрудi анықтайды. Технологиялық үрдiстердi жаңа зауыттарды жобалауда және бар зауытты қайта құруда немесе бар зауытта жаңа бұйымдар шығаратын цехтар ұйымдастыруда жасайды. Жұмыс iстеп тұрған зауыттарда жаңа өндiрiс объектiлерiн ұйымдастыруда технологиялық үрдiстердi жасаудан бұрын даярлау және ұйымдастыру жұмыстарын жүргiзiп алған жөн; бұл жұмыстың негiзгi өзегi бар құралдарды пайдалану мүмкiндiгi немесе жаңаларын сатып алу, керектi жұмысшылар санын анықтау, кескiш аспаптар, транспорт жүйелерiн, материал- дар, энергия қажеттерiн алдын ала жорамалдау.
Механикалық өңдеу үрдiстерiн жобалаудағы негiзгi мағлұматтар Егер жаңа зауыттар үшiн технологиялық үрдiстердi жобалайтын болсақ, онда негiзгi мағлұматтар ретiнде: тетiктердiң материалын, конструктивтi пiшiнi мен өлшемдерiн ақиқаттайтын жұмыс сызбасы, тетiктiң дәлдiгiне, өңдеу беттерiнiң сапа көрсеткiштерiн, басқа да айрықша талаптарын (қаттылық, материал құрамы, термиялық өңдеулерi, балансирлеулерi және т.б.) көрсететiн техникалық шарттар; бұйымға жұмсалатын тетiктердiң шығынын (қосалқы бөлшектердi қоса санағанда); бұйым және қосалқы бөлшектердi шығару мерзiмi тұрақсыз болса, онда шығаратын жылдар санын немесе шығару мерзiмдерiн анықтап көрсетедi. Егер технологиялық үрдiсстердi жұмыс iстеп тұрған зауыттарға немесе қайта құратын зауыттарға жобаласақ, онда негiзгi мағлұматтарға қосымша нақтылы құрал-саймандар тiзiмi, зауыттың ауданы және басқа да жергiлiктi өндiрiс жағдайларының ретi мәлiм болуы тиiс. Тетiктi шығару жұмыс iстейтiн зауыттың дайндамалар шығару өндiрiсiнiң мүмкiндiгiне байланысты, мысалы бiр зауытта ұста өндiрiсi бар, құйма өндiрiсi жоқ болуы мүмкiн. Жобалауда мәлiметтi және нормативтi материалдар қолданылады; құрал-саймандардың паспорттары мен каталогтары; қондырғылардың альбомдары; кесу және өлшеу аспаптарының нормалары мен Мемлекттiк стандарттары; дәлдiк нормативтерi, кедiр- бұдырлықтың (МЕСТ 25142-82), (СТ СЭВ 1156-78); әдiп есептеу; кесу режимдерi және уақытты техникалық тұрғыда нормалау; тарифтi-квалификациялық мәлiметтер және басқа да қосымша материалдар. Техникалық құжаттарды тiркеу үшiн арнайы бланктер болады (МЕСТ 3.1404-86). Жобалаудың бiрiздiлiгi мен жалпы әдiстемесi Технологиялық үрдiстi жобалау оның көп варианттылығымен сипатталады. Ең қарапайым деген тетiкке бiрнеше вариантты үрдiс ұсынуға болады: әдетте ол үрдiстер тетiк сызбасының барлық талаптарына қанағаттандыратындай болады. Әр түрлi үрдiстердiң тиiмдiлiгi мен тиiмсiздiлiгiн салыстыра отырып, бiрнеше тепе-тең варианттарға тiреледi; оның iшiндегi тиiмдiрек деген вариантын таңдап алады. Технологиялық үрдiстi жобалау өзiнiң қиындығы және күрделiлiгiмен ерекше. Басқа жобалаулар сияқты, мұны да бiрнеше бiрiздi сатылармен жүргiзедi. Алдымен технологиялық үрдiстiң жорамалын жасайды; одан кейiнгi сатыларында жүргiзiлген технологиялық есептеу нәтижесiнде жорамал тұжырымдары дәлдеп, бiр тиiмдi негiзге бағыттайды. Түбiнде дұрыс шешiмге бiрнеше варианттарды салыстыру арқылы келедi. Технологиялық жобалаудың толықтығы өндiрiстiң типiне байланысты. Жаппай мол өндiрiсте үрдiстердi толық бұйымның барлық тетiктерiне арнап жасайды; мұндай технологиялық үрдiстердi операциялық деп атайды. Операцияның мазмұнын, оның әрекеттерiн, кесу режимдерiн және т.б. арнайы операциялық картаға түсiредi (МЕСТ 3.1103-82); формалары – 2.2а және 3. Кiшiгiрiм өндiрiсте технологиялық үрдiстердi толықтырып жасайды. Сериялық өндiрiсте, бұйымды шығару номенклатуралары кең болады; бұл кезде топтық үрдiстердi пайдаланған жөн. 3-суретте механикалық өңдеудiң технологиялық үрдiсiн жобалаудағы негiзгi кезеңдерi көрсетiлген: 1 – жобалауға керектi негiзгi мағлұматтар; 2 – тетiктердi технологиялық тұрғыдан талдау; 3 — өндiрiс типiн белгiлеу; 4 – дайындамалар жасау тәсiлдерiн таңдау; 5 – технологиялық базаларды таңдау;
3-сурет. Механикалық өңдеудiң технологиялық үрдiстерiн жобалаудағы негiзгi кезеңдер.
6 – тетiктiң беттерiн өңдеу маршрутын таңдау; 7 – тетiктi өңдеу маршрутын анықтау;
8 — әдiптерiн есептеу; 9 – технологиялық әрекеттердiң өлшемдерiн есептеу; 10 – операцияларды құру және құрал-саймандарды таңдау; 11 – кесу режимдерiн есептеу; 12 – техникалық тұрғыда негiзделген операциялық уақыттарды есептеу; 13 – технологиялық үрдiстiң варианттарын салыстырып бағалау. Негiзгi әдебиет: 1 [167-171]; 2 [193-198]. Бақылау сұрақтары: 1. Механикалық өңдеудiң технологиялық үрдiстерiн жобалаудың негiзгi мақсаты. 2. Механикалық өңдеу үрдiстерiн жобалаудағы негiзгi мағлұматтар. 3. Технологиялық үрдiстердi жобалаудың техникалық принципi. 4. Технологиялық үрдiстердi жобалаудың экономикалық принципi. 5. Жобалаудың бiрiздiлiгi мен жалпы әдiстемесi.
Бақылау сұрақтары
1. Тісті дөңгелектің шпонкалы ойықтарын өңдеуге арналған аспап.
2. Шпонкалы ойықтарды дайындаудың ең нақты тәсілін атаңыз.
3. Тісті дөңгелектің шлицті беттерін өңдеу әдістері.
4. Түзубөшкелі шлицті өңдегендегі білікті центрлеу тәсілдері.
5. Біліктегі шлицті өңдеуге арналған аспап.
6. Саңылаудағы шлицті беттерін өңдеу тәсілі.