Разработка маршрутного технологического процесса и выбор оборудования

Как было сказано ранее, технологический процесс изготовления комбинированной шлицевой протяжки можно разделить на четыре основных этапа: этап заготовительных операций, этап фоормообразовани, этап термообработки и этап шлифовально-заточных операций.

Отрезку заготовок выполняем на абразивно-отрезном станке. На этих станках (мод. МФ-332) разрезают прутки диаметром до 80 мм шлифовальными кругами диаметром 400 мм, высотой 4 мм. Недостаток- большой расход дорогих шлифовальных кругов. Припуски по длине режущей и хвостовой частей сварных протяжек приведены в [8] табл. 7.3.

Сварку заготовок выполняют на сварочных аппаратах. Для сварки заготовок диаметром 20—60 мм применяют электросварочные полуавтоматы МИ110. При сварке заготовки следует зажимать так, чтобы их осевые линии и свариваемые торцы совпадали. Максимальное смещение заготовок не должно превышать 0,5—0,6 мм.

Заготовки после сварки помещают в печь (сборник) с температурой 600—700°С. После выравнивания температуры заготовок их отжигают в электропечи.

В результате отжига ликвидируются внутренние напряжения, получается более благоприятная структура для последующей термической обработки и снижается твердость, вследствие чего улучшается обрабатываемость заготовок резанием.

Режим изотермического отжига заготовок из стали Р6М5 следующий: подъем температуры до 860°С со скоростью не более 100°С/ч (7—10 ч); выдержка при температуре 860°С в течение 5—7 ч; снижение температуры до 750°С вместе с печью; выдержка при температуре 750°С в течение 6—7 ч; охлаждение заготовок до температуры цеха на воздухе.

У отожженных заготовок на токарном станке снимают облой и заготовки передают для подрезания торцов и центровки.

Подрезание торцов и центровку производят на фрезерно-центровальных станках МР-75. На этих станках двумя фрезами одновременно фрезеруют оба торца, а затем с двух сторон производят центровку комбинированными центровочными сверлами. Обработка на фрезерно-центровальных станках обеспечивает одинаковую длину всех протяжек в партии и одинаковую глубину центровых отверстий, что особенно важно для последующей обработки на токарных станках с ЧПУ.

Далее переходим ко второму этапу, этап формообразования.

Предварительная токарная обработка всех зубьев выполняется по наружной поверхности с диаметром, равным диаметру калибрующих зубьев. За этот же переход протачивают по наружной поверхности часть передней направляющей на (20 + р) мм, где р — ширина впадины первого зуба. По этой поверхности будут перемещаться кулачки подвижного люнета при проточке профиля зубьев.

При обработке заготовку крепят одним концом в самоцентрирующем патроне, второй конец поддерживается вращающимся центром.

Чистовая токарная обработка состоит из следующих переходов: обтачивают переднюю направляющую, передний хвостовик, шейку, переходный конус, скосы и шейку замка; после переустановки обтачивают калибрующую часть, заднюю направляющую, снимают фаску у торца и обрабатывают профиль зубьев.

Так как обработка профиля зубьев ведётся на токарных станках с ЧПУ, то на заготовке не требуется предварительная разметка зубьев.

Перемещение резца на шаг зубьев на станках с ЧПУ задается управляющей программой. Перемещение резца производят не перпендикулярно к оси протяжки, а под углом 90°+ Y, что уменьшает вибрации и повышает стойкость резца.

Шлицы фрезеруют на горизонтально-фрезерных станках. Передний конец протяжки устанавливают в центр делительной головки, задний конец поддерживается центром задней бабки.

Фрезерование производят с применением домкрата, который устанавливают во впадине зуба. Для уменьшения вибрации дополнительно используют самоцентрирующие люнеты.

Обработка ведётся комплектными дисковыми одноугловыми трехсторонними фрезами. Толщину зуба и внутренний диаметр протяжек контролируют микрометром.

Аналогичным образом ведётся шлифование выкружек на протяжке.

Третий этап техпроцесса, это термическая обработка.

Протяжки закаливают в два перехода: вначале режущую и направляющую части, затем — хвостовую часть. Закалку режущей части протяжек из стали Р6М5 производят в следующем режиме: первый подогрев в воздушной электропечи до температуры 400—500° С, второй подогрев в соляной ванне до 800—900°С и окончательный нагрев в соляной ванне до 1210—1215°С, после чего — охлаждение в масле. В горячем состоянии протяжки правят на винтовом прессе.

После закалки протяжки подвергают трехкратному отпуску: в соляных ваннах их нагревают до 550—570°С, выдерживают при этой температуре 1,5 ч, затем охлаждают на воздухе. После отпуска протяжки кипятят в воде в течение 1—1,5 ч.

Перед закалкой хвостовой части протяжки подсушивают над ванной, затем хвостовую часть нагревают в соляной ванне до 850— 870°С (хвостовая часть — из стали 40Х). После этого протяжку охлаждают в масле, затем на воздухе до температуры цеха и промывают в кипящей воде в течение 1—1,5 ч.

Четвёртый этап – это этап шлифовально-заточных операций.

Переднюю поверхность и спинку зубьев шлифуют на заточных станках. Обработку передней поверхности выполняют с помощью образующей конуса шлифовального круга. Ось круга должна быть установлена в одной плоскости с осью протяжки.

Для заточки применяют круги из электрокорунда белого (24А) зернистостью 25Н, твердостью СМ2, на керамической связке. Передний угол контролируют угломером или специальным прибором.

Профиль спинки зубьев шлифуют на том же станке, на котором шлифуют передние поверхности зубьев; шлифовальный круг — из электрокорунда нормального (14А) зернистостью 25Н, твердостью СТ1, на вулканитовой связке круг при шлифовании не правят.

При необходимости после шлифования передней поверхности и спинки зубьев протяжки правят на винтовом прессе.

Затем шлифуют переднюю направляющую, на нее устанавливают люнет, после чего шлифуют хвостовик, шейку, заднюю направляющую. Спинки зубьев имеют небольшую длину, шлифуются быстро и с малыми вибрациями. Дальнейшую обработку выполняют, используя люнет, установленный на передней направляющей.

Калибрующие зубья шлифуют по цилиндру с одинаковым диаметром. Режущие зубья шлифуют по общему конусу. Конус образуется путем поворота стола станка. Контролируют конусность путем измерения диаметра зубьев протяжки.

Затем шлифуют зубья по секциям. У двузубых секций диаметр второго зуба в секции обычно меньше первого на 0,04 мм. Поворотом стола станка с установленной на нем протяжкой обеспечивают этот перепад диаметров, одновременно шлифуют оба зуба секции.

Шлифование задней поверхности зубьев выполняют на этих же станках, поворачивая стол на требуемый задний угол. Каждый зуб шлифуют в отдельности.

При шлифовании задних поверхностей контролируют диаметры всех зубьев и задний угол. Задний угол определяют с помощью индикатора по разнице диаметров на длине задней поверхности зуба.

Скосы замка хвостовика шлифуют фасонно-направленным шлифовальным кругом, иногда скосы не шлифуют, а протачивают после термообработки резцом, оснащенным пластиной из минералокерамического сплава ВОК-60.

Далее следуют маркировка и консервация.

Таблица 15 – Технологический процесс с указанием оборудования, приспособления и инструмента.