Технология производства гусеничных и колёсных машин - Капустин Н.М.

Автор: Капустин Н.М.
Теги: техника средств транспорта машиностроение гусеничные машины
Год: 1978
Похожие
Расчёт и конструирование гусеничных машин
Основы теории транспортных гусеничных машин
Технология производства подъемно-транспортных машин
Плавающие колесные и гусеничные машины
Текст
                    ТЕХНОЛОГИЯ
ПРОИЗВОДСТВА
ГУСЕНИЧНЫХ
И КОЛЕСНЫХ
МАШИН

ТЕХНОЛОГИЯ
ПРОИЗВОДСТВА
ГУСЕНИЧНЫХ
И КОЛЕСНЫХ
МАШИН
Под редакцией
д-ра техн, наук Н. М. КАПУСТИНА
Допущено Министерством высшего и среднего
специального образования СССР в качестве
учебного пособия для студентов машиностроительных
специальностей высших учебных заведений
МОСКВА • «МАШИНОСТРОЕНИЕ» • 1978
6П5.4
Т38
УДК 629.1.032.1/.2.002 (07)
Авторы: Н. М. Капустин, К. М. Сухоруков, Р. К. Мещеряков,
Г. Н. Мельников, Ю. А. Макаров
Рецензенты'. кафедра технологии машиностроения Владимирского по-
литехнического института и проф. С. М. Степашкин
ИБ № 742
Николай Михайлович Капустин, Константин Михайлович Сухоруков,
Рудольф Константинович Мещеряков, Георгий Николаевич Мельников,
Юрий Александрович Макаров
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА
ГУСЕНИЧНЫХ И КОЛЕСНЫХ МАШИН
Редактор издательства М. Н. Журавлева "
Технические редакторы: Л. Т. Зубко, Л. А. Макарова
Корректор А. М. Усачева
Переплет художника А. Ю. Литвиненко
Сдано в набор 15.10.77. Подписано в печать 30.12.77. Т-15374
Формат бОХЭО'Ав. Бумага типографская № 3. Литературная гарнитура.
Печать высокая. Усл. печ. л. 21,5 Уч.-изд. л. 23,75 Тираж 5000 экз.
Зак. 564 Цена I р. 20 к.
Издательство «Машиностроение», 107885, Москва,
Б-78, 1-й Басманный пер., 3
Ленинградская типография № 6 Союзполиграфпрома
при Государственном комитете Совета Министров СССР
по делам издательств, полиграфии и книжной торговли
193144, Ленинград, С-144, ул. Моисеенко, 10
Технология производства гусеничных и колесных ма-
Т38 шин. Учебное, пособие для машиностроительных вузов.
М., «Машиностроение», 1978. — 344 с. с ил.
На обороте тит. л. авт.: Н. М. Капустин, К. М. Сухоруков, Р. К. Меще-
ряков и др.
Учебное пособие является специальной частью общего курса «Техноло-
гия машиностроения». В нем рассмотрена технология изготовления наиболее
характерных деталей и сборочных единиц гусеничных н колесных машин
в условиях серийного производства. Освещены вопросы как сборки отдельных
агрегатов, так и общей сборки машин и их испытаний после сборки.
Описаны автоматизированные процессы с применением станков с число-
вым программным управлением. Показано значение автоматизации проекти-
рования технологических процессов с использованием ЭВМ.
31201-235
Т 038(01)-78 235‘78
6П5.4
© Издательство «Машиностроение», 1978 г.
ВВЕДЕНИЕ
Грандиозные задачи, поставленные партией и правительством
перед машиностроением, требуют сосредоточить внимание на уве-
личении выпуска машин высокой экономичности и надежности.
Большое развитие получает производство гусеничных и колес-
ных машин. Наряду с повышением выпуска машин общего назна-
чения увеличивается производство различных специальных гу-
сеничных и колесных машин: тягачей, машин повышенной про-
ходимости и т. п. Характерным типом машиностроительного про-
изводства таких машин является серийное производство. Это
отражается на построении технологических процессов и органи-
зации производства.
Технический прогресс в машиностроении характеризуется не
только улучшением конструкций машин, но и непрерывным со-
вершенствованием технологии их производства. В настоящее
время важно качественно, при минимальных затратах и в задан-
ные плановые сроки изготовить машину, применив современное
высокопроизводительное оборудование, инструмент, технологи-
ческую оснастку, средства механизации и автоматизации произ-
водственных процессов. От принятой технологии производства
во многом зависят долговечность и надежность выпускаемых ма-
шин, а также затраты при их эксплуатации. Развитие новых тех-
нологических процессов и методов способствует созданию более
совершенных машин, снижению их себестоимости и уменьшению
затрат труда на изготовление.
Одной из главных задач технологии машиностроения является
изучение закономерностей протекания технологических процес-
сов. При проработке этого курса студенты получают знания, необ-
ходимые для применения новой, прогрессивной технологии при
создании высококачественных конструкций гусеничных и колес-
ных машин.
Разработка технологических процессов представляет один из
ответственных этапов подготовки производства. Технологический
процесс должен обеспечивать высокое качество изделий в соответ-
ствии с техническими условиями при минимальных затратах
1*	3
В условиях серийного производства большое значение имеют
нормализация и унификация деталей и сборочных единиц (узлов);
типовые технологические процессы, Важной особенностью се-
рийного производства на современном этапе является макси-
мальная автоматизация. Наряду с применением специального
оборудования и агрегатных станков используются станки с число-
вым программным управлением (ЧПУ).
В настоящем учебном пособии рассмотрены также характерные
особенности технологических процессов массового производства.
Как показал опыт преподавания в МВТУ им. Н. Э. Баумана,
в основах технологии машиностроения отражаются общие прин-
ципиальные положения. В специальной части дается фактический
и перспективный материал по технологии производства гусенич-
ных и колесных машин, анализируемый и критически оценивае-
мый на базе основ технологии машиностроения. При подготовке
учебного пособия авторы обращали основное внимание на необ-
ходимые студентам конструкторской специальности сведения по
проектированию технологических процессов и оценке технологич-
ности конструкций.
В настоящем учебном пособии отражен многолетний опыт
преподавания технологии машиностроения для конструкторских
специальностей в МВТУ им. Н. Э. Баумана. При написании учеб-
ного пособия были использованы достижения отечественной и за-
рубежной науки и техники, а также отражены ближайшие пер-
спективы развития технологии производства гусеничных и колес-
ных машин.
ОСОБЕННОСТИ
СЕРИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА
СПЕЦИАЛЬНЫХ
ГУСЕНИЧНЫХ И КОЛЕСНЫХ
МАШИН
§ 1. ПОДГОТОВКА ПРОИЗВОДСТВА
Гусеничные и колесные машины состоят из десятков механизмов
и устройств, которые в свою очередь собирают из большого числа
деталей. Основными механизмами и устройствами являются дви-
гатель, трансмиссия, ходовая часть, кузовные конструкции и
вспомогательное оборудование (электрооборудование, системы
охлаждения, смазки и т. д.). Эксплуатационные качества этих
машин определяются подвижностью, поворотливостью и грузо-
подъемностью. В гусеничных машинах высокую проходимость
обеспечивает гусеничный движитель. Колесные машины более
быстроходны, а современные конструкции ходовой части и транс-
миссии также обеспечивают достаточно высокую проходимость,
особенно это относится к машинам специального назначения —
тягачам и др.
Рост выпуска гусеничных и колесных машин в нашей стране
требует освоения новых конструкций в сжатые сроки. Быстрое
освоение современных машин основано на повышении качества
технической подготовки производства, включающей конструктор-
ские, технологические и организационные работы. Выполнение
технической подготовки производства в минимально короткие
сроки в большой степени зависит от решения технологических
задач и связанных с ними организационных вопросов.
Основным типом машиностроительного производства специаль-
ных гусеничных и колесных машин, как уже было указано, яв-
ляется серийное. Характерный признак производства этого типа —
широкая номенклатура изделий, изготовляемых периодически
повторяющимися партиями. Технологические особенности серий-
ного производства изменяются в зависимости от номенклатуры,
объема выпуска и трудоемкости изготовления изделий, поэтому
различают мелко-, средне- и крупносерийное производство,
В мелко- и среднесерийном производстве применяют преимущест-
венно универсальное технологическое оборудование и универсаль-
ную оснастку, современные методы получения заготовок и их
обработки; в крупносерийном — специальное оборудование и
оснастку, агрегатные станки. Организационной формой крупно-
5
серийного производства является поточный метод с применением
одно-, многопредметных поточных и автоматических линий.
Современная организация серийного производства связана со
стандартизацией, нормализацией и унификацией гусеничных
и колесных машин. Это вызывает внедрение методов массового
производства в серийное. Опыт машиностроения показывает, что
применение стандартизованных решений сокращает на 30—50%
трудоемкость проектирования машин и подготовки производства
и в 3—4 раза сроки освоения новых изделий. Наибольший эф-
фект стандартизации в машиностроении заключается в повышения
серийности производства и в конечном счете в снижении производ-
ственных расходов. С увеличением серийности выпуска машин
совершенствуется организация производства; приобретаются бо-
лее производительное и совершенное технологическое оборудова-
ние, приборы, оснастка и инструменты; рабочие места специали-
зируются. Благодаря этому снижается трудоемкость изготовления
и повышается производительность труда.
Одна из характерных особенностей стандартизации при кон-
струировании машин состоит в том, что заданное изделие необхо-
димо разрабатывать, исходя не только из частных технических
условий, но и из совокупности признаков, характерных для всего
ряда смежных типов и размеров. Детали и узлы конструктивно
нормализованного ряда позволяют использовать преемствен-
ность повторяющихся конструктивных признаков в машинах.
Это обусловливает повышение серийности и применение более
эффективных методов производства.
Взаимосвязь функциональных, конструктивных и технологи-
ческих факторов позволяет принимать обобщенные конструктивные
и технологические решения, значительно влияющие на сокраще-
ние сроков и трудоемкости освоения новых изделий. В процессе
изготовления унифицированных деталей и узлов одного и того
же конструктивно нормализованного ряда не требуется освоение
нового производства при переходе с одной конструкции ряда на
другую, Некоторые ограничения в параметры конструируемых
деталей, узлов и машин вносит система предпочтительных чисел,
Эти ограничения состоят в применении не любых расчетных зна-
чений параметров, а лишь тех, которые подчиняются строго опре-
деленной закономерности. Конструкция йзделия, выбранная за
базовую конструктивно нормализованного ряда, должна обладать
свойством обратимости, т. е. допускать переход с базовой на кон-
струкцию любого типоразмера и с одной производной на другую
при использовании минимального числа новых деталей.
Технологичность конструкции изделия оценивают по четырем
основным показателям: трудоемкости изготовления, технологи-
ческой себестоимости, уровням технологичности конструкции по
трудоемкости изготовления и себестоимости, а также по ряду
дополнительных показателей, уточняющих результаты оценки по
основным показателям. К числу дополнительных показателей тех-
6
нелогичности относятся коэффициенты унификации и стандартиза-
ции деталей и унификации конструктивных элементов детали. Вы-
сокая технологичность конструкции может быть обеспечена только
взаимодействием конструкторов и технологов на всех стадиях
проектирования.
На этапе разработки эскизного проекта в процессе выбора прин-
ципиальной схемы конструкторы совместно с технологами опре-
деляют формы изделия; возможность использования агрегатов,
деталей и узлов, изготовляемых специализированными производ-
ствами; возможность агрегатирования изделия (расчленения на
отдельные унифицированные узлы и агрегаты); наиболее простые
входящие системы; материал и исходные заготовки для главных
деталей. При разработке технического проекта технологичность
отрабатывают главным образом выбором наиболее хорошо обра-
батываемых материалов, рациональных заготовок и методов их
получения, технологических баз деталей и узлов в соответствии
с конструктивными базами и базами сборки; соблюдением всех
требований, предъявляемых к элементам конструкции с точки
зрения стандартных норм (соблюдение радиусов, уклонов, фасок,
углов, толщин и т. д.); выполнением требований, предъявляемых
к конструкции с точки зрения технологичности при обработке
различными методами (правильный выбор баз, удобство обра-
ботки, легкость ввода и вывода инструмента, наличие поверхностей
для крепления деталей и т. д.); проведением унификации деталей
по исходной заготовке, термообработке, классам точности, шеро-
ховатости поверхностей, материалам и т. д.
Опыт отечественной и зарубежной промышленности показал,
что в современных условиях при необходимости частой смены объ-
ектов производства унификация и агрегатирование являются ре-
шающими предпосылками не только для сокращения сроков освое-
ния новых изделий, но и для применения наиболее производитель-
ных и экономичных методов их изготовления в тех условиях, где
это ранее исключалось. По мере развития методов конструктивной
преемственности стало экономичным выделять ряд узлов и дета-
лей из замкнутого цикла производства и передавать их для изго-
товления на специализированные заводы.
В последние годы специализация производства способствовала
вытеснению традиционного функционального направления в кон-
струировании машин, когда даже детали общемашиностроитель-
ного назначения разрабатывали применительно к каждой машине.
Проводится большая работа по унификации деталей общемашино-
строительного назначения, а также деталей и узлов смежного про-
изводства (топливных насосов, форсунок, пусковых устройств,
Рукояток, рычагов управления, электрооборудования, катков,
Резиновых бандажей колес и т. д.). Существует большое число
Деталей и узлов гусеничных и колесных машин, например шаро-
вых пальцев тяг управления, рулевых колес, гидроусилителей,
соединительных вилок, коробок передач, редукторов, амортиза-
7
торов, которые унифицируют, что позволяет их использовать на
машинах различных моделей. Для решения задачи унификации
конструкций, например колесных машин разрабатывают конструк-
тивно-унифицированные ряды двигателей и задних мостов. При
этом, зная скоростные характеристики двигателей, передаточные
числа передач заднего моста, можно определить конструкции и раз-
мерность коробок передач, раздаточных коробок, карданных со-
членений, подвесок, колес и шин. Возможность форсирования дви-
гателей в широком диапазоне позволяет на базе цилиндра одной
размерности создать автомобильные и тракторные модификации
дизелей.
Например, двигатели форсированной и нормальной модифи-
кации Ярославского моторного завода устанавливают на авто-
мобили Кременчугского автомобильного завода, а дефорсирован-
ной модификации на тяжелые тракторы Кировского завода. Кон-
структивно-унифицированный ряд деталей и узлов машин Бело-
русского автомобильного завода позволил всего за два месяца
разработать конструкцию и изготовить опытный образец двухос-
ного тягача высокой проходимости.
В результате сравнительного анализа режимов работы основ-
ных узлов автомобилей, а также конструктивных разработок
было установлено, что ряд деталей и узлов можно использовать
в конструкциях тягачей. Например, установлена возможность
использования валов, шестерен, муфт и других деталей автомобиль-
ных коробок передач в трансмиссиях базовых тягачей. Для тяга-
чей близких типоразмеров в отдельных случаях возможно приме-
нение унифицированной коробки передач.
Унификация и агрегатирование предопределяют возможности
применения высокопроизводительных методов производства, рез-
кого повышения производительности труда, снижения себестои-
мости производства; значительно облегчают работы по типизации
технологических процессов и их автоматизированному проекти-
рованию.
В настоящее время разрабатывают стандарты не только на
конструкции машин, узлов и деталей (система ЕСКД), но и на
всю область технологии машиностроения, охватывающую техно-
логические процессы, оснащение и организацию производства
(системы ЕСТД и ЕСТПП). Такой комплексный подход опирается
на современные достижения науки и техники, экономики и пере-
дового опыта. Стандартизация оказывает влияние на разработку
типовых процессов в машиностроении, технологическое оснаще-
ние и организацию производства.
Типизация технологических процессов с широкой нормализа-
цией и унификацией деталей и узлов является основой ускорения
технологической подготовки производства и создания легкопере-
налаживаемых средств механизации и автоматизации.
В основу разработки типовых процессов должна быть поло-
жена конструкторско-технологическая классификация, преду-
8
сматривающая систематизацию деталей и узлов по основным при--
знакам как конструкторского, так и технологического подобия.
Классификация деталей является первым этапом по созданию ти-
повой технологии. Для деталай гусеничных и колесных машин ее
проводят на основе общесоюзного классификатора промышленной
и сельскохозяйственной продукции. Согласно этому классифика-
тору предусмотрено два класса (40 и 50) деталей: «тела вращения»
и «кроме тел вращения». Каждый класс последовательно разделен
на 9 подклассов, каждый подкласс — на 9 групп, каждая группа —
на 9 подгрупп, каждая подгруппа — на 9 видов. В качестве клас-
сификационных признаков для деталей гусеничных и колесных
машин выбирают геометрическую форму, конструктивную харак-
теристику отдельных элементов, взаимное расположение элементов,
параметрический признак, наименование, выполняемую функцию.
Валы гусеничных и колесных машин относятся к подклассам
длинных деталей, характеризующихся цилиндрической формой
при длине, значительно превышающей основной диаметр: I >2D.
Сюда входят валы: ступенчатые и гладкие (коробок передач, тор-
сионные и др.), пустотелые, эксцентриковые (балансиры, криво-
шипы), кулачковые, коленчатые. Смещение центров при обработке
шатунных шеек коленчатого вала или обточка кулачков и эксцен-
триков распределительных валов не изменяют основную схему
технологического процесса деталей этого подкласса.
Цилиндрические, конические и червячные зубчатые колеса,
чашки дифференциалов, ведущие колеса, опорные и направляющие
катки гусеничных машин, ступицы колесных машин, тормозные
барабаны, корпуса и фланцы планетарных коробок, кольца
включения, фрикционные диски и др. относятся к подклассам ко-
ротких деталей, характерным признаком которых является соот-
ношение высоты и основного диаметра: h с 2D. Главными по-
верхностями обработки деталей этого подкласса являются торцы,
цилиндрические наружные и внутренние поверхности, обрабаты-
ваемые на различных станках токарной группы. Схемы типовых
процессов различаются специфичностью обработки зубьев колес
и фасонных поверхностей.
Цилиндры гидроамортизаторов и тормозной системы, трубы
задних мостов, втулки балансиров и цапф и др. относятся к раз-
личным подклассам деталей (длинных или коротких) класса тел
вращения. Общей характеристикой этих деталей является соот-
ношение между внешним наибольшим диаметром цилиндра и вы-
сотой детали.	i
Рычаги, вилки, шатуны, стойки, кронштейны относятся к под-
классам деталей класса «кроме тел вращения», у которых наруж-
ная поверхность образована сочетанием элементов различной
геометрической формы. Например, к рычагам и вилкам относятся
Детали, у которых раздвоение плеч происходит за пределами сту-
пенчатой части и основных базовых отверстий. Основным базовым
отверстием рычага считают отверстие, расположенное не на пле-
9
чах и являющееся главным установочным отверстием. В гусенич-
ных и колесных машинах к этим подклассам относятся рычаги
рулевого управления, рычаги подвески, вилки переключения пе-
редач, вилки карданных валов, рычаги амортизаторов, балки пе-
редней оси колесных машин и др. Обрабатываемыми поверхностями
таких деталей обычно являются площадки на концах стержня и
отверстия на этих площадках.
К подклассу корпусных деталей относятся литые или сварные
детали коробчатого типа разнообразной формы, которые представ-
ляют собой основу для пространственного координирования и ки-
нематической связи деталей и узлов, монтируемых в них. Харак-
терной особенностью корпусов механизмов является наличие
у них одного или -нескольких базовых (основных) отверстий, ко-
торые являются опорными для монтируемых в корпусе деталей
и узлов и определяют их положение относительно друг друга.
В гусеничных и колесных машинах — это корпуса коробок передач
и редукторов ведущего, промежуточного и заднего мостов и др.
Особенностью технологии обработки всякой корпусной детали
является обработка плоскостей и основных отверстий; сверление
мелких отверстий и нарезание в них резьбы.
Типовые технологические процессы разрабатывают на основе
анализа, систематизации и обобщения опыта технологических
решений с учетом достижений технологии машиностроения и пе-
редового производственного опыта. В типовых процессах преду-
сматривается применение высокопроизводительного специализи-
рованного оборудования, средств механизации и автоматизации;
использование прогрессивных методов выполнения и обработки
заготовок.
Внедрение типовых технологических процессов позволяет
лучше оснастить мелкосерийное производство, создать в средне-
и мелкосерийном производстве предметно-замкнутые участки,
а в ряде случаев переменно-поточные автоматические линии. На
основании типового технологического процесса, разработанного
для детали — представителя, можно составить конкретный тех-
нологический процесс любой детали, входящей в определенный вид.
Метод групповой технологии ставит задачи аналогичные
типизации процессов. В основу построения групповых техноло-
гических процессов положена сложная комплексная деталь, со-
стоящая из ряда элементарных поверхностей. Другие детали, объ-
единенные в группу, должны иметь полное или частичное сочета-
ние таких же поверхностей, что и у комплексной. Различие мето-
дов типовой и групповой обработки заключается в том, что типиза-
ция технологического процесса предусматривает создание детале-
процессов, а групповой метод — деталеопераций. Типовая тех-
нология характеризуется общностью технологического процесса,
а групповая — общностью оборудования и оснастки, необходимых
для выполнения определенной операции или полного изготовле-
ния детали.
10
Недостатком типовых технологических процессов являетсй
слабая загрузка части оборудования в линиях, поэтому в усло-
виях мелко- и среднесерийного производства применяют легко-
переналаживаемое оборудование, например с программным управ-
лением и др. При отсутствии на заводах такого оборудования рас-
ширяют технологические возможности имеющихся станков при-
менением приспособлений: многошпиндельных сверлильных голо-
вок с регулируемым расположением шпинделей, трех- или четы-
рехшпиндельных фрезерных головок и др. На таких станках при
небольшой переналадке обрабатывают разные детали, имеющие
конструктивные отличия и входящие в один вид.
Для полной загрузки оборудования в линиях создают группо-
вые операции обработки деталей нескольких видов или даже
подклассов. Групповые операции предусматривают наличие
станков, общих для нескольких линий обработки деталей разных
видов. Станки должны быть установлены таким образом, чтобы об-
служивать данные поточные линии. Для наибольшего использо-
вания типовых и групповых технологических процессов и возмож-
ности создания поточных линий с замкнутым циклом применяют
комплексный метод подготовки производства, основанный на разра-
ботке типовых технологических процессов и групповых операций,
общих для нескольких видов деталей; создании легкопереналажи-
ваемых оборудования и приспособлений для типовых и групповых
технологических процессов.
Типизация позволяет сократить множество действующих не-
оправданно технологических процессов изготовления деталей,
привести их к оптимальному количеству. Проектирование типо-
вых технологических процессов должно производиться для про-
цессов, построенных по технологической последовательности, на
основании типовых представителей; для групповых методов обра-
ботки — на основании комплексных деталей. Типизация техно-
логических процессов тесно связана с серийностью.производства,
стабильностью конструкции и технологии изготовления деталей
различных изделий, с повышением производительности труда.
Устойчивость конструктивных и технологических признаков дета-
лей является основой использования преимуществ типизации
технологических процессов.
Реализация типовых процессов в конкретных условиях того
или иного предприятия встречает трудности, особенно при мелко-
серийном и единичном производстве. Одной из трудностей является
Детализация типовых процессов. Затруднения возникают также
при классификации и группировании деталей. Применение элек-
тронно-вычислительных машин (ЭВМ) и их дальнейшее развитие
позволяет устранить отмеченные недостатки.
Одним из главных путей увеличения объема и ускорения вы-
пуска гусеничных и колесных машин в условиях серийного про-
изводства является комплексная механизация и автоматизация
технологических процессов. При автоматизации и механизации
производства гусеничных и колесных машин важной проблемой
является его «гибкость», связанная в переналадкой технологи-
ческих процессов, которая включает переналадку технологичес-
кого оборудования, приспособлений, транспортных средств, схем
управления и т. п. в связи с переходом на изготовление машин но-
вых конструкций.
Одним из основных направлений автоматизации и ускорения
переналадки оборудования является использование станков с
ЧПУ. Создание металлорежущих станков этого типа было вызвано
потребностью заводов в технологически гибком автоматизирован-
ном оборудовании, позволяющем часто менять изготовляемые из-
делия. С развитием электронной техники широкое распространение
получают новые системы управления по заданной программе с за-
писью на перфолентах или без записи на программоносителе,
непосредственно связанные с ЭВМ.
Числовое программное управление сначала использовалось
только для автоматизации рабочих и холостых перемещений уз-
лов станка. Однако ЧПУ позволяет автоматизировать и вспомога-
тельные элементы обработки — смену инструмента, выбор ре-
жимов. Так появились многооперационные станки с ЧПУ, на ко-
торых выполняют различные виды обработки (сверление, раста-
чивание отверстий, фрезерование, нарезание резьбы и т. п.).
Основным принципом построения многооперационных станков
является выполнение возможно большего числа технологических
переходов на одном станке за одну установку заготовки с макси-
мальной автоматизацией и мобильностью переналадки.
Дальнейшее развитие систем программного управления при-
вело к созданию участков из станков с ЧПУ и многооперационных
станков с ЧПУ, управляемых от ЭВМ, которая берет на себя все
функции управления, включая управление транспортированием
заготовок, складированием,. сменой инструмента и др. Эффек-
тивность применения станков с ЧПУ зависит от длительности,
стоимости и качества подготовки управляющих программ. Зна-
чительно снижается стоимость, сокращается время и повышается
качество программирования при использовании ЭВМ вследствие
оптимизации решения ряда технологических задач по сравнению
с «ручной» подготовкой.
Важным направлением автоматизации в средне- и мелкосерий-
ном производстве гусеничных и колесных машин является созда-
ние специализированных полуавтоматов и автоматов обратимой
конструкции. Станки обратимой конструкции дают возможность
многократно использовать стандартные элементы оборудования
в различных компоновках вследствие изменения технологического
процесса изготовления изделия. При создании таких станков
используют принцип агрегатирования, предусматривающий ши-
рокое применение стандартных и унифицированных взаимозаме-
няемых элементов. Имеются два способа переналадки агрегатных
станков обратимой конструкции: членение станков на ряд отдель-
12
ных унифицированных взаимозаменяемых элементов и узлов
с доследующей их стандартизацией; создание узлов и элементов,
обеспечивающих возможность быстрой переналадки.
Наличие парка универсальных станков на машиностроитель-
ных заводах ставит перед технологами задачу автоматизации
обработки деталей на этих станках, используя в мелко- и средне-
серийном производстве методы обработки, свойственные крупно-
серийному и массовому производству. Для этого часто требуется
некоторая модернизация станков, оснащение их автоматическими
устройствами и быстропереналаживаемыми приспособлениями.
Так, на станках токарно-револьверной группы предусматривают
гидросуппорты, инструментальные наладки и блоки (с нормаль-
ным или специальным инструментом), быстросменные плиты с
нормальным инструментом и др. Для расширения технологических
возможностей сверлильные и расточные станки оснащают револь-
верными головками с необходимым количеством шпинделей,
сменными многошпиндельными наладками, а также специальными
устройствами, позволяющими быстро менять инструмент и рас-
стояния между осями шпинделей при одновременной обработке
нескольких отверстий. Фрезерные станки также оснащают по-
воротными и многошпиндельными головками.
Стремление усилить оснащенность технологических процес-
сов в производстве как с большим, так и с малым объемом выпуска
изделий для обеспечения роста производительности труда и сни-
жения себестоимости продукции привело к поискам путей ускоре-
ния конструкторских разработок и снижения стоимости изготов-
ления технологической оснастки. Эта задача в настоящее время
решается нормализацией (а на последующих этапах — стандарти-
зацией) деталей и узлов технологической оснастки. Технико-эко-
номическую эффективность нормализации технологической осна-
стки определяют следующие факторы: своевременное изготовле-
ние стандартных и нормализованных элементов; многократное
использование элементов после разборки приспособлений, штам-
пов, пресс-форм и др., снятых с производства в связи со сменой
выпуска изделий; унификация деталей и узлов оснастки на отдель-
ных предприятиях как предпосылка к общей стандартизации
элементов и массовому их изготовлению.	>
В условиях серийного и мелкосерийного производства приме-
няют так называемую обратимую оснастку многократного приме-
нения. Наибольшее распространение получили стандартизован-
ные системы универсально-наладочной и универсально-сборной
обратимой оснастки. Универсально-наладочные приспособления
(УНП) широко применяют в групповых технологических процес-
сах механической обработки. Время проектирования и стоимость
изготовления УНП со сменными наладками сокращаются в сред-
нем на 40—70% по сравнению со временем проектирования и сто-
имостью изготовления специальной оснастки. Широкое агрегати-
рование и стандартизация УНП позволят создать для машино-
13
строения стабильный парк станочных приспособлений и повысить
оснащенность серийного производства.
УНП находят применение также при литье под давлением и
штамповке жидкого металла; при конструировании пресс-форм
со сменными вкладышами формообразующих поверхностей. При
использовании групповых блоков штампов со сменными вклады-
шами стоимость оснастки сокращается на 50—80%. Затраты вре-
мени на проектирование оснастки при групповом методе умень-
шаются в 2—5 раз. В кузнечно-прессовом производстве исполь-
зуют быстросменные откидные штампы, блоки со сменными вкла-
дышами, сменные пакеты-штампы, штампы с револьверной го-
ловкой и др. При изготовлении пластмассовых изделий исполь-
зуют нормализованные пресс-формы (при литье под давлением
и прессовании), в которые устанавливают сменный вкладыш.
Внедрение таких пресс-форм вместо стационарных позволяет
снизить себестоимость оснастки на 60% и затраты на проектирова-
ние до 85%.
Универсально-сборные с приспособления (УСП) и универсально-
сборные штампы (УСШ) были разработаны на основе обобщения
опыта и анализа методов технологического оснащения при мелко-
серийном производстве новых изделий. Система УСП нашла ши-
рокое применение в опытном и мелкосерийном производстве и
зарекомендовала себя как гибкая и мобильная технологическая
оснастка.
§ 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭВМ
Большая трудоемкость работ, связанных с проектированием тех-
нологических процессов, повышает стоимость и удлиняет сроки
выпуска гусеничных и колесных машин. Последние годы в нашей
стране и за рубежом большое внимание уделяют использованию
электронно-вычислительных машин (ЭВМ) для ускорения проек-
тирования и повышения его качества. При помощи ЭВМ можно
решать большое количество технологических задач частного и об-
щего характера: разработка маршрутного и операционного тех-
нологических процессов; расчет припусков на обработку, режимов
резания, норм времени, технологических допусков и настроечных
размеров; определение загрузки оборудования; подготовка управ-
ляющих программ для станков с ЧПУ. ЭВМ позволяет разраба-
тывать типовые технологические процессы на непрерывно возра-
стающее количество нормализованных и стандартных деталей,
разрабатывать нормативы для технологического проектирования
и осуществлять поиск новых технологических решений. Исполь-
зование ЭВМ многократно ускоряет проектирование и оптимизи-
рует спроектированный процесс (выбирает лучший вариант);
снижает его себестоимость и высвобождает технологов, занятых
14
проектированием процессов. Для этой цели в нашей стране полу-
чили распространение универсальные ЭВМ третьего поколения
единой серии, второго поколения типа «Минск», БЭСМ, М-220 и др.
Для несложных технологических расчетов нашли применение ма-
лые ЭВМ моделей «Наири» и «Проминь». Используют также спе-
циализированные ЭВМ, например для расчета режимов резания и
норм времени.
решение технологических задач на ЭВМ играет большую
роль при сокращении сроков выпуска изделий и положительно ска-
зывается в накоплении опыта автоматизированного проектирова-
ния. Использовние ЭВМ с большим быстродействием и оператив-
ной памятью, возможностью работы с развитыми периферийными
устройствами (дисплеями, графопостроителями, чертежными
машинами, терминалами) и с разделением времени позволяет
комплексно подходить к автоматизированному проектированию
технологических процессов.
Существует несколько методов проектирования технологичес-
ких процессов: ручной (традиционное проектирование на основе
опыта и интуиции технолога); механизированный с использова-
нием оргтехники — арифмометров, клавишных и перфорацион-
ных машин; автоматизированный с использованием ЭВМ. Рез-
кого перехода от одного метода к другому не существует, деление
носит условный характер.
ЭВМ в настоящее время используют при автоматизированном
методе проектирования с активным участием человека. Человек
анализирует исходные данные, кодирует их, анализирует резуль-
таты после каждого этапа проектирования и вносит соответству-
щие коррективы. За человеком остаются такие творческие про-
цессы, как выработка принципиальных решений, внесение изме- -
нений по ходу проектирования, а также некоторые другие работы,
выполнение которых пока нецелесообразно на ЭВМ.
Возможность автоматизированного проектирования техно-
логических процессов определяется в первую очередь развитием
научных основ технологии машиностроения, математических ме-
тодов, технических средств, а также уровнем техники программи-
рования.
Автоматизированное проектирование как система развивается
на следующих основных принципах: блочно-модульном, информа-
ционного единства, иерархии, итерации, адаптации и развития.
Эти принципы справедливы для автоматизированного проекти-
рования любого объекта и в том числе для технологии механо-
сборочного производства.
Для решения проблемы оптимального автоматизированного
проектирования технологического процесса используют следую-
щие основные принципы:
1)	системность автоматизированного проектирования, вытекаю-
щую из характера и взаимосвязей факторов, влияющих на пост-
роение технологического процесса и определяющих обеспечение
15
Рис, I. Схема этапов автоматизированного
проектирования
заданного качества изгото-
вляемых изделий и экономи-
ческую эффективность раз-
рабатываемой технологии;
2)	оптимизацию проекти-
руемого технологического
процесса, предусматрива-
ющую комплексную взаимо-
связь параметров, характе-
ризующих качество изделия,
режимов резания и крите-
риев эффективности;
3)	рациональное сочета-
ние типовых и индивидуаль-
ных технологических ре-
шений.
На рис. 1 показаны этапы
автоматизированного проек-
тирования технологических
процессов (штриховой линией
обозначены этапы, выполня-
емые технологом). При авто-
матизированном проектиро-
вании вначале нужна четкая и ясная постановка задачи, выявле-
ние этапа или совокупности этапов проектирования, подлежащих
автоматизации. Необходимо определить исходные данные и воз-
можные ограничения] условий поставленной задачи: учет налич-
ного оборудования, вид заготовки, возможные методы обработки.
Важным моментом, предше-
ствующим составлению ал-
горитма, является разработ-
ка правил (методики) реше-
ния выбранной технологиче-
ской задачи. Если при обыч-
ном методе проектирования
важную роль играет опыт и
интуиция технолога, то при
автоматизировенном проек-
тировании необходимы чет-
кие закономерности и пра-
вила для формального опи-
сания технологии с целью
последующего программиро-
вания и использования ЭВМ.
Для этого следует преду-
смотреть и выделить мате-
матические и логические
связи этапов решаемой за-
Рис. 2. Блок-схема алгоритма расчета:
а — основного времени обработки резанием;
б — суммарной погрешности обработки
16
дачи. В случаях, когда сложные явления нельзя описать точ-
ными математическими формулами, они могут быть предста-
влены приближенными (аппроксимирующими) выражениями,
рри наличии неявных связей используют зависимости, полу-
ченные на основе корреляционного анализа. Наиболее сложным
является разработка алгоритма технологического проектиро-
вания. Алгоритм — это перечень предписаний, выполняемых
в строго определенном порядке для решения поставленной
задачи. Алгоритмы подразделяют на математические и эвристи-
ческие. Первые основаны на достаточно точных законах, вторые —
на наблюдениях. Разработка алгоритмов не вызывает трудности,
когда расчет ведется по формулам. Например, алгоритм для рас-
чета основного времени обработки резанием t0 = Li/(nS), где
исходными данными являются L — расчетная длина обработки,
мм; i — число рабочих ходов; п — частота вращения шпинделя
станка (или детали), об/мин; s—подача, мм/об, представляет
собой цепочку (рис. 2, а). Более сложными алгоритмами являются
те, которые имеют обратные связи, например определение суммар-
ной погрешности выдерживаемого диаметра деталей ASZ и сравне-
ние ее с заданным допуском на размер 6Z (рис. 2, б). Исходными
данными здесь будут первичные погрешности обработки: Ду —
погрешность размера в сечении от упругих отжатий; ЛЯ —
погрешность настройки станка; Ди — размерный износ режущего
инструмента; ДУ — погрешности выполняемого размера, вызы-
ваемые тепловыми деформациями технологической системы;
2Дф—сумма погрешностей формы, вызываемых геометричес-
кими неточностями станка, деформацией заготовки под влиянием
сил закрепления и неравномерным по различным сечениям за-
готовки упругим отжатием технологической системы. В блоке 3
(см. рис, 2,6) алгоритма проверяется условие Д2,	615 т. е.
суммарная погрешность выдерживаемого размера должна быть
равна или меньше заданного допуска на размер обрабатываемой
поверхности при выполнении i-го перехода. При соблюдении этого
условия расчет прекращается. В противоположном случае необ-
ходимо изменить значения исходных данных и снова произвести
расчет в блоке 2 и проверку условия в блоке 5.
При разработке алгоритмов широко используют метод матема-
тического моделирования. Математическая модель технологи-
ческого процесса может быть представлена в виде совокупности
зависимостей, отображающих механические, физические и другие
закономерности, присущие реальному процессу:
£ = /№),
где Е — ожидаемая эффективность (целевая функция); X,- —
Управляемые переменные (например, режимы резания); У,- —
^Управляемые переменные (например, жесткость технологической
системы).
17
Ограничения, входящие в модель, ср (Xz, У() > 0. Решение
такой модели получается при определении значения XL как функ-
ции У,., приводящего к экстремуму Е. Для нахождения решения
можно применять все классические методы математики (например,
дифференциальное исчисление), если ограничения являются ра-
венствами и число управляемых переменных невелико. Однако
часто бывает невозможно выразить Е в виде простой функции
от Xi и У). Тогда можно воспользоваться набором правил (алго-
ритмов), позволяющим вычислить эффективность при любом фик-
сированном значении Xz и Уг. В таких случаях классические ме-
тоды математики малоэффективны и приходится прибегать к ме-
тоду итераций.
Сущность метода итераций заключается в том, что вычисли-
тельный процесс начинают с некоторого пробного решения, а за-
тем его улучшают до тех пор, пока не станет ясно, что дальнейшее
улучшение невозможно. К итерационным относятся методы линей-
ного, нелинейного, динамического программирования, направ-
ленного и регулярного поиска и др.
Важным моментом при математическом моделировании тех-
нологических процессов является выбор целевых функций. В ка-
честве целевых функций часто используют технологическую себе-
стоимость Соп,- (или приведенные затраты) и производительность
Q; при выполнении i-й операции. Эти целевые функции относятся
к изолированно рассматриваемой операции. Их нахождение дает
сведения о предельных возможностях спроектированной операции
(по себестоимости и производительности), когда отсутствуют огра-
ничения организационного характера. Для условий поточно-
массового производства, когда возникает необходимость синхро-
низации времени обработки с тактом поточной или автоматической
линии, в качестве целевой функции принимают технологическую
себестоимость или приведенные затраты при заданной произво-
дительности. Здесь заданная производительность выступает в роли
ограничения.
Технологическую себестоимость выполнения i-й операции
в серийном производстве определяют по следующей формуле:
COni — toe (С3 + Са + Ср -|- Сэл> р +
+ С„) + (iBZ + iT<) (С3 Д- Са Д- Ср -|-
+ Сэл. х) + (Са + Си + Ср + См. х + Сп),
где toi, tn[, tT[ — соответственно суммарные значения основного;
вспомогательного времени и времени технического обслужива-
ния при выполнении операции, мин; С3, Сн — минутная ставка
станочника и наладчика, руб,; Са, Ср, Сэл<х, Сэл.р, Си, Сп — рас-
ходы на амортизацию, текущий ремонт оборудования, электро-
энергию холостого и рабочего хода, режущий и вспомогательный
18
3 Зависимости целевых
ГИмкиий и положения их экстре-
нных значений от интенсифи-
опии скорости резания Л и стои-
мости Сч станко-часа работы
станка:
__ техиологическоп себестои-
мости выполнения операции
С . Q — штучной производи-
тельности выполняемой опера-
ции Q ; в ~~ положения экстре-
мальных значений целевых
функций; г — смещения поло-
женил экстремальных значений
нелепых функций
инструмент, приспосо-
бления, руб. с (коп.),
отнесенные к минуте
штучно - калькуляцион-
ного времени; Тпз —
подготовительно-заклю-
чительное время, мин;
N — размер партии об-
производительность (шт/мин) вы
рабатываемых деталей.
Фактическая штучная
полняемой i-й операции
k
&ъ. х + k ( Yj 4” С) + 1
где k— технологическая производительность, шт.; k = -l/tp или
k = k0X (здесь fe0 — технологическая производительность базо-
вого исходного варианта; k0 — Шр0; tp, tp0 — время резания
соответственно при v, и v0, мин); X — фактор изменения режима
резания или изменяемое отношение новой скорости резания к на-
чальной (принятой ранее); X = vjv^, tBX — время вспомога-
тельных ходов, т. е. цикловые потери, мин; — сумма потерь
времени, связанная с эксплуатацией инструмента, мин; te — время
на ремонт, регулирировку и наладку станка, мин.
Целевые функции Соп[ и Q( при интенсификации режима обра-
ботки (при повышении скорости резания V,) будут иметь экстре-
мум (рис. 3, а, б). Однако наложение на целевые функции огра-
ничений (например, допустимой скорости резания, принятой стой-
кости инструмента и др.) приводит к получению условного эк-
стремума (ConZ >Сопга1п; Q,. <Qmax). Экстремальные значения
описываемых целевых функций смещены относительно друг
ДРУга. Причем Сопт1п смещена влево от Qmax на величину k'
фис. 3( (?) вследствие того, что при менее интенсивном 'режиме
обработки будут меньшие затраты, связанные с режущим инстру-
ментом (заточкой, сменой). Смещение k' будет тем меньше, чем
вЬ1ше стоимость станко-часа работы станка Сч (рис. 3, г), которая
определяется ценой оборудования. Поэтому при работе на доро-
19
гих станках, например на многооперационных станках с ЧПУ,
доля расходов, связанных с инструментом, невелика по сравнению
со стоимостью оборудования. Экстремальные значения целевых
функций будут располагаться близко друг от друга или совпадать.
Тогда обе целевые функции можно считать равноценными и при-
нимать любую из них. При работе на универсальном обычном
оборудовании в качестве целевой функции целесообразно исполь-
зовать С*0П i.
При решении частных задач используют другие целевые
функции: себестоимость выполнения отдельного перехода; основ-
ное, оперативное и неполное штучцое время; максимально дости-
гаемую точность при выполнении данной операции или обеспече-
ние максимальной стойкости инструмента. Однако при решении
большинства задач оптимизации, как правило, целевые функции
имеют стоимостный или временной характер, что соответствует
технико-экономическим принципам проектирования.
При разработке программ (см. рис. 1) необходимо решать
вопросы кодирования информации о деталях и ввода кодов в ЭВМ,
так как вычислительная машина оперирует цифровыми данными.
Сущность кодирования заключается в том,, что разнообразные
сведения, необходимые для проектирования, представляют в виде
расположенных в определенном порядке групп цифр. Кодирова-
нию подлежит вся исходная информация о материале, деталях,
используемом для обработки деталей оборудовании, инструменте,
приспособлениях и т. д.
При описании детали необходима следующая информация:
технологического, конструктивного и экономического характера
(способ изготовления, программа выпуска, оборудование, терми-
ческая обработка и т. п.); о геометрии детали в целом (габариты,
точность изготовления, литейные радиусы и уклоны) или о ее
форме и размерах. Информация о детали в целом сравнительно
невелика по объему, и затруднений при вводе ее в запоминающее
устройство (ЗУ) машины не возникает. Количественная информа-
ция (чисто деталей в партии, масса) вводится в ЗУ без какой-либо
переработки, а качественная — преобразуется в цифровую форму
при помощи таблиц кодированных сведений (ТКС), устанавливаю-
щих цифровые коды для различных категорий информации. Ка-
тегория информации, к которой относится тот или иной код, опре-
деляется местом записи его в ТКС, составляемой для каждой задачи.
Решение задач на ЭВМ дает значительный эффект. Однако при
подготовке программы требуются большие затраты времени. Для
облегчения программирования разработаны алгоритмические
языки, основная цель применения которых состоит в использо-
вании самой ЭВМ для составления машинных программ. В ка-
честве примера можно привести язык, АЛГОЛ, ФОРТРАН и др.
До ввода программы, а также исходных данных в ЭВМ послед-
ние записываются на перфоленте. Время кодирования основных
^сведений о детали средней сложности равно 10—12 мин, а время
20
переноса закодированных дан-
ных на перфоленту 2—3 мин.
Программа представляет собой
совокупность команд, преобра-
зуемых в ЭВМ в управляющие
системы. Перед началом работы
программа проходит отладку и
тщательный контроль. Ошибки
в программе не допускаются.
Алгоритм и программы можно
разрабатывать для специаль-
ного и типового проектирова-
ния. В последнем случае по
единой программе решают сход-
Типовые
решения
Тшповые
решения
Чертеж детали
д..V '
выбор заготовки /
4
Проектирование маршру-
та обработки деталек 2
........f------------
Построение станочных],
операций.	5
операций
~-------f
Получение технологи 
ческой, документации у
Рис. 4. Укрупненная блок-схема последова-
тельности автоматизированного проекти-
рования технологического процесса обра-
ботки деталей резанием
ные по структуре и последова-
тельности выполняемых этапов задачи. При решении таких задач
в ЭВМ каждый раз вводят исходные данные и новые ограничения.
Например, проектирование технологического процесса обра
ботки резанием с помощью ЭВМ включает ряд последовательных
задач, которые представлены в виде укрупненной блок-схемы на
рис. 4. За базу часто принимают типовые решения.
Применение ЭВМ как средства проектирования технологии
не противоречит типизации процессов. Типовые маршруты берут
за основу автоматизированного проектирования конкретных мар-
шрутов с учетом специфики предприятия (цеха), передового опыта
и др. Для разработки маршрута должна быть известна последо-
вательность операций, которую может определить технолог на
основании опыта. Однако для ЭВМ нужны строгие правила, под-
дающиеся формализации. Поэтому типовые технологические ре-
шения, синтезирующие опыт завода, отрасли и научные достиже-
ния, позволяют лучше использовать ЭВМ.
Если известен маршрут обработки, переходят к построению
станочных операций с учетом их возможной оптимизации. При
этом оптимизацию проводят только для тех операций, которые
обеспечивают значительное повышение эффективности процесса
обработки. Для остальных операций всю информацию принимают
по нормативным данным и вводят в ЭВМ.
В построение операции входит проектирование маршрута
обработки отдельных поверхностей, расчет режимов резания, норм
времени, промежуточных допусков, настроечных размеров. Из
множества известных переходов формируют операцию или не-
сколько операций. Имеют место и обратные связи разработки опе-
рационной технологии с маршрутом (см. рис. 4).
Заготовка обычно задается типовым маршрутом или рабочим
чертежом детали. В ряде случаев серийного производства может
возникнуть задача выбора заготовки с помощью ЭВМ. В основу
алгоритма выбора заготовки положено выявление возможности
применения различных методов и способов получения заготовок
21
с последующим выбором одного или нескольких из них, как наи-
более технически оправданных (с использованием таблиц приме-
няемости, определяющих границы каждого метода). Окончатель-
ный вариант заготовки выбирают с учетом себестоимости и тру-
доемкости обработки на черновых переходах.
Технологию разрабатывают для класса (группы, подгруппы)
деталей. После проектирования маршрутов и операций происхо-
дит формирование технологического процесса конкретной детали,
при этом ЭВМ вызывает только те подпрограммы операционной
технологии, которые предусмотрены маршрутом на конкретную
деталь. Таким образом, при автоматизированном проектировании
процессов обработки заготовок используют типовые технологи-
ческие решения, проводят их анализ и оптимизацию с учетом
определенных производственных условий, разрабатывают кон-
кретные технологические процессы.
Исходными данными для автоматизированного проектирова-
ния маршрутов обработки детали служат: конструкция детали (кон-
фигурация, размеры, разновидности поверхностей—цилиндри-
ческие, плоские, резьбы, пазы, шлицы, канавки и др.), технические
условия приемки (точность, шероховатость поверхностей, терми-
ческая обработка), программа выпуска, а также заданный вид за-
готовки (точность, качество поверхностей и пр.). Исходными дан-
ными служат также сведения о наличии оборудования, приспо-
соблений и инструментов. Руководствуясь принятой классифи-
кацией, деталь относят к соответствующему типовому подклассу,
группе, подгруппе или виду. При кодировании операций указы-
вают код, характеризующий наименование операций и сущность
выполняемых работ.
Общий ход решения задачи по проектированию маршрута
обработки деталей на ЭВМ следующий: для данного подкласса,
(группы, подгруппы или вида) деталей устанавливают обобщен-
ный маршрут обработки, включающий перечень характерных
операций. Этот перечень является упорядоченным и представляет
собой множество операций индивидуальных маршрутов, имеющих
типовую последовательность.
Если имеется множество индивидуальных маршрутов M1(
М2,	М{, ..., М/, .... Мп (где 1, 2, ..., I, ..., /, ..., п — номера
индивидуальных маршрутов) для какой-то группы деталей, то
при объединении этих маршрутов' в обобщенный получаем
Afy=) т. е. обобщенный маршрут Му включает индивидуаль-
ные Мг. Число объединенных маршрутов должно стремиться
п
к максимуму, т. е. М* = U М{, где п —> max.
i=i
Объединение маршрутов характеризует область пересечения
множеств операций (без учета отношения порядка элементов мно-
жества) при вхождении в обобщенный маршрут. Необходимым
условием включения индивидуального маршрута в обобщенный
22
является наличие области пересечения, например АД- и ЛГу, как
не пустого множества: Л1,: [~| Му Ф 0. Важной характеристикой
(критерием эффективности) формирования обобщенного маршрута
является мощность пересечения множеств операций индивидуаль-
ных.маршрутов | Л4пер |, т. е. количество одинаковых (эквивалент-
п
ных) операций, входящих в это пересечение | Л4пер | = Q Mt
1=1
(i = 1, 2, ..., п). Мощность пересечения в обобщенном маршруте
должна стремиться к максимуму. Это будет основным условием
объединения нескольких индивидуальных маршрутов в обобщен-
ный. Тогда мощность операций обобщенного маршрута | Му | =
= [J Mi (i = 1, 2, ..., п) —>min. Величины | Мпер | и |Л4у | служат
<=1
критериями для анализа и совершенствования работ по типиза-
ции технологических процессов на предприятии.
Формирование обобщенного маршрута начинают с выбора ба-
зового, в который последовательно включают недостающие опе-
рации всех присоединяемых маршрутов. Каждая операция обоб-
щенного маршрута имеет определенные признаки — логические
условия выбора операций для конкретного маршрута. Существует
множество условий А — {Д*-}, влияющих на выбор операции,
например минимальная шероховатость поверхности, число и рас-
положение ступеней вала, конфигурация шпоночного паза, тре-
бования по соосности основных отверстий корпусных деталей и
др., где i = 1, 2, 3, ..., пг характеризует число состояний каждого
конкретного условия (например, требование по точности размера
и формы поверхности детали); / = 1, 2, .... п2 — число условий.
Эти условия, предварительно закодированные, могут сочетаться
как логическая сумма условий V Л2 V V Ап (где V —
знак «или») или как логическое произведение условий А г Д
Л А 2 Л ••• Л Ап (где Д — знак «и»). Логическая функция,
определяющая условия назначения операции, будет иметь вид
^2 [ nt \
V АЛ .
/=1 \t=i I.
Например, логическая функция выполнения токарной опера-
ции обработки ступенчатого вала в центрах на гидрокопироваль-
иом полуавтомате включает условия, определяющие число
стУпеней вала и число А2 деталей в партии. Эти условия соче-
таются как логическое произведение А х Д А 2, т. е. соблюдение
их является обязательным. При шлифовании шеек ступенчатого
стального закаленного вала требуется разная шероховатость
поверхностей, например Ra = 0,63 и Ra = 0,32 мкм, в этом
случае условия назначения шлифовальной операции будут
сочетаться как логическая сумма Дц’\7 Ai2. Здесь условие Ап
”ли Д12 будет определять назначение шлифовальной опе-
рации.
23
Каждой операции маршрута соответствует своя логическая
функция; совокупность логических функций представляет логи-
ческую функцию обобщенного маршрута
где I — число операций в маршруте, I — 1, 2,	п3.
Пз
Знак V в логической функции обобщенного маршрута пока-
i=i
зывает, что в конкретные маршуты могут входить или не входить
отдельные операции. Каждая деталь, для которой проектируют
маршрут, кодируется. Цифровые коды учитывают логические
условия, вид заготовки, геометрические разновидности поверх-
ностей, качество и точность поверхностей, габаритные размеры
детали. Индивидуальные технологические маршруты строят путем
выделения из обобщенного маршрута. Исходными данными для
такого построения являются логические условия, характерные
для конкретной детали подкласса (группы), которые сравнивают
с логическими функциями для выбора операций. С помощью ЭВМ
устанавливается определенный порядок следования операций и
выдается маршрутная карта общепринятого образца. Аналогично
по закодированным признакам для каждой операции маршрута
выбираются оборудование, приспособления и инструмент из имею-
щегося множества (набора).
Проектирование технологических процессов с помощью ЭВМ
связано с вопросами технологичности. Хотя общие требования
к технологичности конструкций изделий (ГОСТ 14.202—73)
являются основополагающими, возникают специфические задачи,
связанные с автоматизированным проектированием. Как было от-
мечено, для формирования обобщенного и получения конкретного
маршрутов необходимо знать условия назначения станочных опе-
раций. Многообразие таких условий приводит к увеличению
объема обобщенного маршрута, а это, в свою очередь, к лишним
затратам машинного времени, повышению трудоемкости проек-
тирования..
При появлении новых деталей необходимо анализировать их
конструкцию и по возможности не добавлять в обобщенный мар-
шрут новые операции со своими логическими функциями или но-
вые логические функции к имеющимся операциям. Поэтому раз-
работке автоматизированного проектирования маршрута должны
предшествовать анализ и упорядочение условий назначения опе-
раций. Сокращение времени при кодировании деталей требует
уменьшения объема дополнительных расчетов. Эти расчеты воз-
никают, в частности, когда проставленные конструктором размеры
на чертеже при разработке технологического процесса необходимо
пересчитывать. При автоматизированном проектировании такие
24
|
расчеты делают с помощью ЭВМ. Однако даже простейшие случаи
расчета также требуют затрат машинного времени и времени на
кодирование, поэтому размеры на чертежах необходимо простав-
лять таким образом, чтобы по возможности уменьшить объем их
пересчета и тем самым способствовать повышению эффективности
автоматизированного проектирования.
Проектирование операции — многовариантная задача, для
решения которой необходимо знать, каковы маршруты обработки
и схема установки заготовки, какие поверхности и с какой точ-
ностью были обработаны на предшествующих операциях. Спроек-
тированный с помощью ЭВМ маршрут включает содержание опе-
раций, модель станка, наименование (или шифр) приспособле-
ния и инструмента. При проектировании процессов технологу
приходится иметь дело с большим количеством возможных ва-
риантов технологических решений. Выбор одного из вариантов,
соответствующего наилучшим образом конкретным условиям,
производят путем использования математического моделирования
и ЭВМ с учетом влияния большого числа основных факторов.
При разработке математических моделей для выбора наилуч-
шего варианта станочной операции и ее элементов устанавливают
ограничения по доминирующим факторам и выбирают целевую
функцию. Основными являются три группы систем ограничений:
1) по обеспечению требований качества изделия; 2) учитывающие
исходные данные (условия обработки); 3) учитывающие техноло-
гические правила при построении операции:
gi (f, s, u)sgCi;
gl(t, s, u)<C2;
gi (t, s, v) < CJ;
g22 (t, s, v) < C|;
gn(t, s, v)
g2n(t, s, y)<q
L xtj = i
i
/сою
i
Xtj < 2 XiV
‘ v=l
Система ограничений представляет совокупность зависимо-
стей, выражающих функциональную взаимосвязь режимов реза-
ния (глубины резания /, подачи s и скорости резания v) и за-
данных параметров качества детали C't (точности размера, формы
и взаимного расположения поверхностей; шероховатости поверх-
ности и др.).
25
Система ограничений Т?2 также выражает функциональную
взаимосвязь режимов резания с параметрами, определяющими
условия обработки С? (например, мощность электродвигателя
станка, допустимая нагрузка на инструмент, заданная стойкость
инструмента, частоты вращения шпинделя и подачи станка
и др.).
Система ограничений 7?3 связана с закреплением определенных
переходов за операцией с учетом технологических возможностей
станка или содержанием операции, оговоренным в технологичес-
ком маршруте, здесь Q (i) — множество операций, на которых
может выполняться i-й переход (i = 1, 2, ..., р);
| 1 — i-й переход выполняется на /-й операции;
Xl‘ (О — в противном случае.
Число переходов регламентируется также ограничением чи-
сла k применяемого инструмента. При обеспечении требования
последовательности выполнения переходов переход с индексом i не
может быть выполнен на /-й операции, пока для всех i' £ J (i)
будет Xi'V = 1 (для v >-$/).
Оптимальное содержание операции определяют с учетом извест-
ного множества переходов обработки на отдельные поверхности,
числа подналадок, моделей станков и их технологических возмож-
ностей. При формировании операций необходимо общую совокуп-
ность переходов упорядочить и разбить на множества с учетом
наличия термической обработки, минимизация количества уста-
новок и холостых перемещений инструмента. В одном случае все
переходы могут быть объединены в одно множество, т. е. обработка
может выполняться за одну операцию и один установ. В другом
предельном варианте черновые и чистовые группы переходов мо-
гут выполняться за несколько операций и установов. Определе-
ние очередности выполнения переходов во множествах позволяет
минимизировать холостые перемещения инструмента. Очередность
переходов во множествах опеределяют с учетом разделения их на
черновые, получистовые и чистовые. При этом учитывают проме-
жуточные допуски на обрабатываемые поверхности.
Спроектированный вариант операции проверяют при выполне-
нии на другой модели станка. Сравнивают варианты при обработке
на разных станках (например, на токарном станке и гидрокопиро-
вальном полуавтомате) по приведенным затратам. Результаты
решения выдаются ЭВМ в виде операционных карт общеприня-
того образца.
Оптимизация станочных операций позволяет корректировать
маршрут обработки детали, т. е. определять оптимальное коли-
чество операций в маршруте, уточнять оборудование и оснастку.
Оптимальный вариант технологического процесса выбирают по
приведенным затратам. Проектирование технологического про-
цесса механической обработки должно носить блочный характер,
т. е. для каждого метода обработки должны быть разработаны ал-
26
горитмы и программы. Блочный характер общего алгоритма про-
ектирования позволяет использовать внешнюю память ЭВМ и
по мере необходимости вызывать подпрограммы (блоки) в опера-
тивную память машины.
Последовательность решения задачи на примере обработки
ступенчатого вала показана на блок-схеме алгоритма (рис. 5).
Общее управление ходом решения задачи осуществляется от блока
управления У. С его помощью методы обработки находят в после-
довательности, установленной маршрутом. В каждом блоке после
окончания расчетов предусматривается выдача на печать резуль-
татов решения и передача управления ходом проектирования
блоку У. В нем снова «просматривается» необходимость построе-
ния станочной операции и вызывается соответствующая подпро-
грамма, и так до конца проектирования технологического процесса
механической обработки.
Автоматизированнее проектирование осуществляется комплек-
сом технических средств (рис. 6), включающим рабочее место тех-
нолога 1, блок восприятия и кодирования задания на проекти-
рование 2; информационно-поисковый блок 3 с механизированным
архивом 4\ ЭВМ для переработки информации при проектирова-
нии 5 с библиотекой программ 6; блок отображения и связи тех-
нолога с ЭВМ (экран дисплея) 7; чертежный автомат 8; устрой-
27
ства размножения технологической документации 9. Данная
система предусматривает автоматическое решение некоторых
задач или работу в режиме диалога «человек—ЭВМ». Техно-
лог получает возможность больше заниматься творческой работой,
обоснованием расчетов технологических решений. В результате
этого значительно улучшается качество и сокращаются сроки
технологической подготовки производства.
Использование ЭВМ позволяет снизить трудоемкость проекти-
рования по сравнению с традиционными методами в 10—15 раз,
а в ряде случаев и более (в зависимости от группы сложности
деталей). Оптимизация станочных операций повышает произво-
дительность обработки на 20—30% и снижает технологическую
себестоимость на 15—20%-.
2
ТЕХНОЛОГИЯ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ВАЛОВ
ГЛАВА
§ 1. КОНСТРУКТИВНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
ОСОБЕННОСТИ ВАЛОВ
В механизмах колесных и гусеничных машин применяются валы
различной конструктивной формы: бесступенчатые (гладкие),
ступенчатые с прямой геометрической осью, коленчатые, эксцен-
триковые (кулачковые), кривошипы, поворотные кулаки. Наи-
большее распространение в этих машинах (60—70% общего ко-
личества) получили ступенчатые валы средних размеров (диамет-
ром 25—100 мм, длиной до 250 мм) — шлицевые с глухим или скво-
зным центральным отверстием. Шлицевые валы изготовляют в ос-
новном с закрытыми шлицами прямобочного профиля. В машинах
новых конструкций применяют эвольвентные шлицевые соедине-
ния, так как они имеют значительные технологические и конструк-
тивные преимущества: повышенную прочность благодаря утолще-
нию эвольвентных шлицев к основанию и меньшую концентрацию
напряжений; валы с эвольвентными шлицами можно изготовлять
с большей точностью, используя высокопроизводительные методы
обработки резанием и пластическим деформированием.
Несмотря на разнообразие форм и размеров валов, при их
изготовлении возникают в общем одинаковые технологические за-
дачи, решение которых заключается в применении оптимальных
последовательности и методов обработки, схем установки деталей,
оборудования и технологической оснастки. Почти все вады обра-
батывают по типовым технологическим процессам.
Валы изготовляют по технической документации, утвержден-
ной в установленном порядке.
У валов наиболее ответственными являются посадочные поверх-
ности под подшипники качения, шестерни, муфты, рабочие кромки
манжет уплотнений.
Шероховатость рабочих поверхностей шлицевых валов по
ГОСТ 2789—73 должна быть не более: поверхностей под рабочие
Кромки манжет уплотнений Ra = 0,63 мкм; посадочных поверх-
ностей под подшипники качения диаметром до 80 мм Ra = 1,25 мкм,
более 80 мм — Ra — 2,5 мкм; центрирующих поверхностей шли-
цев Ra — 1,25 мкм; боковых поверхностей шлицев вала с подви-
жным соединением Ra = 2,5 мкм, с неподвижным соединением —
29
Rz — 20 мкм; нецентрирующих цилиндрических поверхностей
шлицев Rz = 40 мкм.
Нецилиндричность посадочных поверхностей под подшипники
качения должна быть в соответствии с ГОСТ 3325—55. Следует
отметить, что требования по точности обработки посадочных по-
верхностей под подшипники зависят от класса точности этих под-
шипников. Так, посадочные поверхности под подшипники каче-
ния классов точности Н, П, В обрабатывают по 2-му классу точ-
ности1, а под подшипники классов точности А и С по 1-му классу
точности, при этом отклонения формы (овальность, конусообраз-
ность) соответственно допускаются не более 1/2—г/4 допуска на
диаметр посадочной поверхности.
Радиальное биение посадочных поверхностей под подшипники
качения относительно оси допускается 0,01—0,05 мм.
При центрировании шлицев по наружному или внутреннему
диаметрам допуски на эти диаметры устанавливают по 2-му классу
точности.
Непараллельность боковых поверхностей шлицев относительно
оси вала не должна превышать 0,05 мм на длине 100 мм.
Наружную резьбу на валах выполняют по среднему классу
точности с полем допуска 5g по ГОСТ 16093—70.
Наработка шлицевых валов, изготовляемых в соответствии
с ГОСТ 2796—71*, должна быть не менее 6000 ч. Гарантийный
срок валов равен гарантийному сроку трактора.
Валы обычно изготовляют из конструкционных углеродистых
и легированных сталей, удовлетворяющих требованиям высокой
прочности, малой чувствительности к концентрации напряжений,
хорошей обрабатываемости при выполнении заготовок, механичес-
кой и термической обработке.
Валы гусеничных и колесных машин изготовляют из сталей
А12, 20, 20Л, 30, 35, 40, 45, 20Х, 35Х, 40Х и др.
Шлицевые валы с целью повышения долговечности выполняют
из высоколегированных сталей, так как в этом случае обеспечи-
ваются необходимая твердость рабочих поверхностей и сердце-
вины, высокие прочность, ударная вязкость и износостойкость,
минимальное коробление при закалке. Так, шлицевые валы из-
готовляют из сталей 18ХГТ или 20ХНЗА с последующей термичес-
кой обработкой до твердости HRC 56—62.
Для повышения обрабатываемости исходные заготовки валов
подвергают нормализации (твердость после термической обра-
ботки НВ 187—229) или термическую обработку проводят после
черновой обработки (после улучшения твердость НВ 225—302,
HRC 28—32). Для повышения износостойкости и прочности от-
дельные поверхности подвергают закалке ТВЧ (глубина слоя
1 Согласно Единой системе допусков и посадок СЭВ вместо классов точности
введены квалитеты. Обозначение допусков по СТ СЭВ 145—75 дано в приложении.
30
, 5_.5 мм, твердость в пределах HRC 45—62 в соответствии с тех-
ническими условиями), цементации, цианированию с последующей
•закалкой и отпуском (глубина слоя 0,1—1,1 мм, твердость
HRC 58-52).
Коленчатые и распределительные валы сейчас часто изготов-
ляют из специальных высокопрочных чугунов с глобулярным
графитом, из ковких перлитных чугунов. Структура литого вала
способствует лучшему гашению вибраций при работе двигателя,
заготовки имеют меньшую начальную неуравновешенность. Такие
валы менее чувствительны к концентрации напряжений.
Трудоемкость, себестоимость и производительность процесса
изготовления валов и их качество во многом определяются мето-
дом получения заготовок. Заготовки из горячекатаного или хо-
лоднотянутого проката применяют для изготовления гладких
валов, ступенчатых валов с небольшим числом ступеней и малыми
перепадами диаметров (до 5 мм) или ступенчатых валов диаметром
до 125 мм, длиной до 320 мм в единичном и мелкосерийном произ-
водстве. При получении из таких заготовок валов с большим пе-
репадом диаметров ступеней значительно (до 0,4) снижается коэф-
фициент использования металла.
Заготовки валов сложной конфигурации с большой разницей
между диаметрами ступеней в единичном производстве получают
свободной ковкой на ковочных гидравлических прессах или на
паровоздушных, пневматических и рессорно-пружинных молотах;
в серийном и массовом производстве—штамповкой на прессах,
молотах, горизонтально-ковочных машинах, ротационным обжа-
тием на специальных машинах, поперечно-винтовой прокаткой
на многовалковых станах.
Прочность валов, особенно с непрямой осью (например, колен-
чатых), повышается, если волокна материала расположены ориен-
тированно относительно контура вала, так как в этом случае во-
локна будут меньше перерезаны при механической обработке. Это
условие выполняется при формировании заготовок в штампах со
специальными гибочными ручьями.
При получении свободной ковкой мелких и средних поковок
Для повышения точности и производительности (рентабельная
партия более 200 шт.) используют подкладные штампы.
Объемную штамповку выполняют в открытых, закрытых штам-
пах и штампах для выдавливания. Горячим выдавливанием полу-
чают заготовки валов со ступенями, убывающими по диаметру:
На гидравлических и кривошипных горячештамповочных прес-
сах при длине вала до 300 мм и годовом объеме выпуска более
500 шт., на горизонтально-ковочных машинах при длине вала более
'JOO мм и годовом объеме выпуска не менее 5000 шт. При получении
заготовок этим методом коэффициент использования металла
Достигает 0,7. Особенно эффективен этот метод для получения за-
готовок поворотных кулаков, стоек передних подвесок и других
Деталей сложной конфигурации.
31
Рис, 7. Схемы действия
обжимных машин:
а ротациоино-обжим-
ной; б — радиально-об-
жимной; J — боек; 2 —
заготовка; е — регули-
руемый эксцентриситет
Прогрессивным методом изготовления заготовок является штам-
повка на ротационно-обжимных и радиально-обжимных машинах
(рис. 7). На этих машинах обрабатывают осесимметричные изде-
лия в основном с цилиндрическими и коническими поверхностями
диаметром до 320 мм в горячем или холодном состоянии. Метод
целесообразно применять при годовом объеме выпуска 3000 шт.
и более. Заготовка, полученная этим методом, по форме и разме-
рам близка к готовой детали. Погрешность диаметрального раз-
мера при штамповке в холодном состоянии равна от ±0,02 до
±0,20 мм, шероховатость поверхности до Ra = 0,08 мкм; погреш-
ность при штамповке в горячем состоянии от ±0,05 до ±0,40 мм;
коэффициент использования металла до 0,85. Метод позволяет
получить высокую производительность. Так, валы с девятью
ступенями диаметром 55—95 мм, общей длиной 800 мм изготов-
ляют за 2 мин.
В массовом производстве автомобилей и тракторов для из-
готовления полуосей, осей катков, деталей подвески, распредели-
тельных валов и т. д. применяют горячекатаные круглые перио-
дические профили (рис. 8, а—г), получаемые поперечно-винтовой
прокаткой (ГОСТ 8320.7—73, ГОСТ 8320.8—73). Этот метод ха-
рактеризуется большой производительностью и точностью —
предельные отклонения диаметров профилей от +1,5 до —1,0 мм.
Профили поставляют длиной, равной длине одного или несколь-
ких периодов.
Заготовки валов контролируют по размерам и твердости. Для
особо ответственных деталей предусмотрена индивидуальная
Рис. 8. Периодические профили, получаемые поперечно-винтовой прокаткой,
для изготовления валов тракторов:
а —полуосей; б — осей катков; в — распределительных валов; г —валов подвески
32
приемка заготовок по механическим свойствам. Перед контролем
твердости заготовки подвергают обычно термической обработке
(нормализации), очистке (травлением, очисткой на дробеметной
установке), наружные' дефекты зачищают, если глубина их зале-
гания не превышает половины припуска на сторону. Важной
операцией, обеспечивающей обработку с равномерным припуском,
является правка. Правку проводят в горячем состоянии в штампах,
на прессах или в холодном состоянии. Допустимая непрямолиней-
ность заготовки после правки 0,05—0,15 мм на 1 м длины.
Заготовки коленчатых, распределительных и некоторых дру-
гих специальных валов получают отливкой в оболочковые или пе-
счаные формы. При изготовлении валов из таких заготовок коэф-
фициент использования металла выше, чем при изготовлении
штампованных, так как у отливок выше точность (5—7-й класс),
меньше припуски на обработку, при литье образуются внутрен-
ние полости. Заготовка литого коленчатого вала грузового авто-
мобиля имеет массу на 9 кг меньше, чем штампованного.
Метод получения заготовки вала выбирают, сравнивая суммар-
ные трудоемкости и себестоимости процессов изготовления заго-
товок и черновой механической обработки по сопоставимым ва-
риантам.
Показателями, характеризующими технологичность конструк-
ции валов, являются высокая жесткость, рациональность выбора
материала, простота геометрических форм, возможность выбора
оптимальных баз для обработки, правильное нанесение размеров,
обоснованные требования по точности и качеству поверхностного
слоя.
Жесткость — важнейший показатель технологичности кон-
струкции вала. При высокой жесткости вала применяют простые
схемы установки (например, в центрах), высокие режимы обра-
ботки, многоинструментные наладки. Обработка выполняется за ми-
нимальное количество переходов, повышается производительность
и точность, производство таких валов легко автоматизируется.
В случае малой жесткости вала обеспечить высокую точность
механической обработки можно лишь при определенном чередова-
нии предварительной и окончательной обработки отдельных по-
верхностей и правильно выбранном способе закрепления заго-
товки. Так, при токарной обработке коленчатых валов применяют
специальные станки с центральным приводом, при шлифовании
шеек вала — люнеты и т. д.
Геометрическая форма детали часто определяет возможность
применения соответствующих методов обработки. Гладкий вал
постоянного сечения наиболее технологичен: при массовом произ-
водстве обработку таких деталей выполняют наиболее производи-
тельным методом — шлифованием с продольной подачей на бес-
центрово-шлифовальных станках. Валы с небольшими перепадами
возрастающих диаметров ступеней, длины которых равны или
кратны, удобно обрабатывать на многорезцовых станках.
“ П/р Н. М. Капустина	33
При изготовлении валов на токарных станках с программным
управлением необходимо, чтобы элементы (особенно переходные
участки, канавки, галтели) имели стандартные формы и раз-
меры. Это значительно упрощает составление программы обработки
и число необходимого инструмента.
В гусеничных и колесных машинах применяют шпоночные
или шлицевые соединения валов. При этом наиболее часто исполь-
зуют сегментные шпонки. Призматические шпонки применять не
рекомендуется, так как обработка паза под такую шпонку — мало-
производительная операция, при сборке необходима пригонка.
Более трудоемок и сам процесс изготовления призматической
шпонки по сравнению с сегментной.
Основными преимуществами шлицевых соединений по сравне-
нию со шпоночными, кроме возможности передачи больших крутя-
щих моментов, являются высокая точность центрирования,
надежность и долговечность. Применяют следующие виды про-
филей шлицевых соединений: эвольвентный, прямобочный, тре-
угольный.
Эвольвентные шлицы широко используют в сильно нагружен-
ных и ответственных передачах. Они обладают большой равно-
прочностью и имеют меньший коэффициент концентрации напря-
жений, чем прямобочные. Эвольвентные шлицы просты в изго-
товлении, для их обработки используют высокопроизводительные
методы фрезерования и накатывания в холодном и горячем со-
стоянии; они могут быть выполнены с более точным профилем,
чем прямобочные или треугольные. В случае необходимости
эвольвентные шлицы можно шлифовать после термической обра-
ботки, причем применяют те же методы, что и при шлифовании
зубчатых колес. Из изложенного очевидно, что эвольвентные
шлицы являются наиболее технологичными в изготовлении.
При изготовлении шлицев необходимо точно выдержать раз-
меры и обеспечить концентричность посадочных поверхностей
шлицев относительно шеек вала, параллельность шлицев оси вала,
точный шаг шлицев и т. д.
Соединения с треугольной формой шлицев обычно выполняют
по конусу. Они широко используются в передних подвесках ма-
шин, где необходимо обеспечить надежное неподвижное соедине-
ние деталей.
В последние годы находят применение специальные виды бес-
шлицевых соединений. Овальный, трех- и четырехугольный
профили обеспечивают высокую точность, большую прочность и
долговечность, передают большие моменты при малых размерах,
однако для их изготовления требуется специальное оборудование.
При обработке валов, как и при изготовлении других деталей,
необходимо выполнять заданные требования по точности при
наименьшей себестоимости и трудоемкости обработки. Эффектив-
ность механической обработки в значительной степени опреде-
ляется точностью заготовок. Кривизна заготовок валов дости-
34
гает 5 мкм на 1 мм длины; уменьшая кривизну, обработку можно
ыполнить за меньшее число переходов, более экономно исполь-
зовать материал. Высокую прямолинейность заготовки обеспе-
чивают применением специальных мер при ее изготовлении, а
также введением операций правки (кривизна уменьшается до
О 5 мкм на 1 мм длины). Следует, однако, заметить, что остаточные
напряжения в детали, возникающие при правке, могут привести
к короблению детали при эксплуатации, поэтому при изготовле-
нии ответственных деталей или не применяют операцию правки,
или после выполнения правки производят термическую обработку.
Отметим, что есть определенная взаимосвязь между требова-
ниями по точности заготовок и применяемыми методами механи-
ческой обработки. Так, для заготовок валов, обрабатываемых
в автоматизированном производстве, несоосность ступеней допу-
скается не более % допуска на диаметр большей ступени.
Стремление применять более точные заготовки по допускае-
мым’отклонениям на размеры, форму (в первую очередь кривизну)
и взаимное расположение поверхностей при обработке валов на
предварительно настроенных станках связано не только с копи-
рованием этих погрешностей при выполнении переходов, но и с
желанием обеспечить более равномерную глубину резания, по-
высить долговечность режущего инструмента. По этой причине
при замене универсальных токарных станков станками с програм-
мным управлением в ряде случаев вместо заготовок, полученных
свободной ковкой, используют заготовки из проката. Хотя в этом
случае коэффициент использования материала снижается, зато
получается значительный выигрыш в результате повышения на-
дежности работы технологической системы.
Эффективность обработки (точность, производительность и т. д.)
существенно зависит от выбранных способов установки деталей.
Наибольшая точность обеспечивается при обработке ответственных
поверхностей с одного установа и использовании в качестве баз
точно обработанных поверхностей. Наиболее часто валы устанав-
ливают в центрах, используя при этом центровые отверстия,
фаски или обратные центры. Эти базы просты и удобны не только
при изготовлении, но и при ремонте деталей.
Установка в неподвижных центрах при шлифовании валов
на универсальных круглошлифовальных станках обеспечивает
достаточно высокую точность. При выполнении операции погреш-
ности центровых отверстий копируются на обработанной поверх-
ности, поэтому если требования к точности изготовления поса-
дочных поверхностей высокие, то перед финишной обработкой про-
водят специальную подготовку технологических баз. Центровые
отверстия (фаски) в деталях шлифуют на специальных станках или
раскатывают твердосплавными центрами на токарных станках.
При выполнении ряда операций в качестве баз используют
наружные цилиндрические поверхности и торцы вала или торцо-
вые поверхности ступеней вала. Так при обработке торцов и цен-
2*	35
тровых отверстий, фрезеровании шпоночных пазов вал уста-
навливают в призмы (простые или самоцентрирующие), крепят
в патронах. Точно обработанные шейки используют в качестве
базы при обработке центрального отверстия, шатунных, эксцен-
трично расположенных шеек и т. д. Вал при этом часто крепят
в точных патронах с упругими элементами.
На токарных, шлифовальных операциях в единичном и серий-
ном производстве применяют хомутики и поводковые патроны.
При работе с хомутиками из-за того, что усилие, действующее на
вал, переменно по направлению, образуется погрешность формы.
Большую точность обработки можно получить при использовании
поводковых патронов.
Для уменьшения деформации нежестких валов (коленчатых,
распределительных и т. п.) применяют специальные станки с цент-
ральным приводом или с приводом двух концов вала.
§ 2. МАРШРУТЫ И ОСНОВНЫЕ ОПЕРАЦИИ
ОБРАБОТКИ СТУПЕНЧАТЫХ ВАЛОВ
Валы с центровыми отверстиями (фасками) обрабатывают по сле-
дующему маршруту: 1) получение штучной заготовки путем раз-
резки прутка (дисковыми, фрикционными, ленточными пилами,
отрезными резцами, абразивными кругами, рубкой); штамповкой,
литьем; 2) термическая обработка — нормализация, проводимая
для улучшения обрабатываемости и стабилизации механических
свойств заготовок; 3) обработка технологических баз: фрезерова-
ние или подрезка торцов и сверление центровых отверстий; одно-
временно можно обрабатывать крайние шейки и центральное от-
верстие; 4) черновая токарная обработка шеек, торцов и проточка
канавок; 5) термическая обработка — улучшение, имеющая
такое же назначение, что и нормализация (проводят нормализа-
цию или улучшение); 6) чистовая токарная обработка шеек, тор-
цов, галтелей; 7) предварительное шлифование шеек; операцию
проводят только у валов с головкой, фланцем; обрабатывают
шейки и прилегающие торцы, используемые в качестве технологи-
ческой базы при установке вала в патроне для обработки поверх-
ностей головки; 8) токарная обработка поверхностей головки или
фланца; 9) сверление осевых и радиальных отверстий; 10) фрезеро-
вание шпоночных пазов и обработка шлицев; 11) фрезерование,
долбление зубьев; 12) снятие фасок на торцах зубьев; 13) обкаты-
вание зубьев; 14) обработка наружных и внутренних резьбовых
поверхностей; 15) цементация (применяется при последующей
закалке поверхностей с нагревом ТВЧ); 16) шевингование зубьев;
17) термическая обработка — закалка; 18) шлифование посадоч-
ных поверхностей и торцов; 19) шлифование шлицев, зубьев;
20) калибрование резьбы и зачистка заусенцев; 21) мойка; 22) кон-
троль.
Маршрут обработки ступенчатых валов малой жесткости отли-
чается дополнительными операциями по обработке шеек под лю-
36
неты и в ряде случаев контрольных поясков, используемых при
выверке заготовок на станке. Кроме этого, если допускают тех-
нические условия, такие валы могут подвергаться правке.
Валы с центральным отверстием после обработки отверстия
устанавливают на центровые пробки или на фаски.
у Ступенчатые валы длиной до 120 мм при серийном и массовом
производстве изготовляют из прутков. Валы не имеют центровых
отверстий. Обработку ведут по следующему маршруту: 1) обра-
ботка на токарно-револьверных, токарных многошпиндельных
станках и станках для продольного точения; 2) шлифование шеек
на бесцентрово-шлифовальных станках; 3) сверление осевых и
радиальных отверстий; 4) фрезерование лысок, шпоночных па-
зов; 5) нарезание наружных и внутренних резьб; 6) мойка; 7) кон-
троль.
Рассмотрим основные операции, применяемые при изготовле-
нии валов. При производстве валов гусеничных и колесных машин
широко применяют штучные заготовки, полученные разрезкой
круглого проката.
Резка проката осуществляется на токарных, фрезерных, абра-
зивно-отрезных станках и др. Заготовки могут быть получены также
рубкой на прессах. Выбор способа определяется требованиями
к точности резки по длине, шероховатости базовых поверхностей,
трудоемкости, производительности и экономичности обработки.
Резка проката диаметром до 800 мм проводится на фрезерно-
отрезных станках дисковыми пилами. Точность резки по длине
получается невысокая (2,5—4,5 мм), поэтому обычно необходима
дополнительная обработка торцов. Значительно более высокую
точность и производительность обеспечивает способ резки проката
на ленточно-пильных станках ленточными пилами.
По производительности, точности и качеству торцовой поверх-
ности заготовки перспективной является абразивная резка.
Применяют абразивные круги диаметром до 500 мм, толщиной
0,5 —4 мм. Точность резки 0,3—0,7 мм. Метод обеспечивает малые
потери материала и высокое качество торцовой поверхности, ко-
торую часто далее не обрабатывают.
Прутки диаметром до 60 мм на заготовки длиной 30—1000 мм
можно резать на станках 8242, 8Б241 со скоростью резания до
80 м/с. Недостатком метода является быстрое изнашивание абра-
зивных кругов. Одним кругом диаметром 300 мм можно выполнить
До 200 резов прутка диаметром 20 мм.
Высокую производительность обеспечивает рубка на прессах
с использованием штампов. Погрешность по длине заготовок из
проката диаметром 10—80 мм составляет 2—4 мм. Недостатком
метода является образование вмятины на поверхности прутка,
значительная неперпендикулярность торца оси, образование
тРещин, заусенцев и сколов. Для уменьшения указанных дефек-
тов при рубке применяют закрытые штампы с дифференцирован-
ным зажимом.
37
Перед резкой прутки подвергают очистке в механизированных
промывочных ваннах или металлическими щетками с последующей
промывкой веерным душем.
После термической обработки при высоких требованиях к пря-
молинейности прутки или отрезанные заготовки подвергают
правке. Правку проводят на прессах или на специальных установ-
ках. Так, штоки амортизаторов подвергают правке на специаль-
ном бесцентровом станке с двумя дисками; изогнутость после
правки не превышает 0,2 мм на 1 м длины.
Обработку торцов и центровых отверстий выполняют точе-
нием, фрезерованием на - универсальных токарных, фрезерных
или на специальных станках и давлением.
Прогрессивным методом является одновременная обработка
торцов и центровых отверстий специальными головками (рис. 9, а
и б). Преимуществами метода являются высокая производитель-
ность, точность взаимного расположения поверхностей, возмож-
ность с этого же установа обработать крайние шейки вала и цент-
ральное отверстие, если необходимо, с нарезанием резьбы.
Таким образом, на трехпозиционном станке за один установ
можно полностью обработать торец, отверстие и крайние шейки.
Время цикла около 35 с. При использовании таких станков даль-
нейшую обработку вала можно вести с одного установа без поворота
заготовки.
Заготовки низкой точности по длине (полученные штамповкой,
литьем, рубкой на прессах) обрабатывают на специальных фрезер-
но-центровальных полуавтоматах и автоматах. Заготовку при об-
работке устанавливают в самоцентрирующих призмах, осевую
фиксацию осуществляют упором в торец вала или ступени.
Фрезерование торцов и зацентровку выполняют дифференци-
рованно или комплексно. При дифференцированном процессе
фрезерование проводят на одном станке, зацентровку — на дру-
гом. Преимуществом метода является простота обслуживания обо-
рудования, недостатком — пониженная точность из-за переста-
новки заготовки, большая стоимость обработки,
38
Рис. 10. Варианты обработки вала на фрезерно-центровальных станках:
“ — фрезерование торцов и зацентровка; б — отрезка и зацентровка; е — фрезерование
торцов, зацентровка и обтачивание крайних шеек; г — обтачивание фасок н подрезание
торцон; д — фрезерование торца, зацентровка и сверление отверстий; е — фрезерование
торцов, растачивание фасок и отверстий
Комплексную обработку проводят на двухпозиционных полу-
автоматах МР-71, МР-73; многопозиционных полуавтоматах бара-
банного типа МР-77, МР-78. К преимуществам этого метода обра-
ботки относятся повышение точности,сокращение времени (время
Цикла 25—50 с); к недостаткам — большая сложность наладки.
На современных фрезерно-центровальных станках благодаря
Црименению многоинструментных головок можно выполнять
Растачивание отверстий, обтачивание концов вала, сверление
°Тверстий во фланце и другие операции (рис, 10, а—е). Эти,станки
39
Рнс. И. Схема обработки шарового пальца
на шестишпиндельном горизонтальном ав-
томате
Рис. 12. Схема, полной обработки детали
на автомате
экономически целесообразно применять даже при загрузке всего
иа 20%.
Токарная обработка ступеней вала проводится на универсаль-
ных, револьверных, многошпиндельных, многорезцовых, токарно-
копировальных станках и иа станках с программным управлением.
Одно- и многошпиндельные прутковые автоматы применяют при
обработке валов небольшого диаметра, длиной до 150 мм. На
рис. 11 показана наладка шестишпиндельного автомата для обра-
ботки шарового пальца. Шейку наименьшего диаметра получают
резцом, установленным в люнетной державке (позиция 7). Фа-
сонную поверхность обрабатывают на четырех позициях II—V
с поддерживающими роликами, чистовую обработку (позиция V)
ведут бреющим резцом, установленным в качающейся державке.
Отрезка детали (позиция VI) совмещена с проточкой шейки у но-
вой детали.
На современных автоматах можно выполнить полную механи-
ческую обработку вала (рис. 12). После подачи прутка до упора
40
(позиция /) проводят обработку фасонным резцом (позиция II).
фрезерование лысок и сверление поперечного отверстия (пози-
ция Ш) выполняют при невращающемся шпинделе. На дополни-
тельной позиции, после отрезки (позиция IV), сверлят отверстие
с другой стороны вала (позиция IVa).
Используя специальные приспособления, на автоматах можно
фрезеровать шлицы, прошивать фасонные отверстия, накатывать
клейма и т. д.
Обычно на автоматах и револьверных станках обрабатывают
валы, не имеющие центровых отверстий. На этих же станках
обрабатывают поверхности головок валов. Деталь в этом случае
устанавливают в цанговый патрон (рис. 13).
При обработке ступенчатых валов часто используют одношпин-
дельные многорезцовые и гидрокопировальные полуавтоматы
(рис. 14, а, б). Точность однопроходной обработки на многорез-
цовых станках 1А720 и 1А730 не выше 3-го класса из-за значитель-
ной погрешности наладки инструментов на размер (даже при ис-
пользовании взаимозаменяемых державок) неравномерного изна-
шивания резцов, а автоматическую подналадку на размер осу-
ществить невозможно. Резцы (стремятся применять не более де-
сяти) вступают в работу в разное время, что приводит к большой
и неодинаковой во времени деформации системы. Несмотря на это,
многорезцовая обработка эффективнее копировальной при обра-
ботке валов, имеющих большие длину, диаметры и перепады
ступеней. На многорезцовых станках обработку ведут по методу
деления длины. Каждую шейку обрабатывают за один проход.
Основное время обработки определяют по наибольшей длине хода
лимитирующего резца.
Широкое применение в условиях поточного производства по-
лучили токарные гидрокопировальные полуавтоматы типа 1708,
1712, 1713, 1719, 1722, 1Б732, которые позволяют с автоматичес-
ким циклом выполнять одно- и многопроходную обработку на-
ружных, внутренних и торцовых поверхностей деталей длиной
До 2000 мм. Так как обработку можно выполнять одним резцом,
то деформации малы, что позволяет обтачивать валы невысокой
жесткости. Допускаемые отклонения диаметра 0,02—0,06 мм,
Длины 0,10—0,15 мм. На современных станках при одном уста-
нове можно вести черновую и чистовую обработку с использова-
нием нескольких независимых копировальных и подрезных суп-
портов. На копировальных суппортах могут быть установлены
Револьверные державки с несколькими инструментами. Скорость
Резания при гидрокопировальной обработке почти в 2 раза выше,
чем при многорезцовой.
На гидрокопировальных станках можно запрограммировать
бесступенчатое изменение частоты вращения шпинделя, благо-
даря чему сохраняется постоянство скорости резания при обра-
отке ступеней различного диаметра. Одновременно, во избежание
Перегрузки инструментов и узлов станка производится автомата_
41
я;
Рис, 14. Схема обработки деталей иа многорезцовом и гидрокопнровальном полуавто-
матах:
а — поворотного кулака с перемещением одного резца по копиркой линейке; бвала
одним резцом по копиру
42
Рис. 13. Схема обработки первичного вала коробки передач на восьмншпиидельном авто-
мате:
I — V1II — номера позиций. В позиции I устанавливают заготовку и снимают обработан-
ную деталь (на рисунке не показано)
Рис. 15. Варианты обработки ступенчатых валов на гидрокопнровальных стайках
ческое изменение подачи, поэтому достигается постоянное и пол-
ное использование мощности станка. Такие станки оснащены уст-
ройствами для активного контроля размеров или адаптивного
управления, для автоматической подналадки и смены инструмента,
для загрузки и разгрузки заготовок и т. д.
При наладке инструмент устанавливают по одной шейке, а
остальные размеры обеспечивает копир, поэтому время наладки
мало (30—35 мин).
На рис. 15, а—г приведены наиболее характерные варианты
обработки ступенчатых валов на токарных гидрокопнровальных
полуавтоматах. Очень часто одним копировальным суппортом в не-
сколько проходов обрабатывают одну сторону вала (схема на
рис. 15, а). Схема на рис. 15, б отличается тем, что обработку ведут
с помощью двух копировальных суппортов, при схеме на рис. 15, в
обработку канавок ведут с помощью подрезного суппорта.
С целью обеспечения высокой точности обработки подрезной
суппорт вступает в работу после окончания работы копироваль-
ного. Наиболее эффективной является многопроходная обработка
вала с двух сторон (схема на рис. 15, г) при использовании двух
копировальных суппортов с разным направлением рабочей подачи.
В этом случае применяют специальные торцовые поводковые пат-
роны.
Современные токарные гидрокопировальные полуавтоматы
производительнее многорезцовых токарных станков, хорошо при-
способлены для встраивания в автоматические линии; их целесооб-
разно применять в серийном производстве при партии деталей
б°лее 10 шт. и в массовом.
43
В серийном производстве валы иногда обрабатывают на уни-
версальных токарных станках с гидросуппортом. Применение этих
станков позволяет сократить вспомогательное время в 2—3 раза
по сравнению с использованием обычных токарных станков. С по-
мощью таких суппортов можно обрабатывать партии из трех-четы-
рех заготовок.
При обработке валов, установленных в центрах, для выдержи-
вания линейных размеров от постоянной базы рекомендуют при-
менять плавающие передние центра с упором торца заготовки
в упорное кольцо. Это позволяет исключать ошибки по глубине за-
центровки, однако из-за наличия зазора в сопряжении центр —
гнездо диаметральные размеры выдерживаются при этом менее
точно. Для повышения точности обработки и жесткости после
закрепления детали следует закреплять и плавающий центр.
При мелкосерийном производстве валы обрабатывают также на
токарных станках с программным управлением 16К20ФЗ,
1М63Ф306, 1Б732ФЗ, 1713ФЗ и др. Обработку деталей на таких
станках ведут по заранее составленной программе. Для станков
с ЧПУ программу составляют на перфоленте. Переналадку на
обработку другой детали можно осуществить быстро и достаточно
просто. Эти станки позволяют вести обработку деталей в несколько
переходов, несколькими автоматически заменяемыми инструмен-
тами. В случае необходимости автоматически могут изменяться
частота вращения шпинделя и подача. Наибольший эффект дости-
гается при обработке сложных деталей с криволинейными образу-
ющими. В этом случае уменьшается время обработки в 1,5—2 раза
по сравнению с обработкой на универсальных станках, повышается
качество деталей, уменьшается вероятность получения бракован-
ных деталей. Однако применение таких станков связано с увеличе-
нием трудоемкости проектирования операции, необходимостью
применения точного режущего и вспомогательного инструмента,
увеличением затрат на эксплуатацию оборудования.
При проектировании токарной операции на станках с ЧПУ
решают как общие для любого оборудования технологические за-
дачи, так и задачи, являющиеся специфическими для этих станков.
Всю подготовку к обработке на станках с ЧПУ можно разбить на
технологическое проектирование, расчет траектории движения
инструмента, составление управляющей перфоленты, отладку про-
граммы.
При технологическом проектировании разрабатывают опера-
ционный технологический процесс, в котором подробно рассматри-
вают содержание переходов, выбирают режущий инструмент, на-
значают режимы резания, проектируют приспособления для обра-
ботки. Все это выполняют и при разработке технологических про-
цессов для обычного оборудования. Специфика заключается в том,
что все результаты дают в форме, наиболее удобной для последую-
щей разработки траектории движения инструмента и управляющей
программы.
44
Стоимость станков с ЧПУ в несколько раз выше стоимости уни-
версальных станков, поэтому чем меньше потери на холостой ход,
оптимальнее условия обработки, тем выше эффект от применения
такого оборудования. Задачей технологического проектирования
является установление оптимальных условий обработки.
При технологическом проектировании исходной информацией
являются чертежи заготовки и детали, технологические данные о
станке, альбомы режущего и вспомогательного инструмента, объем
и график выпуска деталей, а также справочные данные по режи-
мам, нормам времени, типовым технологическим процессам и т. д.
Предполагается, что выдаче задания на проектирование токарной
операции на станках с ЧПУ предшествует работа по выявлению
номенклатуры деталей, обработка которых наиболее эффективна.
Вначале разрабатывают карту эскизов на выполняемую опе-
рацию в соответствии с требованиями ГОСТ 3.1104—74. На карте
эскизов указывают данные, необходимые для выполнения техноло-
гического процесса: размеры, предельные отклонения, обозначе-
ния шероховатости поверхностей, технические требования и т. д.
Обрабатываемые поверхности изделия обводят сплошной линией
толщиной (2-е-З) s по ГОСТ 2.303—68. Все обрабатываемые поверх-
ности нумеруют арабскими цифрами в направлении движения
часовой стрелки. Номер поверхности проставляют в окружности
диметром 6—8 мм и соединяют с размерной линией. Введение номе-
ров позволяет сократить запись в содержании переходов, где не
указывают размеры и предельные отклонения обрабатываемой по-
верхности, например «точить торец 1». Условные обозначения опор
и зажимов выполняют согласно ГОСТ 3.1107—73. После составле-
ния карты эскизов дорабатывают чертеж заготовки: на чертеже тон-
кими линиями наносят контур поверхностей, получаемых после
обработки на станке с ЧПУ.
Одновременно с разработкой указанных документов проводят
оценку технологичности конструкции деталей. Желательно, чтобы
обработка проводилась с наименьшим количеством установов,
форма детали была простой, а галтели и канавки однотипными
(заметим, что галтели радиусом более 3 мм обрабатывают по про-
грамме). Это позволит уменьшить количество применяемых ин-
струментов и снизить трудоемкость проектирования управляющей
программы. Очевидно, что технологический контроль на этапе
Разработки рабочих чертежей наиболее эффективен, так как в даль-
нейшем отпадает необходимость изменения чертежей и ускоряется
подготовка производства изделий.
Технологическое проектирование включает выбор установоч-
ных баз и методов крепления детали.
Исходя из анализа требований по точности обработки и шерохо-
ватости поверхности, устанавливают необходимость чистовой об-
работки. Чистовую обработку ведут специально выделенными
Нстру ментами по контуру детали с припуском 0,1—0,4 мм. На-
каченные режимы чистовой обработки должны обеспечить задан-
45
ную точность и производительность обработки. Режимы черновой
обработки назначают исходя из других соображений. Черновую
обработку стремятся вести с наибольшей возможной производи-
тельностью, при максимальном снятии припуска, с большой пода-
чей, при минимальных потерях на холостой ход инструмента.
Ограничениями для выбора варианта чистовой обработки яв-
ляются требования по точности, для выбора же варианта черно-
вой обработки ограничения характеризуют 'предельные возмож-
ности технологической системы: мощность привода главного дви-
жения, наибольший крутящий момент на шпинделе, допустимые
нагрузки на механизмы подач, предельные подачи станка, проч-
ность державки резца и режущей пластины, отсутствие вибраций
при обработке и т. д.
Выбор инструмента определяется конфигурацией детали, тре-
бованиями по точности, шероховатости поверхности, величиной
припуска. В 80% случаев обработки одной детали точением приме-
няют до семи инструментов. Современные станки имеют механизмы
для автоматической смены инструмента. Инструменты выбирают из
альбома инструментов для данного станка. Стремятся обработать
одним инструментом наибольшее количество поверхностей для
уменьшения времени на его смену.
Резцы используют в основном с механическим креплением мно-
гогранных неперетачиваемых твердосплавных пластин. Настройку
инструмента на размер ведут вне станка на специальных приспособ-
лениях. Погрешность установки инструмента относительно резце-
держателя от ±0,01 до ±0,02 мм.
Проектирование траектории движения инструмента начинают
с назначения нулевой (исходной) точки, которая определяет поло-
жение инструмента перед началом его движения. Обычно преду-
сматривают возврат после обработки инструмента в нулевую точку.
Это позволяет проверить правильность составления программы и
установить наличие сбоя при обработке.
Для уменьшения потерь времени длина перемещения инстру-
мента от нулевой до первой точки первой обрабатываемой поверх-
ности должна быть минимальной. В то же время должна обеспечи-
ваться свободная смена инструмента (поворот резцедержателя),.
закрепление и снятие обрабатываемой детали, удаление стружки
и т. д. Инструмент в нулевой точке должен хорошо просматри-
ваться со стороны рабочего.
Для получения требуемой точности обработки координаты ну-
левой точки указывают с допуском ± (0,02-4-0,05) мм при наличии
в детали ранее окончательно обработанных поверхностей и
± (0,1-4-0,5) мм, если окончательная обработка не проводилась.
При вычерчивании траектории движения инструмента точкам,
в которых изменяется направление движения или подача (их назы-
вают опорные точки), присваивают номера. Номера присваивают
всем точкам без пропуска (рис. 16). Поверхность между двумя
опорными точками называют участком. Положение опорных точек
4G
относительно начала координат должно быть определено с точ-
ностью до 0,01 мм по оси г, совпадающей с осью шпинделя и на-
правленной от патрона к инструменту, и до 0,001 мм по оси х, на-
правленной вправо от оси г, если смотреть от патрона к инстру-
менту, и расположенной в плоскости опорных торцов кулачков
патрона.
При расчете координат опорных точек учитывают допуски на
размеры. Если допуск меньше 0,05 мм, расчет ведут по номиналь-
ному размеру, если больше 0,05 мм — по среднему размеру (с уче-
том допуска). В ряде случаев размер вычисляют более точно, учи-
тывая погрешности настройки и упругие деформации технологи-
ческой системы.
Рабочий ход инструмента начинается до подхода к обрабатывае-
мой поверхности. Величина врезания в зависимости от конструк-
ции станка и вида инструмента назначается равной 0,5—10 мм.
Перед рабочим ходом инструмент может двигаться на ускоренной
подаче. Несмотря на высокую точность изготовления, в механизме
подач станка имеется, хотя бы небольшой, «мертвый ход», поэтому
при обработке точных поверхностей подход к ним всегда выпол-
няют в направлении рабочей подачи. Следует отметить также, что
при построении траектории движения учитывают наличие радиуса
скругления при вершине резца и в сложных случаях устанавли-
вают траекторию движения центра скругляющей дуги инстру-
мента.
Вся полученная информация об обработке записывается на
программоносителе на определенном языке программирования.
Преимуществом станков с ЧПУ является возможность введения
коррекции, предыскажения программы для уменьшения влияния
иа точность упругих деформаций системы и т. д.
Шпоночные пазы, (канавки) в зависимости от формы получают
Фрезерованием концевыми или дисковыми фрезами. Наиболее
производителен метод фрезерования пазов под сегментные шпонки
Дисковой фрезой на горизонтально-, вертикально-фрезерных или
агрегатных станках.
Пазы под призматическую шпонку получают фрезерованием
концевой шпоночной фрезой. Использование в этом случае мерного
инструмента имеет следующие недостатки: большая погрешность
обработки пазов по ширине, зависящая от допуска на размер ин-
47
струмента; попадание стружки в канавки инструмента, затрудняю-
щее получение требуемой шероховатости поверхности; малый срок
службы инструмента из-за изменения размера при переточках.
Для обработки точных пазов немерным инструментом приме-
няют рамочное фрезерование и фрезерование с осциллированием.
Обработка при первом методе может выполняться по разным схе-
мам: при простом рамочном фрезеровании инструмент подают на
всю глубину и обрабатывают сначала одну, а затем другую боко-
вую стороны; при двойном рамочном фрезеровании фрезеруют
сначала середину паза, а затем боковые стороны. В зависимости от
обрабатываемых материалов цикл может изменяться: применяют
ускоренную подачу (легкообрабатываемые материалы) или глу-
бину разделяют на несколько шагов (вязкие материалы).
При фрезеровании с осциллированием пазы обрабатывают за
один проход; требуемую ширину получают за счет дополнитель-
ного осциллирующего кругового и качательного движения фрезы
в направлении, перпендикулярном рабочей подаче. Например,
двухзубую фрезу крепят в специальном патроне с определен-
ным эксцентриситетом относительно оси вращения. Обработку
ведут на специальном шлицефрезерном станке с маятниковой по-
дачей. После каждого хода осуществляют подачу на глубину 0,1—
0,25 мм.
Заготовки при фрезеровании канавок устанавливают в цен-
трах, призмах или крепят в тисках. Наилучшие результаты по точ-
ности обработки обеспечиваются при первом способе установки.
Шлицы на валах получают фрезерованием, строганием, про-
тягиванием, точением, накатыванием.
Фрезерование в один переход дисковой профильной фрезой
из быстрорежущей стали (рис. 17, а) на горизонтально-фрезерных
станках осуществляется методом единичного деления. Этот метод
не обеспечивает высокой производительности и применяется в еди-
ничном и мелкосерийном производстве. Большая производитель-
ность, но меньшая точность могут быть получены при одновремен-
ной обработке двух деталей.
Фрезерование в два перехода (рис. 17, б) на горизонтально-фре-
зерных станках: чистовое боковых поверхностей — дисковыми
двусторонними фрезами и черновое внутренней поверхности —
профильной фрезой, обеспечивает более высокую производитель-
ность, однако при этом необходимы специальные фрезы, более
сложная наладка. Метод применяют в серийном производстве.
Высокой производительностью характеризуется метод фрезе-
рования в два перехода (рис. 17, в). Черновое фрезерование двух
впадин одновременно у двух деталей выполняют специальными
фасонными фрезами из быстрорежущей стали. Для чистового
фрезерования одновременно двух боковых сторон шлица приме-
няют торцовые фрезы, оснащенные пластинками твердого сплава.
Область применения метода — крупносерийное и массовое произ-
водство.
48
Рис. 17. Схемы фрезерования шлицев
Наиболее распространено нарезание шлицев на шлицефрезер-
ных и зубофрезерных станках методом обкатки червячной фрезой
(рис. 17, г). Этот метод является универсальным, используя его
можно получить валы со шлицами разной формы в производстве
любого типа.
Для обеспечения высокой точности обработки большое значе-
ние имеет выбор оптимального варианта установки вала (рис. 18, а,
б). Наилучшие результаты по точности получаются при установке
вала в два центра (рис. 18, а). Применение патрона (рис. 18, б)
обеспечивает высокую жесткость системы и позволяет вести обра-
ботку длинных деталей.
Червячные фрезы применяют одно- и многозаходные. Одноза-
ходные червячные фрезы обеспечивают высокую точность (откло-
нение по толщине зуба 0,03—
0,10 мм, по диаметру окружности
впадин 0,025—0,12 мм, непарал-
лельность шлицев на длине 100 мм
До 0,04 мм), однако имеют низ-
кую производительность. Эти фре-
Зы применяют при однократной
обработке валов диаметром 60—
мм (без термической обработки)
и при чистовой обработке валов
Диаметром более 60 мм, а также
После закалки валов до твердости
W 40
Рис. 18. Схемы установки валов^при
фрезеровании шлицев
49
Многозаходные фрезы позволяют повысить производительность
обработки, но при их использовании снижается точность шлице-
фрезерования. Эти фрезы используют на черновых переходах'перед
обработкой однозаходными фрезами или перед термической обра-
боткой с шлифованием шлицев.
Трудоемкость обработки шлицев червячными фрезами значи-
тельная и составляет до 60% общей трудоемкости изготовления
вала. Применение этого способа в крупносерийном и массовом про-
изводстве экономично только при нарезании шлицев небольшой
длины. Сейчас более производительными способами являются кон-
турное строгание, точение, протягивание и накатывание шлицев.
Строгание одновременно всех шлицев выполняют с помощью
специальной охватывающей головки с числом резцов, равным числу
впадин вала. После каждого рабочего хода резцы сдвигают к цен-
тру на 0,1 мм при черновом и на 0,05 мм при чистовом проходе.
В два перехода обрабатывают валы, не подвергаемые в дальнейшем
термической обработке и шлифованию. Скорость резания при об-
работке 20—25 м/мин. Этим методом можно обрабатывать валы
диаметром более 20 мм. Неэкономично обрабатывать строганием
шлицы длиной менее 50 мм, и нельзя обрабатывать закрытые шлицы
и валы, у которых канавки для выхода инструмента меньше 6 мм.
При выполнении операции к инструменту и станку предъявляют
повышенные требования по точности. Обработку проводят на
специальных станках вертикального типа 5104 при наибольшей
длине изделия 360 мм, длине обрабатываемых шлицев 350 мм,
диаметре 50 мм и на станках МА-5104 при наибольшей длине изде-
лия 1000 мм, длине обрабатываемых шлицев 450 мм, диаметре
65 мм.
Высокопроизводительным методом является протягивание шли-
цев блочными сборными протяжками. При этом методе одновре-
менно обрабатывают две впадины. Заданная глубина получается
последовательным срезанием слоев металла зубьями блока про-
тяжки за один или два прохода. Подача на зуб составляет 0,1—
0,15 мм. Конструкция инструмента, применяемого на станках
МА-51 и 7520, позволяет нарезать шлицы на валах диаметром
30—90 мм при перепаде ступеней не более 10 мм по радиусу. При
этом глубина паза до 3,5 мм, длина обрабатываемых шлицев 250—
500 мм. Эвольвентные шлицы обычно не протягивают.
Строгание и протягивание шлицев применяют в условиях мас-
сового и крупносерийного производства.
Наиболее производительным методом является получение шли-
цев до модуля 2,5—3 мм накатыванием в холодном состоянии, а до
модуля 10 мм — в горячем. К заготовке, используемой при нака-
тывании, предъявляют повышенные требования по точности: допу-
стимое отклонение наружной поверхности 0,05—0,07 мм при диа-
метре 30—50 мм, радиальное биение не более 0,05 мм. Твердость
исходной заготовки НВ 220. После холодного накатывания твер-
дость повышается на 20—30%, поэтому валы в дальнейшем можно
50
не подвергать термической обработке. Повышается также в 1,4 раза
износостойкость и прочность валов и снижается на 10—20% рас-
ход материала.
Шлицы накатывают по методу копирования (продавливанием
через зубчатую матрицу, накатной многороликовой головкой с про-
дольной подачей и т. д.) или обкатывания (цилиндрическими роли-
ками, плоскими или цилиндрическими рейками и т. д.).
Многороликовой головкой накатывают шлицы (рис. 19, а)
прямобочного, треугольного, эвольвентного профилей на прессе
ПО-532 при длине вала до 400 мм, шлицев — до 250 мм, наиболь-
шем диаметре шлицев 100 мм, номинальном усилии 160 тс. Накаты-
вание проводят за один проход одновременно всех шлицев, время
обработки при длине шлицев 100 мм составляет 20 с. При этом
Получается шероховатость поверхности Ra = 2,5-ь 0,63 мкм, про-
изводительность увеличивается до 15 раз по сравнению с фрезе-
рованием шлицев.
Цилиндрическими зубчатыми роликами с продольной подачей
(Рис. 19, 5) можно накатывать сквозные и закрытые шлицы эволь-
вентного профиля модулем до 3 мм, диаметром 20—250 мм, длиной
51
до 1000 мм. Производительность при этом методе повышается
в 10 раз по сравнению с нарезанием шлицев червячной фрезой. Зна-
чительно большее повышение производительности обеспечивают
методы накатывания шлицев эвольвентного и треугольного про-
филей плоскими (до 4'0 раз) или цилиндрическими (до 30 раз) зубча-
тыми рейками (рис. 19, в). Радиальное биение зубчатого венца
0,025—0,06 мм, шероховатость поверхности Ra — 1,25-т-0,32 мкм.
Шлицы обычно подвергают термической обработке, так как это
обеспечивает повышение долговечности и износостойкости почти
в 3 раза.
После термической обработки шлицы шлифуют на шлифоваль-
ных станках по различным схемам (рис. 20, а—г). При центриро-
вании по внутреннему диаметру и боковым поверхностям валов,
имеющих до шести канавок, применяют метод шлифования одним
профильным кругом (рис. 20, а), для которого характерна про-
стота наладки, обеспечение точного взаимного расположения по-
верхностей, длительное сохранение профиля круга (круг на кера-
мической связке).
На валах с большим числом канавок поверхности шлифуют
тремя кругами, закрепленными на одной оправке (рис. 20, б).
При этом улучшаются условия работы, так как можно применить
круги разных характеристик, однако снижается жесткость системы.
Раздельное шлифование поверхностей с разных установов
(рис. 20, в) не обеспечивает высокой точности и увеличивает на
30—40 % время обработки.
При центрировании по наружной поверхности боковые поверх-
ности шлицев шлифуют двумя кругами, установленными на одной
оправке (рис. 20, г).
Современные станки, например полуавтомат ЗП451С, оснащены
системой адаптивного управления. При черновой обработке авто-
матически изменяется скорость движения стола, тем самым поддер-
живается постоянная мощность шлифования и обеспечивается наи-
большая производительность. По автоматическому циклу осущест-
вляется деление, подача, измерение размеров шлицев в процессе
шлифования, переход с черновой подачи на чистовую, выхажива-
ние и правка круга. Рекомендуемые режимы обработки: верти-
кальная подача 0,015—0,025 мм на двойной ход; скорость шлифо-
вания 20—25 м/с; скорость движения стола 12—15 м/мин; припуск
на сторону 0,16—0,40 мм. Охлаждение при шлифовании осущест-
вляется триэтаноламином.
Наибольшую точность шлифования обеспечивает установка
вала в центрах (рис. 21, а, б). После угловой фиксации вала с по-
мощью шаблона хомутик закрепляют. При малой величине выхода
шлифовального круга применяют установку на обратный центр
(рис. 21, б) с выверкой по индикатору, но этот метод обеспечивает
меньшую точность обработки.
Наружную резьбу навалах нарезают резцом на станках КТ36Л,
КТ36Б и на универсальных токарных-винторезных станках;
52
Рис. 20. Схемы шлифования шлицев
Рис. 21. Схемы установки валов при шлифо-
вании шлнцсв
нарезают самооткрывающимися головками; фрезеруют группо-
выми резьбовыми фрезами на полуавтоматах 5К63 и др. (рис. 22, а);
накатывают на резьбонакатных полуавтоматах А2527 и др.
(рис. 22, б, в).
Из условий производительности резьбу шагом до 3 мм при
числе витков до 20 нарезают твердосплавными резцами; при диа-
метре вала до 42 мм— резьбонарезными головками; при диаметре
42—100 мм — групповыми фрезами; при диаметре более 100 мм —
резцами. В массовом производстве резьбу накатывают на резьбо-
накатных станках с двумя роликами или плоскими плашками.
При этом на обрабатываемом участке вала не должно быть лысок,
пазов и отверстий.
Резьбовые отверстия, как правило, выполняют по 3-му классу
точности. Резьбу в отверстиях нарезают метчиками обычно за одну
операцию со сверлением и растачиванием на токарных, токарно-
револьверных, агрегатных станках и автоматах.
Шлифование шеек валов проводят на круглошлифовальных (цен-
тровое шлифование) или бесцентрово-шлифовальных станках.
^ис. 22. Схемы обработки резьбы на валах:
° — фрезерованием групповой фрезой; б — накатыванием с поперечной подачей; в —
"Вкатыванием с осевой подачей
53
до 1000 мм. Производительность при этом методе повышается
в 10 раз по сравнению с нарезанием шлицев червячной фрезой. Зна-
чительно большее повышение производительности обеспечивают
методы накатывания шлицев эвольвентного и треугольного про-
филей плоскими (до 40 раз) или цилиндрическими (до 30 раз) зубча-
тыми рейками (рис. 19, в) Радиальное биение зубчатого венца
0,025—0,06 мм, шероховатость поверхности Ra = 1,25-4-0,32 мкм.
Шлицы обычно подвергают термической обработке, так как это
обеспечивает повышение долговечности и износостойкости почти
в 3 раза.
После термической обработки шлицы шлифуют на шлифоваль-
ных станках по различным схемам (рис. 20, а—г). При центриро-
вании по внутреннему диаметру и боковым поверхностям валов,
имеющих до шести канавок, применяют метод шлифования одним
профильным кругом (рис. 20, «), для которого характерна про-
стота наладки, обеспечение точного взаимного расположения по-
верхностей, длительное сохранение профиля круга (круг на кера-
мической связке).
На валах с большим числом канавок поверхности шлифуют
тремя кругами, закрепленными на одной оправке (рис. 20, б).
При этом улучшаются условия работы, так как можно применить
круги разных характеристик, однако снижается жесткость системы.
Раздельное шлифование поверхностей с разных установов
(рис. 20, в) не обеспечивает высокой точности и увеличивает на
30—40% время обработки.
При центрировании по наружной поверхности боковые поверх-
ности шлицев шлифуют двумя кругами, установленными на одной
оправке (рис. 20, г).
Современные станки, например полуавтомат ЗП451С, оснащены
системой адаптивного управления. При черновой обработке авто-
матически изменяется скорость движения стола, тем самым поддер-
живается постоянная мощность шлифования и обеспечивается наи-
большая производительность. По автоматическому циклу осущест-
вляется деление, подача, измерение размеров шлицев в процессе
шлифования, переход с черновой подачи на чистовую, выхажива-
ние и правка круга. Рекомендуемые режимы обработки: верти-
кальная подача 0,015—0,025 мм на двойной ход; скорость шлифо-
вания 20—25 м/с; скорость движения стола 12—15 м/мин; припуск
на сторону 0,16—0,40 мм. Охлаждение при шлифовании осущест-
вляется триэтаноламином.
Наибольшую точность шлифования обеспечивает установка
вала в центрах (рис. 21, а, б). После угловой фиксации вала с по-
мощью шаблона хомутик закрепляют. При малой величине выхода
шлифовального круга применяют установку на обратный центр
(рис. 21, б) с выверкой по индикатору, но этот метод обеспечивает
меньшую точность обработки.
Наружную резьбу навалах нарезают резцом на станках КТ36Л,
КТ36Б и на универсальных токарных-винторезных станках;
52
Рис. 20. Схемы шлифования шлнцеа
Рис. 21. Схемы установки валов при шлифо-
вании шлицев
нарезают самооткрывающимися головками; фрезеруют группо-
выми резьбовыми фрезами на полуавтоматах 5KG3 и др. (рис. 22, а);
накатывают на резьбонакатных полуавтоматах А2527 и др.
(рис. 22, б, в).
Из условий производительности резьбу шагом до 3 мм при
числе витков до 20 нарезают твердосплавными резцами; при диа-
метре вала до 42 мм— резьбонарезными головками; при диаметре
42—100 мм — групповыми фрезами; при диаметре более 100 мм —
резцами. В массовом производстве резьбу накатывают на резьбо-
накатных станках с двумя роликами или плоскими плашками.
При этом на обрабатываемом участке вала не должно быть лысок,
пазов и отверстий.
Резьбовые отверстия, как правило, выполняют по 3-му классу
точности. Резьбу в отверстиях нарезают метчиками обычно за одну
операцию со сверлением и растачиванием на токарных, токарно-
револьверных, агрегатных станках и автоматах.
Шлифование шеек валов проводят на круглошлифовальных (цен-
тровое шлифование) или бесцентрово-шлифовальных станках.
Рис. 22. Схемы обработки резьбы на валах:
° ~~ фрезерованием групповой фрезой; б — накатыванием с поперечной подачей; в —
акатыванием с осевой подачей
53
Круглое наружное шлифование в серийном и массовом произ-
водстве выполняют за одну или две операции. Во втором случае
возможен более рациональный выбор характеристики кругов и ре-
жимов обработки.
Шлифование с поперечной (врезанием) и продольной подачей
обеспечивает 2-й класс точности при снятии припуска на диаметр
за одну операцию до 0,6 мм и за две операции — свыше 0,8 мм;
1-й класс точности при снятии припуска за одну операцию до 0,2 мм
и за две операции — свыше 0,4 мм. При черновой операции сни-
мают 75—80% припуска. Качество поверхности при этом методе
шлифования получается не очень высоким (Ra = 0,32 мкм).
Шлифование с продольной подачей (рис. 23, а) применяют при
длине обрабатываемой шейки, превышающей ширину круга
(обычно более 80 мм). Метод характеризуется низкой производи-
тельностью, но обеспечивает высокое качество поверхности.
Врезное шлифование (рис. 23, б) при длине шейки до 80 мм,
а на специальных станках до 200 мм позволяет получить цилиндри-
ческие, конические и фасонные поверхности. При шлифовании до
упора обеспечивается 3-й класс точности, с использованием при-
боров активного контроля 1—2-й класс. При шлифовании несколь-
54
кИх шеек кругами, установленными на одной бабке (рис. 23, в),
точность обработки зависит от однородности кругов, припуска на
щейки, жесткости системы. Отклонение размера обычно 10—
25 мкм; несоосность 5—10 мкм. При использовании станков с не-
сколькими бабками точность выше.
Одновременное шлифование шейки и торца проводят с наклоном
круга. Угол наклона а круга определяется соотношением при-
пуска на торец и шейку: если основной припуск снимается с шейки,
то а — 8-^20°; если припуски равны, а = 45°. При угловой по-
даче круга станки снабжают локаторами для осевой ориентации
детали.
Обычно при шлифовании торцовое биение^не более 0,01 мм;
отклонение осевых размеров 0,05—0,10 мм, некруглость шеек
3—4 мкм. При одновременном шлифовании поверхностей 2-й класс
точности получают только на одной шейке, другие шейки, обраба-
тываемые кругами, установленными на этой бабке, имеют 3-й класс
точности. Скорость шлифования 35—60 м/с.
Для обеспечения высокой производительности применяют
станки с автоматическим циклом шлифования (рис. 24). Автомати-
ческий цикл шлифования предусматривает ускоренную подачу ин-
струмента при подводе Лив период врезания А; рабочую подачу
в период Б снятия основного припуска; выхаживание В без подачи
для улучшения геометрической формы и уменьшения шерохова-
тости поверхности; выхаживание Г с микроподачей для достиже-
ния заданного размера и качества поверхности. Наблюдение за
ходом процесса проводят с помощью приборов активного контроля.
В условиях серийного производства все большее применение
находят станки с ЧПУ. С помощью приборов, установленных на
/7
Рис. 24. Автоматический
цикл шлифования:
а — поперечная подача шли-
фовального круга; б — съем
металла при шлифовании
этих станках, контролируют размеры детали, перемещения стола
и бабки, задают и проверяют перемещения и т. д. При этом время
обработки сокращается в 1,5—2 раза по сравнению с обработкой
на станках с ручным управлением.
Начинают применять также станки для силового шлифования
со скоростями 50—80 м/с. На этих станках можно шлифовать|Гпо-
ковки без предварительной механической обработки, правка перед
чистовыми проходами, предусмотренная
в автоматическом цикле, обеспечивает
2‘й класс точности, шероховатость поверх-
ности Ra = 0,32 мкм.
Бесцентровое шлифование методом
врезания (рис. 25, а—д) позволяет обрабо-
тать одновременно до 10 шеек. Шлифоваль-
ый круг в этом случае правят по копиру, а
еДущий делают прямым или ступенчатым.
Бесцентровое шлифование с продоль-
°и подачей обеспечивает большую про-
изводительность, применяется при обра-
Тке гладких валов.
55
Рис. 25. Схемы бесцентрового шлифования:
а — круглого; б—д — соответственно крестовины, ступенчатого валика, конуса и сфе-
рической головки шарового пальца методом врезания /, 8, 11 — шлифовальные круги;
2, 7, 12 — обрабатываемые детали; 3, 13 — ведущие круги; 4, 10, 15 — опорные ножи;
5 — пружина; 6 — поддержка; 9 — упор; 14 — поддерживающая втулка; 16 — опор-
ная призма
Опорный нож регулируют по высоте так, чтобы обеспечить рас-
положение оси заготовки над центровой линией кругов. В опти-
мальном случае расположения заготовки уменьшаются отклоне-
ния ее формы и при работе не возникает вибраций. Это расстояние
составляет обычно 0,35—0,40 диаметра обрабатываемой заготовки,
но не более 14 мм. Необходимо установить нож параллельно обра-
зующей шлифовального круга, иначе возникнет отклонение
формы — бочко- или седлообразность.
Бесцентрово-шлифовальные станки широко применяют в мас-
совом производстве. Они хорошо приспособлены к встраиванию
в автоматические линии. В условиях серийного производства при-
менять их не всегда целесообразно, так как длительность перена-
ладки их составляет 12 ч (длительность наладки круглошлифоваль-
ных станков 2 ч).
Контроль валов предусматривает проверку диаметров шеек,
длин ступеней, размеров отверстий, шлицев, шпоночных канавок,
резьб, проверку точности формы и взаимного расположения по-
верхностей. При контроле используют предельные калибры, уни-
версальные приборы, многомерные контрольные приспособления.
Рассмотрим методы и средства, применяемые при контроле
валов с прямобочными [шлицами. Внутренний диаметр, нецилин-
дричность, некруглость посадочной поверхности контролируют
микрометром или индикаторной скобой в двух взаимно перпенди-
56
кулярных направлениях и в трех сечениях по длине. Отклонения
расположения проверяют с помощью индикатора. Вал устанавли-
вают в центрах или призмах. При контроле непрямолинейности
или непараллельное™ шлицев индикатор смещают вдоль вала. На-
копленную погрешность шага определяют также с помощью инди-
катора. Вал крепят в делительной головке. Индикатор устанавли-
вают по первому шлицу, затем поворачивают вал на шаг и опреде'
дяют отклонения. Применяют и другие методы контроля;
§ з. СТУПЕНЧАТЫЕ ВАЛЫ КОРОБОК ПЕРЕДАЧ
Технологию обработки валов коробок передач рассмотрим на
примере изготовления вторичного вала. Вторичный вал является
сложной деталью: кроме точно обработанных шеек он имеет шли-
цевые и зубчатые поверхности, резьбу и глубокое отверстие. Вал
подвергается термической обработке: цементации и закалке. По-
верхности, для которых не требуется высокой твердости, обраба-
тывают после цементации (до закалки). Это накладывает отпечаток
на последовательность обработки, которая проводится по такому
маршруту: 1) обработка технологических баз; 2) обработка наруж-
ной и внутренней поверхности; 3) обработка зубьев и поперечных
отверстий; 4) цементация; 5) обработка незакаливаемых поверх-
ностей; 6) закалка; 7) зачистка центровых фасок и шлифование
поверхностей; 8) контроль.
Наиболее точно у вала должны быть выполнены посадочные
шейки: точность по диаметру 2-й класс, шероховатость поверх-
ности Ra = 0,63 мкм, биение этих поверхностей при проверке
в центрах не более 0,03 мм.
Профиль шлицев — прямобочный, центрирование проводится
по внутреннему диаметру. Зубчатый венец имеет 11 зубьев, модуль
т — 8 мм, степень точности 7-я, предельные отклонения основного
шага ±0,03 мм. Предельное отклонение межосевого расстояния
при обкатке детали с эталонной шестерней и повороте на один зуб
Допускают 0,06 мм; при полном повороте—0,105 мм; непарал-
лельное™ образующей профиля зуба в пределах длины венца не
более 0,019 мм.
Обработанную деталь проверяют на дефектоскопе на отсутствие
трещин, расслоений, волосовин и неметаллических включений.
Остаточный магнетизм в детали не допускается.
Вал изготовляют из легированной стали, твердость которой
после нормализации НВ 341—477.
Заготовку получают объемной штамповкой. При этом перекос
Шиг) штампов допускается до 1,2 мм, коробление заготовки до
мм, поверхностные дефекты до 0,5 величины фактического при-
Уска, следы заусенца по плоскости разъема штампов до 1,2 мм,
Тамповочные уклоны 7°, неоговоренные радиусы 4 мм. Заготовку
ищают от окалины травлением. Припуски на обработку наруж-
। * Цилиндрических поверхностей и торцов составляют 4,5—
мм, допуски 3,3—4,4 мм.
57
Обработка вторичного вала проводится по типовому для сту.
пенчатых шлицевых валов маршруту.
1.	Обработка технологической базы включает одновременное
фрезерование торцов и сверление центровых отверстий на фрезер-
но-центровальном полуавтоматеМР-71. Смещение центровых отвер-
стий относительно оси допускается не более 0,5 мм, поэтому целе-
сообразно деталь крепить в самоцентрирующих призмах.
2.	Шейки и торцы обрабатывают за два перехода на токарных
полуавтоматах 1712 или на токарно-винторезных станках 1А625,
оснащенных гидросуппортом. При черновой обработке допускается
биение шеек не более 0,5 мм, точность обработки 7-й класс, шерохо-
ватость поверхности Rz = 80н-40 мкм. Основные размеры выдер-
живают с допуском 1,0 мм. Заготовку устанавливают в передний
плавающий и задний центра. Для ускорения установки применяют
самозажимные поводковые патроны.
После черновой обработки наружной поверхности сверлят цен-
тральное отверстие на многошпиндельном горизонтальном свер-
лильном станке и зенкуют фаску на вертикально-сверлильном
станке 2135. Деталь закрепляют в трехкулачковом патроне, так
как при сверлении смещение оси отверстия допускается 1 мм.
Биение кулачков патрона должно быть не более 0,15 мм. Глубокое
отверстие (L/D 8) целесообразно сверлить специальным свер-
лом, при этом обеспечивается более высокая точность и произво-
дительность обработки.
Чистовую обточку шеек и подрезку торцов проводят на ука-
занном выше оборудовании при установке детали в центрах. При
этом точность обработки За, 4-й класс, шероховатость поверхности
Rz = 20-r-lO мкм, биение шеек и торцов при проверке детали в цен-
трах не более 0,05 мм.
3.	Зубья обрабатывают на зубофрезерном станке 5А326 чер-
вячной фрезой. Вал устанавливают в центрах. После обработки
контролируют межосевое расстояние на специальном приспо-
соблении с эталонной шестерней: допустимое отклонение при по-
вороте на один зуб должно быть 0,1 мм, за один оборот 0,14 мм.
Погрешность направления зуба проверяют не менее чем у одной
детали в смену, отклонение допускается до 0,07 мм.
Затем сверлят поперечные отверстия на вертикально-свер-
лильном станке с помощью кондукторов. Вал устанавливают
в призмах.
4.	Для повышения износостойкости ряд поверхностей вала под-
вергают цементации и закалке до твердости HRC 58—64; твердость
сердцевины и остальных частей НВ 341—477.
5.	Так как при цементации поверхности детали не защищают,
то перед закалкой поверхности, которые не нужно закаливать, об-
рабатывают лезвийным инструментом: дополнительно рассверли-
вают центровое отверстие и подрезают торец; рассверливают глу-
бокое отверстие, обрабатывают ступени и центровые фаски и резьбу;
обтачивают шейку под шлицы.
58
После указанной обработки биение наружной поверхности зуб-
чатого венца и шейки под шлицы допускается не более 0,1 мм,
поверхности отверстия не более 1 мм. Для обеспечения этих тре-
бований вал устанавливают в трехкулачковый самоцентрирующий
патрон, имеющий биение рабочих поверхностей кулачков не более
О 1 мм.
’ Шлицы нарезают червячной шлицевой фрезой на шлицефрезер-
^оМ станке 5313, при этом деталь устанавливают в центрах. После
обработки биение шлицев по внутреннему диаметру допускается
до 0,1 мм.	т
6.	После выполнения указанных операций и ввертывания
заглушек в отверстие вал закаливают до указанной выше твер-
дости.
7.	После закалки центровые фаски очищают от окалины и затем
вал шлифуют. Вал при обработке устанавливают в центрах. Бие-
ние шлицев (по внутреннему диаметру) после шлифования должно
быть не более 0,05 мм, шеек вала не более 0,03 мм. Предельные
колебания межосевого расстояния зубчатого венца при об-
катке с эталонной шестерней и повороте на один зуб 0,06 мм, на
один оборот 0,105 мм.
8.	При контроле вала проверяют отсутствие трещин, размеры
и взаимное расположение поверхностей.
§ 4. ТОРСИОННЫЕ ВАЛЫ
Торсионные валы относятся к упругим элементам независимой
подвески гусеничных и колесных машин. При работе они нагру-
жены переменным крутящим моментом, поэтому основным требова-
нием, предъявляемым к данным деталям, является наличие высо-
ких и стабильных механических свойств, что обеспечивается спе-
циальными операциями по повышению усталостной прочности.
Торсионный вал имеет простую форму (рис. 26): цилиндриче-
ская часть диаметром d является рабочей. На наружной поверх-
ности головок выполняют шлицы треугольного профиля.
Рабочую, часть — стержень торсионного вала обрабатывают по
3—4-му классу точности, разность диаметров на всей длине должна
быть не более половины до-
пуска. Шероховатость по-
верхности стержня и галте-
лей (£>а = 0)63 мкм) обеспе-
ивается шлифованием после
ермической обработки и об-
рыванием роликами. Ради-
льное биение стержня допу-
Ппается 0,6—1,0 мм. Биение
Р°веряют при установке
ц.Ла„в центрах или в шли-
в°и втулке. Если погреш-
Рис. 26. Варианты конструкций^торсионных
валов
59
ность расположения поверхностей (биение) больше указанного
значения, то не обеспечивается высокое качество упрочнения
поверхностей при обкатывании. Операция обкатывания стержня
и галтелей является обязательной.
Шлицы на головках торсионного вала изготовляют как фрезе-
рованием, так и накатыванием. Взаимное угловое расположение
шлицев на головках произвольное. После фрезерования впадины
шлицев для упрочнения накатывают роликами в холодном состоя-
нии.
Торсионные валы — детали малой жесткости, поэтому, несмо-
тря на невысокие требования по точности, выполнять их достаточно
сложно. Залогом успешной обработки является строгое выполнение
технологических рекомендаций.
В машинах большинства конструкций торсионные валы изго-
товляют из высоколегированной стали. В качестве исходной заго-
товки применяют сортовой прокат. Головки получают горячей
высадкой на горизонтально-ковочных машинах с разъемом штампов
вдоль оси вала. Такой метод получения заготовок высокопроизво-
дителен, обеспечивает хорошее расположение волокон материала
и малые припуски на обработку. Коэффициент использования ме-
талла 0,8. Заготовки подвергают нормализации.
У наиболее ответственных торсионных валов для обеспечения
равномерного нагружения по длине шлицев внутри головок делают
коническую расточку. В некоторых сильно нагруженных соедине-
ниях для предупреждения наклепа шлицы электролитическим спо-
собом покрывают свинцом или медью с толщиной слоя 3—5 мкм.
С целью обеспечения высокой долговечности детали шлицевого
соединения выполняют разной твердости, при работе смазывают
тонким слоем смазки.
Технологические задачи, возникающие при обработке тор-
сионных валов, в основном такие же, как при обработке сту-
пенчатых валов. Большее внимание, как уже указывалось, здесь
уделяют обеспечению заданных физико-механических свойств
материала и поверхностных слоев детали.
Укрупненный маршрут обработки торсионных валов из штам-
пованных заготовок следующий:
1)	обработка технологических баз: фрезерование торцов, свер-
ление, зенкерование отверстий и нарезание резьбы;
2)	обтачивание головок, галтелей и стержня обычно в два про-
хода, правка (в некоторых случаях);
3)	фрезерование или накатывание шлицев; перед накатыва-
нием наружную поверхность головок можно шлифовать;
4)	промежуточный контроль;
5)	термическая обработка: закалка, отпуск, правка, отпуск,
очистка шлицев от окалины;
6)	накатывание впадин шлицев на головках;
7)	шлифование стержня и галтелей (обычно на разных станках)',
8)	полирование стержня;
60
1
27. Обтачивание
Длсиониого вала на
*£нке с центральным
приводом:
,__копиры; 2 цен-
тральный привод;
У — торснонныи вал
9)	контроль детали на отсутствие трещин, волосовин, рисок,
забоин и других дефектов; устранение дефектов полированием де-
тали войлочным кругом с мелким абразивом;
10)	заневоливание (закручивание);
П) окончательный контроль;
12) фосфатирование всех поверхностей вала;
13) грунтовка и окраска стержня и галтелей.
Торцы и центровые отверстия торсионных валов обрабатывают
на разных станках или одном, используя двухсторонние фрезерно-
центровальные станки. В серийном производстве валы обрабаты-
вают на специальных фрезерно-сверлильных станках барабанного
типа. Деталь устанавливают в самоцентрирующие призмы с меха-
ническим или гидравлическим зажимным устройством.
Так как торсионный вал относится к деталям малой жесткости
(АД — 15-нбО), то при обработке головок и стержня применяют
методы, обеспечивающие их минимальную деформацию.
Обтачивание головок и стержня выполняют по таким вариан-
там. При среднесерийном производстве валы обрабатывают на
обычных токарно-винторезных станках с гидросуппортом или на
гидрокопировальных полуавтоматах. Деталь крепят в трехкулач-
ковом патроне за среднюю часть и поджимают задним центром.
Остальную часть вала размещают в шпинделе. На свободном конце
шпинделя устанавливают упор, определяющий осевое положение
вала. После перестановки обрабатывают другую половину вала.
Более короткие валы обрабатывают с применением неподвижного
люнета или без него.
При крупносерийном производстве длинные торсионные валы
обтачивают на специальных токарных гидрокопировальных полу-
автоматах с центральным приводом. Вал обрабатывают с двух сто-
рон (рис. 27); среднюю часть, в месте крепления, обтачивают на
другой операции иа токарном станке. Стержень шлифуют на круг-
°Шлифовальном станке с люнетом или на бесцентрово-шлифо-
альном станке; галтели — на круглошлифовальном.
Для повышения усталостной прочности торсионные валы под-
ергают обработке поверхностным пластическим деформирова-
gleM: дробеструйным наклепом или обкатыванием роликами.
т°рой метод более эффективный.
61
При наклепе дробью размером 1,2—1,6 мм из отбеленного
чугуна со скоростью 50—70 м/с на пневматических или центро-
бежных дробеметах обеспечивается глубина наклепанного слоя
до 1 мм. Предел усталости торсионных валов, подвергнутых дробе-
струйному наклепу, значительно повышается, особенно большой
эффект наблюдается для торсионных валов диаметром более
30 мм.
Обкатывание стержня и галтелей позволяет улучшить шерохо-
ватость поверхности (7?а — 0,63 мкм). Глубина наклепа при этом
методе равна 2—2,5 мм. В поверхностном слое возникают благо-
приятные остаточные напряжения. Обкатывание проводят после
термической обработки и шлифования с помощью специальных
трехроликовых гидравлических приспособлений. При обкатыва-
нии вал устанавливают в центрах. Одновременно обрабатывают
две детали за один проход. Усилие прижатия роликов 4000—
11 000 Н при профильном радиусе роликов 5 мм. Подача при обка-
тывании 0,22—0,5 мм/об (меньшая подача при большем усилии).
Режимы обработки подбирают экспериментально.
Шлицы на головках обрабатывают методом накатывания или
фрезерования червячной фрезой. Накатывают шлицы на шлицена-
катных станках специальной головкой методом продольной подачи
(s = 60 мм/мин). Валы устанавливают в центрах. Фрезеруют
шлицы на шлицефрезерных станках червячной фрезой. Деталь
устанавливают в центрах или в патроне и в центре. Биение началь-
ной окружности относительно оси после обработки не более 0,3 мм.
Шлицы контролируют калибрами, проверяют также размеры и
качество поверхности.
Упрочняющее обкатывание впадин шлицев проводят после тер-
мической обработки. Предварительно шлицы тщательно очищают
от окалины. Обрабатывают сразу три впадины за один двойной ход.
Применяют ролики диаметром 50— 65 мм с профильным радиусом
0,75 мм, что соответствует радиусу канавки шлица; усилие, дейст-
вующее на ролик, 14 000—25 000 Н.
Заневоливание (закручивание) валов проводят на специальной
гидравлической установке. Поворот одной из головок осущест-
вляют гидроцилиндром через рейку и шестерню.
Правке валы подвергают толькб в тех случаях, когда изогну-
тость их больше допускаемой, например больше 0,5 мм на всей
длине. Валы правят на прессах с предварительным нагревом до
200° С. После правки валы отпускают при температуре около
220° С и охлаждают на воздухе. Термическая обработка включает
закалку и отпуск. После термической обработки валы подвергают
дробеструйной очистке и контролируют твердость по Бринеллю.
Контроль торсионных валов включает проверку размеров, от-
клонения взаимного расположения поверхностей и шероховатости
поверхности. Очень важной операцией технологического процесса
является контроль на отсутствие трещин, проводимый методом
магнитной дефектоскопии.
62
На стержень и галтели вала наносят антикоррозионное покры-
тие- Перед окраской проводят фосфатирование валов в ваннах.
Гористая фосфатная пленка, образующаяся на поверхности вала,
является антикоррозионным покрытием и позволяет получить
более прочное сцепление лакокрасочного покрытия с металлом,
предотвращает растрескивание и отслаивание краски при много-
кратном закручивании торсиона в процессе эксплуатации. После
фосфатирования валы грунтуют и окрашивают эмалями. Наиболее
высокое качество лакокрасочного покрытия обеспечивается приме-
нением терморадиационной сушки с инфракрасными излучате-
лями. В этом случае нагревается металл вала и сначала начинает
высыхать слой покрытия около вала, испаряющийся растворитель
резко уходит с поверхности. Этот метод сушки более производите-
лен, чем сушка горячим воздухом.
§ 5. КУЛАКИ ШАРНИРОВ
Кулаки шарниров (рис. 28) — ступенчатые валы с головкой, при-
меняют в передних ведущих мостах гусеничных и колесных машин.
Наиболее труднообрабатываемыми поверхностями кулаков яв-
ляются четыре торовые поверхности в головке под шарики. Кроме
того, в головке выполнена одна сферическая поверхность под ша-
рик, монтируемый в центре.
У собранного шарнира проверяют момент, необходимый для
его излома в четырех плоскостях. При повороте на угол 10—15°
от спрямленного положения момент должен быть в пределах
5000—12 500 Н-м, а разница между наибольшими моментами по-
ворота — не более 1500 Н-м.
Заданные положения и размеры беговых дорожек под шарики
обеспечиваются точной установкой детали при фрезеровании доро-
жек, строгим контролем настройки станка для обработки, проведе-
нием термической обработки с минимальным короблением детали.
Высокая точность обработки зависит от точности обработки базо-
вых поверхностей на предшествующих операциях, обеспечения рав-
номерного припуска при фрезеровании дорожек. Все это учитывают
при проектировании технологического процесса.
Рис. 28 Кулак шарнира
63
При изготовлении кулаков центрирование осуществляют по
наружному диаметру ступени со шлицами. Поверхность центриро-
вания обрабатывают наиболее точно: 2-й класс точности, шерохо-
ватость Ra = 0,63 мкм. Среднюю шейку наружного кулака обра-
батывают по 3-му классу точности, шероховатость Ra = 0,08 мкм
получают полированием. Биение этой поверхности при установке
вала по центру шлицевой поверхности и сферической поверхности
в головке допускается не более 0,05 мм. При этой же установке
биение опорного торца головки допускается не более 0,1 мм.
Суммарная ошибка расположения тора, включающая ошибку ра-
диуса начальной линии беговой дорожки и смещения центра тора,
не более ±0,15 мм; в пределах двух противоположных дорожек —
не более 0,15 мм. На диаметр беговой дорожки установлен допуск
0,2 мм; шероховатость поверхности Rz - 10 мкм.
Кулаки изготовляют из стали твердостью НВ 241—285;
твердость поверхности после цементации (при глубине слоя
1,3—1,8 мм) должна быть не менее HRC 58, сердцевины — не менее
HRC 26.
Заготовку получают объемной штамповкой. Смещение по пло-
скости разъема штампов допускается 2,1 мм; кривизна детали (при
длине 500 мм) — 1,5 мм; штамповочные уклоны 7°; неоговоренные
радиусы 2 мм. Допуски на диаметральные размеры равны 6—7 мм,
припуски на диаметр 7—8,4 мм; допуски на линейные размеры
3—10 мм, припуски на торцы 5—6,7 мм.
При серийном изготовлении принят следующий маршрут: обра-
ботка технологической базы (фрезерование торцов и зацентровка);
черновая токарная обработка хвостовика и головки; токарно-ре-
вольверная обработка поверхностей в головке; чистовая токарная
обработка шеек; шлифование шеек; фрезерование в две операции
беговых дорожек; фрезерование шлицев; контроль; термическая
обработка с очисткой от окалины и зачисткой центров; контроль;
шлифование шеек, торца головки; шлифование шлицев; полирова-
ние шейки; окончательный контроль.
Обработку технологической базы — одновременное фрезерова-
ние и зацентровку выполняют на фрезерно-центровальных станках
МР-71, МР-73. Отверстие в головке сверлят в необработанной по-
верхности торца. Специальное самоцентрирующее приспособле-
ние (рис. 29) обеспечивает равномерный припуск при последую-
щем фрезеровании беговых дорожек. На этой операции допу-
скается разность размеров не более 2 мм; биение наружных по-
верхностей головки и хвостовика не более 2 мм, биение торца го-
ловки не более 0,1 мм. Несколько большую точность можно полу*
чить, используя при обработке базы в хвостовике две самоцентрп-
рующие призмы.
Токарную обработку выполняют на гидрокопнровальных пол};
автоматах 1722. Заготовку устанавливают в плавающий передни#
(после обработки сферической поверхности — в шаровой) и задни#
центры. Осевые размеры выдерживают от торца головки. Поел6
64
Рис. 29. Приспособление для обработки технологических баз кулака шарнира
черновой обработки обеспечивается 5-й класс точности. Обработан-
НУЮ на этой операции шейку около головки и торец используют
Как базу при установке кулака на токарно-револьверном станке
Ш365. Деталь крепят в трехкулачковом патроне (рис. 30) и обра-
батывают конусные поверхности — наружную и внутреннюю, свер-
лят и зенкеруют сферическую поверхность. Смещение центра сферы
от оси детали должно быть не более 0,2 мм. Торец головки подре-
а’от при поперечной подаче нижнего суппорта.
При чистовой токарной обработке хвостовика обеспечивается
*и класс точности, биение наружных поверхностей относительно
°Си не более 0,15 мм.
О
° п/р Н. М. Капустина
65
Шлифование с кулака
проводят с целью созда-
ния точных баз для уста-
новки при фрезеровании
беговых дорожек. Заме-
тим, что на этой операции
среднюю' шейку и шейку
у головки обрабатывают
с более высокой точностью
(2-й класс), чем при окон-
чательной обработке дета-
ли (3—5-й классы). По-
грешность расстояния от
центра’сферы до торца го-
ловки допускается не бо-
лее 0,05 мм, что дости-
гается применением осе-
вого индикаторного упо-
Рис. зо. схема токарио-револьверной обработки Ра> который настраивают
головки кулака шарнира	ПОЭТЭЛОНу. БИвНИё ШевК И
торца допускается не бо-
лее 0,05 мм.
Фрезерование дорожек проводят на зубофрезерном станке
525 специальной фрезой. Кулак крепят в цанговом патроне, угло-
вую фиксацию осуществляют по откидным упорам (рис. 31). При
повороте детали для обработки следующих дорожек используют
делительный диск. После обработки суммарная ошибка беговой
дорожки, которую проверяют на специальном приспособлении
допускается не более ±0,08 мм.
Необходимая твердость поверхностей обеспечивается термиче-
ской обработкой (цементацией и закалкой). Однако геометрические
отклонения при этом увеличиваются; так, биение наружных по-
Рис. 31. Схема фрезерования дорожек кулака шарнира:
1 _ фреза; 2 — цанга; 3 — делительный диск; 4 — откидной упор
66
верхностей после термической обработки допускается 0,15 мм
(до этой обработки было 0,05 мм); суммарная ошибка беговых доро-
жек— до ±0,12 мм (ранее было до ±0,08 мм). Годные детали после
контроля клеймят.
Шлифование шеек и шлицев проводят с установкой детали
в центрах. Центральную шейку хвостовика полируют на кругло-
шлифовальном станке ЗБ 161, обеспечивая 3-й класс точности.
После мойки проводят окончательный контроль детали. С по-
мощью скоб, шаблонов, микрометров и специальных приспособле-
ний проверяют размеры и расположение поверхностей.
§ 6. ПОВОРОТНЫЕ КУЛАКИ
Поворотный кулак (рис. 32, а) — сложная деталь, в центральной
части которой располагается тело вращения (диск) большого диа-
метра со ступенчатыми отверстиями. Оси длинной и короткой цапф
пересекаются с осью отверстия диска под углом 83°. Деталь имеет
значительное количество отверстий в торцах и фланце диска,
в цапфах. Технологический процесс изготовления поворотного
кулака условно можно разбить на две части: операции по обра-
ботке поверхностей цапф, последовательность которых типовая,
характерная для обработки ступенчатых шлицевых валов; опера-
ции по обработке поверхностей центрального тела вращения
(диска), последовательность которых характерна для деталей,
имеющих форму диска. Точное взаимное расположение поверхно-
стей цапф и центрального отверстия обеспечивают применением
специального приспособления с установкой детали по шейкам
цапф.
Наиболее высокие требования по точности предъявляют к раз-
мерам посадочных шеек цапф под подшипники: 1—2-й класс точ-
^ис' 32. Поворотный кулак тягачей!
° — деталь; б — заготовка
3*	67
ности, шероховатость поверхности Ra = 0,80 мкм. Поле допуска
наиболее точных ступеней центрального отверстия 2а — 3-й класс
точности, шероховатость поверхности Ra = 3,2 мкм.
Допустимые отклонения взаимного расположения поверхно-
стей: радиальное биение шеек цапф (при установке детали в цен-
трах) 0,05 мм; биение торцов относительно шеек цапф 0,03 мм на
крайних точках; неперпендикулярность осей ступеней централь-
ного отверстия относительно торца диска 0,05 мм на длине 100 мм.
При изготовлении детали необходимо обеспечить расположение
осей отверстия и цапф в одной плоскости (допустимое отклонение
0,1 мм). Расстояние между торцом цапфы и точкой пересечения
осей цапф с отверстием выдерживают с отклонениями ±0,1 мм.
Поворотный кулак изготовляют из стали 45. В качестве заго-
товки используют поковку, полученную горячей объемной штам-
повкой. Поковка четвертой степени сложности, нормальной точ-
ности изготовления (класс II по ГОСТ 7505—74). Конфигурация
плоскости разъема штампа — плоская (рис. 32, б). Так как на
поверхности поворотного кулака назначают большие припуски на
механическую обработку и кузнечные напуски, то коэффициент
использования металла низкий (0,3).
До механической обработки заготовки подвергают отжигу или
нормализации (НВ < 228), после черновой обработки— улучше-
нию (НВ 241—285). Это позволяет уменьшить остаточные напряже-
ния и улучшить обрабатываемость поковок.
В серийном производстве деталь обрабатывают на универсаль-
ном оборудовании по следующему маршруту:
1)	обработка технологических баз (фрезерование торцов цапф
и сверление центровых отверстий кулака);
2)	черновая токарная обработка поверхностей короткой, а за-
тем длинной цапф, черновая обработка отверстия и торцов диска
центральной части;
3)	разметка и фрезерование поверхностей диска около цапф;
4)	промежуточный контроль;
5)	термическая обработка — улучшение (НВ 241—285);
6)	чистовая токарная обработка поверхностей короткой, а затем
длинной цапф;
7)	сверление отверстий сначала центральных, а затем попереч-
ных в короткой и длинной цапфах;
8)	промежуточный контроль;
9)	термическая обработка (закалка с нагревом ТВЧ шеек на
цапфах, глубина слоя 1,8—3,3 мм; у обработанной детали — 1,5—
3,0 мм, твердость не менее HRC 58);
10)	обработка отверстий и протачивание фасок (установочных
поверхностей) в короткой и длинной цапфах;
И)	обтачивание конуса на длинной шейке;
12)	шлифование шеек на цапфах;
13)	чистовая токарная копировальная обработка отверстия и
торцов диска центральной части;
68
14)	токарная обработка отверстия диска с другой стороны;
15)	фрезерование поверхностей диска;
16)	сверление отверстий в торцах диска и поперечных отвер-
стий;
17)	зенкерование и развертывание двух технологических от-
верстий в диске;
18)	зенкование фасок и нарезание резьбы в отверстиях диска;
19)	разметка и фрезерование шлицев;
20)	токарная обработка неосновных поверхностей длинной
цапфы с нарезанием резьбы;
21)	развертывание и нарезание конической резьбы в отверстии
длинной цапфы;
22)	мойка, окончательный контроль и нанесение клейма на
готовую деталь.
Как уже указывалось, цапфы поворотного кулака обрабаты-
вают, как ступенчатые валы. Технологические базы — торцы цапф
и центровые отверстия обрабатывают одновременно с двух сторон
на фрезерно-центровальном двухпозиционном полуавтомате МР-73.
Заготовку устанавливают в приспособление с самоцентрирующими
призмами и упором, соприкасающимся с торцом на длинной цапфе;
это обеспечивает требуемое положение заготовки в осевом направ-
лении.
При токарной обработке наружных поверхностей цапф исход-
ную заготовку устанавливают в центрах токарно-винторезного
станка 16К20. Черновую обработку наружных поверхностей цапф
выполняют с допусками по 5-му классу точности; чистовую обра-
ботку — по 4-му классу точности. При обработке центральных
отверстий в цапфах заготовку устанавливают в патроне с сырыми
кулачками (перед обработкой их растачивают до диаметра шейки
заготовки) и на люнете.
При шлифовании шеек цапф на круглошлифовальном станке
ЗА 164 кулак устанавливают в центрах.
Наиболее специфичными являются операции обработки отвер-
стия и торцов диска центральной части кулака. При этом черновую
обработку выполняют на токарно-карусельном станке 1531; чи-
стовую — на специальном токарно-карусельном станке по копиру.
Исходную заготовку устанавливают в призмы специального при-
способления по шейкам цапф с базированием по оси и торцу на
Длинной цапфе (рис. 33, а, б). Угловую фиксацию диска осущест-
вляют с помощью двух одновременно подводимых к торцу опор.
Точность установки в таком приспособлении в значительной сте-
пени определяется точностью обработки установочных поверхно-
стей, поэтому перед чистовой обработкой отверстия шлифуют
Шейки и торцы цапф.
Чистовую обработку выполняют по копирам тремя резцами
1Рис. 34, а—г). Вначале обрабатывают торец диска резцом, траек-
тория движения которого показана на рис. 34, а. Ускоренный под-
°Д 0—1 и 1—2 осуществляют с большой подачей (2000 мм/мин).
69
Рис. 33. Схема базирования
ного кулака в приспособлен
сельной обработке
70
Рис. 34. Схемы обработки поворотного кулака на токарно-копиро-
вальном станке
Обработку выполняют в два перехода: получистовая обработка
2 3 (глубина резания 3 мм, подача 22,4 мм/мин, скорость резания
105 м/мин), чистовая обработка 4—5 (глубина резания 0,2 мм, по-
Дача 31,5 мм/мин, скорость резания 105 м/мин). Ускоренный отход
по траектории 5—6—7 осуществляется с быстрой подачей. Резец /
(Рис. 34, а) работает одновременно с резцом III (рис. 34, в), при
помощи которого выполняют получистовую обработку отверстия
по копиру (глубина резания 3 мм, подача 25 мм/мин, скорость реза-
ния 74 м/мин). Траектория движения резца III показана на
Рис. 34, б. Подход 0—1 и отвод 2—0 резца происходит на ускорен-
ной подаче 2000 мм/мин. Резцом II проводят чистовую обработку
отверстия по копиру с разной подачей. Подвод 0— /'(рис. 34, б) и
отвод 4—5 выполняют с подачей 2000 мм/мин, рабочие ходы 1—2
— с подачей ^’5 мм/мин, рабочий ход 2—3 — с подачей
и Мм/мин. При чистовой обработке всех поверхностей глубина ре-
яния 0,4 мм, скорость резания 154 м/мин. Такие подачи обеспечи-
а*от высокую производительность, так как ступень отверстия
71
с невысокими требованиями по точности обрабатывают с повышу
ной подачей.
При фрезеровании поверхностей, сверлении отверстий в диске
используют приспособления с установочным пальцем. В качестве
базы используют точно обработанное центральное отверстие и т0.
рец диска. Угловую фиксацию кулака проводят с помощью лови-
теля по шейке на длинной цапфе. Отверстия в диске сверлят На
вертикально-сверлильных станках 2175 с многошпиндельными
головками.
При обработке поворотных кулаков контроль проводят после
каждой операции: рабочий проверяет 100% деталей, мастер, кон-
тролер ОТК — 10—20%. Кроме того, проводят промежуточный
(перед термической обработкой) и окончательный контроль детали.
Это позволяет своевременно установить нарушения в технологи-
ческом процессе и принять меры по повышению точности обра-
ботки. У окончательно обработанной детали сопоставлением с об-
разцами проверяют шероховастость поверхности. С помощью скоб,
эталонов, шаблонов, пробок и специальных контрольных приспо-
соблений проверяют соответствие действительных размеров, откло-
нений расположений поверхностей требованиям чертежа.
§ 7.	БАЛАНСИРЫ
Балансир (рис. 35) является ответственной деталью независимой
подвески гусеничных машин. Он состоит из тела (щеки) и двух хво-
стовиков. Одним хвостовиком, который называют осью балансира,
или большой осью, балансир установлен в подшипники корпуса
гусеничной машины. С помощью шлицев ось соединена с торсион-
йьгм валом. Второй хвостовик (ось катка, или малая ось) предназ-
начен для монтажа опорного катка.
Наиболее точно у балансира должны быть выполнены шейки
пОд подшипники на оси катка (2-й класс точности, шероховатость
поверхности Ra = 1,25 мкм). Шейки под подшипники на оси ба-
лансира обрабатывают по 3-му классу точности, шероховатость
поверхности Ra = 1,25 мкм.
I расстояние между осью балансира и осью катка выдерживают
с допуском 5 мм. Непараллельность этих осей не должна превы-
шать 2 мм в любой плоскости. Непараллельность общей оси отвер-
стий в проушине по отношению к посадочным шейкам осей балан-
сира и катка допускается не более 1,5 мм на длине 400 мм.
Биение шеек измеряют относительно посадочной шейки боль-
шего диаметра: допускаемое отклонение соответственно для шеек
осей катка и балансира 0,1—1 мм, допускаемое смещение отверстий
в осях 2 мм. Таким образом, балансир может быть отнесен к сред-
ним по требованиям точности деталям.
Технологические требования к материалам: хорошая обрабаты-
ваемость резанием, давлением и термической обработкой являются
общими для всех деталей гусеничных и колесных машин. Кроме
этого, учитывая, что балансиры работают в условиях переменных
ударных нагрузок, материалы их должны обладать высокими проч-
ностными свойствами, малой чувствительностью к концентрации
напряжений. Этим требованиям отвечают -легированные стали.
Заготовки балансиров для стабилизации механических свойств
(улучшения условий резания и повышения точности обработки на
металлорежущих станках) и снятия остаточных напряжений под-
вергают термической обработке — закалке и отпуску до твердости
НВ 285—320.
Даже при малой программе выпуска гусеничных машин изго-
товляют сравнительно большое число балансиров, так как на одну
машину устанавливают 10—12 шт. и 3—4 шт. поставляют в виде
запасных частей, поэтому заготовки балансиров в серийном произ-
водстве обычно получают методом объемной горячей штамповки.
При массе поковки до 100 кг применяют штамповочные мо-
лоты, поковки с большей массой штампуют на гидравлических
прессах.
Объемная штамповка позволяет получать поковки сложной
конфигурации без напусков, с малыми допусками и припусками,
По сравнению со свободной ковкой.
Маршрут изготовления поковки следующий: контроль металла,
Резка исходного металла на заготовки, нагрев заготовок, штам-
повка, обрезка заусенца, термообработка, очистка от окалины,
правка и контроль поковок.
fi] Исходным материалом служит круглый сортовой’прокат. Так,
алансир длиной 800 мм, с расстояние между осью балансира 'и
осью катка 250 мм изготовляют из штучной исходной заготовки
73
диаметром 160 мм, длиной 685 =t 5 мм. При разделке таких круп,
них прутков (сторона квадрата до 300 мм) применяют тазовую
резку.
Для обеспечения стабильности качества деталей партию зато,
товок необходимо изготовлять из металла одной плавки, поэтому
каждую исходную заготовку маркируют.
Поковки балансиров указанных габаритов получают в откры-
тых штампах на штамповочных молотах с массой падающих частей
9—10 т. Штамповка в открытых многоручьевых штампах харак-
теризуется тем, что поковка формируется за несколько ударов
последовательно в нескольких ручьях штампа. Причем штамп
в процессе деформирования остается открытым — между подвиж-
ной и неподвижной частями сохраняется уменьшающийся с каж-
дым ударом зазор. В этом зазоре образуется заусенец, высота ко-
торого в процессе деформирования изменяется. К точности резки
исходной заготовки при таком методе штамповки не предъявляют
высоких требований. При конструировании штампов считают, что
размер поковки получается при последнем ударе, когда обе части
штампа соединены. Однако на практике обычно избегают соуда-
рения штампа, так как частые соударения приводят к его разру-
шению, поэтому допуск на размеры, перпендикулярные плоскости
разъема штампов, весьма значителен.
Заготовки перед штамповкой нагревают до 1200° С в пламенной
конвейерной или камерной печи. При выполнении первой опера-
ции штамповки используют многоручьевой штамп с ручьями: под-
катным, пережимным, гибочным и для клеймения. Применение
гибочного ручья исключает перерезание волокон в местах наи-
больших напряжений, т. е. в местах сопряжения тела и хвостови-
ков. Заготовку получают за 15—20 ударов.
Перед второй операцией штамповки поковку вновь нагревают.
Окончательную форму загбтовке придают в штампе с одним ручьем
за 11—15 ударов; температура окончания штамповки должна быть
не ниже 900° С.
Полученная объемной штамповкой поковка имеет близкую к го-
товой детали форму, однако общий коэффициент использования
металла равен 0,52. При большой программе выпуска деталей ма-
териал используют более рационально, применяя в условиях мас-
сового производства ковочные прессы. При этом припуски на меха-
ническую обработку уменьшаются на 30—40%, расход материала
сокращается на 10—15%, производительность труда повышается
в 1,5—2 раза.
Основные технологические задачи при обработке балансиров
определяются необходимостью обеспечения заданных требований
по точности расположения осей балансира и катка, а также каче-
ства поверхностного слоя в местах концентрации напряжений.
Хвостовики балансира обрабатывают при установке детали
в центрах с соблюдением принципа постоянства баз, поэтому точ-
ность взаимного расположения поверхностей полностью опреде-
74
дяётся точностью обработки центровых отверстий. Эту операцию
выполняют на специальном станке за один установ детали.
Места концентрации напряжений (галтели) обрабатывают по
радиусу, причем допуск на радиус равен =±=0,5 мм; затем эти по-
верхности обкатывают роликом.
Рассмотрим в качестве примера обработку балансира (см.
рис. 35). Укрупненная последовательность механической обра-
ботки детали такова: обработка технологических баз (фрезерование
торцов и зацентровка хвостовиков); черновая обработка (обтачи-
вание) наружных поверхностей оси катка и, с другого установа
или другой операцией, — поверхностей оси балансира; чистовая
обработка (обтачивание) поверхностей оси катка, а затем оси
балансира; фрезерование резьбы на оси катка; шлифование шеек:
вначале оси катка, затем оси балансира; обработка отверстий
(сверление, растачивание) в осях; протягивание шлицев; сверле-
ние и нарезание резьбы в неосновных отверстиях; калибрование и
снятие заусенцев; мойка и окончательный контроль детали.
Указанный маршрут обработки в зависимости от серийности
производства может изменяться. В условиях серийного производ-
ства балансиры обрабатывают на поточных линиях, причем отвер-
стия в оси балансира обрабатывают на автоматических линиях.
Для получения технологических баз у балансира фрезеруют
только торцы хвостовиков. Обработку ведут одновременно за одну
операцию. Деталь устанавливают в специальное приспособление
с двумя неподвижными и двумя подвижными призмами. В осевом
направлении заготовку фиксируют упором. Такую же схему бази-
рования используют и при одновременной зацентровке балансира.
Для направления сверл применяют кондукторные втулки. При-
нятая схема обработки центровых отверстий обеспечивает точное
положение базовых поверхностей: погрешность взаимного располо-
жения составляет 0,5 мм при допускаемом по чертежу отклонении
5 мм.
Черновую обработку шеек балансира выполняют на токарных
многорезцовых станках. При обтачивании шеек балансир устанав-
ливают в центрах. Хвостовик, необрабатываемый на данной опе-
рации, пропускают через специальное отверстие в планшайбе. Для
Уравновешивания на планшайбе крепят противовесы. Точность
Диаметральных размеров после черновой токарной обработки не-
высокая: 7—5-й класс точности; диаметральная погрешность 0,4—
0,7 мм; шероховатость поверхности до Rz = 20 мкм; биение шеек
вала 0,3—0,7 мм. Такие большие погрешности обработки возни-
кают потому, что обработку ведут несколькими (до пяти) резцами,
следовательно, на заготовку действуют большие усилия резания.
Чистовое обтачивание шеек балансира выполняют на гидро-
Копировальных станках. Так как условия обработки в этом случае
более благоприятные, то получают 4-й класс точности диаметраль-
ных размеров шеек; более точно выдерживают линейные размеры
(допускаемое отклонение до 0,3 мм).
75
Шлифуют шейки балансира однократно на круглошлифоваль-
ных станках обычно методом врезания (припуск на сторону около
0,3 мм). На станках устанавливают контрольно-измерительные
скобы_с индикаторами для контроля размера шеек в процессе обра-
ботки. При одновременной обработке торца и шейки круг устанав-
ливают под углом. Шлифованием обеспечивают 2—3-й класс точ-
ности и шероховатость поверхности шеек Ra = 1,25 мкм. Радиаль-
ное биение поверхностей и биение торцов относительно основной
шейки допускается не более 0,1 мм.
С целью упрочнения две шейки и галтель оси балансира обка-
тывают ролики. Упрочняющая обработка обеспечивает повыше-
ние поверхностной твердости на 25—40% и глубину наклепанного
слоя 0,5—1 мм.
В хвостовиках балансира необходимо обработать глубокие от-
верстия с соотношением l/d > 6. При крупносерийном производ-
стве эти отверстия обрабатывают на специальных автоматических
линиях. В рабочей позиции заготовку устанавливают шейками на
неподвижные опоры и прижимают к ним подвижными призмами.
К отверстию оси катка не предъявляют высоких требований
по точности (допуск 3 мм), поэтому его обрабатывают методом сту-
пенчатого сверления спиральными сверлами. Окончательное рас-
тачивание на один диаметр не проводят. Наличие в детали центро-
вого отверстия улучшает направление сверла в начале обработки,
но все же примененная на линии схема обработки вращающимся
инструментом при неподвижной детали и конструкция сверл не
обеспечивают высокой точности обработки — возникает большое
смещение оси отверстия. Применение здесь кондукторных втулок
не эффективно.
Отверстие в оси балансира обрабатывают в иной последователь-
ности, так как требования по точности здесь выше. Вначале'Свер-
лят отверстие с двух сторон. При сверлении применяют кондуктор-
ные втулки. После этого отверстие зенкеруют
Контроль балансиров включает проверку размеров с помощью
скоб, шаблонов, пробок и универсальных измерительных прибо-
ров. Применяют также магнитодефектоскопию при контроле на
отсутствие трещин.
§ 8.	КРИВОШИПЫ
Кривошипы (рис. 36) — валы с непрямой осью — имеют два хво-
стовика — короткий и длинный, соединенные щекой. Кривошипы
используют в механизмах натяжения гусениц. На коротком хво-
стовике монтируют подшипники направляющего колеса, на шли-
цевом участке длинного хвостовика — червячную шестерню меха-
низма натяжения гусениц.
Кривошипы относятся к сильно нагруженным деталям транс-
миссии, так как при эксплуатации машины на них действуют боль-
шие переменные по величине поперечная сила и крутящий момент,
76
поэтому конструкция детали и технологический процесс изготовле-
ния должны обеспечивать высокую усталостную прочность и дол-
говечность.
К посадочным поверхностям под подшипники на коротком хво-
стовике предъявляют наиболее высокие требования: 2-й класс
точности, шероховатость поверхности Ra = 2,5 мкм. С такой же
точностью выполняют наружный диаметр шлицев на длинном хво-
стовике. Допуск на расстояние между осями хвостовиков прини-
мают 2 мм. Непараллельность осей хвостовиков в любой плоскости
допускается не более 0,2 мм на длине 100 мм. Радиальное биение
цилиндрических поверхностей и опорных торцов относительно
цилиндрических посадочных поверхностей допускается не более
0,1 мм; биение резьбы.— не более 0,5 мм. Наиболее ответственные
торцовые поверхности выполняют с шерохбватостью поверхности
Ra = 2,5 мкм. Смещение и перекос отверстий в хвостовиках отно-
сительно наружной поверхности допускается не более 2 мм.
Наиболее часто кривошипы изготовляют из легированных
сталей.
В качестве заготовки используют поковки, полученные штам-
повкой на молотах. В этом случае обеспечивается достаточно вы-
сокое качество заготовок и благоприятное расположение волокон.
Исходной заготовкой служит круглый сортовой прокат. Общий
коэффициент использования материала (с учетом потерь на облой,
угар) составляет 0,4—0,5.
Кривошип представляет собой комбинацию простых по форме
ступенчатых валов — хвостовиков. При обработке этих участков
решают те же технологические задачи, связанные с обеспечением
высокой точности, качества поверхностного слоя и производитель-
ности, что и при обработке ступенчатых валов.
Хвостовики обрабатывают при установке кривошипа в смещен-
ных центрах. Отверстия сверлят в щеках кривошипа или в специ-
альных технологических элементах на хвостовиках (бонках).
Бонки удаляют при сверлений отверстий в хвостовиках.
При дальнейшей обработке деталь базируют по точно обрабо-
танным шейкам. Точность взаимного расположения хвостовиков,
таким образом, обеспечивается на первых операциях при обработке
технологических баз (центровых отверстий).
77
При получении заготовок стремятся обеспечить расположений
волокон в соответствии с контуром вала. При термической обра-
ботке сложным является обеспечение малой кривизны валов.
Задача получения шеек 2-го класса точности, достаточно сложная
даже при обработке жестких ступенчатых валов, здесь усложняется
тем, что кривошипы имеют разную жесткость в различных направ-
лениях. Кривошип — динамически не сбалансированная деталь,
поэтому при обработке используют специальные приспособления
с балансировочными элементами.
Все эти особенности кривошипов, существенно влияющие на
точность и производительность обработки, учитывают при разра-
ботке технологического процесса изготовления, выбора схем уста-
новки и конструкции приспособлений.
Основные этапы обработки кривошипа в серийном производ-
стве таковы: зацентровка (в некоторых случаях с предварительным
фрезерованием торца): обтачивание поверхностей хвостовиков;
шлифование посадочных шеек на хвостовиках; нарезание и фрезе-
рование резьбы; фрезерование шлицев; сверление глубоких отвер-
стий в хвостовиках; обработка этих отверстий; сверление различ-
ных неосновных отверстий; мойка и контроль.
Обработку центровых отверстий выполняют обычно на ради-
ально-сверлильном станке с помощью специальных поворотных
кондукторов. Перед сверлением иногда проводят цекование. В ряде
случаев торцы предварительно фрезеруют. Заготовку при зацен-
тровке крепят в приспособлении с самоцентрирующими призмами;
в осевом направлении положение заготовки определяется жестким
упором.
При больших программах выпуска применяют четырехшпинде-
льные полуавтоматы, на которых отверстия сверлят одновременно.
При токарной обоаботке поверхности хвостовиков заготовку
устанавливают в центрах специального приспособления. При чер-
новой обработке обтачивают шейки и подрезают торцы на токарном
гидрокопировальном полуавтомате 1732 или на токарном станке.
При этой обработке получают 5—7-й класс точности.
При чистовой обработке обеспечивается 3—4-й класс точности и
шероховатость поверхности Rz = 40 мкм.
Шлифование проводят на круглошлифовальных станках с при-
способлением для активного контроля размеров до 2—3-го класса
точности обработки и шероховатости поверхности Ra = 1,25 мкм.
Фрезерование шлицев выполняют на зубофрезерном станке
в два перехода. Гладкие отверстия в хвостовиках получают свер-
лением спиральным сверлом на вертикально- или горизонтально-
сверлильных станках
В кривошипах со ступенчатым отверстием вначале сверлят
отверстие в коротком хвостовике. Затем заготовку устанавливают
в передний центр и неподвижный люнет токарного станка и обра-
батывают ступенчатое отверстие. Для исключения осевого смеще-
ния заготовку крепят прихватом за оставшуюся бонку. После
78
Рис. 37. Приспособление для сверления попереч-
ного отверстия в кривошипе
79
сверления отверстия во втором хвостовике схему установки изме-
няют: заготовку крепят в патроне и неподвижном люнете.
Поперечные отверстия в кривошипе сверлят с помощью спе-
циальных приспособлений (рис. 37). Заготовку устанавливают на
призму, угловую фиксацию выполняют по другой оси, соприкаса-
ющейся с пластинкой. Осевое положение определяется специаль-
ным упором.
Обработанную деталь проверяют внешним осмотром: наличие
клейм, шероховатость поверхности, отсутствие заусенцев и т. д.
С помощью шаблонов, скоб, калибров и специальных приспособле-
ний проверяют размеры и отклонения расположения поверхностей.
§ 9.	ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ВАЛОВ
В мелкосерийном производстве валы целесообразно обрабатывать
на автоматизированных участках станков с ЧПУ. Созданная
в СССР линия АУ-1 предназначена для полной механической обра-
ботки деталей типа тел вращения: ступенчатых валов диаметром
20—160 мм, длиной 100—750 мм; гильз, стаканов с наибольшими
диаметром и длиной 250 мм и т. д. При двухсменной работе на ли-
нии в год можно обработать около 100 000 деталей, выполняя пол-
ную токарную обработку наружных, внутренних и торцовых пря-
молинейных и криволинейных поверхностей; сверление, развер-
тывание, цекование центральных и нецентральных отверстий;
фрезерование пазов, лысок, канавок и т. д. .
В участок включено 10 станков. Фрезерование и зацентровку
торцов и нарезание резьб в центральном отверстии выполняют на
фрезерно-центровальном станке МР179ФЦ. Заготовку крепят в са-
моцентрирующих тисках, установленных на поворотном столе. При
фрезеровании деталь неподвижна, поперечное перемещение совер-
шает силовая головка, подача при сверлении осуществляется пере-
мещением стола с деталью. В сверлильном шпинделе инструмент
заменяется автоматически. Станок снабжен магазином с 36-ю
гнездами для инструмента. Производительность труда при исполь-
зовании такого станка повышается в 2—3 раза.
Токарную обработку валов проводят на двух токарных центро-
вых полуавтоматах 171'ЗФЗ. Четырехпозиционная поворотная рез-
цовая головка, расположенная на суппорте, может выполнять
комплексную токарную обработку детали за один установ благо-
даря использованию в одном автоматическом цикле набора про-
ходных, подрезных, канавочных, фасонных и других резцов.
Обработку можно выполнять с подачей от задней к передней и от
передней к задней бабке. Станок обеспечивает высокую производи-
тельность труда благодаря автоматическому изменению режимов
резания, возможности многопроходной обработки. Точность обра-
ботки диаметров составляет 0,03—0,04 мм на длине 300 мм;
овальность 0,016 мм; конусность 0,025 мм; шероховатость поверх-
ности Ra = 2,5 мкм.
80
Кроме указанных на участке установлены два токарных пат-
ронно-центровых полуавтомата 1715МФЗ. Инструменты на этих
станках крепят в сменных резцовых блоках. При этом в каждом
блоке предусмотрен отвод стружки и подача эмульсии к режущей
кромке. Применено специальное устройство для замера изнашива-
ния и положения резцов, позволяющее своевременно заменять
резцы и указывающее необходимую коррекцию размера. Точ-
ность обработки на станке следующая: овальность 0,006 мм;
конусность 0,015 мм на длине 300 мм.
Вертикально-фрезерный станок с ЧПУ модели МА655 позволяет
одновременно обрабатывать деталь по трем координатам при ли-
нейной интерполяции или по любым двум из трех координат при
круговой. Точность обработки на станке =t0,05 мм; шероховатость
поверхности Ra = 2,5 мкм.
Вертикально-сверлильный станок с револьверной головкой,
крестовым столом и ЧПУ модели 2Р118Ф2 предназначен для свер-
ления, зенкерования, развертывания, подрезки, нарезания резьбы
в деталях без разметки и без применения кондукторов. Точность
межцентровых расстояний в обрабатываемых деталях 0,1 мм, ше-
роховатость поверхности Ra = 2,5 мкм.
Участок имеет транспортно-складскую систему для хранения
и транспортирования заготовок и обработанных деталей. Управле-
ние работой участка осуществляется от ЭВМ.
В массовом и крупносерийном производстве для обработки
ступенчатых валов применяют автоматические линии. Стоимость
обработки валов на автоматических линиях примерно на 30%
меньше, чем на отдельных станках. Экономический анализ показы-
вает, что такие линии целесообразно применять не только в мас-
совом, но и в среднесерийном производстве, если их можно пере-
налаживать для обработки нескольких деталей. При обработке
в месяц четырех типов валов потери времени на переналадку не
превышают 7% фонда времени.
По комплексности обработки автоматические линии делят на
линии из однотипных станков, предназначенные для токарной об-
работки, шлифования, и комплексные линии, предназначенные
кроме указанных операций для сверления отверстий, фрезерова-
ния, балансировки и т. д.
Особенно широко распространены линии из типового оборудо-
вания, пригодного для встраивания в линию; при этом технологи-
ческие процессы, основные механизмы и компоновка станков, апро-
бированные в поточных линиях, полностью сохраняются. Такая
автоматическая линия отличается от поточной линии из аналогич-
ного оборудования прежде всего наличием автоматической транс-
портно-загрузочной системы.
Применяют также линии, состоящие из специального оборудо-
вания, предназначенного для обработки отверстий и других неос-
новных поверхностей,
3
ТЕХНОЛОГИЯ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ВТУЛОК
И ЦИЛИНДРОВ
ГЛАВА
§ 1.	КОНСТРУКТИВНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
ОСОБЕННОСТИ ДЕТАЛЕЙ
Характерной особенностью втулок и цилиндров является наличие
нескольких концентрично расположенных внутренних цилиндри-
ческих поверхностей. Эти детали можно разделить на две группы.
К первой группе относятся втулки, характеризующиеся кон-
центричным расположением внутренних и наружных поверхностей
(втулки балансиров и цапф, упорные втулки ступицы заднего ко-
леса, конусы синхронизаторов и др.). Наиболее распространены
втулки с отношением UD =е= 2, где L — длина, D — внешний наи-
больший диаметр.
Ко второй группе можно условно отнести цилиндры гидроамор-
тизаторов и тормозной системы, у которых наружная поверхность
часто имеет сложную форму. В этих деталях обрабатывают обычно
внутренние и внешние сопрягаемые поверхности, торцы, смазоч-
ные канавки и отверстия.
При изготовлении втулок и цилиндров диаметры наружных и
внутренних сопрягаемых поверхностей выдерживают по 2—3-му
классу точности, для ответственных сопряжений (втулки поршне-
вых пальцев) отверстие выполняют по 1-му классу точности после
запрессовки.
Разностенность втулок должна быть в пределах 0,03—0,15 мм,
а неперпендикулярность опорных торцовых поверхностей относи-
тельно оси отверстия при значительных осевых нагрузках не более
0,05 мм. Шероховатость внутренних сопрягаемых поверхностей
втулок и цилиндров должна соответствовать Ra = 2,5 -ь0,32 мкм,
наружных поверхностей вращения Ra = 2,5-М,25 мкм,торцовых
поверхностей Rz = 40 мкм, а при осевой нагрузке Ra = 2,5
+1,25 мкм.
Материалом для изготовления втулок служат сталь, бронза,
латунь, чугун, специальные сплавы, металлокерамика, пластмасса.
Цилиндры амортизаторов изготовляют чаще всего, из стальных
труб, цилиндры тормозной системы — из чугуна.
Методы получения заготовок определяются конструктивными
особенностями втулок, применяемым материалом, типом произвол'
82
ства. В качестве заготовок для втулок диаметром до 20 мм приме-
няют прутки или короткие отливки; при больших диаметрах целе-
сообразно использовать полые заготовки, получаемые отрезкой из
труб, штамповкой на горизонтально-ковочных машинах, ковкой
в штампах, литьем в песчаные и металлические формы или под
давлением.
Для получения заготовок стальных втулок с буртом или флан-
цем наиболее прогрессивным является штамповка на горизонталь-
но-ковочных машинах. Особенностью этих машин является то, что
кроме главного деформирующего ползуна имеется зажимной пол-
зун. Последний зажимает недеформируемую часть прутка или
трубы, создавая возможность высадки деформируемой части заго-
товки. Благодаря этому достигается экономия металла, так как
штамповочные уклоны в ряде случаев отсутствуют, получается
благоприятная макроструктура поковок, обеспечивающая высокое
качество деталей.
На рис. 38 показана заготовка втулки с фланцем и переходы
штамповки на горизонтально-ковочной машине. Штамповку вы-
полняют из трубы в трехручьевом штампе. На переходе I металл
набирается внутрь трубы; на переходе II производится набор ме-
талла с увеличением наружного диаметра трубы и одновременно
выполняется предварительная формовка. После-этого высажи-
вается фланец (переход III — окончательная формовка).
При отсутствии горизонтально-ковочных машин штамповку
стальных заготовок выполняют из прутка в открытых штампах на
молотах. В этом случае получаются более значительные штампо-
вочные уклоны и не всегда удается прошить отверстие.
Заготовки втулок из чугуна и цветных металлов получают
литьем, из металлокерамических материалов — прессованием с по-
следующим спеканием.
Технологические задачи при обработке втулок и цилиндров
определяются техническими условиями на изготовление и сводятся
в основном к обеспечению высокой точности и качества внутренних
и наружных поверхностей вращения за счет многопереходной
обработки лезвийным и абразивным инструментом.
83
Концентричность указанных поверхностей, а также их перпен.
дикулярность торцовым поверхностям обеспечиваются рацио,
нальным выбором схемы базирования при последовательной обра.
ботке или обработкой с одного установа.
Установочными черновыми базами являются торец детали и
наружная или внутренняя цилиндрическая поверхность заготовки.
Для деталей, имеющих сложную наружную поверхность (цилин-
дры тормозной системы и др.), иногда базой служит эта поверх-
ность. Далее, для установки используют внутреннюю или наруж-
ную поверхность вращения и торец, а для угловой ориентации —-
отверстие на фланце, шпоночный паз в отверстии или элементы
фасонной поверхности детали.
§ 2.	ВТУЛКИ
Последовательность механической обработки втулок зависит от
конструкции, материала и вида заготовок, точности изготовления
и от объема выпуска.
При использовании заготовки из прутка маршрут обработки
втулок в условиях серийного производства включает следующие
основные операции:
1.	Подрезка торца, сверление отверстия, черновое обтачива-
ние наружной поверхности, зенкерование или растачивание от-
верстия, чистовое обтачивание наружной поверхности со снятием
фасок на свободном торце, предварительное развертывание,
окончательное развертывание, отрезка.
Эта операция выполняется на токарно-револьверных станках
или автоматах. Для сокращения времени переналадок и повыше-
ния коэффициента загрузки оборудования очень эффективно
использование групповой обработки втулок на револьверных
станках. Для групповой обработки детали, сходные по конфигу-
рации и переходам обработки, объединяют в группы. Далее раз-
рабатывают операционный технологический процесс для комплекс-
ной детали, т. е. для условной детали, содержащей все переходы
обработки, присущие всем деталям данной группы. На рис. .39, а
показана групповая наладка для револьверного станка с гори-
зонтальной осью вращения головки. Каждая деталь данной группы
(рис. 39, г) может быть обработана с незначительной переналад-
кой: заменой сверла (гнездо 2) или державки с расточным резцом
на патрон с разверткой (гнездо 12), перестановкой и регулировкой
упоров.
На рис. 39, б и в показаны переходы^обработки I—Xlippy*
втулок данной группы.
Основная технологическая задача — обеспечение концентрич-
ности наружных поверхностей относительно отверстия в этом слу-
чае решается обработкой указанных поверхностей за один установ.
2.	Подрезка второго торца и снятие фасок. Операцию выпол-
няют на токарном или сверлильном станках с базированием по
внутренней или наружной поверхности.
84
Рис. 39. Схема групповой наладки револьверной головки:
1 — 18 номера гнезд для закрепления инструмента
3.	Нарезание смазочных канавок (при необходимости) на
специальном станке.
4.	Сверление смазочного отверстия на вертикально-сверлиль-
ном станке. Для выполнения этой операции часто используют
групповые кондукторы, в которых заготовку базируют по отвер-
стию.
5.	Шлифование наружной поверхности, а при необходимости
и торца на круглошлифовальном станке. Втулку в этом случае
закрепляют на разжимной гидропластовой или цанговой оправке
или же на жесткой оправке с натягом. Во всех случаях обеспе-
чивается высокая концентричность наружной поверхности отно-
сительно отверстия.	i
6.	Контроль.
При обработке втулок из трубы отсутствует переход сверле-
ния отверстия, в остальном маршрут обработки совпадает с пре-
дыдущим.
При производстве колесных и гусеничных машин большую
часть втулок обрабатывают из индивидуальных штампованных
или литых заготовок. В этом случае маршрут обработки втулок
строят следующим образом.
85
1.	Сверление (при отсутствии прошитого отверстия В штампо-
ванной заготовке), зенкерование или растачивание отверстия
и снятие фаски в отверстии с одной стороны. Базой при обработке
является наружная цилиндрическая поверхность. При расчете
припусков на обработку в данном случае необходимо учитывать
погрешность установки в патроне, а также смещение оси литого
или прошитого отверстия в заготовке относительно наружной
поверхности. В условиях серийного производства данную опера-
цию выполняют на токарном, токарно-револьверном или верти-
кально-сверлильном станке.
2.	Протягивание или прошивание отверстия. При этой опе-
рации заготовку устанавливают в приспособление протяжного
станка на сферическую самоустанавливающуюся шайбу, так как
торец заготовки еще не обработан. Протяжка в этом случае на-
правляется по обрабатываемому отверстию. Минимальный при-
пуск 2zmin под протягивание определяется высотой микронеров-
ностей Rz и глубиной дефектного слоя 7\-_i, полученных на
предшествующем переходе: 2zmln = 2 (RZt + Т^).
При обработке втулок из чугуна или цветных сплавов в фор-
муле для расчета припуска после первого технологического пере-
хода глубину дефектного слоя не учитывают: 2zmln = 2RZl
Протягивание обеспечивает получение отверстий 2—3-го класса
точности и шероховатость поверхности Ra = 2,5 -*• 1,25 мкм,
т. е. является окончательным видом обработки, за исключением
тех случаев, когда втулку при сборке запрессовывают или техни-
ческими условиями предусматривается термообработка. В этих
случаях после протягивания оставляют припуск на окончательную
обработку отверстия после запрессовки или термообработки.
3.	Черновое обтачивание наружной поверхности, подрезание
торцов и снятие фасок наружных, а часто и внутренних. В мелко-
серийном производстве данную операцию выполняют на токарных
станках, в серийном —на токарных гидрокопировальных полу-
автоматах, в массовом — на многорезцовых токарных автоматах.
Втулку при обработке устанавливают на разжимную оправку или
напрессовывают на гладкую цилиндрическую оправку.
Погрешность базирования в таких случаях отсутствует, и этим
обеспечивается высокая концентричность наружной поверхности
относительно отверстия, а также перпендикулярность обрабаты-
ваемых торцов относительно оси отверстия.
При расчете припуска на наружный диаметр втулки необхо-
димо учитывать пространственное отклонение, вызванное оста-
точным смещением оси отверстия после зенкерования или раста-
чивания.
В условиях мелкосерийного производства при выполнении
данной операции целесообразно использовать принципы группо-
вой технологии. На рис. 40, а показана группа втулок, обрабаты-
ваемых на одном станке. Наладка станка осуществляется по ком-
86
Рис. 40. Группа втулок, обрабатываемых на токарном станке
по групповой технологии, и комплексная деталь для наладки
станка
плексной детали (рис. 40, б). Эта условная деталь включает все
конструктивные элементы и переходы обработки каждой детали
группы.
При групповой обработке используют переналаживаемую
цанговую оправку (рис. 41) для работы с пневмоприводом. Оправку
конусным хвостовиком устанавливают в шпиндель токарного
станка и тягу 1 соединяют с вращающимся пневмоцилиндром.
Обрабатываемую втулку 3 закрепляют цангой 4, перемещаемой
влево. В осевом направлении положение заготовки определяется
установочной втулкой 2, которая, как и цанга 4, является смен-
ной. Для втулок, имеющих, разные диаметры отверстия и длину,
предусмотрен соответствующий набор цанг и установочных вту-
лок, которые можно заменить в течение нескольких минут.
4.	Чистовое обтачивание наружной поверхности и снятие
фасок. Данную операцию выполняют при высоких требованиях
к точности внешних диаметральных размеров.
Последующие операции аналогичны операциям 3 — 6 мар-
шрута обработки втулки из прутка.
Для иллюстрации изложенных положений рассмотрим техно-
логический процесс обработки упорной втулки ступицы заднего
з





2
Рис. 41. Переналаживаемая цан-
говая оправка к токарному.стан-
ку для групповой обработки вту-
ЛОК
87
Рис. 42. Упорная втулка ступицы заднего колеса с нанесенным контуром штампован-
ной заготовки
колеса автомобиля КрАЗ (рис. 42). Втулка входит в .узел заднего
моста, напрессовывается на кожух полуоси и воспринимает основ-
ную нагрузку в вертикальной плоскости, а также значительную
осевую нагрузку. Втулку изготовляют из стали 40, поверхности Д
и Р подвергают закалке с нагревом ТВЧ на глубину 1—3 мм до
твердости HRC 52—55.
Технологическими условиями на изготовление ограничиваются:
взаимное биение поверхностей Б, В и Р до 0,05 мм; биение торца Н
относительно оси отверстия Б до 0,025 мм в крайних точках,
биение торца Г относительно оси отверстия Б до 0,16 мм на длине
100 мм и биение поверхности Д относительно оси отверстия Б
до 0,08 мм.
Заготовкой служит поковка, получаемая в открытом штампе.
Ввиду значительной длины втулки получить сквозное отверстие
не удается. Контур заготовки показан на чертеже детали (см.
рис. 42).
Технологический процесс обработки упорной втулки вклю-
чает 26 операций.
1.	Предварительное обтачивание по наружной поверхности
до диаметра 115_0,87 мм так, чтобы был выдержан размер 66_011 мм
со стороны торца Г. Заготовку при этом закрепляют в трехкулач-
ковом патроне по поверхности диаметром 156 мм и поджимают
грибковым центром с противоположной стороны.
2.	Сверление центрального отверстия в два перехода. Вначале
сверлят отверстие сверлом диаметром 50 мм, затем рассверливают
до диаметра 65 мм. Обработку выполняют на вертикально-свер-
88
лильном станке, заготоьку закрепляют в трехкулачковом патроне
по наружной поверхности, обработанной на первой операции.
3.	Последовательное зенкерование центрального отверстия
в два перехода: вначале до диаметра 73+1 мм, затем до 80+0-5 мм.
Оборудование и приспособление аналогичны применяемым для
выполнения операции 2.
4.	Обработка торца диаметром НО мм до получения размера
2ОО_о,6 мм и растачивание фаски 4X45° в отверстии диаметром
80 мм. Для обработки используют цанговую пневматическую
оправку, аналогичную показанной на рис. 41.
5.	Обработка противоположного торца до получения размера
198,3_о,6 мм, растачивание фаски в отверстии и обработка фланца
заготовки до диаметра 15O_o,i мм и фаски под углом 25° с исполь-
зованием грибкового заднего центра.
6.	Обработка наружной поверхности втулки на гидрокопиро-
вальном полуавтомате (рис. 43). Заготовку, как и в предыдущей
операции, устанавливают на пневматическую цанговую оправку 1
и грибковый центр 2 в задней бабке станка. Следящая гидравли-
ческая система станка обеспечивает требуемые диаметральные
и линейные размеры обрабатываемых шеек втулки по копиру 3.
С поперечного суппорта станка подрезают торцы. Начальный
участок П копира служит для подвода резца. В наладке исполь-
зуют резцы, оснащенные пластинками твердого сплава Т5КЮ.
7.	Последовательное сверление трех равнорасположенных по
окружности отверстий диаметром 3 мм на проход, выдерживая
от торца диаметром 130 мм до оси отверстия диаметром 3 мм
размер 92_013 мм. Обработку выполняют в поворотном кондукторе
при базировании заготовки по наружной поверхности диаметром
110,8 мм и торцу диаметром 130,8 мм.
89
Рис. 44. Схема приспособления для растачивания канавок в отвер-
стии втулки иа алмазно-расточном станке
8,	Зенкование с помощью пневматической дрели фасок в трех
отверстиях диаметром 3 мм.
9.	Контроль с помощью измерительных скоб диаметральных
размеров наружной поверхности, с помощью штангенциркуля
линейных размеров втулки, обработанной на предшествующих
операциях.
10.	Закалка поверхностей Д и Р (см. рис. 42) на указанной
длине с нагревом на глубину 1,5—3,5 мм ТВЧ. Минимальная
твердость после закалки должна быть не ниже HRC 52.
11.	Растачивание в два прохода отверстия до диаметра
89+0'23 мм, растачивание фаски 4X45° и подрезание торца со
стороны фланца до получения размера 61,3_0,2 мм. Втулку за-
крепляют в трехкулачковом патроне по наружной поверхности
диаметром 110,8 мм до упора в торец диаметром 130,8 мм.
12.	Подрезание противоположного торца до получения раз-
мера 198_1115 мм, растачивание фаски 4X45° в отверстии и пред-
варительное растачивание двух канавок шириной 4,7 мм в отвер-
стии со стороны меньшего торца. Обработку выполняют при за-
креплении деТали на цанговой оправке аналогично операции 4.
При растачивании канавок используют фасонный дисковый резец
для одновременного растачивания двух канавок.
13.	Одновременное предварительное растачивание двух кана-
вок шириной 4,7 мм в отверстии с противоположной стороны.
Втулку закрепляют на цанговой оправке.
14.	Чистовое растачивание на алмазно-расточном станке двух
канавок шириной 4,7+0,16 мм последовательно с обеих сторон
втулки. При выполнении этой операции заготовку неподвижно
закрепляют в приспособлении на столе станка. С целью обеспе-
чения высокой концентричности наружной поверхности втулки
и растачиваемых канавок для закрепления используют гидро-
пластмассовое приспособление, показанное на рис, 44. Обрабаты-
90
ваемую деталь устанавливают в приспособление до упора в торец,
затем с помощью винта создается давление гидропластмассы, под
действием которого выбирается зазор и получается натяг в сопря-
жении обрабатываемой детали и упругой втулки приспособления,
15. Растачивание в отверстии втулки радиусной канавки.
Схема обработки аналогична операции 13.
16. Растачивание в отверстии втулки выточки диаметром
94 мм на токарном станке при закреплении на цанговой оправке.
17. Предварительное фрезерование двух пазов на торце фланца
глубиной 6 мм. Обработку выполняют на вертикально-фрезерном
станке пальцевой фрезой в специальном приспособлении, пока-
занном на рис. 45. Заготовку устанавливают на разжимную
оправку
3 до упора торцом в
установочное кольцо 2 и закрепляют
при помощи гидроцилиндра, смонтированного в корпусе при-
способления. Усилие от поршня 5 через шток 4 передается на
цангу Л при перемещении которой вниз происходит закрепление
заготовки.
18. Окончательное фрезерование двух пазов шириной
24Zo,'o9o мм на глубину 6+°'5 мм. Как и в предыдущем случае,
обработку выполняют на вертикально-фрезерном станке в анало-
гичном приспособлении. Для ориентации заготовки по ранее
обработанному пазу в приспособлении имеется откидной установ 6
см. рис. 45).
Рис. 45, Схема приспособления для фрезерования двух пазов на торце втулки
91
265
Рис. 46. Разжимная оправка для шлифования втулки
19.	Предварительное шлифование шейки диаметром 105,25_0,07Мм
на круглошлифовальном станке при закреплении втулки на
цанговой оправке, приведенной на рис. 46, в центрах. Усилие
закрепления здесь создается за счет поджатия конуса 3 задним
центром станка. При осевом перемещении конуса выдвигаются
кулачки 1, расположенные в корпусе 4 оправки, и закрепляют
втулку. От самопроизвольного выпадания кулачки удерживаются
двумя кольцевыми пружинами 2.
20.	Окончательное растачивание отверстия на алмазно-рас-
точном станке за два установа. Вгулку при растачивании уста-
навливают в гидропластмассовое приспособление аналогично опе-
рации 14. В первой позиции отверстие растачивается до диаметра
89,82_0,01 мм, во второй позиции после перестановки до диа-
метра 90io,’oi2 мм- На станке одновременно обрабатывают две
детали. Для растачивания используют твердосплавные резцы,
оснащенные пластинками твердого сплава Т30К4, который отли-
чается высокой износостойкостью.
21.	Обработка двух канавок в отверстии между выточкой
диаметром 94 мм и канавкой радиусом 6 мм. Деталь закрепляют
на столе долбежного станка в трехкулачковом патроне.
22.	Обработка двух отверстий М8 в пазах втулки. Сверление,
зенкование фасок и нарезание резьбы выполняют на вертикально-
сверлильном станке по кондуктору, показанному на рис. • 47.
Обрабатываемую втулку устанавливают на центровой палец 1,
далее с помощью откидного установа 2 ориентируют по одному
пазу. В этом положении деталь закрепляют с помощью при-
жима 3 и гайки 4. Для сверления опускается кондукторная
S2
планка 6 с быстросменной втулкой 5. После обработки одного
отверстия гайку 4 отвертывают, деталь поворачивают вокруг
пальца на 180°, вновь ориентируют по противоположному пазу
с помощью откидного установа и обрабатывают второе отверстие.
23.	Обработка наклонного отверстия с резьбой. Выполняется,
как и в предыдущем случае, по кондуктору, в котором заготовку
устанавливают наклонно.
24.	Окончательное шлифование шеек диаметрами 1О5_о,о2.з,
110—о,'о75, 130—0,16 мм и торца И. Втулку устанавливают на раз-
жимную оправку (см. рис. 46) в центрах. После этой операции
должны быть выдержаны технические условия по биению основных
поверхностей, а также по перпендикулярности торца Н оси отвер-
стия.
25.	Полирование шейки диаметром 1О5_о,оз5 мм на кругло-
шлифовальном станке полировальным кругом для уменьшения
шероховатости поверхности до Ra = 0,3 мкм.
26.	Проверка соответствия действительных размеров детали
требованиям чертежа. Контроль диаметральных размеров осу-
ществляют с помощью предельных калибров, линейных размеров—
с помощью штангенциркуля. Выполнение специальных техниче-
ских условий проверяют с помощью контрольных приспособлений.
Так, смещение паза на торце втулки относительно оси отверстия
контролируют с помощью приспособления, показанного на рис. 48.
При контроле планку 1 приспособления вставляют в паз втулки
так, чтобы штифт 2 коснулся образующей отверстия, и фикси-
руют показание индикатора 3. Затем приспособление вынимают
Рис. 47. Схема кондуктора для обработки отверстий в пазах
втулки
93
Рис. 48. Приспособление для контроля смещения паза относительно оси отвер-
стия втулки
и после поворота на 180° вокруг оси вновь вставляют в паз детали.
Разница показаний индикатора дает удвоенное смещение паза
относительно оси отверстия.
§ 3. ЦИЛИНДРЫ
Технологический процесс обработки цилиндров имеет мы. го
общего с процессом обработки втулок, особенно это относится
к цилиндрам, наружная поверхность которых представляет собой
тело вращения. Отличительной особенностью цилиндров являются
более высокие требования к шероховатости поверхности рабочей
полости (Ra = 0,32-5-0,16 мкм), поэтому при обработке отверстий
дополнительно предусматривают хонингование или раскаты-
вание.
Хонингование ведется специальной головкой с абразивными
брусками, совершающей вращательное и одновременно возвратно-
поступательное движение. Обычно хонинговальная головка шар-
нирно соединяется со шпинделем станка и самоустанавливается
по отверстию. Абразивные бруски имеют радиальную подачу по
мере увеличения диаметра при обработке.
Хонингование не исправляет увод оси, но повышает геометри-
ческую точность формы отверстия и обеспечивает получение нуж-
ной шероховатости поверхности. Хонингование выполняю1,
с обильным охлаждением, бруски работают в режиме самозатачи-
вания и не требуют правки. Припуск под отделочное хонинговз-
94
ние определяется шероховатостью и волнистостью предшествующей
обработки и составляет 0,02—0,08 мм на диаметр. Длину брусков
в хонинговальной головке выбирают равной 0,5—0,75 длины
обрабатываемого отверстия.
Раскатывание отверстий цилиндров выполняют шариковыми
или роликовыми раскатками. Под влиянием раскатывания не
только сглаживаются неровности микропрофиля, но и создается
наклепанный слой, обеспечивающий повышение эксплуатацион-
ных свойств поверхности. При раскатывании достигается шеро-
ховатость поверхности Ra = 1,25 -*-0,32 мкм при исходной шеро-
ховатости Rz = 20 мкм заготовок, обработанных чистовым точе-
нием.
Преимущество раскатывания цилиндров по сравнению с шли-
фованием заключается в меньшем изнашивании подвижных
уплотнений при эксплуатации, что способствует большей долго-
вечности узлов трения в цилиндрах. Это происходит потому, что
после раскатывания создается более плавный микрорельеф обра-
ботанной поверхности, а также отсутствует шаржирование по-
верхности частицами абразива, присущее шлифованию.
При обработке тонкостенных стальных цилиндров гидроаморти-
заторов эффективно применение калибрования вместо режущего
протягивания. В этом случае технологический процесс изготовле-
ния цилиндра амортизатора включает следующие операции:
отрезание заготовки из бесшовной холоднотянутой трубы, мойку,
подрезание торцов и снятие фасок, калибрование, окончательное
подрезание торцов, мойку и контроль.
Калибрование цилиндров осуществляется на горизонтально-
протяжных станках; при массовом производстве данная операция
успешно выполняется на горизонтально-протяжных автоматах
МП-159.
Схема калибрования цилиндра амортизатора показана на
Рис. 49, Обработка ведется без закрепления цилиндра. Одним
т°рцом деталь 4 опирается на самоустанавливающуюся сфериче-
скую опору приспособления и прижимается за счет усилия кали-
95
Ф в 0- пof,
Рис. 50. Цилиндр колесного тормоза
брования. Инструмент имеет переднюю 1 и заднюю 5 направля-
ющие, деформирующие элементы 2 и опорный вал 3. Деформи-
рующие элементы, изготовляемые из твердого сплава ВК8, имеют
заборный конус с утлом <р3 = 4-^-5°. Калибрование ведется с при-
менением смазочно-охлаждающей жидкости, которая попадает
в зону калибрования по каналам инструмента. Скорость калибро-
вания (10 м/мин) превышает скорость режущего протягивания,
этим обеспечивается значительное повышение производительности
обработки при требуемой точности и шероховатости поверхности
Ra = 0,32 мкм.
Технологию изготовления цилиндров рассмотрим на примере
обработки цилиндра колесного тормоза тягача. Цилиндр колес-
ного тормоза (рис. 50) совместно с поршнем является источником
силового воздействия на тормозные колодки тягача при тормо-
жении. Цилиндр имеет отверстие, обработанное с высокой точ-
ностью под поршень, бобышку и торец В для крепления к щиту
колеса, а также проушину с двумя соосными отверстиями для
соединения с тормозной колодкой.
Учитывая, что цилиндр воспринимает значительные нагрузки
при торможении тягача, его изготовляют из высокопрочного
чугуна СЧ 24—40, имеющего твердость НВ 170—241.
Основными техническими условиями на обработанный ци-
линдр являются: овальность внутренней поверхности А цилиндр3
не более 0,03 мм; неперпендикулярность поверхности Б бобышкй
96

Рис. 52. Приспособление для токарной обработки цилиндра колесного тормоза
относительно торца В не более 0,1 мм на длине 100 мм; несоосность
поверхностей А и Г не более 0,08 мм; смещение оси отверстия А
от плоскости, проходящей через оси бобышки Б и отверстия Д,
а также непараллельность указанной оси относительно плоскости
торца В не более 0,2 мм по всей длине.
Заготовку получают путем отливки в песчаную форму. Тех-
нологический процесс обработки цилиндра включает 11 основных
операций (рис. 51, а—к).
1.	Последовательное подрезание торца 1 бобышки, привалоч-
ной плоскости В, обтачивание цилиндрической поверхности Б
бобышки, окончательное подрезание торца’ 1, обработка фаски
и протачивание канавки, разделяющей привалочную плоскость В
и цилиндрический поясок Б бобышки (рис. 51, а). При выпол-
нении этой операции неперпендикулярпость поверхностей Б
бобышки относительно торца В не должна превышать 0,1 мм на
длине 100 мм. Это достигается обработкой указанных поверх-
ностей за один установ. Поверхности, обработанные на данной
операции, используют далее на многих операциях технологиче-
ского процесса как базовые.
Для выполнения операции применяют приспособление (рис. 52),
представляющее собой планшайбу 3, которую устанавливают на
шпиндель токарного станка через переходной фланец 2. К план-
шайбе приварена полка 8 с установочной призмой 7 и перекид-
ной планкой 5 для закрепления детали при обработке. В верхней
части планшайбы имеется вторая призма 4 для ориентации за-
готовки 6. Заготовка цилиндра в данном приспособлении бази-
руется по наружной скругленной поверхности проушин с помощь10
98
нижней призмы, а также по внешней цилиндрической поверхности
с помощью верхней призмы.
Данная схема базирования обеспечивает расположение в одной
плоскости всех трех осей цилиндрических поверхностей заготовки,
как это оговаривается техническими условиями на изготовление.
При закреплении заготовка прижимается к нижней призме вин-
товым зажимным устройством. Усилие от перекидной планки 5
передается на заготовку через самоустанавливающийся сухарь 1.
Обработанные на данной операции поверхности используются
далее на многих операциях технологического процесса как ба-
зовые.
2.	Фрезерование на вертикально-фрезерном станке прилива,
расположенного с противоположной стороны по отношению
к обработанной бобышке (см. рис. 51, б). Заготовку закрепляют
в тисках, снабженных сменными губками для закрепления по
цилиндрической поверхности бобышки.
3.	Предварительные подрезание торца цилиндра, растачива-
ние отверстия и дна цилиндра (рис. 51, в) на токарном станке
с использованием приспособления. Заготовку устанавливают на
обработанную поверхность привалочной плоскости до упора на-
ружными поверхностями проушин в призму. Для совмещения
в одной плоскости осей обрабатываемого отверстия, проушин и
бобышки последняя базируется боковой поверхностью по пазу
приспособления.
4.	Фрезерование набором трех фрез на горизонтально-фре-
зерном станке боковых поверхностей проушин (рис. 51, г). Для
обработки используют тиски со специальными губками, одна из
которых имеет отверстие, куда входит бобышка цилиндра. При
закреплении заготовка прижимается торцом В к губке тисков,
этим обеспечивается параллельность обрабатываемых поверх-
ностей указанному торцу. Используются фрезы, оснащенные пла-
стинками из твердого сплава ВК8.
5.	Зенкерование двух соосных отверстий в проушине (рис. 51,д).
Обработка ведется в кондукторе. Как и в прежнем случае, заго-
товку базируют по торцу и цилиндрической поверхности бобышки.
Вспомогательной базой служит отверстие цилиндра, куда вводят
палец приспособления, обеспечивающий ориентацию заготовки
относительно оси бобышки.
6.	Предварительное и окончательное растачивание соосных
отверстий в проушине (рис. 51, ё). Схема базирования и закрепле-
ния отличается от предыдущей тем, что вспомогательной базой,
обеспечивающей ориентацию заготовки относительно оси бобышки,
служит обрабатываемое отверстие. В это отверстие перед закреп-
лением вводят палец, удаляемый после закрепления заготовки.
Обработку выполняют на двухшпиндельном алмазно-расточном
станке 2705 одновременно двух заготовок. В первой позиции
выполняется предварительное растачивание отверстий, после этого
заготовку переставляют во вторую позицию приспособления
4*	99
и выполняют окончательную обработку отверстий вторым шпин-
делем.
7.	Обработка на токарном станке последовательно торцов,
наружного пояска и внутренней поверхности цилиндра (рис. 51, ж).
На данной операции и всех последующих используется преды-
дущая схема базирования, т. е. соблюдается принцип постоянства
баз, обеспечивающих выполнение основных технических условий
по точности взаимного расположения обрабатываемых поверх-
ностей.
Вначале подрезается торец 1 цилиндра, затем в два рабочих
хода обтачивается наружный цилиндрический поясок 2, подре-
зается в два рабочих хода торец 3 и снимается наружная фаска.
После этого растачивается в два прохода отверстие цилиндра,
канавка у дна цилиндра и донная выточка, снимается внутрен-
няя фаска и растачивается канавка под уплотнение. При выпол-
нении подобной операции целесообразно использование токарно-
револьверного станка обеспечивающего сокращение вспомогатель-
ного времени и тем самым повышение производительности обра-
ботки.
8.	Сверление, зенкерование, зенкование фасок и нарезание
резьбы в отверстиях на торцах (рис. 51, з) в поворотном кондук-
торе. При сверлении и зенкеровании инструмент направляется
с помощью кондукторных втулок приспособления. При нарезании
резьбы кондукторные плиты снимают, что открывает доступ
метчику к отверстию.
9.	Зенкование фасок в соосных отверстиях проушин в тисках
на вертикально-сверлильном станке.
10	и И. Окончательное растачивание и хонингование отвер-
стия цилиндра (рис. 51, и, к). В этих операциях используют оди-
наковое приспособление, показанное на рис. 53. Цилиндр 3
100
прижимается в приспособлении зажимным винтом 4 к опорной
планке 2, имеющей вырез для базирования по цилиндрической
поверхности бобыЩки. Кроме того, в отверстие проушины входит
ромбический палец 1. Этим обеспечивается расположение трех
основных осей обрабатываемого цилиндра в одной плоскости, что
оговорено техническими условиями на изготовление.
Растачивание выполняют на вертикальном алмазно-расточном
станке повышенной точности мод. 278, хонингование — на верти-
кально-хонинговальном станке мод. 3A83. Овальность отверстия
цилиндра после операций растачивания и хонингования не должна
превышать 0,03 мм. После этих операций проводят окончатель-
ный контроль детали.
4
ТЕХНОЛОГИЯ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС,
ДИСКОВ, КОЛЕЦ, КАТКОВ,
ЧАШЕК И БАРАБАНОВ
§ 1. КОНСТРУКТИВНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
ОСОБЕННОСТИ ДЕТАЛЕЙ
В гусеничных и колесных машинах применяются цилиндрические
и конические зубчатые колеса трансмиссии и ходовой части,
червячные колеса механизмов натяжения гусеничных цепей,
опорные катки, тормозные’барабаны колес, тормозные барабаны
фрикционных механизмов, чашки дифференциалов, кольца вы-
ключения фрикционных механизмов и фрикционных дисковых
тормозов, диски фрикционов, уплотнительные кольца и др. Все
эти детали относятся к телам вращения и имеют характерную
схему построения технологического процесса механической об-
работки. Обрабатываемыми поверхностями деталей являются
наружные и внутренние цилиндрические поверхности, торцы.
Такие поверхности обрабатывают, как правило, на станках токар-
ной группы (за исключением торцов дисков трения фрикционных
механизмов, которые шлифуют). Отверстия для крепления в боль-
шинстве случаев обрабатывают на станках сверлильной группы,
небольшие посадочные внутренние поверхности — на протяжных
станках.
Зубья зубчатых колес, сферические (чашки дифференциалов)
и другие фасонные поверхности, являясь базовыми, влияют на
схему типового или конкретного технологического процесса.
Зубья колес обрабатывают на зубофрезерных, зубодолбежных,
зубошлифовальных или шевинговальных станках. В настоящее
время зубья цилиндрических и конических колес в ряде случаев
накатывают в холодном или горячем состоянии. Эти операции
выполняют в механическом цехе по ходу технологического про-
цесса обработки.
Сферические поверхности обрабатывают на специальных стан-
ках или на универсальных с помощью специальных приспособле-
ний. Шпоночные пазы, смазочные канавки, стопорные отверстия
и др. являются второстепенными поверхностями и "не влияют на
принципиальную схему построения технологического' процесса.
В качестве базовых поверхностей в рассматриваемых деталях
при выполнении черновых операций принимают один из необра-
ботанных торцов и наружную или внутреннюю поверхность;
102
при выполнении последующих операций — торец и внутреннюю
или наружную обработанные поверхности. Детали, имеющие
наружный диаметр до 50 мм, можно изготовлять непосредственно
из прутка.
Наиболее распространенными и конструктивно разнообраз-
ными деталями, имеющими сложные точные фасонные рабочие
поверхности, являются зубчатые колеса.
Зубчатые колеса гусеничных и колесных машин работают
в тяжелых условиях переменных и ударных нагрузок. Силовые
агрегаты трансмиссии передают значительные крутящие моменты,
создавая нагрузки до 1000 Н на 1 мм длины зуба. Окружные
скорости зубчатых колес в сборочных единицах колесных и гу-
сеничных машин достигают 25 м/с, что требует высокой точности
изготовления. Зубчатые колеса являются ответственными дета-
лями, определяющими надежность работы машины. К конструк-
ции, материалу и качеству изготовления зубчатых колес предъ-
являют жесткие условия.
По технологическому признаку наиболее часто встречаю-
щиеся конструктивные разновидности зубчатых колес можно раз-
делить на ряд типов (рис. 54, а и б). Цилиндрические зубчатые
колеса диаметром до 300 мм бывают одновенцовые с отверстиями
без выточки и плоскими обработанными торцами (тип Д);
Рис. 54. Типы зубчатых колес:
о — цилиндрических; б — комических
103
одновенцовые с выточками в отверстиях или торцах (тип 5);
одновенцовые со ступицей (тип В); одновенцовые со ступицей
и выточками в отверстии или торце (тип Г); многовенцовые блоч-
ные (тип Д); многовенцовые блочные с выточками в отверстиях
(тип Е).
Цилиндрические зубчатые колеса диаметром более 300 мм
могут быть в виде венца (тип Ж) с наружными или внутренними
зубьями; одновенцовые тарельчатые с отверстиями для крепления
болтами (тип 3); одновенцовые со ступицей (тип Я); выполненные
как одно целое с валом (тип К)-
Конические зубчатые колеса бывают со ступицей (тип Л);
венцовые (тип Б) и с валом (тип В).
По диаметру конические и цилиндрические колеса делят на пять
групп: меньше 50; 51—200; 201—300; 301—500 и свыше 500 мм.
Червячные зубчатые колеса выполняют цельными со ступицей
(для червячных пар малых размеров) и в виде венцов.
Точность изготовления зубчатых колес определяет долговеч-
ность и бесшумность работы механизмов. Нормы точности эле-
ментов зубьев устанавливают исходя из назначения, окружных
скоростей, размеров и других факторов. Степень точности изго-
товления регламентируется допусками по ГОСТ 1643—72 на
цилиндрические; ГОСТ 1758—56 на конические и ГОСТ 3675—56
на червячные передачи. Показатели точности изготовления зуб-
чатых колес и передач определяются нормами точности, которые
характеризуют кинематическую точность; плавность работы ко-
леса; пятно контакта зубьев; боковой зазор.
ГОСТами установлено двенадцать степеней точности в порядке
убывания от 1-й до 12-й. Для цилиндрических зубчатых колес
допуски и предельные отклонения установлены для девяти сте-
пеней: от 3-й по 11-ю. Степени точности 1-я и 2-я перспективные.
В гусеничных и колесных машинах наибольшее применение на-
ходят зубчатые колеса 6—9-й степени точности.
Для конических зубчатых колес в связи с большей сложностью
изготовления по сравнению с цилиндрическими ГОСТ 1758—56
установлены допуски и предельные отклонения для семи степеней
точности: с 5-й по 11-ю.
Червячные передачи в соответствии с ГОСТ 3675—56 делятся
на две группы: 1) кинематические, позволяющие регулировать
положение червяка и колеса по межосевому расстоянию и поло-
жению средней плоскости колес. В этом случае нормы установлены
для четырех степеней точности: 3, 4, 5 и 6-й; 2) силовые, без
регулировки положения червяка и колеса по межосевому расстоя-
нию и положению средней плоскости колес. В этом случае нормы
установлены для пяти степеней: от 5-й по 9-ю.
К комплексным показателям норм точности и бокового зазора
относятся кинематическая погрешность F'tr, циклическая погреш-
ность f.kr, длина и высота пятна контакта на боковой поверх-
ности зуба, смещение исходного контура АНг.
104
Кинематическая погрешность является показателем кинемати-
ческой точности цилиндрических зубчатых колес. Она возникает
в основном вследствие кинематической неточности зуборезного
станка, погрешности установки инструмента и заготовки и оце-
нивается погрешностью окружного шага Fp и колебанием длины
общей нормали VWr.
Циклическая погрешность является показателем плавности
работы зубчатых колес и образуется по тем же причинам, что
и кинематическая.
Погрешность плавности зацепления колеса оценивается цикли-
ческой погрешностью f2kr и предельным отклонением основного
шага fpbr.
Длина и высота пятна контакта на боковой поверхности зуба
являются показателем контакта зуба. Нормы контакта зубьев
устанавливают относительные размеры пятна контакта по длине
и высоте в процентах от длины и высоты рабочей боковой поверх-
ности зуба в собранной передаче.
Смещение исходного контура АНг является комплексным
показателем бокового зазора. Минимальный боковой зазор уста-
навливают для каждой степени точности.
Зубчатые колеса целесообразно контролировать по комплекс-
ным показателям. Это объясняется тем, что все элементы зубчатых
колес взаимосвязаны и в производственных условиях чет необхо-
димости контролировать показатели каждого элемента. ГОСТы
устанавливают для каждой группы норм точности и бокового зазора
контрольные комплексы для определенных степеней точности.
Посадочные поверхности зубчатых колес выполняют по 2-му,
2а классу точности; центровые отверстия фланцев — по 2-му
классу точности. Неперпендикулярность торцов ступицы и зуб-
чатого венца к оси отверстия (биение торцов) допускается 0,05—
0,07 мм на 100 мм диаметра. Шероховатость посадочных и рабочих
поверхностей зуба Ra = 1,25-н0,1 мкм по ГОСТ 2789—73.
В качестве материала для изготовления цилиндрических и
конических зубчатых колес применяют углеродистые и легиро-
ванные стали (табл. 1).
Глубина слоя цементации находится в пределах 0,7—1,2 мм. Ле-
гированные стали с малым содержанием углерода после цементации,
закалки отпуска обладают высокой твердостью и вязкой сердце-
виной.
Для изготовления червячных зубчатых колес применяют
бронзы, биметаллические отливки (бронза, залитая на стальную
отливку) и антифрикционный чугун. Червяки изготовляют из
стали 15, 12ХН2 и др.
В качестве заготовок для цилиндрических и конических зуб-
чатых колес диаметром до 50 мм применяют калиброванную прут-
ковую сталь, диаметром более 50 мм — штамповки. Заготовки
Для червячных колес получают литьем. Червяки изготовляют из
Штамповок и проката (червяки малых диаметров и несложных форм).
105
Таблица 1. Материалы для изготовления зубчатых колес
Марка стали	Вид термообработки	Темпера- тура на- грева, °C	ав, МПа (кгс/мм2)	6, %	Твердость	
					сердце- вины НВ	рабочей поверх- ности HRC
15	Цементация Закалка в масле Отпуск	900—920 780—800 180—200	400 (40)	25	156-131	56—62
20	Цементация Закалка в воде Отпуск	900—920 780—800 180—200	550 (55)	18	156-121	56-62
18ХГМ	Цементация Закалка в воде Отпуск	880—900 780—800 180—200	1100 (ПО)	7,0	229—187	58-62
18ХГТ	Цементация Закалка в масле Отпуск	900—920 800-820 180—200	1150 (115)	10	229—187	58-62
18ХНВА	Закалка в масле Отпуск	900—920 180—200	1150—1200 (115-120)	10-12	388—321	—
18ХНВА	Цементация Закалка в масле Отпуск	900-920 780-800 180—200	1000 (ЮО)	12	388—321	58-62
20ХНЗА	Цементация Закалка в масле Отпуск	920-930 780—800 150-160	1250 (125)	11	—	58—63
40Х	Закалка в масле Отпуск	830—850 400—500	1000 (100)	9	—	38-45
45	Закалка в масле Отпуск в в в	800—830 400—500 300—400 200—300 150—160	800—1000 (80—100) 950-1250 (95—125) 1350 (135) 1500—1700 (150-170)	10 6-6,5 3 3	1111	33—40 40—45 45—50 48—52
106
§ 2. ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ЗУБЧАТЫЕ КОЛЕСА
Схемы механической обработки цилиндрических зубчатых колес
в зависимости от конструкции, точности размеров и способов полу-
чения заготовки применительно к серийному производству пред-
ставлены в табл. 2.
Если зубья колес специальных машин подвергаются шлифо-
ванию, то перед термообработкой шевингование не производят.
После термообработки шлифуют отверстие (основную базу),
а затем зубья.
Приведенные схемы обработки зубчатых колес принципиально
различаются содержанием операций черновой обработки. Черно-
вую обработку зубчатых колес первой группы, изготовляемых
из прутков, выполняют на автоматах или токарно-револьверных
станках. Для обработки зубчатых колес второй и третьей групп
типов В и Д на первой операции используют сверлильные или
токарные станки, а колес типов Г и Е — вертикальные много-
шпиндельные полуавтоматы или револьверные станки. Оборудо-
вание для других операций обычно соответствует виду обработки,
степень его специализации определяется типом производства.
При обработке зубчатых колес за установочную базу часто при-
нимают поверхность отверстия.
Чистовую обработку гладких и шлицевых отверстий выпол-
няют на протяжных станках. Отверстие и шлицы можно протяги-
вать раздельно за два перехода или за один переход с помощью
комбинированной протяжки. Порядок обработки шлицевых от-
верстий в зубчатых колесах зависит от способа центрирования.
При центрировании по внутреннему диаметру после черновой
обработки протягивают,отверстие и шлицы, затем устанавливают
деталь по отверстию и производят черновую и чистовую обра-
ботку наружных поверхностей. Отделочную обработку шлицев
в этом случае выполняют путем шлифования отверстия (выступов
шлицев), устанавливая зубчатые колеса по зубьям. При центри-
ровании по наружному диаметру отделочная операция по об-
работке шлицев заключается в калибровании протяжкой боковых
поверхностей и поверхности впадин. После термической обработки
при этом должна получаться такая твердость поверхностей, чтобы
калибровочная протяжка могла снимать или уплотнять слой
металла.
Шпоночные пазы в отверстиях зубчатых колес обрабатывают
протягиванием на протяжных станках за один или два прохода
в зависимости от глубины канавки. Колеса при протягивании
Шпоночного паза устанавливают с помощью специальной оправки,
имеющей направляющий паз для протяжки, и базируют по отвер-
стию, прошедшему чистовую обработку. В мелкосерийном и еди-
ничном производстве шпоночные пазы обрабатывают долблением
на долбежных станках.
Обработка зубчатых колес с валом аналогична обработке валов
с Добавлением операций на обработку зубьев.
107
Таблица 2. Схема обработки цилиндрических губчатых колес
№ операции	Группа и тип зубчатых колес				Зубчатое колесо с валом, тип К
	Первая, тнпьд А — Е	Вторая и третья, типы 5, Д	Вторая и третья, типы Г, Е	Четвертая, типы Ж, 3, И	
	Заготовка				
	Калиброванный пруток	Штамповка			
	Содержание операций				
1	Сверление, подреза- ние торца, растачи- вание, обтачивание, отрезание	Сверление отвер- стия, зенкерование	Сверление отвер- стия, растачивание, подрезание торца	Черновое обтачива- ние торца, растачи- вание отверстия, об- тачивание по наруж- ному диаметру	Подрезание торцов и центрование
2	Протягивание отверстия и шлицев		Растачивание вы- емки и подрезание второго торца	Черновое обтачива- ние, протачивание второго торца рас- тачивание отверстия	Черновое обтачива- ние одной стороны
3	Чистовое обтачива- ние и подрезание торцов	Черновое обтачива- ние венцов и торцов	Протягивание от- верстия и шлицев	Чистовое обтачива- ние наружного диа- метра и торца, рас- тачивание отверстия	Черновое обтачива- ние другой стороны
4	Чистовое подреза- ние или шлифование торцов	Чистовое обтачива- ние и подрезание тор- цов	Черновое обтачива- ние венцов и подре- зание торцов	Чистовое обтачива- ние и растачивание другой стороны	Чистовое обтачива- ние одной стороны
5	^Нарезание зуба	Предварительное на- резание зуба	Чистовое обтачива- ние и подрезание тор- цов	Протягивание шпо- ночных пазов	Чистовое обтачива- ние второй стороны
6	Закругление зуба	Чистовое нарезание зуба	Предварительное нарезание зуба		Шлифование бази- рующих поверхно- стей шеек
7	Шевингование зуба	Закругление зуба	Чистовое нарезание зуба		Фрезерование шли- цев или шпоночных пазов
8	Термическая обра- ботка	Шевингование зубь- ев	Закругление зуба		Сверление отверстия
9	Шлифование отвер- стия (выступов шли- цев	Термическая обра- ботка	Шевингование зубьев		Нарезание резьбы на концах
10	Притирка зуба	Шлифование отвер- стия (выступов шли- цев)	Термическая обработка		Нарезание зуба
11	Испытание н.а шум	Притирка зуба	Шлифование отвер- стия (выступов шли- цев)	Шлифование отвер- стия)	Шевингование зуба
12	Контроль	Приработка зубьев парных колес	Притирка зуба		Термическая обра- ботка
13	—	Испытание на шум		Обкатка	Шлифование цилин- дрических поверхно- стей
14	—	Контроль			Шлифование шлицев
15	—	—	—	—	Шлифование зуба
16	—	—	—	—	Контроль
Для зубчатых колес, выполняемых с более низкой степенью
точности, отделочные и чистовые операции (шевингование, шли-
фование, притирка зубьев и др.) не выполняют. Если зубчатые
колеса термически не обрабатывают, то для получения высокой
степени точности зубья шевингуют, шлицы калибруют. При
образовании зуба накаткой в холодном состоянии последователь-
ность обработки изменяется в зависимости от размера и конструк-
ции зубчатого колеса. Накатанные зубья проходят отделочную
обработку в виде шевингования.
При образовании зубьев нарезанием выполняют черновое
нарезание, чистовую обработку и отделку. В зубчатых колесах
низкой степени точности ограничиваются черновой обработкой
или только чистовой (для колес модуля не более 2 мм).
Нарезание зубчатых цилиндрических колес осуществляется
методами копирования и обкатки. При обработке по методу
копирования форма режущих кромок инструмента полностью
соответствует форме впадины зуба. Нарезание и отделка зубьев
цилиндрических зубчатых колес по методу копирования осуще-
ствляются следующими способами: фрезерованием дисковыми
модульными фрезами; фрезерованием пальцевыми модульными
фрезами; одновременным долблением всех зубьев колеса (контур
ное долбление); протягиванием осевыми (круговыми) протяж-
ками; шлифованием профильным кругом.
Метод копирования имеет существенный недостаток — малая
точность профиля. Это объясняется тем, что зубья колес одина-
кового модуля, но различных диаметров нарезают приближенно
одним инструментом в определенных пределах числа зубьев.
Обработка зубьев зубчатых колес по методу обкатывания осу-
ществляется в процессе совместного согласованного движения
режущего инструмента и заготовки, тем самым воспроизводится
движение соответствующей зубчатой пары. Этот метод более точ-
ный и производительный. Нарезание и отделка цилиндрических
зубчатых колес по методу обкатки выполняются следующими
способами: фрезерованием червячными фрезами; долблением;
строганием зубчатой рейкой; фрезерованием кольцевыми.гребен-
чатыми рейками; точением обкаточными резцами; шевингованием
дисковыми шеверами, шлифованием (двумя тарельчатыми кру-
гами, конусным кругом, плоским кругом,- абразивным червяком);
хонингованием зубчатыми хонами; обкаткой; притиркой.
Фрезерование зубьев дисковыми и пальцевыми модульными
фрезами (рис. 55) выполняют на обычных универсально-фрезер-
ных и специальных зуборезных станках ЕЗ-1 с применением де-
лительных приспособлений и столов. Впадины между зубьями
образуются последовательно на всей поверхности венца. После
прорезания каждой впадины деталь поворачивают на определен-
ный угол, зависящий от числа зубьев.
Этим способом нарезают зубья колес невысокой степени точ-
ности, некорригированных колес (при малом числе зубьев),
ПО
Рис. 55. Схема фрезерова-
ния зубьев модульными
фрезами по методу копи-
рования:
а — дисковой; б —’кон-
цевой	’
в условиях единичного и мелкосерийного производства, а также
при ремонтных работах. Способ весьма трудоемкий.
Погрешность обработки при данном способе складывается из
неточности профилирования, неточности делительных приспо-
соблений поворота заготовки на один зуб в процессе нарезания,
погрешности установки фрез относительно нарезаемого колеса. Не-
точность профилирования объясняется тем, что каждую модуль-
ную фрезу изготовляют для нарезания зубчатых колес с разным
числом зубьев и с заменой эвольвентного профиля дугами окруж-
ностей, что упрощает процесс изготовления фрез.
Основное время (мин) нарезания зубьев модульными фрезами
/0 = (xb /вр 4~ /сх) z/sM,
где х — число одновременно нарезаемых заготовок зубчатых
колес (при касании торцов); b — длина нарезаемого зуба (ширина
зубчатого венца), мм; /вр—врезание фрезы на полную высоту
зуба и подход фрезы; /сх— перебег фрезы (Zcx = 2ч-4 мм); г —
число зубьев нарезаемого колеса; sM — минутная подача, мм.
При этом
/Вр = ]//l (f/ф /1) 4" fl, SM 5г2фПф,
здесь h — высота зуба, мм; йф — диаметр фрезы, мм; а = 1-ь-2 мм;
зг — подача на зуб, мм; гф — число зубьев фрезы; пф — частота
вращения фрезы, об/мин.
При нарезании прямозубых колес на зубофрезерном станке
с автоматическим делительным механизмом и подачами основное
время (мин)
t0 = (xb 4- /вр 4- /„) (-----F----?---) — 4-	,
0 V 1 пр 1 сх \ 8М. р. X 1 Sm. Об. X / X 1	X
ГДе sM. р.х — минутная подача при рабочем ходе, мм; s„. об. х —
минутная подача при обратном ходе, мм; г — число проходов;
— время поворота заготовки на один зуб, мин.
Фрезерование зубьев червячными фрезами осуществляется на
зубофрезерных станках. Способ высокопроизводительный, точ-
111
ный, отличается универсальностью. Этим способом нарезают
зубья цилиндрических зубчатых колес с модулем до 40 мм. Чер-
вячными фрезами можно фрезеровать зубья шевронных колес
с широкой дорожкой для выхода фрезы или с разнесенными вен-
цами.
Червячная фреза в осевом сечении имеет профиль рейки, режу-
щие кромки которой расположены по винтовой поверхности.
Червячные фрезы одного модуля и угла зацепления могут обра-
батывать зубчатые колеса разных диаметров и обеспечивать до-
статочную точность эвольвентной поверхности зуба.
На рис. 56, а показано фрезерование цилиндрических колес
червячной фрезой. Ось фрезы устанавливают относительно торца
обрабатываемой детали под углом, равным углу подъема винтовой
линии фрезы. Для нарезания зубьев фреза подается вдоль оси
детали.
112
Червячными фрезами выполняют как черновую, так и чистовую
обработку зубьев. При чистовой обработке обеспечивается 6 и
7-я степени точности. Обычной червячной фрезой можно обра-
батывать как нормальные, так и корригированные зубчатые колеса.
Корригирование достигается приближением инструмента к за-
готовке или удалением его.
Погрешность обработки зубчатых колес при нарезании червяч-
ной фрезой складывается из погрешности станка (неточности кине-
матической цепи станка, направляющих суппорта, радиального
и осевого биения фрезерной оправки), погрешности инструмента
и погрешности установки заготовки. Допустимые погрешности
установки червячной фрезы, проверяемые по буртикам, для наре-
заемых колес 6-й степени точности составляют 25; 7-й—30; 8-й —
35; 9-й — 45 мкм. Радиальное биение центрирующей части оправки
и торцовое биение опорной плоскости приспособления для бази-
рования заготовки должно быть не более 0,02 мм.
Основное время (мин) при нарезании зубьев цилиндрических
колес
/0 = (хЬ + 1вр 4- /сх) г/(«502ф),
где г— число зубьев нарезаемого колеса; п— частота вращения
фрезы, об/мин; s0 — осевая подача, мм/об; гф—число заходов
фрезы.
При нарезании прямозубых колес
^вр =	(^ф 4"	/cos
где К — угол подъема витка фрезы на делительном цилиндре
при нарезании косозубых
/вр — /г (d$ 4- й) cos P/cos X,
где р — угол наклона зубьев к образующей делительной поверх-
ности нарезаемого колеса.
Для червячных колес, нарезаемых по методу радиальной
подачи:
/о ~ 0 4“ ^рад) (^®рад^ф) >
где /Рад — длина пути радиального врезания фрезы, мм (/рад =
~ 0,75 т; здесь т—модуль, мм); $рад—радиальная подача,
мм/об.
Зубчатые колеса 7 и 8-й степени точности с модулем до 5 мм
нарезают за один проход, с модулем 5—6 мм — за два прохода:
первый с глубиной резания (0,6-г-0,7) h (где h—высота зуба),
второй (0,4-j-0,3) h. Чистовое нарезание выполняют за один
проход. Припуск на чистовое зубофрезерование 0,4—0,6 мм для
колес с модулем 2—6 мм и 1,2—1,5 мм для колес модулем 10—
20 мм.
113
Вертикальная (осевая) подача при черновом фрезеровании
ограничивается жесткостью технологической системы; в боль-
шинстве случаев s0 = 14-4 мм/об. При чистовом фрезеровании
средние значения подач для стальных зубчатых колес s0 = 0,64-
4-1,25 мм/об, для чугунных s0 = 1,54-2,5 мм/об. При обработке
однозаходными фрезами из быстрорежущей стали скорость
резания для стальных заготовок v = 204-50 м/мин, для чугунных
v = 304-60 м/мин; при чистовой обработке для стальных v =
= 304-70 м/мин и для чугунных v = 404-80 м/мин.
При нарезании червячных колес с модулем 3—12 мм по методу
радиальной подачи 8рад = 0,554-1 мм/об, а по методу танген-
циальной подачи sT = 1,1ч-1,6 мм/об. Скорость резания при
последнем методе принимают 20—26 м/мин.
К основным путям повышения производительности фрезеро-
вания зубьев относятся скоростное и попутное фрезерование,
фрезерование с большими подачами, предварительная обработка
многозаходными фрезами, одновременная обработка пакета за-
готовок, применение быстродействующих приспособлений, авто-
матизация нарезания.
Скоростное фрезерование v = 804-100 м/мин достигается при
работе фрезами из быстрорежущей стали повышенной произво-
дительности на жестких станках. Применением твердосплавных
фрез для обработки стальных зубчатых колес можно получить
v = 1504-180 м/мин и s0 = 2,54-3 мм/об.
Фрезерование с большими подачами осуществляется специаль-
ными фрезами, имеющими образующую криволинейной формы,
например эллиптическую у фрезы «Прогресс», параболическую
у фрез равного износа. Это позволяет равномерно распределить
нагрузку между зубьями фрезы. Эллиптические фрезы обеспе-
чивают подачу s0 = 44-6 мм/об, фрезы с параболической обра-
зующей s0 = 84-10 мм/об.
Попутное фрезерование с радиальным врезанием фрезы дает
возможность увеличить осевую подачу в 3—4 раза и скорость
фрезерования на 25—40% по сравнению с встречным фрезеро-
ванием.
Долбление зубьев производится на специальных зубодолбежных
станках. Долбяк в отличие от червячной фрезы имеет эвольвент-
ный корригированный профиль. Для обеспечения правильной
обработки зубьев необходимы следующие движения: вращение
долбяка и заготовки; прямолинейное возвратно-поступательное
движение долбяка для обеспечения резания; подача долбяка
к центру или от центра заготовки; отход заготовки при обратном
ходе долбяка. Ход долбяка устанавливают на 5—8 мм больше
длины обрабатываемого зуба. Круговую подачу принимают
в зависимости от модуля, материала и диаметра нарезаемого
зубчатого колеса.
Колеса при обработке базируют по отверстию или по наруж-
ной поверхности вала, если зубчатое колесо и вал выполнены как
114
одно целое. На рис. 56, б показаны примеры установки зубчатых
колес при долблении. Зубчатые колеса с модулем до 1,5 мм обра-
батываются за один обкат, а с большими модулями — за два-три
обката. При обработке долбяком достигается 7-я степень точности.
Долбление применяется главным образом при обработке зуб-
чатых колес с закрытыми венцами, при нарезании зубьев колес
с малым модулем (до 2,5 мм), чистовой обработке колес со сред-
ними модулями (до 6 мм), нарезании внутренних зубьев. Для
первого и последнего случаев долбление является единственно
возможным способом обработки зубьев. Погрешность зубчатых
колес при долблении круглым долбяком складывается из погреш-
ностей станка, инструмента, установки инструмента, установки
заготовки. Радиальное и торцовое биение долбяка на шпинделе
станка допускается 0,01—0,015 мм; неперпендикулярность оси
отверстия долбяка опорным плоскостям 0,005—0,008 мм; поса-
дочные отверстия долбяка выполняют по 1-му классу точности.
Для зубчатых колее 6—9-го класса точности радиальное бие-
ние оправки допускается 0,01—0,025 мм; непараллельность осей
оправки и шпинделя 0,015—0,03 мм; износ цилиндрической по-
садочной поверхности оправки 0,005—0,02 мм.
Основное время (мин) при нарезании цилиндрических колес
_ h	nzmi
5радпдв 5кргадв
где h — высота нарезаемого зуба, мм; spfW — радиальная подача
на один двойной ход долбяка, мм; пдв—число двойных ходов
долбяка в минуту; т— модуль зубчатого колеса мм; i — число
проходов; sKP— круговая подача на один двойной .ход.
Круговую подачу и скорость резания при однопроходной
обработке и черновом долблении назначают: для стальных заго-
товок sKP = 0,25-i-0,50 мм на двойной ход и v — Юн-26 м/мин;
для чугунных "sKP = 0,15н-0,40 мм на двойной ход и v — 14—
н-32 м/мин. При чистовом долблении sKP = 0,10н-0,35 мм на
двойной ход и для стальных заготовок v = 20н-33 м/мин, для
чугунных v = ЗОн-45 м/мин. При многопроходной обработке
подача sKP увеличивается на 20%. Радиальную подачу принимают
®Рад = (0,1 -н-0,25) SKp.
Основные пути повышения производительности долбления
круглыми долбяками следующие: долбление без радиальной
Подачи долбяка; долбление нескольких заготовок комбинирован-
ным долбяком; долбление нескольких венцов блочной шестерни
с одной установки на станках с программным управлением; обра-
ботка нескольких колес (пакета) одновременно; автоматизация
3Убодолбежного станка. При работе на станках с программным
Управлением резко сокращается время на установку и снятие
заготовки.
Строгание зубьев зубчатой рейкой имеет много общего с обра-
боткой долбяком. Рейка подобна долбяку, у которого радиус
115
равен бесконечности. Профиль режущих кромок рейки прямой,
что значительно упрощает технологию ее изготовления. Из-за
небольшой длины рейки (по сравнению с длиной окружности
зубчатого колеса) процесс нарезки зубьев получается прерыви-
стым, следовательно, производительность обработки ниже, чем
при обработке долбяком.
Рейки применяют для нарезания зубьев больших колес с мо-
дулями больше 15 мм. Точность обработки и качество поверх-
ности ниже, чем при обработке долбяками. Этот способ образова-
ния зубьев выполняется на вертикальных зубострогальных стан-
ках. Зубчатые колеса с модулем 7 мм нарезают за один проход,
с модулем 8—14 мм за два прохода и с модулем более 14 мм за
три прохода и более.
Одновременное долбление всех зубьев — высокопроизводитель-
ный способ, применяемый в крупносерийном и массовом произ-
водстве для зубчатых колес с модулем до 8 мм. Долбление осу-
ществляется по методу копирования на специальных полуавто-
матах 5110, 5120, 5130 и др. Для обработки применяют много-
резцовые головки, изготовляемые для каждого обрабатываемого
колеса в соответствии с его модулем и числом зубьев. Число рез-
цов соответствует числу впадин зубьев обрабатываемого колеса,
а форма резца — форме впадины зуба (рис. 57, а, б). Головка
обычно выполняет получистовое нарезание зубьев под шевинго-
вание или чистовую обработку колес 7— 8-й степени точности.
Резцовая головка неподвижна, а заготовка совершает возвратно-
поступательное движение. При входе заготовки в головку ра-
диально расположенные резцы снимают необходимый слой ме-

Рис. 57. Схема одновре-
менного долбления всех
зубьев:
а — общий вид головки;
б — схема долбления и
направления движении
заготовки и резцов; /, 5"*
резцы; 2 — нижний диск
с пазами для резцов; 3-"
верхний диск крепления
резцов: 4 — корпус; 6
деталь;
116
Рис. 58. Схема зубото-
чения обкаточными рез-
цами
талла; при выходе заготовки резцы расхо-
дятся и не касаются обрабатываемых по-
верхностей. При очередном ходе заготовки
резцы вновь сходятся к центру, углубляясь
в тело заготовки на величину подачи, и
снимают слой металла. Так повторяются
движения до полною образования зубьев.
По окончании обработки станок автомати-
чески останавливается. В процессе нареза-
ния впадины подача переменная: в начале
нарезания около 0,4 мм на двойной ход,
в конце уменьшается до 0,025 мм на двойной
ход. При обратном (холостом) ходе резцы
раздвигаются на 0,5 мм.
Существующие головки рассчитаны на
модули 2—10,5 мм, число зубьев 20—50
и диаметр нарезаемого колеса до 250 мм.
Производительность станков с такими го-
ловками в 8—10 раз выше производитель-
ности зубофрезерных и зубодолбежных.
Точение зубьев обкаточными резцами! вы-
полняют на зубофрезерных или специаль-
ных станках. Этим способом нарезают пря-
мые и косые зубья. В процессе точения воспроизводится зацепле-
ние двух винтовых зубчатых колес со скрещивающимися осями,
одно из которых является режущим инструментом (рис. 58).
При обработке зубчатого колеса происходит относительное сколь-
жение боковых поверхностей зубьев и инструмента, представля-
ющее собой движение резания. Конструктивно инструмент напо-
минает долбяк, но работа его аналогична работе токарного резца,
поэтому его называют обкаточным резцом. При нарезании прямо-
зубых цилиндрических колес применяют косозубые резцы,' при
нарезании косозубых — как прямозубые, так и косозубые резцы.
В процессе обработки зубьев заготовка 1 и резец 2 (см. рис. 58)
согласованно вращаются вокруг своих осей, расположенных
под углом ср, зависящим от угла наклона зубьев инструмента
и обрабатываемого колеса. Режущий инструмент имеет подачу А
в направлении оси колеса для обеспечения нарезания зубьев по
всей длине заготовки. Этот способ имеет в 3—5 раз большую про-
изводительность по сравнению с зубофрезерованием однозаход-
ными червячными фрезами. Инструмент проще и дешевле в изго-
товлении, чем червячная фреза.
Скорость резания при зуботочении определяется скольжением
режущей кромки инструмента относительно обрабатываемой по-
верхности зуба. Эта скорость зависит от окружной скорости обка-
точного резца и угла скрещивания осей <р. Чем больше угол <р,
тем больше скорость резания при одной и той же окружной ско-
рости инструмента. Скорость резания выбирают v = 20н-40 м/мин.
117
Основное время при нарезании обкаточными резцами
/0	(Т& Т ' /вр “Н ^под х) 2/(SrtZ„A),
где х — число одновременно обрабатываемых колес; b — длина
зуба (ширина зубчатого венца), мм; /вр—врезание, мм; /под—.
длина подхода инструмента, мм; /сх — длина перебега (схода)
инструмента, мм; z—число зубьев нарезаемого колеса; s—
подача на один оборот заготовки, мм; п — частота вращения
инструмента, об/мин; ги—число зубьев инструмента.
Протягивание зубьее осуществляется на вертикально-протяж-
ных станках с круглым поворотным столом. При этом способе
можно выполнять протягивание плоскими протяжками одной
или нескольких впадин, а также одновременное протягивание
всех впадин (зубьев). Плоские протяжки используют при нареза-
нии зубьев на колесах большого диаметра и небол-ьшой точности.
После каждого протягивания и возвращения протяжки в исход-
ное положение стол станка поворачивается с помощью делитель-
ного устройства на соответствующий угол и производится протя-
гивание следующих впадин. Точность профиля зуба получается
достаточно высокой, однако точность шага невысокая из-за накап-
ливающихся ошибок в делительном механизме поворотного стола.
Таким способом обрабатывают секторы рулевого управления авто-
мобиля, секторы стеклоподъемников и др. Протягивание зубьев
в секторах выполняется за один проход специальной секторной
протяжкой.
Производительность протягивания значительно выше, чем
фрезерования зубьев. Одновременное протягивание всех зубьев
осуществляется в зубчатых колесах с модулем 1—5 мм. В этом
случае число зубьев протяжки и их профиль полностью соответ-
ствуют профилю и числу впадин между зубьями нарезаемого колеса.
Такое протягивание аналогично протягиванию фасонных отвер-
стий. Точность профиля и шага зубьев при протягивании полу-
чается невысокой из-за сложности изготовления многорядных
эвольвентных протяжек.
Накатывание зубьев цилиндрических колес с модулем до 2 мм
производится в холодном состоянии, с модулем до 10 мм в горячем
состоянии. Этот высокопроизводительный способ образования
зубьев (производительность его в 20 раз выше, чем при зубофре-
зеровании) позволяет значительно экономить металл, повысить
прочность и износостойкость зуба вследствие упрочнения поверх-
ности.
При холодном накатывании получают 7-ю степень- точности
и шероховатость поверхности Ra = 0,63н-0,04 мкм; при горя-
чем— 9—10-ю степень точности и шероховатость = 40-4-10
и Ra = 2,5-ъ1,25 мкм. В случае горячего накатывания для повы-
шения точности зубьев необходима дальнейшая механическая
обработка.
118
Для накатывания зубьев цилиндрических колес используют
заготовки из легированных и углеродистых сталей с содержанием
углерода до 0,5%. Накатывание в холодном состоянии осуще-
ствляется на специальных станках или на универсальных со
специальными приспособлениями. Из универсальных станков для
накатывания наиболее удобны токарные, револьверные, горизон-
тально-фрезерные.
Накатывание может выполняться с радиальной подачей накат-
ных роликов и с осевой (продольной) подачей накатных роликов
или заготовки. Накатывание в холодном состоянии с радиальной
подачей производится чаще всего двумя роликами и применяется
для колес с венцом шириной до 30 мм и диаметром более 60 мм.
Зубья накатывают сразу по всей ширине венца.
На рис. 59, а показана схема накатывания зубьев на двух-
роликовом гидравлическом накатном станке. Заготовка 3 зубча-
того колеса отверстием базируется на оправке 5, штырями по-
водка 11 она соединяется с ведомой шестерней 10. Оправка за-
креплена на стойке 12, имеющей у основания шарнир 13, обеспе-
чивающий самоустановку загбтовки относительно накатных по-
верхностей роликов. Накатывание осуществляется в два перехода:
предварительное роликами 2 и 8 и окончательное — калибрую-
щими роликами 4 и 7. Для исключения выдавливания металла
в осевом направлении на роликах имеются диски — реборды 6.
Согласованное вращение роликов с накатываемой заготовкой
обеспечивается шестернями 1, 9 и 10.
Накатывание в холодном состоянии с осевой подачей приме-
няется для зубчатых колес с большой длиной зуба или для не-
скольких (пакета) зубчатых колес, установленных на оправке.
Такое накатывание выполняется тремя роликами, которые должны
иметь заборную часть.
Скорость холодного накатывания с радиальной и осевой пода-
чей для заготовок из сталей 40, 50, ЗОХГСА рекомендуется 30—
50 м/мин; продольная подача для заготовок из сталей 40 и 50
sn 0,05-5-0,08 мм/об. При накатывании применяют смазывающе-
охлаждающие жидкости: веретенное масло, смесь веретенного
масла с водной эмульсией и др.
Зубчатые колеса можно накатывать также двумя перемеща-
ющимися рейками на специальных станках с гидроприводом.
Этот способ очень сложный, но высокопроизводительный.
Накатывание зубьев в горячем состоянии чаще всего осуще-
ствляется с радиальной подачей. Заготовку устанавливают в при-
способление накатного станка, нагревают до 1000—1200° С, после
чего производится накатывание. На рис. 59, б представлена
схема накатывания зубьев в горячем состоянии с радиальной
подачей. Заготовку 16 устанавливают на оправке станка, нагре-
вают с помощью индуктора ТВЧ 14, затем накатывают зубья
зубчатым роликом 15. Гладкий ролик 18 подпирает заготовку
и, кроме того, устраняет утечку металла с периферии зубьев,
119
1
Вив А повернуто
Рис. 59. Схемы накаты-
вания зубьев с радиаль-
ной подачей накатных
роликов:
а — накатывание в хо-
лодном состоянии; б —
накатывание в горячем
состоянии
обеспечивая при этом их уплотнение и калибровку. Ролики 17,
свободно вращаясь, предотвращают осевое выдавливание металла.
Время накатывания зубьев зубчатых колес с модулем 2—3 мм
равно 30—60 с в зависимости от числа зубьев. Калибровка в хо-
лодном состоянии с помощью накатных роликов позволяет повы-
сить точность зубьев на одну степень.
Встречаются и другие способы образования зубьев (протяги-
вание фрезопротяжкой и кругодиагональной протяжкой), но они
пока в рассматриваемом производстве не находят применения-
Для обеспечения наибольшей жесткости технологической с,!'
стемы и точности образования зубьев колес при проектированиг
120
приспособлений для установки за-
готовок следует обращать вни-
мание на то, чтобы опорные по-
верхности располагались как
можно ближе к месту приложе-
ния усилия резания (давления);
центрирующие элементы не вы-
полняли функции закрепления
детали (для исключения смеще-
ния заготовки при зажиме дета-
ли); центрирующие и опорные
поверхности были доступными для
легкого удаления стружки и
легко очищались от оседающих
Рис. 60. Шевер и обрабатываемое зуб-
чатое колесо
частиц.
Отделочная обработка зубьев применяется для зубчатых колес,
изготовляемых по 6—7-й степени точности с шероховатостью
боковых поверхносей зубьев Ra = 2,5-ь 1,25 мкм. Для незака-
ленных зубчатых колес отделочную обработку выполняют сле-
дующими способами: шевингованием, обкаткой, приработкой;
для закаленных зубчатых колес — обкаткой, шлифованием, при-
тиркой, приработкой, зубохонингованием, полированием.
Шевингование зубчатых колес заключается в срезании тонких
слоев металла (толщиной 0,001—0,005 мм) бреющими кромками
шевера (рис. 60). Шевер имеет форму зубчатого колеса с корри-
гированными зубьями, на поверхности которых в радиальном
направлении расположены канавки. Ширина канавки 0,25, глу-
бина 0,6—1 мм, расстояние между ними 0,75 мм. Канавки
образуют режущие кромки. Шевер для прямозубых цилиндри-
ческих колес имеет косые зубья, расположенные под углом около
15° при обработке стальных и под углом около 10° при обработке
чугунных заготовок.
Шевингованию подвергают колеса с модулем 0,4—12 мм,
диаметром 6—1200 мм. Припуски на шевингование составляют
0,1—0,25 мм по толщине зуба. Размер припуска зависит от раз-
мера обрабатываемых колес. При шевинговании можно получить
6—7-ю степень точности, если предыдущая обработка выполня-
лась качественно не ниже 8-й степени точности. Шероховатость
поверхности после шевингования достигает Ra = 0,63-=-0,08 мкм.
Для шевингования применяют специальные станки производи-
тельностью до 60 деталей в час. Обработка производится с интен-
сивным охлаждением маслом.
Основное время (мин) при шевинговании
t0 = Lk/(snri),
где L — ширина шевера, мм; k — число продольных ходов стола
танка; $п — рабочая подача (продольная или поперечная), мм
Рнс. 61. Схема приспособлений для обкатки н притирки зубьев:
а — обкатка; б — притирка
на оборот колеса; п — частота вращения обрабатываемого ко-
леса, об/мин.
Число продольных ходов стола станка
£ = (1,37Л/8рад) + ^,
где А — припуск на толщину зуба мм; kr — число ходов стола
без радиальной подачи; 5рад — радиальная подача, мм/об.
При шевинговании зубчатых колес 6—7-й степени точности
радиальная подача 8рад = 0,024-0,06 мм на двойной ход стола;
продольная подача sn = 0,24-0,6 мм на оборот обрабатываемого
колеса. Скорость резания при шевинговании колес среднего
модуля и = 304-45 м/мин. Шероховатость поверхности при этом
достигается Ra = 1,254-0,63 мкм. Для получения Ra — 0,634-
4-0,32 мкм необходимо продольную подачу уменьшить примерно
до 0,15—0,4 мм/об.
Обкатка зубчатых колес выполняется на специальных зубо-
обкатных станках или на горизонтально-фрезерных станках
со специальным приспособлением. Обкатывающие колеса — эта-
лоны имеют увеличенные толщину и высоту зуба при высокой
твердости материала. Обкатка производится под давлением 0,5—-
1 МПа (5—10 кгс/см2). Обкатываемое зубчатое колесо 1 (рис. 61, о)
вращается одним из эталонных колес 2. Для равномерной обра-
ботки боковых поверхностей зубья обкатываются с автоматиче-
ским реверсированием вращения (3—5 раз за цикл). Основное
время при обкатке t0 — 0,54-1,5 мин; частота вращения ведушеГ°
колеса пк = 1404-500 об/мин.
В процессе обкатки незакаленных зубчатых колес возможно
некоторое искажение профиля при эвольвентном зацеплении-
Это объясняется тем, что в процессе обкатки нет равномерногО
контакта боковых поверхностей по высоте сопряженных зубьев-
Наибольший контакт достигается у вершины и ножки зуба»
122
вследствие чего происходит неравномерное деформирование ме-
талла по высоте зуба, приводящее к искажению формы.
Обкатку применяют и для закаленных зубчатых колес с целью
удаления окалины, забоин и других дефектов на боковых поверх-
ностях зубьев.
Приработка зубчатых колес производится аналогично обкатке,
но вместо эталонных колес используют сопрягаемое (парное)
зубчатое колесо. После приработки эти колеса не обезличивают,
а поставляют на сборку в паре. Приработка улучшает контактно-
шумовую характеристику зубчатых колес в собранном узле.
Для улучшения приработки помимо вращательного движения
одному из колес придают дополнительное перемещение вдоль
оси и в радиальном направлении. Приработка ведется с приме-
нением абразивного материала или без него и при обильной
подаче масла. С абразивным материалом прирабатываются зака-
ленные зубчатые колеса. Приработку выполняют на зубообкаточ-
ных станках, специальных стендах и непосредственно в собран-
ном узле. Ведущее колесо при этом вращается с частотой 40—
400 об/мин; ведомое притормаживается. Основное время для колес
среднего модуля t0 = 10-f-15 мин.
Притирка зубчатых колес осуществляется на специальных
зубопритирочных станках и является производительной отделоч-
ной операцией закаленных зубчатых колес. Притирка исправляет
погрешность профиля зуба, в результате этого повышается точ-
ность на одну степень и достигается шероховатость рабочих
поверхностей зубьев Ra = 0,32-5-0,020 мкм.
На рис. 61, б показана схема притирки зубьев. Обрабатывае-
мое зубчатое колесо 4 прокатывается между тремя притирами 3,
изготовленными из перлитного чугуна. Два притира имеют косые
зубья, направленные в разные стороны, а один — прямые; вслед-
ствие этого оси двух притиров непараллельны. При вращении всей
системы зубчатое колесо скользит относительно поверхности
зубьев притиров.
Абразивный порошок (электрокорунд) подается на зубья
в среде нейтральной или активной смазки. Порошок внедряется
в мягкую поверхность зубьев притиров и при взаимных скольже-
ниях обрабатываемых поверхностей снимает с них'мельчайшие
частицы металла. Для ускорения процесса притирки и равномер-
ности обработки всего зуба детали сообщают возвратно-поступа-
тельное движение (50—80 ходов в минуту) и вращательное с ча-
стотой 150—180 об/мин. Для притирки второй стороны зуба изме-
няют направление вращения. Припуск на 'притирку оставляют
0.03—0,04 мм. Чугунные притиры выдерживают обработку до
*200 деталей. Основное время притирки t0 — 2-4-3 мин.
Шлифование зубьев является наиболее точным и совершенным
ВиДом обработки, позволяющим получить 4—6-ю степень точности
независимо от точности предыдущей обработки. Шлифованию
Подвергают термически обработанные зубчатые колеса. Припуск
123
на шлифование составляет 0,18—0,75 мм на толщину зуба. Однако
для шлифования зубьев требуется сложное оборудование, а про-
цесс шлифования сравнительно малопроизводителен. Этот вид
обработки применяют для точных и ответственных зубчатых колес.
Шлифование зубьев колес осуществляют по методу копирова-
ния иди обкатки. Метод копирования более производителен:
обработка одного зуба продолжается 0,4—0,75 мин. Точность
профиля зуба, обработанного по методу копирования, зависит
от точности профиля шлифовального круга и равномерности его
изнашивания. Для шлифования применяют специальные станки
с устройствами для заправки шлифовального круга по форме
впадины между зубьями. Этот метод чаще используют в крупно-
серийном и массовом производстве. В процессе обработки (рис. 62,а)
зубчатое колесо неподвижно, шлифовальный круг вращается
и совершает возвратно-поступательное движение вдоль зуба.
Окружная скорость шлифовального круга 30—35 м/с, скорость
возвратно-поступательного движения 8—16 м/мин.
При этом методе погрешность профиля круга от неравномер-
ного изнашивания сразу переносится на профиль обрабатываемого
зуба. Шлифуемое колесо после шлифования впадины поворачи-
вается на один или несколько зубьев. Полный цикл шлифования
осуществляется за три-четыре прохода. На станках для шлифова-
ния по методу копирования достигается 6—7-я степень точности
и шероховатость поверхности Ra = 1,25и-0,32 мкм. По методу
копирования можно шлифовать зубья с внутренним зацеплением.
Основное время при шлифовании зуба по методу копирования
t0 = 2Z.CTzi^H/(1000fCT),
где LCT — путь стола при возвратно-поступательном движении,
мм [LCT —b 4- Vh (DKP — /г) -ф 10, здесь Ъ — длина шлифуемого
124
зуба (ширина венца), мм; h — высота зуба, мм; DKp — диаметр
шлифовального круга, мм]; z — число зубьев зубчатого колеса;
t — число проходов; Аи — коэффициент индексации, учитыва-
ющий время поворота зубчатого колеса (&н = 1,34-1,5); уст—
скорость возвратно-поступательного движения стола, м/мин.
Шлифование по методу обкатки точнее, чем по методу копиро-
вания. Обкатка напоминает обработку колеса зубчатой рейкой.
Профиль шлифовального круга соответствует профилю зуба
рейки. Зубчатое колесо совершает качательное движение в обе
стороны относительно шлифовального круга, а шлифовальный
круг — возвратно-поступательное движение вдоль шлифуемого
зуба. После того как круг пройдет по всей высоте зуба, колесо
поворачивается на один зуб. Одновременно обрабатывают сто-
роны двух соседних зубьев.
- Шлифование по методу обкатки можно выполнять двумя
кругами (рис. 62, б). Каждый круг представляет собой часть зуба
воображаемой рейки. Возвратно-поступательное движение в этом
случае совершается самим изделием, а не кругом.
При малых модулях до 9 мм два круга разместить во впадине
сложно, тогда одновременно шлифуют профиль зубьев в двух
соседних впадинах. При изнашивании, превышающем установ-
ленное, шлифовальные круги автоматически разводятся на опре-
деленное расстояние и устройства затачивают их до требуемого
размера и положения. Эти компенсирующие механизмы действуют
через каждые 3 с, производя подачу шлифовальных кругов и авто-
матическую правку. Точность шлифования по методу обкатки
достигает 5-й степени, а шероховатость поверхности Ra = 0,634-
4-0,32 мкм.
Основное время (мин) при шлифовании зубьев по методу
обкатки двумя тарельчатыми кругами
/ = (_________|_ ;Л
0	\ «обкЗпр	1) х ’
где LCT — путь стола при возвратно-поступательном движении;
i — число проходов; побк — число обкатов в минуту; snp — про-
дольная подача на один обкат, мм; t — время переключения, мин;
х — число одновременно обрабатываемых заготовок.
LCT = bx + 2 [/й (Окр - й) 4- 5],
где Ь — длина шлифуемого зуба, мм; h — высота зуба, мм; DKp —
Диаметр шлифовального круга, мм.
Продолжительность шлифования одного зуба по методу об-
катки 3 мин. Несмотря на ряд преимуществ, такое шлифование
3Убьев все же малопроизводительная и дорогая операция.
Для повышения производительности труда в машиностроении
сачинают применять специальные зубошлифовальные станки
червячными абразивными кругами (рис. 62, в). Шлифование
125
зубьев абразивным червяком обеспечивает высокую производи-
тельность вследствие непрерывности процесса. Этим методом
можно шлифовать прямозубые и косозубые цилиндрические ко-
леса. Точность обработки однозаходным червячным кругом дости-
гает 4-й степени; шероховатость поверхности Ra = 1,25-ь
4-0,080 мкм. Время обработки одного зуба 0,2—0,3 мин. При
модуле до 1 мм зубья образуются без предварительной обработки.
Шлифовальному кругу (в виде одно- или двухзаходного чер-
вяка) диаметром 300—600 мм сообщают два движения: вращатель-
ное вокруг оси (движение резания) с окружной скоростью v =
= 30ч-35 м/с и периодическое радиальное (движение подачи)
на расстояние 0,01—0,08 мм. Обрабатываемое колесо вращается
вокруг своей оси согласованно с вращением шлифовального круга
(движение обкатывания) и совершает возвратно-поступательное
движение вертикальной подачи вдоль своей оси или вдоль на-
правления зуба с подачей sn = 0,3ч-З мм на оборот колеса.
§ 3. КОНИЧЕСКИЕ ЗУБЧАТЫЕ КОЛЕСА
Типовые схемы механической обработки конических зубчатых
колес в зависимости от конструкции, размеров и точности обра-
ботки даны, в табл. 3.
Таблица 3. Схемы обработки конических зубчатых колес
Группа и тип зубчатых колес
г>
е
о я
Вторая и третья, тип А
Вторая н третья, тип Б
Заготовка
| Штамповка без отверстия
Штамповка с отверстием
Содержание операции
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Сверление отверстия, зенкерова-
ние и подрезание торца ступицы
Протягивание отверстия и шлицев
Черновое обтачивание
Чистовое обтачивание
Черновое нарезание зубьев
Чистовое нарезание зубьев
Термическая обработка
Шлифование отверстия
Калибровка шлицев
Отделочная обработка зубьев
Контроль
Растачивание отверстия, протачи-
вание торца, черновое протачивание
переднего торца
Сверление крепежных отверстий
Черновое обтачивание конусов и
подрезание переднего торца
Чистовое подрезание торца
Протягивание отверстия
Чистовое обтачивание конуса и ДРУ‘
гих поверхностей
Черновое нарезание зубьев
Чистовое нарезание зубьев
Термическая обработка
Шлифование отверстия и торца
Отделочная обработка зубьев
Контроль
1
126
Конструктивные особенности конических зубчатых колес и
деление их по технологическим признакам показаны на рис. 54, б.
Обработка конических зубчатых колес первой группы типа А
с отверстием и типа В с валом аналогична обработке цилиндриче-
ских колес соответственно типа А и типа К, за исключением
обработки зубьев. Обработка зубьев конических колес зависит
от формы профиля зуба. В гусеничных и колесных машинах при-
меняют зубчатые колеса с прямыми и криволинейными зубьями.
Последние получают все большее распространение благодаря плав-
ности зацепления, прочности и бесшумности работы. Конические
зубчатые колеса со спиральными зубьями, кроме того, имеют ряд
технологических преимуществ: позволяют применять отделочные
операции (шлифование, притирку); облегчают монтаж из-за малой
чувствительности к перекосам осей; допускают работу с большими
передаточными числами при такой же прочности зубьев; облег-
чают изготовление зубчатых колес с меньшей точностью без
ухудшения качества зацепления. Оборудование для обработки
конических колес со спиральными зубьями значительно произво-
дительнее оборудования для обработки колес с прямыми зубьями.
Нарезание прямых зубьев конических колес осуществляется
следующими способами: фрезерованием дисковыми модульными
фрезами; строганием резцами; круговым протягиванием; фрезе-
рованием парными дисковыми фрезами большого диаметра.
Нарезание дисковыми модульными фрезами при изготовлении
конических зубчатых- колес с прямыми зубьями применяют как
черновое для последующего строгания зубьев. В серийном и
единичном производстве эту операцию выполняют на горизон-
тально-фрезерных станках в делительных приспособлениях
(рис. 63, а).
В крупносерийном и массовом производстве зубья конических
прямозубых колес нарезают на специальных зуборезных станках
высокой производительности дисковой наборной фрезой большого
Диаметра (рис. 63, б). Форма профиля зубьев дисковых фрез для
предварительного прорезания канавок должна быть такой, чтобы
припуск на чистовую обработку оставался по боковым поверх-
ностям. Зуб прорезают на полную высоту, в результате дно впа-
дины при чистовой обработке зубьев не обрабатывают. Это повы-
шает стойкость чистовых зубострогальных резцов и точность
чистовой обработки.
На рис. 63, а показано одновременное прорезание впадины
в трех заготовках. По окончании прорезания фрезы возвращаются
в исходное положение, а заготовки автоматически поворачиваются
На один зуб для прорезания следующей впадины.
Основное время (мин) для предварительного нарезания диско-
выми модульными фрезами на многоместных приспособлениях
4 _ (* + ^вр “Ысх) I ^воэ£
---------V------
127
где b — длина нарезаемого зуба (ширина венца), мм; /вр — путь
врезания, мм (/вр = Vt(d^ — t), здесь t — наименьшая глубина
прорезания впадины, мм; — диаметр фрезы, мм); /сх — длина
перебега, мм (Zcx = 2-4-5 мм); sM — минутная подача, мм; х—
число одновременно нарезаемых заготовок; tD03 — время отвода
и подвода стола в исходное положение и поворота заготовки на
один зуб.
Строгание зубьев резцами выполняют по методу обкатки.
Обкатку можно представить как перекатывание обрабатываемого
зубчатого колеса (рис. 61, а) по воображаемому плоскому колесу,
одним из зубьев которого являются два резца, производящих
возвратно-поступательное движение — строгание. Каждый резец
обрабатывает свою сторону зуба. При холостом ходе резцы не-
сколько отводятся от зуба. На зубострогальных станках дости-
гаются 6—7-я степень точности и шероховатость поверхности
Rz — 20-4-10 мкм, Ra = 2,5-г-1,25 мкм.
Рис. 63. Черновое нарезание
прямых зубьев конических
колес:
а — на горизонтально-фре-
зерном станке тремя фреза-
ми в трех заготовках; б —
на специальном станке не-
прерывной обработкой;
/ — фреза
128
О)
Рис, 64. Схемы нарезания зубьев пря-
мозубых конических колес:
а — на зубострогальных станках; б —
двумя фрезами большого диаметра; в —
круговым протягиванием; 1—11 —
черновые и получистовые резцы; 12 —
фасонный резец; 13—15 чистовые рез-
цы; 16 — безрезцовый участок для по-
ворота детали; Дя — величина вогну-
тости; as, Ди— величины бочкообраз-
но сти
Основное время (мин) при строгании
зубьев резцами
/0 == sKPz/60,
где sKp— время обкатки одного зуба (круго-
вая подача на зуб), с.
Зубчатые колеса с модулем до 3 мм стро-
гают за один проход; с модулем более
3-мм — за два прохода. Скорость строгания v = 8ч-28 м/мин
в зависимости от обрабатываемого материала, модуля и т. д.
Примерное время обработки одного зуба модуля 4—6 мм соста-
вляет 8—30 с.
Фрезерование зубьев прямозубых колес двумя дисковыми фре-
зами подобно строганию можно представить как вращение зубча-
Того колеса относительно воображаемого точного производящего
Колеса (рис. 64, б). В процессе нарезания дисковые фрезы вра-
5 П/р н. М. Капустина	129
щаются вокруг своих осей, наклоненных к вертикальной плос-
кости под углом, близким к углу зацепления колеса. Обе фрезы
работают в одной впадине; они сконструированы и установлены
таким образом, что зубья одной фрезы располагаются между
зубьями другой. Нарезание колес этими фрезами осуществляется
без подачи вдоль зуба, поэтому дно нарезаемой впадины полу-
чается вогнутым. Вогнутость тем больше, чем меньше диаметр
фрезы. Этот способ позволяет нарезать колеса с бочкообразными
зубьями. Способ высокопроизводительный; скорость резания 30—
35 м/мин; круговая подача 15—50 с на зуб. Основное время (мин)
t0 = sKPz/60.
Круговое протягивание'зубьев (рис. 64, в) — это наиболее про-
изводительный способ обработки из всех способов нарезания
зубьев конических прямозубых колес; он в 3—5 раз производи-
тельнее чистового зубострогания. Профиль зубьев обрабатывае-
мого колеса определяется профилем зубьев протяжки. Для упро-
щения изготовления режущие поверхности протяжки профили-
руют дугами окружностей исходя из условий наибольшего при-
ближения к эвольвенте.
В процессе обработки заготовка неподвижна, а протяжка
вращается с окружной скоростью v = 25-^35 м/мин и движется
возвратно-поступательно в направлении к ножке зуба. Скорость
возвратно-поступательного движения различная на разных уча-
стках пути протяжки. Такое сочетание окружной скорости с пере-
менной скоростью поступательного движения протяжки (скоро-
стью резания) и определенное расположение боковых режущих
кромок резцов в резцовых блоках обеспечивает нарезание зубьев
с переменным модулем.
Резец 12 предназначен для снятия фаски по боковым поверх-
ностям зубьев на заднем конусе колеса перед чистовой протяжкой.
Заготовка на один зуб поворачивается автоматически на уча-
стке 16, свободном от резцов. Время обработки одного зуба 1,6—
4 с. Этим методом достигается 7-я степень точности нарезаемых
колес и шероховатость поверхности Rz = 20-НО мкм.
Основное время (мин) нарезания
/0 = Az/60,
где t — время нарезания одного зуба, с.
Нарезание круговых зубьев конических зубчатых колес при
производстве колесных и гусеничных машин осуществляется
дисковой резцовой головкой с торцовыми зубьями (рис. 65).
Зубья нарезают на специальных станках по методу копирования
(врезания) и обкатки. Резцовые головки подразделяют на черно-
вые и чистовые, а также на одно-, двух и трехсторонние. Трех-
сторонние головки предназначены только для нарезания по
методу копирования; двухсторонние — по методу обкатки и ко-
пирования. Трех- и двухсторонние головки применяют для чер-
130
нового и чистового нарезания;
односторонние — для чистовой об-
работки только боковых сторон
зубьев (наружных или внутрен-
них).
Черновое нарезание зубчатых
колес с большим числом зубьев,
как правило, осуществляется ме-
тодом копирования. При таком
нарезании заготовка неподвижна,
а фрезерная головка, вращаясь,
перемещается вдоль своей оси и
прорезает поочередно впадины
зубьев. При малом числе зубьев
у нарезаемого колеса черновая
обработка производится методом
обкатки, что менее производи-
тельно по сравнению с преды-
дущим методом.
Методы чистового нарезания
конических колес с круговыми
зубьями разделяются на обкатные
Рнс. 65. Схема нарезания круговых
зубьев торцовой зубофрезерной голов-
кой
и полуобкатные. Полуобкат-
ной метод рекомендуют для зацеплений с передаточным отноше-
нием 3 : 1, с углом начального конуса у одного колеса, превы-
шающим 70°. При этом колесо, у которого большее число зубьев,
окончательно нарезается методом копирования (врезания).
Полуобкатной метод обеспечивает 6—7-ю степень точности.
При нарезании по этому методу ошибка шага уменьшается до
15%, шероховатость поверхности получается Rz = 20-5-10 мкм;
Rа = 2,5-ь 1,25 мкм, а при методе копирования Ra = 2,5-5-
-5-0,63 мкм. Припуск на чистовую обработку составляет 0,5—
1 мм при т = 3-5-10 мм.
Время чернового нарезания одной впадины зуба при методе
копирования 17—35 с, чистового при методе обкатки 15—42 с.
Скорость чернового нарезания v = 30-5-45 мин, чистового v =
= 40-5-60 м/мин.
Основное время нарезания конических колес с круговыми
зубьями (мин)
/0 = К + ^п)~/60,
где t — время нарезания одной впадины, с; t„ — время поворота
заготовки на один зуб, подвода в исходное положение и отвода, с.
Конические колеса при обработке зубьев базируют по отвер-
стию или по наружным поверхностям вала, если шестерня с валом.
После термической обработки производят окончательную обра-
ботку отверстия. Зубчатое колесо в этом случае устанавливают
по зубьям в специальном приспособлении с помощью ша-
риков.
5*	131
Отделочные операции зубьев конических колес зависят от
термической обработки; так для незакаленных зубчатых колес
применяют обкатку, шевингование, для закаленных — шлифо-
вание, притирку.
Обкатка зубьев выполняется на специальных зубообкатных
станках с эталонной шестерней. В процессе обкатки подается
масло со свинцовым суриком. Время обкатки 0,7 мин.
Шевингование производится на специальных станках с помо-
щью шеверов. Однако для обработки зубчатых колес гусеничных
и колесных машин эту операцию не применяют.
Шлифование прямозубых конических колес выполняют по ме-
тоду обкатки одним или двумя дисковыми шлифовальными кру-
гами с плоской или конической рабочей поверхностью.
Конические колеса с круговыми зубьями шлифуют по методу
обкатки цилиндрическим чашечным кругом с конической рабочей
поверхностью.
Окружная скорость чашечного абразивного круга укр = 25-*-
-*-30 м/с; припуск на шлифование оставляют 0,25—0,35 мм на
толщину зуба; время обработки 1—3 с на один зуб; шлифованием
обеспечивается 5-я степень точности.
Притирка — способ, наиболее широко применяемый в техноло-
гии производства гусеничных и колесных машин, осуществляется
на специальных зубопритирочных станках. На притирку одной
стороны зуба затрачивается 1—3 мин. Для притирки используют
абразивную пасту, состоящую из порошка карбида кремния и
консистентного масла.
В результате притирки улучшается качество поверхности,
увеличивается пятно контакта и улучшается его положение,
снижается уровень шума.
Закругление зубьев производится для облегчения (плавности)
включения зубчатых колес. Для этой операции применяют три
способа: закругление торцов (затыловка) зубьев; снятие фасок
на торцах зубьев; заострение.
Торцы зубьев закругляют пальцевой фрезой (рис. 66, а) на
специальных зубозакругляющих станках. Ось фрезы располо-
жена перпендикулярно к оси обрабатываемого зубчатого колеса.
Закругление осуществляется при вращении фрезы вокруг своей
оси и движении по копиру или при эксцентричном смещении шпин-
деля фрезы. Поворот зубчатого колеса на один зуб в этом случае
может быть прерывистым или непрерывным.
Для обработки таким способом можно использовать конусную
или фасонную (см. рис. 66, а) пальцевую фрезу в зависимости от
требуемой формы закругления.
Закругление торцов зубьев пустотелой многозубой коронной
фрезой осуществляется при вращении фрезы и возвратно-посту-
пательном движении вдоль оси. При подходе фрезы к зубу колеса
одновременно обрабатываются противоположные стороны двух
смежных зубьев. При обратном ходе фрезы заготовка поворачи-
132
вается на один зуб для об-
работки следующих зубь-
ев. Ось фрезы в этом слу-
чае пересекается с осью
обрабатываемого колеса.
Сферические скосы об-
рабатывают трубчатой фре-
зой (рис. 66, б) при не-
подвижном зубчатом ко-
лесе. Поворот заготовки
для обработки следующего
зуба осуществляется после
отхода фрезы.
Скосы с эвольвентным
профилем обрабатывают
на зубофрезерных станках
червячными фрезами с со-
Рнс. 66. Схемы закругления зубьев:
а — пальцевой фасонной фрезой; б — трубчатой
фрезой с несколькими внутренними режущими
кромками
ответствующим профилем. Вращение фрезы и заготовки согласо-
вано как при фрезеровании зубьев способом обкатки. Закругле-
ние осуществляется при вертикальной подаче фрезы с горизон-
тальным положением ее оси.
Основное время для закругления торцов зубьев пальцевой и
пустотелой фрезами (мин)
to = V + /п)/60,
где t— время обработки одного зуба, с (t = 1 +3 с); tn — время
поворота зубчатого колеса на один зуб, подвода фрезы в исход-
ное положение и отвода, с.
§ 4.	ЧЕРВЯЧНЫЕ КОЛЕСА
Конструктивные и технологические особенности червячных ко-
лес, материал и способы получения заготовок приведены в § 1.
Технологический процесс изготовления червячных колес незна-
чительно отличается от обработки цилиндрических. Для колес
из ступицы и венца окончательную обработку и нарезание зубьев
производят в сборе. Нарезание зубьев червячных колес осуще-
ствляется червячными фрезами на зубофрезерных станках по ме-
тоду обкатки. Форма червячных фрез должна точно соответство-
вать форме червяков, которые будут находиться в зацеплений с на-
резаемыми червячными колесами.
Зубья червячных колес нарезают с радиальной, тангенциаль-
ной или комбинированной подачей червячной фрезы. При наре-
зании с радиальной подачей червячная фреза помимо вращатель-
ного движения (резание) совершает поступательное движение
подачи (радиальная подача) к центру нарезаемого колеса, пока
расстояние от оси червячной фрезы до нарезаемого колеса не ста-
нет равным расстоянию от оси червяка до оси нарезаемого колеса,
предусмотренному сборочным чертежом.
133
Этот способ высокопроизводительный, но не обеспечивает
достаточной точности и чаще всего применяется для предвари-
тельного нарезания.
Нарезание зубьев червячных колес с тангенциальной подачей
производится червячной фрезой с приемным конусом (со срезан-
ными вершинами режущих зубьев). В этом случае расстояние
между осями фрезы и нарезаемого колеса постоянно и равно рас-
стоянию от оси червяка до оси нарезаемого колеса по сборочному
чертежу.
Таким образом, фреза установлена на полную глубину реза-
ния. В процессе обработки фреза вращается (резание) и переме-
щается в осевом направлении (тангенциальная подача), посте-
пенно врезаясь в заготовку за счет приемного конуса. Этот спо-
соб менее производительный чем способ с радиальной подачей,
но позволяет получить достаточно высокую точность обра-
ботки.
Зубья червячных колес средних и больших модулей обычно
нарезают в две операции: предварительно — с радиальной пода-
чей и окончательно — с тангенциальной, оставляя припуск на
чистовую обработку 0,5—1 мм на сторону зуба.
При комбинированном способе нарезания зубьев червячная
фреза имеет одновременно радиальную и тангенциальную подачу.
Обработка осуществляется за один проход. Инструмент в этом
случае должен обладать большой стойкостью.
Отделочная обработка зубьев червячных колес осуществляется
приработкой и шевингованием. Приработка зубьев червяка и
червячного колеса аналогична приработке зубьев цилиндричес-
ких колес. Шевингование зубьев цилиндрических и глобоидных
червячных колес осуществляется червячным шевером после фре-
зерования. На боковых витках шевера прорезаны канавки глу-
биной 1,5—2 мм так, что ленточки шириной 0,3—0,5 мм образуют
режущие кромки. На шевингование оставляют припуск 0,05—
0,3 мм на сторону зуба. Шевингование осуществляется на специ-
альных шевинговальных станках или на обычных фрезерных
станках со специальными приспособлениями.
§ 5.	КОНТРОЛЬ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
Контроль зубчатых колес подразделяется на операционный (тех-
нологический) и окончательный.
Операционный контроль предназначен для проверки точности
нарезания зубьев на данной операции и своевременного воздей-
ствия на технологическую систему в случае отклонения размеров.
Этот контроль проводят, как правило, по элементам. Контроли-
руют параметры зубьев, точность которых -зависит от качества
наладки станка на выполняемой операции. За измерительную
базу в данном случае принимают установочную. Такой контроль
часто выполняют без снятия зубчатого колеса со станка.
134
Рис. 67. Приборы для контроля погрешности зубчатых колес:
а — для определения кинематической погрешности; б — для измерения колебаний меж*
центрового расстояния (прибор завода «Калибр»)
Окончательный контроль предназначен для определения соот-
ветствия параметров зубьев обработанных зубчатых колес тех-
ническим требованиям чертежа. При этом контроле устанавли-
вают эксплуатационные показатели: кинематическую точность;
плавность работы; контакт боковых поверхностей зубьев; шумо-
вую характеристику в зависимости от конкретных условий работы
зубчатых колес в сборочных единицах.
При окончательном контроле зубчатых колес за измеритель-
ные базы принимают основные и контролируют обычно комплек-
сные показатели точности, так как погрешности отдельных пока-
зателей взаимодействующих между собой зубьев могут компен-
сировать друг друга.
Кинематическую погрешность зубчатых колес контролируют
на специальных приборах, на которых обкатывают контролируе-
мое колесо с измерительным зубчатым колесом в однопрофильном
зацеплении. Приборы работают по принципу непрерывного сравне-
ния передаточного числа двух связанных механизмов: эталон-
ного и содержащего контролируемое колесо.
На рис. 67, а показан прибор БВ-608К для контроля кинема-
тической точности. Контролируемое колесо 2 устанавливают на
внутренний шпиндель, проходящий через шпиндель измеритель-
ного колеса 1, имеющего такие же параметры, как и контроли-
руемое. Контролируемое и измерительное зубчатые колеса нахо-
дятся в зацеплении с широким промежуточным колесом 3. При
вращении промежуточного колеса (вручную или от электродви-
гателя) непрерывно сравниваются мгновенные передаточные от-
ношения измерительного и контролируемого колес. Рассогласо-
вания передаточных отношений регистрируются самописцем 4.
Накопленную погрешность окружного шага цилиндрических
зубчатых колес контролируют специальным прибором или из-
меряют шагомером окружной шаг на одной окружности зубча-
т°го колеса.
135
Радиальное биение зубчатого венца проверяют специальным
прибором, который определяет максимальную разность положе-
ния измерительного наконечника во впадинах между зубьями
контролируемого колеса за один оборот. Показания визируются
измерительным прибором (индикатором); точность измерения до
0,01 мм.
Погрешность длины общей нормали контролируют специаль-
ными зубомерами, индикаторными скобами (нормалемерами).
Погрешность межосевого расстояния за оборот зубчатого
колеса оценивают на специальных приборах. Колебание меж-
осевого расстояния измеряют при обкатке контролируемого
колеса, находящегося в беззазорном зацеплении с эталонным
колесом. На станине И (рис. 67, б) установлены два суппорта 6
и 10. Суппорт 10 с проверяемым колесом 8 подводится с помощью
ходового винта маховичком 9 до беззазорного зацепления с эта-
лонным зубчатым колесом 7, расположенным на суппорте 6, и
в этом положении стопорится. Суппорт 6 с помощью пружины
постоянно поджимается к контролируемому зубчатому колесу.
Изменение межосевого расстояния контролируется с помощью
индикатора 5, который закреплен на станине 11 и упирается нож-
кой в упор суппорта 6. Графическое изображение показаний при-
бора может регистрироваться с помощью самописцев КПД-300.
Плавность работы оценивают измерением циклической по-
грешности, погрешности профиля зуба и окружного шага, опре-
делением отклонений основного шага. Циклическую погрешность
оценивают по диаграмме кинематической погрешности зубчатого
колеса как среднюю величину неточностей, непрерывно повторя-
ющихся при повороте колеса.
Погрешность эвольвентного профиля замеряют на специальных
приборах — эвольвентомерах, позволяющих сравнивать теорети-
ческую эвольвенту, воспроизводимую прибором, с профилем эволь-
венты контролируемого колеса. Контроль производят по пока-
занию индикатора, установленного на приборе.
Пятно контакта зубьев определяют при взаимной обкатке
контролируемого колеса с эталонным. На боковые поверхности
эталонного колеса наносят тонкий слой краски. Контроль осу-
ществляется на контрольно-обкатных станках или на специальных
стендах. Одно из колес притормаживают. По отпечатку краски
на боковых поверхностях зубьев контролируемых колес опреде-
ляют качество контактной линии и направление зубьев.
Контроль зубчатых колес на шум осуществляется на универ-
сальных контрольно-обкатных или специальных станках. Уни-
версальный контрольно-обкатной станок 5725М предназначен для
проверки на шум конических, гипоидных, цилиндрических зуб-
чатых колес и червячных передач. Станки 5792, 5798 и 5799М
служат только для проверки цилиндрических зубчатых колес.
При проверке ведомое колесо притормаживают. Шум определяют
на слух.
136
В настоящее время для объективной оценки шума применяют
шумомеры Ш-43, Ш-ЗМ-Л, ОТ, МИЦ-5 и др. Эти приборы дают
возможность оценивать уровень шума в децибелах. При замерах
уровня шума микрофон прибора устанавливают около испытуе-
мой зубчатой передачи. Уровень шума в зубчатых передачах не
должен быть больше 90 дБ.
§ 6.	СОЛНЕЧНАЯ ШЕСТЕРНЯ С ТОРМОЗНЫМ БАРАБАНОМ
Солнечная шестерня с тормозным барабаном является основной
деталью планетарных механизмов. Эскиз одной из солнечных
шестерен представлен на рис. 68, а. Малая шестерня входит
в зацепление с сателлитами, на большой шестерне находятся
диски трения. Поверхностями А и Б солнечную шестерню устана-
вливают на валу в подшипниках качения. Деталь вращается со
значительной частотой вращения. Тормозной барабан служит
для притормаживания шестерни при поворотах машин.
Рис. 68. Солнечная шестерня с тормозным барабаном; схемы базирования и обрабатывае-
мые поверхности по операциям маршрута
137
Таким образом, солнечная шестерня в процессе работы нахо-
дится под действием непрерывно изменяющихся радиальных и
окружных нагрузок. Отдельные поверхности барабана работают
на трение. Зубья 1 под диски трения испытывают значительные
контактные напряжения.
Солнечную шестерню изготовляют из стали твердостью после
термообработки НВ 255 — 295. Заготовку получают объем-
ной штамповкой, которая дает желаемое расположение волокон
металла с уплотненной структурой. Так как солнечная шестерня
с тормозным барабаном имеет достаточно сложную конфигура-
цию, значительные размеры и массу, то заготовку получают ком-
бинированной штамповкой последовательно на двух молотах:
1) осадка исходной заготовки на одном молоте; 2) повторный
нагрев и штамповка в закрытых штампах. После этого прошивают
отверстие и обрезают заусенцы.
Основные технические требования, предъявляемые к солнеч-
ной шестерне, следующие: точность посадочных поверхностей А
и Б (под подшипники) не ниже 2-го класса; взаимное биение
посадочных поверхностей не более 0,04 мм; биение дна канавок
под уплотнительные кольца не более 0,15 мм; торцовое биение
канавок под уплотнительные кольца до 0,1 мм; радиальное бие-
ние наружной поверхности тормозного барабана относительно
поверхности отверстия А не более 0,2 мм; торцовое биение поверх-
ности упора дисков трения относительно поверхности отверстия А
не более 0,08 мм; шероховатость посадочных и рабочих поверх-
ностей не ниже Ra — 2,5-ь 1,25 мкм; смещение осей отверстий Г
(см. рис. 68, а) от номинального положения не более 0,2 мм;
точность зубчатого венца солнечной шестерни (с малым числом
зубьев) не ниже 9-й степени (ГОСТ 1643—72). Зубчатый венец
закаливают током высокой частоты до HRC 42—52. Все поверх-
ности, кроме канавок под уплотнительные кольца, подвергают
фосфатированию. После механической обработки выполняют ста-
тическую балансировку.
Черновыми базами при первой и второй операциях являются
торец и наружная поверхность томозного барабана. В этом слу-
чае обработку выполняют со стороны ступицы солнечной шестерни.
В дальнейшем, при обработке второй стороны, за базу принимают
обработанные начерно торец и наружную поверхность зубьев
под диски трения (рис. 68, в).
Чистовыми базирующими поверхностями являются основная
база — посадочная поверхность Б под подшипник (рис. 68, а)
и обработанные торцы. Единство базы и обработка максимального
числа поверхностей при одном установе на всех чистовых опера-
циях обеспечивают наибольшую точность взаимного положения
поверхностей.
Технологический процесс обработки солнечной шестерни вклю-
чает-следующие операции:
1)	черновое подрезание торца 15 (рис. 68, б); обтачивание поверх-
138
пости 9; растачивание поверхности 12 и подрезание поверхности 11\
2)	черновое обтачивание поверхностей 5, 4, 9, 10 (рис. 68, б);
растачивание поверхностей 1, 3, 12\ подрезание торцов 6, 2, 7,
8, 11, 13, 14, 15', снятие фаски;
3)	черновое растачивание поверхностей 2, 4, 6, 10, И
(рис. 68, s); обтачивание поверхностей 14, 8; подрезание торцов 1,
3, 5, 7, 9, 13, 12-
4)	чистовое обтачивание поверхностей 15, 7 (рис. 68, г); рас-
тачивание поверхностей 4, 9, 12, 14\ растачивание канавок 8,
10-, подрезание торцов 1, 3, 5, 6, 11, 13', снятие фасок 2;
5)	чистовое обтачивание поверхностей 8, 12, 13, 6 (рис. 68, д);
растачивание поверхности 5; подрезание торцов 11, 9, 4, 10,
14, 7, 3, 2‘, обтачивание канавок 1, 15',
6,	7) предварительное и окончательное долбление зубьев боль-
шой шестерни; базирование по торцу барабана и поверхности Б
(см. рис. 68, а);
8,	9) предварительное и окончательное долбление зубьев сол-
нечной шестерни; базирование, как и в операции 7;
10)	сверление отвертий Г (см. рис. 68, а); базирование по по-
верхности Б и торцу барабана;
11)	цекование отверстий Г; базирование по поверхности Б
и торцу большой шестерни;
12)	закалка зубьев венца солнечной шестерни ТВЧ;
13)	подрезание торца 1 (рис. 68, е); обтачивание трех кана-
вок 2; растачивание отверстия 4; снятие фасок <?;
14)	окончательный контроль.-
Первая операция предназначена для удаления значительного
припуска на участках, где конфигурация заготовки не может быть
получена близкой к форме поверхностей детали. Операцию вы-
полняют на карусельных станках.
Введение этой черновой операции позволяет обеспечить более
полную загрузку восьмишпиндельных токарных полуавтоматов,
применяемых на последующих операциях, и исключить перегрузку
отдельных позиций этих станков. При более простой конструк-
ции или меньших размерах детали эту операцию исключают.
Вторую и третью операции выполняют на восьмишпиндельных
токарных полуавтоматах 1285Б.
Четвертую и пятую операции выполняют на универсальных
токарных станках 1М63 и 1А64 со сменными резцовыми голов-
ками. В крупносерийном производстве основные переходы этих
чистовых операций можно выполнять на многошпиндельных
полуавтоматах, так как создавать специальные станки для этих
операций при малых программах выпуска и постоянном совершен-
ствовании конструкций изготовляемых объектов нецелесообразно,
наиболее сложные поверхности, недоступные для обработки на
многошпиндельных полуавтоматах, целесообразно выполнять на
токарных станках, используя для этого специальные приспособ-
ления.
139
8
Рнс. 69. Патрон с пневматическим приводом для установки
солнечной шестерни с тормозным барабаном
На рис. 69 показан специальный патрон с пневматическим за-
жимом к токарному или револьверному станку для установки
солнечной шестерни с тормозным барабаном при чистовой обра-
ботке с стороны солнечной шестерни. Заготовку базируют по
внутренней поверхности под подшипник и торцу. Корпус 9 при-
способления навертывают на шпиндель станка. При движении
штока 12 влево перемещается центральная втулка 2, напрессо-
ванная на втулку 6 заготовка 1 через шайбу 3 надвигается на
центрирующее кольцо 5 и перемещается до упора 7. Одновременно
сферическая втулка 11, действуя на коромысло 10, с помощью
рычагов 8 закрепляет заготовку. Сферические поверхности ко-
ромысла 10 и втулки 11 позволяют самоустанавливаться рыча-
гам в зависимости от положения закрепляемой поверхности,
определяемого базирующими поверхностями. Фиксированное по-
ложение упорной шайбы 3 относительно центральной втулки 2
достигается выверкой через паз в шайбе,
Для снятия заготовки после обработки шток 12 передвигается
вправо и заготовка освобождается, одновременно центральная
втулка 2, перемещаясь, с помощью трех кулачков 4 выталкивает
заготовку.
140
Погрешность базирования заготовки на данном приспособле-
нии
~ 4" + ^из),
где б — допуск на диаметр центрирующего кольца 5; 63— до-
пуск на диаметр посадочного отверстия заготовки; биз — диа-
метральный износ центрирующего кольца.
Допускаемая неперпендикулярность базирующей поверхности
центрирующего кольца 5 и упора 7 достигается путем их оконча-
тельной "обработки после установки приспособления на станок.
Шестую — девятую операции выполняют на зубодолбежных
станках. В зависимости от модуля зубьев каждый венец можно
обрабатывать за одну операцию или, как приведено в маршруте,
за две. При модуле m 3 мм черновую и чистовую операции
совмещают.
Десятую операцию выполняют на сверлильных вертикальных
станках с помощью шестишпиндельной сверлильной головки
в поворотном приспособлении (18 отверстий сверлят за три по-
ворота).
§ 7.	БЛОК ШЕСТЕРЕН БОРТОВОЙ ПЕРЕДАЧИ
Блок шестерен бортовой передачи является основной деталью
планетарного механизма бортовой передачи (рис. 70, а). Малая
шестерня (т = 8) входит в зацепление с сателлитами; большая
(т = 10) — с зубчатым колесом ведущего колеса. Поверхности А
и Б являются посадочными под подшипники качения. Зубья ше-
стерен блока находятся под воздействием знакопеременных дина-
Рис. 70. Блок шестерен бортовой передачи:
а — эскиз; б — схема установки блока шестерен на зубофрезерном станке
141
мических нагрузок, испытывая значительные контактные напря-
жения.
Блок шестерен изготовляют из легированной стали; рабочие
поверхности цементуют на глубину 1,7— 2 мм. Заготовку полу-
чают штамповкой.
Основные технические требования к этой конструктивно слож-
ной детали следующие: точность посадочных поверхностей А
и Б (рис. 70, а) должна соответствовать 2-му классу; конусность
не более 0,02 мм; взаимное биение посадочных поверхностей А
и Б не более 0,04 мм; биение наружной цилиндрической поверх-
ности большого и малого зубчатых венцов относительно поверх-
ности отверстия А не более 0,1 мм; биение торцов а и б не более
0,04 мм; шероховатость посадочных и рабочих поверхностей не
ниже Ra — 1,25 + 0,63 мкм; степень точности зубчатых венцов
8-я; закалка до HRC 60 сопрягаемых и рабочих поверхностей
после цементации; твердость сердцевины (ядра) HRC 35—49.
Все поверхности после обработки подлежат фосфатированию.
Черновыми базами на первой операции при обработке откры-
тых поверхностей со стороны солнечной шестерни (z = 27) явля-
ются торец и наружная поверхность. При дальнейшей обработке
за базы принимают обработанные наружные поверхности и торцы.
После чистовой обработки посадочных поверхностей А и Б под
подшипники их принимают в качестве основной базы и исполь-
зуют при всех последующих операциях до термообработки. После
термообработки при шлифовании посадочной поверхности Б
базирование выполняют по зубьям малой шестерни. В дальнейшем
базируют по основной поверхности Б. Такое базирование обеспе-
чивает более удобную обработку, установку и трубуемую точность.
Технологический процесс обработки включает следующие
основные операции:
1)	черновая обработка торцов, отверстия, наружной цилиндри-
ческой поверхности малой шестерни и других доступных для обра-
ботки поверхностей на токарном шестишпиндельном вертикаль-
ном полуавтомате последовательного действия при установке
детали по наружной цилиндрической поверхности и торцу боль-
шой шестерни в трехкулачковом патроне;
2)	черновое обтачивание наружной цилиндрической поверх-
ности, подрезание торцов и растачивание отверстий на токарном
одношпиндельном полуавтомате 1-18Б при установке по обработан-
ной поверхности малой и торцу большой шестерни в специальном
пневматическом патроне;
3)	получистовая обработка торцов и отверстий, чистовая —
наружной цилиндрической поверхности малой шестерни на вось-
мишпиндельном токарном вертикальном полуавтомате последо-
вательного действия; при установке по торцу и цилиндрической
поверхности большой шестерни в трехкулачковом патроне;
4)	чистовое подрезание торца большой шестерни со стороны
малой, растачивание отверстий А, В, растачивание выточки
142
у отверстия А, подрезание торцов а, в и снятие фасок на токар-
ном станке; при установке по наружной цилиндрической поверх-
ности и торцу большой шестерни;
5)	операция, аналогичная предыдущей, только со второй сто-
роны на токарном станке; при установке в специальном приспо-
соблении по отверстию А и торцу s;
6)	контроль деталей по всем параметрам в соответствии с тре-
бованиями чертежа;
7,	8) черновое и чистовое фрезерование зубьев большой ше-
стерни (z = 43; т = 10) в двух блоках одновременно (рис. 70, б)
на зубофрезерном станке 5К32, при установке по основной базе Б
и торцу;
9,	10) черновое и чистовое долбление зубьев малой шестерни
(z = 27; т = 8) на зубодолбежном станке 5140Б при установке
по основной базе Б и торцу б;
11)	закругление зубьев большого и малого венцов, снятие
заусенцев;
12)	контроль качества нарезания зубьев — проверка меж-
осевого расстояния при обкатке с эталоном, повороте на один
зуб и полном повороте; непараллельности образующей зуба и
оси блока шестерен; профиля зуба; колебания длины общей нор-
мали;
13)	сверление отверстий в диске большой шестерни в специаль-
ном кондукторном приспособлении на радиально-сверлильном
станке 2170 при базировании по отверстию А и торцу большой
шестерни; .
14)	цементация рабочих поверхностей на глубину 1,7—2 мм,
закалка и отпуск до HRC 60;
15)	шлифование посадочных отверстий А и Б под подшипники
и торцов а, б на внутришлифовальном станке ЗА229 при базиро-
вании по зубьям с помощью роликов в специальном патроне;
16)	шлифование зубьев большой шестерни на зубошлифоваль-
ном станке 586 при установке по основному отверстию Б и торцу б
на оправку;
17)	притирка зубьев солнечной шестерни чугунным притиром
на специальном станке при базировании по основным отверстиям
и установке на специальную оправку;
18)	окончательный контроль в соответствии с требованиями
рабочего чертежа.
§ 8.	КОНИЧЕСКАЯ ШЕСТЕРНЯ ПОЛУОСИ
Коническая полуосевая шестерня (рис. 71, а) передает крутящий
момент главной передачи на полуось и далее на ведущее колесо.
В процессе работы шестерня испытывает переменные ударные
нагрузки.
Шестерню изготовляют из стали с твердостью рабочей
Поверхности зубьев HRC 58 — 64, твердостью сердцевины
143
Рис. 71. Коническая полуосевая шестерня:
а — эскиз детали; б — эскиз заготовки
HRC 27—40. Заготовку по-
лучают штамповкой в закры-
тых штампах (рис. 71, б).
Основные технические
требования, предъявляемые
при обработке шестерни, сле-
дующие: посадочная поверх-
ность ступицы Б должна
быть выполнена по 2-му клас-
су точности; взаимное бие-
ние поверхности ступицы и
шлицевого отверстия'не бо-
лее 0,015 мм; нёперпендику-
лярность наружной цилин-
дрической поверхности Б и
торца А венца на крайних
точках не более 0,025 мм;
шероховатость посадочной
поверхности ступицы Ra =
= 1,25 ч- 0,63 мкм, боко-
вых поверхностей шлицев Ra = 2,5-4-1,25 мкм, зубьев Rz=
= 20-4- 10 мкм; степень точности зубчатого венца (г = 22;
т = 8мм) 8-я. Шлицы окончательно обработанной шестерни
контролируют комплексным калибром на собираемость. Калибр
изготовляют по максимально допустимым размерам сопрягаемой
детали.
Черновыми базами являются торец и коническая поверхность
(обратный конус). При дальнейшей обработке заготовку устана-
вливают по основной базе (отверстию) и обратному торцу.
Технологический процесс обработки шестерни полуоси вклю-
чает 19 основных операций.
1.	Рассверливание отверстия в ступице на проход на верти-
кально-сверлильном станке. Заготовку устанавливают в специаль-
ное приспособление на торец и зажимают самоцентрирующими
кулачками по обратному конусу. Введение этой операции поз-
воляет более производительно использовать вертикальный полу-
автомат на последующей операции.
2.	Черновая обработка торцов, отверстия, снятие фасок с од-
ной и другой стороны на восьмишпиндельном токарном вертикаль-
ном полуавтомате 1282. Схемы наладки и базирования заготовки
показаны на рис. 72.
3.	Черновая и чистовая обработка ступицы по наружному
диаметру, обтачивание венца, протачивание торцовых поверхностей
ступицы и венца, протачивание заднего конуса венца, окончатель-
ное протачивание переднего конуса, протачивание канавки по
размерам чертежа. Заготовку устанавливают по отверстию и
торцу ступицы в разжимную оправку. Обработку выполняют
на восьмишпиндельном токарном полуавтомате 1282.
144
Рис. 72. Схема обработки шестерни полуоси на восьмишпиндельном токарном вертикаль-
ном полуавтомате:
I и V — загрузочные позиции; II, IV, VI — VIII — рабочие позиции
4.	Контроль детали по всем параметрам в соответствии с тре-
бованиями чертежа.
5.	Накатывание зубьев г = 22, т = 8 мм на зубонакатном
станке 535. Заготовку устанавливают в специальном приспособ-
лении по отверстию и заднему торцу. Зубья накатывают в горя-
чем состоянии при нагреве зубчатого венца ТВЧ до 1000—1200° С.
Процесс накатывания осуществляется автоматически. Синхро-
низация вращения накатников и заготовки достигается при помощи
копирных конических зубчатых колес. Для предотвращения рас-
текания металла вдоль зуба в процессе раскатки устанавливают
ограничители (реборды).
Накатывание зубьев значительно производительнее зубона-
резания. Отходы металла составляют не более 4% массы заго-
товки. Точность накатывания соответствует 8—9-й степени. В ре-
зультате накатывания улучшается структура поверхностного
слоя металла, повышается износостойкость и прочность зубьев.
6.	Протягивание шлицев в отверстии на горизонтально-про-
тяжном станке 7А520. Заготовку устанавливают в приспособле-
ние с шаровым упором, обеспечивающим самоустанавливание от-
носительно обрабатываемого отверстия.
7.	Подрезание торцов венца и ступицы на токарно-винторез-
ном станке 1623. Заготовку устанавливают базируя на шлицевой
оправке по шлицевому отверстию и торцу.
145
8.	Обтачивание поверхностей после накатывания зубьев: чер-
новое и чистовое обтачивание ступицы, зубчатого венца, подре-
зание торцов ступицы, зубчатого венца, зачистка фасок, галтелей
выточек; черновая и чистовая обработка переднего конуса венца.
9.	Прошивание шлицевого отверстия.
10.	Контроль в соответствии с требованиями рабочего чертежа.
11.	Чистовое строгание зубьев г = 22, т = 8 мм с образова-
нием галтелей у ножек зубьев. Деталь устанавливают по шли-
цевому отверстию на специальную оправку.
12.	Сверление двух отверстий на двух противоположных впа-
динах на вертикально-сверлильном станке 2А125. Заготовку ба-
зируют по отверстию и торцу в специальном кондукторном при-
способлении.
13.	Контроль всех параметров в соответствии с требованиями
рабочего чертежа.
14.	Термическая обработка: цементация, закалка, отпуск.
15.	Шлифование торца зубчатого венца на кругл оторцешли-
фовальном станке ЗГ61АН12. Заготовку устанавливают по отвер-
стию и торцу зубчатого венца на специальной разжимной оправке.
16.	Шлифование ступицы. Установка заготовки аналогична
установке в операции 15.
17.	Зачистка заусенцев.
18.	Мойка детали.
19.	Окончательный контроль.
§ 9.	ЧЕРВЯЧНОЕ КОЛЕСО МЕХАНИЗМА НАТЯЖЕНИЯ
Червячное колесо механизма натяжения (рис. 73, а) служит для
передачи крутящего момента от червяка к направляющему ко-
лесу при натягивании гусеничного обвода. В результате пере-
мещения направляющего колеса относительно корпуса машины
происходит натяжение или ослабление гусеничного обвода. В ме-
ханизме натяжения применяют глобоидную червячную пару,
что вызвано большой нагрузочной способностью ее по сравнению
с простой червячной парой с такими же параметрами. Нагрузоч-
ная способность глобоидной пары не зависит от модуля, так
как в зацеплении одновременно участвует 1/9 всего числа зубьев.
Червячное колесо изготовляют из стали 45Х твердостью НВ 207.
Заготовку получают штамповкой и закаливают до твердости
НВ 321—269.
К червячному колесу предъявляют следующие технические
требования: посадочная поверхность не ниже 4-го класса точности;
биение вершины зубьев червячного колеса по окружности наи-
меньшего диаметра не более 0,1 мм; биение торцов А и Б (рис. 73, я)
не более 0,1 мм на наибольшем диаметре; радиальное биение по-
верхности выточки отверстия относительно оси отверстия не более
0,3 мм; смещение оси впадины шлица относительно оси детали
не более 1° в любую сторону. Пятно контакта (по краске) зубьев
146
Рнс. 73. Схемы базирования заготовки по операциям:
о — эскиз детали; б — схемы базирования
червячного колеса с сопряженным червяком при максимально
возможной толщине витка должно быть длиной не менее 7 мм,
шириной V2 высоты зуба и располагаться в средней части зуба.
Шлицы контролируют на взаимозаменяемость шлицевым ка-
либром. Поверхность детали фосфатируют или оксидируют.
На торце Б по оси впадины шлица, совпадающей с осью со стороны
лыски (срезанной поверхности), должна быть нанесена отличи-
тельная риска глубиной 0,5 мм и длиной 10—12 мм.
Шероховатость посадочной поверхности, боковой поверхности
шлицев и торца А допускается Ra = 2,5-ь 1,2 мкм; точность зуб-
чатого венца 8-й степени.
Черновыми базами являются наружная поверхность и торец
колеса. После черновой обработки и протягивания отверстия и
шлицев за установочные базы принимают обработанные торцы А
и Б и отверстие (основная база). На рис. 73, б—и показана после-
довательность базирования заготовки.
Технологический процесс обработки червячного колеса вклю-
чает следующие операции:
1)	подрезание торца, растачивание отверстия, обтачивание на-
ружной поверхности, снятие фасок с одной стороны на универ-
сальном токарно-винторезном станке 1К62 при установке по на-
ружной необработанной поверхности и необработанному торцу
147
в специальном самоцентрирующем патроне с пневмозажимом
(рис, 73, б);
2)	подрезание второго торца, обтачивание наружной поверх-
ности, снятие фасок на токарно-винторезном станке 1К62 при уста-
новке по наружной обработанной поверхности и торцу (рис. 73, в);
3)	подрезание торца, растачивание отверстия под шлицы,
растачивание выточки отверстия, снятие фасок и острых кромок
на токарно-винторезном станке 1К.62 при установке заготовки по
наружной цилиндрической поверхности и торцу (рис. 73, а);
4)	протягивание отверстия и шлицев (рис. 73, д) на горизон-
тально-протяжном станке 7540;
5)	подрезание торца Б, чистовое обтачивание наружной по-
верхности, снятие фасок на токарно-винторезном станке 1К62
при установке заготовки на плунжерной оправке по отверстию
и торцу (рис. 73, е);
6)	обтачивание радиусной поверхности венца в специальном
приспособлении (рис. 73, ж) на токарно-винторезном станке 1К62;
7)	фрезерование лыски на горизонтально-фрезерном станке
6Н82 при установке заготовки по внутренней поверхности и торцу
в жесткой оправке (рис. 73, з);
8)	предварительное фрезерование зубьев (рис. 73, и) на зубо-
фрезерном станке 5К32А;
9)	чистовое фрезерование зубьев на зубофрезерном станке
5К32А;
10)	окончательный контроль всех параметров согласно техни-
ческим требованиям рабочего чертежа.
Приведенный вариант процесса механической обработки ха-
рактерен для мелко- и среднесерийного производства, так как
рассчитан только на универсальное оборудование.
§ 10.	ГРУППОВАЯ ОБРАБОТКА ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
КОНИЧЕСКИХ И ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ
В серийном, особенно в мелкосерийном, производстве наибольшее
применение находят универсальные токарные станки. Обработка
малых партий заготовок на токарных станках с применением
универсальных приспособлений приводит к большим потерям
времени: вспомогательного, подготовительно-заключительного и на
организационно-технические мероприятия, вследствие чего умень-
шается загрузка станков.
Уменьшение непроизводительных затрат в мелкосерийном И
единичном производстве возможно только с увеличением партий
одновременно обрабатываемых деталей. Решение этой задачи в на-
стоящее время возможно лишь применением групповой обработки.
Для применения метода групповой обработки необходимо знать
номенклатуру деталей, закрепленных за станком, классифици-
ровать детали по технологическим признакам, образовать группы
деталей по общности технологических задач и выявить комплек-
148
$>ис. 74. Коиические зуб'
чатые колеса, обрабаты-
ваемые по групповому
У//7\ технологическому про-
цессу, разработанному
____, для комплексной детали 1
сную деталь, для которой нужно составить рациональную тех-
нологию. При определенном числе деталей в группе экономически
целесообразны модернизация станка, проектирование высоко-
производительных приспособлений и инструментальной оснастки.
Классификацию деталей с выделением групп производят на
основе общности геометрических элементарных поверхностей в пре-
делах конфигурации данного класса, общности технологических
задач, габаритных размеров, степени точности и шероховатости
обрабатываемых поверхностей и вида заготовки. После выявле-
ния групп и создания комплексной детали разрабатывают группо-
вой технологический процесс, обеспечивающий обработку любой
детали, входящей в группу. При этом инструментальная оснастка
станка должна обеспечивать обработку каждой детали группы
в соответствии с технологическими требованиями на изготовление.
Станок, приспособление и режущий инструмент должны позво-
лять обрабатывать детали с максимальной производительностью,
с минимальной затратой времени на переналадку при переходе
к обработке другой детали группы.
В качестве примера рассмотрим групповой технологический
процесс обработки конических зубчатых колес. Способ получе-
ния заготовок для этих деталей — прокат, штамповка, поковка.
В данную группу входят конические зубчатые колеса с наиболь-
шим диаметром 210 мм и длиной ступицы 150 мм. Точность обра-
ботки посадочных поверхностей соответствует 2—3-му крассу,
шероховатость обработанных поверхностей до Ra = 2,5-ь-1,25 мкм.
На рис. 74 показаны характерные детали данной группы и комп-
лексная деталь.
Технологический процесс обработки комплексной детали вклю-
чает следующие операции:
1)	отрезка заготовки (если заготовку получают из прутка)
На отрезном станке с установкой прутка в тисках;
149
Рис, 75. Схема групповой наладки для обработки конических зубчатых
колес на токарном станке с гидросуппортом
2)	сверление отверстий, черновое обтачивание наружных и
внутренних поверхностей на револьверном станке при установке
по наружной необработанной поверхности и торцу в трехкулач-
ковом патроне с пневмоприводом;
3)	термическая обработка — нормализация для снятия внут-
ренних напряжений и выравнивания структуры;
4)	подрезание торца и растачивание отверстия под протягива-
ние на токарном станке при установке по обработанной наружной
поверхности и торцу в трехкулачковом патроне;
5)	протягивание отверстий и шлицев с оставлением припуска
на шлифование на горизонтально-протяжном станке с шаровым
упором;
6)	чистовое подрезание торца, обтачивание наружных поверх-
ностей и конуса по копиру (рис. 75) на токарном станке с гидро-
суппортом; заготовку устанавливают по основной базе (отверстию)
на цанговую оправку с пневмоприводом, имеющую сменный уста-
новочный элемент в Зависимости от размера отверстий обрабаты-
ваемой заготовки;
7)	чистовое подрезание второго торца и обтачивание обратного
конуса по копиру на токарном станке с гидросуппортом при уста-
новке заготовки на разжимную оправку с пневмоприводом;
8)	чистовое растачивание канавок, выточек на токарном станке
при установке в трехкулачковый патрон с незакаленными кулач-
ками;
9)	протачивание наружных канавок на токарном станке при
установке заготовки на пневмооправке по отверстию;
10)	черновое нарезание конических зубьев на зубострогальном
станке при установке заготовки в жесткой оправке по отвер-
стию;
150
11)	чистовая обработка конических зубьев на зубост,рогальном
станке при установке заготовки в жесткой оправке по отверстию;
12)	зачистка заусенцев;
13)	контроль по всем параметрам в соответствии с требованиями
рабочего чертежа;
14)	цементация;
15)	шлифование отверстия и торца на внутришлифовальном
станке при установке заготовки в унифицированных приспособ-
лениях по зубьям;
16)	шлифование второго торца на круглошлифовальном станке
при установке заготовки на оправке по отверстию;
17)	закалка зубьев ТВЧ;
18)	окончательное шлифование отверстия и торца на внутри-
шлифовальном станке при установке заготовки в унифицирован-
ном приспособлении по зубьям;
19)	окончательное шлифование второго торца на круглошли-
фовальном станке при установке заготовки в оправку по отвер-
стию;
20)	шлифование зубьев на зубошлифовальном станке при уста-
новке заготовки на разжимной оправке по отверстию;
21)	обкатывание (притирка) зубьев;
22)	окончательный контроль.
Опуская отдельные операции, производя незначительные под-
наладки оборудования, по приведенному процессу в аналогичных
приспособлениях можно обработать каждую деталь, входящую
в рассмотренную группу данного класса. Операции термической
обработки 14 и 17 можно выполнять в один прием, если цементуют
не только одни зубья. В этом случае одна из операций шлифова-
ния отверстия выпадает. Операцию 3 назначают для заготовок,
полученных из прутка и свободной ковкой, при больших припу-
сках на обработку.
§ 11.	ДИСКИ ТРЕНИЯ
В гусеничных машинах широко применяют дисковые фрикционы
с металлическими дисками трения (главный, бортовой и блокиро-
вочный фрикционы). Диски трения являются основной частью
фрикционных механизмов, предназначенных для плавной передачи
нагрузки в момент включения, уменьшения нагрузки при пере-
ключении передач, ограничения передаваемого момента, дей-
ствующего на детали трансмиссии, двигателя и т. д.
Диски трения в зависимости от конструкции фрикциона вы-
полняют гладкими металлическими, металлическими с канавками,
металлическими, покрытыми металлокерамикой, и др. Они бы-
вают с наружными и внутренними зубьями (ведущие и ведомые).
При включении фрикционов в результате проскальзывания
соприкасающихся поверхностей ведомых и ведущих дисков воз-
никают значительные силы трения, Поверхности нагреваются
151
до значительных температур, что может привести к короблению
дисков, задирам трущихся поверхностей. Исключительно боль-
шие нагрузки воспринимают зубья дисков трения, поэтому их
поверхности подвергают упрочнению.
Конструкции дисков трения обеспечивают надежное и удоб-
ное базирование, применение высокопроизводительного инстру-
мента и его свободный выход при обработке на проход. Кроме
того, конструкции дисков трения позволяют одновременно уста-
навливать, для обработки 30 — 40 шт. (пакет) в приспособле-
ние. В результате этого резко сокращается вспомогательное
время.
Диски трения изготовляют из легированной стали. Поверх-
ность дисков часто покрывают металлокерамикой. Один из ви-
дов металлокерамики, например МК-5, представляет собой по-
рошок, основой которого является медь, в состав его входят
также олово, свинец, графит, железо.
Перед покрытием металлокерамикой предварительно обрабо-
танный стальной диск омедняют слоем толщиной 10—20 мкм.
Металлокерамический порошок прессуют под давлением 150—
300 МПа, затем подвергают спеканию под давлением в защитной
среде и термообработке — закалке и отпуску с нагревом в защит-
ной среде.
Заготовки дисков трения получают, как правило, из листового
проката холодной штамповкой, так как толщина дисков нахо-
дится в пределах 3—7 мм. Такая заготовка имеет минимальные
припуски на обработку. Заготовкой диска меньшего размера мо-
жет быть внутренняя вырубка. На рис, 76, а, б показаны эскизы
дисков трения с наружными и внутренними зубьями.
Основные технические требования, предъявляемые к дискам,
следующие: толщина и ширина дисков трения должны быть оди-
наковыми по всей окружности: разность толщины не должна пре-
вышать 0,05 мм, ширины 0,4 мм; коробление дисков в плоскости
допускается не более 0,15 мм; твердость дисков, после терми-
ческой обработки HRC 35 — 28;’ разность высоты любой пары
зубьев не более 0,4 мм; не более чем на 10 зубьях допускается
отклонение шага на 0,2 мм от установленного; эллипсность дисков
трения не более 0,5 мм.
Острые кромки по радиусу впадины и внутренней (наружной —
для дисков с внутренними зубьями) цилиндрической поверхности
следует притуплять поверхностным упрочнением; впадины зубьев
для устранения концентраторов напряжения (рисок, царапин,
задиров) обкатывать зубчатым роликом. Диски в процессе и после
изготовления необходимо проверять с помощью магнитоскопии
на отсутствие трещин, а после контроля размагничивать. Все
поверхности изготовленных дисков необходимо покрывать за-
щитной пленкой от коррозии.
Черновыми базами при обработке дисков трения являются
необработанные основные поверхности: при шлифовании одного
152
Рис. 76. Диск трения:
а — с внутренними зубьями; б — с наружными
торца — установка на магнитном столе станка по необработан-
ному второму торцу, при обточке наружной поверхности — уста-
новка по необработанной внутренней поверхности. При чистовой
обработке в качестве базирующих принимают те же поверхности,
но уже обработанные.
Технологический процесс обработки гладких дисков трения
без металлокерамики включает следующие операции; 1) черновое
шлифование одного торца; 2) черновое шлифование второго торца;
3) черновое и чистовое растачивание отверстия (чаще однократ-
ное); 4) черновое и чистовое обтачивание наружной поверхности
(чаще однократное); 5) образование зубьев: наружных — фрезе-
рованием, внутренних — долблением; 6) контроль дисков на
магнитном дефектоскопе с последующим размагничиванием; 7)
термическая обработка — закалка и отпуск; 8) поверхностное
упрочнение впадин зубьев; 9) притупление кромок на цилиндри-
ческих поверхностях; 10) чистовое шлифование одного торца;
11) чистовое шлифование второго торца; 12) поверхностное упроч-
нение фасок; 13) рихтовка дисков; 14) окончательный контроль
Дисков трения.
Для обработки дисков трения с нанесенной металлокерамикой
необходимы следующие операции: 1) черновое и чистовое раста-
чивание отверстия; 2) черновое и чистовое обтачивание наружной
поверхности; 3) контроль на отсутствие трещин и расслоений на
магнитном дефектоскопе; 4) промывка и сушка дисков; 5) раз-
магничивание дисков; 6) образование зубьев: наружных —
153

фрезерованием, внутренних — долблением; 7) промывка и сушка
деталей; 8) термическая обработка; 9) удаление наплывов свинца
в канавках с двух сторон; 10) растачивание внутренних выемок;
11) подрезание торцов; 12) фрезерование канавок на торцах и сня-
тие заусенцев в спиральных канавках и по наружной поверхности;
13) поверхностное упрочнение впадин зубьев; 14) поверхностное
упрочнение фасок; 15) полирование наружной поверхности (внут-
ренней при наружных зубьях); 16) подрезание уступов на торцах;
17) контроль на отсутствие трещин и расслоений на магнитном
дефектоскопе; 18) промывка и сушка; 19) размагничивание;
20) рихтовка; 21) окончательный контроль; 22) консервация
дисков (масломМт-16п по отдельному технологическому процессу).
Сравнивая варианты технологических маршрутов, легко уста-
новить, что абсолютное число операций механической обработки
гладких дисков и дисков с металлокерамическим покрытием сов-
падает, за исключением операций по обработке торцовых поверх-
ностей, которые в гладких дисках шлифуются, а в металлокерами-
ческих подрезаются, и дополнительных поверхностей (канавок)
в металлокерамических дисках. В маршрут обработки металло-
керамических дисков включены, как самостоятельные, операции
промывки, сушки, размагничивания, эти работы проводят и при
изготовлении гладких дисков, но в зависимости от программы
выпуска они могут быть как переходы основных операций или
как самостоятельные операции.
Рассмотрим подробнее основные операции изготовления ди-
сков трения. Черновое и чистовое шлифование торцов выполняют
на плоскошлифовальных станках 3756 с вращающимися магнит-
ными столами (рис. 77, а). Одновременно для обработки устанав-
ливают несколько дисков. После обработки диски размагничи-
вают. При обработке на магнитных столах заготовки базируют
по торцовой поверхности.
Отверстия в дисках трения растачивают в специальных при-
способлениях (патронах) на токарных или револьверных станках
(рис. 77, б). Заготовки базируют по наружной поверхности, уста-
навливая для большей точности на четыре — шесть опорных пла-
стины. Одновременно устанавливают до 40 заготовок (в зависи-
мости от ширины). Приводы приспособлений пневматические.
Наружные поверхности обтачивают на токарных станках с уста-
новкой заготовок на четыре — шесть опорных пластины в специ-
альные приспособления (оправки) с пневмоприводом. Базирова-
ние осуществляют по внутренней поверхности (рис. 77, в). Одно-
временно устанавливают до 40 заготовок. В приспособлении име-
ется эксцентриковое устройство для устранения произвольного
положения пакета дисков на оправке.
Внутренние зубья в дисках трения (рис. 77, г) получают
долблением на зубодолбежных станках. Заготовки устанавливают
в специальном приспособлении по внутренней цилиндрической
поверхности (по обрабатываемой поверхности). Одновременно
156
устанавливают пакет заготовок, число которых зависит от раз-
меров станка. В приспособлении на цилиндрическую оправку
установлен съемный центровик, который удаляют после закреп-
ления деталей.
Наружные зубья в дисках трения (рис. 77, 3) фрезеруют на
зубофрезерных станках червячной фрезой. Установка заготовок
аналогична установке при обтачивании наружных поверхностей.
Чистовое подрезание торцов в дисках, покрытых металлоке-
рамикой, выполняют резцами (рис. 77, е) на токарных или револь-
верных станках в специальных магнитных приспособлениях
с обязатальным последующим размагничиванием. Заготовки уста-
навливают по внутренней поверхности.
Упрочнение впадин зубьев и фасок на цилиндрических поверх-
ностях относят к операциям, позволяющим резко повысить уста-
лостную прочность опасных участков, где в процессе обработки
наиболее вероятно образование концентраторов напряжений. По-
верхностное упрочнение впадин зубьев выполняют на специаль-
ных станках или на универсальных с помощью специальных при-
способлений.
На рис. 77, ж показано упрочнение впадин наружных, а на
рис. 77, з внутренних зубьев на токарном станке при помощи
зубчатого ролика. Примерный режим обкатки: нагрузка на ролик
5500=5=500 Н, частота вращения заготовки 50 об/мин, продолжи-
тельность обкатки 15—20 с. Для обеспечения равномерного упроч-
нения впадин по всей длине в процессе обкатки диски необхо-
димо перевернуть и повторить обкатку с указанными режимами.
На рис. 77, и показана операция обкатки впадин внутренних
зубьев на долбежном станке. При этом варианте обкатке под-
вергаются впадины пакета заготовок.
Поверхностное уплотнение фасок по наружной (внутренней
при наружных зубьях) поверхности (рис. 77, к) выполняют с по-
мощью приспособлений на специальных или револьверных
станках.
§ 12.	КОЛЬЦА ВЫКЛЮЧЕНИЯ (ВКЛЮЧЕНИЯ)
ДИСКОВЫХ ФРИКЦИОННЫХ МЕХАНИЗМОВ
Кольца выключения (включения) предназначены для плавного
разведения (включения) фрикционных дисков главных и борто-
вых фрикционов, планетарных механизмов и горных дисковых
тормозов. Они позволяют ограничить передачу крутящего мо-
мента от ведущих элементов механизма к ведомым или обеспечи-
вают плавное торможение системы.
Конструктивно кольца выключения и включения (рис. 78, а, б, /)
выполняют различно в зависимости от назначения, конструкции
и размеров фрикционного механизма, передаваемых крутящих
моментов (усилий прижима дисков). Число канавок (слезок)
У колец выключения и включения равно 3—12. Наружный диа-
157
Рис. 78. Кольца:
а — выключения; б — включения горного тормоза; I — кольцо; 11 — заготовка;
1, 2 — раздельные заготовки; 3 — общая на два кольца

метр колец колеблется в пределах 150—600 мм: большие значения
относятся к кольцам включения тормозных фрикционных уст-
ройств, в которых при работе создаются наибольшие силы дав-
ления шариков на поверхности канавок.
158
Для обеспечения плавного и надежного выключения (включе-
ния) дискового фрикционного устройства при минимальных
усилиях на рычагах управления особые требования предъявляют
к точности формы и наклона (угла) рабочей поверхности ка-
навки. Рабочая поверхность должна быть твердой, износостой-
кой, так как удельные нагрузки, передаваемые шариками, зна-
чительные.
Кольца выключения и включения изготовляют из легирован-
ной цементуемой стали. Заготовки в зависимости от размера и
формы колец получают различно. Для небольших колец в ка-
честве заготовки используют штамповки. Иногда заготовку по-
лучают групповой штамповкой для двух деталей разных раз-
меров (см. рис. 78, а, 7/). Для колец включения большого диа-
метра (свыше 400 мм) и небольшой радиальной толщины (до 25 мм)
заготовку получают раскаткой на три—пять деталей (рис. 78, б, II).
В мелкосерийном производстве заготовку получают свободной
ковкой.
Технологичность конструкции колец ухудшается с увеличе-
нием наружных диаметров. Кольца выключения относятся к де-
талям вращения. С увеличением наружного диаметра умень-
шается жесткость детали, так как площадь сечения кольца оста-
ется примерно такой же, как и при малых диаметрах. Худшую
технологичность имеют кольца включения, так как сложные формы
поверхностей канавок требуют для образования и обработки спе-
циальных приспособлений (станков), специальных фрез. Ряд
отверстий выполняют глухими, что затрудняет их обработку.
Основные технические требования, предъявляемые к кольцам,
следующие: непараллельность торцовых поверхностей (неравно-
мерность толщины) не более 0,05 мм на всей ширине кольца;
неплоскостность опорной торцовой поверхности не более 0,08 мм;
отклонение радиуса оси канавок от центра кольца в пределах
2-го класса точности; отклонение посадочных поверхностей от-
верстия в пределах 2—3-го класса точности; разность радиальной
толщины (ширины) не более 0,3 мм; отклонение осей отверстий
от их номинального положения не более 0,2 мм. Шероховатость
рабочих поверхностей канавок Ra = 2,5-н0,63 мкм; глубина
цементации рабочих поверхностей канавок 1—1,8 мм; других
цементуемых поверхностей 0,8—1,6 мм. Твердость цементуемых
поверхностей после закалки HRC 56—60, твердость ядра
HRC 35—49.
При изготовлении колец из групповой заготовки за черновую
базу принимают наружную необработанную поверхность одной
из заготовок (обычно большей) и торец; при изготовлении из
трубы — ее наружную поверхность. При изготовлении одного
кольца из штампованной заготовки черновой базой является
необработанная наружная поверхность и торец. Дальнейшее
базирование выполняют по обработанной наружной или внутрен-
ней поверхности, обработанному торцу и по основным поверх-
159
йостям, которые одновременно являются измерительными ба-
зами. Так как технологический процесс механической обработки
колец включения, имеющих достаточно сложную форму и ма-
лую жесткость, отличается от процесса обработки колец малого
диаметра, имеющих достаточную жесткость и относительно про-
стую форму, то целесообразно рассмотреть их раздельно.
Технологический процесс обработки колец выключения (за-
готовка в виде штамповки 3 на рис. 78, а, II) состоит из следующих
операций:
1)	обтачивание наружной поверхности на токарном станке
1К62 при одновременной установке двух — четырех заготовок по
отверстию на гладкой оправке с пневмозажимом;
2)	черновое подрезание торца и растачивание отверстия боль-
шого кольца, подрезание торца со стороны отверстия и снятие
фасок на токарно-револьверном станке 1П365 при установке за-
готовки по наружной обработанной поверхности и торцу в трех-
кулачковом патроне;
3)	черновое подрезание торцов большого и малого колец, об-
тачивание наружной поверхности малого кольца, отрезка заго-
товки для смежной детали, получистовое подрезание торца, чер-
новое или чистовое растачивание отверстия, снятие фасок на то-
карно-револьверном станке 1П365 при установке заготовки по
наружной обработанной поверхности большого кольца и торцу
в трехкулачковом патроне;
4)	подрезание второго торца и снятие фаски в отверстии на
токарном станке 1К62 при установке заготовки по наружной по-
верхности и торцу в трехкулачковом патроне;
5)	шлифование торцовой поверхности на плоскошлифоваль-
ном станке с магнитным столом 3756 при одновременной установке
на столе станка десяти заготовок;
6)	обтачивание наружной поверхности и снятие фасок с двух
сторон на токарном станке 1К62 при одновременной установке
четырех заготовок по внутренней поверхности на гладкой оправке
с пневмоприводом; для обеспечения возможности снятия фасок
с двух сторон между деталями размещают проставные кольца
диаметром меньше наружного диаметра заготовки;
7)	протягивание трех канавок на горизонтально-протяжном
станке 7540;
8)	сверление отверстий на вертикально-сверлильном станке
2135 с многошпиндельной головкой при установке заготовок на
специальном приспособлении по отверстию и торцу;
9)	зенкерование отверстий на вертикально-сверлильном станке
2А125 при установке детали на столе станка в приспособлении
(на оправке, обеспечивающей свободное вращение детали);
10)	сверление трех отверстий поочередно и зенкерование
отверстий на вертикально-сверлильном станке 255 при установке
детали по внутренней поверхности в специальном приспособлении
с наклонным кондуктором;
160
11)	фрезерование канавок поочередно за два прохода на вер-
тикально-фрезерном станке 6А12П при установке детали в спе-
циальном приспособлении по внутренней поверхности и торцу,
как в операции 14 при обработке колец включения;
12)	полирование канавок на вертикально-сверлильном станке
деревянным притиром и наждачным порошком;
13)	контроль детали перед термической обработкой по всем
параметрам в соответствии с рабочим чертежом;
14)	термическая обработка — цементация, закалка, отпуск;
15)	чистовое шлифование торцовой поверхности, выполняе-
мое аналогично операции 5;
16)	шлифование внутренней поверхности на внутр ишлифоваль-
ном станке ЗА240 при установке детали в специальном приспособ-
лении с пневмоприводом и базировании по впадинам канавок
на сферические штыри;
17)	полирование канавок, аналогичное операции 12;
18)	окончательный контроль детали в соответствии с требова-
ниями рабочего чертежа.
Технологический процесс обработки колец включения (заго-
товка в виде трубы, раскатанной в горячем состоянии, см.
рис. 78, б, 11) состоит из следующих операций:
1)	обтачивание наружной поверхности 2 (рис. 79, а), раста-
чивание внутренней поверхности 3, черновое подрезание торца 1
на токарно-карусельном станке 153 при установке заготовки в че-
тырехкулачковом патроне по внутренней поверхности с вывер-
кой по наружной поверхности;
2)	растачивание отверстия 2 (рис. 79, б), подрезание торца 1
получистовое обтачивание наружной поверхности 3, снятие на-
ружной 4 и внутренней 5 фасок, отрезание 6 кольца на токарно-
карусельном станке 153 при установке заготовок в кулачковом
патроне по внутреннему обработанному отверстию и торцу с вы-
веркой;
3)	термическая обработка—нормализация;
4)	подрезание торца 1 (рис. 79, в) на токарном станке 1Д63
при установке заготовки в манговом приспособлении по отверстию
и торцу;
5)	черновое шлифование торца на плоскошлифовальном
станке 3756 при установке детали на магнитном столе станка по
обработанному торцу;
6)	растачивание выточки и отверстия на токарном станке 1Д63
при установке заготовки по наружной цилиндрической поверх-
ности с помощью съемного центровика и торцу в специальном
приспособлении;
7)	фрезерование двенадцати канавок на вертикально-фрезер-
ном станке 6А12П пальцевой фрезой при установке заготовки
в специальном копирном приспособлении по внутренней поверх-
ности и торцу; в зависимости от программы выпуска приспособ-
ление может быть полуавтоматическим; при больших программах
® П/р Н. М. Капустина	161
Рис. 79. Схемы операций механической обработки кольца включения горного тормоза
можно применять специальный станок для фрезерования кана-
вок по автоматическому циклу. Канавка с заданным углом подъема
получается при сочетании вращения заготовки с одновременным
ее подниманием, в данном случае за счет копиров 1 (рис. 79, г)
приспособления, вместе со столом приспособления, на котором
установлена заготовка;
162
8)	сверление и развертывание установочных отверстий на
радиально-сверлильном станке 2Ы55 при установке заго-
товки в специальном кондукторе по внутренней поверхности и
торцу;
9)	контроль детали перед термической обработкой по всем
параметрам в соответствии с требованиями рабочего чер-
тежа;
10)	термическая обработка— цементация;
11)	рихтование на специализированном рабочем месте с пове-
рочной плитой, контрольным приспособлением, прессом для
правки и набором шупов; при этом эллипсность наружной поверх-
ности допускается не более 0,1 мм, неплоскостность не более
0,075 мм;
12)	растачивание отверстия и снятие фаски на токарном станке
1Д63 при установке заготовки в специальном приспособлении
с базированием по канавкам;
13)	обтачивание наружной поверхности и снятие фаски на
токарном станке 1Д63 при установке заготовки в специальном
приспособлении по внутренней поверхности и торцу;
14)	фрезерование специальных пазов (12 пазов) на горизон-
тально-фрезерном станке ГФ945 при установке заготовки в спе-
циальном приспособлении с автоматическим циклом работы по
торцу и внутренней поверхности (рис. 79, 3); пазы относительно
канавок ориентируют с помощью фиксатора;
15)	рихтование заготовки, аналогичное операции И;
16)	фрезерование зубьев на наружной поверхности на зубо-
фрезерном станке при установке заготовок (двух) в специальном
приспособлении с базированием по внутренней поверхности и
торцу;
17)	контроль размеров и формы в соответствии с требованиями
рабочего чертежа;
18)	термическая обработка —• закалка, отпуск;
19)	рихтование заготовки, аналогичное операции 11;
20)	предварительное шлифование основной (опорной) плос-
кости на плоскошлифовальном станке 3756 с магнитным сто-
лом;
21)	чистовое шлифование основной плоскости также на станке
3756;
22)	шлифование отверстия и выточки на внутришлифоваль-
ном станке 3A230 при установке заготовки в специальном приспо-
соблении с базированием по канавкам;
23)	полирование канавок;
24)	мойка детали;
25)	окончательный контроль по всем параметрам в. соответствии
с требованиями рабочего чертежа;
26)	консервация детали.
После обработки на шлифовальном станке с магнитным сто-
лом деталь обязательно размагничивают.
6*	163
§ 13. СОЛНЕЧНАЯ ШЕСТЕРНЯ С ДИСКОМ
Солнечная шестерня с диском (рис. 80, а) является базовой
деталью планетарного механизма. На фланце шестерни монти-
руют пальцы прижимного диска, через которые передается кру-
тящий момент с коронной шестерни планетарного механизма на
солнечную шестерню и далее через сателлиты и водило на выход-
ной вал. Солнечная шестерня работает в тяжелых условиях из-за
больших передаваемых крутящих моментов. Внутренняя цилинд-
рическая поверхность шестерни является базовой для установки
игольчатого подшипника водила. Несмотря на сложную форму,
конструкция детали удовлетворяет требованиям технологичности;
так, основные поверхности детали цилиндрические, что облегчает
Рис. 80. Схемы базирования и обрабатываемые поверхности по операциям
маршрута солнечной шестерни с диском
164
ее установку при обработке и позволяет совмещать установочные,
сборочные и измерительные базы; конструкцией предусматривается
свободный подход и выход режущих инструментов при обработке
большинства поверхностей. Хотя большинство поверхностей сол-
нечной шестерни с диском являются посадочными, шероховатость
этих поверхностей не превышает Ra = 2,5ч-0,63 мкм, а точ-
ность 3-й класс. Это позволяет обрабатывать деталь обычными
способами на универсальном оборудовании. Толщина стенок обе-
спечивает достаточную жесткость детали, обусловливающую вос-
приятие сил резания без ощутимых деформаций при применении
жесткого высокопроизводительного инструмента.
Основные технические требования, предъявляемые к солнеч-
ной шестерне с диском, следующие: биение посадочной поверх-
ности диска относительно внутренней поверхности отверстия ше-
стерни не более 0,3 мм; биение торцовых поверхностей, обрабаты-
ваемых шлифованием, не более 0,02 мм; эллипсность и конусность
внутренней поверхности солнечной шестерни не более 0,012 мм.
Зубья солнечной шестерни изготовляют 6—7-й степени точ-
ности; при этом колебания межосевого расстояния за оборот
допускаются не более 0,2 мм, на один зуб не более 0,1 мм; шеро-
ховатость рабочих поверхностей Ra = 2,5ч-0,63 мкм.
Солнечную шестерню изготовляют из легированной стали
с глубиной цементации поверхностей 0,8—1,2 мм, твердостью
после закалки не менее HR С 56. В качестве заготовки исполь-
зуют штамповки.
При обработке заготовки солнечной шестерни за черновую
базу на первой операции принимают наружную поверхность диска
и его торец. В дальнейшем базирующими поверхностями явля-
ются обработанные посадочные основные отверстия и прилегаю-
щие к ним торцы. При окончательной обработке внутренних по-
верхностей и торцов (после термообработки) базирование осуще
ствляют по зубьям шестерни и торцу диска.
Технологический процесс обработки солнечной шестерни с ди-
ском включает следующие операции:
1)	черновое подрезание торца 1 (рис. 80, б), обтачивание
поверхности 2, подрезание торца 3, растачивание отверстий 8
и 7, подрезание торца 6, растачивание выточки 5 и подрезание
торца 4 на токарно-револьверном станке 1П371 при установке
Детали в трехкулачковом самоцентрирующем патроне с пневмо-
приводом по наружной цилиндрической поверхности и торцу
Диска;
2)	черновое подрезание торца 1 (рис. 80, в), растачивание
Фаски 3, обтачивание поверхности 2, подрезание торца 4, проре-
зание канавки и обтачивание торца 5 (перед прорезанием канавки
ДДя выхода долбяка при подрезании торца поджать деталь гриб-
ковым центром) на токарно-револьверном станке 1П371 при уста-
новке детали по наружной цилиндрической поверхности и торцу,
Сработанным на предыдущей операции;
165
3)	контроль в соответствии с требованиями рабочего чертежа;
4)	термическая обработка (снятие внутренних напряжений);
5)	пблучистовое растачивание отверстия 6 (рис. 80, г), обта-
чивание поверхности 3, подрезание торцов 1, 7 канавки 2, раста-
чивание фаски 5 и обтачивание фаски 4 наружной поверхности
шестерни на токарном станке 1Д63 при установке заготовки в трех-
кулачковом патроне с базированием по внутренней поверхности
и торцу;
6)	подрезание торца 1 (рис. 80, д) и растачивание выточки 3,
подрезание торца 2, растачивание отверстия 4, подрезание торца 5,
снятие фасок на токарном станке 1Д63 при установке в специаль-
ном разжимном приспособлении с поджимом детали с торца ка-
навки и базировании по основному отверстию и торцу;
7)	контроль в соответствии с требованиями рабочего чертежа;
8)	предварительное долбление зубьев на зубодолбежном станке
5В150 при установке в специальном гидропластовом приспособ-
лении с базированием по внутренней поверхности 6 (см. рис. 80, г)
и внутреннему торцу;
9)	закругление зубьев на зубозакругляющем станке;
10)	контроль в соответствии с требованиями рабочего чертежа;
11)	термическая обработка — цементация;
12)	подрезание торца 2 (рис. 80, е), растачивание конуса 3,
подрезание торца 4, обтачивание наружной поверхности 1, про-
резание торцовой канавки на диаметре 7, растачивание поверх-
ности 5, обтачивание поверхности 7, подрезание торца 6 на токарно-
револьверном станке 1П371 при установке заготовки в трехку-
лачковом патроне по наружной цилиндрической поверхности и
торцу;
13)	получистовое подрезание торца 1 (рис. 80, ж), обтачива-
ние поверхности 8, подрезание торцов 6 и 7, растачивание конуса 2,
обтачивание поверхности 4, растачивание поверхности 3, подре-
зание торца 5 и снятие фаски на токарном станке 1Д63 при уста-
новке заготовки по внутренней поверхности и торцу;
14—	15) получистовая и чистовая обработка поверхностей
с одной и другой стороны с базированием заготовки по тем же
поверхностям, что и на рис. 80, г—е;
16—	22) сверление отверстий, развертывание, цековка, наре-
зание резьбы на специальном сверлильном многошпиндельном
станке и радиально-сверлильных станках при установке в спе-
циальных кондукторных приспособлениях с базированием по
внутренней поверхности солнечной шестерни и торцу фланца
при сверлении отверстия во фланце и торцу шестерни при сверле-
нии отверстия в ступице;
23)	фрезерование пазов на горизонтально-фрезерном станке
при установке заготовки в специальном приспособлении с бази-
рованием по внутренней поверхности шестерни и торцу фланца;
24)	чистовое долбление зубьев на зубодолбежном станке 5В150
при установке заготовки, аналогичной установке в операции 8;
166
25)	термическая обработка — закалка ТВЧ и отпуск; твер-
дость цементуемых и закаленных поверхностей HRC 56—59;
твердость ядра зубьев и остальных незакаленных поверхностей
HRC 35—45;
26)	шлифование внутренних поверхностей отверстий и их
торцов на внутришлифовальном станке при установке заготовки
в специальном патроне и базировании по зубьям и торцу фланца;
27)	шлифование наружной цилиндрической поверхности и
торца на круглошлифовальном станке при установке заготовки
на специальной разжимной оправке по внутренней цилиндри-
ческой поверхности шестерни;
28—	31) чистовое обтачивание поверхностей фланца; сверле-
ние отверстий;
32)	балансировка детали на специальном стенде; при этом дис-
баланс не более 5 г на радиусе 227,5 мм; больший дисбаланс
устраняется высверливанием;
33)	окончательный контроль.
§ 14. ОПОРНЫЕ КАТКИ
Опорный каток является элементом балансирной подвески ма-
шины. Он предназначен для плавного с минимальным сопротив-
лением перемещения корпуса по гусеничным цепям и направления
нижней ветви гусеницы. Наличие на катках ряда конструкций
резиновых бандажей обеспечивает более плавный ход, уменьшает
изнашивание обода, увеличивает долговечность ходовой части
машины. На опорные катки действует вес машины и силы, возни-
кающие в процессе ее движения и выполнения функций. Таким
образом, опорные катки воспринимают значительные знакопере-
менные динамические нагрузки и работают в процессе эксплуата-
ции в наблагоприятных условиях (грязь, песок, влага). Каток
должен быть устойчивым против ударов, износостойким и легким.
Опорные катки имеют различную конструкцию: цельные сталь-
ные, обрезиненные и необрезиненные; сборные со стальными штам-
пованными дисками и литой ступицей, сборные с амортизаторами
и резиновым бандажом; сборные со штампованными дисками из
легких сплавов и стальной ступицей (рис. 81, а, б).
Основные технические требования на изготовление катков сле-
дующие: поверхности гнезд под подшипники должны быть кон-
Центричны наружным (опорным) или посадочным (под обрезинен-
ный бандаж) поверхностям; прилегающие торцы отверстий пер-
пендикулярны осям основных отверстий ступицы; отверстия под
подшипники ступицы соосны. Посадочные поверхности под под-
шипники выполняют по 2—3-му классу точности; шероховатость
посадочных и привалочных поверхностей ступицы Ra = 2,5-е—
~^~0,63 мкм. Так, для стального катка с обрезиненным ободом
взаимное биение посадочных поверхностей под подшипники до-
пускается не более 0,1 мм; биение торцов посадочных поверхно-
167
Рис. 81. Опорные катки:
а — стальной цельнолитой с резиновым
бандажом; б — сборный с дисками из лег-
ких сплавов (бандажи сняты)
из ле-
стали;
стей под подшипники на наи-
большем диаметре не более
0,1 мм; биение наружной по-
верхности обода относительно
посадочных поверхностей до
1 мм.
Материал опорных катков
зависит от конструкции. Цель-
ные катки изготовляют
гированной литейной
диски сборных катков и сту-
пицы из сталей разных ма-
рок. Например, ступицы опор-
ных катков тракторов изго-
товляют из стали 50Г. Для
сборных катков из легких спла-
вов применяют сплавы специ-
альных составов и стальные
ступицы.
Способ получения заготовки
также зависит от конструкции
опорного катка. Заготовки цель-
нометаллических катков полу-
или в кокиль в зависимости от
чают литьем в песчаные формы
формы катка и программы выпуска. Заготовки дисков сборных
катков — стальные штампованные, ступицы — стальные литые.
Диски в этом случае приваривают или привертывают к ступице.
Посадочные отверстия под подшипники и обод под бандаж окон-
чательно обрабатывают после сборки. Заготовки дисков опорных
катков из специальных легких сплавов штампуют, заготовки
ступиц отливают или штампуют. Диски и ступицы обрабаты-
вают раздельно. Опорные катки тракторов чаще делают из двух
штампованных частей, которые затем сваривают и обрабатывают
как одно целое. Поддерживающие катки изготовляют отливкой
или штамповкой.
В качестве черновых баз при обработке катков принимают вну-
тренние или наружные поверхности и торец обода. На последую-
щих операциях за базы принимают основные отверстия ступицы
и торцы.
Технологический процесс обработки цельнометаллических ли-
тых опорных катков состоит из следующих операций:
1)	подрезание торца 1 ступицы (рис. 82, а), черновое растачи-
вание отверстия 2 под подшипник, растачивание отверстия 3,
подрезание торца 4 обода и снятие фасок на токарно-карусельном
станке 1531М при установке заготовки в специальном приспособ;
лении на планшайбе станка с центрированием по внутренней
поверхности обода, зажимом через окна диска и базированием по
необрабатываемой внутренней поверхности обода и торцу;
168
2)	обтачивание наружной поверхности 1 обода (рис. 82, б),
подрезание торца 2 ступицы, растачивание отверстия 3 под под-
шипник, черновое растачивание отверстия 4, подрезание торца 5
обода, снятие фасок на токарно-карусельном станке 1531М при
установке заготовки в специальном приспособлении на план-
шайбе станка с центрированием по обработанному отверстию
ступицы на жесткой оправке, зажимом по торцу внутренней
полости и базированием заготовки по отверстию и торцу обода;
3)	подрезание торца 1 ступицы (рис. 82, в), растачивание от-
верстия 2 под подшипник, подрезание торца 3, получистовое рас-
тачивание канавки 4 на токарно-карусельном станке 1531М при
установке и базировании заготовки, аналогичных операций 2;
4)	подрезание торца ступицы, растачивание отверстия под
подшипник, подрезание торца упора подшипника, получистовое
растачивание канавки со второй стороны на токарно-карусельном
станке 1531М при установке аналогичной операции 2;
5)	сверление отверстий 1 (рис. 82, г) в торце ступицы и зенковка
фасок с одной и другой стороны на вертикально-сверлильном
станке с многошпиндельной головкой при установке заготовки
в специальном приспособлении с накладной кондукторной пли-
той по отверстию в ступице и торцу обода;
6)	нарезание резьбы в отверстиях ступицы с одной и второй
стороны на радиально-сверлильном станке при установке заго-
товки на столе станка с базированием по наружной поверхности
и торцу обода;
7)	опрессовывание ступицы на специальном стенде для опрес-
Овывания водой при давлении 0,5—0,6 МПа в течение 3—5 мин;
8)	напрессовывание бандажей на гидравлическом прессе;
169
9,	10) растачивание отверстия 2 под подшипник (рис. 82, 0),
чистовое подрезание торцов 1 и 3 ступицы с одной и другой стороны
на токарно-карусельном или токарном станке 1531М при установке
заготовки на специальной разжимной оправке по отверстию под
подшипник с зажимом по торцу со стороны внутренней полости;
11) окончательный контроль в соответствии с требованиями
рабочего чертежа.
Опорные катки в крупносерийном и массовом производстве
можно обрабатывать на многошпиндельном полуавтомате. Резь-
бовые отверстия в ступице в зависимости от типа производства
можно обрабатывать на сверлильных станках по накладным кон-
дукторам, на многопозиционных агрегатных станках с примене-
нием многошпиндельных сверлильных головок, на многошпин-
дельных токарных полуавтоматах. Окончательную расточку от-
верстий под подшипники в дисках опорных катков выполняют
после сборки их с обрезиненными бандажами.
Обработка опорного катка трактора включает растачивание
посадочного отверстия, обтачивание торцов, сверление отверстий
в торцах, нарезание резьбы в отверстиях.
В мелкосерийном производстве центральное отверстие и торец
целесообразно обрабатывать на токарно-револьверных станках
(так как размеры катков небольшие) с базированием по наружной
поверхности в кулачковом патроне. Вторую сторону при этом мож-
но обрабатывать на токарном станке, установив заготовку по ос-
новному отверстию на оправку. Отверстия в ступице сверлят по
кондуктору на вертикально-сверлильном станке.
В.крупносерийном и массовом производстве отверстия и торец
с одной стороны обрабатывают на многошпиндельных вертикаль-
ных полуавтоматах с установкой по необработанному торцу и на-
ружной поверхности в трехкулачковом патроне. Второй торец
подрезают на токарном станке или с помощью специального тор-
цового зенкера на вертикально-сверлильном станке. Отверстия
в торцах в этом случае целесообразно обрабатывать на вертикаль-
но-сверлильном станке с делительным поворотным многопози-
ционным столом и применением многошпиндельных головок.
В каждой позиции устанавливают одну или две заготовки.
Базирование осуществляют по обработанному отверстию и торцу
при обработке как с одной, так и с другой стороны. Свер-
ление и обработка мелких отверстий в торцах могут быть вы-
полнены на многошпиндельных токарных полуавтоматах, при-
меняемых для обработки основного отверстия и торцов. В зави-
симости от размеров и конструкции по такой же схеме можно
обрабатывать поддерживающие катки гусеничных машин.
Технологический процесс изготовления сборного опорного
катка с дисками из специальных легких сплавов (см. рис. 81, о)
включает следующие операции:
1)	подрезание торцов 1 и 3 (рис. 83, а), растачивание поверх-
ностей 5 и 4, растачивание радиусной галтели 2 на токарно-карУ'
170
Рис. 83. Схемы базирования опорного
катка с дисками из легких сплавов
сельном станке 1531М при установке в кулачках патрона по наруж-
ной цилиндрической поверхности и торцу;
2)	подрезание торца 1 (рис. 83, б), прорезание канавки 2, сня-
тие фаски 3 на токарно-карусельном станке 1531М при установке
заготовки в специальном приспособлении на планшайбе с жесткой
оправкой и закреплении рычажными поджимами с торца; бази-
рование по отверстию диска и торцу обода;
3)	подрезание торца 3 (рис. 83, в), обтачивание наружной ци-
линдрической поверхности 1, черновое обтачивание наружного
радиуса 2, обработка фаски 4 на токарно-карусельном станке
1531М при установке заготовки в специальном приспособлении
на планшайбе станка (аналогично операции 2);
4)	обтачивание торцовой поверхности 1 (рис. 83, г) и обработка
радиусов на токарном станке с гидрокопировальным суппортом
при установке на специальном приспособлении с базированием
заготовки по жесткой оправке;
5)	чистовое подрезание торца 2 (рис. 83, д) и протачивание
канавки 1 на токарно-карусельном станке 1531М при установке
в специальном приспособлении на планшайбе станка с базирова-
нием заготовки на жесткой оправке по отверстию диска;
6)	контроль в соответствии с требованиями рабочего чертежа;
7)	сварка дисков с наружной стороны (рис. 83, е) сварочным
автоматом с источником питания ПСО-500 под слоем флюса при
Установке дисков в специальном приспособлении на жесткую
°правку;
8)	сварка дисков со стороны отверстия сварочным автоматом
с источником питания ПСО-500 при установке дисков в самоцен-
171
трирующем приспособлении по наружной поверхности обода и
торцу;
9)	термическая обработка;
10)	подрезание торца 1 обода (рис. 83, ж), плоскости 2, радиус-
ных поверхностей 3 и 4 с двух сторон на токарном станке 1 ДбЗ
при установке заготовки в трехкулачковом патроне;
11)	чистовое растачивание отверстия 1 (рис. 83, з) на токарном
станке 1Д63 при установке по наружной цилиндрической поверх-
ности в кулачковом патроне;
12)	поверхностное упрочнение поверхностей 1 и 2 (рис. 83, и)
обкаткой роликами на токарно-карусельном станке 1531М при
установке заготовки в специальном приспособлении на планшайбе
станка с центрированием по отверстию на жесткой оправке и опо-
рой на торец бандажа;
13)	контроль в соответствии с требованиями рабочего чертежа;
14)	сборка катка;
15)	чистовое растачивание отверстий в ступице катка на то-
карно-карусельном станке 1531М при установке заготовки в спе-
циальном приспособлении по наружной цилиндрической поверх-
ности обода и торцу ступицы;
16)	окончательный контроль.
§ 15. ТОРМОЗНОЙ БАРАБАН
Тормозной барабан является ответственной деталью тормозной
системы, предназначенной для передачи момента сопротивления
трению. Конструктивно барабаны различаются, как по размерам,
так и по форме наружных нерабочих поверхностей, которые мо-
гут быть гладкими и ребристыми.
В колесных машинах тормозной барабан устанавливают не-
посредственно на ступице колеса. В гусеничных машинах тормоз-
ной барабан является одной из деталей бортовых фрикционов или
планетарных механизмов поворота, при этом с его помощью обес-
печивается поворот машины, изменение частоты вращения и др.
Торможение барабанов гусеничных машин осуществляется по
наружной поверхности с помощью стальных лент со специальными
обшивками. Помимо поверхностей торможения эти барабаны имеют
и другие сложные рабочие поверхности в зависимости от конструК-
ции механизма. Условия работы тормозных барабанов гусеничных
машин отличаются от условий работы этих деталей колесных
машин, поэтому _технология их изготовления будет раз-
личной.
Рабочей поверхностью тормозных барабанов колесных машин
является внутренняя цилиндрическая поверхность; посадочной
внутренний поясок во фланце и торец фланца. Наружные поверх-
ности барабана не обрабатывают. Конструкция тормозного ба-
рабана технологичная.
172
Основные технические требования,
предъявляемые к тормозному барабану
колесной машины, следующие. Посадоч-
ная поверхность 3 (рис. 84) должна быть
соосна с рабочей поверхностью 1. При
этом биение внутренней поверхности от-
носительно посадочной допускается не бо-
лее 0,1 мм. Неперпендикулярность пло-
скости торца 2 (привалочного) оси от-
верстия барабана допускается не более
0,08 мм на наибольшем диаметре торца.
Разностенность обода тормоза в зависи-
мости от конструкции машины должна
быть в строго определенных пределах.
Непрямолинейность плоскости торца —
не более 0,15 мм. Шероховатость рабочей
и посадочных поверхностей Rz = 20-ъ
н-10 мкм; Ra = 2,5-ь 1,25 мкм по
ГОСТ 2789—73. Для изготовления тор-
мозных барабанов колесных машин при-
меняют специальный чугун различного
состава твердостью НВ 170—240.
Рис. 84. Тормозной барабан
большегрузной колесной ма-
шины
Заготовку получают отливкой в песчаные формы при машинной
формовке. В крупносерийном производстве тормозные барабаны
отливают на механизированных поточных линиях, обеспечиваю-
щих достаточно высокую точность и качество отливок.
При обработке заготовки за черновую базу принимают внутрен-
нюю или наружную необработанные поверхности и торец фланца
или обода барабана. На последующих операциях базирующими
являются обработанные основные поверхности. При окончатель-
ной обработке тормозного барабана в сборе со ступицей за базу
принимают основные отверстия ступицы (отверстия под подшип-
ники).
Технологический процесс обработки тормозного барабана вклю-
чает следующие операции:
1)	черновая и получистовая обработка внутренней поверхности
барабана, обтачивание наружного пояска и торца обода, снятие
фасок;
2)	черновая обработка посадочного отверстия торца, черновая
и чистовая обработка выточки торца, снятие фасок, сверление
Десяти отверстий, чистовая обработка внутренней поверхности
барабана;
3)	упрочнение внутренней рабочей поверхности барабана на-
катыванием роликами;
4)	контроль в соответствии с требованиями рабочего чертежа.
Первую и вторую операции выполняют на токарном верти-
кальном восьмишпиндельном полуавтомате. При первой операции
Детали загружают на позициях / и //. Далее на каждых двух по-
173
зициях производится одноименная обработка: на позициях III
и IV — черновое растачивание внутренней поверхности барабана
и чистовое наружного пояска; на позициях V и VI — черновое рас-
тачивание внутренней поверхности барабана на всю длину и об-
тачивание галтели; на позициях VII и VIII — протачивание
торца и снятие фасок.
За базу в рассмотренной операции принимают необработанную
поверхность торца и наружную поверхность. Заготовку устана-
вливают в трехкулачковом патроне с поджимом по торцу для обес-
печения плотного торцового контакта.
При второй операции позиции I и V — загрузочные; //и
III — черновое и чистовое растачивание посадочного пояска,
обтачивание наружного и внутреннего торца с выдерживанием
определенной толщины, снятие фаски; позиция IV — сверление
десяти отверстий с помощью специальной многошпиндельной
головки. Базирующей на рассмотренных позициях является вну-
тренняя рабочая поверхность барабана. Позиции VI и VII — по-
лучистовое растачивание внутренней рабочей поверхности бара-
бана; позиция VIII — чистовое обтачивание внутренней поверх-
ности барабана. Базирование при обработке на позициях VI-
VI! I производится по основному окончательно обработанному
отверстию и торцу.
Третью операцию выполняют на вертикально-сверлильном
станке 2А150. Заготовку устанавливают в специальном приспосо-
блении 2 (рис. 85) по отверстию и торцу; от проворота она удер-
174
живается пальцем, расположенным в одном из отверстий. Трех-
роликовую раскатку 1 с роликами, расположенными под углом
120°, закрепляют в шпинделе станка. Раскатывание осуществля-
ется свободно вращающимися роликами 3, которые соприкаса-
ются с обрабатываемой поверхностью под давлением пружин.
В результате давления роликов на обрабатываемую поверх-
ность и смятия поверхностного слоя в нем возникают остаточные
деформации, за счет чего несколько увеличивается размер от-
верстия барабана. При этом не только уменьшается шероховатость
обрабатываемой поверхности, но и возникает наклепанный упроч-
ненный поверхностный слой, который обеспечивает повышение
эксплуатационных свойств барабана. Шероховатость рабочей
поверхности после раскатывания уменьшается на один класс.
Величина остаточных деформаций зависит прежде всего от мате-
риала детали, усилия ролика на раскатываемую поверхность,
длительности обкатывания и качества поверхности до обкаты-
вания.
Усилие раскатывания (кгс) определяют по эмпирической за-
висимости
I	’
где D — диаметр обрабатываемой поверхности, мм; b — ширина
контакта ролика с обрабатываемой поверхностью, мм; q — мак-
симальное давление раскатывания, кгс/мм2; Е — модуль упруго-
сти обрабатываемого материала, кгс/мм2; d — диаметр ролика, мм.
Значение давления q принимают в зависимости от материала де-
тали, метода предварительной обработки раскатываемой поверх-
ности (в данном случае — растачивание) и подачи при раскаты-
вании: при s = 0,2 = 0,45 мм/об 7 = 60 4-80 кгс/мм2. При выборе
рабочего профиля ролика необходимо иметь в виду, что с увеличе-
нием ширины цилиндрического пояска возможна работа с большей
подачей, но в этом случае увеличивается требуемое для достиже-
ния необходимой остаточной деформации давление на ролик. Ро-
лики изготовляют из быстрорежущей стали с твердостью после
закалки HRC 60—65.
Тормозные барабаны планетарных механизмов и бортовых
фрикционов различны как по форме, так и по размерам. Эти ба-
рабаны также представляют собой тела вращения. Их изготовляют
с наружными или внутренними зубьями для дисков трения
(рис. 86, а).
Основные технические требования, предъявляемые при из-
готовлении тормозных барабанов гусеничных машин, следующие.
Посадочное отверстие должно быть соосным с окружностью голо-
вок зубьев. Взаимное биение этих поверхностей не должно быть
оолее допуска на размер посадочного отверстия. Неперпендикуляр-
н°сть плоскости торца (привалочного) к оси барабана допускается
175
1
Рис. 8fi. Схемы базирования и обрабатываемые поверхности по операциям маршрута
тормозного барабана гусеничной машины
не более 0,15 мм на наибольшем диаметре; смещение осей отвер-
стий от их номинального положения не более 0,2 мм. Посадочные
поверхности должны иметь 2—3-й класс точности. Шероховатость
посадочных поверхностей Ra = 2,5ч-1,25 мкм. Кроме того, предъ-
являют соответствующие требования к образованию зубьев
по ГОСТ 1643—72.
Тормозные барабаны изготовляют из легированной стали заго-
товки получают штамповкой.
Технологический процесс обработки тормозного барабана
включает следующие основные операции:
I)	растачивание внутренней поверхности 1 (рис. 86, б), обта-
чивание наружной поверхности 3 малой ступени, черновое, полу-
чистовое и чистовое подрезание торцов 2 и 4, снятие фасок на то-
карном вертикальном восьмишпиндельном полуавтомате при уста-
новке заготовки в специальном трехкулачковом патроне по наруж-
ной необработанной поверхности и торцу большой ступени;
2)	обтачивание наружной поверхности 4 (рис. 86, в), растачи-
вание отверстия 2, черновое и получистовое подрезание торцов 7
и 3 на токарном вертикальном восьмишпиндельном полуавтомате
при установке заготовки в специальное приспособление по на-
ружной обработанной поверхности малой ступени и торцу боль-
шой ступени;
3)	черновое обтачивание поверхности 1 (рис. 86, г), подрезание
торца 6, черновое растачивание поверхностей 3 и 5, растачивание
поверхности 4, чистовое растачивание поверхностей 3 и 5, чисто-
вое подрезание торцов 6 и 2, чистовое обтачивание поверхности 1
и снятие фасок на токарно-револьверном станке при установке за-
готовки в трехкулачковом патроне по малому отверстию и торцу;
176
4)	подрезание торца 3 (рис. 86, д), растачивание поверхности 4,
подрезание торца 1, обтачивание поверхности 2 и снятие фасок
на токарно-револьверном станке при установке в специальном
приспособлении по внутренней поверхности большой ступени;
контроль по всем параметрам обработки на рассмотренных опе-
рациях;
5)	предварительное и окончательное долбление зубьев 1
(рис. 86, е):
6)	одновременное сверление 24 отверстий 1 (рис. 86, ж) на
глубину 10 мм на вертикально-сверлильном станке многошпин-
дельной головкой при установке заготовки по торцу с базированием
кондукторной плиты по внутренней поверхности;
7)	сверление 24 отверстий на полную глубину и зенкерование
на вертикально-сверлильном станке в специальном кондукторе;
8)	сверление радиальных отверстий (рис. 86, з) на вертикально-
сверлильном станке в поворотном кондукторе;
9)	сверление 24 отверстий в две позиции (рис. 86, и) на вер-
тикально-сверлильном станке двенадцатишпиндельной головкой
при установке заготовки в специальном приспособлении;
10)	нарезание резьбы в отверстиях;
11)	окончательный контроль в соответствии с требованиями
рабочего чертежа.
§ 16.	ЧАШКИ ДИФФЕРЕНЦИАЛОВ
Чашка является частью корпуса дифференциала ведущего моста
и после сборки должна обеспечивать правильность зацепления
зубчатых колес и точное взаимное положение всех деталей, вхо-
дящих в сборочную единицу. При работе машины чашки диффе-
ренциалов испытывают значительные знакопеременные нагрузки.
Деталь представляет собой тело вращения, в котором сочета-
ются цилиндрические, сферические и конические поверхности.
Чашки дифференциалов изготовляют из стали 40, 45, 35Л
и из ковкого чугуна КЧ 35—10. Заготовки стальных чашек по-
лучают штамповкой или отливкой (из стали 35Л) в зависимости
от размеров и конструкции детали. Заготовки чугунных чашек
получают литьем в песчаные формы, по металлическим моделям
или в кокиль.
В качестве примера рассмотрим изготовление чашки диффе-
ренциала большегрузной машины (рис. 87, а, б). Основные тех-
нические требования, предъявляемые к данной детали, следую-
щие. Для обеспечения правильного взаимного положения деталей
и правильного зацепления зубчатых колес необходимо точно вы-
держивать размеры и взаимное положение базирующих и рабочих
поверхностей чашек дифференциалов. Биение посадочной поверх-
ности 4 ведомой шестерни (рис. 87, а) относительно опорной по-
верхности 1 ступицы при базировании по поверхности 4 и торца 3
Допускается в пределах допуска на наибольший размер. Взаим-
177
Рис. 87. Чашка дифференциала большегрузной ма-
шины:
а — деталь; б — заготовка
ная неперпендикуляр-
ность осей отверстий
поверхности под кре-
стовины 5 на длине
240 мм допускается не
более 0,08 мм; несовпа-
дение центра сферы
с центром пересечения
взаимно перпендику-
лярных осей отверстий
под оси сателлитов
(крестовин) не более
0,1 мм; несоосность осей
поверхности 4 и отвер-
стий 8 во фланце не
более 0,2 мм; отклоне-
ние образующей сферы
при установке на по-
верхность 5 отверстий
не более 0,1 мм. Размеры посадочных поверхностей выполняют
по 2—2а классам точности; шероховатость посадочных и рабочих
поверхностей не ниже Ra = 2,5ч- 1,25 мкм. Рабочие поверхности
чашек дифференциала целесообразно упрочнять путем обкатки.
Черновыми базирующими поверхностями при обработке за-
готовки чашки дифференциала являются торец и наружная по-
верхность фланца. Дальнейшее базирование выполняют по ос-
новным обработанным поверхностям и торцам. Окончательно
наружные цилиндрические поверхности под подшипники обра-
батывают в сборе обеих чашек при базировании по посадочной
поверхности и торцам ведомой шестерни.
Технологический процесс обработки чашки дифференциала
включает следующие операции:
1)	сверление отверстия на вертикально-сверлильном станке
2170 при установке заготовки по наружной поверхности и торцу
фланца в специальном трехкулачковом патроне (если отверстие
получается при штамповке, эта операция выпадает);
2)	черновая и получистовая обработка внутренних поверхно-
стей и выступа фланца (рис. 88, I—VIII) на токарном вертикаль-
ном восьмишпиндельном полуавтомате последовательного дей-
ствия 1283 при установке заготовки по наружной поверхности
и торцу фланца в специальном трехкулачковом патроне; пози-
ция I — загрузочная; II — обтачивание пояска посадки ведомой
шестерни, растачивание внутренней поверхности, черновое раста-
чивание канавки, зенкерование отверстия; III — черновое про-
тачивание торца чашки, торца фланца, внутреннего торца ступицы
и участка сферы; IV — растачивание сферической поверхности
с помощью специального приспособления; V — чистовое прота-
чивание торца фланца, канавки и внутреннего торца ступицы;
178
у/ — чистовое протачивание сферы; VII — обтачивание посадоч-
його пояска, растачивание отверстия и снятие фасок; VIII — об-
тачивание посадочного пояска, чистовое растачивание и снятие
фаСОК,
3)	сверление четырех отверстий (см. рис. 87, а) на специальном
четырехшпиндельном станке АМ-947 при установке детали в кон-
дукторном приспособлении с базированием по пояску ведомой ше-
стерни и внутреннему торцу фланца;
Рис. 88. Позиции второй операции обработки чашки дифференциала на токарном верти
кальном восьмишпиндельном полуавтомате
179
Рис. 89. Приспособления к вертикальному сверлильному станку для упрочнения по-
верхностей чашки дифференциалов:
а — торца ступицы; б — сферической поверхности
4)	черновое и чистовое обтачивание наружных поверхностей
со стороны ступицы на токарном вертикальном шестишпиндель-
ном полуавтомате последовательного действия 1284 при установке
заготовки в специальном приспособлении по внутренней поверх-
ности ступицы и торцу фланца: позиция I — загрузочная; II —
черновое обтачивание торцов ступицы и фланца; III — черновое
обтачивание наружной поверхности фланца и ступицы; IV — чи-
стовое обтачивание наружной поверхности фланца, получистовое
наружной поверхности ступицы и снятие фасок; V— чистовое об-
тачивание ступицы и снятие фасок; VI — чистовое обтачивание
торцов;
5)	сверление 16 отверстий во фланце на специальном сверлиль-
ном станке с 16-шпиндельной сверлильной головкой 2С170 при
базировании заготовки по посадочному пояску и торцу фланца;
6)	зенкерование кромок отверстия;
7)	обкатывание поверхности торца ступицы на вертикально-
сверлильном станке 2А1235 или на специальном станке. На
рис. 89, а показано приспособление для обкатывания торцовой
поверхности, применяемое на Кременчугском автомобильном за-
180
воде. Хвостовик 1 роликовой оправки устанавливают в шпиндель
сверлильного станка. На цилиндрической части хвостовика за-
креплен корпус 2, на котором расположено кольцо 4 и сепаратор 6
с тремя коническими роликами 5. Для обеспечения давления ро-
ликов на обрабатываемую поверхность в корпусе установлены
пружины 3. Обкатка производится с охлаждением индустриаль-
ным маслом. Режимы обработки устанавливают экспериментально.
В данном случае частота вращения шпинделя п = 140 об/мин,
усилие роликов 400 кге, операция продолжается 7—10 с;
8)	фрезерование двух шпоночных канавок на горизонтально-
фрезерном станке 6М82 при установке в специальном приспосо-
блении по посадочному пояску ведомой шестерни и торцу фланца;
9)	шлифование посадочного пояска ведомой шестерни и торца
фланца на торцекруглошлифовальном станке при установке за-
готовки на специальной цанговой оправке с базированием по от-
верстию в ступице и по сферической поверхности; оправка бази-
руется в центрах станка;
10)	шлифование наружной поверхности ступицы и торца; обо-
рудование и установка такие же, как в операции 9;
11)	растачивание сферической поверхности на алмазно-расточ-
ном станке 2А715 при установке в специальном приспособлении
по пояску ведомой шестерни и фланцу;
12)	раскатывание сферы на вертикально-сверлильном станке
2А135 с помощью специального двухроликового приспособления
(рис. 89, б), устанавливаемого в шпинделе станка. В корпусе 7
приспособления находится цилиндр пневматического прижимного
механизма. Под давлением воздуха поршень 8 через шток 9 воз-
действует на двуплечие рычаги 11, на концах которых установлены
обкатные ролики 12. Пружины 10 возвращают рычаги в исход-
ное положение и выводят их из контакта с деталью. Шероховатость
поверхности после обкатки Ra — 1,25н-0,63 мкм;
13)	сверление и развертывание четырех отверстий под оси
сателлитов на четырехшпиндельном станке АМ-364 или АМ-365
совместно со второй чашкой при установке деталей в специаль-
ном приспособлении по посадочной поверхности поясков и вну-
тренним торцам фланцев;
14)	окончательный контроль в соответствии с требованиями
рабочего чертежа.
§ 17.	ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
Одним из эффективных путей повышения производительности
процессов механической обработки деталей в серийном и массо-
вом производстве является применение токарных вертикальных
многошпиндельных полуавтоматов.
Наиболее совершенными токарными вертикальными много-
шпиндельными многопозиционными полуавтоматами последова-
тельного действия, выпускаемыми заводом «Красный пролетарий»,
181
являются станки 1283, 1284, 1280Б, 1К282, МК282. Заготовки
обрабатываются одновременно на пяти или семи позициях шпин-
делей, установленных на поворотном столе, на шестой и восьмой
позициях в это время производится загрузка заготовок. Быстрый
подвод суппортов с инструментами к заготовке, рабочая подача,
быстрый отвод суппортов, поворот стола со шпинделями произ-
водятся автоматически. Частоту вращения шпинделей и подачу
суппортов настраивают отдельно для каждой позиции с помощью
сменных зубчатых колес.
На станках могут быть установлены различные стандартные
суппорты или специальные приспособления и многошпиндельные
сверлильные головки. Для облегчения установки и снятия тяже-
лых деталей станки оборудуют специальными подъемными приспо-
соблениями.
Проектирование технологического процесса обработки заго-
товок на токарных многошпиндельных полуавтоматах связано
с распределением переходов по позициям. Идеальным вариантом
является такой, при котором все суппорты выполняют свои опе-
рации в одинаковое время при наиболее оптимальных режимах,
рассчитанных для каждой рабочей позиции. В действительности
такое распределение переходов по позициям удается спроектиро-
вать не для всех деталей. Выравнивание времени достигается пу-
тем увеличения числа инструментов на наиболее загруженных по-
зициях и разбивки операций на две части при предварительной
обработке. Однако распределить операции, так чтобы время ра-
боты различных суппортов одного полуавтомата было одинако-
вым, в ряде случаев затруднено из-за невозможности прервать
операцию и разбить на два перехода, например при тонком раста-
чивании какой-либо поверхности, чистовом подрезании торцов.
Кроме того, отдельные виды обработки — зенкование, цекование,
снятие фасок, протачивание небольших поверхностей не всегда
удается совместить с другими. Выравнивание времени обработки
заготовок на различных позициях бывает нецелесообразно для
твердосплавного инструмента, так как это может привести не
к увеличению, а к уменьшению стойкости инструмента и к ухуд-
шению качества обработанной поверхности.
Этапы работы полуавтомата можно разделить на три группы:
время резания; время холостых ходов полуавтомата, состоящее из
времени быстрых перемещений суппортов, поворота и фиксации
стола; Время резания и выхода инструмента. Последние две группы
составляют цикловые потери. Время холостых ходов зависит в ос-
новном от конструкции полуавтомата и формы поверхностей об-
рабатываемой детали. Время резания и выхода зависит от правиль-
ности наладки, припусков и технического состояния станка. На
основе опытных данных соотношение элементов времени от дли-
тельности всего цикла примерно составляет: время резания 70- 
82%, время подвода и перебега на рабочих подачах 8—20%
и время холостых ходов 4—10%.
182
Область применения многопозиционных полуавтоматов может
быть расширена использованием их при автоматизации серийного
производства. Время па переналадку полуавтоматов с обработки
одной детали на обработку другой можно сократить применением
быстросменной и унифицированной оснастки для типового про-
цесса обработки. Быстрота смены инструмента обеспечивается при-
менением поворотной резцедержавки. Благодаря этому появилась
возможность последовательной обработки партий деталей трех
и более наименований различной конфигурации.
Использование многоинструментальных револьверных головок
на полуавтоматах позволяет обрабатывать значительное число
различных деталей, отнесенных к одной группе. Применение груп-
повой технологии дает возможность увеличить партию одновре-
менно обрабатываемых деталей и, следовательно, улучшить рен-
табельность производства.
В мелко- и среднесерийном производстве для токарной обра-
ботки заготовок в настоящее время применяют станки с ЧПУ.
Наибольшее распространение получили патронно-центровые станки
16К20ФЗСА, 16Б11ФЗ, 1П717ФЗ, РТ706Ф301, токарно-патрон-
ный полуавтомат 1П75МФЗ, токарно-патронный вертикальный
полуавтомат 1734ФЗ и др.
Станки с ЧПУ рассчитаны на высокую производительность
и точность как при черновой, так и при чистовой обработке заго-
товок. При обработке на этих станках производительность уве-
личивается в 2 раза и более.
Станки оснащены одним или несколькими суппортами с пово-
ротными резцедержателями, револьверной головкой, револьвер-
ной головкой с суппортами. В зависимости от выбранной техно-
логической схемы возможна последовательная, параллельная и
параллельно-последовательная обработка деталей различных на-
именований. Выбор схемы обработки зависит от особенностей кон-
струкции 'станка и технологичности обрабатываемой заготовки.
Так, на патронно-центровом станке РТ706Ф301 обрабатывают де-
тали 15 наименований, такие, как оси, диски, ступицы, шестерни
и др. Заготовками служат прокат, штамповка, поковка. Для об-
работки деталей на этих станках применяют резцы с механическим
креплением.
При изготовлении зубчатых колес наиболее сложными и тру-
доемкими являются операции по образованию зубьев. Повышение
производительности образования зубьев достигается разными
способами фрезерования: скоростным, с увеличенными подачами,
попутным, с радиальным врезанием, с осевым смещением фрезы
и многозаходными фрезами, а также одновременной обработкой
нескольких колес; применением быстродействующих приспосо-
блений.
Скоростное фрезерование осуществляется применением фрез
из быстрорежущих сталей и твердых сплавов. На жестких зубо-
Фрезерных станках фрезы, выполненные из быстрорежущих ста-
183
лей, позволяют довести скорость резания v до 100 м/мин. При
использовании твердосплавных фрез можно производить скорост-
ное фрезерование с v = 150—^-180 м/мин и увеличенными подачами
на оборот заготовки: s = 2,5—5-3 мм/об при фрезах из сплава Т14К8
и s = 3-4-4 мм/об при фрезах из сплава Т20К9. Такие режимы обес-
печивают повышение производительности в 5 раз. Наибольший
эффект достигается при предварительном нарезании зубьев двух-
или однорядными твердосплавными фрезами.
Зубофрезерование с увеличенными подачами осуществляется
применением специальных червячных фрез типа «Прогресс».
Эти фрезы имеют эллиптическую образующую, что позволяет уве-
личить периметр режущих кромок. Такие фрезы позволяют уве-
личивать подачу до 6 мм на оборот заготовки.
Высокопроизводительная фреза конструкции Научно-исследо-
вательского экспериментального института металлорежущих стан-
ков (ЭНИМС) с параболической образующей — фреза равного
износа, позволяет увеличить подачу s до 8—10 мм на оборот заго-
товки. Для увеличения подач предложены также фрезы с обрат-
ным конусом и с прогрессивной схемой резания.
Попутное фрезерование позволяет увеличить подачу s на обо-
рот заготовки в 3—4 раза, а скорость резания v на 25—40% по
сравнению с встречным фрезерованием.
Осевое смещение фрезы позволяет выравнивать изнашивание
зубьев и повышает стойкость инструмента в 1,5 раза. Применяют
три способа осевого смещения: постоянное, равное 0,2 мм на оборот
фрезы; периодическое, которое производится в конце каждого
цикла обработки при возврате фрезы в исходное положение для
обработки следующей заготовки; автоматическое по достижении
определенной степени затупления.
Применение двухзаходных фрез эффективно при образовании
зубьев колес с модулем до 10 мм и числом зубьев не менее 22.
Трехзаходные фрезы, хотя и обеспечивают увеличение производи-
тельности, но сильно искажают профиль, поэтому их применяют
редко. Во всех случаях число зубьев нарезаемого колеса при фре-
зеровании многозаходными фрезами не должно быть кратным числу
заходов фрезы.
Одновременная обработка нескольких колес (пакетом) умень-
шает затраты вспомогательного времени и времени на врезание
и выход фрезы. Применение быстродействующих приспособлений
с механизированным, пневматическим, гидравлическим или пнев-
могидравлическим зажимом резко уменьшает затраты вспомо-
гательного времени и улучшает условия труда рабочих.
Для увеличения производительности при долблении зубьев
круглыми долбяками применяют следующие способы: долбле-
ние без радиальной подачи долбяка (рис. 90, а); использование
долбяков с оптимальной геометрией зубьев; долбление нескольких
заготовок комбинированным долбяком (рис. 90, б); долбление
нескольких венцов блочной шестерни с одной установки на станке
184
fibfl
POOkU
2
Рис. 90. Высокопроизводительные
способы долбления зубьев:
а — без радиальной подачи; б —
комбинированным долбяком; в —
иа станке с программным управле-
нием; 1 — долбяк; 2 — заготовка
Wllllinwti
Рабочий ход
.Холостой ход
с программным управлением; одновременная обработка несколь-
ких зубчатых колес (пакета); применение быстродействующих
приспособлений; автоматизация зубодолбежных станков (рис. 90, в).
Долбление без радиальной подачи осуществляется долбяком
специальной конструкции. В этом случае долбяк (рис. 90, а)
имеет число зубьев, в 2 раза превышающее число зубьев нарезае-
мого колеса. В долбяке имеются специальная выемка для установки
и снятия обрабатываемой заготовки и участки с черновыми и чисто-
выми зубьями для чернового и чистового долбления. Толщина
черновых зубьев меньше, чем чистовых, на величину удвоенного
припуска на чистовое долбление. Черновые зубья долбяка наре-
зают зубья в заготовке на полную глубину. Чистовые зубья дол-
бяка снимают только оставленный припуск на боковых поверх-
ностях зубьев заготовки.
Долбление нескольких заготовок комбинированным долбяком
можно видеть на примере рис. 90, б. На столе станка установлены
Шпиндели для заготовок (в данном случае семь). Стол станка не-
прерывно вращается. Шпиндели с заготовками кроме вращения
вместе с остолом вращаются вокруг своих осей, совершая обкатку.
185
Долбяк совершает только возвратно-поступательное движение.
Шесть позиций стола рабочие, одна — загрузочная. Производи-
тельность такого станка высокая; так, при нарезании зубчатых
колес с т = 3 мм, z =40 и ширине венца 30 мм время долбления
0,85 мин. Заготовки загружают на участке долбяка без зубьев.
Долбление венцов блочной шестерни с одной установки на
станке с программным управлением (рис. 90, в) резко сокращает
время на установку и снятие детали. Например, при зубодолбле-
нии четырехвен нового блочного колеса долбяк последовательно
нарезает первый венец, автоматически подводится ко второму,
затем к третьему и четвертому.
Для увеличения производительности нарезания конических
зубчатых колес используют режущий инструмент' с оптимальной
геометрией зубьев, что позволяет повысить режимы резания; ско-
ростное зубонарезание твердосплавными зуборезными головками;
нарезание конических колес методом врезания, что позволяет
значительно уменьшить основное время обработки, чистовое кру-
говое протягивание; быстродействующие приспособления; авто-
матизацию зуборезных станков.
При работе голозок со сплавом Т14К8 скорость резания дости-
гает 170 м/мин, а подача 12—20 с на зуб.
Автоматизация процессов производства зубчатых колес в на-
стоящее время проводится по двум направлениям: автоматизация
процессов обработки на отдельных зубообрабатывающих станках;
автоматизация всего процесса обработки зубчатых колес (комплекс-
ная автоматизация). Автоматизация процессов обработки на от-
дельных зубообрабатывающих станках в зависимости от типа
производства осуществляется путем частичной или полной авто-
матизации цикла обработки, включающей подачу заготовок к
станку, установку и зажим их, обработку, контроль, и снятие со
станка.
Частичная автоматизация развивается в таких направлениях:
автоматизация подачи заготовок к станкам; автоматизация за-
грузки заготовок; ориентирование заготовок и их закрепление;
быстрый подвод инструментов к обрабатываемой заготовке и от-
вод после обработки зубьев на рабочей подаче; автоматизация
разгрузки; автоматизация контроля размеров нарезанных зубьев
и подналадка станка по результатам контроля.
Подачу заготовок к станкам автоматизируют с помощью устрой-
ства питателей различных конструкций, которые устанавливают на
станке. Для автоматизации закрепления и освобождения загото-
вок применяют современные приспособления с гидравлическим
или пневматическим приводом, синхронизированным с циклом
работы станка. Быстрый подвод инструментов к обрабатывае-
мой заготовке и отвод их предусмотрен во всех станках современ-
ных конструкций. Автоматический контроль размеров и подна-
ладка станка осуществляются в современных станках по сигна-
лам контрольно-измерительных устройств, встроенных в станок
186
по системе обратной связи. По результатам измерения контрольно-
измерительными приборами узел обратной связи управляет пере-
мещением режущего инструмента. Зубообрабатывающие станки
современных конструкций, предназначенные для крупносерийного
и массового производства, помимо указанных устройств частич-
ной автоматизации имеют в ряде случаев контрольно-измеритель-
ные устройства для сортировки деталей на годные, неисправимый
и исправимый-брак.
Полная автоматизация цикла обработки на зубообрабатыва-
ющих станках включает все виды частичной автоматизации. Авто-
матические станки, кроме того, имеют устройства для компенса-
ции изнашивания режущего инструмента (производится подна-
стройка станка в процессе работы, согласованная с износом),
выключения станка по окончании запаса заготовок, изменения
режимов резания по ходу рабочего цикла обработки. Такие
станки предназначены для массового и крупносерийного про-
изводства.
Комплексная автоматизация всего процесса обработки зубча-
тых колес осуществляется с помощью автоматических линий.
В отечественной промышленности применяют автоматические ли-
нии различных типов. Так, в ЭНИМСе разработана и построена
автоматическая линия для механической обработки одновенцовых
цилиндрических зубчатых колес с модулем 1,75—4 мм, наружным
диаметром 80 — 220 мм, внутренним диаметром 30—160 мм, чис-
лом зубьев 27—95. Заготовкой для таких колес является штам-
повка.
Автоматическая линия обеспечивает 7—8-ю степень точности
обработки. Производительность линии 40 шт/ч. Всю линию об-
служивают три наладчика. При переходе на обработку деталей
другого типоразмера на переналадку всего оборудования затра-
чивается около 4,5 ч.
Автоматическая линия включает восемь станков: три токарных
вертикальных многорезцовых полуавтомата, вертикальный про-
тяжной станок, два зубофрезерных автомата, один зубозакругля-
ющий автомат и один зубошлифовальный автомат. Станки свя-
заны между собой автоматическими транспортными устройствами.
Последовательность работы линии схематически может быть
представлена таким образом: поступающие к началу линии штам-
пованные заготовки укладываются на штыри накопителя первого
станка. Отсюда автоматический оператор берет заготовку и укла-
дывает на транспортер, которым заготовки перемещаются последо-
вательно от станка к станку. Около каждого станка установлено
загрузочное устройство (автоматическая рука), которое устана-
вливает заготовки на шпиндель станка, а после обработки снимает
Их и снова укладывает на транспортер. В конце автоматической
линии перегружатель укладывает заготовку в бункер. Время об-
работки детали на автоматической линии в 5—10 раз меньше вре-
мени обработки в обычных условиях.
187
Дальнейшая автоматизация мелкосерийного и серийного про-
изводства по изготовлению деталей возможна путем создания ком-
плексных участков и цехов, управляемых от ЭВМ (интегрирован-
ной системы ЧПУ). Переход к групповому использованию станков
с ЧПУ вызывает необходимость полной автоматизации всех работ.
На основе проведенных исследований затраты времени на про-
изводство деталей средней сложности можно распределить так:
время нахождения детали на станке (полезное время) составляет
около 5% времени нахождения ее на производстве. Почти 95%
времени уходит на передачу детали на другие станки и на ожи-
дание обработки.
Отсюда ясно, что повышение эффективности управления про-
изводством возможно только на базе комплексной автоматизации
всех этапов технологического процесса обработки.
5
ТЕХНОЛОГИЯ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ
РЫЧАГОВ И ВИЛОК
ГЛАВА
§ 1.	КОНСТРУКТИВНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
Особенности деталей
К данному классу деталей относятся рычаги разной формы,
балки передней оси автомобилей, тяги, серьги, вилки переключе-
ния коробок передач, коромысла и т. п. (рис. 91, а—в). Особую
группу деталей данного класса составляют шатуны.
Все детали данного класса имеют обрабатываемые поверхности:
площадки, отверстия, располагаемые по концам стержня. Попереч-
ное сечение стержня обычно некруглое. Оси основных отверстий
параллельны или располагаются под различными углами. Таких
взаимосвязанных отверстий в рычагах два или более. В вилках
обычно одно основное отверстие, имеющее достаточную длину
для восприятия вилкой момента от сил, действующих при пере-
ключении, и надежного направления при перемещении по оси.
В деталях данного класса помимо основных отверстий обра-
ботке подвергают шпоночные или шлицевые канавки, прорези
в бобышках, опорные площадки, радиусные выкружки, крепеж-
ные отверстия и другие поверхности. В отдельных случаях обра-
батывают торцы основных отверстий и стержни.
Основные технические условия на изготовление рычагов ко-
лесных и гусеничных машин следующие:
1)	обеспечение точности размеров и формы основных отверстий:
диаметры основных отверстий вилок выполняют обычно по 2—2а
классу, рычагов — по 2—3-му классу точности;
2)	обеспечение точности межосевого расстояния основных от-
верстий: допускаемые отклонения не более ±0,3 мм;
3)	обеспечение взаимного расположения поверхностей: непа-
Рэллельность осей основных отверстий допускается 0,05—0,25 мм
!Ja 100 мм длины, неперпендикулярность торцовых поверхностей
обышек к осям основных отверстий 0,05—0,3 мм на 100 мм ра-
лиуса, неперпендикулярность торцовых поверхностей лапок ви-
лок относительно оси основных отверстий 0,1—0,3 мм на 100 мм
ллины, непараллельность торцовых поверхностей бобышек и ла-
между собой 0,05—0,25 мм на 100 мм длины, несоосность на-
ружных поверхностей головок нагруженных рычагов, тяг, серег
тносительно основных отверстий из условий прочности 0,5—1 мм;
189
Рис. 91. Конструктивные разновидности рычагов и вилок:
а — балки передней оси; б — рычаги; в — вилки
190
4)	шероховатость поверхности основных отверстий Ra — 2,5 -5-
0,32 мкм, торцовых поверхностей до Ra = 1,25 мкм.
рабочие поверхности рычагов и вилок подвергают термической
обработке; так, твердость поверхностного слоя вилок переключе-
ния передач должна составлять HRC 56—62.
Рычаги и вилки колесных и гусеничных машин изготовляют
из конструкционных и легированных сталей 20, 35, 40, 45, 35Х,
40Х, а также из ковкого чугуна КЧ 37—12.
В зависимости от применяемого материала, серийности про-
изводства заготовки получают свободной ковкой, штамповкой или
литьем. Тяжелонагруженные рычаги и вилки изготовляют исклю-
чительно из кованых или штампованных заготовок, так как при
этих методах обеспечиваются наиболее высокие механические ха-
рактеристики материала.
В условиях единичного и мелкосерийного производства за-
готовки получают свободной ковкой, поэтому в конструкциях
рычагов желательны простые формы, образованные плоскими и
цилиндрическими поверхностями. Нетехнологичны в этом случае
детали с ребрами и пересечением цилиндрических поверхностей.
Штампованные заготовки характерны для изготовления рыча-
гов и вилок в условиях серийного и массового производства. При
объемной штамповке в качестве заготовки используют горяче-
катаный прокат или предварительно кованную заготовку. Штам-
повку получают в многоручьевом штампе (рис. 92). В каждом
ручье заготовке последовательно придается требуемая форма
перед штамповкой в окончательном ручье.
Нагретая до температуры 1200—1240° С штучная заготовка
из круглого проката подвергается последовательно протяжке
(открытой или закрытой) в протяжном ручье, подкатке (обжатию)
в подкатном ручье, гибке в гибочном ручье и штамповке в предва-
рительном и окончательном ручьях штампа. Заготовительные ручьи
располагают обычно на краях штампа, а штамповочные — в цен-
тре. Штамповку производят с одного нагрева. Для штамповки в ос-
новном используют паровоздушные штамповочные молоты. В мас-
совом производстве штамповку выполняют также на кривошип-
ных прессах и горизонтально-ковочных машинах.
После штамповки в открытых штампах на заготовке остается
облой, который удаляют в холодных обрезных штампах. В от-
дельных случаях эту операцию совмещают с прошивкой отверстий
в бобышках рычагов.
Для снятия остаточных напряжений после штамповки, а также
Для улучшения обрабатываемости после кузнечных операций за-
°товки рычагов подвергают нормализации.
Заготовки рычагов и вилок сложной формы наиболее эконо-
мично изготовлять литьем. При использовании ковкого чугуна
ч Готовки отливают в песчаные формы, полученные по металли-
с«им моделям на машинах. Для образования основных отвер-
Ии применяют стержни.
191
1
Рис. 92. Многоручьевой ковочный штамп и переходы штамповки изогнутого рычага:
1 — поковка; 2 — исходная заготовка; 3 — протяжка; 4 — подкатка; 5 — гибка; 6 —
предварительная штамповка; 7 — окончательная штамповка; 8 — гибочный ручей;
9 — предварительный ручей; 10 — подкатной ручей; 11 — протяжной ручей; 12—окон-
чательный ручей
При указанном методе получения отливок обеспечивается полу-
чение заготовок 2-го класса точности по ГОСТ 1855—55 с мини-
мальным диаметром литых отверстий 10—15 мм.
Стальные заготовки рычагов сложной формы целесообразнее
отливать по выплавляемым моделям. Модели изготовляют в спе-
циальных пресс-формах литьем из низкотемпературных модель-
ных составов на основе воска, парафина. Высокая точность заго-
товок в этом случае обусловлена отсутствием разъемов в форме.
Литьем по выплавляемым'моделям могут быть получены заготовки
и детали 4—5-го, а в некоторых случаях 3-го класса точности
при шероховатости поверхности Rz = 40-1-10 мкм.
Для удобства механической обработки заготовки вилок отли-
вают парами и разрезают после окончательной обработки.
Как было отмечено, рычаги являются нежесткими деталями,
поэтому стальные заготовки и заготовки из ковкого чугуна в це-
лях устранения искривления подвергают правке.
Для повышения точности штампованных заготовок рычагов
применяют плоскостную или объемную калибровку. Плоскостная
калибровка (чеканка) служит для получения точных вертикальных
размеров на отдельных участках поковок: отклонения размеров
обычно от ±0,5 до ±0,25 мм. Ее выполняют в холодном состояний
192
на чеканочных кривошипно-коленных прессах. Поверхности, под-
вергнутые чеканке, часто в дальнейшем не обрабатывают или
только шлифуют.
Объемная калибровка служит для уточнения размеров поковки
в разных направлениях. Ее выполняют как в холодном (для мел-
ких рычагов), так и в горячем (при 700—850° С) состоянии.
Способ получения заготовок в каждом случае необходимо вы-
бирать на основе технико-экономического расчета сопоставляе-
мых вариантов с учетом затрат на материал, изготовление заго-
товки и последующую механическую обработку.
§ 2.	ОБРАБОТКА РЫЧАГОВ И ВИЛОК
Построение технологического процесса, применяемая оснастка
и оборудование во многом определяются типом производства, кон-
структивными и технологическими особенностями деталей.
В условиях мелкосерийного производства рычаги обрабаты-
вают на универсальных станках с применением универсальных
или универсально-сборных приспособлений. При достаточной но-
менклатуре конструктивно подобных рычагов могут быть исполь-
зованы принципы групповой технологии, когда заготовки обра-
батывают в групповых приспособлениях, переналаживаемых путем
перемещения установочных элементов, замены подкладок, кон-
дукторных втулок и других деталей. При этом можно с успехом
использовать станки с программным управлением.
В условиях серийного производства принципы групповой тех-
нологии находят наибольшее использование. Применение много-
местных групповых приспособлений позволяет в этих условиях
с успехом использовать агрегатные и многопозиционные станки.
При ограниченной номенклатуре рычагов используют универсаль-
ные станки и универсально-наладочные (УНП) или универсально-
сборные (УСП) приспособления.
В массовом производстве рычаги обрабатывают на агрегатных
станках в специальных приспособлениях.
Применение приспособлений во всех случаях обеспечивает
получение правильного взаимного положения поверхностей ры-
чага, расстояний между осями его основных отверстий и между
торцами бобышек. Точность основных отверстий в большинстве
случаев обеспечивается обработкой мерным режущим инструмен-
том (сверлами, зенкерами, развертками).
Основными этапами технологического процесса обработки
рычагов и вилок являются: 1) последовательная или одновремен-
ная обработка торцовых поверхностей основных отверстий (для
заготовок, подвергнутых чеканке или полученных точных литьем,
эта операция часто исключается); 2) обработка основных отвер-
стий; 3) обработка шпоночных и шлицевых канавок в основных
отверстиях; 4) обработка поверхностей стержня рычага, прорезей,
пазов, фасонных исполнительных поверхностей рычагов и вилок;
7 П/р Н. М. Капустина	193
Рис. 93. Схемы базирования рычагов на различных этапах обработки
5) обработка вспомогательных отверстий и нарезание резьб;
6) термическая обработка отдельных поверхностей; 7) шлифование
ответственных поверхностей.
В зависимости от конструктивных особенностей рычага при-
меняют такие варианты этого маршрута, при которых первый
и второй этапы меняют местами или объединяют.
На разных этапах технологического процесса используют раз-
личные технологические базы (рис. 93, а—ё). При обработке тор-
цовых поверхностей основных отверстий базирующими поверх-
ностями являются необработанные наружные поверхности бо-
бышек и стержня рычага (рис. 93, а).
При обработке основных отверстий в качестве установочных
баз принимают обработанные торцы и наружные необработанные
поверхности головок, благодаря чему достигается равностенность
головок (рис. 93, б).
Для обработки шпоночных и шлицевых канавок рычаги бази-
руют по обработанным поверхностям основных отверстий и тор-
цев (рис. 93, в). Для угловой ориентации используют либо второе
отверстие, либо необработанную поверхность стержня или второй
бобышки рычага.
При обработке прорезей, пазов, уступов, фасонных исполни-
тельных поверхностей рычагов и вилок, а также при сверлении
вспомогательных отверстий в зависимости от конструкции можно
применять схемы базирования, показанные на рис. 93, в—д-
При наличии шлицевых или шпоночных пазов в основном отвер-
стии целесообразно их использовать для угловой ориентации за-
готовки относительно основного отверстия (рис. 93, г). Для рыча-
гов с двумя или несколькими основными отверстиями может быть
194
применена схема базирования по торцу и двум отверстиям, причем
для рычагов с отношением длины I к диаметру d отверстия менее
1,5 положение заготовки относительно горизонтальных осей опре-
деляется базированием по торцу (рис. 93, д). При отношении l/d 2г
2г 1,5 положение заготовки относительно тех же осей определяется
базированием по отверстию (рис. 93, е).
Аналогично следует подходить к определению погрешностей
базирования и для схем на рис. 93, в, г.
Рассмотрим погрешности базирования, возникающие при ис-
пользовании приведенных схем. При обработке торцов по схеме
на рис. 93, а типичной погрешностью является непараллельность
торцов 8бн, обусловленная допуском сгд на размер h заготовки:
Ебн = §hDlL,
где D — диаметр обрабатываемой бобышки; L — расстояние ме-
жду опорами приспособления.
При обработке основного отверстия по схеме на рис. 93, б
может сместиться его ось относительно оси наружной поверхно-
сти бобышки, и вследствие этого стенки могут получиться разной
толщины.
Это смещение Еб0 при базировании в призме определяют по
следующей формуле:
Eg = 0,56д —Д—та ,
о ’ и sm а/2
где — допуск на диаметр бобышки в заготовке; а — угол уста-
новочной призмы.
При базировании рычагов по торцу и основному отверстию
(рис. 93, в—е) возникает радиальное смещение заготовки s6
в направлении, перпендикулярном оси отверстия:
Ебр — 51 Н~ §2 4- А,
где — допуск на диаметр базового отверстия; 62 — допуск
на диаметр и износ установочного пальца; А — минимальный зазор
посадки отверстия и пальца.
Это смещение необходимо учитывать при определении погреш-
ности расположения обрабатываемых отверстий, фрезеруемых
уступов, пазов, фасонных поверхностей относительно оси базо-
вого отверстия. Следует отметить, что при использовании разжим-
ных оправок смещение не учитывают.
При базировании по торцу и двум отверстиям (рис. 93, д
и е), а также по торцу бобышки, отверстию и боковой поверхности
шпоночной или шлицевой канавки (рис. 93, г) дополнительно
к радиальному смещению возникает угловая погрешность, обу-
словленная зазором в сопряжении второго отверстия заготовки
н ромбического пальца или боковым зазором в шпоночном (шли-
цевом) соединении.
7*	195
Угловую погрешность Да определяют по формуле
Да — (61 -ф 62 4" 61 -ф- 62 4~	4- ^2)/2Ai,
где 61 и 61 — допуски на диаметры и износ цилиндрического и
ромбического пальцев; 6g и 6g— допуски на диаметры отверстий
рычага; Дг и Д2 — минимальные зазоры в посадках отверстий
и установочных пальцев; — расстояние между осями базовых
отверстий
Базирующие поверхности в рычагах, а также конструкции
установочных и зажимных элементов приспособлений необхо-
димо выбирать с учетом конструктивной жесткости детали. На
рис. 94, а и б показаны два варианта закрепления рычага при
обработке отверстий. При варианте, показанном на рис. 94, а,
сила закрепления вызывает изгиб стержня рычага и приводит
к неперпендикулярности обрабатываемых отверстий и торцов.
Во всех случаях целесообразно места приложения зажимных сил
располагать над установочными элементами приспособлений
(рис, 94, б). Ввиду недостаточной жесткости при обработке ры-
чагов часто применяют дополнительные опоры, воспринимающие
силы закрепления и резания.
Торцовые поверхности бобышек рычагов обрабатывают фрезеро-
ванием, обтачиванием, цекованием или шлифованием. В условиях
мелкосерийного производства для обработки торцов целесообразно
использовать вертикально-фрезерные станки 6А12П, 6Л12П,
6Л82Г и другие с цикловой системой программного управления.
При обработке на этих станках программу легко изменять набором
штекеров и перестановкой упоров, воздействующих на путевые
переключатели станка. При этом можно обрабатывать торцы
нескольких заготовок рычагов, устанавливаемых в универсально-
сборные или универсально-наладочные приспособления. Напри-
мер, цикл обработки на станке 6А12П может включать до 26 пе-
реходов. На рис. 95 показана схема групповой обработки торцов
трех различных рычагов в одной операции, где предусматривается
выполнение по программе 16 последовательных команд.
В крупносерийном и массовом производстве фрезерование
и цекование торцов выполняют в многоместных приспособлениях
на универсальных или специальных агрегатных станках. Фрезе-
рование корпуса регулировочного рычага автомобиля в много-
местном приспособлении показано на рис. 96. Заготовки из ковкого
чугуна КЧ 37—12 устанавливают в приспособление на планки 2,
при ходе призм 3 все четыре заготовки поджимают к неподвижным
призмам 1 и закрепляют. Усилие на подвижные призмы передается
рычагами 4 от двух гидроцилиндров и клиньев 6 через уравнитель-
ные рычаги 5.
Маршрут обработки основных отверстий в рычагах включает
несколько переходов или операций. Отверстия 2—3-го класса
точности диаметром до 15 мм обычно сверлят и развертывают, от-
верстия больших диаметров сверлят, зенкеруют и развертывают.
196
Рис. 94. Схемы закрепления рычага при обработке отверстий
Рис. 95. Схема групповой обработки торцогв трех рычагов на вертикально-фрезерном станке
с цикловой системой программного управления:
О — исходная точка фрезы; 1 — 15 — опорные тючки траектории движения фрезы, где
изменяются направление или скорость подачн; —----------> — траектория ускоренного
перемещения фрезы относительно стола станка; -> — траектория перемещения фрезы
при рабочей подаче стола; О — подъем стола; © — опускание стола
Обработка торцов корпуса регулировочного рычага 'в четырехместном при-
лособлении
197
Рис. 97. Групповой скальчатый кондуктор для сверления основного отверстия
в корпусе регулировочного рычага заднего тормоза автомобиля
Если отверстие получено в заготовке, то операция сверления от-
падает. В крупносерийном и массовом производстве целесообразно
основные отверстия диаметром более 20 мм сверлить и протяги-
вать или зенкеровать и протягивать.
При жестких требованиях к точности межосевых расстояний
основные отверстия целесообразно обрабатывать с одной уста-
новки заготовки в приспособлении. В условиях мелкосерийного
производства применяют универсально-сборные приспособления
с кондукторными сменными втулками для направления инстру-
мента. Обработку отверстий выполняют со сменой инструмента
на вертикально- или радиально-сверлильных станках.
Хорошие результаты по точности и производительности дает
обработка в одной операции отверстия и торца. При этом торцы
обрабатывают цекованием.
В серийном производстве при обработке основных отверстий
широко применяют групповую технологию. Для реализации прин-
ципов групповой обработки необходима большая подготовительная
работа, заключающаяся в классификации рычагов по размерам
и конструктивно-технологическим признакам.
Для каждой группы рычагов конструируют быстроперенала-
живаемое приспособление. На рис. 97 показан групповой скаль-
чатый кондуктор для сверления основного отверстия в корпусе
регулировочного -рычага заднего тормоза автомобиля.
Нормализованный пневматический скальчатый кондуктор Д°"
полнен установочным приспособлением с двумя призмами 1 и 4-
198
Неподвижная призма 1 при переналадке смещается в зависимости
от диаметра наружной поверхности головки рычага 3. Подвижная
призма 4 подпружинена, имеет достаточный ход для данной раз-
мерной группы обрабатываемых рычагов. Деталь при зенкерова-
нии закрепляют кондукторной плитой 5. Кондукторные втулки 2 —
быстросменные.
В массовом производстве основные отверстия обрабатывают на
агрегатных многошпиндельных, многопозиционных станках, на
радиально- и вертикально-сверлильных станках с применением
многошпиндельных головок, а также на протяжных станках.
Например, при использовании четырехпозиционного многошпин-
дельного станка заготовку обрабатывают в такой последователь-
ности: I позиция — загрузка и выгрузка заготовки; II — сверле-
ние основных отверстий рычага; III и IV — соответственно зенке-
рование и развертывание этих же отверстий.
Если два основных отверстия рычага обрабатывают на разных
операциях, то при обработке второго отверстия заготовку следует
базировать по первому обработанному отверстию (см. рис. 93, в, г).
Окончательная обработка отверстий при наличии шлицев
или шпоночных пазов осуществляется обычно на протяжных стан-
ках. В мелкосерийном производстве шпоночные пазы обрабаты-
вают долблением на долбежных станках. 
Пазы, щеки, прорези, уступы на рычагах и вилках обрабаты-
вают на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках одной
фрезой или набором фрез. На рис. 98 показана обработка плоско-
Ис' 98. Обработка плоскостей хвостовика корпуса регулировочного рычага
199
Рнс. 99. Обработка ради-
усной поверхности и тор-
цов вилки переключения ко-
робки передач гусеничной
машины на токарном станке
стей хвостовика корпуса регулировочного рычага. Одновременно
обрабатывают четыре заготовки, устанавливаемые на оправки
со шпонками.
Фасонные криволинейные поверхности рычагов в условиях
мелкосерийного производства целесообразно обрабатывать на
фрезерных станках с контурными системами числового програм-
много управления. При больших объемах выпуска следует при-
менять копировальные станки.
Радиусные поверхности и торцы вилок переключения передач
обрабатывают на токарных станках. При использовании парных
заготовок вилок обеспечивается безударное точение резцами и
высокое качество обработки. Заготовку при этом базируют по тор-
цам и двум основным отверстиям. При использовании штучных
заготовок также часто радиусные поверхности и торцы обрабаты-
вают одновременно у двух симметрично расположенных заготовок,
как это показано на рис. 99. Две заготовки 1 базируют по торцам
и основным отверстиям бобышек. Угловая ориентация заготовок
обеспечивается пальцами 2. По такой же схеме шлифуют торцы
вилок после термообработки.
Вспомогательные и резьбовые отверстия при мелкосерийном
производстве обрабатывают в универсальных приспособлениях
по разметке. В условиях серийного производства целесообразно
использовать накладные кондукторы, базирующиеся по основным
отверстиям, а также поворотные или кантуемые кондукторные
приспособления. При крупносерийном и массовом производстве
для обработки вспомогательных и резьбовых отверстий исполь-
зуют агрегатные многопозиционные станки, как показано на
рис. 100, а, б для обработки корпуса регулировочного рычага.
Заготовку базируют по торцам головки и хвостовика рычага,
а также по отверстию и шпоночной канавке; закрепляют с помощью
встроенных гидроцилиндров. Позиция / является загрузочной,
в позиции II сверлят пять отверстий диаметром 5,3 мм под резьбу
Мб, в позиции III осуществляется центрование вспомогательного
отверстия в хвостовике рычага, затем в позициях IV—VI последо-
вательно сверлят, зенкеруют и развертывают это же отверстие.
200
Рнс- 100. Обработка вспомогательных отверстий рычага на агрегатном станке:
g ~~ схема компоновки шестипозиционного девятишпиндельного агрегатного станка;
~~ схемы наладок по позициям
Рис. 101. Нижний передний рычаг подвески колесного тягача
Поверхности рычагов и вилок, работающих в условиях интен-
сивного трения, для повышения износостойкости подвергают тер-
мической обработке. Для рычагов и вилок, изготовляемых из
среднеуглеродистых сталей, применяют местную закалку с элек-
тронагревом ТВЧ. Рабочие поверхности деталей из малоуглеро-
дистых сталей подвергают цементации или газовому цианированию.
При этом поверхностный слой насыщается углеродом или одно-
временно углеводом и азотом. После закалки и отпуска твердость
поверхностного слоя HRC 56—62.
Торцы рычагов и вилок шлифуют на плоско- и круглошлифо-
вальных станках, при этом достигается шероховатость поверх-
ности Ra = 1,254-0,32 мкм. При более высоких требованиях к ка-
честву поверхности дополнительно применяют полирование.
Рассмотрим в качестве примера технологию обработки рычага
подвески колесного тягача. Рычаг (рис. 101) имеет две головки
с основными отверстиями, причем в правой головке имеются эволь-
вентные шлицы. Тело рычага изогнутое, имеет в сечении форму
двутавра. Особенностью данного рычага является наличие в ле-
вой части дополнительной бобышки и конусного’отверстия. Тех-
ническими условиями оговаривается допустимая неперпендику-
лярность оси делительного цилиндра эвольвентных шлицев торцу
Д не более 0,2 мм на длине 100 мм и торцу Т не более 0,1 мм в край-
них точках, а также непараллельность указанной оси относительно
оси конической поверхности А не более 0,25 мм. Помимо этого,
ось основного отверстия в левой головке должна быть перпенди-
кулярна торцу Г, допустимое отклонение не более 0,25 мм в край-
них точках.
202
Рычаг изготовляют из легированной хромоникелевой стали
40ХН. Заготовку получают горячей штамповкой в открытом
штампе.
Технологический процесс обработки включает 20 операций
(рис. 102, a—tri).
1.	Черновая обработка отверстия в правой головке рычага на
вертикально-сверлильном станке в приспособлении по кондуктору.
Деталь базируют по двум торцам и наружной поверхности бобы-
шек в самоцентрирующем приспособлении (рис. 102, а).
2.	Черновая обработка отверстия в другой бобышке (рис. 102, б)
в аналогичном приспособлении на вертикально-сверлильном
станке.
3.	Термическая обработка — улучшение, включающее за-
калку и высокий отпуск для снятия остаточных напряжений и по-
вышения механических характеристик материала. Твердость после
термообработки НВ 241—311.
4.	Предварительная обработка трех торцов бобышек с одной
стороны (рис. 102, в) на вертикально-фрезерном станке 6А12П
с цикловой системой программного управления. Заготовку бази-
руют по торцам и наружным поверхностям бобышек и по программе
производится последовательное фрезерование трех торцов рычага.
Для выполнения данной операции применяют приспособление,
подобное показанному на рис. 103, используемому в следующей
операции.
5.	Предварительная обработка трех торцов с противополож-
ной стороны на вертикально-фрезерном станке 6А12П с программ-
ным управлением (см. рис. 102, г).
Заготовку устанавливают в приспособление, показанное на
рис. 103, базируя по торцам бобышек на опорные планки 1. В по-
перечном направлении заготовку прижимают с помощью двух
винтовых зажимов 4 боковыми поверхностями бобышек к призме 3
и планке 2.
Обработку выполняют торцовой фрезой диаметром 160 мм с
зубьями из твердого сплава Т5КЮ. Программа, включающая де-
сять последовательных ускоренных и рабочих перемещений по
трем координатам, набирается на штекерной панели станка, а зна-
чения перемещений устанавливаются с помощью настройки упо-
ров, воздействующих на путевые переключатели. Допустимая
непараллельность поверхностей /, 2, 3 (см. рис, 102, г) относитель-
но поверхности 4 не должна превышать 0,1 мм.
6.	Чистовая обработка трех торцов с одной стороны (см,
рис. 102, 6). Последовательность выполнения операции такая же,
как операции 4.
'I. Чистовая обработка трех торцов с другой стороны (см.
Рис. 102, е). Данную операцию также выполняют на вертикально-
фрезерном станке 6А12П с программным управлением.
8.	Обработка двух основных отверстий в бобышке рычага (см.
Рис. 102, ж) на четырехпозиционном агрегатном станке. В пози-
203

Рис. 103. Приспособление
для фрезерования торцов
рычага на фрезерном
станке с программным
управлением
ции I заготовку устанавливают в приспособление с базированием
по торцам и боковым поверхностям бобышек с помощью призм
в самоцентрирующем приспособлении. В позиции II выполняется
черновое зенкерование отверстий до размеров соответственно 72
и 82 мм; в позиции III — получистовое зенкерование отверстий
и растачивание выточки в правом отверстии. В позиции IV на-
чисто растачиваются отверстия и дополнительно растачивается
фаска. При данной операции обеспечивается выполнение тех-
нических условий по перпендикулярности осей отверстий
торцам.
9.	Раскатка отверстия диаметром 75А3 (см. рис. 102, з) на вер-
тикально-сверлильном станке для повышения качества поверх-
ности до шероховатости Ра = 2,5 мкм, необходимой для последую-
щей запрессовки в это отверстие втулки.
10.	Предварительное растачивание выточки диаметром 82,5А5
и снятие фаски (см. рис. 102, и) в раскатанном отверстии на вер-
тикально-сверлильном станке с помощью расточной головки. За-
готовку при обработке устанавливают в приспособление на уста-
новочный палец, базируя по отверстию диаметром 75А3 и торцу,
и закрепляют двумя самоцентрирующими призмами по наружной
поверхности бобышки.
И. Окончательное растачивание выточки диаметром 83А3а
и обработка второй фаски (см. рис. 102, к) в аналогичном приспо-
соблении на вертикально-сверлильном станке.
12.	Обработка фасок в двух отверстиях (см. рис. 102, л) на
Радиально-сверлильном станке за два установа.
205
Рнс. 104. Приспособление для зенкерования и развертывания конического отверстия
в рычаге
13.	Обработка отверстия под конический палец (см. рис. 102, м)
на радиально-сверлильном станке. Заготовку устанавливают в кон-
дукторное приспособление с базированием по торцам и двум от-
верстиям с помощью цилиндрического и ромбического пальца.
Точность размера 375 ± 0,25 мм, а также параллельность осей
обрабатываемого отверстия и поверхности 5 обеспечивается кон-
дуктором.
14.	Обработка конического отверстия последовательно зенке-
рованием и развертыванием (см. рис. 102, и) на радиально-свер-
лильном станке по кондуктору со сменой инструмента. Заготовку
устанавливают в пневматическое приспособление, показанное на
рис. 104. Для установки и снятия заготовки планку 9 с быстро-
сменной кондукторной втулкой 8 откидывают.
Заготовку базируют в приспособлении по торцам и двум от-
верстиям. Для этого в приспособлении имеются цилиндрический
палец 3 диаметром 37Х и ромбический палец 1 диаметром 87Х.
Палец диаметром 37Х выполнен полым для прохода конического
зенкера и развертки. Заготовку закрепляют двумя прихватами 7,
которые перемещаются с помощью пневмоцилиндра 2 односторон-
него действия через рычаг 4 и планку 5. Прихваты 7 имеют на на-
ружной поверхности байонетные пазы, с помощью которых они
поворачиваются на 90° в направляющих 6, освобождая деталь.
15.	Обработка эвольвентных шлицев в большой головке рычага
(см. рис. 102, о) на вертикально-протяжном станке с базированием
заготовки по торцам и отверстию в противоположной головке.
16.	Обработка одновременно шести отверстий диаметром 6,7 мм
под резьбу М8 в малой головке со стороны конусного отверстия
(см. рис. 102, и). Операцию выполняют на вертикально-сверлиль-
ном станке по кондуктору с базированием рычага по торцам и двум
отверстиям. Применяют шестишпиндельную сверлильную го-
ловку.
206
17.	Обработка фасок 1 X 45 мм в шести отверстиях с помощью
ручной электрической дрели (см. рис. 102, р).
18.	Нарезание резьбы в шести отверстиях (см. рис. 102, с)
на резьбонарезном станке.
19.	Обработка торца площадки со стороны, противоположной
коническому отверстию (см. рис. 102, т), на вертикально-фрезер-
ном станке в приспособлении с базированием рычага по кониче-
скому и цилиндрическому отверстиям.
20.	Контроль соответствия шероховатости поверхности, точ-
ности размеров и взаимного расположения поверхностей детали
требованиям чертежа и технических условий.
Следует отметить, что по данному технологическому процессу
обрабатывают группу рычагов подвески, поэтому в применяемых
приспособлениях предусматривают сменные установочные эле-
менты, подкладки, кольца, быстросменные кондукторные втулки
и др.
Контроль диаметральных размеров отверстий, ширины пазов,
толщины бобышек и плоских исполнительных поверхностей ры-
чагов и вилок осуществляется калибрами или универсальными
измерительными средствами — нутромерами, штангенциркулями
и т. д.
Расстояние между осями отверстий контролируют, вставляя
в них гладкие контрольные оправки и измеряя микрометрической
скобой расстояние между оправками. Зная диаметры оправок,
легко найти межосевое расстояние. В крупносерийном и массо-
вом производстве межосевое расстояние проверяют чаще всего
с помощью специальных контрольных приспособлений. Неперпен-
дикулярность торцовых поверхностей бобышек рычагов или’ра-
бочих поверхностей вилок к осям основных отверстий контроли-
руют следующим образом: рычаг устанавливают на контрольную
Рис. 105. Схемы контроля:
о — неперпендикулярностн торцовых поверхностей к оси основного отвер-
стия; б — непараллельное™ основных отверстий рычагов
207
оправку (рис. 105, а) до упора в торец; оправку располагают
в центрах и при повороте рычага с помощью индикаторного при-
способления определяют биение торца на определенном радиусе
от оси.
Для контроля непараллельное™ осей основных отверстий ры-
чагов используют приспособление, схема которого дана на
рис. 105, б. В отверстия рычага вставляют две контрольные
оправки, одну из которых устанавливают в контрольные призмы,
а вторую плавно опускают на опору. По разности показаний ин-
дикаторов судят о непараллельное™ на длине измерения I. Со-
осность расположения отверстий у вильчатых рычагов проверяют
контрольной оправкой, которая должна без заеданий входить
в оба отверстия.
6
ТЕХНОЛОГИЯ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ
КОРПУСНЫХ
ДЕТАЛЕЙ
ГЛАВА
§ 1.	КОНСТРУКТИВНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
ОСОБЕННОСТИ ДЕТАЛЕЙ
Корпусные детали гусеничных и колесных машин служат для раз-
мещения отдельных узлов, механизмов и др. Наиболее распростра-
ненной группой деталей в машинах являются корпуса средних
размеров сложной коробчатой формы. В большинстве случаев это
литые детали из серого и ковкого чугуна, стали и алюминиевых
сплавов. В последнее время находят также применение сварные
корпусные детали.
Для корпусных деталей характерно наличие систем точно
обработанных основных отверстий, координированных между со-
бой и относительно плоскостей, систем крепежных и других мел-
ких отверстий. Для корпусных деталей коробчатого типа харак-
терно наличие развитых плоских поверхностей и основных от-
верстий на нескольких осях. Эти детали часто выполняют разъем-
ными в диаметральной плоскости основных отверстий (например,
корпуса коробок передач гусеничных машин) или с отъемной крыш-
кой, где монтируют вторую опору вала (например, корпуса раз-
даточных коробок колесных машин). У деталей фланцевого типа
плоские поверхности обычно являются торцовыми поверхностями
основных отверстий и имеют выточки или выступы, предопределя-
ющие их обработку точением.
Несмотря на разнообразие конструктивных форм корпусных
Деталей, применяемых материалов и точности обработки отдель-
ных поверхностей, процессы обработки подавляющего большин-
ства деталей строят по единой схеме. Существующие в настоящее
время процессы обработки корпусных деталей путем проведения
Работ по унификации и нормализации конструкций, а также ти-
пизации технологических процессов сводят к ограниченному числу
типовых схем.
При изготовлении корпусных деталей должны быть обеспечены
в Установленных пределах параллельность и перпендикулярность
°сей основных отверстий друг другу и плоским поверхностям;
°°сность отверстий для опор валов; заданные межосевые рассто-
Ния; точность диаметральных размеров и правильность геоме-
209
трической формы отверстий; перпендикулярность торцовых по-
верхностей осям отверстий; прямолинейность плоских поверх-
ностей.
Технические условия на изготовление корпусной детали за.
висят от точности собираемых в ней механизмов. Диаметры ос-
новных отверстий под посадку подшипников выполняют обычно
по 2-му классу точности с шероховатостью поверхности Ra ==
= 1,25-4-0,32 мкм, реже по 1-му классу точности с шероховатостью
поверхности Ra = 0,634-0,08 мкм. Несоосность отверстий допу-
скают в пределах половины допуска на диаметр меньшего отвер-
стия, а их конусность и овальность не более 0,3—0,5 поля допуска
на соответствующий диаметр; непараллельность осей отверстий
в пределах 0,02—0,05 мм на 100 мм длины.
Межосевые расстояния в корпусах выдерживают с допусками,
обеспечивающими необходимую точность работы собранных в них
механизмов. Допуски на межосевые расстояния для цилиндриче-
ских зубчатых передач с межосевым расстоянием 50—800 мм при
различных видах сопряжений рекомендуются по ГОСТ 1643—72
от ±15 до ±250 мкм.
Допуск на непересечение осей конических передач по
ГОСТ 1758 — 56 выдерживают от 19 до 55 мкм на длине об-
разующей делительного конуса 50—320 мм. Отклонения межосе-
вого расстояния червячных передач по ГОСТ 3675—56 при 7, 8 и
9-й степени точности и межосевом расстоянии 40—630 мм допу-
скают от ±30' до ±210 мкм.
Плоскости прилегания обрабатывают с шероховатостью по-
верхности Ra — 2,54-0,63 мкм, а их отклонения от прямолиней-
ности допускают 0,05—0,20 мм на всей длине. К трущимся поверх-
ностям предъявляют более высокие требования: шероховатость
поверхности Ra = 1,25 4- 0,32 мкм, неплоскостность до 0,05 мм
на всей длине.
Неперпендикулярность торцовых поверхностей к осям отвер-
стий допускается в пределах 0,01—0,1 мкм на 100 мм радиуса.
Шероховатость этих поверхностей выдерживают с Ra = 2,54-
4-0,63 мкм.
У разъемных корпусов несовпадение осей отверстий с плоско-
стью разъема допускают в пределах ±0,2 мм, а при диаметре рас-
точки более 300 мм до ±0,3 мм.
Заготовки корпусных деталей отливают из серого или моди-
фицированного чугуна, углеродистой стали и алюминиевых
сплавов и выполняют сварными из стали.
Чугунные отливки в серийном производстве выполняют в со-
ответствии с ГОСТ 1855—55 по II—III классам, а в массовом про-
изводстве по I—II классам точности. Стальные заготовки выпол-
няют с допусками по ГОСТ 2009—55. Такие заготовки обладают
высокой жесткостью. Их используют, например, для картеров
задних мостов колесных машин большой грузоподъемности. Кар-
теры изготовляют из литейных сплавов 40Л и 40ЛК. Заготовки из
210
> a) < p
3)
Рис. 106. Схемы базирования корпусных деталей:
Р — ромбический (скошенный) палец
алюминиевых сплавов наиболее часто получают отливкой в ко-
киль с песчаными стержнями, что ориентировочно соответствует
7-му классу точности.
При выполнении сложных корпусных деталей (например, блока
цилиндров автомобильных двигателей) из алюминиевых сплавов
в условиях массового производства используют литье под давле-
нием, достигая при этом точности размеров 5-го класса. Сварные
корпуса применяют вместо литых там, где большое значение имеет
уменьшение массы. Например, штампосварные картеры задних
мостов колесных машин находят широкое применение на грузо-
вых автомобилях средней и малой грузоподъемности, а также на
малолитражных легковых автомобилях. Для увеличения жестко-
сти к нагруженным частям такого картера приваривают ребра,
диски, косынки и другие элементы.
В отливках корпусных деталей в результате неравномерного
охлаждения и усадки возникают остаточные напряжения, вызы-
вающие коробление. Для устранения этих напряжений преду-
сматривают специальные операции термической обработки.
Одним из важных моментов проектирования технологического
процесса изготовления корпусных деталей является их базиро-
вание. Решение сложных технологических задач значительно
облегчает совмещение установочной, измерительной и сборочной
баз при постоянстве выбранной базы. Наиболее надежным и про-
стым методом базирования при механической обработке является
Установка заготовки по плоскости и двум отверстиям (рис. 106, а).
При этом используют плоскость наибольшей протяженности и два
точных отверстия на этой плоскости, возможно дальше удаленные
дРУг от друга. Плоскость с двумя отверстиями на ней обеспечи-
211
вает точное фиксирование детали в приспособлении. С указанными
базами выполняют черновую и чистовую обработку всех поверх-
ностей корпусной детали, включая точные. При такой схеме ба-
зирования у корпусных деталей фланцевого типа используют
торец фланца, одно отверстие большого диаметра (основное от-
верстие или выточки в торце) и другое отверстие малого диаметра.
Корпусные детали со слаборазвитыми или неудобно расположен-
ными плоскостями обрабатывают в приспособлениях-спутниках
с использованием других черновых или искусственно созданных
поверхностей. Так обрабатывают корпус -поворотного кулака.
В некоторых случаях, особенно в мелкосерийном производ.
стве, корпусные детали базируют на шесть точек, расположенных
в трех координатных плоскостях. Недостатком такой схемы бази-
рования является необходимость в перемене баз и переустановках
для обработки поверхностей, закрытых зажимными и занятых
установочными элементами приспособлений.
При базировании корпусной детали по плоскости с двумя от-
верстиями конструкция приспособлений получается простой и,
самое главное, обеспечивается большая точность обработки по
сравнению с другими методами базирования. На первой операции
заготовку устанавливают по необработанным поверхностям (по
черновым базам). На этой операции достигается правильное поло-
жение обрабатываемой базовой плоскости относительно необра-
батываемых поверхностей и правильное распределение припусков
на ряд поверхностей, обрабатываемых в последующих операциях.
Детали с несколькими основными отверстиями достаточно боль-
ших размеров целесообразно базировать по двум отверстиям с па-
раллельными осями и перпендикулярной им плоскости (рис. 106, б).
Эта схема базирования обеспечивает доступность поверхностей
для обработки, простоту конструкции приспособления.
Корпусные детали, у которых основные отверстия неудобны
для базирования или отсутствуют, как например, в отдельных
частях разъемных коробок передач, устанавливают по внутренней
(рис. 106, е) или по наружной (рис. 106, г) поверхности. Устано-
вочно-зажимные элементы в подобных случаях могут быть само^
центрирующимися (рис. 106, д). Базированием по внутренней
поверхности обеспечивается заданная толщина стенки в случае
обработки наружной плоскости, а применение самоцентрирую*
щих приспособлений исключает появление разностенности.
При использовании станков с ЧПУ, особенно многооперациоп-
ных, стремятся к полной обработке поверхностей корпусных де-
талей при одном закреплении. Выбор установочных баз и мест
приложения усилия зажима связан с условием доступности ПОД'
хода инструментов ко всем подлежащим обработке участкам-
Здесь используется принцип постоянства баз.
Технологические процессы обработки корпусных деталей с0'
держат ряд этапов: 1) обработка базовой плоскости при установи
на черновых базах, а затем обработка базовых отверстий; 2) ° '
212
работка системы взаимосвязанных плоскостей; 3) обработка си-
стемы взаимосвязанных основных отверстий; 4) обработка крепеж-
ных отверстий. Каждый этап технологического процесса включает
обычно несколько операций.
Технологические процессы производства разъемных корпусов,
например коробок передач гусеничных машин, дополнительно
включают обработку плоскостей разъема у оснований и крышки;
обработку крепежных отверстий в плоскостях разъема; промежу-
точную сборку корпуса.
В мелкосерийном произведете гусеничных и колесных машин
корпусные детали в ряде случаев обрабатывают на обычном
универсальном оборудовании без приспособлений, по разметке.
При разметке определяют положение осей основных отверстий
детали, ее плоскостей и других поверхностей и учитывают целе-
сообразное распределение припусков на обработку. Деталь при
обработке плоских поверхностей устанавливают по разметочным
рискам. Дальнейшие операции выполняют при установке заго-
товки на обработанные плоскости с выверкой по ним или по рискам.
§ 2.	ОБРАБОТКА ОСНОВНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ
Обработка плоскости. В серийном производстве плоскости обра-
батывают на вертикально-фрезерных, продольно-фрезерных и про-
дольно-строгальных станках. Используют фрезерные станки с про-
граммным управлением и многооперационные станки с ЧПУ.
В крупносерийном и массовом производстве плоскости корпусных
деталей обрабатывают на барабанно- и карусельно-фрезерных,
а также на плоскопротяжных станках; в автоматических линиях
применяют агрегатно-фрезерные станки. Отделочную обработку,
если она требуется, выполняют шлифованием.
В мелкосерийном производстве применяют строгание. Раз-
личают продольное и поперечное строгание. В первом случае
главное движение имеет обрабатываемая деталь, а движение по-
дачи — резец, во втором — главное движение имеет резец, дви-
жение подачи — обрабатываемая деталь. Подача при поперечном
строгании прерывистая и осуществляется после каждого рабочего
хода. Точность строгания выше, чем фрезерования, однако этот
метод уступает последнему по производительности.
Фрезерование плоскостей торцовыми фрезами более произво-
дительно, чем цилиндрическими. Это объясняется более жестким
креплением инструмента; одновременным резанием несколькими
Убьями фрезы (что обусловливает более спокойную работу инстру-
ента); возможностью обработки детали сразу несколькими фре-
ами, расположенными с разных сторон; возможностью применения
Фрез значительных диаметров с большим числом зубьев. В неко-
Рых случаях, однако, обработку выполняют также цилиндри-
Скими, дисковыми, пальцевыми и другими фрезами.
213
a) 5)
Рис, 10 7. Схемы обработки основных
плоскостей:
а — на карусельно-фрезерном стан-
ке; б — на барабанно-фрезерном
станке; в — на вертикально-фрезер-
ном станке методом ^маятниковой
подачи; г — на автоматической ли-
нии; 1,4 — фрезы; >2, 6 — 8,11 —
заготовки; 3 — стол" станка; 5 —
барабан; 9 — фрезерная головка;
10 — транспортер

Столы продольно-фрезерных станков при обработке плоскостей
перемещаются в горизонтальной плоскости, перпендикулярно
осям шпинделей. Эти станки бывают с одним горизонтальным или
с одним вертикальным шпинделем; с двумя горизонтальными шпин-
делями; с двумя горизонтальными и с одним или двумя вертикаль-
ными; с четырьмя горизонтальными и четырьмя вертикальными
шпинделями.
При наличии нескольких шпинделей на продольно-фрезерных
станках детали можно обрабатывать одновременно с нескольких
сторон. На станках, отвечающих нормам точности по ГОСТ 35—73,
фрезерованием в два перехода (черновой и чистовой) может быть
достигнута точность 4-го класса, шероховатость поверхности
Ra = 2,5-4-1,25 мкм, плоскостность VII—IX степени точности
(ГОСТ 10356—63).
Карусельно-фрезерные станки (рис. 107, а), применяемые для
непрерывной обработки деталей при значительных программах
выпуска, имеют круглые столы больших диаметров. Один или два
шпинделя расположены вертикально. Эти станки предназначены
исключительно для обработки плоских поверхностей торцовыми
фрезами. Во время вращения стола (движения подачи) на него
устанавливают заготовки, подлежащие фрезерованию, и снимают
обработанные детали. При наличии у станка двух шпинделей од-
ной фрезой выполняется черновая обработка, другой — чистовая-
Барабанно-фрезерные станки применяют для тех же целей,
что и карусельно-фрезерные. На барабанно-фрезерных станках
обрабатывают параллельные плоскости детали одновременно
двух сторон. Такие станки устроены следующим образо1”
(рис. 107, б): внутри станины, имеющей форму портала, вокрУ1
214
оси вращается барабан, на который устанавливают заготовки,
подлежащие фрезерованию, и снимают обработанные детали,
фрезы помещены на шпиндельных бабках. Каждой парой фрез
осуществляется последовательно черновое и чистовое фрезерование.
Для протягивания плоскостей корпусных деталей в массовом
производстве используют крупногабаритные горизонтально-про-
тяжные станки длиной 12—14 м с применением наборов протяж-
ных плит.
В серийном производстве гусеничных и колесных машин фре-
зерование одной детали (или группы деталей) иногда выполняют
на горизонтально- или вертикально-фрезерных станках с использо-
ванием обратного хода стола. Во время обработки одной детали
(или группы деталей), расположенной с одной стороны стола, на
противоположной стороне снимают обработанные и устанавливают
подлежащие обработке. После окончания фрезерования деталей,
помещенных на одном конце стола, его отводят назад и осуществ-
ляют обработку деталей, установленных с другой стороны стола
(рис. 107, в).
На карусельно- и барабанно-фрезерных станках процесс
обработки непрерывный без потерь на вспомогательные ходы:
детали устанавливают и снимают на ходу станка (со стороны,
противоположной той, где находятся фрезы). При этом могут
быть установлены последовательно одна за другой разные детали
или одинаковые, но в разных положениях. В таких случаях на
станках помещают разные приспособления одно за другим.
На автоматических линиях плоскости обрабатывают методом
торцового фрезерования на агрегатных продольно-фрезерных
автоматах с одной стороны или с двух сторон одновременно
(рис. 107, г). Фрезерование в два перехода на агрегатных стан-
ках обеспечивает плоскостность VIII—IX степени точности по
ГОСТ 10356—63.
Повышению производительности при обработке плоскостей
во многом способствует выполнение требований к технологич-
ности конструкции детали. Все обрабатываемые участки на одной
стороне детали следует делать открытыми и располагать в одной
плоскости, а на разных сторонах — во взаимно параллельных и
перпендикулярных плоскостях. Образуемая таким образом форма
параллелепипеда будет отвечать требованиям надежной уста-
новки с соблюдением правила постоянства базы. Это обеспечивает
сквозную обработку с двух-трех сторон одновременно несколькими
Фрезерными головками или суппортами у нескольких устанавли-
ваемых на столе станка заготовок.
При выборе в качестве установочных баз отверстий их обраба-
тывают на радиально-сверлильных станках со сменой инструмента
ли на станках с двухшпиндельной сверлильной головкой при
3°М0Щи сверла и развертки. Этому предшествует обработка ба-
в°й плоскости. У заготовок фланцевого типа в серийном про-
в°дстве плоскость фланца, центрирующую выточку (выступ)
215
и центральное отверстие протачивают на станках токарной группы
(токарно-револьверных или токарно-карусельных). Отверстия во
фланце обрабатывают на радиально-сверлильном или на много-
шпиндельном сверлильном станке.
Обработка основных отверстий, Основные отверстия в корпус-
ных деталях обрабатывают на универсальных горизонтально-
расточных станках и на станках с ЧПУ фрезерно-сверлильно-
расточной группы. При большом выпуске корпусных деталей
применяют агрегатные многошпиндельные станки.
Задача операций обработки систем отверстий заключается
в обеспечении точности их размеров и геометрической формы,
а также в обеспечении требуемого расположения осей отверстий.
Расположение осей характеризуется точностью координат цен-
тров и направления относительно координатных плоскостей.
Точность межосевых расстояний, параллельность и перпендику-
лярность осей и другие требования к расположению отверстий
обеспечиваются двумя методами: обработкой отверстий без напра-
вления инструмента и с направлением инструмента в кондукторе.
Обработку отверстий без направления инструмента на обыч-
ных универсальных расточных станках обычно применяют в мелко-
серийном производстве гусеничных и колесных машин. При такой
обработке требуется предварительная разметка заготовки. До
этого выполняют операции по обработке базовых поверхностей.
Разметочные риски служат для выверки положения заготовки
на станке относительно оси шпинделя и направления перемещений
основных узлов станка.
В наиболее простом случае при растачивании отверстия с по-
мощью консольной оправки на станке с подвижным столом коорди-
нирование инструмента включает следующие приемы: выверку
параллельности размеченных осей корпуса оси шпинделя; сов-
мещение оси шпинделя с осью первого растачиваемого отверстия;
перемещение стола на заданное межосевое расстояние для обра-
ботки других отверстий; поворот стола для обработки отверстий,
оси которых расположены под прямым углом. При растачивании
отверстий скалками задача усложняется необходимостью совме-
щения скалки с осью люнетной стойки по вертикали. Заданные
отклонения межосевых расстояний не должны превышать 0,2
0,3 допуска, который при отсчете по линейке с нониусом равен
0,3 мм и более; по линейке с оптическим устройством — до 0,1 мм,
по индикатору и штихмасу 0,05 мм, по упорам и фиксаторам
до 0,2 мм.
Торцовые поверхности кольцевой формы обычно обрабаты-
вают в процессе выполнения расточной операции. Основные от-
верстия растачивают по различным схемам: за один установ на
одной позиции (рис. 108, а); на двух позициях с поворотным сто-
лом (рис. 108, б); на двух позициях с дополнительным поворот-
ным столом (рис. 108, в); с помощью борштанги на одной пози-
ции (рис. 108, г).
216
Рис. 108. Схемы растачивания основных отверстий;
I, II стенкн корпусной детали
Чистовой переход.	Черновой переход
Ис< 109. Варианты построения расточных операций
217
Схема
растачи-
вания (см.
рис. 108)
Таблица 4. Рекомендации по
выбору схемы растачивания
Отношение длины
оправки к диаметру
До 6	До 10	Более 10
* Прн большой программе вы-
пуска
При обработке группы основных отверстий на одной позиции,
когда изменение диаметров отверстий с одной осью противоположно
изменению диаметров отверстий с другой осью, для выбора ва-
рианта схемы растачивания необходимо решить, со стороны ка-
кой стенки проводить растачивание. Задача выбора варианта
усложняется при наличии черновых и чистовых переходов, ко-
торые могут быть выполнены по разным схемам.
С учетом приведенных здесь особенностей обработки отверстий
возможны разные варианты построения операций (рис. 109). Общие
рекомендации по выбору схем растачивания приведены в табл. 4.
При обработке отверстий без кондуктора (рис. 110, а) у заго-
товки, которую базируют только по плоскости, остается неопреде-
ленным положение в направлении осей х и z и возможность пово-
рота относительно оси у. Возможность поворота заготовки устра-
няют путем выверки по разметочной риске последовательно в двух
точках а с помощью иглы в шпинделе станка при движении стола.
При последовательной обработке отверстий стол или шпиндель
перемещаются на точно рассчитанное расстояние, а при обработке
отверстий на других стенках корпусной детали стол поворачи-
вается на расчетный угол.
Отверстия с направлением инструмента по кондуктору обра-
батывают на универсальных расточных станках или агрегатных
многошпиндельных станках. Растачивание отверстий выполняют
при помощи консольной оправки или расточной скалки с закреп-
ленным в ней инструментом по схемам, показанным на рис. ПО, б-
Оправку применяют для коротких, расположенных вблизи шпин-
деля отверстий. Ее жестко соединяют со шпинделем и направляют
одной кондукторной втулкой, расположенной перед отверстием
или за ним. Для обработки отверстий большой длины или в двух
удаленных стенках применяют расточные скалки (борштанги),
направляемые двумя кондукторными втулками. Скалку соеди-
няют со шпинделем станка шарнирно, что исключает необхо-
димость точного совмещения осей шпинделя и кондукторный
втулок.
218
в массовом и крупносерийном производстве основные отвер-
сТия корпусных деталей гусеничных и колесных машин обрабаты-
ваЮТ на многошпиндельных станках при параллельных и парал-
лельно-последовательных схемах построения операций одновре-
менно с двух или трех сторон заготовки. Требуемое положение
отверстий обеспечивается расположенными в агрегатных голов-
ках шпинделями, каждый из которых соединяется с расточной
скалкой, направляемой кондукторными втулками приспособ-
ления.
Точность отверстий при растачивании корпусных деталей
зависит от принятой схемы обработки: без кондуктора или в кон-
дукторе; при помощи консольной оправки или скалки (борштанги)
с опорой в задней стойке; с подачей стола или шпинделя. В про-
цессе обработки отверстий силы резания действуют на все узлы
станка и обрабатываемую заготовку, вызывая их упругие де-
формации. При этом на точность обработки влияет не только жест-
кость системы, но ее неравномерность по длине рабочего хода.
При обработке без кондуктора с подачей стола (см. рис. 108)
податливость систем заготовка — стол и расточная оправка или
скалка (борштанга) — шпиндельный узел в продольном направ-
лении не изменяется и форма отверстия в осевом направлении не
искажается. Возникает погрешность формы растачиваемого от-
верстия в поперечном направлении. При обработке с подачей
шпинделя податливость технологической системы изменяется
в продольном направлении по мере выдвижения шпинделя. В этом
случае погрешность формы отверстия на всей длине будет зави-
сеть от пределов колебания суммарной податливости технологи-
ческой системы.
При обработке в кондукторе погрешность размеров, форм и
взаимного расположения отверстий не зависит от станка и способа
подачи, а зависит от точности кондуктора, расточной скалки и
зазора посадки скалки в кондукторной втулке.
При проектировании расточных операций определяют число
переходов, необходимое для достижения заданной точности обра-
батываемых отверстий.
В серийном производстве обработка отверстий диаметром до
150 мм по 2-му классу точности в отливках III и II классов точ-
ности (ГОСТ 1855—55) включает черновое растачивание до 7-го
класса точности; получистовое растачивание или развертывание
До 3-го класса точности; тонкое растачивание или развертывание
^лавающей разверткой до 2-го класса точности. В массовом про-
изводстве отверстия обрабатывают в отливках II или I классов
годности (ГОСТ 1855—55) соответственно за три и два перехода.
вкончательную обработку отверстий 1-го класса точности про-
Дят хонингованием или тонким растачиванием.
Для достижения соосности отверстия в двух стенках обрабаты-
Мо-°Г С одной СТОРОНЫ сквозным проходом; черновое растачивание
Кн° выполнять на каждой стенке отдельно.
219
При обработке на агрегатных станках черновые и чистовые
переходы выполняют на двух станках автоматической линии или
за два перехода на двух рабочих позициях агрегатного станка
поточной линии.
Повышению производительности при обработке основных от-
верстий в корпусных деталях гусеничных и колесных машин спо-
собствует соблюдение ряда требований по технологичности.
Основные отверстия должны быть гладкими для возможности
обработки на проход (рис. 111, а), глухие отверстия трудно обра-
батывать, особенно при значительной глубине. Соотношение длины
и диаметра отверстия должно обеспечивать возможность приме-
нения жесткой расточной скалки. В серийном производстве нежела-
тельна, а в массовом неприемлема обработка с установкой инстру-
мента в скалку через окна в корпусе. Поэтому нежелательно наз-
начать обработку каких-либо внутренних торцов или выточек,
требующих установки инструмента после ввода расточной скалки
в корпус. Усложняет технологический процесс обработка торцов
с обратной подачей.
Для облегчения обработки внутренних торцов необходимо
увеличить диаметр отверстия Б, при этом отпадает необходимость
смены инструмента для подрезки торца А (рис. 111, б). Канавки
в основных отверстиях для фиксирующих колец и закладных кры-
шек (в корпусах с разъемом в диаметральной плоскости основных
отверстий) упрощают конструкцию и облегчают сборку;* однаК
обработка при этом усложняется и становится возможной с при-
менением устройств для радиальной подачи резца.
При наличии ступенчатых отверстий их возрастающие Дй
метры должны быть направлены к внешним поверхностям Д
тали (рис. 111, в). Противоположное направление ступеней неД
пустимо, так как обработка отверстий может оказаться невозмо ,
220
ой. В ступенчатых отверстиях наиболее точная ступень должна
быть сквозной.
При обработке соосных отверстий большое значение имеет их
расположение. Для обработки с одной стороны соосные цилиндри-
ческие отверстия должны быть расположены по убывающим в од-
ном направлении диаметрам (рис. 111, г). Точно растачиваемые
последовательные основные отверстия, расположенные на одной
оси в противоположных и промежуточных стенках корпуса,
должны быть выполнены одного диаметра 'с целью уменьшения
трудоемкости настройки инструмента (рис. 111, д). Для одновре-
Менной обработки таких отверстий расточную скалку с несколь-
кими резцами вводят предварительно внутрь корпуса. Обработка
отверстий, наибольшее из которых расположено в средней стенке
(рис. Uh е), возможна при установке инструмента в скалку после
ввода ее в корпус или при наличии устройств, обеспечивающих
радиальное перемещение резца. При обработке на агрегатных
станках такое расположение неприемлемо. Здесь надо преду-
сматривать уменьшение диаметров с обеих сторон по направлению
к средней части детали (рис. 111, ж). Расположенные таким обра-
зом отверстия можно обрабатывать на универсальных расточных
станках, используя для этого поворотный стол.
Обработка крепежных отверстий. Эти отверстия располага-
ются группами и должны соответствовать требованиям коорди-
нации внутри группы (шаг, окружность расположения и др.) и
координации группы относительно осей симметрии заготовки,
базовых плоскостей или других групп отверстий. Заданное рас-
положение отверстий обеспечивают обработкой по кондуктору.
В мелко- и среднесерийном производстве крепежные отверстия
обрабатывают без направления режущего инструмента на стан-
ках с ЧПУ. В ряде случаев при небольшой программе выпуска
изделий, когда нецелесообразно изготовление даже самого про-
стого кондуктора, обработку выполняют по разметке (точность
положения отверстий не выше ±0,25 мм).
В крупносерийном и массовом производстве крепежные от-
верстия обрабатывают на специальных агрегатных станках, у ко-
торых число шпинделей часто достигает нескольких десятков,
а в автоматических линиях суммарно по всем позициям нескольких
сотен. Многошпиндельная обработка крепежных отверстий в авто-
матических линиях позволяет снизить станкоемкость в 50—-100 раз
в° сравнению с одношпиндельной обработкой в серийном произ-
На многошпиндельных станках группы отверстий обрабаты-
ПоЮт ПРИ последовательном перемещении заготовки в несколько
По|И1хий, оснащенных соответствующим инструментом, например,
ка Иция I оснащена сверлами; II — зенковками, III — метчи-
стуИ' Заготовку переводят в новую позицию поворотом или по-
Вег)ПаТельным передвижением стола. В каждой позиции все от-
р тия обрабатывают одновременно.
221
На радиально-сверлильных станках многопереходную обра-
ботку групп отверстий выполняют при неподвижной заготовке
со сменой инструментов в шпинделе станка и сменой кондуктор,
ных втулок приспособления. Для операций со сменой инструмен-
тов характерна значительная трудоемкость и большая доля вспомо-
гательного времени в штучном (50—60% и более). В ряде случаев
(обычно при большой программе выпуска изделий) используют
комбинированный инструмент, например, при обработке сквоз-
ных отверстий применяют сверло-зенкер, сверло-развертку, а
также сверло с зенковкой и цековкой.
Нарезание резьбы в крепежных отверстиях обычно выделяют
в самостоятельную операцию и выполняют на сверлильных стан-
ках с помощью резьбонарезного патрона без кондуктора.
При обработке небольшого количества корпусов применяют
накладные или универсальные сборные кондукторы из элементов
УСП. Установка накладного кондуктора на детали, определяю-
щая расположение всей группы обрабатываемых отверстий, мо-
жет быть выполнена от обработанных поверхностей корпуса
(основных отверстий или боковых поверхностей); по совмещению
рисок, определяющих положение осей в кондукторе и на детали
(риски на детали наносят от заданной базы, иногда с применением
вспомогательного шаблона); при совмещении контуров кондук-
тора и платика на заготовке.
§ 3.	КОРПУСА ПОВОРОТНЫХ кулаков
КОЛЕСНЫХ МАШИН
К числу характерных для грузовых автомобилей повышенной
проходимости небольших деталей сложной конфигурации сле-
дует отнести корпуса поворотных кулаков ведущих передних
мостов (рис. 112). Корпус поворотного кулака воспринимает
значительные ударные и изгибающие нагрузки, поэтому его из-
готовляют обычно из ковкого чугуна литьем в песчаные формы и
машинной формовкой по металлическим моделям. После об-
рубки и очистки заготовку отжигают при температуре 950—970° С
в течение 30—34 ч. Очищенную заготовку затем проверяют и пра-
вят под прессом или молотом, так как при остывании и отжиге
отливки часто деформируются. Затем заготовку направляют
в окрасочную камеру для окраски внутренних поверхностей
маслостойкой краской, так как при эксплуатации автомобил
внутри корпуса поворотного кулака находится полужидка
смазка.
Обработанный корпус поворотного кулака должен удовлетп
рять следующим основным техническим требованиям: неперпеНД
кулярность торцов отверстий диаметром 90 мм к их оси на ДЛ1
150 мм не более 0,08 мм; несоосность отверстий диаметром 90 .
не более 0,05 мм; несовпадение осей отверстий диаметром
и 90 мм не более 0,1 мм.
222
Отсутствие базирующих отверстий на плоскостях фланцев
не позволяет использовать типовой способ базирования корпус-
ных деталей по плоскости и двум обработанным отверстиям и за-
ставляет обрабатывать вспомогательную базу — торец бобышки
кронштейна.
Корпус обрабатывают на поточной линии на вертикальных
восьмишпиндельных полуавтоматах, специальных фрезерных,
вертикально-сверлильных и специальных агрегатных станках.
В массовом производстве корпуса поворотных кулаков обрабаты-
вают на автоматических линиях.
§ 4.	КАРТЕРЫ ЗАДНИХ И ПЕРЕДНИХ МОСТОВ
Картер заднего моста автомобиля относится к числу ответствен-
ных сильно нагруженных деталей. В нем размещают коническую
пэру шестерен главной передачи, механизм дифференциала и
полуоси.
У большинства грузовых автомобилей с быстроходными двига-
телями главные передачи имеют большие передаточные числа.
° этом случае главную передачу делают двойной и помещают вместе
с Дифференциалом в отдельном картере, который крепят к кар-
ТеРУ заднего моста.
Картеры задних мостов подразделяют на три основных вида:
но литые, штампосварные, комбинированные.
Картеры первого вида отливают из сталей 40Л, 40ЛК (рис. ИЗ),
Ли отличаются наибольшей жесткостью. Механическая обра-
Тотка этих картеров трудоемка из-за сравнительно небольшой
Чн°сти крупных и сложных отливок.
223
Рис. ИЗ. Цельнолитой картер заднего моста грузового автомобиля большой грузоподъемности
У автомобилей большой грузоподъемности картеры литые;
обычно в их рукава запрессовывают стальные трубы полуосей.
Штампосварные картеры изготовляют из стальных цельно-
тянутых труб или листовой стали 30, 35, толщиной 6—12 мм.
Преимущества этих картеров по сравнению с цельнолитыми —	\
меньшие габаритные размеры и масса, основной недостаток —
малая жесткость. Для увеличения жесткости к основным поверх-
ностям штампованных картеров приваривают кольца, накладки
и т. и.
В ряде конструкций этих картеров посадочные цапфы под
колесные ступицы изготовляют отдельно, предварительно обра-
батывают, затем приваривают в стык к рукавам картера. Оконча-
тельно такой картер обрабатывают после приварки всех деталей.
Сварные картеры широко распространены как у грузовых автомо-
билей средней и малой грузоподъемности, так и у легковых.
Заготовки, полученные таким методом, подвергают термиче-
ской обработке — нормализации (или улучшению) для устране-
ния внутренних напряжений, возникших при прессовых и свароч-
ных операциях, и повышения механических свойств материала.
После тщательной очистки заготовки подвергают механической
обработке.
Комбинированные картеры получают, соединяя обработанные
отливки, трубы и поковки. Центральную часть — картер главной
передачи — делают литой из ковкого чугуна; обычно она состоит
из двух половин — несущей части и крышки, с плоскостями
разъема, перпендикулярными к осям полуосей. Обе половины
имеют рукава, в которые запрессовывают кожухи полуосей,
имеющие посадочные шейки под подшипники ступиц, приварен-
ные фланцы крепления тормозных барабанов и площадки под
кронштейны рессор.
В рукава картеров главных передач и их крышек кожухи
обычно запрессовывают с последующим закреплением при помощи
заклепок, дуговой сварки или электроклепки. Отливки полностью
обрабатывают до запрессовки кожухов.
В тяжелых тягачах наибольшее распространение получили
Цельнолитые картеры, отличающиеся высокой жесткостью, боль-
шой массой и габаритами по сравнению с картерами других видов.
Заготовки таких картеров получают литьем в песчаные формы,
полученные формовкой по металлическим моделям. Точность от-
ливок для массового и крупносерийного производства должна
с°°тветствовать 1-му классу по ГОСТ 2009—55.
Технологические процессы механической обработки картеров
Разных конструкций для автомобилей различного назначения не
Знаковые. Общими для всех картеров будут требования к точ-
°СТи размеров и шероховатости основных сопрягаемых (посадоч-
1Х, привалочных и т. п.) поверхностей, а также к их взаимному
в/положению, обеспечивающие установленные посадки и пра-
льность работы заключенных в картеры механизмов (главной
П/р Н. М. Капустина	225
Рис. 114. Схема установки цельнолитого картера
при обработке

передачи, механизма диф-
ференциала, передачи,
привода колес, тормозной
группы и опор подвески).
Основные требования
к обработке картеров зад-
них мостов следующие:
точность обработки диа-
метральных размеров и
шероховатость поверхно-
стей должны соответство-
корпусным деталям. Точ-
IsyoaascEsajgj
вать требованиям, предъявляемым к
ность обработки диаметра посадочного отверстия корпуса глав-
ной передачи в центральной части цельнолитых и штампосвар-
ных картеров грузовых автомобилей должна быть 3-го класса.
Отверстия под посадку труб полуосей в цельнолитых картерах
необходимо обрабатывать по 2а—3-му классу точности, а шеро-
ховатость поверхности должна соответствовать Ra = 1,25 мкм.
Концентричность шеек цапф необходимо выдерживать с точ-
ностью 0,05—0,06 мм; соосность наружных посадочных шеек
кожухов полуосей и отверстий под посадку труб полуосей должна
быть обеспечена с точностью 0,05 мм; отклонение от соосности
отверстий под посадку труб не более 0,05 мм; отклонение расстоя-
ния привалочной плоскости корпуса главной передачи до оси
полуосей не более 0,3 мм; непараллельность привалочной плос-
кости корпуса главной передачи оси полуосей допускается 0,1
0,15 мм на длине 300 мм.
Цельнолитые картеры задних мостов весьма трудоемки в об-
работке, поэтому в массовом и серийном производстве их обрабя'
тывают на поточных линиях, составленных из специализирован'
ных (реже из специальных) станков.	,
Картеры автомобилей большой грузоподъемности наиболе
эффективно обрабатывать на поточных линиях, составленных 1
специализированных полуавтоматов и агрегатных станков, сБ
226
занных механизированным межоперационным транспортом. При
механической обработке картеры базируют в приспособлениях
по двум площадкам рессор и двум отверстиям в них (рис. 114),
которые обрабатывают по 2а—3-му классу точности.
Первичными (черновыми) базами при фрезеровании площадок
рессор служат (рис. 115) наружные цилиндрические поверхности 1
тормозных фланцев (центрирование), привалочная плоскость 2
фланца корпуса главной передачи (поперечный упор), наружный
торец 3 одного из тормозных фланцев (осевое продольное ориенти-
рование).
Одновременно с рессорными площадками при той же установке
заготовки обрабатывают и противоположные базовой плоскости
торцы бобышек, создавая этим поверхность, равноценную по
точности установочной базе и связанную с ней точным размером.
При обработке установочных отверстий заготовку базируют
(рис. 116) посадочным отверстием корпуса главной передачи
по штырям 3 (осевое ориентирование заготовки), а также торцами
бобышек по опорам 2 (опорная база) и фиксируют парой раз-
жимных шариковых оправок 7, вводимых в посадочные отверстия
труб полуосей.
Типовой процесс механической обработки такого картера со-
стоит из следующих операций.
1.	Фрезерование плоскостей двух рессорных площадок с обес-
печением размера 90 мм (см. рис. 113) от оси кожухов и торцовых
поверхностей восьми бобышек с выдерживанием общего размера
между плоскостями 180_0123 мм на специализированном четырех-
шпиндельном фрезерном станке. Плоскости должны быть взаимно
параллельны и наклонены под углом 2° к привалочной плос-
кости А (см. рис. 113) фланца корпуса главной передачи (базиро-
вание заготовки показано на рис. 115).
227
Рис. (16. Базирование заготовки в приспособлении для обработки установочных отверстий картера
2.	Сверление и развертывание двух установочных отверстий
диаметром 28 мм в площадках (см. рис. 113) комбинированными
инструментами (базирование заготовки показано на рис. 116).
Следующие операции предварительной и окончательной обра-
ботки основных рабочих поверхностей картера — торцов и цен-
трального отверстия, посадочных отверстий труб полуосей, а
также шеек цапф и их фланцев при выбранной системе установоч-
ных баз можно выполнить с высокой степенью совмещения, однако
этого не следует рекомендовать для предварительной обработки
из-за опасности возникновения вибраций и деформации изделия
при операциях, сопровождающихся съемом значительного коли-
чества металла. Целесообразно предварительно обработать цен-
тральную часть и отверстия в кожухах полуосей раздельно,
а окончательную обработку выполнить на трехстороннем станке.
В поточную линию можно установить трехсторонние станки,
в то время как от установки их в автоматическую линию часто
отказываются из-за трудностей обслуживания, смены и наладки
инструментов и т. п. Таким образом, после обработки установоч-
ных баз осуществляют дальнейшие операции в такой последова-
тельности.
3.	Предварительное растачивание посадочного отверстия
в центральной части картера под корпус главной передачи (на-
пример, отверстия диаметром 395 мм на рис. 113) и протачивание
привалочного торца А и опорного торца Б крышки картера с вы-
держиванием размера 94 мм плоскости А от оси и между торцами А
и Б на специализированном вертикально-расточном станке,
имеющем многорезцовую двухсуппортную головку комбиниро-
ванного действия (рис. 117), при базировании по двум отверстиям
диаметром 28 мм (см. рис. ИЗ) и площадкам под рессоры.
Расточной шпиндель этой головки сначала движется вниз и
набором резцов на расточной оправке растачивает последовательно
отверстие и снимает фаску; после этого начинается протачивайие
торцовой плоскости при радиальной подаче двух суппортов го-
ловки, оснащенных подрезными резцами. Иногда эти суппорты
имеют разнонаправленные подачи (с двух сторон к центру),
чтобы сбалансировать радиальные силы резания. Так осуществ-
ляются два прохода по торцовой плоскости.
4.	Предварительное растачивание зенкерами отверстий с двух
сторон картера под трубы полуосей и подрезание наружных торцов
кожухов на двухшпиндельном двустороннем агрегатном расточ-
ном станке горизонтального типа.
5.	Чистовое растачивание скалками и резцовыми блоками
но три отверстия под посадку труб полуосей с двух сторон, при
э?ом оставляют припуск под развертывание; подрезание торцов
Кожухов, при этом выдерживают линейные размеры от установоч-
ных отверстий и оставляют припуск для протачивания торцов.
6.	Предварительная токарная обработка шеек цапф и фланцев
°°°их кожухов картера на специализированном токарном полу-
229
Рис. 117. Специальная го-
ловка для растачивания от-
верстия и протачивания при-
падочного торца корпуса
главной передачи в картере
заднего моста
автомате с двумя ведущими бабками (передней 1 и задней 2)
и сдвоенными поперечными суппортами: передним 4 и задним 3
(рис. 118). Поперечные суппорты оснащены резцами для черно-
вого и чистового подрезания фланцев с обеих сторон, а также рез-
цами радиального точения для двукратного протачивания на-
ружных поверхностей фланцев и снятия внешних фасок. Заго-
товку базируют на двух разжимных оправках в отверстиях тру6
диаметром 91 мм (см. рис. 116) и ориентируют в осевом направле-
нии откидным упором.
7.	Окончательная обработка отверстий под посадку труб полу-
осей, посадочного отверстия и привалочной плоскости корпуса
230
Рис. 118. Схема обработки фланцев картера
заднего моста
главной передачи: развер-
.тывание в линию отвер-
стий до размеров 91+°' °7,
88+°'07 мм (см. рис. ИЗ)
в обоих кожухах и чисто-
вое растачивание посадоч-
ного отверстия на специ-
альном трехстороннем аг-
регатном трехшпиндель-
ном расточном станке.
Заготовку базируют по
двум отверстиям 28 мм и
рессорным площадкам.
На этом заканчивается обработка основных поверхностей
картера этого типа. Далее следуют фрезерные операции обработки
мелких площадок (например, для крепления корпуса механизма
переключения передач и др.), которые выполняют на специализи-
рованных агрегатных станках с наклонными головками или диф-
ференцированно на станках общего назначения. На этих операциях
заготовку можно базировать по установочным отверстиям и рес-
сорным площадкам или противолежащим бобышкам в зависи-
мости от расположения фрезеруемых поверхностей. На заключи-
тельной стадии механической обработки в обоих фланцах и на
поверхности крепления корпуса главной передачи сверлят и наре-
зают крепежные отверстия. Эти операции можно выполнять также
на трехсторонних агрегатных станках поточной линии, добиваясь
высокой степени концентрации обработки. На этой же стадии
обрабатывают одиночные отверстия (например, под сливную
пробку, крепежные отверстия на наклонных площадках и др.).
В зависимости от группирования отверстий на разных пло-
скостях детали их можно обрабатывать на агрегатных сверлильно-
Нарезных многосторонних станках с наклонными головками или
Е поворотных кондукторах на радиально-сверлильных станках,
Оснащая последние быстросменными патронами или револьвер-
ными головками.
Перед окончательным контролем деталь, прошедшую моечно-
Ушильную камеру, обычно испытывают на герметичность под
Явлением 0,2—0,4 МПа в течение 2—3 мин. Обнаруженные тре-
231
щины, раковины и другие дефекты на нерабочих поверхностях
заваривают, зачищают и вновь проверяют герметичность картера.
Внутренние полости отливки окрашивают еще в литейных
цехах маслостойкой краской, чтобы предотвратить попадание
оставшихся после очистки заготовки частиц пригоревшего песка
в смазку при работе автомобиля. На ряде передовых заводов окра-
шивают все поверхности заготовок дешевыми прочными эмалями
(например, на битумной основе), имеющими высокие температуры
сушки-обжига. Окраску выполняют в конвейерных автоматизиро-
ванных окрасочно-сушильных агрегатах. Слой эмали на внутрен-
них полостях предохраняет заготовку от коррозии, а на наруж-
ных необрабатываемых поверхностях служит качественной грун-
товкой под декоративное окрашивание собранного узла. Однако
при таком методе окраски загрязняется охлаждающая жидкость
и поверхности технологического оборудования пигментами эмали,
удаляемой с обрабатываемых поверхностей при механической
обработке.
Для иллюстрации построения технологического процесса об-
работки картеров задних мостов приведем последовательные опе-
рации обработки картера заднего моста колесного тягача в серий-
ном производстве (рис. 119, а) со схемами базирования и закреп-
ления:
1) фрезерование двух площадок под рессоры и боковых пло-
скостей кронштейнов (рис. 119,6); 2) сверление двух отверстий
на проход, зенкование фасок, развертывание двух отверстий
(рис. 119, в); 3) черновое фрезерование двух площадок под крон-
штейны и площадки под опору (рис. 119, г); 4) чистовое фрезеро-
вание двух площадок под кронштейны и площадки под опору
(см. рис. 119, г); 5) черновое растачивание на проход в рукавах
с двух сторон и зенкерование отверстий (выточек) (рис. 119, д);
6) окончательное развертывание отверстий с двух сторон на про-
ход (см. рис. 119, д); 7) протачивание торцов фланца и обтачи-
вание фланцев (рис. 119, е); 8) чистовое растачивание отверстия
в средней части картера и протачивание торца (рис. 119, ж);
9) сверление и зенкерование отверстий в горловине и на рукавах
(рис. 119, з); 10) нарезание резьбы в отверстиях средней части
картера (рис. 119, и); 11) сверление отверстий во фланцах на
проход и глухих отверстий на площадках под кронштейны раз-
жимного кулака (рис. 119, к); 12) нарезание резьбы в отверстиях
на площадках под кронштейны разжимного кулака (рис. 119, 4)1
13) сверление отверстия под заливную и сливную пробки, развер-
тывание конусного отверстия, зенкование фасок, нарезание резьбы
(рис. 119, л); 14) черновое и чистовое зенкерование двух конус-
ных отверстий на кронштейнах (рис. 119, н); 15) нарезание резьоь
в отверстиях на корпусе картера (рис. 119, о); 16) рассверливанн
двух отверстий и сверление одного отверстия в корпусе картеР
(рис. 119, п); 17) нарезание резьбы в отверстии (рис. 119, Р)'
18) контроль.
232
820
Рис. 119. Картер заднего моста ко-
лесного тягача н схемы базирования
заготовок прн обработке
Картер переднего ведущего моста грузового автомобиля повы-
шенной проходимости представляет собой корпусную деталь,
в которой размещают пару конических зубчатых колес главной
передачи и дифференциал с полуосями. На цапфах картера уста-
навливают ступицы ведущих колес, а на кожухах полуосей мон-
тируют диски тормозов, опоры подвески и другие детали, поэтому
кроме высокой точности картеры должны иметь достаточную жест-
кость. Корпус переднего ведущего моста выполняют из литейных
сталей 40Л и 40ЛК.
В процессе обработки к картеру предъявляют следующие тре-
бования: отклонение соосных отверстий в рукавах картера не
должно превышать 0,1 мм; оси этих отверстий должны быть пер-
пендикулярны оси отверстия в центральной части картера, откло-
нение допускается не более 0,1 мм на длине 100 мм.
Технологический процесс обработки включает следующие
основные операции:
1	. Фрезерование двух площадок под рессоры до размера
НО мм с выдержива нием размера между обрабатываемыми плоско-
стями 190 мм (рис. 120, а) на специальном четырехшпиндельном
продольно-фрезерном станке. Заготовку базируют в призмах по
цилиндрическим поверхностям рукавов и плоскости средней
части картера и зажимают пневматическим устройством.
2	.-Сверление и развертывание двух отверстий в платиках для
последующих баз при обработке; сверление отверстий в средней
части картера и нарезание в них резьбы (рис. 120, б). Заготовку
базируют по обработанным плоскостям. Обработку выполняют
по кондуктору на радиально-сверлильном станке.
3	и 4. Предварительное растачивание и чистовая обработка
зенкерованием отверстий в рукавах картера (рис. 120, в) на че-
тырехшпиндельном горизонтально-расточном станке. Заготовку
базируют по двум отверстиям и перпендикулярной им плоскости.
5.	Растачивание отверстия и подрезание торца у горловины
картера (рис. 120, г) на специальном вертикальном токарно-расточ-
ном станке. Заготовку базируют по двум отверстиям во фланцах.
6.	Подрезание торцов во фланцах (рис. 120, д) на многорезцо-
вом токарном полуавтомате. Заготовку базируют по отверстиям
во фланцах на разжимных пневматических оправках.
7.	Сверление мелких отверстий в боковых фланцах и на торце
горловины картера с использованием 36-шпиндельного агрегат-
ного сверлильного станка.
Картеры вторых передних мостов в колесных тягачах для
повышения жесткости этих мостов также отливают из стали 40Л.
На рис. 121, а показан картер переднего моста колесного тягача.
При обработке к картеру предъявляют ряд требований. Ос-
новные отверстия картера, расположенные на одной оси, должны
быть концентричны, допускаемое отклонение не более 0,06 мм.
Отверстия обрабатывают по 2-му классу точности. Оси двух групп
соосных отверстий должны быть параллельны, допускаемое от-
234
д)
Рис. 120. Схемы обработки картера переднего ведущего моста:
о — площадок под рессоры; б — отверстий в средней части; в — отверстий в рукавах;
5 — отверстия и торца в средней части; д — торцов фланцев
клонение не более 0,03 мм на 100 мм. Оси основных отверстий
Должны быть перпендикулярны торцовым поверхностям, торцо-
вые плоскости параллельны, допускаемые отклонения 0,03 мм
иа 100 мм длины.
Обработанный картер проверяют на герметичность под давле-
нием. В случае обнаружения течи отверстия заваривают или за-
делывают эпоксидным компаундом.
235
Рис. 121. Картер переднего моста колесного тягача и схемы установки заготовок при”об-
работке
Технологический процесс обработки картера в условиях се-
рийного производства включает следующие основные операции:
1)	фрезерование привалочной плоскости (рис. 121, б) на вер-
тикально-фрезерном станке 6Н13П;
2)	подрезание торцов и растачивание отверстия диаметром
(рис. 121, в) на токарно-карусельном станке 1531;
3)	растачивание отверстий диаметрами D2, D3 и Z)4 (рис. 121, з)
на токарно-карусельном станке 1531;
4)	сверление мелких отверстий, развертывание, нарезание
резьбы на радиально-сверлильном станке 2А55 по кондуктору;
5)	окончательное обтачивание выступа и торцов на токарно-
карусельном станке 1531 (см. рис. 121, в);
6)	фрезерование торца (рис. 121, д) на вертикально-фрезерном
станке 6Н13П;
7)	шлифование плоскостей (рис. 121, е) на плоскошлифоваль-
ном станке 36756;
8)	сборка картера с крышкой;
9)	предварительное растачивание основных отверстий в сборе
на горизонтально-расточном станке 2620 при базировании по
двум отверстиям и перпендикулярной им плоскости (рис. 121, з/с)!
236
10)	окончательное растачивание основных отверстий £>5—Ds
картера в сборе (рис. 121, з) на алмазно-расточном станке при
базировании заготовки, аналогичном базированию в операции 10;
11)	окончательный контроль.
§ 5.	КОРПУС ПРОМЕЖУТОЧНОГО РЕДУКТОРА
ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ
В корпусе промежуточного редуктора (рис. 122, а) монтируют
зубчатые цилиндрические передачи. Заготовку корпуса отливают
из алюминиевого сплава в кокиль. К корпусу предъявляют
следующие требования: отклонение от параллельности осей ос-
новных отверстий между собой и опорным поверхностям не более
0,05 мм на 100 мм длины, отклонение от перпендикулярности осей
основных отверстий торцам не более 0,1 мм; опорные поверхности
корпуса должны лежать в одной плоскости, допускаемое отклоне-
ние не более 0,1 мм.
237
Технологический процесс обработки корпуса редуктора гусе-
ничной машины в условиях серийного производства состоит из
следующих основных операций:
1)	фрезерование двух опорных поверхностей (рис. 122, б) ца
вертикально-фрезерном станке 616 с базированием заготовки
по основным необработанным отверстиям;
2)	сверление, зенкерование, развертывание и цекование че-
тырех отверстий в опорных плоскостях на радиально-сверлиль-
ном станке 2А55 с помощью кондуктора;
3)	фрезерование плоскости люка и плоскости под стартер
(рис. 122, в) на вертикально-фрезерном станке;
4)	предварительное растачивание основных отверстий на го-
ризонтально-расточном станке 2630;
5)	окончательное растачивание основных отверстий (рис. 122, г)
на расточном станке 2630 с базированием при растачивании
по двум отверстиям и опорным поверхностям;
6)	сверление отверстий по кондуктору в боковых торцах на
радиально-сверлильном станке 2А55;
7)	сверление отверстий по кондуктору в плоскости люка и
в плоскости под стартер на вертикально-сверлильном станке
2150М при базировании заготовки в операциях 6 и 7, аналогичном
показанному на рис. 122, г;
8)	фрезерование уступа и скоса на опорной поверхности кор-
пуса;
9)	окончательный контроль.
§ 6.	КОРПУС КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ
ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ
Коробка передач является одним из ответственных узлов гусе-
ничной машины. Корпус коробки — разъемный (рис. 123, а);
верхнюю и нижнюю части отливают в кокиль из алюминиевого
сплава. Основными техническими требованиями при обра-
ботке корпуса являются обеспечение параллельности осей основ-
ных отверстий между собой и установочной плоскости при монтаже
коробки передач на гусеничной машине с отклонением не более
0,05 мм на 100 мм длины; обеспечение отклонения от перпендику-
лярности обработанных торцов осям основных отверстий не более
0,05 мм на максимальном радиусе и плоскостности опорных пло-
скостей и плоскостей разъема с отклонением не более 0,1 мм
на 200 мм длины.
Технологический процесс обработки корпуса коробки передач
в условиях серийного производства включает следующие основ-
ные операции:
1)	обработка плоскости разъема (рис. 123, б) на карусельном
станке;
2)	сверление отверстий в приливах на радиально-сверлиль-
ном станке 2А56;
238
Рис. 123. Верхняя часть корпуса коробки передач гусеничной машины и схемы уста-
новки при обработке
3)	фрезерование площадок на вертикально-фрезерном станке
6М12П при базировании заготовки по плоскости разъема
(рис. 123, в);
4)	сверление отверстий в плоскости разъема (включая отвер-
стия под установочные пальцы) по кондуктору на радиально-
сверлильном станке 2А56;
5)	окончательная обработка плоскости разъема на карусель-
ном станке (см. операцию 1);
6)	сборка корпуса коробки;
7)	предварительное растачивание основных отверстий по
кондуктору на горизонтально-расточном станке 2630 при базиро-
вании заготовки по двум отверстиям и плоскости (рис. 123, г);
8)	обработка торцовых поверхностей, перпендикулярных осям
основных отверстий на горизонтально-расточном станке при ба-
зировании заготовки, как в операции 7;
9)	окончательное растачивание основных отверстий по кон-
дуктору на горизонтально-расточном станке (см. операцию 7);
239
10)	окончательное растачивание отверстия в верхней части
корпуса на вертикально-расточном станке (рис. 123, д) с базиро-
ванием заготовки по двум основным отверстиям; при этом должна
обеспечиваться перпендикулярность оси отверстия в верхней
части осям основных отверстий с отклонением не более 0,05 мм
на 100 мм длины;
11)	разборка корпуса коробки передач;
F12) фрезерование боковой поверхности на вертикально-фре-
зерном станке (рис. 123, е).
Последующие операции связаны с обработкой мелких отвер-
стий по кондуктору, цекованием отверстий, нарезанием в них
резьбы; фрезерованием площадки под кронштейны и бонки.
Заготовку базируют по схеме, показанной на рис. 123, е. Перед
окончательным контролем выполняют операции мойки и кон-
трольного взвешивания. Окончательный контроль производят
в сборе верхней и нижней частей.
§ 7.	КОНТРОЛЬ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ
Технический контроль предусматривает проверку прямоли-
нейности и взаимного положения плоских поверхностей, образую-
щих сборочные базы корпуса; правильности геометрических форм
основных отверстий; соосности отверстий, параллельности осей
основных отверстий сборочным базам; взаимной параллельности
осей основных отверстий и расстояний между ними; взаимной
перпендикулярности осей отверстий (при наличии в корпусе от-
верстий с перпендикулярными осями); перпендикулярности тор-
цовых поверхностей к осям отверстий.
Соосность отверстий проверяют обычно с помощью контроль-
ных’оправок. На рис. 124, а показана схема проверки трех соосно-
расположенных отверстий: отклонение от соосности среднего
Рис. 124. Схемы проверки:
а — соосности отверстий; б — параллельности осей отверстий; в — перпендикулярности
осей отверстий; г — перпендикулярности торцовых поверхностей к осям отверстий
240
отверстия определяют индикатором 1, связанным штоком и си-
стемой рычагов со щупом 4, при повороте контрольной оправки 3
с помощью рукоятки 2.
Параллельность осей основных отверстий сборочным базам и
выдерживаемый размер от оси до базы контролируют измерением
расстояний между ними у концов корпуса непосредственно или
с помощью контрольной оправки. Взаимную параллельность осей
основных отверстий и расстояние Н между ними проверяют
посредством контрольных скалок и индикаторного прибора
(рис. 124, б).
Перпендикулярность осей отверстий в плоскости может быть
проверена, например, по схеме, показанной на рис. 124, в. Две
оправки вставляют в основные отверстия. При этом оправку,
на которой крепят индикатор, фиксируют в осевом направлении.
Перпендикулярность торцовых поверхностей к осям отвер-
стий проверяют посредством индикаторного приспособления на
поворотной оправке, введенной в отверстия и не имеющей воз-
можности перемещаться в осевом направлении (рис. 124, г).
Контроль в производстве с большим объемом выпуска преду-
сматривает применение многомерных приспособлений для одно-
временной проверки диаметров всех обработанных отверстий
с помощью пневматических или пневмоэлектрических приборов.
В автоматических линиях наряду с автоматическим контролем
размеров применяют специальные контрольные приборы и прис-
пособления. Например, для устранения опасности поломок ин-
струмента в позиции нарезания резьбы штыри приспособления
вводят в отверстия, и, если глубина отверстий достаточная, линия
продолжает работу, если отверстия нет или оно имеет недостаточ-
ную глубину из-за поломки сверла, то следующий цикл не вклю-
чается и линия останавливается.
В условиях серийного производства применяют также спе-
циальные контрольные приспособления.
§ 8.	ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ
в крупносерийном и массовом производстве повышения произво-
дительности при изготовлении корпусных деталей достигают ши-
роким применением автоматических линий и организацией авто-
матизированных участков и цехов. Однако изготовление гусенич-
ных и колесных машин специального назначения организовано
по принципу серийного производства. Здесь наряду с использова-
нием переналаживаемых автоматических линий наметилась тен-
денция широкого использования станков с ЧПУ, а для обработки
корпусных деталей особенно многооперационных станков с ЧПУ.
Из технологических преимуществ многооперационных станков
как наиболее важные можно отметить следующие:
повышение точности обработки, при этом получаемая точность
,!е зависит от квалификации оператора;
241
сокращение длительности производственного цикла, так как
отпадает необходимость проектировать и изготовлять трудоемкие
приспособления, обработку выполняют часто в одну операцию,
сокращается время ожиданий и операционной транспортировки,
вспомогательное время и время на организационное обслуживание
рабочего места, уменьшаются затраты основного времени вслед-
ствие меньших перебегов инструмента, соответствия фактических
режимов расчетным, устранения пробных рабочих ходов и про-
меров.
С использованием многооперационных станков с ЧПУ облег-
чаются условия труда, физический труд заменяется умственным,
создаются предпосылки для сквозной автоматизации труда, ис-
пользования ЭВМ в производстве. Эти станки целесообразно при-
менять, когда число операций большое, и они выполняются на
нескольких станках с большим числом установов заготовки; ос-
новное время мало по сравнению с вспомогательным (разметка,
установка, пробные рабочие ходы, промеры и т. д.); необходимо
изготовлять сложные детали мелкими партиями; детали группы
незначительно отличаются одна от другой; деталь настолько
сложна, что вероятность ошибок оператора очень высокая (дорого-
стоящая заготовка, жесткие допуски, высокая точность коорди-
нат и т. д.); стоимость оснастки составляет значительную часть
себестоимости детали; сроки подготовки производства очень малы,
и специальная оснастка не может быть изготовлена; не хватает
квалифицированных рабочих; необходимо длительное время хра-
нить оснастку, что является проблемой для производства; затраты
на контроль составляют значительную часть себестоимости де-
тали.
Обработку корпусной детали при использовании многоопера-
ционных станков с ЧПУ часто выполняют на одном станке в один
или несколько установов последовательно каждым инструментом.
Инструмент меняется автоматически. Устанавливает и закрепляет
заготовку оператор в момент обработки другой заготовки, для
чего на станке имеется вторая позиция (второй стол, спутник и
т. д.); смена позиций автоматическая. Оператор практически
наблюдает за работой станка, так как все перемещения и управле-
ние станком выполняются автоматически по программе.
При переходе с обработки одной детали на обработку другой
не требуется сложной и длительной переналадки. Для крепления
используют универсальные стандартные или несложные специаль-
ные приспособления.
Минутная производительность многооперационных станков
с ЧПУ меньше, чем автоматических линий, однако простои из-за
поломки или изнашивания инструмента незначительные, износо-
стойкость инструмента выше, так как каждый инструмент ра-
ботает при оптимальных условиях, а простои из-за отказа оборУ"
дования меньше, чем у автоматических линий. Коэффициент ос-
новного времени у таких станков достигает 84%. В зависимости
242
от условии сменная производительность многооперационных стан-
ков с ЧПУ с учетом всех факторов может оказаться выше соответ-
ствующей производительности автоматических линий.
Общая методика проектирования технологических процессов
при обработке на многооперационных станках с ЧПУ в основном
остается такой же, как и при обработке на универсальных стан-
ках, однако имеется большая гибкость в достижении оптимальных
условий. Использование станков с ЧПУ дает возможность сокра-
щать время обработки, меняя инструмент, а не положение детали.
При этом время смены инструмента очень мало (3—5 с). Автомати-
ческая смена инструмента позволяет отводить его от детали на
меньшее расстояние, чем это делается при обычной ручной смене.
При использовании универсальных станков технолог выбирает
наиболее подходящие для обработки детали согласно опыту и
техническим условиям на ее изготовление. При использовании
многооперационных станков с ЧПУ технологу остается определить
тип станка для обработки данной детали.
Компоновки (общие схемы построения) фрезерно-сверлильно-
расточных станков с ЧПУ разнообразны. Компоновки первых
многооперационных станков повторяли схемы построения обычных
универсальных станков.
В настоящее время многооперационные станки с ЧПУ выпол-
няют по типу следующих станков: вертикально-сверлильных;
горизонтально- и вертикально-фрезерных консольных (рис. 125, а);
бесконсольных вертикально-фрезерных и координатно-расточ-
ных (рис. 125, б); продольно-фрезерных и портальных (рис. 125, в);
горизонтально-расточных с подвижным столом (рис. 125, г); аг-
регатных сверлильно-расточных и др.
Наиболее разнообразны компоновки станков с револьверными
шпиндельными головками. Это объясняется тем, что при осна-
щении универсального станка с программным управлением ре-
вольверной шпиндельной головкой наиболее просто решается
задача автоматической смены инструментов и превращения этого
станка в многооперационный. Такой станок, однако, имеет
явно недостаточное число инструментов, чтобы считаться удач-
ным.
На первой стадии расширения типажа многооперационных
станков с ЧПУ преобладали компоновки с вертикальными шпин-
делями, поскольку наибольшее распространение получили ре-
вольверные шпиндельные головки, расположение которых в вер-
тикальной плоскости более удобно: шпиндели с инструментами
в них занимают меньше места и меньше затрудняют обслужива-
ние станка.
В последнее время вертикальные компоновки вытесняются
г°ризонтальными (с горизонтальным расположением шпинделя)
По следующим причинам: горизонтальное расположение шпин-
деля в сочетании с поворотным индексирующимся столом позво-
ляет обрабатывать изделие с четырех сторон, что отвечает одному
243
Рис. 125. Компоновки многооперациониых станков с ЧПУ
из основных принципов построения многооперационных станков —
максимальному увеличению числа переходов, выполняемых за один
установ заготовки; горизонтальная компоновка благоприятнее
для выполнения тяжелых операций, в частности для торцового
фрезерования; обеспечивает прижим стола к направляющим и
более удобное удаление стружки; на средних и крупных станках
горизонтальное расположение шпинделя облегчает наблюдение
за работой инструментов и осмотр обработанных поверхностей;
при горизонтальной компоновке магазин с инструментами легче
разместить в удобном для обслуживания месте, чем при верти-
кальной. Поэтому в настоящее время для обработки средних и
крупных деталей отдают предпочтение многооперационным стан-
кам с компоновками по типу горизонтально-расточных станков
с подвижным столом или колонной. Большинство многооперацион-
ных станков с большим числом инструментов (30—100) имею
горизонтальную компоновку.
Борштанги в многооперационных станках в отличие от обы'’
ных расточных станков пока не используют. Однако не исключен
244
возможность появления станков с автоматической сменой бор-
штанг, как это наблюдается на некоторых агрегатных станках.
Требование выполнения тяжелых фрезерных операций застав-
ляет отходить от традиционных компоновок горизонтально-рас-
точных станков. Например, на многих многооперационных стан-
ках шпиндельную бабку встраивают в стойку (колонну) и охва-
тывают вертикальными направляющими с двух сторон, что суще-
ственно повышает жесткость и точность станка. Дистанционное
управление исключает необходимость вывода рукояток, махович-
ков и т. п. на наружную стенку бабки, которая, следовательно,
может быть открыта внутри стойки.
Для обработки малых корпусных деталей многооперационные
станки с компоновкой по типу горизонтально-расточного станка
могут оказаться слишком тяжеловесными. В связи с этим их из-
готовляют по типу горизонтальных консольно-фрезерных стан-
ков с встроенным поворотным столом и по типу вертикальных
фрезерных.
Наряду с разнообразием компоновок наблюдаются разновид-
ности устройств автоматической смены инструментов и заготовок.
Например, для обеспечения рациональной автоматической схемы
инструментов желательно выполнить следующие условия: мини-
мум координатных перемещений при смене инструментов во из-
бежание дополнительных затрат вспомогательного времени; со-
хранение неизменными координат оси шпинделя при смене ин-
струментов для обеспечения соосности ступенчатых отверстий;
наращивание емкости магазина с инструментами без существен-
ного изменения конструкции других узлов станка; расположение
неработающих инструментов вне рабочей зоны станка во избежа-
ние столкновений с обрабатываемой деталью и помех при наблю-
дении за процессом обработки; обеспечение удобства и безопас-
ности осмотра и обслуживания магазина с инструментами (мага-
зин не должен располагаться слишком высоко или в опасном месте
рабочей зоны).
Иногда одно условие исключает другое. Например, минимум
перемещений при смене инструментов достигается размещением
магазина непосредственно на шпиндельной бабке, однако при этом
трудно наращивать емкость магазина. Такое несоответствие про-
ектные организации и заводы-изготовители устраняют по-раз-
ному, но во всех случаях необходимо соблюдать основные прин-
ципы построения многооперационных станков: максимальна^
автоматизация, увеличение числа переходов за одну установку
заготовки, и, следовательно, увеличение числа инструментов,
Ускорение кантований и смены обрабатываемых деталей; макси-
мальная экономия вспомогательного времени.
Решающее влияние на компоновку станка в ряде случаев мо-
Цсет оказать выбор способа смены заготовки, например при ис-
Цользовании двух поворотных столов или сменных поворотных
столов.
245
Таблица 5. Затраты вспомогательного времени по элементам, %
Элементы вспомогательного времени	Число заготовок	
	35	1
Загрузка инструмента в магазине . .	2	39
Смена спутника		8	5
Линейное позиционирование ....	39	24
Круговое позиционирование ....	10	7
Смена инструмента 		41	25
Компоновка станка определяет во многом баланс вспомогатель-
ных ходов и вспомогательного времени (табл. 5).
Как видно из данных табл. 5, при обработке партии заготовок
основную долю составляет время смены инструмента и позициони-
рования, а при обработке одной детали также время загрузки
инструмента в магазин. Последнее может быть сокращено при
увеличении числа инструментов в магазине, достаточного для
полной обработки нескольких деталей, или при устройстве смен-
ных магазинов. Уменьшение времени смены инструмента с 5
до 2 с сокращает долю вспомогательных ходов на 33%.
На рис. 126, а—д показаны различные варианты смены инстру-
мента на многооперационных станках. Анализ показывает, что
Рис. 126. Схемы автоматической смены инструмента на многооперационных станка*
с ЧПУ:
а — ручная организованная смеиа инструмента; б — из магазина непосредственно в
дель; в — из магазина в промежуточную позицию, а затем в шпиндель; г — поворот ,
шпиндельного барабана; д — из магазина в холостой шпиндель, затем поворотом ш*1*1
дельной головки в рабочую позицию
246
при вариантах на рис. 126, г и д обеспечивается наименьшее время
смены инструмента. Однако наибольшее распространение полу-
чил вариант на рис. 126, в, обеспечивающий высокую точность
положения инструмента, так как возврата шпиндельной головки
в исходное положение для смены инструмента не требуется.
В настоящее время возможности обработки на многооперацион-
ных станках в большинстве случаев ограничены фрезерованием,
сверлением, нарезанием резьбы, растачиванием, при этом во мно-
гих случаях необходима предварительная обработка баз.
Еще большая эффективность обработки на многооперацион-
ных станках будет получена при использовании ЭВМ. Соедине-
ние нескольких таких станков в одну автоматическую производ-
ственную систему с управлением непосредственно от ЭВМ дает
возможность перейти к сквозной автоматизации мелкосерийного
и серийного производства.
Опыт обработки корпусных деталей на многооперационных
станках показывает, что преимущества имеются и при использо-
вании существующей технологии. Однако больший эффект можно
получить, если при проектировании технологического процесса
будут учтены все возможности и особенности этих станков. За
основной критерий оценки технологического процесса принимают
трудоемкость обработки, необходимую для получения заданной
точности. Сравнение показывает, что при обработке на много-
операционных станках штучное время меньше, чем при обработке
на универсальных станках. Это является результатом уменьшения
подготовительно-заключительного времени при одинаковом раз-
мере партии; основного времени, так как перебеги инструментов
меньше и, следовательно, меньше длина обработки при равной
минутной подаче; вспомогательного времени, которое на универ-
сальных станках является величиной переменной, так как время
установки заготовки, управления станком, индексации, смены
инструмента, измерения и пробных проходов зависит от квалифи-
кации оператора.
При обработке на многооперационных станках вспомогатель-
ное время является функцией числа переходов и времени пози-
ционирования, зависящего от скорости позиционирования и раз-
меров детали, тогда как время смены спутника или стола по-
стоянно. Время организационного обслуживания также сокра-
щается в результате частичного совмещения времени ухода за
станком. Полностью сокращается время технического обслужи-
Еания, так как подналадка инструмента и оборудования, время
заправки и регулировка инструмента или отсутствуют, или вы-
полняются вне станка. Время перерывов, включающее время
Перерывов на отдых и естественные надобности рабочего, совме-
щено с работой станка. Уменьшается также время нахождения
детали в производстве.
Длительность всего производственного цикла при равном коли-
естве партий также меньше, так как время подготовки производ-
247
ства меньше ввиду того, что время подготовки программы и из-
готовления перфоленты меньше, чем время на конструирование
и изготовление оснастки, подготовку технологической докумен-
тации. Время завершения производства тоже меньше, так как
сокращается объем контрольных операций и уменьшается время
пригонки деталей на сборке.
Сравнение точности обработки показывает, что большая точ-
ность при обработке на многооперационных станках обеспечи-
вается не только потому, что это станки повышенного класса точ-
ности, но и из-за малой погрешности установки при переносе
детали из одного приспособления в другое; возможности компен-
сации программой погрешностей из-за неточности изготовления
приспособления и износа режущего инструмента; отсутствия по-
грешности из-за действия субъективных факторов.
Таким образом, суммарная погрешность, или поле рассеяния
выполняемого размера, при обработке на многооперационных стан-
ках может быть выражена в виде следующей зависимости:
= f ®б, ®з, ^поз, ^ст, У Аф)>
где Ау — погрешность в результате упругих деформаций техно-
логической системы под действием сил резания; s6 — погрешность
базирования; е3 — погрешность закрепления; Апоз — погреш-
ность позиционирования, соответствующая погрешности настройки
станка АД при обработке на универсальных станках; Аст — по-
грешность формы из-за геометрических неточностей станка;
£Аф — погрешность формы из-за деформации заготовки под влия-
нием сил закрепления и неравномерного упругого отжатия тех-
нологической системы. *
Погрешности из-за настройки Аин и геометрии АГ1ИН инстру-
мента можно принять равными нулю, так как инструмент настраи-
вают на высокоточных оптических приборах вне станка, строго
обеспечивают геометрию его заточки. Погрешности, возникающие
в результате тепловых деформаций АГ, являются величиной по-
стоянной, так как температурный режим стабилизируется (ста-
нок работает непрерывно), а некоторые многооперационные станки
имеют систему нагрева-охлаждения (тепловые компенсаторы^
Для реализации преимуществ обработки корпусных деталей
на многооперационных станках необходимо решить следующие
технологические задачи: определить оптимальные условия, при
которых обеспечивается максимально возможная при заданных
технических требованиях обработка детали с одного установа за
одну операцию; определить возможности и условия обработки
отверстий мерным инструментом без разметки или применения
кондукторов, как на предварительно обработанной, так и на чер-
новой поверхности с целью сокращения числа переходов и обес-
печения заданной точности; разработать технологические требо-
вания к конструкции корпусных деталей с учетом их обработки
на многооперационном станке с ЧПУ.
248
При обработке корпусных деталей на универсальных станках
требуется определенная технологическая последовательность: раз-
метка, обработка плоскости разъема или базы, основных плоско-
стей, основных отверстий, крепежных отверстий, вспомогатель-
ных поверхностей.
Деталь необходимо поворачивать для обработки каждой сторо-
ной к шпинделю, устанавливая ее по разметке или в приспособле-
нии. Для полной обработки подавляющего большинства корпус-
ных деталей необходимо 5—7 фрезерных, 10—13 расточных и
25—30 сверлильно-нарезных инструментов, т. е. в сумме 40—
50 инструментов. В зависимости от типа, размера и массы детали,
способа получения, материала заготовки и технических условий
для полной обработки корпусных деталей требуется до семи,
а в отдельных случаях до 17 различных станков.
Обработку корпусных деталей на многооперационных стан-
ках выполняют практически без разметки и специальных при-
способлений полностью за одну или несколько операций. Отсут-
ствие необходимости часто передавать деталь с одного станка на
другой и из одного приспособления в другое дает возможность
устанавливать ее как по предварительно обработанной, так и по
необработанной (черновой) базе. Это обеспечивает сокращение
общего числа установов.
Исходя из возможностей комплексной обработки и высокого
уровня автоматизации, к обрабатываемым на многооперационных
станках деталям предъявляют ряд требований. Деталь должна
легко устанавливаться и закрепляться на столе станка с помощью
простейших установочных и зажимных приспособлений (упоров,
прихватов). Не иметь длинных расточек, требующих применения
борштанги, и внутренних расточек на большом расстоянии от
наружной стенки. Иметь минимальное число и ширину торцовых
поверхностей, подрезаемых расточным инструментом. Не иметь
внутренних (обратных) подрезов и расточных канавок в отверстиях
(канавки следует переносить на валы, фланцы, стаканы и т. п.).
Не содержать переходов, вызывающих необходимость настройки
инструментов в процессе работы станка.
Все инструменты необходимо настраивать вне станка. Общее
число инструментов для обработки деталей должно быть минималь-
ным (достигается унификацией размеров отверстий, зенковок,
резьб и т. д.). Деталь должна обеспечивать выполнение как можно
большего числа переходов обработки за одну установку без пере-
базирования. Для этого операции обработки должны быть по
возможности сосредоточены на четырех боковых гранях (стенках)
Детали, что позволяет обрабатывать деталь на поворотном индек-
сирующемся столе станка с горизонтальным расположением
Шпинделя.
Чистовое высокоточное растачивание, хонингование отвер-
стий и другие отделочные операции, которые нельзя выполнять
на многооперационных станках, должны быть 'локализованы
249
в конструкции обрабатываемой детали таким образом, чтобы можно
было их выполнить на других более точных станках. Число таких
операций должно быть минимальным. Система расположения
допусков и базирования обрабатываемой детали должна быть
простой для программирования обработки и достижения над-
лежащей точности автоматического позиционирования.
Обработка мерным инструментом на станках с ЧПУ является
одним из распространенных методов. Число сверл составляет
до 40% всего числа применяемого режущего инструмента. Основ-
ными факторами, влияющими на точность обработки, являются
программирование и воспроизведение программы, геометрические
параметры заточки инструмента, метод получения заготовки и
применяемое приспособление.
Сверление не может быть отнесено к технологическим процес-
сам, к которым предъявляют высокие требования в отношении
точности обработки. Однако если за сверлением следует зенкеро-
вание, развертывание или резьбонарезание, то повышенная точ-
ность при сверлении снижает затраты на последующие переходы.
Особенностью обработки мерным инструментом является отсут-
ствие элементов в приспособлениях для направления режущего
инструмента.
При сверлении отверстий на станках с ЧПУ обеспечивают за-
данные пространственные отклонения и разбивку отверстий.
На взаимное расположение системы отверстий влияет точность
устройства позиционирования. Станки с ЧПУ позволяют осу-
ществлять координатные перемещения рабочих органов по про-
грамме и выполнять сверление по заданным координатам без
разметки и применения кондукторов с автоматической сменой
инструмента или без нее. Особое внимание здесь обращают на
выдерживание межосевых расстояний. Погрешность межосевых
расстояний определяют по формуле
Ам0. р = V АСо ~|~ Аув -j- Апоз + Ag Азац,
где АС0 — погрешность, связанная с начальным смещением оси
отверстия; Аув — погрешность, связанная с уводом оси просвер-
ленного отверстия; Апоз — погрешность позиционирования; Ао —
погрешность установки заготовки относительно нулевой точки
станка; Азац — погрешность зацентровки.
Предварительная зацентровка отверстий позволяет уменьшить
АС0 и Аув. На станках с ЧПУ в общем балансе погрешности ве-
личины АС0, Аув и Ап03 соответственно составляют 25, 50 и 15%.
С увеличением допуска на межосевое расстояние производи-
тельность обработки возрастает (рис. 127). Это объясняется тем,
что при Ам01 р 0,10 мм необходимо производить предваритель-
ную зацентровку или уменьшать подачу. В диапазоне Ам0,р^
< 0,08-4-0,10 мм отверстие сверлят за один переход при исполь-
зовании сверл специальной заточки, обеспечивающих минималь-
250
Рис. 127. Зависимость про-
изводительности обработки
отверстий диаметром 8 мм
в чугуне от дмо_ р
Рис. 128. Зависимость - от вылета I сверла
мо« р
диаметром 8 мм и начального смещения Со
ное начальное смещение и увод оси отверстая. При Лм0.р >0,15
практически не накладывают ограничений на производительность,
и она остается постоянной.
С увеличением вылета сверла резко возрастает погреш-
ность Лм0. р, так как при s = const уменьшается устойчивость
сверла (рис. 128, а). Это вызывает в начальный момент сверления
увеличение смещения, а затем увод оси отверстия. Угол наклона
поверхности заготовки |3 к оси инструмента существенно влияет
на величину Дм0<р. При сверлении заготовки с |3 = 3-ь7° обяза-
тельно проводят предварительную зацентровку. Между началь-
ным смещением Со и погрешностью межосевых расстояний Дм0<р
существует линейная зависимость (рис. 128, б). С увеличением
глубины сверления погрешность межосевых расстояний возра-
стает за счет уменьшения общей жесткости технологической си-
стемы, при этом более интенсивно для сверл малого диаметра
вследствие их малой жесткости.
Станки с ЧПУ наиболее приспособлены для растачивания от-
верстий без направления инструмента. Однако для получения
хороших результатов необходимо соблюдать определенные тре-
бования. Нужно применять расточные оправки с наибольшим диа-
метром, допускаемым обрабатываемым отверстием, и с наимень-
шей длиной. С увеличением длины оправки при неизменном диа-
метре жесткость ее уменьшается пропорционально кубу отноше-
ния длины к диаметру. Для получения требуемой точности сле-
дует обращать большое внимание на посадку как самого инстру-
мента, так и оправки в шпинделе станка. Погрешность в центри-
ровании влечет за собой увеличение ошибки, пропорциональное
Длине оправки (рис. 129, а). Если инструмент установлен пра-
вильно, то большое значение имеют диаметры обрабатываемых
отверстий и их расположение. Благодаря малому вылету оправка
м°жет быть жесткой, погрешность центрирования оправки не
отзывает существенного влияния на точность обработки
(рис. 129, б). При большом вылете (рис. 129, в) целесообразно
Использовать не резец, а развертку.
251
Рис. 129. Типовые случаи растачивания отверстий:
а — погрешность, вызываемая неправильной посадкой оправки
в шпинделе; б — растачивание отверстия резцом на короткой оп.-
равке; в — растачивание отверстия малого диаметра разверткой
на длинной оправке
Многорезцовые оправки (рис. 130) конструируют так, чтобы
работал только один резец. Если это условие выполнить невоз-
можно (случай растачивания двух разных несквозных отверстий),
то резцы устанавливают с диаметрально противоположных сторон
оправки. Это несколько уравновешивает силы резания и умень-
шает возможное деформирование.
Торцовые поверхности выточек и уступов, внутренние и внеш-
ние канавки обрабатывают плансуппортом — оправкой, автомати-
чески вставляемой из магазина в шпиндель и управляемой по
программе; плансуппортом, постоянно закрепленным на шпин-
деле, ползун которого может точно устанавливаться по оси вра-
щения и радиально смещаться по программе.
Для сокращения времени сме-
ны инструмента черновое и полу-
чистовое растачивание заменяют
контурным расфрезеровыванисм
отверстий. При использовании
концевых фрез появляется воз-
можность обработки разных от-
верстий одним инструментом по
контурной схеме. Схема обработки
включает три этапа (рис. 131,«—^):
врезание, обработку по контурУ’
выбег фрезы.
Рис. 130, Растачивание отверстий
с применением многорезцовых оправок
252
рис. 131. Схема контурной обработки основного отверстия концевой фрезой:
а — врезание; б — обработка по контуру; в — выбег фрезы; с/ф, Одет. Dgar — диа-
метры фрезы, детали и заготовки
Врезание можно осуществлять по трем вариантам. В первом
варианте фреза врезается по радиусу и выводится после полного
обхода по окружности с учетом перекрытия поверхности обра-
ботки. Во втором варианте фреза врезается по дуге 90°, в третьем —
по дуге 180°. По данным ЭНИМСа, все три варианта врезания при
расфрезеровывании отверстий обеспечивают 4-й класс точности,
а шероховатость обработанной поверхности 7? г = 20-ь40 мкм.
При этом первый вариант позволяет получить шероховатость по-
верхности Rz = 40-7-20 мкм и рекомендуется для замены черно-
вого растачивания резцами. Например, при обработке отверстия
длиной /от = 30-^50 мм за один рабочий ход в чугунном корпусе
с Озаг = 68 доОдет = 76 мм основное время t0 при растачивании рез-
цом зависит от длины обработки (материал режущей части резца —
сплав ВК-6, V[ = 50 м/мин, s;- = 0,3 мм/об). Основное время t0
при контурном расфрезеровывании (с/ф = 50 мм, vt = 30 м/мин,
зг = 0,15 мм на зуб) меньше, чем при черновом растачивании,
и не зависит (для данного конкретного примера) от длины обра-
батываемого отверстия (рис. 132).
Интенсификация режимов обработки приводит к уменьшению
основного времени как при растачивании, так и при расфрезеровы-
вании, однако время расфрезеровывании не зависит от длины от-
верстия (до определенного предела). Выбор метода обработки
отверстия зависит от его длины, диаметра и заданной точности
(рис. 133). Так, с увеличением длины обрабатываемого отверстия
расфрезеровывание становится нецелесообразным, так как сни-
жается жесткость концевого инструмента, и это приводит к повы-
шению t0 за счет изменения режимов обработки.
На станках с ЧПУ распространены операции фрезерования
плоскостей и различных контуров. Поверхности разъема типа
Рамок обрабатывают концевыми фрезами по контуру. В этом слу-
используют контурную систему программного управления,
отклонение от плоскостности соответствует 7—8-й степени точ-
ности. При фрезеровании концевыми фрезами возникает трудность
°блюдения стабильности положения боковых режущих кромок
трезы. При составлении программы задают траекторию движения
253
Рис. 132. Зависимость основ-
ного времени от длины отвер-
стия при:
1 — расфрезеровываиии;
2 — растачивании
Рис. 133. Область рационального при-
менения двух методов обработки:
/ — растачивания; 2 — расфрезеровы-
ваиия; ZQT — длина обрабатываемого
отверстия
осевой линии фрезы данного диаметра, предполагая, что факти-
ческий диаметр будет соответствовать расчетному, однако при
переточке диаметр фрезы уменьшается. Для станков с ЧПУ при-
меняют поэтому новые фрезы, которые после переточки пере-
дают на обычные станки, или вводят коррекцию в программу.
Современные многооперационные станки, на которых выполняют
контурное фрезерование, оснащают системами ЧПУ с коррекцией
диаметра инструмента с пульта управления.
При торцовом фрезеровании и контурной обработке применяют
преимущественно попутное фрезерование (рис. 134, а). Если это
условие невозможно выполнить, то снижают глубину резания,
ширину фрезерования и скорость резания, особенно это относится
к обработке деталей из стали и чугуна, имеющих большую твер-
дость. Для обработки пазов, а также контурного фрезерования
используют фрезы с положительным углом а > 0 (рис. 134, б).
Задний угол у концевых фрез из твердого сплава и быстрорежу-
щей стали обычно меньше 3° и ему предшествует малая цилиндри-
ческая часть. Фрезерование глубоких выемок часто производят
с предварительным сверлением (рис. 134, в).
Рис. 134. Выполнение фре-
зерных операций на много-
операционных станках:
а — схема попутного фРе3^'
ровання; б — заточка кон-
цевых фрез при контурном
фрезеровании; в — предва'
рительное сверление в углах
для облегчения фрезерова-
ния глубоких выемок
254
ИЗГОТОВЛЕНИЕ
ДЕТАЛЕЙ
ИЗ ПЛАСТМАСС, РЕЗИНЫ
И МЕТАЛЛОКЕРАМИКИ
ГЛАВА
§ 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПЛАСТМАСС
И МЕТОДЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛАСТМАССОВЫХ ДЕТАЛЕЙ
Пластические массы, получаемые из синтетических смол или их
композиций с различными наполнителями, находят все более ши-
рокое применение в автомобиле- и тракторостроении. Это обуслов-
ливается рядом преимуществ пластмасс в конструкциях машин
при правильном учете их особенностей как конструкционных ма-
териалов. К достоинствам пластмасс относятся малая плотность
при достаточной прочности, простота изготовления сложных
деталей и армированных изделий практически без последующей
механической обработки, высокие антифрикционные и фрикцион-
ные свойства, виброустойчивость, способность поглощать шумы,
высокая стойкость против воздействия атмосферных условий
и агрессивных сред и др.
Количество пластмассовых деталей, например, в автомобилях
фирмы «Мерседес-Бенц» (ФРГ) составляет около 16,5 кг. В авто-
мобиле «Форд Таунус» (США) из пластмассы изготовляют
123 детали, применяемые в 67 сборочных единицах. В этом автомо-
биле многие шарнирные вкладыши и вкладыши рычагов тормоза
и коробки передач, а также направляющие оконных стекол вы-
полнены из найлона. В автомобиле «Урал-377» пластмассовые
детали достигают 15 кг.
В отечественном тракторостроении количество пластмассовых
деталей на один трактор составляет в среднем около 8 кг. Пласт-
массы применяют в автотракторостроении при изготовлении руле-
вых колес, различных рукояток рычагов управления и оборудо-
вания кабины, подшипниковых втулок (втулки пускового двига-
теля трактора, рулевого управления, сцепления и др.), трубо-
проводов, деталей уплотнения, небольших корпусных деталей
(крышки коробок передач, кожухов, отопителей, люков и др),,
фильтрующих элементов, крыльчаток, шестерен, шкивов, эле-
ментов гусениц, ободов катков, протекторов шин, набивки сиде-
ний и др. Изготовление из стеклопластика только бензинового
бака грузового автомобиля типа «Урал-377» экономит 55 кг освин-
цованной стали на одну машину. Очень эффективно изготовление
крупногабаритных панелей кузова из стеклопластика.
255
Выбор материала зависит от назначения и технических требо*
ваний, предъявляемых к изделиям (прочность, герметичность,
теплостойкость, износостойкость и др.).
Изделия изготовляют из термопластичных и термореактивных
полимеров. Из термопластичных полимеров (термопластов) в авто-
тракторостроении наибольшее применение находят полиэтилен,
полиамиды, поливинилхлорид, полиуретан, полиформальдегид,
поликарбонат, фторопласты, пенополиуретановый поропласт и
др. Все указанные пластмассы, за исключением фторопласта,
способны многократно изменять свои свойства — размягчаться
при нагревании и вновь отвердевать при охлаждении. Эта особен-
ность обуславливает возможность их многократной переработки.
К термореактивным полимерам (реактопластам) относятся
пластмассы на основе фенолоформальдегидных композиций (пресс-
порошки, текстолит, асботекстолит, волокнит, асбоволокнит),
на основе мочевинофсрмальдегидных композиций (аминопласт,
мипора), на основе эпоксидных и полиэфирных композиций (стекло-
пластики) и др. Особенностью реактопластов является переход
при нагревании сначала в вязкотекучее состояние, а затем в не-
обратимое, неплавкое и нерастворимое вещество. При повторном
нагреве они, не размягчаясь, разлагаются при определенной тем-
пературе. Это делает невозможным их повторную переработку.
Физико-механические свойства пластмасс можно регулировать
введением в их состав при переработке различных добавок, таких,
как пластификаторы, стабилизаторы, ускорители отверждения,
наполнители, красители и др.
Введение различных наполнителей (порошковых, волокнистых,
слоистых) позволяет не только изменять свойства реактопластов,
но и значительно сократить расход дорогостоящих смол.
В табл. 6 приведены физико-механические свойства и методы
переработки пластмасс некоторых видов для деталей колесных
и гусеничных машин.
Наиболее распространенными методами переработки пласт-
масс в изделия являются прессование, литье под давлением, эк-
струзия и вакуумное формование. К достоинству всех названных
методов переработки относится получение практически готовых
деталей, требующих незначительной доработки, связанной с уда-
лением заусенцев, литников или разрезкой. Следовательно,
пластмассовые детали изготовляют непосредственно в процессе
переработки исходного материала.
Компрессионное прессование осуществляется на гидравлических
или механических прессах. Прессованием изготовляют пласт-
массовые или металлопластмассовые (армированные металличе-
скими вставками) детали из реактопластов.
Основными параметрами процесса прессования являются
температура, давление и время выдержки. В табл. 6 приведены
данные по температуре и давлению прессования для наиболее
распространенных реактопластов, Следует отметить, что давле-
256
Рис. 135. Схемы пресс-форм для компрессионного прессования пластмассовых де-
талей:
а — открытого типа; б — закрытого типа; в — полуоткрытого типа; 1 — пуан-
сон; 2 — матрица; 3 — формообразующая полость пресс-формы; 4 - металли-
ческая арматура пластмассовой детали; 5 — выталкиватель
ние прессования зависит от сложности изделия: чем сложнее кон-
фигурация изделия, тем выше давление. Время выдержки под
давлением при прессовании и, следовательно, производительность
прессования зависят от применяемого материала, толщины сте-
нок изделия, а также от температуры предварительного подогрева
материала. Обычно время выдержки определяют опытным путем.
Ориентировочно продолжительность прессования составляет для
пресс-порошков 1 мин на 1 мм толщины стенки, для реактопластов
с волокнистым наполнителем, обусловливающим меньшую тепло-
проводность, 2—3 мин на 1 мм толщины стенки изделия.
Компрессионное прессование выполняют в пресс-формах от-
крытого, закрытого и полуоткрытого типа (рис. 135, а—в).
В пресс-формах открытого типа изготовляют наиболее про-
стые детали. Исходный материал в виде порошка или предвари-
тельно спрессованных таблеток загружают в полость матрицы, и
давлением пуансона производится формообразование изделия.
Излишки материала выдавливаются из формы по плоскости разъ-
ема. На рис. 136 показана схема прессования в открытой пресс-
форме рулевого колеса автомо-
биля. Пресс-форму нагревают
трубчатыми электронагревате-
лями, расположенными в от-
верстиях.
В пресс-формах закрытого
типа прессуют детали сложной
136. Прессование металлопластмассо-
ого рулевого колеса автомобиля в откры-
°и пресс-форме:
3 ~~ плунжер пресса; 2 — пресс-форма;
пт~" пресс-порошок; 4 — металлическая
РМатура колеса
257
® П/р Н. M. Капустина
£2 Таблица 6. Физико-механические и технологические свойства пластмасс
Вид пластмассы	Предел проч (кгс при растя- жении	ности, МПа <см2) при сжатии	Твердость НВ	Коэффициент трения по стали	Метод переработки	Область применения
ТЕРМОПЛАСТЫ
Полиформальдегид	70 (700)	130 (1300)	25—30	0,1 —0,3	Литье под давлением при 210 ±10° С и давлении 100—150 МПа, экстру- зия, прессование	Шестерни, подшипники скольжения, рукоятки, подшипники качения
Поликарбонат	67—78 (670—780)	90—95 (900—950)	15—16	0,78—0,82	Литье под давлением при 220° С и давления 100— 220 МПа, экструзия	Шестерни, зубчатые вен- цы, вентиляторы, втулки
Фторопласт-4	15 — 20 (150—200)	20 (200)	3—4	0,064—0,08	Прессование на холоде и спекание при 360—570° С и давлении 30—35 МПа	Уплотнительные детали, прокладки, втулки, под- шипники
Полиэтилен высокого дав- ления	12—16 (120—160)	12,5 (125)	—	0,24	Литье под давлением при 150—180° С и давлении 50—100 МПа, вальцева- ние, экструзия, механиче- ская обработка	Арматура трубопроводов трубы, прокладки
Пенопласт полиуретана ПУ-101, ПУ-101А	0,78—1,8 (7,8—18)	0,55—2,2 (5,5—22)	—	—	Распыление, заливка, ме- ханическая обработка, склеивание	Сиденья, прокладки
о * Полиамид А К-7	50—65 (500—650)	70—90 (700—900)	15 — 18	0,05—0,07	Литье под давлением при 270° С и давлении 10 МПа, экструзия	Зубчатые колеса, подшип- ники скольжения 	
РЕАКТОПЛАСТЫ
Пресс-порошкн К-15-2, К-17-2,	К-18-2,	К-19-2, К-20-2	39—60 (300—600)	150—160 (1500—1600)	20—40	0,17—0,26	Прессование при 140— 180° С и давлении 30 — 35 МПа	Малонагруженные арми- рованные и неармироваи- ные корпусные детали, ба- рашкн^ рукоятки, пробки
Текстолит листовой	65—100 (650—1000)	120—150 (1200—1500)	25—40	0,12 — 0,22	Прессование заготовок пропитанным наполните- лем при 150—165° С и дав- лении 7—15 МПа, механи- ческая обработка	Кольца, колодки, распре- делительные шестерни, про- кладки, червячные колеса
Асботекстолит марок А, Б	80 (800)	85—100 (850—1000)	30—40	0,05—0,3	Горячее прессование и все виды механической обра- ботки	Детали тормозных уст- ройств, прокладки деталей механического сцепления
Асбоволокнит К-6, КФ-3, КФ-4	25—27 (250—270)	80—110 (800—1100)	30	0,3	Прессование при 185— 175° С и давлении 45 ± ±5 МПа .	Фрикционные тормозные диски и колодки
Стеклопластик АГ-4 (В, С)	80 (800) [В] 500 (5000) [С]	130 (1300)	26—30	0,05—0,7	Прессование при 165 ± +10° С и давлении 40 + ±5 МПа; литьевое прессо- вание при 165 ±10° С и давлении 80—ПО МПа	Кронштейны, шкивы, флан- цы, шестерни, корпусные нагруженные детали
Рис. 137. Схема литье-
вого прессования пласт-
масс
тельный подогрев
формы и значительной высоты. При этом
требуется строгая весовая дозировка мате-
риала, что обеспечивает более высокую точ-
ность размеров изделий при минимальном
расходе материала. Кроме того, на изде-
лиях практически отсутствуют заусенцы.
При использовании пресс-форм полуот-
крытого типа не требуется столь строгая
дозировка, однако они позволяют получать
изделия повышенной точности. Благодаря со-
четанию указанных свойств пресс-формы дан-
ного типа получили наибольшее применение.
Для ускорения процесса прессования и
улучшения качества пластмассовых деталей
эффективным методом является предвари-
гходного материала до температуры на 10—
15° С выше, чем температура пресс-формы. Значительный резерв
повышения производительности прессов заключается в использо-
вании метода прессования пластмассовых изделий с выносными
пресс-формами, разработанного в МВТУ им. Н. Э. Баумана под
руководством проф. А. И. Зимина. Сущность этого метода заклю-
чается в том, что на прессе осуществляется только замыкание
пресс-формы, а изделие в пресс-форме для полимеризации выдер-
живают вне пресса. В результате за каждые 20 с, вместо 6—8 мин,
получают готовое изделие.
Литьевое прессование применяют для изготовления деталей
сложной формы с тонкими стенками и утолщениями, глубокими
отверстиями малого диаметра и арматурой. На рис. 137 приве-
дена схема литьевого прессования. Материал в виде порошка или
таблеток загружают в камеру 3, отделенную от формующей по-
лости 4 пресс-формы литником. Плунжер 1 вначале давит только
на материал в загрузочной камере, и по мере превращения ма-
териала в жидкотекучее состояние он выдавливается в форму 5.
Смыкание пуансона 2 и матрицы 6 пресс-формы происходит до
начала заполнения формы.
По сравнению с компрессионным при литьевом прессовании
увеличивается расход материала, усложняется конструкция
пресс-форм, однако достигается высокие точность размеров и
качество поверхности.
Литьевым прессованием перерабатывают в основном пресс-
порошки. Пластмассы с волокнистым наполнителем требуют
увеличения давления и значительно теряют в прочности.
Литье под давлением применяют для изготовления изделий
из термопластов. Используют специальные литьевые машины,
имеющие нагревательный цилиндр, куда из бункера поступает
пластмасса в гранулированном состоянии. В этом цилиндре пласт-
масса нагревается до жидкотекучего состояния, усилием плунжера
под давлением 50—250 МПа выдавливается в сомкнутую охлаж-
260
даемую пресс-форму и выдерживается некоторое время под дав-
лением для заполнения материалом пространств, образующихся
вследствие уменьшения объема детали из-за затвердевания и
охлаждения.
Пресс-формы обычно охлаждают проточной водой. После за-
твердевания пластмассы пресс-форму размыкают и извлекают
готовую деталь. Температура нагрева и рабочее давление в ци-
линдре определяются видом перерабатываемого материала (см.
табл. 6).
Термопласты имеют узкий диапазон температур плавления,
что заставляет строго соблюдать технологический режим, в част-
ности температуру массы в нагревательном цилиндре. Литье под
давлением является высокопроизводительным методом изготов-
ления пластмассовых изделий, однако при неравномерном ох-
лаждении в деталях возникают остаточные напряжения, снижаю-
щие их прочность и способные привести даже к образованию
трещин.
При конструировании пластмассовых деталей, получаемых
прессованием или литьем под давлением, следует учитывать тех-
нологические условия их изготовления. Так, для облегчения уда-
ления деталей из пресс-форм необходимо предусматривать уклоны
поверхностей, параллельных усилию замыкания. На внешних
поверхностях уклоны должны быть не менее 15', на внутренних
не менее 30'.
Толщина стенок пластмассовых деталей зависит от вида пласт-
массы и габаритных размеров детали. При уменьшении толщины
стенок ухудшаются условия прессования и литья, при увеличе-
нии — увеличиваются время выдержки и усадка материала.
Разнотолщинность стенок детали вызывает различную усадку
полимера и, как следствие, значительные остаточные напряжения,
коробление и трещины в деталях. Допустимой рязнотолщин-
ностью является 3 : 1 при прессовании и 5 : 1 при литье под дав-
лением. При этом сопряжение стенок, имеющих разную толщину,
должно быть плавным. На рис. 138, а, б показаны примеры не-
тсхнологичного и технологичного сопряжения стенок пласт-
массовых деталей.
Места сопряжений наружных и внутренних поверхностей де-
талей из пластмасс должны быть скругленными. Наличие изло-
мов препятствует равномерному течению материала в форме и
способствует возникновению остаточных напряжений. * Не сле-
дует предусматривать поднутрений в пластмассовых деталях,
так как это вызывает необходимость применения сложных раз-
борных знаков для оформления.
Гладкие и резьбовые отверстия в деталях оформляют с по-
мощью металлических знаков, закрепляемых в форме. Отверстия
в пластмассовых деталях целесообразно формовать при диаметре
более 1 мм. Минимальный шаг формуемой резьбы для реактопла-
стов рекомендуют не менее 0,7 мм, для термопластов — 0,3 мм.
261
a)
б)
Рис. 138. Примеры сопряжения сте-
иок пластмассовых деталей:
а — нетехнологичного; б — техно-
логичного
Резьбовые отверстия с
меньшим шагом могут
быть выполнены в метал-
лических вставках, зафор-
мовываемых в деталь при
прессовании или отливке.
В конструкциях пласт-
массовых деталей помимо
резьбовых вставок могут
быть предусмотрены раз-
нообразные армирующие
элементы с целью упрочнения или крепления к другим деталям.
При этом армирующие элементы важно размещать равномерно
по всей детали, чтобы избежать ее коробления. Для прочного
сцепления с пластмассой в арматуре предусматривают проточки,
замки, а также рифления или накатку.
Арматуру необходимо располагать так, чтобы избежать зате-
кания пластмассы под ее головку. На рис. 139, а и б показаны
нетехнологичные и технологичные варианты размещения арми-
рующих элементов в пластмассовых деталях, получаемых прес-
сованием или литьем под давлением.
На точность прессуемых или литых пластмассовых деталей
наибольшее влияние оказывает колебание усадки материала,
связанное с рядом факторов, таких, как колебание температуры
прессования или литья, изменение состава исходного материала
в разных партиях, колебание давления прессования или литья,
колебание времени выдержки под давлением и др. По этой при-
чине стабильно удается получать пластмассовые детали 4—5-го
Рис. 139. Армирование пластмассовых деталей металлическими элементами:
а — нетехнологичные конструкции; б — технологичные
262
класса точности. В отдельных случаях, например при литье под
давлением деталей из сополимеров полистирола МС-2, МС-3,
получают детали 3-го класса точности.
Экструзия (непрерывное выдавливание) осуществляется, на
специальных машинах — экструдерах. Экструдер состоит из чер-
вячного пресса (шнек машины), формующей головки и приемного
устройства. Гранулированный термопластичный полимер загру-
жают в бункер машины, откуда он непрерывно поступает в обо-
греваемый цилиндр, внутри которого вращается шнек с частотой
20—100 об/мин. С помощью шнека материал перемешивается и
непрерывно проталкивается к формующей головке. В процессе
перемещения материал нагревается и переходит в жидкотекучее
состояние. В этом состоянии пластмасса выдавливается из фор-
мующей головки в виде профиля заданного сечения и тут же ох-
лаждается водой или воздухом.
С помощью этого метода изготовляют различные профили,
предназначенные для отделки кузовов, трубы, накладки, мол-
динги, а также пленки и листы из термопластичных поли-
меров.
Вакуумное формование применяют при изготовлении крупно-
габаритных деталей из листовых термопластов. Пластмассовый
лист, нагретый до пластичного состояния, формируется в спе-
циальной вакуумной форме под давлением атмосферного воздуха.
При этом лист, нагретый до температуры 80—140° С, укладывают
на вакуумную форму, имеющую уплотнение для листа по пери-
метру. В этом положении листовую заготовку закрепляют и вклю-
чают вакуумный насос, создающий разрежение в полости формы.
Под действием атмосферного давления изделие формуют по форме
матрицы.
После охлаждения изделия обрезают кромки.
Вакуумным формованием можно изготовлять панели внутрен-
ней отделки кузовов автомобилей и автобусов, панели кузовных
конструкций, топливные баки и другие детали колесных и гусе-
ничных машин.
Пластмассовые детали после формования подвергают незначи-
тельной механической обработке, которая сводится в большинстве
случаев к удалению излишков материала в виде заусенцев, лит-
ников, облоя. В некоторых случаях в готовых изделиях необхо-
димо сверлить отверстия или обрабатывать отдельные поверхности
фрезерованием, точением или шлифованием. Так фрезерованием
окончательно обрабатывают тормозные накладки после приклеи-
вания к тормозным колодкам, шлифованием — фрикционные
диски сцепления.
При лезвийной обработке деталей из термопластов наиболее
целесообразно применять инструмент из быстрорежущих или ин-
струментальных углеродистых сталей Р18, Р9, У10А; при обра-
ботке деталей из реактопластов — инструмент с пластинками из
твердых сплавов В К-6, ВК-8.
263
§ 2. КОНСТРУКЦИОННЫЕ РЕЗИНЫ
И СПОСОБЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЗИНОВЫХ
И РЕЗИНОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ
Большую группу деталей колесных и гусеничных машин изготов-
ляют из резины. Это — уплотнительные прокладки, буфера, под.
шипники, шарниры упругой подвески автомобилей, кольца
траков, резиновые бандажи катков, упругие элементы муфт,
шины и др.
На рис. 140, а—е показаны резиновые и резинометалли-
ческие элементы подвески автомобиля (рис. 140, а—в), а также
узлы крепления промежуточной опоры карданного вала
(рис. 140, г—е).
Выпускаемые отечественной промышленностью резины прак-
тически удовлетворяют большинству предъявляемых требований.
Для различных отраслей машиностроения разработаны техниче-
ские условия (ТУ), определяющие типы смесей и соответствующие
им марки резин, а также регламентирующие их физико-механиче-
ские свойства. На резиновые детали автомобилей, автобусов и трак-
торов установлены ТУ МХП 204—54. Данные технические усло-
вия охватывают значительное количество типов смесей и соответ-
ствующих им марок резин, детали из которых удовлетворяют мно-
гообразию требований. При проектировании деталей из резины
необходимо указывать в каждом отдельном случае, в каких усло-
виях будет работать деталь и каким физико-механическим свойст-
вам она должна отвечать. Это в значительной степени определяет
выбор типа смесей и подбор режимов изготовления резиновых де-
талей.
Помимо технических условий разработаны ГОСТы на отдельные
наиболее распространенные детали. Так изготовление листовой
резины, из которой вырубают различные прокладки, уплотнители,
клапаны и другие детали, регламентируется ГОСТ 19198—73.
Согласно этому ГОСТу предусмотрено изготовление листовой ре-
зины для различных условий эксплуатации: кислотощелочестой-
кой, теплостойкой, морозостойкой, маслостойкой.
Резиновые и резинометаллические детали колесных и гусенич-
ных машин в основном изготовляют путем вулканизации в формах.
Это обеспечивает получение деталей строго определенных размеров,
формы, имеющих хорошее качество поверхности, а также облада-
ющих идентичными физико-механическими свойствами.
При изготовлении резинометаллических деталей возможны два
варианта. При первом варианте детали изготовляют за один прием,
резину к металлическим частям присоединяют непосредственно
в форме в процессе вулканизации. Таким способом изготовляют
амортизаторы, сайлент-блоки, буфера и другие детали.
Для хорошей адгезии резины к металлу в ее состав вводят со-
единения меди, железа и других металлов. Эти соединения всту-
пают в реакцию с серой, входящей в состав резины, и образуют
264
Рис. 140. Примеры применения резиновых и ре-
зннометаллических деталей в колесных машинах
сульфидные соединения,
обеспечивающие прочное
сцепление с металличе-
скими поверхностями. Эф-
фективным является так-
же предварительное ла-
тунирование поверхностей
сцепления электрохими-
ческим осаждением. При
этом создается промежу-
точный слой латуни тол-
щиной 0,00125—0,0015 мм,
обеспечивающий прочное
сцепление с металлом и
резиной.
При втором варианте резиновые детали изготовляют отдельно и
далее соединяют с металлическими деталями с помощью клеев.
Технологический процесс изготовления резиновых и резино-
металлических деталей включает следующие основные операции:
приготовление резиновой смеси, заполнение формы смесью, вулка-
низацию и отделку готовых деталей.
Приготовление резиновой смеси заключается в получении одно-
родной массы, состоящей из каучука, сажи, серы и других добавок
в зависимости от требуемых физико-механических свойств и усло-
вий эксплуатации. При этом используют оборудование для измель-
чения, смешения, резки исходных материалов.
Форму заполняют резиновой смесью путем формования или
литья под давлением. В первом случае из резиновой смеси выре-
зают или вырубают заготовку, близкую по конфигурации формуе-
мой детали. Массу заготовок контролируют, она должна на 3—5%
превышать массу готовой детали. Полученную заготовку поме-
щают в полость открытой формы и запрессовывают. Резиновая
смесь при этом заполняет все элементы полости формы, а излишки
выдавливаются через специальные каналы.
После формования проводят процесс вулканизации, осущест-
вляемый чаще всего на прессах с подогревом пресс-форм.
265
а)	б)	6)
Рис. 141. Схемы вулканизационных пресс-форм
В зависимости от конфигурации деталей, требований по
точности их изготовления, а также серийности выпуска при-
меняют вулканизационные пресс-формы различных конструкций
(рис. 141, а—в).
Простое прессование выполняют в открытых пресс-формах
(рис. 141, а). Металлическую арматуру и резиновую смесь в этом
случае помещают в среднюю часть формы и сжимают верхней и
нижней плитами. Эти формы наиболее просты, но имеют сущест-
венные недостатки. При прессовании возможно смещение верхних
элементов арматуры и повреждение формы. Кроме того, часть ре-
зиновой смеси вытекает из формы и образуются значительные зау-
сенцы.
Плунжерное прессование (рис. 141, б) выполняют в закрытых
формах, имеющих в верхней части плунжер и соответствующее
ему гнездо в средней части. При плунжерном прессовании обеспе-
чивается более равномерное сжатие и меньшее течение резиновой
смеси, более устойчивое положение металлической арматуры,
а также большее давление прессования.
Для деталей сложной формы применяют плунжерно-литьевое
формование (рис. 141, в). В этом случае металлическую арматуру
помещают внутрь формы, а резиновой смесью форму заполняют
через литьевые отвер-
стия с помощью плун-
жера. На рис. 142 пока-
зана схема четырех-
этажного пресса для
вулканизации деталей
в формах. Пресс имеет
вертикальную раму 3,
в которой неподвиж-
но закреплена верхняя
плита 1, снабженная
паровым или трубчатым
электрическим нагрева-
телем 2. В основании
пресса установлен ра-
Рис. 142. Схема гидравлического
пресса для вулканизации резино-
вых и резинометаллических из-
делий
266
бочий цилиндр 6 с плунжером 7, который соединен с подвижной
плитой 5 пресса. Между верхней и нижней плитами расположены
промежуточные плиты 4, также снабженные нагревателями. Для
вулканизации между плитами устанавливают формы, плотное смы-
кание которых обеспечивается усилием, развиваемым рабочим
цилиндром. Тепло от плит через металл форм передается резино-
вой смеси. Температуру и длительность нагрева строго контроли-
руют, так как температурный режим вулканизации в значитель-
ной степени определяет статические и динамические характери-
стики резины.
Так же как и при производстве пластмассовых деталей, при
вулканизации необходимо учитывать усадку резины. Наибольшая
усадка бывает в направлении, перпендикулярном направлению
прессования, поэтому размеры гнезда пресс-формы в этом направ-
лении увеличивают по сравнению с требуемыми размерами готовой
детали на величину линейной усадки.
После извлечения готовых деталей из форм производят их от-
делку, включающую удаление литников, заусенцев, резку, нане-
сение защитных покрытий и др.
§ 3. ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
И ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
Методы порошковой металлургии, основанные на получении заго-
товок и деталей машин спеканием порошков металлов и сплавов,
возникли в 30-х годах. С того времени металлокерамика завоевала
широкое признание и применение, обусловленные возможностью
получения изделий с самыми разнообразными свойствами. Детали
из металлокерамики используют в узлах трения с ограниченной
смазкой и фрикционных механизмах, они успешно работают при
высоких температурах.
Металлокерамические детали изготовляют из тонкодисперсных
порошков металлов, сплавов, углерода путем формования и спе-
кания, применяя в отдельных случаях механическую обработку.
При спекании удается получить композиции из металлов и неорга-
нических неметаллических материалов, которые не могут быть по-
лучены путем сплавления или другими технологическими мето-
дами. Соответствующим подбором исходных материалов можно
получать изделия с заданными свойствами.
Металлокерамические изделия можно подвергать механиче-
ской и термической обработке, сварке, пайке, на них можно нано-
сить различные покрытия. Эти изделия отличаются пористостью,
благодаря чему возможна их пропитка различными смазками. Это
позволяет металлокерамическим деталям длительное время рабо-
тать без дополнительной смазки в узлах трения колесных и гусе-
ничных машин. Из них изготовляют подшипниковые втулки, вкла-
дыши подшипников, направляющие втулки клапанов, плоские
опорные шайбы, шаровые опоры, поршни амортизаторов, поршне-
267
вые кольца, коромысла, кулачки прерывателей и другие антифрик-
ционные детали. Широкое применение металлокерамика находит
при изготовлении фрикционных дисков, накладок дисков и муфт
сцепления гусеничных машин, где указанные детали работают
в особо тяжелых условиях. Особенно широко используют металло-
керамику при изготовлении фильтров различной формы для очист-
ки топлива.
По мере освоения методов штамповки спеченных заготовок ме-
таллокерамику начинают применять для изготовления конструк-
ционных деталей — шестерен насосов, распределительных валов,
деталей замочных механизмов, шатунов и др.
Например, фирма «Форджинг энд Гастинг» (США) поставляет
для автомобиля металлокерамические штампованные заготовки
более 16 наименований, среди которых шестерни коробок передач,
шатуны, фланцы, шкивы. Во многих случаях, особенно при массо-
вом изготовлении деталей небольших габаритных размеров и
сложной формы, применение методов порошковой металлургии
позволяет значительно уменьшить трудоемкость и себестоимость
изделий, так как эти методы обеспечивают получение практически
готовых деталей с точностью, соответствующей 4—5-му классу.
Кроме того, для изготовления металлических порошков часто ис-
пользуют отходы производства.
Основными методами получения порошков являются физико-
химические и механические. Физико-химические методы основаны
на восстановлении металлов из их окислов и солей или на электро-
лизе водных растворов или расплавов солей металлов. Восстанов-
ление осуществляется путем взаимодействия между окислом ме-
талла и восстановителем — углеродом, водородом, природным га-
зом, натрием, кальцием и другими элементами. Таким способом
получают порошки железа, кобальта, вольфрама, молибдена и др.
При электролизе водных растворов или расплавов солей металлов
при пропускании через ванну постоянного тока металл осаждается
на катоде в виде сплошного отложения губчатого строения и затем
подвергается механическому измельчению. Таким образом полу-
чают медь, железо, титан, свинец и др. К механическим
методам получения порошков относится распыление струи рас-
плавленного металла при помощи воздуха, инертного газа или
воды, а также измельчение металлической крупки, сечки, стружки
на различных размольных аппаратах.
Технологические свойства металлических порошков характери-
зуются зернистостью, насыпной массой, текучестью и прессуе-
мостью. Чем выше степень дисперсности металлического порошка,
тем выше прочность металлокерамических деталей.
Для изготовления антифрикционных деталей наибольшее при-
менение нашли железографит (1—3% графита) и бронзографит
(9—10% олова, 2—3% графита, остальное медь). Плотность этих
материалов составляет 70—80% от плотности основного материала.
Поры материала после спекания заполняют маслом или расплав-
268
ленным фторопластом с добавлением дисульфида молибдена. Срок
службы подшипников из таких материалов в 10—15 раз выше, чем
бронзовых.
В табл. 7 приведены основные свойства пористых антифрик-
ционных металлокерамических материалов.
Фрикционные диски и накладки изготовляют из металлокера-
мики на медной или железной основе с добавлением олова, свинца,
графита, окиси кремния и других элементов или их соединений.
Так, фрикционный металлокерамический материал на железной
основе марки 9-0-4-4-5 включает 68% железа, 9% углерода, 4% ас-
беста, 4% окиси кремния и 15% меди. Присутствие асбеста и окиси
кремния в составе фрикционных материалов способствует увели-
чению коэффициента трения и теплостойкости фрикционных изде-
лий. Коэффициент трения фрикционных металлокерамических
материалов по стали и чугуну составляет 0,26—0,5 при работе без
смазки и 0,1—0,12 при работе со смазкой. Эти материалы успешно
работают при высоких скоростях и больших нагрузках, допуская
кратковременный нагрев до 800° С. • 
Фрикционный слой тормозных дисков соединяется со стальной
основой при спекании или его изготовляют отдельно и наклеивают
на основу. Фильтры различной формы спекают из бронзовой, ла-
тунной или медно-никелевой дроби без прессования.
Для изготовления конструкционных деталей используют метал-
локерамические материалы, спеченные с высокой плотностью. Их
плотность приближается к плотности сплошных материалов при
высоких прочностных характеристиках.
Основными этапами технологического процесса изготовления
металлокерамических деталей являются: 1) подготовка исходной
порошковой шихты; 2) формообразование порошков для получения
заготовок требуемых размеров и формы; 3) спекание заготовок;
Таблица 7. Свойства антифрикционных металлокерамических материалов
Параметр	Бронзографит	Железографит
Пористость, % . .	, , . .	20—25	20-30
Плотность, г/см3	5,5-6,5	5,3—5,7
Твердость НВ		24—30	60—90
Предел прочности при сжатии, МПа (кгс/мм2)		600—700	600—800
Сопротивление сдвигу, МПа (кгс/мм2)	(60—70)	(60—80)
	90—130	200—210
	(9-13)	(20—21)
Масловпитываемость, % по массе Коэффициент трения по стали со смаз-	2,5-3,5	3-4
КОЙ		0,07	0,095
Коэффициент линейного расширения		
при 20- 500° С, 1/град . 		 Максимально допустимое давление	12-IO"6	9IO"8
МПа 		5-6	15—16
269
вне кольца, коромысла, кулачки прерывателей и другие антифрик-
ционные детали. Широкое применение металлокерамика находит
при изготовлении фрикционных дисков, накладок дисков и муфт
сцепления гусеничных машин, где указанные детали работают
в особо тяжелых условиях. Особенно широко используют металло-
керамику при изготовлении фильтров различной формы для очист-
ки топлива.
По мере освоения методов штамповки спеченных заготовок ме-
таллокерамику начинают применять для изготовления конструк-
ционных деталей — шестерен насосов, распределительных валов,
деталей замочных механизмов, шатунов и др.
Например, фирма «Форджинг энд Гастинг» (США) поставляет
для автомобиля металлокерамические штампованные заготовки
более 16 наименований, среди которых шестерни коробок передач,
шатуны, фланцы, шкивы. Во многих случаях, особенно при массо-
вом изготовлении деталей небольших габаритных размеров и
сложной формы, применение методов порошковой металлургии
позволяет значительно уменьшить трудоемкость и себестоимость
изделий, так как эти методы обеспечивают получение практически
готовых деталей с точностью, соответствующей 4—5-му классу.
Кроме того, для изготовления металлических порошков часто ис-
пользуют отходы производства.
Основными методами получения порошков являются физико-
химические и механические. Физико-химические методы основаны
на восстановлении металлов из их окислов и солей или на электро-
лизе водных растворов или расплавов солей металлов. Восстанов-
ление осуществляется путем взаимодействия между окислом ме-
талла и восстановителем — углеродом, водородом, природным га-
зом, натрием, кальцием и другими элементами. Таким способом
получают порошки железа, кобальта, вольфрама, молибдена и др.
При электролизе водных растворов или расплавов солей металлов
при пропускании через ванну постоянного тока металл осаждается
на катоде в виде сплошного отложения губчатого строения и затем
подвергается механическому измельчению. Таким образом полу-
чают медь, железо, титан, свинец и др. К механическим
методам получения порошков относится распыление струи рас-
плавленного металла при помощи воздуха, инертного газа или
воды, а также измельчение металлической крупки, сечки, стружки
на различных размольных аппаратах.
Технологические свойства металлических порошков характери-
зуются зернистостью, насыпной массой, текучестью и прессуе-
мостью. Чем выше степень дисперсности металлического порошка,
тем выше прочность металлокерамических деталей.
Для изготовления антифрикционных деталей наибольшее при-
менение нашли железографит (1—3% графита) и бронзографит
(9—10% олова, 2—3% графита, остальное медь). Плотность этих
материалов составляет 70—80% от плотности основного материала.
Поры материала после спекания заполняют маслом или расплав-
268
ленным фторопластом с добавлением дисульфида молибдена. Срок
службы подшипников из таких материалов в 10—15 раз выше, чем
бронзовых.
В табл. 7 приведены основные свойства пористых антифрик-
ционных металлокерамических материалов.
Фрикционные диски и накладки изготовляют из металлокера-
мики на медной или железной основе с добавлением олова, свинца,
графита, окиси кремния и других элементов или их соединений.
Так, фрикционный металлокерамический материал на железной
основе марки 9-0-4-4-5 включает 68% железа, 9% углерода, 4% ас-
беста, 4% окиси кремния и 15% меди. Присутствие асбеста и окиси
кремния в составе фрикционных материалов способствует увели-
чению коэффициента трения и теплостойкости фрикционных изде-
лий. Коэффициент трения фрикционных металлокерамических
материалов по стали и чугуну составляет 0,26—0,5 при работе без
смазки и 0,1—0,12 при работе со смазкой. Эти материалы успешно
работают при высоких скоростях и больших нагрузках, допуская
кратковременный нагрев до 800° С.
Фрикционный слой тормозных дисков соединяется со стальной
основой при спекании или его изготовляют отдельно и наклеивают
на основу. Фильтры различной формы спекают из бронзовой, ла-
тунной или медно-никелевой дроби без прессования.
Для изготовления конструкционных деталей используют метал-
локерамические материалы, спеченные с высокой плотностью. Их
плотность приближается к плотности сплошных материалов при
высоких прочностных характеристиках.
Основными этапами технологического процесса изготовления
металлокерамических деталей являются: 1) подготовка исходной
порошковой шихты; 2) формообразование порошков для получения
заготовок требуемых размеров и формы; 3) спекание заготовок;
Таблица 7. Свойства антифрикционных металлокерамических материалов
Параметр	Бронзографит	Железографит
Пористость, % . .	20—25	20—30
Плотность, г/см3	5,5—6,5	5,3-5,7
Твердость НВ . .	24—30	60—90
Предел прочности при сжатии, МПа (кгс/мм2)		600—700	600—800
	(60—70)	(60—80)
сопротивление сдвигу, МПа (кгс/мм2)	90—130	200—210
	(9-13)	(20—21)
Масловпитываемость, % по массе	2,5—3,5	3—4
Коэффициент трения по стали со смаз- кой 		0,07	0,095
Коэффициент линейного расширения при 20—500° С, 1/град		12-10“®	9-10-®
Максимально допустимое давление МПа 		5-6	15- 16
269
4) дополнительная обработка спеченных заготовок в зависимости
от предъявляемых требований (калибровка, цементация, закалка,
пропитка, механическая обработка); 5) контроль.
В зависимости от вида металлокерамики технологический про-
цесс может изменяться. Так при изготовлении изделий из трудно-
прессующихся и плохоспекающихся порошковых материалов
(боридов, карбидов, тугоплавких сплавов) операции формообра-
зования (прессования) и спекания выполняют одновременно.
Подготовка исходной порошковой шихты заключается в просеи-
вании порошков и смешивании в необходимых пропорциях. Про-
сеивание осуществляют на механизированных ситах для получе-
ния порошков с частицами определенного размера. Смешивают
порошки в конических или вибрационных смесителях, а также
в шаровых мельницах. Смешивание в зависимости от характера
порошков продолжается 2—8 ч. Иногда дополнительно порошки
гранулируют для улучшения текучести при дозировке.
Для улучшения процесса прессования порошковых смесей от-
дельных видов в их состав вводят пластифицирующие или склеи-
вающие добавки (растворы парафина, воска, каучука и др.). Эти
смеси называют шликерами.
Подготовленные шихта или шликер должны быть однородны:
химический состав пробы, взятой в любом месте объема, должен
быть одинаковым.
Формообразование металлокерамических деталей колесных и
гусеничных машин в основном выполняют прессованием, шликер-
ным литьем и прокаткой.
Порошковые смеси можно прессовать в холодном или горячем
состоянии. Детали, отпрессованные в холодном состоянии, затем
спекают; при горячем прессовании спекание происходит непосред-
ственно в пресс-форме.
Прессование выполняют в закрытых пресс-формах, поэтому для
получения точных деталей необходимо строгое дозирование смеси,
загружаемой в пресс-форму. Чаще всего применяют объемное дози-
рование, при котором нужное количество смеси определяется спе-
циальной меркой либо объемом рабочей полости пресс-формы.
Весовое дозирование является более точным, но оно более сложно,
поэтому применяется реже.
Холодное прессование в закрытых пресс-формах может быть
одно- или двусторонним. При одностороннем прессовании
(рис. 143, а) в собранную пресс-форму загружают требуемое коли-
чество шихты, и усилием пуансона производится прессование ме-
таллокерамической заготовки. В зависимости от применяемых ма-
териалов и назначения детали давление прессования составляет
150—700 МПа.
Для прессования обычно используют гидравлические прессы.
Требуемое усилие прессования определяют по формуле
Q = pFn,
270
о
Рис. 143. Схемы прессования металлокерамических деталей:
а — одностороннего; б — двустороннего; 1 — вкладыш; 2 — матрицы
пресс-форм; 3 — прессуемые заготовки; 4 — пуансон; 5 — нижний
пуансон; 6 — верхний пуансон
где р — давление прессования; F — площадь горизонтальной про-
екции прессуемого изделия; п — число гнезд в пресс-форме.
Недостатком одностороннего прессования является неравно-
мерная плотность заготовки по высоте. Как показывают исследо-
вания, наибольшая плотность получается в верхних сечениях заго-
товки, прилегающих к пуансону; по мере удаления от пуансона
плотность спрессованного порошка уменьшается. Это объясняется
трением частиц порошка друг о друга и о стенки пресс-формы при
прессовании. Чем больше высота прессуемой заготовки, тем более-
неравномерной получается плотность по высоте.
Это явление, значительно уменьшается при двустороннем прес-
совании (рис. 143, б). При этой схеме прессования плотность заго-
товки в верхнем и нижнем сечении получается одинаковой. Неко-
торое снижение плотности наблюдается в средних сечениях заго-
товки по высоте. Однако неравномерность плотности оказывается
значительно меньше, чем при одностороннем прессовании, поэтому
двустороннее прессование применяют для формования металло-
керамических изделий, имеющих высоту, значительно большую,
чем диаметр. Преимуществом двустороннего прессования является
также то, что для достижения одинакового давления требуется
усилие на 30—40% меньше, чем при одностороннем прессовании.
При прессовании порошковых смесей шихта уплотняется, по-
верхности частиц при взаимном перемещении сглаживаются, сди-
раются окисные пленки и вступают в действие межатомные силы
сцепления, обеспечивая прочность спрессованных заготовок.
После извлечения спрессованной заготовки из пресс-формы
размеры ее несколько увеличиваются вследствие упругого после-
действия материала. Величина упругого последействия наиболее
значительна по высоте заготовки (5—6%), по диаметру она обычно
не превышает 2—3%.
271
При горячем прессовании, как было
отмечено, совмещаются операции прес-
сования и спекания. Нагрев шихты до
температуры, равной 0,5—0,8 темпера-
туры плавления порошков, значительно
повышает пластические свойства прес-
суемого материала, что позволяет при
относительно малых давлениях прессо-
вания получать изделия значительно
более плотные, чем при холодном прес-
совании и последующем спекании.
Для горячего прессования использу-
ют пресс-формы из графита, твердых
сплавов или жаропрочных сталей. Смесь
порошков загружают в пресс-форму и
Рис. 144. Прокатка металличе-
ских порошков
подвергают нагреву ТВЧ или методом электросопротивления,
используя графитовую пресс-форму в качестве нагреватель-
ного элемента. Детали прессуют при температуре спекания по-
рошков.
Применение одновременного нагрева и давления значительно
ускоряет процесс спекания. При этом обеспечиваются более высо-
кие прочность, твердость и точность изделий, чем при раздельном
прессовании и спекании. Несмотря на указанные преимущества,
горячее прессование в машиностроении применяют гораздо реже,
чем холодное, ввиду сложности и малой производительности прес-
сового оборудования. Возможно, использование метода прессо-
вания с выносными пресс-формами будет способствовать более
широкому внедрению горячего прессования.
Шликерное литье применяют для получения деталей сложной
формы, средних и больших габаритных размеров. Для заливки
используют водно-спиртовые или водно-кислотные суспензии ме-
таллических порошков с различными добавками. Суспензию, дове-
денную до консистенции жидкой сметаны, заливают в пористую
керамическую или гипсовую форму. Жидкость постепенно уда-
ляется через поры или впитывается гипсом, а оставшиеся частицы
порошка, механически сцепляясь, образуют заготовку пористостью
30—60%. После сушки заготовку подвергают спеканию. Ввиду вы-
сокой пористости эти заготовки имеют значительную усадку, по-
этому часто применяют предварительное низкотемпературное спе-
кание отлитых заготовок, после чего их обрабатывают механиче-
ским путем и окончательно спекают.
Прокатку порошков применяют для изготовления металлокера-
мических лент и пластин. Этим методом можно получать ленты и
листы заданной пористости, листовые фрикционные и антифрик-
ционные изделия, аккумуляторные пластины, фильтры. При про-
катке (рис. 144) шихта 1 из бункера 2 непрерывно подается в щель
между двумя вращающимися валками 3 и прокатывается в ленту 4
заданной толщины. В состав порошковой шихты для прокатки вво-
272
дят склеивающие вещества и пластификаторы (каучук, канифоль)
для придания прессуемой ленте эластичности.
Спекание металлокерамических заготовок проводят с целью
придания им необходимых физико-механических свойств. Темпера-
тура спекания обычно составляет 0,7—0,9 температуры плавления
металлического порошка, составляющего основу смеси.
При спекании увеличиваются межатомные силы сцепления
между частицами порошка в результате перемещения атомов ме-
талла частиц порошка к местам контакта и заполнения пор. Про-
цессу спекания сопутствует усадка материала, а в отдельных слу-
чаях увеличение размеров заготовок.
Продолжительность спекания металлокерамических изделий
зависит от состава шихты, загрузки печи, среды спекания и других
технологических факторов и колеблется от нескольких минут до
нескольких часов. При спекании важно предотвратить образование
окисных пленок на частицах металлического порошка. С этой
целью спекание выполняют в условиях вакуума или в среде защит-
ных газов (аргоне). В составе шихты всегда находятся вредные
примеси в виде окислов металлов, значительно снижающие проч-
ностные характеристики изделий после спекания. Спекание в вос-
становительной среде, например в водороде, обеспечивает удале-
ние окислов и повышение прочности изделий.
Для спекания металлокерамики используют электропечи. При
мелкосерийном производстве используют вакуумные и газовые
печи периодического действия. В крупносерийном и массовом про-
изводстве наибольшее применение находят конвейерные методиче-
ские печи непрерывного действия для спекания в среде защитного
газа. Эти печи по пути перемещения спекаемых изделий имеют
три зоны: нагрева, выдержки и охлаждения. Изделия переме-
щаются навстречу потоку защитного газа. Эти мероприятия обес-
печивают получение качественных изделий со стабильными свой-
ствами.
На точность металлокерамических деталей наибольшее влия-
ние оказывает упругое последействие материала после выпрес-
совки, а также усадка или увеличение размеров заготовки после
спекания. Эти факторы учитывают при определении размеров
пресс-форм для прессования заготовок. Так, диаметр полости пресс-
формы может быть определен по формуле
Дф = ^min — (ц—+ zv
гДе Z)inin — наименьший наружный диаметр готового изделия, мм;
(ч — наименьшее упругое расширение детали по наружному диа-
метру после выпрессовки из пресс-формы, мм; п.д — максимальная
Усадка или минимальный прирост детали по наружному диаметру
после спекания, мм, в случае усадки величину пд берут со знаком
«+», в случае прироста со знаком «—»; гк — припуск на кали-
брование, механическую обработку и т. п., мм.
273
Рис. 145. Калибрование ме-
таллокерамических пористых
втулок
Дополнительная обработка. Большин-
ство металлокерамических деталей дово-
дят до заданных размеров путем калибро-
вания без дополнительной механической
обработки. Калиброванию, например, под-
вергают пористые втулки для исправления
погрешностей размеров и формы, вызван-
ных усадкой и короблением при спекании.
При этом достигается точность диаметраль-
ных размеров, соответствующая 2—3-му
классу при шероховатости поверхности
Ra = 0,05-5-0,16 мкм.
При калибровании по диаметру
(рис. 145) металлокерамическая втулка 2
проталкивается с помощью калибрующего
пуансона 1 через матрицу 3, имеющую
в верхней части заборный конус и цилин-
дрическую часть, длиной не менее диа-
метра втулки. Матрица опирается на опор-
ное кольцо 4. Для уменьшения усилия калибрования втулку пред-
варительно пропитывают маслом. Припуск на калибрование со-
ставляет 1,3—1,5% по наружному диаметру и 1,5—1,6% по
внутреннему.
' При калибровании по высоте заготовки подвергают всесторон-
нему обжатию при давлении 0,3—0,4 давления прессования.
Механическую обработку металлокерамики производят инстру-
ментами, оснащенными пластинками твердого сплава ВКЗМ или
ВК6М, а также с помощью ультразвука.
При проектировании металлокерамических деталей необхо-
димо стремиться к применению отверстий круглого сечения, по-
стоянству толщины стенок, отсутствию резких переходов и сопря-
жений.
В качестве примера рассмотрим технологические процессы из-
готовления металлокерамических шестерен, пористых втулок и
фрикционных дисков и накладок колесных и гусеничных машин.
Для изготовления шестерен масляных насосов, распредели-
тельных валов, направляющих втулок клапанов и других кон-
струкционных деталей применяют шихту из железомедно-графи-
тового порошка (96% железного порошка, 3% меди и 1 % графита).
Подготовка порошковой смеси включает следующие операции:
просеивание порошкообразных компонентов, перемешивание же-
лезного и медного порошков, восстановление железомедной шихты
путем отжига в восстановительной среде при 750° С, размол желе-
зомедной шихты после восстановления, просеивание восстановлен-
ной и размельченной шихты и перемешивание ее с графитовым
порошком и стеаратом кальция.
Заготовки прессуют в холодном виде при давлении окол.
600 МПа. Спекают изделия при температуре 1140—1180° С в за-
274
щитной среде в течение 1—1,5 ч. После спекания шестерни подвер-
гают отжигу в защитной среде при температуре 900° С и охлаждают
вместе с печью до 640° С. При отжиге в структуре образуется зер-
нистый перлит при одновременном сульфидообразовании.
После этого материал шестерен имеет пористость 18—23%,
предел прочности при растяжении 200—250 МПа (20—25 кгс/мм2)
и твердость НВ 40—65.
Для получения заданных размеров шестерни дополнительно
подвергают калиброванию и обкатке. Отличительной особенностью
пористых шестерен является бесшумность в работе. При изготовле-
нии шестерен масляных насосов из металлокерамики по сравнению
с обычными методами изготовления из проката трудоемкость сокра-
щается на 28%, а стоимость снижается на 10%.
Технологический процесс изготовления железографитовых по-
ристых подшипниковых втулок существенно не отличается от об-
щей технологии изготовления металлокерамических материалов.
Подготовка шихты (97—99% железного порошка и 1—3% графита)
включает просеивание восстановленного железного и графитового
порошков и перемешивание в необходимой пропорции в течение
2 ч. Заготовки втулок прессуют при давлении 500—600 МПа в за-,
висимости от требуемой пористости и содержания графита. Спека-
ние железографитовых втулок происходит в среде защитных газов
при температуре 1120—1150° С в течение 1,5 ч.
С целью предотвращения коррозии железографитовые втулки
сразу после спекания пропитывают маслом путем нагрева деталей
в масляной ванне в течение 40—90 мин при температуре 120—
130° С. Охлаждают пропитанные втулки в масляных ваннах при
обычной температуре. Масловпитываемость изделий контроли-
руют по увеличению массы, которое обычно составляет 2—4%
массы изделий.
Дополнительная обработка втулок осуществляется калибро-
ванием, как показано на рис. 145.
Значительное повышение долговечности подшипников сколь-
жения, а также шаровых опор обеспечивается применением метал-
лофторопласта для изготовления свертных втулок, опорных шайб,
шаровых опор и других тонкостенных деталей. Как было отмечено,
фторопласт обладает высокими антифрикционными свойствами
при работе даже без смазки. Однако он имеет низкие прочностные
характеристики и большую ползучесть при действии нагрузки,
поэтому для создания износостойких материалов используют про-
питку фторопластом пористой металлокерамики. НИИТАвтопро-
мом разработана технология изготовления биметаллического ма-
териала с дополнительной пропиткой фторопластом и добавкой
Дисульфида молибдена.
На омедненную поверхность ленты из стали 08кп свободно на-
сыпают порошок оловянистой бронзы. Бронзу спекают со стальной
основой при 890° С в восстановительной среде. Полученный метал-
локерамический слой после калибрования насыщают фторопластом
275
с помощью вакуумной пропитки или путем вкатывания в поры
пасты фоторопласта, представляющей собой водную суспензию
фторопласта-4 ДВ и порошка тонкоизмельченного дисульфида
молибдена в пропорции 4 : 1 по объему.
Пасту из дозирующего устройства наносят равномерным слоем
на обезжиренную поверхность спеченной бронзы и с помощью вал-
ков вкатывают в поры. После этого ленту сушат и спекают фторо-
пласт при температуре 360—380° С. Полученный материал подвер-
гают окончательному калиброванию и резке на штучные заго-
товки, из которых далее формуют свертные втулки или штампуют
шаровые опоры и шайбы.
При работе без смазки указанный материал имеет износ более
чем в 5 раз меньший, чем латунь ЛС 74—3 с графитовой набивкой.
Это объясняется тем, что в процессе трения вала во втулке при ме-
таллическом контакте в микрозоне повышается температура, и
фторопласт, имеющий значительно более высокий коэффициент
линейного расширения, вытесняется на поверхность и ликвиди-
рует условия металлического контакта.
Фрикционные диски и тормозные накладки машин, работающих
в тяжелых условиях, изготовляют из металлокерамических мате-
риалов на медной или железной основе. В состав фрикционных
материалов на медной основе входят в %: медь 60—85, свинец
5—15, олово 5—10, железо 0—10, цинк 0—7, окись кремния до 0,5.
графит 4—8, асбест 0,2—10.
При подготовке шихты обычно вначале смешивают порошок
свинца с асбестом и графитом, так как ворсистый асбест налипает
на частицы свинца и притягивает к себе легкие частицы графита.
Такое предварительное смешивание тяжелых и легких фракций
обеспечивает их равномерное распределение по объему шихты
при окончательном перемешивании с остальными компонен-
тами .
Диски и накладки можно прессовать отдельно или непосред-
ственно на подготовленную стальную подкладку (для биметалли-
ческих изделий). Прессование выполняют при давлении 250—
400 МПа, после чего изделия спекают в защитной атмосфере при
700—850° С в течение 2—3 ч. Чтобы тонкостенные детали не поко-
робились их спекают в специальных приспособлениях стопками
при давлении 1—1,5 МПа.
Для получения качественных дисков и накладок очень важно
обеспечить равномерное заполнение смесью пресс-форм, так как
при малой толщине заготовок (3—7 мм) неравномерность заполне-
ния приводит к неоднородности заготовок по плотности и их раз-
рушению при извлечении из форм.
Соединение фрикционного металлокерамического слоя с метал-
лической основой осуществляется непосредственно в процессе
спекания (при предварительной напрессовке) или путем наклеи-
вания или наклепывания отдельно отпрессованного и спеченного
слоя.
276
Для надежного крепления металлокерамического слоя со сталь-
ной основой припеканием сопрягаемые поверхности основы подвер-
гают электролитическому меднению и восстановленному отжигу
при температуре 950е С. Этот способ крепления обеспечивает наи-
более прочное сцепление фрикционного слоя со сталью.
Технологический процесс изготовления фрикционных деталей
из металлокерамики на железной основе аналогичен описанному
технологическому процессу. Давление прессования этих порошков
несколько выше (500—600 МПа), температура спекания составляет
1050—1100° С. Спекание производится в восстановительной среде.
Для лучшего сцепления припекаемого слоя с металлической
основой поверхность последней никелируют.
Как было отмечено, фрикционные ленты можно изготовлять
с помощью прокатки порошковых смесей и последующего спекания.
ТЕХНОЛОГИЯ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ
РАМ И КУЗОВНЫХ
КОНСТРУКЦИЙ
ГЛАВА
§ 1. КОНСТРУКТИВНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
ОСОБЕННОСТИ КУЗОВОВ
Кузова колесных и гусеничных машин по характеру восприни-
маемых нагрузок можно разделить на несущие, полунесущие и не-
несущие.
Несущие кузова нашли применение в легковых автомобилях,
автобусах, машинах-амфибиях и других машинах специального
назначения. Элементы кузова или корпуса этих машин восприни-
мают все нагрузки, возникающие при движении.
Полунесущие кузова характеризуются наличием в нижней
части рамы, неразъемно скрепленной с кузовом. В таких кузовах
часть нагрузки воспринимает жесткая рама или подрамник, по-
этому снижаются динамические нагрузки, воспринимаемые кузо-
вом. По этой конструктивной схеме изготовляют легковые авто-
мобили некоторых моделей и большую часть автобусов.
Ненесущие кузова отличаются применением жесткой рамы,
воспринимающей основную нагрузку при движении машины.
К раме крепят все основные узлы автомобиля или трактора, в том
числе и элементы кузова — кабину, моторное отделение, грузовую
платформу. Эту схему широко применяют в конструкциях грузо-
вых автомобилей и тракторов.
Кузовные конструкции в большинстве случаев изготовляют из
тонких листовых материалов — стали, алюминиевых сплавов,
пластмассы. Необходимая жесткость этих конструкций обеспечи-
вается применением штампованных элементов, различных накла-
док, усилителей, косынок, соединяемых обычно сваркой.
Основным элементом кузова является корпус, к которому
крепят двери, люки, крылья, капоты, облицовки, подножки и ДР'
Одна из важнейших задач при создании кузовов — повышение
технологичности конструкций. Анализ технологичности начинают
с этапа создания пластилиновой модели кузова. На этом этапе кон-
структоры и технологи определяют разъемы листовых деталей, вы-
деляют сборочные единицы, стремясь к применению укрупненных
панелей, определяют возможность сборки этих панелей из предва-
рительно собираемых групп и подгрупп, выясняют доступность
278
мест сварки, клепки и возможность применения средств механиза-
ции, автоматизации и т. д. При определении границ панелей учи-
тывают также условия штамповки: допустимую глубину вытяжки,
возможность образования гофров, максимальное использование
материала, условия межоперационного транспортирования и др.
В дальнейшем при проектировании технологического процесса
и его производственной отработке уточняют размеры панелей,
межоперационные допуски, деление на сборочные единицы, по-
следовательность сборки и другие вопросы, влияющие на сборку
кузова.
Тонкостенные кузовные детали по назначению можно разделить
на три вида: облицовочные (крылья, двери, капот, крыша), вну-
тренние (пол, перегородки, брызговики) и каркасные (стойки, уси-
лители, поперечины и др.).
Наиболее высокое качество поверхности должны иметь обли-
цовочные детали кузова, на которых не допускаются царапины,
складки, гофры, линии сдвига и другие дефекты. Эти детали имеют
сложную пространственную форму и большие габаритные раз-
меры.
Основным технологическим методом изготовления тонколисто-
вых облицовочных деталей является штамповка. Детали простой
формы, имеющие изгибы профиля (стойки, поперечины, подножки),
получают гибкой. Пологие неглубокие детали кузова (перего-
родки, брызговики) изготовляют формовкой или неглубокой вы-
тяжкой; детали коробчатой формы (топливные баки, различные
кожухи) — вытяжкой.
Наибольшую сложность в изготовлении имеют облицовочные
детали, штампуемые обычно путем глубокой вытяжки в несколько
переходов. Такие детали должны быть по возможности более про-
стой формы, причем необходимо обеспечить правильное соотно-
шение между поперечными размерами и глубиной детали, чтобы
при вытяжке максимальные напряжения в опасных сечениях не
превосходили предельного значения для штампуемого материала.
Помимо этого, необходимо выбрать оптимальные радиусы сопря-
жений отдельных поверхностей детали, Так, при вытяжке деталей
коробчатой формы за одну операцию радиус закругления в углах
вертикальных стенок должен быть не менее 0,2 высоты детали,
а радиус сопряжения вертикальных стенок и днища не менее 6—8
толщин штампуемого листа.
Возможность получения сложных деталей штамповкой во мно-
гом определяется пластическими свойствами металла, из которых
основными являются относительное удлинение, поперечное суже-
ние, предел прочности, предел текучести, отношение предела теку-
чести к пределу прочности, твердость.
Чем больше относительное удлинение, поперечное сужение и
меньше отношение предела текучести к пределу прочности, тем
большую глубину вытяжки за одну операцию обеспечивает мате-
риал.
279
Основным кузовным материалом в настоящее время является
тонколистовая холодно- или горячекатаная сталь с содержанием
углерода 0,05—0,15%. Значительное влияние на качество поверх-
ности деталей, получаемых глубокой вытяжкой, оказывает размер
зерна листового материала, оптимальное значение которого уста-
навливают в зависимости от толщины листа. Так, при толщине
листа 0,8—2 мм размер зерна должен быть 26—37 мкм, при тол-
щине листа 2—5 мм размер зерна 37—52 мкм. Уменьшение зерни-
стости приводит к снижению пластичности стали, увеличение
способствует образованию на поверхности деталей, полученных
глубокой вытяжкой, линий сдвига, недопустимых в кузовном про-
изводстве.
Условиям глубокой вытяжки наиболее полно отвечают кипя-
щие стали марок 0,8кп, Юкп, 15кп, 20кп, а также стали, стабили-
зированные различными нитридообразующими элементами — алю-
минием, ванадием, титаном. Например, сталь 08Ю, стабилизиро-
ванная алюминием, имеет относительное удлинение 44% и позво-
ляет штамповать самые сложные детали облицовки без образова-
ния линий сдвига.
Специфика кузовостроения определяет высокие требования
к качеству поверхности исходного листового материала. Отделка
поверхности листов должна быть достаточно высокой, чтобы обес-
печить хороший внешний вид кузова после нанесения тонкого деко-
ративного покрытия. Шероховатость поверхности неполирован-
ной холоднокатаной листовой стали достигает Ra = 0,63 мкм,
полированной Ra = 0,16 мкм при допуске на толщину листа
± (0,03—0,09) мм. Отделка поверхности листового материала
(особо высокая, высокая, повышенная, нормальная) определяется
в зависимости от декоративных требований к кузову.
В настоящее время около 50% кузовов тяжелых грузовых
автомобилей за рубежом изготовляют из алюминиевых сплавов.
Благодаря применению легких сплавов в кузовостроении примерно
на 10% снижается масса автомобиля и в ряде случаев не требуется
антикоррозионной защиты. Из отечественных алюминиевых спла-
вов для изготовления кузовов могут найти применение алюминий
АДМ, имеющий относительное удлинение 28%, алюминиево-мар-
ганцевый сплав АМцАМ (относительное удлинение 20%), алюми-
ниево-магниевый сплав АМгАМ (относительное удлинение 18%),
плакированный дюралюминий Д16АТ.
ГДля штамповки пригодны сплавы в отожженном состоянии,
обладающие повышенной пластичностью. Для изготовления
отдельных панелей кузовов возможно использование литейных
сплавов.
Детали кузовных конструкций из алюминиевых сплавов соеди-
няют с помощью клепки, сварки, склеивания, а также комбини-
рованными методами — склеиванием и точечной сваркой, склеи-
ванием и клепкой.
280
Клепка осуществляется в холодном состоянии с применением
заклепок также из алюминиевых сплавов, обладающих высокой
пластичностью, например из дюралюминия Д18П. Для получения
плотного герметичного соединения между панелями при клепке
укладывают тиоколовую ленту или синтетические смолы: послед-
ние после отверждения создают дополнительно клеевой шов, обес-
печивающий большую прочность соединения.
Все большее применение в кузовостроении находят пластмассы.
Применение пластмасс для изготовления кузовов позволяет зна-
чительно уменьшить массу, сократить в ряде случаев сроки техно-
логической подготовки производства новых изделий, улучшить
внешний вид машин, а также повысить коррозионную стойкость
кузовов в эксплуатации.
В настоящее время только в США в эксплуатации находится
более трех миллионов автомобилей с деталями из стеклопластика.
Известно много конструкций легковых автомобилей, кузова кото-
рых полностью или частично изготовлены из пластмасс. В грузо-
вых автомобилях, тракторах, автобусах из пластмасс изготовляют
кабины, кузова, а также отдельные детали облицовки — крылья,
надколесные дуги, боковые панели, капоты, крыши кабин и др.
Например, фирма «Молдерн Фиберглас Боди» (США) специали-
зируется на производстве кузовных конструкций из стеклопла-
стика и поставляет откидывающиеся кабины для грузовых автомо-
билей «Форд», крылья для грузовых автомобилей «Дженерал мо-
торе» мод. DFR-8000 и DLR-&00, кабины для грузовых автомо-
билей «Уайт» мод. 5000, а также детали кузова автобусов. Значи-
тельные работы по применению пластмасс для кузовов автомоби-
лей проводят в ГДР, Англии, Японии и других странах.
В Советском Союзе наиболее значительные конструкторско-
технологические работы в области пластмассового кузово-
строения для условий серийного и массового производства ве-
дутся в Центральном научно-исследовательском автомобильном
и автомоторном институте (НАМИ), на Брянском автомобильном
заводе и ряде других предприятий. Изготовлены эксперименталь-
ные образцы кузовов и кабин грузовых и легковых автомобилей,
которые проходят всестороннюю проверку.
Опыт изготовления и эксплуатации автомобилей и тракторов
с пластмассовыми кузовными конструкциями в нашей стране и за
рубежом показал, что в настоящее время из всех полимерных ма-
териалов наиболее подходящими являются стеклопластики.
Стеклопластики представляют собой композиционный материал
из стекловолокнистого армирующего наполнителя в виде стекло-
жгута, стеклоткани или рубленого стекловолокна пропитанного
синтетическими смолами.
Для пропитки стеклоарматуры используют различные синте-
тические смолы, обладающие высокой адгезией к стекловолокну,
Достаточной прочностью и жесткостью. Наиболее широко приме-
няют полиэфирные, фенолоформальдегидные и эпоксидные смолы.
281
Полиэфирные смолы имеют хорошую пропитывающую способ-
ность и отверждаются при введении специальных добавок в зави-
симости от температуры в течение нескольких минут или несколь-
ких часов.
Для холодного отверждения используют полиэфирную смолу
ПН-1 (100 вес. ч.), смешанную с отвердителем — гиперизом
(3 вес. ч.) и ускорителем НК (8 вес. ч.). Процесс отверждения стек-
лопластика с указанным связующим при температуре 18—20° С
продолжается 24 ч.
При использовании полиэфирных смол с отвердителями горя-
чего отверждения процесс полимеризации стеклопластика значи-
тельно ускоряется, и детали можно извлекать из формы уже через
несколько минут.
Для отверждения стеклопластиков на основе полиэфирных
смол не требуется давление прессования. Недостаткам полиэфир-
ных связующих является сравнительно большая усадка при отвер-
ждении, невысокая теплостойкость и горючесть.
Фенолоформальдегидные смолы придают стеклопластикам вы-
сокую термостойкость, позволяющую кратковременно выдержи-
вать температуру 1000° С и выше. Эти смолы полимеризуют при
температуре 170—180° С под давлением прессования.
Стеклопластики на основе эпоксидных смол обладают наиболее
высокой прочностью (в 1,5—2 раза превосходящей прочность
стеклопластиков на основе полиэфирных смол), но они менее техно-
логичны и значительно дороже последних.
Опытные партии кузовных деталей изготовляют обычно мето-
дом контактного формования в негативной форме. При этом методе
форму выкладывают стеклотканью, стекломатами и послойно про-
питывают полиэфирным или эпоксидным связующим. Один слой
стеклоткани гарнитурового переплетения дает стеклопластик тол-
щиной 0,3—0,35 мм, а один слой жгутовой ткани — толщиной 0,9—
1,4 мм.
Более совершенным и производительным является метод одно-
временного нанесения рубленого стекловолокна и связующего на-
пылением, однако прочность такого стеклопластика значительно
меньше, так как стекловолокно распределяется хаотично.
Высокое качество стеклопластика обеспечивается при исполь-
зовании метода вакуумной пропитки стеклоарматуры связующим.
В этом случае в вакуумную форму укладывают раскроенные листы
стеклоткани, после чего форму смыкают и осуществляют пропитку
связующим за счет разрежения, создаваемого вакуумным насосом.
Обычное направление пропитки — снизу вверх. При значитель-
ной вязкости связующего в дополнение к разрежению в форме
создают давление нагнетания в емкости со связующим.
Все перечисленные методы изготовления стеклопластиковых
кузовных деталей характеризуются высокой трудоемкостью,
затрудняющей их использование в серийном и массовом произ-
водстве.
282
В тех случаях, когда требуется получить высокую производи-
тельность, стеклопластиковые кузовные детали изготовляют на
прессах путем горячего формования под давлением. Для этой цели
создан рулонный полуфабрикат АП-66-151 из рубленого стекло-
волокна, пропитанного полиэфирной смолой с добавками мине-
рального наполнителя, красителя и других составляющих. Заго-
товки, вырезанные из данного полуфабриката, прессуют при на-
греве в пресс-формах. Для изготовления ненагруженных деталей
кузова может быть использован рулонный полуфабрикат
АП-65-101, содержащий отходы льняного производства, пропитан-
ные фенолоанилиноформальдегидной смолой с добавками.
Широкое распространение в последнее время получают термо-
пластичные материалы, армированные стекловолокном. Эти мате-
риалы можно выпускать в виде гранул или листов и перерабаты-
вать в изделия высокопроизводительными методами, характерными
для термопластов, — литьем под давлением или вакуумным формо-
ванием. Физико-механические свойства термопластичных стекло-
пластиков приближаются к стеклопластикам на основе термореак-
тивных смол.
§ 2. КУЗОВНЫЕ КОНСТРУКЦИИ
Кузовные конструкции колесных и гусеничных машин изготов-
ляют холодной штамповкой из листового проката с последующей
сборкрй отштампованных деталей с помощью сварки, клепки и дру-
гих технологических методов.
Основные детали кузовных конструкций колесных и гусенич-
ных машин, как уже отмечалось, имеют большие габаритные раз-
меры, отличаются сложностью формы и высоким качеством поверх-
ности. Указанные факторы определяют особенности технологиче-
ского процесса изготовления деталей кузова в каждом конкретном
случае.
Основными этапами технологического процесса изготовления
тонколистовых деталей являются получение листовой заготовки
и ее правка, формообразование детали, обрезка по контуру с опе-
рациями пробивки отверстий и отбортовки, контроль готовой
детали.
Содержание операций технологического процесса холодной
штамповки, применяемая технологическая оснастка и оборудова-
ние зависят от серийности производства.
Штучные заготовки из листа вырезают различными методами.
Заготовки простой прямоугольной формы вырезают на гильотин-
ных ножницах. Для вырезки штучных заготовок сложной формы
используют специальные вырубные штампы или дисковые нож-
ницы. Следует отметить, что определение размеров и геометриче-
ской формы листовых заготовок для последующей вытяжки пред-
ставляет в ряде случаев сложную задачу, часто решаемую опытным
путем.
283
При вырезке штучных заготовок большое значение приобретает
выбор оптимального варианта их размещения на листе или полосе
с тем, чтобы обеспечить максимальное использование металла и
соответственно минимальные отходы при резке или вырубке.
Листовые заготовки правят на листоправильных вальцах.
Качество правки проверяют с помощью линейки. Волнистость до-
пускается не более 2 мм на 1 м и стрела прогиба не более 1 мм на 1 м.
Операции формообразования являются наиболее сложными и
ответственными в технологическом процессе изготовления тон-
колистовых деталей кузова. В зависимости от конфигурации де-
тали при формообразовании применяют вытяжку, формовку или
гибку.
Детали наиболее сложной формы получают вытяжкой. Коли-
чество переходов вытяжки определяется соотношением геометри-
ческих размеров вытягиваемой детали и физико-механическими
характеристиками применяемого материала. Чем больше отноше-
ние глубины детали к ее поперечному размеру, а также чем больше
размеры фланца вытягиваемой детали, тем больше требуется пере-
ходов вытяжки. Практика показывает, что большинство деталей
кузовных конструкций автомобилей и тракторов при рациональ-
ных конструктивных формах могут быть вытянуты за одну опе-
рацию.
Наряду с вытяжкой в кузовостроении широко применяют фор-
мовку. При формовке происходят местные изменения формы заго-
товок, сопровождаемые местными изменениями толщины мате-
риала. Так, рельефную формовку используют для придания жест-
кости тонколистовым панелям большой протяженности. При этом
на поверхности детали формуют выступы, а также параллельные
или пересекающиеся ребра, образующие определенный рисунок
и значительно повышающие жесткость детали. Другими опера-
циями формовки являются пуклевка, при которой образуются
круглые выдавки небольших размеров (например, на деталях топ-
ливного бака), и разбортовка отверстий, при которой путем образо-
вания борта увеличивают периметр предварительно изготовлен-
ного отверстия.
Гибкой изготовляют несложные детали кузова и его каркаса.
Эффективна гибка при изготовлении различных профилей, служа-
щих для усиления элементов кузова. При проектировании опера-
ций гибки важным параметром, определяющим содержание техно-
логического процесса и конструкцию гибочных штампов, является
внутренний радиус гибки детали.
Максимальный радиус гибки, при котором деталь остается со-
гнутой, определяют по формуле
rmax = £S/(2oT),
где Е — модуль упругости при растяжении, МПа (кгс/мм3); S
толщина материала, мм; сгт — предел текучести, МПа (кгс/мм3)-
284
Минимально допустимые радиусы гибки могут быть определены
по формуле
rmin 2 \ 6	1J ’
где 6 — относительное удлинение.
Операции вытяжки, формовки и гибки осуществляют в штам-
пах, конструкция которых определяется конфигурацией изготов-
ляемой детали, содержанием операции штамповки и применяемым
оборудованием.
В условиях массового производства применяют высокопроиз-
водительные прессы с механизацией и автоматизацией процесса
штамповки. Прессы оборудуют механизмами подачи полосового
материала или штучных заготовок в зону штампа и механизмами
удаления деталей из штампов. Проводятся ’работы по внедрению
автоматических линий для штамповки отдельных деталей кузова.
Так, на Запорожском автомобильном заводе «Коммунар» создана
автоматическая линия для штамповки дверей. Аналогичные ра-
боты ведутся на Автомобильном заводе имени Ленинского комсо-
мола (АЗЛК) и Горьковском автомобильном заводе (ГАЗе). Для
условий массового производства характерно использование спе-
циальных штампов, совмещение операций, применение много-
рядной штамповки на одном прессе.
В условиях мелкосерийного производства применение специ-
альных штампов не рентабельно из-за высокой стоимости. В этих
условиях эффективным является поэлементная штамповка, при
которой контур детали, изогнутые участки и другие элементы
воспроизводят последовательно один за другим с использованием
для каждого участка универсального штампа или нормализован-
ного сменного инструмента. Кроме этого, находит широкое приме-
нение штамповка на универсальных штампах и штампах упрощен-
ной конструкции.
В условиях мелкосерийного и серийного производства пока-
зывают хорошие результаты вытяжные и формовочные штампы,
формообразующие поверхности которых изготовлены из пласт-
массовых композиций на основе эпоксидных смол. Эти штампы
можно быстро изготовлять без применения сложных копироваль-
ных станков путем отливки в простые формы из гипса, дерева,
пластилина или других легкообрабатываемых материалов. После
отливки формообразующие поверхности обычно не требуют допол-
нительной обработки, Трудоемкость изготовления пластмассовых
Деталей штампов в 5—6 раз меньше, чем металлических. Эти
Штампы имеют обычно металлический каркас с облицовочным слоем
толщиной 15—20 мм из эпоксидной композиции с железным по-
рошком в качестве наполнителя. Стойкость подобных штампов в за-
висимости от характера выполняемой операции, сложности и гео-
метрических размеров штампуемых деталей составляет 5—30 тыс.
285
штамповок. Примером удачного использования металлопластмас-
совых штампов может служить их применение для изготовления
деталей облицовки автомобилей «Чайка» Горьковским автомо-
бильным заводом.
Следующим этапом после формообразования является пробивка
отверстий и внутренних проемов (при необходимости) и обрезка
детали по контуру с целью удаления оставшегося после вытяжки
фланца. Операции пробивки отверстий можно частично совместить
с операциями формообразования и выполнять в комбинированных
штампах. Чаще всего эту операцию совмещают с обрезкой детали по
контуру и выполняют в одном штампе. Указанные варианты техно-
логического процесса характерны для массового производства.
В условиях мелкосерийного производства отверстия пробивают
в универсально-наладочных штампах, а детали обрезают по кон-
туру на гильотинных или дисковых ножницах.
Далее выполняют отбортовку отверстий, проемов и кромок на-
ружного контура деталей в формовочных штампах.
При окончательном контроле детали внешним осмотром убеж-
даются в отсутствии разрывов и трещин, гофров, царапин и зади-
ров на поверхности. Кроме этого, контролируют основные размеры
и правильность геометрической формы детали.
Сварка является основным технологическим методом выпол-
нения соединений при сборке кузовов. Прочность сварных соеди-
нений обычно не ниже, чем клепаных, они значительно менее тру-
доемки, более технологичны.
- При изготовлении кузовов используют разные способы сварки.
Наиболее широко применяют контактную (точечную и роликовую)
сварку, удельный вес которой при сборке кузовов составляет
70—80%. Кроме этого, применяют электродуговую автоматиче-
скую и полуавтоматическую в среде защитных газов (углекислого
газа, аргона), а также ручную дуговую и газовую сварку.
Процесс сварки осуществляется на сварочных машинах и уста-
новках, степень механизации и автоматизации которых опреде-
ляется серийностью выпуска изделий.
Свариваемые детали при сборке закрепляют в сварочных кон-
дукторах, которые оборудуют фиксаторами для базирования соеди-
няемых частей и пневматическими, гидравлическими или электро-
механическими зажимными устройствами для механизации за-
крепления. При конвейерной сборке указанные кондукторы разме-
щают на транспортных тележках.
В массовом производстве кузовные конструкции сваривают на
поточных и автоматических линиях с применением переносных
сварочных клещей и пистолетов, а также многоточечных сваро4'
ных машин, способных сваривать за один цикл более 100 точек.
В настоящее время для автоматизации сварки кузовов
нают применять роботы. Так, фирма «Дженерал моторе» (СШ(г(
с 1969 г. использует более 26 роботов «Юнимейт» для сварки КУ'
зова автомобиля «Вега».
286
Рис. 146. Линия'сварки кузова, обслуживаемая промышленными роботами «Юиимейт»,
и сварочная головка
Робот представляет собой пятиосный манипулятор, оснащен-
ный сварочной головкой для контактной сварки. Управление робо-
том осуществляется по программе, записанной на магнитном бара-
бане.
Установленные на рельсах вдоль линии сборочного конвейера
роботы по программе могут перемещаться, сваривая кузов в за-
данных точках. Точность перемещения сварочной головки состав-
ляет около 1,2 мм. Благодаря повороту руки манипулятора можно
сваривать изогнутые, скошенные и плоские поверхности деталей
кузова.
Последние конструкции роботов снабжены запоминающим
устройством для обучения. При обучении руку робота переме-
щают в требуемых направлениях, фиксируя моменты, где он дол-
жен вести сварку. Все движения исполнительного механизма авто-
матически записываются запоминающим устройством.
На рис. 146, слева показана линия сварки кузова, обслужи-
ваемая промышленными роботами «Юнимейт», справа — сварочная
головка, которой оснащены роботы.
В нашей стране также ведутся работы по созданию роботов.
Роботы являются эффективным средством автоматизации свароч-
ных работ при изготовлении кузовов в условиях серийного произ-
водства, так как их можно быстро переналаживать для сварки раз-
личных панелей кузова или кузовов разных моделей.
В серийном производстве нецелесообразно применять слож-
ные гидрофицированные сварочные кондукторы, так как здесь
используют упрощенную технологическую оснастку с ручной уста-
новкой и закреплением собираемых частей кузова.
При сборке небольших узлов применяют универсальные сва-
рочные машины, на переналадку которых требуется незначитель-
ное время. При больших габаритных размерах собираемых деталей
не всегда удается применять контактную сварку. В этих случаях,
а также при сварке деталей разной толщины целесообразно исполь-
зовать электродуговую сварку в среде углекислого газа. Для этой
287
цели созданы полуавтоматические сварочные агрегаты с автомати-
ческой подачей проволоки в зону сварки.
При сборке кабин тяжелых грузовых автомобилей, изготовляе-
мых в условиях серийного производства (автомобили с откиды-
вающейся кабиной), вначале отдельно сваривают подрамник, зад-
нюю часть кабины, переднюю часть со стойками ветрового стекла
и рамы дверей.
При сварке узлов используют зажимные приспособления; так,
при сварке подрамника в сварочном кондукторе закрепляют перед-
нюю раму, задний узел, рамы дверей и лонжероны. В данном при-
способлении указанные детали и подгруппы сваривают в несколь-
ких точках по периметру. После этого все зажимные приспо-
собления снимают и соединяемые элементы подрамника свари-
вают окончательно. Далее к подрамнику приваривают панели
пола кабины.
Общую сборку кабины выполняют в главном кондукторе, где
сваривают подрамник, задний узел, передний узел и крышу, обра-
зующие каркас кабины. Здесь также вначале все собранные узлы
прихватывают, а затем окончательно проваривают сварочными пи-
столетами с заданным шагом, который в зависимости от техниче-
ских условий на сборку колеблется в пределах 40—150 мм. Диа-
метр точек сварки обычно составляет 5 мм. При точечной сварке
необходимо строго контролировать силу тока и усилие, развивае-
мое электродами. Эти режимы технологического процесса сварки
устанавливают в зависимости от материала и толщины сваривае-
мых деталей.
Технологической особенностью изготовления кузовов из стек-
лопластиков является то, что детали получаются в процессе созда-
ния конструкционного материала, поэтому прочностные характе-
ристики стеклопластиковых деталей, изготовленных из одних
и тех же исходных компонентов, но разными технологическими
методами, существенно различаются. Так, прочность на разрыв
стеклопластиков, полученных прессованием в спаренных метал-
лических формах, почти в 2 раза превышает прочность стеклопла-
стиков, изготовленных контактным формованием. Это объясняется
разным соотношением стекловолокна и связующего в материале:
чем выше содержание стекловолокна, тем прочнее получаемый ма-
териал.
Стсклопластиковые кабины и кузова бывают цельнопластмас-
совые, пластмассовые с металлическим каркасом или отдельными
элементами и металлические с пластмассовыми деталями.
В цельнопластмассовых кузовах наиболее полно исполь-
зуются преимущества стеклопластиков. Эти кузова получаются
наиболее легкими с хорошей тепло- и звукоизоляцией. Большую
прочность имеют кузова из трехслойных панелей, в которых на-
ружную и внутреннюю оболочки изготовляют из стеклопластика,
а пространство между ними заполняют самовспенивающимся пено-
288
эм
Рис. 147. Примеры армирования стеклопластико-
вых деталей металлическими элементами
пластом. Подобные панели
с успехом применяют при
изготовлении фургонов-
рефрижераторов.
В качестве срединного
слоя могут быть исполь-
зованы соты из стекло-
пластика, соединенные
с оболочками склеиванием.
Пространство внутри сот
также можно заполнять
вспененными пластмасса-
ми. Подобные конструкции
отличаются большой жест-
костью и высокой прочностью, однако имеют высокие трудоемкость
и стоимость изготовления, что ограничивает их применение.
Часто стеклопластиковые кабины и кузова снабжают металли-
ческими элементами (основанием, стойками, дугами из различных
профилей), выполняющими роль каркаса, к которому прикреп-
ляют пластмассовые панели.
В отдельных случаях стеклопластики или другие пластмассы
применяют для изготовления наиболее сложных панелей металли-
ческих кузовов. Это касается прежде всего наиболее часто изме-
няемых деталей кабины или кузова.
При конструировании крупногабаритных деталей кузова из
стеклопластика необходимо учитывать технологические условия
их изготовления. Детали не должны иметь острых углов, так как
формование их затруднено, и в этих местах возможно появление
брака. Радиусы сопряжения должны быть не менее двух толщин
панели.
Для извлечения деталей из пресс-форм боковые поверхности их
должны иметь уклоны не менее 3°. На боковых поверхностях не
допускаются поднутрения и ребра жесткости, препятствующие
извлечению деталей из формы.
Если детали изготовляют в пресс-формах с нагревом, то жела-
тельно, чтобы толщина панелей была примерно одинаковая. Это
обусловлено тем, что время выдержки детали в форме зависит от ее
толщины.
При армировании стеклопластиковых деталей металлические
элементы следует вводить во внутренние слои стеклопластика,
размещая их между слоями стеклоткани или стекломатов.Примеры
заделки металлической арматуры в стеклопластик показаны на
рис. 147. При изготовлении стеклопластиковых деталей металли-
ческая арматура должна надежно фиксироваться в форме.
В случае армирования стеклопластика горячего отверждения
металлическими деталями при нагревании конструкции вследствие
усадки пластмассы в процессе полимеризации, а также вследствие
разных коэффициентов линейного расширения стеклопластика и
1/аЮ п/р Н. М. Капустина	289
Рнс. 148. Комбинированные соединения стеклопластиковых панелей:
а, б — клеевинтовые; а — клеесварное
металла возникают остаточные напряжения, которые могут при-
вести к короблению и возникновению трещин.
Поверхности форм перед формованием стеклопластиковых
.деталей покрывают разделительным составом для предотвращения
приклеивания 'детали к форме. После формования разделитель-
ный состав смывают с поверхностей деталей растворите-
лями.
Сборку кабин и кузовов осуществляют путем склеивания стек-
лопластиковых панелей, а также применяют механические или
комбинированные способы соединения.
При склеивании панелей используют эпоксидный клей, кото-
рый заполняет неровности в месте соединения, благодаря чему
получается хороший внешний вид и почти не требуется механиче-
-ская обработка после склеивания. Применяют жидкие клеи холод-
ного или горячего отверждения. В серийном производстве при-
меняют клеи в виде ленты, которая размягчается при на-
греве.
Соединяемые детали устанавливают в сборочные приспособле-
ния, в которых предусматриваются устройства для прижатия
склеиваемых поверхностей и их прогрева. Чем больше поверхность
склеивания и меньше толщина клеевого слоя, тем выше прочность
.клеевого соединения.
Недостатком клеевых соединений является снижение проч-
ности при действии вибраций, поэтому для наиболее ответственных
конструкций применяют комбинированные соединения, где по-
мимо склеивания детали дополнительно закрепляют винтами, за-
290
Рнс. 149. Кабина трактора Т-220 из
стеклопластика;
1 — место склейки по контуру окна; 2 —
усилитель; 3 — наружная панель; 4 — пе-
нополиуретан; 5 — внутренняя панель
клепками, болтами или точечной
сваркой. На рис. 148, а—впока-
заны подобные комбинирован-
ные соединения.
Крепление пластмассовых
деталей кузова к металлическим
элементам каркаса обычно осу-
ществляется с помощью резьбо-
вых или заклепочных соедине-
ний. При этом под винты или
заклепки следует ставить металлические шайбы с увеличенным
наружным диаметром, что повышает прочность соединения.
На рис. 149 показана кабина трактора Т-220 из стеклопластика,
спроектированная и изготовленная на Брянском автомобильном
заводе. Кабина имеет хороший внешний вид, улучшенный обзор,
хорошо гасит вибрации и снижает шум, более удобна для води-
теля.
На этом же заводе из стеклопластика изготовляют крышу ка-
пота, топливный бак, пол кабины, щиток прибора и другие детали
трактора Т-220.
Пластмассовая кабина имеет две оболочки: наружную толщи-
ной 3 мм и внутреннюю толщиной 2 мм. Пространство между обо-
лочками заполнено поролоном толщиной 25 мм, обладающим хоро-
шими тепло- и звукоизоляционными свойствами.
В конструкции кабины имеются усилители из профильного
проката. Места установки дверных петель и крепления кабины
к полу армированы металлическими пластинами, которые зафор-
мованы в стеклопластик.
Панели соединяют эпоксидным клеем. Кроме этого, в местах
склеивания оболочки кабины и усилители дополнительно стяги-
вают алюминиевыми заклепками диаметром 4—5 мм и самонаре-
зающими винтами. Благодаря этим мероприятиям была обеспечена
высокая жесткость и прочность кабины. В результате масса ма-
шины уменьшилась на 500 кг.
Детали кабины изготовляют контактным способом в негатив-
ных формах для отработки конструкции и оценки ее работоспособ-
ности.
В настоящее время в отечественной промышленности разра-
ботаны процессы механизированного изготовления деталей кузо-
вов из стеклопластиков для условий серийного производства, по-
этому в ближайшие годы следует ожидать более широкого приме-
нения стеклопластиков при изготовлении кузовов серийных ма-
шин.
291
§ 3. РАМЫ
Технологический процесс изготовления рамы включает изготовле-
ние продольных балок—лонжеронов, поперечин—траверс и их
сборку.
Лонжероны рам в зависимости от конфигурации либо изготов-
ляют из проката, либо штампуют в гибочных штампах. Из проката
целесообразно изготовлять прямые лонжероны без изгиба в про-
дольном сечении. В поперечном сечении эти лонжероны могут
иметь форму швеллера постоянной высоты, прямоугольную или
коробчатую, образованную сваркой различного проката. Лонже-
роны переменного сечения по длине, а также имеющие изгиб в про-
дольном направлении получают гибкой на мощных прессах в штам-
пах.
При серийном производстве колесных и гусеничных машин за-
готовки лонжеронов вырезают из листового материала гильотин-
ными или дисковыми ножницами. При толщине листовой стали
более 10 мм целесообразно применять газовую резку. Для этой
цели используют газорезательные машины, работающие по копи-
рам-щитам или копирам-чертежам. Точность резки на гильотинных
и дисковых ножницах находится в пределах 7—9-го класса, точ-
ность газовой резки на машинах от ±0,5 до ±1 мм.'
Листовой прокат до резки, а также вырезанные заготовки перед
гибкой подвергают правке на листоправильных многовалковых
машинах (с 5—13 валками). Число валков и их диаметр выбирают
в зависимости от толщины листа. Верхние и нижние валки листо-
правильных машин располагают в шахматном порядке, благодаря
чему обеспечивается многократная местная пластическая деформа-
ция. Скорость правки составляет 6—13 м/мин.
Для штамповки лонжеронов заготовки нагревают до 850° С
и гибку ведут в горячем состоянии, обычно без прижима заготовки.
В массовом производстве используют специальные гибочные
штампы для левых и правых лонжеронов. В условиях серийного
производства более целесообразно использование переналаживае-
мых штампов, чтобы в одном штампе изготовлять правые и левые
детали рамы, а также детали других рам.
На рис. 150 показан поперечный разрез переналаживаемого
штампа для гибки лонжеронов в горячем состоянии. Матрица
штампа выполнена из сменных поворотных блоков 10, закрепляе-
мых на столе 8 пресса, расстояние между которыми регулируют
прокладкой 9. Пуансон, состоящий из опоры 3 и сменной поворот-
ной головки 4, установлен на верхней плите 2 пресса. Заготовку 6
лонжерона при штамповке подают в зону штампа с помощью пнев-
матического толкателя 11 до упора в установочный узел 5. При
рабочем ходе ползуна 1 пресса выполняется гибка лонжерона
с П-образной формой поперечного сечения. Для удаления отштам-
пованного лонжерона из матрицы имеются пневматические вы-
талкиватели 7 и экстрактор 12.
292
Рис. 150. Поперечный разрез переналажи-
ваемого штампа для гибки лонжеронов
Для штамповки в этом же
штампе лонжеронов, симмет-
ричных предыдущим, блоки
матрицы переворачивают и ме-
няют местами, а головку пуан-
сона только поворачивают на
180° относительно продольной
оси. Подобные штампы состоят
обычно из нескольких секций,
что позволяет собрать штампы
различной длины.
Отштампованные лонжероны после выталкивания
подаются на накопитель для остывания. При этом
из штампа
необходимо
следить за тем, чтобы они не покоробились. Далее лонжероны
подвергают нормализации и правке по стенке и верхней полке на
гидравлических прессах для правки.
Механическая обработка лонжеронов включает обычно фрезе-
рование полок и сверление отверстий под заклепки для сборки
рамы. Фрезерование полок осуществляется на специальных или
продольно-фрезерных станках. Для обработки используют ци-
линдрические фрезы с длиной рабочей части до 600 мм, что позво-
ляет обрабатывать изгиб лонжерона обычного типа или два прямых,
лонжерона.
Ввиду значительной длины лонжерона его закрепляют при
фрезеровании гидрофицированными прижимами в нескольких точ-
ках по длине. По мере подхода фрезы к месту закрепления рычаги
разжимаются, освобождая путь фрезе.
Для усиления отдельных частей к лонжеронам приваривают
или приклепывают составные пластины, ребра жесткости или от-
дельные элементы из профильного проката.
Отверстия в лонжеронах и поперечинах под заклепки для
сборки рамы сверлят в массовом производстве на специальных
много шпиндельных сверлильных станках, в серийном производ-
стве эту операцию чаще всего выполняют на радиально-сверлиль-
ных станках по накладным кондукторам.
Поперечины, кронштейны и другие детали рамы изготовляют
из профильного проката или листового материала путем гибки
в штампах и последующей сварки. При изготовлении рам приме-
няют в основном газовую сварку и электродуговую в среде угле-
кислого газа. Практика показывает, что усталостная прочность,
сварных швов ниже усталостной прочности основного металла..
Так, по данным Государственного научно-исследовательского
института автомобильного транспорта (НИИАТ), усталостная
прочность сварных швов составляет 66% прочности основного
металла при газовой сварке и 82% при электродуговой в среде
10 П/р Н. М. Капустина	293
Рис. 151. Пресс-скоба для клепки
рамы
углекислого газа. Учитывая, что
рамы работают в условиях знако-
переменных нагрузок, более целе-
сообразно применять электродуговую
сварку в среде углекислого газа.
Не следует допускать, чтобы
сварочные швы располагались на
близком расстоянии один от дру-
гого или пересекались, так как
в условиях динамических нагрузок
такие соединения будут ненадеж-
ными.
Поперечины из отдельных элемен-
тов сваривают в приспособлениях —
сварочных кондукторах, определя-
ющих взаимное расположение дета-
лей при сварке.
Основную конструкцию рамы обычно собирают методом клепки,
который широко применяют для сборки узлов, подверженных
большим динамическим нагрузкам.
Для сборки лонжеронов с поперечинами используют сборочные
стенды, оснащенные устройствами для установки в определенное
положение отдельных элементов рамы, их закрепления и выполне-
ния заклепочных соединений.
Установку заклепок в ранее просверленные отверстия осущест-
вляют обычно вручную. При диаметре стальных заклепок до 14 мм
в большинстве случаев используют холодную клепку. Для получе-
ния качественного соединения длина заклепки должна быть больше
толщины соединяемого пакета на 1,3—1,6 диаметра стержня за-
клепки в зависимости от формы замыкающей головки. Шаг закле-
пок принимают равным 4—6 диаметрам заклепок.
При диаметре стальных заклепок более 14 мм их устанавли-
вают в горячем состоянии. Температура нагрева стальных закле-
пок 1050—1100° С. Для клепки рам обычно используют подвесные
гидравлические прессы-скобы, питаемые от насосной станции или
пневмогидравлического усилителя.
На рис. 151 приведена конструкция пресса-скобы, имеющей
сдвоенный гидроцилиндр диаметром 175 мм. Насосная станция
обеспечивает рабочее давление в гидроцилиндре 6 МПа, что соз-
дает усилие клепки на штоке около 0,28 МН (28 тс). Этого усилия
достаточно для образования замыкающей головки стальной за-
клепки диаметром 12 мм в холодном состоянии.
Стенд для сборки рам оборудуют обычно несколькими подоб-
ными скобами, установленными на стойках и снабженными проти-
вовесами.
Усилие (кгс), необходимое для образования головок стальных
заклепок при холодной клепке, рассчитывают по эмпирической
формуле	р = кф(/1>75ов°’75,
294
где /гф — коэффициент, зависящий от формы замыкающей головки
(для сферической головки /?ф = 28,6); d — диаметр стержня за-
клепки, мм; ов—предел прочности материала заклепки,
кгс/мм2.
При клепке заклепок в горячем состоянии усилие принимают
равным 65—80 кН на 1 см3 поперечного сечения стержня за-
клепки.
После сборки производят контроль основных размеров рамы
и ее геометрической формы, а также обработку отдельных плати-
ков и отверстий для присоединения агрегатов и узлов машины при
общей сборке.
10*
9
ГЛАВА
ТЕХНОЛОГИЯ
СБОРКИ И ИСПЫТАНИЯ
УЗЛОВ И АГРЕГАТОВ
ГУСЕНИЧНЫХ
И КОЛЕСНЫХ МАШИН
Сборка —завершающий и наиболее ответственный этап произ-
водственного процесса машиностроительного предприятия, пра-
вильность построения которого оказывает решающее влияние на
качество и надежность выпускаемых машин.
Основными требованиями технологии сборки к конструкции
гусеничной или колесной машины являются следующие: разделе-
ние машины на независимые сборочные единицы (узлы); ограничен-
ность длины кинематических цепей; наличие сборочных баз; удоб-
ство сборки и разборки машины; отсутствие пригоночных работ
или обработки «по месту»; наличие на деталях технологических
элементов, облегчающих установку различных сборочных и кон-
трольных приспособлений; наличие специальных устройств (крю-
ков, мест для установки рым-болтов и т. д.) для подъема и транс-
портирования тяжелых деталей, узлов и агрегатов.
Технические требования, предъявляемые к сборке, зависят от
конструкции и условий эксплуатации машины. В них указывают
предельно допустимые посадки в соединениях (максимальные и
минимальные зазоры и натяги); допуски на расстояние между
отверстиями или валами, на непараллельность осей отверстий в раз-
личных плоскостях, на неточность отверстий; допустимое радиаль-
ное и осевое биение соединяемых между собой узлов; требуемую
плотность или герметичность соединений; условия контроля соб-
бранных узлов и агрегатов.
Сборку узлов, подгрупп и групп, представляющих собой неза-
висимые сборочные единицы, осуществляют параллельно на не-
скольких линиях или постах. В пределах каждой сборочной еди-
ницы, а также при общем монтаже машины сборку выполняют в
в строгой последовательности, согласно принятому технологиче-
скому процессу. Сборку каждой сборочной единицы начинают со
сборки базовой детали (узла или группы), которую предвари-
тельно устанавливают на специальный стенд или в специальное
приспособление.
На предприятиях, изготовляющих гусеничные и колесные ма-
шины, в зависимости от конструкции, трудоемкости и программы
выпуска изделий применяют непоточную и поточную сборку.
296
Детали изготовляют с некоторой погрешностью относительно
номинальных размеров и форм. Допускаемые при проектировании
машин упрощения и неточности также способствуют накоплению
ошибок в собранных механизмах. Сумма всех погрешностей (произ-
водственных и конструктивных) определяет неточность сборки,
неточность звеньев механизма. Границы допустимых погрешно-
стей при сборке машины определяют, пользуясь теорией размерных
цепей.
§ 1. СБОРКА ТИПОВЫХ И ХАРАКТЕРНЫХ УЗЛОВ
Сборка узлов с подшипниками качения. В гусеничных и колесных
машинах применяют в основном однорядные шариковые и роли-
ковые подшипники с наружным диаметром 25—250 мм. Кроме
этого, в коробках передач и различных планетарных механизмах
применяют роликовые подшипники без наружных колец, а также
игольчатые.
Долговечность подшипниковых узлов зависит от рациональной
конструкции, правильного выбора посадок и соблюдения техни-
ческих требований монтажа подшипников на вал и в корпус.
Конструкция узла и характер посадки зависят от типа, раз-
мера и класса точности подшипников условий, работы, угловых
скоростей, величины, направления и характера действующих
нагрузок. Посадки выбирают по ГОСТ 3325—55*, по которому
также определяют основные требования к сопрягаемым с подшип-
ником поверхностям валов и отверстий корпусов.
Установленные в агрегат валы должны легко и без вибраций
вращаться в подшипниках, иметь радиальное и осевое биение в за-
данных пределах и занимать точное положение относительно основ-
ных баз корпуса. Выполнение этих технических требований зави-
сит от точности выбора посадки и обработки посадочных поверхно-
стей валов и корпусов, а также от регулировки подшипников.
Легкое вращение узла в подшипниках качения обеспечивается
радиальным зазором, который может быть начальным, посадоч-
ным и рабочим. Подшипники средних размеров обычной точности
изготовляют с начальным зазором 5—25 мкм. Сопряжение подшип-
ников с валом и корпусом осуществляется по неподвижным посад-
кам, что вызывает изменение диаметров беговых дорожек в резуль-
тате деформации колец после напрессовки и уменьшение началь-
ного радиального зазора и даже защемление тел качения. И то и
другое может явиться причиной преждевременного выхода под-
шипника из строя.
Приближенно считают, что уменьшение зазора составляет
(0,55-г-0,6) 6 при запрессовке внутреннего . и (0,65 -5-0,7) 6 при
запрессовке наружного кольца в корпус (здесь 6 — номинальный
натяг в сопряжении подшипника с валом).
При работе узла нагреваются сопряженные с подшипниками
детали, что приводит к изменению размеров, и в подшипнике обра-
297
зуется рабочий зазор, который должен быть больше минималь-
ного зазора, определенного по техническим условиям на сборку.
Точность посадочных поверхностей вала и корпуса влияет на
правильность работы и надежность сопряжения подшипника с ва-
лом и корпусом. Особое влияние оказывает геометрическая погреш-
ность формы посадочной поверхности, которая копируется коль-
цами подшипника, искажает форму беговых дорожек и приводит
к неравномерности радиального зазора в подшипнике. Изменение
формы беговой дорожки и неравномерный радиальный зазор яв-
ляются причинами вибраций при работе узла. Появление вибра-
ций связано также с погрешностью взаимного расположения поса-
дочных поверхностей, их радиальным и осевым биением, несовпа-
дением осей основных отверстий корпуса и биением остальных вра-
щающихся деталей узла
Сборка подшипниковых узлов состоит из следующих операций:
расконсервация подшипников; контроль подшипников; посадка
подшипников на вал или в корпус; контроль узла; установка узла
в агрегат.
На сборочный участок подшипники поступают, как правило,
в упаковке, покрытые предохранительной смазкой, которую необ-
ходимо удалить перед сборкой. Для удаления смазки подшипник
тщательно промывают в 6 %-ном растворе минерального масла
в бензине или в горячем (75—85° С) антикоррозионном растворе
(1% триэтаноламина, 0,15—0,2% нитрата натрия, 0,02—0,1 % сма-
чивателя ОП, остальное вода). При расконсервации мелких под-
шипников можно применять ультразвуковую очистку. После про-
мывки подшипники обдувают сжатым воздухом для удаления ка-
пель жидкости.
Контроль перед сборкой необходим для проверки соответствия
параметров подшипников паспортным данным и выявления дефек-
тов, возникновение которых возможно во время транспортирова-
ния и хранения. После очистки подшипник должен легко и равно-
мерно вращаться без заедания, с незначительным шумом. Для
этого подшипник удерживают за внутреннее кольцо в горизон-
тальном положении, вращая наружное. Внешним осмотром выяв-
ляют забоины, коррозию и трещины. Подшипники высокой и по-
вышенной точности проверяют при помощи дефектоскопии.
Размеры, геометрическую погрешность формы и взаимное рас-
положение поверхностей под подшипники контролируют на участ-
ках механической обработки.
Монтаж подшипников осуществляют методами силового или
теплового воздействия. При посадке подшипников в узел усилие
следует прикладывать к кольцу, которое устанавливают с натягом.
Во избежание перекосов прикладываемое усилие должно равно-
мерно распределяться по всему торцу кольца, что достигается
применением специальных оправок (рис. 152, а—г). Запрессовку
осуществляют на прессах при помощи переносных приспособлений,
или ударами молотка. Если запрессовывают оба кольца, то усилие
298
Рис. 152. Оправка для запрессовки подшипников
прикладывают одновременно к торцам обоих колец с использова-
нием специальной оправки (рис. 152, в).
Усилие запрессовки (кгс) определяют по формуле
Р = бф/£лВ/(2У),
где 6ф — фактический натяг, мм; /— коэффициент трения (при
напрессовке / = 0,1-ь0,15, при снятии кольца / = 0,15^-0,25);
Е — модуль упругости, кгс/мм2; В — ширина напрессовываемого
кольца, мм;
[(1- (d/d0)p ’
здесь d0 d 4- (Р — d)/4; d — номинальный диаметр внутреннего
кольца, мм; D — наружный диаметр подшипника, мм.
Монтаж подшипников облегчается при использовании метода
теплового воздействия. Подшипник нагревают в течение 15—
20 мин в масляной ванне с электрическим подогревом до темпера-
туры 80—90° Сив горячем виде устанавливают на вал. Для полной
компенсации натяга при тепловом расширении подшипника раз-
ность температур сопрягаемых деталей должна быть А/ > б/а d,
где а — коэффициент линейного расширения (для стали а =
= 1,1 • 10-5). Температура нагрева подшипников не должна пре-
вышать 100° С, так как возможно ухудшение механических свойств
материала. Если при нагреве подшипника натяг не компенсируется,
то дополнительно охлаждают вал.
Метод охлаждения особенно целесообразен при запрессовке
подшипника в корпус, так как наружное кольцо имеет меньшую
жесткость, и при значительных натягах возможен его перекос.
Охлаждают детали перед сборкой до температуры — 75° С в термо-
статах с сухим льдом.
При монтаже необходимо, чтобы сторона подшипника, на кото-
рой нанесено заводское клеймо, была направлена наружу; особое
299
внимание следует обращать на чи-
стоту рабочего места, сборочных
приспособлений и сопрягаемых де-
талей.
Собранный подшипниковый узел
контролируют при помощи приспо-
собления, снабженного индикато-
рами (рис. 153). После напрессовки
подшипник должен вращаться легко,
равномерно, без заедания и с не-
значительным шумом. Плотность
прилегания торца кольца к бурту
или заплечику проверяют щупом.
После напрессовки кольца упорного
подшипника на вал с помощью ин-
дикатора проверяют отсутствие осе-
вого биение беговой дорожки, а
также плотность его прилегания
к заплечику вала.
Конические роликоподшипники,
служащие опорами для длинных ва-
лов или валов, подверженных значи-
тельному нагреву, а также воспринимающих осевые нагрузки,
располагают так, чтобы при осевом перемещении вала элементы
подшипника не защемлялись. Монтаж конических роликопод-
шипников выполняют раздельно: внутреннее кольцо с роликами
и сепаратором напрессовывают на вал, а наружное кольцо уста-
навливают в корпус.
Некоторую особенность имеет монтаж игольчатых и роликовых
некомплектных (без колец) подшипников, у которых рабочей
является поверхность вала и внутренняя поверхность сопря-
женной с ним детали. Иглы или ролики в беговом зазоре во избе-
жание перекосов должны располагаться так, чтобы суммарный
зазор по начальной окружности составлял 1,5—2 мм. Радиальный
зазор в этих подшипниках для диаметров валов 25—100 мм нахо-
дится в пределах 20—130 мкм, а торцовый зазор между телами ка-
чения и ограничительными кольцами не более 200 мкм.
Такие подшипники монтируют несколькими способами в зави-
симости от конструкции узла. Если торец подшипника открыт, то
тела качения вводят в зазор между валом и корпусом до набора
всего комплекта. Если торцы закрыты, то сборку выполняют с по-
мощью монтажного валика 1 (рис. 154), диаметр которого на 0,1—
0,2 мм меньше диаметра собираемого вала 3. Чтобы тела качения не
выпадали из зазора, наносят тонкий слой консистентной смазки.
После этого собранную группу вставляют в корпус 2 и вводят
вал 3.
Комплектные игольчатые и роликовые подшипники устанавли-
вают в корпус с помощью прессов. Прессы с приспособлениями,
300
обеспечивающими надежное ба-
зирование собираемых деталей
(рис. 155, а и б), следует ис-
пользовать для установки под-
шипников во всех случаях,
когда позволяют габаритные
размеры изделия. Подшипник 2
и корпус 1 при сборке базируют
при помощи ступенчатой оправ-
ки (рис. 155, а), что исключает
перекос сопрягаемых деталей.
В случае затруднения базиро-
1	3	2
Рис. 154. Сборка узлов с игольчатыми под-
шипниками
вания собираемых деталей, например при запрессовке наружного
кольца роликоподшипника (рис. 155, б), в конструкции приспо-
собления должна быть предусмотрена возможность самоустановки
кольца при сборке. В приспособлении на рис. 155, б направля-
ющая 5 предотвращает перекос наружного кольца роликоподшип-
ника 7 при запрессовке в корпус 8.
Если габаритные размеры не позволяют устанавливать изделие
на стационарном прессе, применяют переносные пневматические
или гидравлические приспособления.
Наиболее ответственной операцией при сборке узлов с под-
шипниками качения является регулирование осевых зазоров. На
работу подшипников влияет не только их тщательная установка
на вал и в корпус, но также точность регулирования радиальных
зазоров. Измерение радиальных зазоров в собранном подшипнико-
вом узле затруднено, поэтому после сборки чаще всего измеряют
осевые зазоры по перемещению вала с напрессованным внутрен-
Рис. 155. Установка наружных колец подшипников в корпус:
а — шарикового; б — роликового; 1, 8 — корпуса; 2, 7 — подшипники
(наружные кольца); 3, 6 — надставки; 4 — центрирующий стакан; 5 —
направляющая
301
Рис. 156. Схема для определения радиаль-
ного зазора конического роликоподшипника
ним кольцом относительно на-
ружного кольца подшипника.
Осевые и радиальные зазоры
в подшипниках связаны опре-
деленнымисоотношениями. Так,
осевой зазор в однорядном ша-
рикоподшипнике
С = 2г/(2r - d0) е,
где г — радиус беговой дорож-
ки, мм; d0 — диаметр шарика,
мм; е — радиальный зазор, мм.
Зная осевой зазор, который измеряют индикатором, можно вы-
числить радиальный. Для контроля установки подшипников ис-
пользуют таблицы зазоров, учитывающие связь между радиаль-
ными и осевыми зазорами в зависимости от размеров подшипников.
Для конических роликоподшипников радиальные и осевые
зазоры также связаны соотношениями, которые можно определить
по схеме на рис. 156:
С = ctg ₽, е = 2С tg р.
Осевой зазор в радиально-упорных подшипниках регулируют
осевым смещением наружного кольца, которое достигается уста-
новкой прокладок под крышки подшипников, применением под-
шлифованных колец или регулировочных винтов и гаек. Толщину
прокладок или размеры установочного кольца определяют после
предварительной сборки узла без прокладок или с заведомо более
широким установочным кольцом. Затягивая крышку до появления
заметного торможения вала, которое наступает после выбора всего
осевого зазора, замеряют зазор между торцом крышки и корпусом
и с учетом требуемого зазора определяют толщину прокладок или
ширину установочного кольца. При регулировании зазоров под-
шипников винтами или гайками их также предварительно за-
вертывают до появления заметного торможения вала, а затем
отвертывают на угол
Ф = С 3607Р,
где С — осевой зазор в подшипнике; Р— шаг резьбы регулировоч-
ного винта или гайки.
После этого винт или гайку стопорят.
Правильный выбор предварительного натяга контролируют по
значению момента, обеспечивающего прокручивание вала с собран-
ными подшипниками. Момент определяют при помощи динамоме-
трического ключа.
Более полную и точную регулировку предварительного натяга
в узлах конических подшипников можно обеспечить заменой жест-
кой промежуточной втулки с прокладками на упругую эластич-
302
ную втулку, что предусматривается в конструкциях редукторов
ведущих мостов некоторых автомобилей. При затяжке подшипни-
ков эластичная втулка (с гофром) деформируется и длина ее сокра-
щается.
Сборка узлов с подшипниками скольжения. Посадку втулок
в корпуса подшипников выполняют по 2, 2а и 3-му классу точности.
Втулки устанавливают с использованием оправок на прессах или
с применением метода охлаждения, который особенно целесооб-
разен при установке тонкостенных втулок в массивные корпусные
детали. Применяют также посадку втулок с зазором на клею.
Во избежание перекосов при запрессовке втулки должны быть
точно центрированы относительно отверстий в корпусе, что дости-
гается применением специальных приспособлений. Внутреннюю
поверхность втулки после запрессовки подвергают тонкому раста-
чиванию, развертыванию, калиброванию уплотняющими оправ-
ками или шариками, а также раскатыванию. Последний метод обра-
ботки не рекомендуют применять для металлокерамических втулок,
так как при этом закрываются их поры. Соосно расположенные
втулки после запрессовки растачивают за одну установку или раз-
вертывают удлиненной или насадной разверткой. Окончательной
обработке поверхности скольжения предшествует сверление отвер-
стия для подвода смазки. Если втулки имеют упорные бурты, то их
подрезают при растачивании отверстий за одну установку для
обеспечения строгой перпендикулярности.
В зависимости от отношения толщины S к наружному диаметру
D втулки подразделяют на толстостенные (S/D = 0,065-^0,095)
и тонкостенные (S/Z) = 0,025-^0,045).
Тонкостенные втулки (вкладыши) находят широкое применение
в двигателях колесных и гусеничных машин. Их изготовляют из
биметаллической ленты, при этом металлическую ленту толщиной
1—2,5 мм покрывают антифрикционным сплавом толщиной 0,4—
0,9 мм. Вкладыши фиксируют от перемещения при помощи отштам-
пованных в их теле шпор или усов, которые входят в соответству-
ющие углубления гнезд расточки.
Вкладыши выполняют взаимозаменяемыми; посадочные гнезда
под них обрабатывают по 1-му классу точности; конусность и
овальность не больше 0,01—0,015 мм на 100 мм диаметра. Пра-
вильность формы вкладышей контролируют по краске в специ-
альном приспособлении под стандартной нагрузкой, при этом
средняя часть вкладышей должна быть окрашена не менее 90%,
а остальные не менее чем на 75%. При посадке тонкостенных
вкладышей в гнезда создают натяг, обеспечиваемый тем, что
края вкладыша выступают над плоскостью стыка на определен-
ную величину. Обычно вкладыши двигателей подбирают с натя-
гом 0,05—0,12 мм. Натяг определяют по возвышению вкладыша
над плоскостью разъема (рис. 157):
б = 4/г/л.
303
Рис. 157. Установка вкладыша Bj-нездо:
а — в свободном состоянии; б — в прижа-
том состоянии
Затяжкой гаек создают прес-
совую посадку вкладыша в
гнезде. В этих условиях кон-
троль возвышения вкладыша
над плоскостью разъема приоб-
ретает особое значение, так
как от этого зависит плотность
прилегания вкладыша к гнез-
ду. При малой высоте не обес-
печивается плотное прилегание, что приводит к ухудшению
теплоотдачи от вкладыша к корпусу. При большой высоте вы-
ступающих краев может произойти деформация вкладышей.
Сборка зубчатых и червячных передач. К узлам и агрегатам
с зубчатыми и червячными передачами предъявляют ряд техни-
ческих требований: обеспечение заданных кинематической точ-
ности и плавности работы; обеспечение нормального прилегания
зубьев по длине и высоте профиля (норма контакта зубьев), обес-
печение оптимальных зазоров и минимального биения; регули-
рование подшипников качения и скольжения по данным чер-
тежа; равномерность и плотность затяжки всех резьбовых соеди-
нений; поступление масла во все смазываемые точки; отсутствие
течи масла через уплотнения и места стыков.
Агрегат после сборки должен быть обкатан и испытан, при
этом передачи должны работать плавно, без шума и перегрева
подшипников и масла.
Эти требования успешно выполняются при точно изготовлен-
ных деталях передачи и качественной сборке. Процесс сборки
состоит из комплектовки передачи деталями, сборки валов с зуб-
чатыми или червячными колесами и подшипниками, установки
собранных валов в корпус, регулировки и проверки зацепления
между зубьями, контроля правильности и легкости переключе-
ния зубчатых колес в коробках передач.
Зубчатые (червячные) колеса устанавливают на центрирующие
поверхности вала при легких и средних нагрузках с посадками
А А
при средних и тяжелых нагрузках с ударами и вибра-
д д д
циями — с посадками — , —,	, в коробках передач — с по-
А А А
садками -=-,	При этом зубчатые колеса на центрирующие
поверхности устанавливают на прессах или вручную при помощи
специальной мягкой оправки и молота. Выбор метода определя-
ется типом производства, характером посадки и размером колес.
Зубчатые и червячные колеса, устанавливаемые на валы со зна-
чительными натягами, следует напрессовывать только на прессах
с применением специальных приспособлений, которые обеспе-
чивают точное направление колеса и устраняют его перекос на
посадочной шейке.
304
Рис, 158. Схема контроля биения зубчатых колес, установленных:
а — иа призмах; б — в центрах; 1,9 — плиты; 2 — призмы; 3 — вал; 4 — зубчатое
колесо; 5 — контрольный ролик; 6 — индикатор для замера радиального биения;
7 — осевой упор; 8 — индикатор для замера торцового биения; 10 — центры
При установке зубчатых колес наиболее часто встречаются
следующие погрешности: качание колеса на шейке вала, ра-
диальное биение зубчатого венца, торцовое биение и неплотное
прилегание колеса к упорному буртику вала и перекосы в шпо-
ночных соединениях.
Собранный узел проверяют на качку легким обстукиванием
напрессованного колеса мягким или протектированным молотком.
Плотность прилегания к упорному буртику определяют щупом.
Радиальное и осевое биение контролируют на индикаторных
приспособлениях с базированием вала на призмах (рис. 158, а)
или в центрах (рис. 158, б). Один индикатор устанавливают у торца
колеса, а другой у цилиндрического калибра (ролика), уложен-
ного во впадину зуба. Поворачивая колесо и переставляя ка-
либр на три-четыре зуба, определяют по обоим индикаторам тор-
цовое и радиальное биение колеса на валу. Разница в показаниях
индикаторов не должна выходить за пределы, допускаемые тех-
ническими условиями на сборку. Обычно радиальное биение до-
пускается в пределах 25—75 мкм. Это биение может быть умень-
305
шено поворотом колеса после распрессовки (если позволяет кон-
струкция узла) на некоторый угол относительно первоначаль-
ного положения. Торцовое биение допускается обычно в преде-
лах 100—150 мкм.
В крупносерийном производстве качество посадки колеса на
вал можно контролировать на индикаторном приспособлении,
обкатывая собранный узел с эталонным колесом. При вращении
собранного узла неточности зацепления вызывают перемещение
эталона, которое отмечается индикатором. Одновременно можно
определять торцовое биение зубчатого колеса.
При установке валов с зубчатыми колесами в корпус обычно
зацепление удовлетворяет техническим требованиям, если все
элементы собранного узла выполнены в пределах допусков.
Однако и при этом условии могут возникнуть дефекты зацепления
в результате неблагоприятного сочетания отклонений, каждое
из которых находится в пределах допуска. Наиболее типичными
дефектами зацепления являются увеличенный зазор между зубь-
ями по всему венцу в результате положительного отклонения
расстояние между осями отверстий корпуса и наибольшего от-
рицательного отклонения толщины зубьев; недостаточный зазор
между зубьями по всему венцу при наименьшем предельном рас-
стоянии между осями и наибольшей предельной толщине зубьев;
неравномерный зазор между зубьями как результат эксцентрич-
ности зубчатого венца относительно оси вращения и неравномер-
ной толщины зубьев одного из колес; торцовое биение зубчатого
колеса в результате перекоса осей отверстий колеса и корпуса.
Эти дефекты можно ликвидировать подбором колес, заменой од-
ного из них и другими мероприятиями.
При установке собранных узлов в корпус проверяют обяза-
тельно правильность зацепления каждой пары сопряженных
колес. Проверка заключается в измерении бокового зазора, оп-
ределении характера зацепления и плавности хода.
Гарантированным боковым зазором называют наименьшее
расстояние между профильными поверхностями смежных зубьев
сопряженных колес, которое обеспечивает свободный поворот
одного колеса при неподвижном втором. Гарантированный бо-
ковой зазор назначают в зубчатом зацеплении для компенсации
температурных деформаций узла. Основным видом сопряжения
зубчатых колес является сопряжение с нормальным гаранти-
рованным зазором, которое обозначается X. Допускается из-
менять нормы гарантированного бокового зазора и применять
одно из следующих сопряжений: С — с нулевым, Д — с умень-
шенным и Ш — с увеличенным гарантированным зазором.
Гарантированный боковой зазор цилиндрических зубчатых
колес контролируют в сечении, перпендикулярном направлению
зубьев в плоскости, касательной к основным цилиндрам двух
сопряженных колес, при помощи щупа, если в корпусе преду-
смотрены специальные окна, или при помощи индикаторного
306
приспособления (рис. 159). На
валу одного из зубчатых колес
закрепляют поводок 3 длиной Л,
конец которого упирается в нож-
ку индикатора 2, установлен-
ного на корпусе или плите.
Второе колесо удерживается
от вращения фиксатором. По-
ворачивая поводок в том или
другом направлении, опреде-
ляют величину мертвого хода
в зацеплении с учетом разницы
длины поводка L и радиуса на-
чальной окружности.
В некоторых случаях боко-
вой зазор можно замерять непо-
средственно индикатором /, за-
ключенным в коробку и укре-
пленным винтом или струбци-
ной на корпусе узла. Ножку
индикатора прижимают к зубу
колеса в точке, расположенной
примерно на радиусе началь-
ной окружности. Другое ко-
лесо удерживают от провора-
чивания и при покачивании
свободного колеса непосредст-
венно определяют гарантиро-
ванный боковой зазор.
Правильность зацепления
зубьев контролируют по краске,
которую наносят тонким слоем
на профиль зубев одного из ко-
лес передачи. Вращая зубчатую
пару в направлении рабочего
движения, определяют по пят-
ну контакта характер приле-
гания рабочих профилей зубьев.
В цилиндрических зубчатых
передачах прилегание рабочих
поверхностей считается норма-
льным, если отпечаток полу-
чается в средней части профиля
зуба и занимает не менее 50%
его длины и высоты (рис.
160, а—г). Если характер при-
легания зубьев в передаче от-
личается от нормального, узел
Рис. 159. Схема проверки бокового зазора
в зацеплении зубчатых колес
Пятно
Рис. 160. Характеристика прилегания зубьев
при различном положении парных колес:
а — зацепление правильное; б — межосе-
вое расстояние больше нормального; в —
межосевое расстояние меньше нормального;
г — перекос
307
ff)
Рис. 161. Положение пятиа контакта при'об-
катке вперед и назад на зубе гипоидной и
прямозубой ведомой конической шестерни
и направление осевого перемещения колес
разбирают и подбором зубча-
тых колес и корпуса добива-
ются получения нужного за-
цепления.
Регулирование зацепления
конических передач из-за пере-
менной толщины зубьев яв-
ляется довольно трудоемкой
операцией и требует особого
внимания. Зубчатые конические
колеса необходимо устанавли-
вать так, чтобы их образу-
ющие пересекались в одной
точке. Правильность сборки
проверяют в зацеплении с эта-
лонным колесом. Обеспечить пересечение образующих в одной
точке можно только при условии, если оси посадочных по-
верхностей будут пересекаться в одной точке и располагаться
под заданным углом. Как в цилиндрических, так и в конических
зубчатых передачах процесс сборки должен обеспечивать не-
обходимый боковой зазор и контакт рабочих поверхностей зубьев.
В сопряжении конических зубчатых колес гарантированный
боковой зазор контролируют по нормали к боковым поверхностям
зубьев большого основания делительного конуса щупом или
индикатором.
Боковой зазор и контакт между зубьями регулируют при
помощи шайб, устанавливаемых между торцами колес и валов.
Изменение толщины шайб вызывает сближение или удаление
зубчатых колес.
Контакт рабочих поверхностей зубьев проверяют по краске.
Правильной считают пригонку зубчатых колес, при которой от-
печаток располагается у узкого конца зуба. Объясняется это
тем, что при действии нагрузки в результате деформации зубьев
характер контакта изменится и рабочие поверхности будут со-
прикасаться на большей площади, которая будет приближаться
к утолщенной части зуба. При такой регулировке зацепления
улучшается приработка зубьев и равномернее воспринимаются
рабочие нагрузки. Если' при сборке отпечаток располагается
в другом месте, то путем перемещения ведомого или ведущего
колеса добиваются улучшения зацепления.
Основные виды отпечатков краски при неправильном зацеп-
лении гипоидных конических колес показаны на рис. 161, а,
конических колес с прямыми зубьями на рис. 161, б. По располо-
жению этих отпечатков можно определить основные погрешности
308
сборки передачи и пути их устранения. На рис. 161, в стрелками
обозначены зубчатые колеса, которые подлежат перемещению
при регулировке, а также направление этого перемещения.
Порядок сборки червячных передач аналогичен порядку
сборки зубчатых. Сначала собирают червячные колеса, если они
составные, затем устанавливают их на вал, после этого в кор-
пусе собирают червяк и червячное колесо.
Червячное колесо собирают напрессовкой венца на ступицу
с помощью пресса или приспособления в холодном или нагретом
состоянии до упора в бурт. Затем сверлят отверстия и нарезают
в них резьбу для стопоров, ввертывают стопоры и раскернивают
их. Венец со ступицей обычно сопрягаются с посадками — или
А
так как эти посадки незначительно деформируют венец.
После этого колесо проверяют на биение венца в центрах на оп-
равке. Сборку червячных колес на валах и проверку осущест-
вляют так же, как сборку цилиндрических.
При сборке червячных передач необходимо обеспечить нор-
мальный боковой зазор и хороший контакт соприкасающихся
рабочих поверхностей зубьев.
Гарантированный боковой зазор между сопряженными бо-
ковыми поверхностями витка червяка и зубьев колеса определяют
по нормали к боковым поверхностям. Непосредственно замерить
этот зазор трудно, поэтому его определяют обычно по углу <р
свободного поворота червяка при закрепленном червячном
колесе:
_ О,Н5СП
1 qm sink cosaAn ’
где С„ — боковой зазор в зацеплении, мкм; q = d/m (здесь d —
диаметр делительного цилиндра червяка, мм; т — осевой модуль,
мм); X—угол подъема витка червяка на делительном цилиндре
(tg X = z/q, здесь г—число заходов червяка); адп—профиль-
ный угол прямобочной рейки, сцепляющейся с эвольвентным чер-
вяком в нормальном сечении.
Угол поворота измеряют при помощи переносной градуи-
рованной шкалы или индикаторами 1, 3 и рычагами 2, 4 по схеме,
показанной на рис. 162. В этом случае для определения угла сво-
бодного поворота необходимо показания индикатора 3 разделить
на длину рычага 4.
Правильность взаимного расположения червяка и червяч-
ного колеса в передаче определяют по характеру отпечатка
(рис. 163, а—в). Краску наносят на винтовую поверхность чер-
вяка, вводят его в зацепление с червячным колесом и медленно
проворачивают, получая отпечатки на зубьях червячного колеса.
Относительные размеры пятна контакта по длине зуба опреде-
ляют отношением расстояния между крайними точками следов
309
Рис. 162. Схема замера бокового зазора
в червячном зацеплении с помощью инди-
каторов
Рис. 163. Проверка зацепления по отпечат-
ку на зубьях червячного колеса:
а — смещенное вправо; б — смещенное вле-
во; в — правильное
прилегания за вычетом разрывов, величиной больше модуля,
к полной длине зуба, а по высоте — отношением средней высоты
пятна контакта к рабочей высоте зуба в процентах. При правиль-
ном зацеплении червяка краска должна покрывать поверхность
зуба червячного колеса не менее чем на 60% по длине и высоте.
Узлы глобоидных червячных передач собирают так же, как
передач с цилиндрическим (архимедовым) червяком. При сборке
глобоидных передач необходимо совместить среднюю плоскость
I—I червяка с осью колеса, а также среднюю плоскость червяч-
ного колеса с осью червяка (рис. 164, а, б).
Сборку начинают с установки и регулирования положения
червяка в корпусе. Собранный узел червяка устанавливают
в корпус без регулировочных прокладок и торцовую крышку
поджимают винтами для выборки осевых зазоров в подшипниках.
Отклонение оси червячного колеса от средней плоскости чер-
вяка определяют с помощью шаблона и эталонного валика,
устанавливаемого в отверстия под опоры червячного колеса,
Рис. 164. Проверка положения глобоидного червяка относительно оси червячного колеса:
а — шаблонами; б — индикаторным приспособлением
310
или с помощью специального индикаторного приспособления
(рис. 164, б) при вертикальном расположении оси.
Шаблон устанавливают на базовые шейки червяка и прижи-
мают к базовому торцу, измеряют расстояние между валиком
и шаблоном, а также между торцами корпуса и крышки, сумма
этих размеров за вычетом осевого зазора в подшипниках опре-
деляет толщину набора прокладок. После установки прокладок
осевой зазор в подшипниках обеспечивает положение средней
плоскости червяка относительно оси червячного колеса в пре-
делах допуска.
Точность расположения червячного колеса относительно оси
червяка определяют по пятну контакта, как для червячных
передач с цилиндрическим червяком. Пятно контакта на зубьях
червячного колеса должно располагаться по всей рабочей высоте
зуба и занимать по ширине не менее Vlo и не более Vs ширины
венца. Пятно контакта на червяке должно располагаться по всей
высоте в средней части на протяжении двух-трех витков.
Гарантированный боковой зазор определяют так же, как
в червячных передачах (см. рис. 162, а).
Плавность хода собранных зубчатых и червячных, передач
проверяют обычно провертыванием собранного узла от руки.
Для объективной оценки плавности хода лучше использовать
динамометры, динамометрические или специальные упругие ключи.
Собранные передачи должны вращаться плавно, без толчков и
заклинивания. Если зазор в зацеплении не соответствует техни-
ческим условиям на сборку или зубчатые колеса вращаются не
плавно, заклиниваясь при различных положениях, то узел раз-
бирают, подбирают новую пару и опять производят сборку.
Сборка уплотнений. В гусеничных и колесных машинах приме-
няют большое количество уплотнений, конструкции которых
зависят от условий работы узла и предъявляемых к нему требо-
ваний. При работе с жидкой смазкой применяют манжетные
уплотнения, а при работе с консистентной — войлочные и лаби-
ринтные.
Вращающиеся валы уплотняют самоподжимными манжетами
из маслостойкой резины, которые прижимаются к поверхности
вала кольцевой спиральной пружиной, охватывающей манжету
снаружи. Для создания герметичности в стыке манжету необ-
ходимо ставить на свинцовые белила или на карбональный клей.
Манжету устанавливают в корпус запрессовкой с использованием
приспособлений, имеющих направляющий конус. При установке
внутреннюю поверхность манжет необходимо покрывать смазкой,
а уплотняющую кромку направлять в сторону подшипника.
Войлочные уплотнения, а также уплотнения из фетра, ас-
беста, пробки и т. д. применяют для уплотнения узлов, работа-
ющих при скоростях менее 5 м/с. Перед установкой войлочные
кольца необходимо пропитать маслом, нагретым до температуры
80—90° С. Вал или промежуточная втулка должны иметь шеро-
311
ховатость поверхности Ra < 0,32 мкм. Кольцо надевают на вал
и вводят в отверстие при помощи плоской выколотки, поджим
кольца, величина которого оказывает влияние на срок службы
уплотнения и герметичность соединения, осуществляется раз-
личными способами.
Герметичность лабиринтных уплотнений обеспечивается ре-
гулированием зазоров между выступами и впадинами, для чего
в конструкции узла предусматривают радиальное или осевое
перемещение одной из деталей. Зазоры проверяют щупом или
при помощи мягкого материала типа пластилина, который закла-
дывают перед сборкой в нескольких местах впадин. После раз-
борки узла определяют толщину деформированного слоя.
Полости высокого давления в подвеске машин уплотняют
при помощи манжет и упругих поршневых колец. Манжеты и
кольца из маслостойкой резины вводят в канавки поршня при
помощи монтажных конусов, как при сборке уплотняющих
манжет подшипниковых узлов. Сборке чугунных поршневых
колец предшествует подбор комплектов с одинаковой упругостью,
которую определяют на приборе по значению силы, сжимающей
кольцо до заданных пределов. При установке в канавку кольца
разводят специальными щипцами на строго определенную вели-
чину, чтобы не произошло перенапряжение материала.
При сборке двигателей, коробок передач и других узлов
машин для герметизации и уплотнения плоскостей разъема ши-
роко применяют твердые прокладки (паронитовые, асбестовые,
картонные и др.) и уплотнительные пасты или замазки. Несмотря
на простоту установки и высокое качество уплотнения, твердые
прокладки имеют недостатки: при их изготовлении требуются
специальные штампы, что приводит к большому расходу дорого-
стоящего материала; плоскости разъема необходимо обрабатывать
с высоким классом точности и шероховатости поверхности. Пасты
и замазки не обеспечивают качественного уплотнения плоскостей
разъема из-за незначительной когезионной прочности.
В последнее время как в нашей стране, так и за рубежом раз-
работаны упругие жидкие прокладки, представляющие вязко-
текучие композиции на основе высокомолекулярных веществ
(каучуков, смол)с добавкой наполнителя, пластификатора и рас-
творителя. При температуре 17—25° С они хорошо растекаются
по поверхности, заполняя все неровности, образуют сжимаемую
эластичную пленку ил'и вязкий слой, обладающий стойкостью
к маслу, бензину, не вызывают коррозии металлов, обеспечивают
водо- и воздухонепроницаемость. Такие прокладки, наносимые
только на одну поверхность плоскости разъема методом экстру-
зии или с помощью кисти, широко применяют для уплотнения
различных узлов машин. Их можно использовать в сочетании
с твердыми прокладками. Для этих целей можно рекомендовать
высыхающую жидкую прокладку — герметик 14ТЭП-1. Герметик
представляет собой вязкотекучую композицию, которая при
312
температуре 15—25° С после испарения растворителя образует
прочную резиноподобную пленку. Жидкая прокладка отвержда-
ется в зазоре между плоскостями и предохраняет уплотняемое
соединение от проникновения воды, слабых кислот и утечки
воздуха. Пленка сохраняет прочностные свойства при темпера-
туре от —70 до +70° С.
§ 2. СБОРКА АГРЕГАТОВ
МЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИИ
Основными агрегатами механической трансмиссии являются для
гусеничной машины: главный фрикцион, коробка передач, ме-
ханизмы поворота и бортовые передачи; для колесной машины:
сцепление, коробка передач, раздаточная коробка, карданные
валы и ведущие мосты. Для привода специальных устройств
и механизмов в трансмиссию гусеничной машины встраивают
промежуточный редуктор, а в трансмиссию колесной машины
коробку отбора мощности.
При сборке главного фрикциона, состоящию из дисков трения
с наружными и внутренними зубьями, внутреннего и наружного
барабанов, нажимного диска, подшипниковой и поводковой ко-
робок, фланца с зубчатым венцом, ведущего шкива и зубчатого
венца, необходимо обеспечить, чтобы в выключенном положении
наружный барабан свободно проворачивался от руки; выклю-
чение фрикциона было плавным, без заклинивания и заедания;
торцовые и радиальные биения были минимальными; дисбаланс
был в пределах, допустимых техническими условиями; сальнико-
вые уплотнения надежно удерживали смазку в подшипниках.
Главный фрикцион собирают из предварительно собранных
узлов и деталей, как правило, на одном рабочем месте. Основ-
ными узлами являются подшипниковая и поводковая коробки.
Ввертываемые в подшипниковую коробку шпильки, пред-
варительно подобранные в комплект, проверяют на перпенди-
кулярность при помощи угольника, свободного прохождения
их через отверстия внутреннего барабана или свободного сопря-
жения противоположных резьбовых концов с отверстиями на-
жимного диска и раскернивают каждую в трех точках.
Собранную подшипниковую коробку устанавливают в приспо-
собление шпильками вверх и на них надевают пружины, под-
бираемые предварительно по жесткости; затем устанавливают
внутренний барабан, на который надевают промытые в обезжи-
ривающем растворе и просушенные сжатым воздухом диски
трения. Диски должны надеваться свободно. После установки
нажимного диска и выставки наружных зубьев сжимают пружины,
проверяют толщину комплекта, устанавливают стопорные планки.
Собранный комплект устанавливают в контрольное приспо-
собление для контроля радиального и торцового биения под-
шипниковой коробки по поверхности, сопрягаемой с поводко-
11 П/р. Н. М. Капустина	313
циона и зазор между поводковой
Рис. 165. Диски сцепления колесной
машины:
а — ведомый; б — нажимной
вой коробкой. Если бие-
ние превышает допусти-
мое техническими требо-
ваниями, от комплект раз-
бирают, диски трения
поворачивают на некото-
рый угол и комплект со-
бирают вновь. По отвер-
стию в подшипниковой ко-
робке подбирают уплотни-
тельные кольца с зазором
по сопрягаемой поверх-
ности.
Собранный пакет глав-
ного фрикциона устана-
вливают на стенд, предна-
значенный для проверки
правильности работы узла,
замеров хода и торцового
биения поводковой ко-
робки, а также торцовых
и радиальных биений по-
верхностей внутреннего
барабана, на которые пос-
ле испытаний устанавли-
вают зубчатый венец и
ведущий шкив.
Перед включением
стенда проверяют свобод-
ный ход поводковой ко-
робки, ход главного фрик-
обкой и внутренним бара-
баном. Испытанный и приработанный фрикцион поступает на
окончательную сборку.
Окончательную сборку и регулировку сцепления колесной ма-
шины выполняют при соединении коробки передач с двигателем.
Сцепление состоит из маховика с зубчатым венцом, устанавли-
ваемого на фланец коленчатого вала; ведомого диска сцепления;
нажимного диска с кожухом; выжимного подшипника и вилки
выключения сцепления. Рассмотрим сборку ведомого диска сцеп-
ления и нажимного диска с кожухом.
Ведомый диск сцепления (рис. 165, а) собирают в такой по-
следовательности: к ведомому диску 1 в сборе с кольцом демпфера
приклепывают фрикционные накладки 4, устанавливают пружины 2
314
демпфера и при помощи заклепок соединяют остальные детали
ведомого диска со ступицей сцепления 3.
Собранный узел контролируют на торцовое биение фрикцион-
ных накладок, которое должно быть не более 0,5 мм, и балан-
сируют. Дисбаланс, допустимое значение которого 25 г-см, устра-
няют установкой трех грузиков, кроме этого, контролируют
угол поворота ведомого диска относительно ступицы и момент
трения демпфера. При действии на ступицу момента, равного
450 Н-м, угол поворота ее должен бытьв пределах 1°30'—2°30',
при этом поворот ступицы должен начинаться при моменте 10—
50 Н-м.
Нажимной диск 7 с кожухом 6 (рис. 165, б) собирают на при-
способлении с пневматическим приводом, обеспечивающим сжа-
тие пружин 5. Регулировочный размер 9,8 ±0,1 мм обеспечи-
вается приспособлением. Соединение нажимного диска с кожу-
хом и регулировка положения рычагов 8 осуществляются при
помощи гаек 10, которые навертывают на конец вилки 9 вруч-
ную. Регулировать и контролировать положение рычагов необ-
ходимо прикладывая к концу рычага нагрузку 20—25 Н. После
выдерживания размера 40,2 ± 0,5 мм гайки стопорят пласти-
нами 11.
Собранный узел осматривают и балансируют. Дисбаланс
более 50 г-см устраняют высверливанием отверстий диаметром
13,8 мм в бобышках нажимного диска.
Собранные узлы ведомого и нажимного дисков передают
на участок сборки двигателя с коробкой передач.
К агрегатам, предназначенным изменять силу тяги на гусе-
ницах (или крутящий момент на ведущих колесах) и скорость
машины в соответствии с сопротивлением движению при посто-
янных крутящем моменте и частоте вращения коленчатого вала
двигателя, работающего в оптимальном эксплуатационном ре-
жиме; осуществлять задний ход машины при неизменном направ-
лении вращения коленчатого вала; обеспечивать холостую ра-
боту двигателя при прогреве и коротких остановках; передавать
мощность двигателя на различные исполнительные механизмы,
относятся коробка передач, раздаточная коробка и коробка
отбора мощности. По принципу действия эти агрегаты имеют
много общего, и их различие заключается только в конструктив-
ном оформлении или компоновке.
Основные элементы этих агрегатов — картер, узлы первич-
ного, промежуточного и главного валов, блок шестерен заднего
хода (для коробок передач) и механизм переключения передач.
Общую сборку перечисленных здесь агрегатов осуществляют
из предварительно собранных и отрегулированных сборочных
единиц, принятых контролерами ОТК. Все агрегаты после об-
щей сборки должны удовлетворять следующим основным техни-
ческим требованиям: при обкатке под нагрузкой шум шестерен
должен быть равномерным, валы должны вращаться свободно,
11*	315
Рис. 166. Приспособление для регулировки
зазора в конических подшипниках проме-
жуточной опоры:
1 — корпус; 2,5 — подшипники; 3 — про-
межуточная опора; 4 — регулировочные
прокладки; 6 — шайба; 7 — ключ; 8 —
гайка
без заедания и заклинивания;
переключение подвижных ше-
стерен или муфт синхрониза-
торов должно быть плавным,
без заеданий, на полную дли-
ну зуба; течь смазки через уп-
лотнения валов, опор, крышек,
пробок и плоскости разъема
не допускается, температура нагрева картера и опор, имеющих
подшипники и сальниковые уплотнения, не должна превышать
80° С.
При сборке коробок передач необходимо обеспечить правиль-
ное нейтральное положение подвижных шестерен или муфт син-
хронизаторов, а также их равные ходы включения в обе стороны
и полное включение. Нейтральное положение шестерен и муфт
обеспечивается регулировкой приводов управления, а положе-
ние неподвижных шестерен — установкой мерных колец. В ко-
робках передач гусеничных машин положение вилок переключе-
ния фиксируется с помощью замков.
Одной из причин течи масла через уплотнения валов коробки
передач может быть значительное биение трущихся поверхностей
вала и неточное изготовление и сборка сальников всех уплот-
нений. Течь масла через плоскости разъема может быть устра-
нена затяжкой болтов.
Главный и промежуточный валы коробки передач гусеничной
машины в зависимости от передаваемого крутящего момента мо-
гут быть установлены на три опоры. Средняя опора имеет два
конических роликоподшипника, от точности регулировки которых
в большой степени зависят осевые зазоры вала, поэтому до уста-
новки подшипников на вал регулируют зазор между беговой до-
рожкой кольца и роликом в специальном приспособлении (рис. 166)
путем изменения толщины прокладок между торцами внутренних
обойм. Зазор контролируют при помощи щупа.
Кроме регулировки зазоров в конических подшипниках
средней опоры, при сборке главного вала коробки передач гу-
сеничной машины регулируют муфты переключения и синхро-
низаторы скоростей. Сборку и регулировку муфт переключения
и синхронизаторов выполняют в приспособлении.
Окончательная сборка коробки передач гусеничной машины
упрощается тем, что картер состоит из двух половин: передней
и задней, соединяемых по плоскости, проходящей через оси глав-
ного и промежуточного валов. Перед сборкой картер раскрывают
316
на две половины и переднюю устанавливают на сборочный стенд,
у всех узлов и деталей проверяют наличие клейм годности и окон-
чательного контроля, отсутствие забоин, заусенцев, коррозии
и загрязнений, очищают и продувают сжатым воздухом. Сборку
коробки передач можно разделить на следующие этапы: установка
шпилек в переднюю половину картера; монтаж шестерни зад-
него хода; установка главного и промежуточного валов и мон-
таж механизма управления; накрытие задней половиной; мон-
таж первичного вала; регулировка зацепления и испытания на
стенде.
Перед установкой шпилек все отверстия под шпильки смазы-
вают суриком или белилами, шпильки подбирают так, чтобы
они входили в гнезда с натягом, и завертывают до упора.
Шестерню заднего хода монтируют в сборе с подшипниками
и промежуточной втулкой между бобышками картера, которые
предварительно могут быть нагреты. Шестерня должна вращаться
свободно, без заеданий.
При установке главного и промежуточного валов в опоры
контролируют плотность прилегания гнезд подшипников с по-
мощью щупа и проверяют свободное проворачивание валов и
зубчатых колес. При установке главного вала монтируют меха-
низм переключения передач, для чего вилки с сухарями вводят
в кольцевые проточки муфты и колец синхронизаторов и валики
вилок направляют в соответствующие отверстия передней по-
ловины картера. На выступающие концы валиков надевают
втулки, которые одновременно входят в отверстия картера, уста-
навливают сальниковые уплотнения, хомуты, удерживающие
валики от осевого перемещения, и рычаги с указателями.
Переднюю половину картера накрывают задней, вводят при-
зонные болты и устанавливают первичный вал в сборе с гнездом
горловины. При помощи прокладок под бурт гнезда горловины
регулируют зацепление конических зубчатых колес по краске,
на выступающие концы шпилек накладывают стопорные планки,
завертывают гайки. Для лучшей герметизации плоскости разъема
перед установкой задней половины картера по плоскости передней
половины прокладывают две шелковые нити.
Собранную коробку передач заполняют маслом и направляют
на испытания, при которых контролируют выполнение техниче-
ских условий.'После испытаний проверяют затяжку гаек динамо-
метрическим ключом и отгибают стопорные планки на грани гаек.
Масло из картера коробки передач сливают и коробку промы-
вают.
Ведущие мосты колесных машин собирают из сборочных еди-
ниц. Посадочные и сопрягаемые поверхности деталей мостов при
сборке смазывают маслом, посадочные места сальниковых уплот-
нений и прокладки — пастой или нитрокраской, а рабочие кромки
сальниковых уплотнений — солидолом. Основными сборочными
единицами ведущих мостов являются главная передача, картер
317
ведущего моста, поворотный кулак (для переднего ведущего моста),
ступицы колес в сборе с тормозными барабанами и полуоси.
Главная передача тяжелых машин, как правило, представляет
собой двойной редуктор с коническими и цилиндрическими ше-
стернями. Конические шестерни имеют спиральные зубья, а ци-
линдрические— прямые или спиральные. Дифференциал кони-
ческий с четырьмя сателлитами. В картер ведущего моста запрес-
совывают кожухи полуосей.
Главная передача переднего ведущего моста состоит из кор-
пуса ведущей конической шестерни в сборе, ведущей цилиндри-
ческой шестерни, дифференциала и картера главной передачи.
Окончательную сборку главной передачи выполняют на сбо-
рочном стенде, где закрепляют базовую деталь — картер. Сборка
включает следующие этапы: монтаж корпуса ведущей конической
шестерни, установку ведущей цилиндрической шестерни, регу-
лировку зацепления конических колес, установку ведомой ци-
линдрической шестерни в сборе с дифференциалом, регулировку,
обкатку и окраску.
Общую сборку переднего ведущего моста осуществляют на
сборочных стенде или конвейере. Базовый узел (картер в сборе
с кожухами полуосей) после закрепления на стенде продувают
сжатым воздухом, на базовую площадку набивают порядковый
номер моста и ввертывают до упора шпильки крепления шаро-
вых опор и редуктора главной передачи. Шпильки устанавливают
на пасте. Дальнейшая сборка состоит из следующих этапов:
установка и крепление шаровых опор и редуктора главной пере-
дачи; установка полуосей и цапфы поворотного кулака в сборе
с тормозными колодками; установка ступиц колес в сборе с тор-
мозными барабанами и регулировка зазора между колодками
и тормозным барабаном; присоединение рулевых тяг; обкатка;
регулировка и окончательная установка тяги рулевой трапеции.
Собранный передний мост передают на участок испытаний.
При испытаниях проверяют шум в главной передаче, течь
масла через сальниковые уплотнения, прокладки и раковины,
температуру нагрева картера. После испытаний сливают масло
и мост передают на окраску.
§ 3. ИСПЫТАНИЯ АГРЕГАТОВ ПОСЛЕ СБОРКИ
В процессе изготовления агрегатов гусеничных и колесных машин
важное место занимает контроль качества, которое проверяют
путем проведения испытаний. Качество машин и ее отдельных
агрегатов характеризуется способностью выполнять заданные
функции с установленными показателями, основными из которых
являются технические, технологические, экономические и эсте-
тические.
Качество деталей проверяют по ходу технологического про-
цесса механической обработки при выполнении контрольных опе-
раций. При этом контролируют точность выдерживаемых размеров
318
й йзаимного расположения поверхностей, а также геометрические
погрешности формы. Таким образом, на сборочные участки должны
поступать только качественные детали, однако при транспорти-
ровании и хранении возможно появление забоин, коррозии и
повреждения поверхностей. Эти дефекты выявляют на сборочных
участках перед установкой деталей на машину внешним осмотром.
На сборочных участках контролируют также узлы и изделия,
поступающие от предприятий-смежников.
В процессе сборки узлов и агрегатов машины, особенно при
выполнении регулировочных работ, точность затяжки ответ-
ственных резьбовых соединений, легкость и плавность поворота
зубчатых зацеплений, а также различные зазоры в соединениях
проверяют на рабочем месте. Однако в процессе сборки узла может
возникнуть необходимость выполнения контрольных операций,
требующих значительных затрат времени и наличия специального
оборудования и аппаратуры. В этом случае контрольные опера-
ции выполняют на специальных рабочих местах, встраиваемых
в сборочную линию. В условиях поточного производства продол-
жительность выполнения контрольных операций должна быть
согласована с тактом сборочной линии.
Заключительным этапом производственного процесса являются
испытания изделий. При испытаниях проверяют правильность
сборки, правильность функционирования различных элементов
управления и блокировки, соответствие техническим требова-
ниям, а в ряде случаев определяют необходимые характеристики.
Испытания собранных изделий,, как правило, выполняют на
специальных испытательных участках. Такая организация испы-
таний обусловлена их продолжительностью (например, коробку
передач обкатывают в течение 2—5 мин на каждой передаче),
появлением дополнительного шума и загрязнением окружающего
пространства отработанными продуктами, особенно при испы-
таниях двигателей или собранной машины.
Испытания каждого агрегата определяются техническими усло-
виями на испытания, разработанными технологом сборочного
цеха на основании технических условий на агрегат и заводских
инструкций и согласованными с конструктором и заказчиком.
Существуют производственные испытания различных видов, ко-
торые могут быть сведены к следующим: приемочные, контрольные
и специальные.
Приемочные испытания выполняют для определения фактиче-
ских эксплуатационных характеристик агрегата. Во время этих
испытаний, например, определяют КПД передач, развиваемую
мощность, температуру нагрева масла, правильность работы
механизмов и т. д. Поступающие на испытания агрегаты должны
иметь сопроводительную карту, в которую контролер заносит
все замечания, возникающие в процесса испытаний. Изделие или
узел, у которых выявлены дефекты, вместе с картой испытаний
передают на участок доработки.
319
Контрольным испытаниям подвергают только те узлы и
агрегаты, у которых во время проведения приемочных испытаний
были обнаружены и на участках доработки устранены дефекты.
Контрольные испытания проводят по тем же техническим условиям
что и приемочные.
Специальные испытания проводят, когда необходимо изучить
какое-нибудь явление в новой машине или узле, а также в случае
замены материала одной или нескольких деталей или замены
технологии обработки. Для этих испытаний разрабатывают спе-
циальные технические условия.
Для получения более полных данных о качестве продукции
собранные узлы и агрегаты проверяют на машинах во время
стационарных испытаний, заводских и сдаточных пробегов,
а также наблюдают за группой машин, работающих в обычных
условиях эксплуатации, анализируют поступающие от потре-
бителя рекламации.
Испытания каждого вида должны иметь строго определенный
объем в соответствии с поставленными задачами и типом машины.
В зависимости от вида и назначения испытаний и программы
выпуска машины и их узлы подвергают испытаниям на холостом
ходу или под нагрузкой.
При испытаниях на холостом ходу проверяют правильность
работы механизмов управления, их взаимодействие и надежность
блокировки, точность и безотказность действия различных авто-
матических устройств. Кроме этого, проверяют соблюдение тех-
нических требований на сборку зубчатых колес, подшипников
и т. д. Например, при обкатке раздаточных коробок на стенде
без нагрузки в течение 20 мин на всех передачах проверяют
блокировку дифференциала, правильность включения коробки
отбора мощности и привода переднего моста. Коробку прове-
ряют также на отсутствие резкого шума и стука зубчатых колес,
течи масла через сальниковые уплотнения, болтовые, фланцевые
соединения и раковины. После обкатки температура масла не
должна превышать 80° С.
Агрегаты под нагрузкой испытывают в условиях, приближа-
ющихся к реальным. Такие испытания позволяют проверить пра-
вильность сборки и в ряде случаев прочность и долговечность
деталей. Правильность сборки проверяют по шуму и вибрациям,
возникающим при различных нагружениях, контролю темпе-
ратуры узла, качеству уплотнения стыков и подвижных деталей
на течь масла. Кроме того, при испытаниях под нагрузкой можно
добиться ускоренной приработки деталей и определять КПД
агрегатов, жесткость и изностойкость деталей.
Испытательные стенды подразделяют на универсальные и
специальные. Универсальные стенды предназначены для выпол-
нения комплекса испытаний, их обычно используют в лаборато-
риях или на испытательных участках экспериментальных цехов.
320
Специальные стенды предназначены для проведения испытаний
одного определенного вида.
Для испытания узлов и агрегатов машин на холостом ходу
используют стенды, состоящие, как правило, из станины, дви-
гателя (обычно асинхронного электродвигателя), стандартного
редуктора или серийного узла машины. На станину устанавли-
вают испытуемый агрегат или узел, который соединяют с меха-
низмами стенда при помощи быстродействующих соединительных
муфт.
До настоящего времени после сборки, а также ремонта агре-
гатов гусеничных и колесных машин их испытывали, как правило,
на холостом ходу без нагрузки. Эти испытания, как показала
практика, даже длительные, не являются эффективными. Так,
при испытании агрегатов без нагрузки давление между зубьями
незначительное, что приводит к непостоянным контактам зубьев
и появлению ударов, которые затрудняют проверку качества
сборки на шум.
Агрегаты передачи гусеничных и колесных машин работают
в условиях непрерывно изменяющихся нагрузок. Это объясняется
переменным сопротивлением движению машины, неравномер-
ностью работы двигателя, колебаниями корпуса машины и дру-
гими факторами. Все эти факторы вызывают изменение крутя-
щих моментов на валах, создают дополнительные нагрузки на
зубья шестерен и определяют жесткие требования к качеству
изготовления агрегатов, а также необходимость их испытаний
под нагрузкой.
При испытании под нагрузкой используют две принципиально
различающиеся схемы нагружения испытуемых агрегатов. При
первой схеме нагружения передаваемая мощность поглощается
каким-либо тормозным устройством, а нагрузка определяется
измерением тормозного момента; при второй схеме передаваемая
мощность циркулирует в замкнутом силовом контуре, а нагрузка
определяется степенью предварительной закрутки валов и созда-
нием натяга по зубчатым поверхностям шестерен.
В качестве тормозных устройств при первой схеме нагружения
используют механические, гидравлические и электрические тор-
моза. В этом случае при полном нагружении испытуемого агрегата
требуются значительные затраты мощности.
При нагружении испытуемых агрегатов на стендах с цирку-
ляцией мощности в замкнутом контуре потребная для испытания
мощность затрачивается только на преодоление сил трения на
сопряженных рабочих поверхностях деталей. Такие преимущества
схем с замкнутым контуром создают условия для их распростра-
нения на предприятиях с серийным выпуском колесных и гусе-
ничных машин.
Стенды для испытания агрегатов трансмиссии с циркуляцией
мощности в замкнутом контуре выполняют по одной из схем,
приведенных на рис. 167, а—г. Однако эти стенды имеют ряд
321
Рис. 167. Кинематические схемы стендов для испытания агрегатов трансмиссии под
нагрузкой с циркуляцией мощности в замкнутом контуре:
а — одного агрегата с параллельными валами; б — одного агрегата с перпендикуляр-
ными валами; и — двух агрегатов с параллельными валами; г — двух агрегатов с пер-
пендикулярными валами; 1 — электродвигатель; 2 — редуктор; 3 — торсионный вал;
4 — испытуемые агрегаты; 5 — карданный вал
существенных недостатков; замыкающие редукторы сложны по
конструкции; при испытании агрегатов с различными передаточ-
ными числами требуются замыкающие редукторы со сменными
шестернями; нагрузка и изнашивание главных элементов испы-
туемого агрегата и замыкающего редуктора примерно одинаковые,
что может привести к выходу из строя шестерен или подшипников
замыкающего редуктора после определенного числа испытаний.
Недостатки можно устранить, заменив замыкающие редукторы
цепными передачами. Схемы стендов с цепными передачами пред-
ставлены на рис. 168, а и б. Применение цепных передач позво-
ляет испытывать одновременно два агрегата без использования
Рис. 168. Кинематические
схемы стендов с цепными
передачами для испытания
агрегатов трансмиссии под
нагрузкой с циркуляцией
мощности в замкнутом кон-
туре:
а — агрегатов с параллель-
ными валами; б — агрегатов
с перпендикулярными ва-
лами; / — электродвигатель;
2 — планетарный механизм
нагружения; 3 — цепные
передачи; 4 — испытуемые
агрегаты
322
замыкающих редукторов, упростить компоновку стенда и умень-
шить его габаритные размеры, снизить нагрузки на опоры и валы
при большом диапазоне передаваемых мощностей.
Для создания нагрузки в стендах с циркуляцией мощности
в замкнутом контуре применяют специальные механизмы нагру-
жения: механические, пневматические, гидравлические и плане-
тарные.
При испытании механизмов подвески машин используют стенды,
в которых вращение двигателя при помощи эксцентрикового
или кривошипного механизма преобразуется в возвратно-посту-
пательное и передается на испытуемый узел. Во время испытания,
например, амортизаторов проверяют отсутствие течи масла через
уплотнения и прокладки, температуру нагрева и давление масла
в начале и конце испытаний. Испытательные стенды состоят из
следующих основных узлов: приводного двигателя; маховика,
являющегося аккумулятором энергии; фрикциона, который вклю-
чают только после разгона приводного двигателя; редуктора или
коробки передач; эксцентрика или кривошипного механизма.
Давление масла измеряют манометром, а температуру термопарой
или ртутным термометром. Изменение частоты нагружения амор-
тизатора может осуществляться регулированием частоты вра-
щения приводного двигателя, изменением передаточного числа
редуктора или коробки передач. Ход рычага или штока аморти-
затора регулируют изменением эксцентриситета или длины кри-
вошипа.
Испытания различных тяговых устройств, таких, как лебедка,
гидроцилиндры, механизмы, изменяющие клиренс и т. д., про-
водят непосредственно после установки на машину или на испы-
тательных стендах подтягиванием груза определенной массы на
заданное расстояние.
Испытательные стенды должны обеспечивать максимальное
приближение условий испытания к действительным условиям
работы агрегата в машине; простое и удобное нагружение испытуе-
мого агрегата; простоту и легкость установки его на стенде;
минимальные затраты времени на подключение к приводу и на-
дежное закрепление на стенде; возможность использования дета-
лей и узлов серийной машины; минимальные затраты мощности
привода; возможность проведения программированных испыта-
ний; объективный контроль показателей качества применением
соответствующих измерительных и контрольных приборов и аппа-
ратов; выполнение требований техники безопасности.
При расчете стендов необходимо выбрать мощность и частоту
вращения приводного двигателя, определить передаточное число
приводного редуктора или выбрать коробку передач; при испы-
таниях под нагрузкой необходимо выбрать тип нагружающего
устройства, определить силу закреплеия узла на стенде и рас-
считать на прочность зажимные устройства стенда и других
соединительных элементов.
323
Исходными данными для выбора приводного двигателя яв-
ляются частота вращения входного вала испытуемого агрегата
или частота нагружений рычага (штока) амортизатора, КПД
испытуемого узла и момент или усилие нагружения.
§ 4. ОБЩАЯ СБОРКА МАШИН
Сборка и сдача машины включают следующие основные этапы:
сборка в основном сборочном цехе; подготовка к заводским и
сдаточным испытаниям в цехе подготовки и сдачи машины; уком-
плектовка и оформление сдачи машины заказчику.
Порядок и объем сборочных операций определяются програм-
мой выпуска и конструкцией машины. От программы выпуска
зависит выбор организационных форм сборки, степень подробности
разработки технологического процесса и объем механизации
сборочных операций. Гусеничные и колесные машины обычно соби-
рают на конвейере с периодическим или постоянным движением,
плавающим или жестким тактом в зависимости от серийности
выпуска. Конструкции этих машин, как правило, технологичны,
поэтому при сборке в основном осуществляется принцип полной
взаимозаменяемости деталей и агрегатов, которые поступают на
участок или в цех общей сборки после испытания, контроля
и обкатки. Сборка машины в таком случае заключается в уста-
новке агрегатов и деталей на базовую деталь, которой является
сварной кузов для гусеничной или клепаная рама для колесной
машины.
В зависимости от сложности собираемых машин допускают
пригоночные работы, но их объем должен быть увязан с тактом
работы по сборочным постам. Пригоночные работы выполняют
только в тех случаях, когда необходимо обеспечить точное цен-
трирование агрегатов с жесткой связью, например планетарного
механизма поворота и бортовой передачи, коробки передач и
двигателя у гусеничной машины. При сборке колесной машины
в силу того, что соединение агрегатов практически осуществляется
посредством карданных валов, которые допускают значительные
перекосы и несовпадение осей, пригоночные работы не произ-
водят.
Объем регулировочных работ определяется техническими тре-
бованиями на сборку и охватывает регулировку рабочих зазоров,
хода педалей управления, развала и угла схождения колес,
натяжения гусениц и т. д.
При производстве опытной партии машин, а также в условиях
мелкосерийного производства, как указывалось раньше, объект
сборки неподвижен. В этом случае такт выпуска значительный,
что дает возможность увеличить объем пригоночных и регули-
ровочных работ.
Технологический процесс сборки гусеничной машины, может
быть представлен в следующем виде: подготовка корпуса; сборка
324
ходовой части; монтаж планетарного механизма поворота и бор-
товой передачи и их центрирование; монтаж приводов упра-
вления, электрооборудования и пневмосистемы; установка
и центрирование привода лебедки (для тягача); установка
коробки передач и двигателя и их центрирование; монтаж
систем смазки, подогрева, подачи топлива и охлаждения;
оборудование кабины; установка специального оборудования,
подготовка к стационарным испытаниям и проведение их; подго-
товка к заводским испытаниям, надевание гусеничных цепей и
заводские испытания, подготовка машины под окраску, окраска
и сдача в цех дополнительной укомплектовки.
Подготовка корпуса к сборке включает в основном очистку
и расконсервацию, снятие деталей и узлов, привернутых болтами
и затрудняющих выполнение сборочных операций (моторные и
вентиляционные перегородки, кронштейны коробки передач, пла-
нетарного механизма поворота и т. д.), подбор и запрессовку вту-
лок осей балансиров.
Очистка заключается в обдуве корпуса снаружи и внутри
сжатым воздухом, при этом наиболее тщательно должны быть
продукты отверстия в кронштейнах балансиров, горловины под
направляющие колеса и червяки и все резьбовые отверстия.
Для запрессовки втулок могут быть использованы пневмати-
ческие молотки, передвижные гидравлические прессы или скобы,
а также метод охлаждения. В последнем случае подобранные
втулки охлаждают в специальной установке парами азота или
непосредственно жидким азотом. Охлаждение намного упрощает
и облегчает установку втулок. Эту операцию можно выполнять
также на участке обработки кронштейна балансира, тогда после
вварки кронштейна и запрессовки втулок в корпус отверстие
во втулках развертывают до требуемых размеров на специальном
передвижном станке и продувают сжатым воздухом.
Все снятые детали и узлы передают на рабочие места, где
осуществляется их окончательная установка по ходу технологи-
ческого процесса. Подготовленный для сборки корпус при по-
мощи мостового крана устанавливают на первую позицию сбо-
рочного конвейера.
Сборку ходовой части выполняют в такой последовательности;
установка балансиров в корпус машины, их выставка на угол
закручивания и установка торсионных валов; сборка механизма
натяжения гусениц; установка бортовой передачи и ведущей
звездочки; установка амортизаторов и соединение их с балан-
сирами; выставка колеи и установка опорных катков. Перед
установкой деталей и узлов протирают, осматривают и смазы-
вают посадочные поверхности.
Балансиры устанавливают на угол закручивания при помощи
приспособления, состоящего из двух полуколец, которые наде-
вают на бурты крайних кронштейнов балансиров, и нити с гру-
зиками, которую укладывают в канавки полуколец. Подобранный
325
Рис. 169. Схема универсального приспособления для установки тор-
сионных валов на угол закручивания (место 7) и выверки колен
(место /7)
с манжетой и смазанный балансир устанавливают в кронштейн,
на цапфу надевают приспособление (рис. 169) и при помощи
домкрата балансир поворачивают по указателю приспособления
и нити так, чтобы расстояние между нитью и осью каждого ба-
лансира было определенным в зависимости от конструкции ма-
шины. Предварительно установленный внутрь корпуса торсион-
ный вал поворачивают так, чтобы совместились шлицы малых
и больших головок со шлицами в корпусе и балансире, после
чего при помощи пневматического молотка торсионный вал заби-
вают в посадочные отверстия. После снятия домкрата контроли-
руют угол закручивания. В случае несовпадения риски и нити,
превышающего допустимое, торсионный вал выбивают и, совме-
щая шлицы вала со шлицами корпуса и балансира, добиваются
такого положения, когда при убранном домкрате угол закручи-
вания каждого торсионного вала находится в пределах допусти-
мого. После установки угла закручивания на каждом кронштейне
буфера набивают метку, фиксирующую этот угол, обмазывают
замазкой торцы каждого шлицевого соединения торсионного вала
и смоченной в уайт-спирите ветошью протирают торсионный вал
внутри машины.
При сборке механизма натяжения необходимо обеспечить
легкое, без заедания и заклинивания проворачивание червячной
пары из одного крайнего положения в другое, кривошип должен
выходить из зацепления с зубчатым сектором и усилие поворота
не должно превышать заданную величину. Сборку начинают
с подготовки кронштейна направляющего колеса. Протирают
все посадочные поверхности, устанавливают и развальцовывают
втулки, устанавливают червяк и регулируют его осевой ход.
326
Струна
Рис. 170. Схема установки опорных катков по колее
Перед установкой бортовой передачи плоскость корпуса
машины смазывают пастой, бортовую передачу устанавливают
центрирующим выступом в отверстие картера и привертывают
винтами, стопорение которых осуществляется при помощи сто-
порных пластин. На валу бортовой передачи закрепляют ведущую
звездочку.
Наиболее сложной и ответственной операцией при сборке
ходовой части гусеничной машины является установка катков
по колее.
Правильность установки катков по колее проверяют по струне.
Один конец стальной струны укрепляют в середине направляющего
колеса, а второй — в середине ведущего. Струна должна прохо-
дить через пазы опорных катков в нижней части, при этом рас-
стояние струны до реборды наружного бандажа должно нахо-
диться в заданных пределах (рис. 170).
После установки планетарного механизма поворота вместе
с ведущим валом бортовой передачи и предварительного закреп-
ления в трех точках устанавливают бугели, на которые уклады-
вают специальную скалку для обеспечения соосности ведущих
валов планетарного механизма поворота, контролируют соосность
и окончательно закрепляют планетарный механизм. С помощью
специального индикаторного приспособления проверяют зазоры
в зацеплении зубчатых колес бортовой передачи и планетарного
механизма поворота.
Основным условием, обеспечивающим нормальную работу
трансмиссии, является правильное взаимное расположение осей
валов центрируемых агрегатов, что достигается только, если
соединяемые элементы агрегатов (муфты) имеют торцовое и ра-
диальное биения в пределах, допускаемых техническими усло-
виями. Центрирование обеспечивают смещением агрегатов и уста-
новкой прокладок и контролируют с помощью приспособлений.
При центрировании агрегатов технические условия на точность
задают в виде допустимых значений разности диаметрально
противоположных торцовых и радиальных замеров на опреде-
ленном диаметре и указывают тип центровочного приспособления.
327
Перед установкой агрегатов трансмиссии частично собирают
и регулируют педали управления главного фрикциона, подачи
топлива, кулисы, мостика управления. Монтируют электрообо-
рудование и пневмосистему. Окончательную сборку и регули-
ровку приводов управления выполняют в процессе установки
агрегатов или по окончании ее.
Перед установкой кабины монтируют системы смазки, подо-
грева, топливную и охлаждения. Оборудованную контрольными
приборами и вспомогательными устройствами кабину устанавли-
вают на машину и закрепляют, после чего подсоединяют все
контрольные приборы и системы. Опрессовывают систему пуска
воздуха, заправляют баки топливом и опрессовывают топливную
систему, устанавливают педали, рычаги и тяги управления пла-
нетарным механизмом поворота, продольные и поперечные тяги
управления коробкой передач, привода главного фрикциона,
подключают спидометр и остальные приборы и механизмы управ-
ления машиной и контроля ее работы.
Подготовка машины к стационарным испытаниям включает
заправку водой и опрессовку системы охлаждения, заправку
системы смазки, установку оборотных аккумуляторов, установку
кузова, проверку работы котла подогрева. Стационарные испыта-
ния проводят в цехе обшей сборки на специальном посту, который
оборудуют механизированной заправочной станцией и вентиля-
ционной установкой для удаления отработавших газов. Испыта-
ния предназначены для проверки работы двигателя, главного
фрикциона, коробки передач и других агрегатов, их взаимного
центрирования, а также для проверки работы контрольных при-
боров и электрооборудования.
В процессе стационарных испытаний и после них проверяют
отсутствие течи топлива, масла и воды через все соединения тру-
бопроводов. При обнаружении в процессе испытаний дефектов
их устраняют и при необходимости проводят повторные испыта-
ния. По окончании стационарных испытаний и устранении всех
обнаруженных дефектов машину тщательно осматривает мастер
ОТК. При осмотре проверяют наличие и правильность установки
всех механизмов, приборов и арматуры согласно чертежам и тех-
ническим условиям, проверяют правильность и надежность креп-
ления агрегатов, а также регулировки приводов управления.
После установки спецоборудования монтируют гусеничные цепи,
закрывают капот машины, устанавливают сиденья и различные
наружные приспособления.
Монтаж гусениц заключается в следующем: гусеничные цепи
расстилают на полу и на них накатывают или устанавливают при
помощи крана машину, на ведущем колесе закрепляют трос,
другой конец которого соединяют с гусеничной цепью, включают
двигатель, и трос, наматываясь на ведущее колесо, натягивает
цепь на направляющее колесо и поддерживающие ролики или
катки. При помощи специального приспособления цепь соеди-
328
няют, вбивая в проушины звеньев шарнирный палец. Гусеницы
монтируют при нижнем положении кривошипа с направляющим
колесом, т. е. когда расстояние между центрами ведущего и на-
правляющего колес минимальное. На этом сборка машины закан-
чивается, и принятую ОТК машину передают на участок сдачи.
На участке сдачи машину готовят к заводским пробеговым
испытаниям, которые проводят с целью дополнительной при-
работки сопрягаемых поверхностей деталей, узлов и агрегатов,
а также проверки точности регулировки приводов управления
и исправности всех агрегатов ходовой части.
J Во время заводских пробеговых испытаний проверяют прямо-
линейность движения машины, т. е. отсутствие увода ее в сторону
при прямолинейном движении, развороты машины в тяжелых
условиях (на рыхлом песке, пахоте, глубоком снегу) на первой
и второй передачах; нагрев тормозов и бортовых передач при
поворотах и движении на установленных скоростях; плавность
включения и выключения агрегатов; температуру воды, масла
и давление масла на различных режимах двигателя; исправность
уплотнений ходовой части, бортовой передачи и направляющего
колеса; работу и движение задним ходом. .
Во время пробеговых испытаний разрешается останавливать
машину для осмотра, регулирования механизмов и подтягивания
крепежных деталей. Число остановок и расстояние между ними
определяют техническими условиями. Все замеченные дефекты,
показания контрольных приборов, замечания по работе механиз-
мов и число остановок регистрируют в специальном журнале,
который ведет представитель ОТК. Легкоустранимые дефекты
исправляют на месте, после чего может быть назначен дополни-
тельный контрольный пробег, который зависит от характера
дефекта и не должен превышать половины первоначального.
После заводских пробеговых испытаний машина поступает
на специальное рабочее место, где ее моют, очищают и убирают.
Для мойки машины используют специальные установки или
стенды, оборудованные насосами высокого давления. Для тща-
тельной очистки от грязи гусеницы с машины снимают и промы-
вают на моечной установке высокого давления. После мойки
и чистки машину направляют на соответствующие участки для
осмотра, устранения дефектов и подготовки к сдаточным испы-
таниям.
При подготовке к сдаточным испытаниям осматривают хо-
довую часть, прицепное устройство и моторно-трансмиссионную
группу, проверяют и регулируют (если необходимо) клапаны
компрессора, ход рукояток рычагов и педалей управления, за-
зоры между тормозными лентами и барабанами, натяжение рем-
ней, надевают гусеничные цепи, проверяют уровни охлаждающей
жидкости и масла.
После сдаточных испытаний машину моют, частично разби-
рают для контроля качества сборки и для тщательной очистки
329
узлов и агрегатов от грязи и пыли, устраняют дефекты и машину
подготовляют под окраску.
Технологический процесс общей сборки колесной машины
во многом определяется конструкцией машины, ее основного ба-
зового агрегата—рамы и программой выпуска. В условиях средне-
и крупносерийного производства сборку, как правило, осуще-
ствляют на сборочном конвейере. Узлы подают на сборку уло-
женными в транспортные контейнеры со складов или непосред-
ственно из механосборочных цехов при помощи внутризаводского
транспорта, в качестве которого используют автокары, автомобили,
а также транспортные конвейеры. Кроме Общей сборки машины
на главном конвейере параллельно может быть организована
подсборка отдельных сборочных единиц, например балансирных
тележек с мостами и рессорами, радиаторов, колес и т. д. Мелкие
недоделки и некомплектность машины, появляющиеся в процессе
сборки, устраняет водитель, сдающий машину.
В общем виде сборку машины осуществляют в такой последо-
вательности. Собирают базовый агрегат, основой которого яв-
ляется рама. Рама большинства колесных машин представляет
клепаную конструкцию из лонжеронов швеллерного сечения,
соединяемых штампованными поперечинами. При сборке на раме
закрепляют брызговики, защищающие подкапотное пространство,
кронштейны передней и задней подвесок, дополнительные буфера
и обрабатывают отверстия для установки и крепления агрегатов
машины, пневмосистемы и электрооборудования.
После окраски рама поступает на общую сборку, где на ней
последовательно прокладывают трубопроводы тормозной системы
и системы подкачки шин; монтируют переднюю и заднюю подвески,
которые предварительно собирают с рессорами; закрепляют раз-
даточную коробку и соединяют с мостами при помощи карданных
валов; собирают и устанавливают узлы глушителей и приемных
труб, брызговики опор двигателя, педали и тяги управления.
Колесную машину рамной конструкции можно собирать с пере-
вертыванием и без перевертывания рамы. Наиболее рационально
строить технологический процесс общей сборки с перевертыванием
рамы, так как упрощается установка сборочных единиц и агрега-
тов, располагаемых под рамой, улучшаются условия труда сбор-
щиков и выполнение сборочных операций. При сборке с перевер-
тыванием после выполнения перечисленных работ раму переверты-
вают и устанавливают буксирное устройство, разобщительный
кран, механизм и узлы включения сцепления и рулевого управ-
ления, а также лебедку, которую подключают к коробке отбора
мощности; крепят кронштейны топливных баков и опоры кабины.
Двигатель, как правило, устанавливают в сборе с коробкой пере-
дач и сцеплением и закрепляют на раме на резиновых подушках.
После присоединения главной карданной передачи, выпускных
труб, установки топливных баков и подключения трубопроводов
питания и пневмосистемы устанавливают радиатор, оборудуют
330
и устанавливают кабину, подключают электрооборудование и
контрольные приборы, монтируют колеса, заправляют все си-
стемы, сдают машину контролерам ОТК, подготовляют к сдаточ-
ным испытаниям.
Перед монтажом передней и задней подвесок по раме прокла-
дывают трубопроводы и устанавливают другие элементы тормоз-
ной системы и системы подкачки шин. При сборке машины с пере-
вертыванием раму устанавливают на подкладки сборочного кон-
вейера и при помощи электроподъемника на нее устанавливают
переднюю и заднюю подвески в сборе с рессорами.
Заднюю подвеску в зависимости от конструкции машины можно
устанавливать кронштейнами балансирной тележки на раму
и закреплять болтами или надевать на шпильки, предварительно
ввернутые в кронштейн крепления задней подвески.
Ведущие мосты шарнирно связаны с рамой при помощи си-
стемы реактивных штанг, которые воспринимают реактивный
и тормозной моменты и передают толкающее усилие. Реактивные
штанги соединяют с мостами и кронштейнами балансира посред-
ством шаровых пальцев, на концы которых навертывают корон-
чатые гайки, затягивают с заданным моментом и стопорят шплин-
тами. Заднюю подвеску устанавливают при помощи электро-
подъемника, который позволяет переворачивать ее на 180° вокруг
оси балансира и перемещать к месту установки. После установки
и закрепления подвесок присоединяют шланги тормозной системы
и системы подкачки шин.
При сборке без перевертывания рамы вначале на первом ра-
бочем посту устанавливают переднюю и заднюю подвески в сборе
и на них устанавливают базовый узел — раму. На раме закреп-
ляют раздаточную коробку, к которой присоединяют карданные
валы заднего, среднего и переднего мостов, основной промежу-
точный и коробки отбора мощности.
Кроме перечисленных сборочных единиц до перевертывания
рамы можно устанавливать брызговики, глушитель и приемные
трубы двигателя, козырек раздаточной коробки, краны запора
воздуха, кронштейн вала педали сцепления и продольную руле-
вую тягу.
Перевертывание на 180° осуществляется электроподъемником,
на который подвешивают приспособление. После перевертывания
раму опускают на конвейер, приспособление отводят в исходное
положение и монтируют буксирное устройство, задние буферы,
рымы цепи прицепа и разобщительный кран.
Перед монтажом электрооборудования устанавливают серьгу
и кронштейны крепления кабины, прокладывают пучки электро-
проводов, прикрепляют скобами к раме и присоединяют к соеди-
нительным панелям, которые закрепляют на раме. Пучки соби-
рают из проводов разного цвета и присоединяют к соответству-
ющим клеммам согласно техническим условиям.
331
Двигатель устанавливают на шасси при помощи электро-
подъемника. При опускании двигателя на шасси необходимо сов-
местить отверстия лап картера сцепления с отверстиями подушек
задних опор двигателя, а болты в сборе с верхними подушками
с отверстиями в первой поперечине рамы, на которой предвари-
тельно устанавливают гнезда верхних подушек. После закрепле-
ния двигателя на задних<опорах снимают подвески и подъемник
отводят в исходное положение. На болты передних опор надевают
нижние подушки подвески двигателя и затягивают гайки с задан-
ным моментом. После установки и закрепления двигателя при-
соединяют трубку от компрессора к первому воздушному баллону,
приемные трубы глушителя к выхлопным коллекторам двигателя,
устанавливают аккумуляторную батарею и подсоединяют к стар-
теру двигателя.
Основной карданный вал в сборе пропускают через отверстие
во второй поперечине и после совмещения отверстий при помощи
болтов с гайками привертывают к фланцу первичного вала раз-
даточной коробки, а фланец скользящей вилки карданного вала
к фланцу коробки передач.
Масло заливают в агрегат машины при помощи маслодозиру-
ющего устройства, для чего вывертывают пробки последовательно
из всех агрегатов (картера переднего, среднего и заднего мостов,
раздаточной коробки и коробки передач, ступиц балансирной
подвески) и в маслозаливные отверстия вставляют наконечник
маслодозирующего устройства. Одновременно с этим смазывают
машину через пресс-масленки, для чего целесообразно применять
ручные пистолеты, которые подключают к сети сжатого воздуха.
До установки и закрепления кабины монтируют приводы
ручного тормоза, рычага выключения раздаточной коробки, тяг
включения передач и сцепления. Устанавливают и закрепляют
радиатор, топливные баки, присоединяют топливопроводы и про-
веряют герметичность пневмосистемы сжатым воздухом от цеховой
магистрали. После навертывания технологических заглушек на
концы трубок накачки шин и включателя пневмосигнала при
помощи мыльного раствора, наносимого кистью на соединения
трубопроводов пневмосистемы, проверяют герметичность по появ-
лению пузырьков воздуха. При наличии пузырьков затяжкой
штуцеров устраняют утечку воздуха или заменяют трубки и со-
единительные детали.
Кабину устанавливают с помощью подвески, закрепленной на
электроподъемнике. Чтобы не повредить краску кабины, крюки
обшивают подушками из ткани. При опускании кабины необхо-
димо направить рычаг управления ручным тормозом в отверстие
пола кабины. Установленную на средние и задние опоры кабину
закрепляют при помощи болтового соединения, после чего при-
соединяют и пломбируют гибкий вал спидометра; закрепляют
оперение автомобиля; присоединяют шланг к радиатору и дви-
гателю; устанавливают педали сцепления, тормозов и присоеди-
332
няют тяги педали управления подачей топлива, устанавливают
рукоятки рычагов коробки передач, отбора мощности и разда-
точной коробки, окончательно монтируют электропроводку, обо-
рудуют кабину и подгоняют замки капота;^ устанавливают си-
стему подогрева.
Собранные колеса при помощи подъемного устройства уста-
навливают поочередно на шпильки ступицы так, чтобы воздушные
трубки камер шин располагались перпендикулярно оси отвер-
стий во фланцах полуосей для крепления кранов запора воздуха.
На выступающие концы шпилек навертывают гайки и затягивают
с моментом 200—250 Н-м последовательно по диагонали или
параллельно многошпиндельным гайковертом. Шланги кранов
запора воздуха присоединяют к трубкам накачки шин, проверяют
герметичность соединения и закрывают щитком.
Перед сдачей машины на участок подготовки к сдаче заправ-
ляют систему охлаждения водой и топливные баки бензином.
К подготовке машины для сдачи допускают лиц, имеющих удо-
стоверение на право вождения. Внешним осмотром проверяют
комплектность машины, устранение дефектов, записанных в со-
проводительном документе, наличие воды в радиаторе, масла
в картере двигателя,-действие фар, подфарников и указателей
поворота. Присоединив шланги с сжатым воздухом от цеховой
пневмосети к разобщительному крану, заполняют пневмосистему
машины до давления 0,4—0,5 МПа.
Работу пневмотормозов проверяют нажатием на педаль тор-
моза, при этом давление в воздушных баллонах должно несколько
снижаться, но не более чем на 0,05 МПа в течение 1 мин при нерабо-
тающем двигателе. При резком отпускании педали время падения
давления в тормозных камерах не должно превышать 2 с. При
этом контролируют свободный ход педалей тормоза и сцепления.
После заполнения топливной системы включают двигатель
и проверяют его работу на холостом ходу. Одновременно контро-
лируют давление масла в системе смазки и ее герметичность.
Проверяют работу замков дверей, стеклоочистителей, электро-
магнитного клапана подогревателя. После этого машину сдают
контролеру ОТК-
Все изготовленные узлы и агрегаты машины, а также машина
в целом должны быть приняты ОТК завода. Каждую машину
проверяют пробеговыми испытаниями без груза или обкаткой на
стенде. При обкатке на стенде колесную машину закрепляют
предохранительной цепью, которую надевают на крюк буксир-
ного устройства. Во время стендовых испытаний проверяют
работу двигателя, системы смазки, питания и охлаждения, сцеп-
ления, коробки передач и раздаточной коробки, гидроусилителя
руля путем поворотов рулевого колеса до упора передних колес
автомобиля в направляющие стенда. После окончания стендовых
испытаний проверяют нагрев тормозных барабанов и редукторов
ведущих мостов на ощупь.
333
§ 5. ОКРАСКА МАШИН
Лакокрасочные покрытия предназначены для защиты изделий
от коррозии, а также для приданйя красивого внешнего вида.
Литые детали окрашивают также для ликвидации пористости
отливок и закрепления на их поверхности остатков формовочных
материалов, чтобы при эксплуатации они не попадали на тру-
щиеся поверхности деталей.
В зависимости от условий эксплуатации и требований, предъ-
являемых к деталям и изделиям, на поверхность металла могут
быть нанесены один или несколько слоев грунта, краски и лака,
только краски или только лака.
В автомобильной и тракторной промышленности имеются
утвержденные марки грунтов, красок, эмалей, лаков и раство-
рителей к ним, а также типовые схемы технологического процесса
окраски, что упрощает разработку процесса окраски.
Технологический процесс окраски включает три основных
этапа: подготовку поверхностей деталей и изделий под окраску,
нанесение покрытий и сушку окрашенных поверхностей. При на-
несении нескольких слоев грунта и краски процессы окраски
и сушки чередуют. Кроме того, при высоких требованиях к каче-
ству окрашенных поверхностей после грунтовки, а иногда и после
нанесения первых (выявительных) слоев краски поверхность
выравнивают шпатлеванием с последующим шлифованием.
Подготовка под окраску преследует цель выровнять поверх-
ности и обеспечить прочное сцепление (адгезию) слоев грунта
и краски с основным металлом. Выравнивание значительных не-
ровностей листоштампованных деталей и конструкций осуще-
ствляется опаиванием свинцовыми припоями или газопламенным
напылением пластмасс. Первый способ более токсичен и трудо-
емок, поэтому применяется редко.
Для нанесения лакокрасочных покрытий применяют механи-
ческие и химические методы подготовки поверхности. Механиче-
ские методы применяют для удаления с поверхности деталей
окалины, продуктов коррозии, формовочных смесей. Для очистки
поверхности при этих методах используют крацевание механизи-
рованным инструментом, снабженным проволочными вращающи-
мися щетками, шлифование на станках и установках, а также
с помощью ручных электрических шлифовальных машин. Более
эффективно использование установок гидропескоструйной и гидро-
абразивной очистки, а также галтовочных барабанов с песком
или стальными шариками.
Для очистки поковок, литых заготовок, проката применяют
дробеструйный и дробеметный методы. В этом случае очистка
поверхности осуществляется стальной или чугунной дробью
в специальных камерах.
При химическом методе подготовки поверхность деталей обез-
жиривают, очищают от ржавчины травлением и подвергают окси-
334
дированию или фосфатированию (бондеризации). Эти операции
выполняют в специальных ваннах или путем струйной обработки
при транспортировании изделий конвейерами. Операции оксиди-
рования и фосфатирования применяют для создания на поверх-
ности деталей окисных пленок металлов или пленок, состоящих
из нерастворимых фосфорных солей марганца. Пленки, предо-
храняя металл от коррозии, обеспечивают лучшую адгезию лако-
красочных материалов к металлу.
Фосфатированию подвергают большинство узлов кузовных
конструкций колесных и гусеничных машин. Продолжительность
фосфатирования при температуре 85—90° С составляет 1 ч. Для
ускорения процесса в раствор для фосфатирования вводят соли
меди и цинка. При этом продолжительность процесса сокращается
до 8—15 мин в ваннах и до 2—3 мин при струйной,обработке.
Ускоренный способ фосфатирования получил название бондери-
зация и широко распространен при подготовке к окраске кузов-
ных конструкций в массовом производстве.
Для бондеризации разработано несколько составов. Один из
составов для струйной обработки, разработанный ГАЗом, вклю-
чает следующие компоненты, г/л: монофосфат цинка 7,5, нитрит
цинка 7,5, триполифосфат натрия 0,1, нитрит натрия 0,2. Про-
должительность обработки этим составом при давлении струи
0,08—0,1 МПа и температуре раствора 60° С составляет 2—3 мин.
При этом толщина фосфатного слоя на поверхности деталей со-
ставляет около 3 мкм.
После фосфатирования на поверхности фосфатной пленки
остаются поры, в которых металл находится в активном состоя-
нии, поэтому фосфатированные поверхности деталей дополни-
тельно подвергают пассивации раствором, содержащим 0,2—
0,25 г/л хромового ангидрида СгО3 при температуре 45—50° С
в течение 0,5—1 мин.
Операции бондеризации выполняют в специальных агрегатах —
камерах туннельного типа, куда детали поступают на подвесном
конвейере. Агрегат состоит из трех зон: обезжиривания щелочью,
бондеризации и пассивирования. В зоне обезжиривания нахо-
дятся ванна обезжиривания и две ванны горячей промывки;
в зонах бондеризации и пассивирования — ванны бондеризации,
промывки горячей водой, пассивирования и промывки горячей
водой. Обработку проводят струйным методом, для этого в каж-
дой зоне имеются форсунки с насосами для подачи растворов.
Стекающие растворы вновь возвращаются в ванны. Вода в ван-
нах нагревается змеевиками, по которым циркулирует насыщен-
ный пар; пары из агрегата удаляются вентиляторами.
Процесс окраски включает грунтование, шпатлевание и на-
несение краски.
После подготовки на поверхность наносят слой грунта тол-
щиной 0,3—0,4 мм, который должен защищать деталь от корро-
зии и обеспечивать хорошее сцепление с металлом и последую-
335
щими декоративными слоями краски. Грунт подбирают в зави-
симости от состава применяемого далее покрытия. Для грунтова-
ния стальных деталей колесных и гусеничных машин наиболее
широко применяют алкидные, фенолформальдегидные и поливи-
нилацетатные грунтовки.
После высыхания грунта поверхности кузовов шпатлюют для
выравнивания мелких неровностей. Толщина слоя шпатлевки
должна быть не более 0,5 мм, так как с увеличением толщины
уменьшается прочность покрытия.
Далее поверхность шлифуют абразивной водостойкой шкур-
кой для удаления шероховатостей и мелких неровностей.
Для окраски колесных и гусеничных машин применяют разно-
образные синтетические и нитроцеллюлозные эмали. Узлы транс-
миссии, рамы, детали подвески, радиаторы и другие детали окра-
шивают эмалями МЧ-123, МС-17, ФЛ-149, при этом эмалями
МС-17 и ФЛ-149 окрашивают без предварительного грунтования.
Поверхности топливных баков окрашивают бензостойкими эма-
лями ФЛ-787. Для окраски кабин, деталей облицовки и кузовов
применяют синтетические эмали МЧ-139, МЛ-12, МЛ-197, МЛ-1110
и др., а также нитроцеллюлозные эмали НЦ-170, НЦ-1124,
НЦ-1200, НЦ-282, НЦ-11 и др.
В настоящее время при окраске кузовов все шире используют
синтетические эмали. Это объясняется тем, что поверхности,
окрашенные синтетическими эмалями, обладают лучшими за-
щитными и декоративными свойствами и не требуют полировки.
Кроме того, сокращается число слоев краски с 5—6 до 2—3.
Недостатком синтетических эмалей по сравнению с нитроэмалями
является высокая температура сушки (120—140° С), однако до-
полнительные затраты на создание сушильного оборудования оку-
паются за счет уменьшения трудоемкости окраски и повышения
качества продукции.
Лакокрасочные покрытия поверхности деталей, узлов и изде-
лий наносят следующими методами: кистью, воздушным распыле-
нием, безвоздушным распылением, в электростатическом поле
с механическим или вакуумным распылением, электроосаждением,
окунанием и обливанием.
Окраска кистью — универсальный, но трудоемкий метод,
который в производственных условиях применяют для подкраски
труднодоступных мест.
Метод воздушного распыления краски широко распространен
для окраски самых разнообразных деталей. Недостатком его
являются большие потери краски от туманообразования, опасность
в пожарном отношении и токсичность. Краску распыляют
с помощью пневматических распылителей, работу выполняют
в изолированных камерах с вытяжной вентиляцией. В условиях
непоточного производства применяют тупиковые камеры с по-
перечным или нижним отсосом воздуха; в поточном производстве —
проходные камеры с приточно-вытяжной вентиляцией, в которых
336
Рис. 171. Камера для окраски кузовов в электростатическом поле
окрашиваемые изделия перемещаются подвесными или наполь-
ными конвейерами.
При безвоздушном распылении используют специальные уста-
новки, в которых краску нагревают в замкнутой системе до
100° С и под давлением 4—6 МПа подают к соплу распылителя.
При выходе из сопла давление падает до атмосферного, благодаря
чему растворитель мгновенно испаряется и тем самым способствует
распылению краски. Условия работы здесь несколько лучше, чем
при воздушном распылении, уменьшается туманообразование и
обеспечивается лучшее качество покрытия с меньшим числом пор.
Данный метод рекомендуют для окраски средних, крупных и
особо крупных изделий в серийном и единичном производстве.
При окраске в электростатическом поле процесс полностью
автоматизируют. Сущность этого метода заключается в том, что
деталям, находящимся в окрасочной камере, сообщают положи-
тельный заряд, а распылителю отрицательный, в результате чего
между ними возникает электростатическое поле напряжением
60—150 кВ. Отрицательно заряженные частицы краски практи-
чески полностью осаждаются на окрашиваемых деталях, образуя
равномерное покрытие. Для распыления чаще всего используют
механические (чашечные, грибковые, дисковые) распылители.
Детали в электроокрасочных камерах перемещают подвесными
или напольными конвейерами, а для более равномерного окра-
шивания распылители совершают качательное или возвратно-
поступательное движение.
На рис. 171 показана камера для окраски кузовов и кабин
в электростатическом поле. Кузов 5 поступает в камеру на непре-
рывно движущемся напольном конвейере. По мере приближения
кузова к зоне окраски срабатывает конечный выключатель и вклю-
чаются краскораспылители. Для окраски боковых поверхностей
кузова в камере установлены четыре краскораспылителя гриб-
кового типа 8, по два с каждой стороны. Краскораспылители
совершают возвратно-поступательное движение с помощью меха-
низмов 6 перемещения.
j Верх кузова, капот и багажник окрашивают с помощью трех
краскораспылителей, размещенных на подвижной раме 7 портала.
337
Специальное копирное устройство автоматически поднимает и опу*
скает раму, поддерживая постоянным расстояние между грибками
распылителей и крышей кузова (около 200 мм).
Краска из краскораздаточных бачков 2 поступает к шестерен-
ным насосам 1 краскодозирующей установки и далее по поли-
этиленовым трубам 3 к грибковым краскораспылителям, вра-
щающимся с частотой 1390 об/мин. Отрицательный потенциал
краскораспылителям сообщается от линии высокого напряже-
ния 4.
Качество окраски в электростатическом поле зависит от ди-
электрических свойств лакокрасочных материалов и режимов
окраски. Хорошо распыляются лакокрасочные материалы с удель-
ным объемным сопротивлением pv = 10e-j-107 Ом-см и относитель-
ной диэлектрической проницаемостью в — 6-5-10. Регулирование
указанных параметров при приготовлении лакокрасочных мате-
риалов осуществляется введением растворителей.
При окраске в электростатическом поле потери краски обычно
не превышают 2—3%. Недостатком метода являются дефекты
при окрашивании деталей сложной формы, имеющих глубокие
впадины, острые кромки и выступы. Для окраски таких мест
детали применяют ручную подкраску.
Детали кузовов из стеклопластиков можно окрашивать в элек-
тростатическом поле при использовании специальной токопро-
водящей грунтовки «Укрниимод» или поверхностно-активных
веществ. Раствор поверхностно-активных веществ наносят на
поверхность стеклопластиков непосредственно перед окрашива-
нием.
Метод нанесения лакокрасочных материалов электроосажде-
нием является наиболее прогрессивными для грунтования кузо-
вов, рам, кабин и других сложных узлов и деталей колесных
и гусеничных машин. Этот метод перспективен при окраске спе-
циальных кузовов и рам, к декоративности покрытий которых не
предъявляют высоких требований.
Отечественная промышленность выпускает эмаль ФЛ-149Э
(черного цвета) и грунтовку ФЛ-093 для окраски электроосажде-
нием.
Для нанесения покрытия этим методом изделия погружают
в ванну, наполненную эмульсированной в воде краской. Изделие
в ванне является анодом, а корпус ванны или специальные пла-
стины — катодом. Под действием постоянного тока напряжением
250 В отрицательно заряженные частицы краски перемещаются
к положительно заряженным изделиям и равномерным слоем
оседают на их поверхности, проникая в самые недоступные при
других методах окраски места — острые кромки, внутренние
поверхности, включая внутренние поверхности шва точечной
сварки. Осаждающаяся на изделии водонерастворимая пленка
обезвоживается и уплотняется вследствие вытеснения из нее воды
под влиянием электроосмоса,
338
Изделия перед погружением в ванну и после окраски промы-
вают обессоленной водой для удаления с поверхности солей,
отрицательно влияющих на качество покрытия. Поверхность
должна быть тщательно обезжирена, так как водные лакокрасоч-
ные материалы обладают значительно меньшей смачивающей
способностью, чем материалы с органическими растворителями.
После окраски изделие высушивают при температуре 170—200° С
в течение 20—30 мин.
Процесс электроосаждения легко автоматизировать, он менее
токсичен по сравнению с другими методами, безопасен в пожар-
ном отношении.
Окраску окунанием применяют для мелких, средних и крупных
изделий. Этот метод также легко поддается автоматизации. Для
более равномерного распределения краски по поверхности детали
после извлечения их из ванны с краской выдерживают в парах
растворителя.
Окраску обливанием выполняют в проходных камерах, где
изделия при транспортировании пересекают струи краски, выте-
кающей из сопл. Стекающая краска собирается внизу в баке,
фильтруется и с помощью насоса вновь направляется к соплам.
Данный метод целесообразно применять в массовом производстве
для окраски решетчатых изделий, например радиаторов.
Детали, окрашенные различными способами, подвергают ис-
кусственной или естественной сушке. Многие лакокрасочные
материалы способны образовывать качественное покрытие только
при нагреве, поэтому для сушки применяют сушильные камеры.
В зависимости от способа передачи теплоты различают кон-
векционную, терморадиационную и индукционную сушку.
При конвекционной сушке теплота окрашенной поверхности
передается горячим воздухом. Сушильные камеры представляют
собой короба из теплоизоляционных панелей. Размеры камер
определяются размерами деталей, временем сушки и тактом вы-
пуска деталей. Камеры могут быть тупикового и проходного типа.
Воздух нагревается с помощью колориферов, нагреваемых горячей
водой, паром или трубчатыми электронагревателями.
Недостатком конвекционной сушки является значительная
продолжительность, громоздкость сушильного оборудования,
а также образование корки, замедляющей испарение раствори-
теля. При конвекционной сушке в первую очередь нагреваются
и высыхают наружные слои краски, поэтому образовавшаяся
корка краски препятствует высыханию нижних слоев. Кроме
того, пары растворителя, разрушая образовавшееся покрытие,
приводят к образованию пор.
При терморадиационной сушке теплота передается излучением.
В этом случае инфракрасные лучи поглощаются не столько слоем
краски, сколько металлом, поэтому прежде всего нагревается
металл и от него направляется поток теплоты на окрашенный
слой. Отверждение краски начинается от металла, благодаря
339
чему обеспечивается высокое качество покрытия и значительно
меньшее время сушки. Терморадиационные камеры оборудуют
специальными лампами накаливания с зеркальными отражате-
лями. Однако ламповые излучатели непрактичны и часто выходят
из строя. Кроме того, 10—15% энергии теряется в виде световой
и не используется для сушки.
В последнее время ламповые излучатели вытесняются экра-
нами темного излучения — чугунными или керамическими по-
верхностями нагрева, обладающими высокой проникающей спо-
собностью в лакокрасочное покрытие. Для нагрева экранов
используют трубчатые электронагреватели или газовые горелки.
При индукционной сушке нагрев окрашенной детали осуще-
ствляется вихревыми токами высокой или промышленной частоты.
Для этого в камерах устанавливают индукторы по форме деталей.
Здесь, как и при терморадиационной сушке, слой краски прогре-
вается от металла наружу, т. е. наиболее благоприятно. Недо-
статком метода является непригодность индуктора для разно-
типных изделий, а также невозможность сушки изделий сложной
формы. Данный метод применяют в массовом производстве.
Сушильные камеры, как и окрасочные, могут быть тупиковыми
или проходными. Первые используют в условиях единичного
и мелкосерийного производства, вторые — в серийном и массо-
вом. Проходные камеры могут быть одноходовыми (с прямоли-
нейным перемещением деталей в камере) и многоходовыми
(с петлеобразным движением).
ПРИЛОЖЕНИЕ
СРАВНЕНИЕ КВАЛИТЕТОВ ЕСДП СЭВ С КЛАССАМИ ТОЧНОСТИ
ОСТ ДЛЯ РАЗМЕРОВ ДО 500 мм
Показатели	Допуски															
	на размеры сопрягаемых деталей (для образова- ния посадок)												на неответственные размеры			
Число еди- ниц допус- ка а	10	16	25		40		64	100	160		250		400	640	1000	1600
Квалитет по СТ СЭВ 145-75	6	7	8		9		10	11	12		13		14	15	16	17
Класс точ- ности по ОСТ; основное отверстие	1	2	2а		—		За	4	—	5		—	7	8	9	10
			—	3 3		—										
основной вал	2	2а					За	4	—	5		—	7	8	9	10
Примечание. Допуски отверстий: Xt соответствуют допускам IT7; Л, Ш —до-
пускам IT8; X, — допускам IT9; допуски валов: X, соответствуют IT6; X, Гр —допу-
скам IT7; Л, Ш, ft, Пр2 — допускам IT8; X —допускам IT9.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Березин Б. П., Думченко Н. И., Мосолов К. В. Зубошлифовальные работы.
М., «Высшая школа», 1972. 232 с.
2.	Бегиджанова А. П. и Крейдлин Л. М. Применение пластмасс в тракторном
машиностроении. М., «Машиностроение», 1970. 216 с.
3.	Вязников Н. Ф., Ермаков С. С. Металлокерамические материалы и изделия.
М.— Л., «Машиностроение», 1967. 224 с.
4.	Гокун В. Б. Агрегатирование и унификация в машиностроении. М., Изда-
тельство стандартов, 1970. 314 с.
5.	Гурин Ф. В., Клепиков В. Д., Рейн В. В. Технология автотракторостроения.
М., «Машиностроение», 1971. 343 с.
6.	Демьянюк Ф. С. Технологические основы поточно-автоматизироваииого
производства. М., «Высшая школа», 1968. 700 с.
7.	Корсаков В. С. Основы технологии машиностроения. М., «Высшая школа»,
1974. 335 с.
8.	Лакокрасочные покрытия в машиностроении. Справочник, М., «Машино-
строение», 1974. 576 с.
9.	Малахов Я. Л. Зубообрабатывающие и резьбофрезериые станки и их наладка.
М., «Высшая школа», 1972. 327 с.
10.	Маталин А. А., Дашевский Т. Б., Княжицкий И. И. Многооперационные
станки. М., «Машиностроение», 1974. 318 с.
11.	Мидьштейн М. 3. Нарезание зубчатых колес. М., «Высшая школа», 1972.
272 с.
12.	Митрофанов С. П. Рациональное использование металлорежущих станков.
М,—Л., «Машиностроение», 1967. 344 с.
13.	Многооперациоиные станки (обрабатывающие центры). М., НИИМаш, 1970.
96 с. Авт.: Ю. Д. Врагов, С. И. Игнатов, Ю. Б. Муравии, Н. В. Сов-
вин.
14.	Новиков М. П. Основы технологии сборки машин и механизмов. М., «Маши-
ностроение», 1969. 632 с.
15.	Основы технологии машиностроения. Под ред. В. С. Корсакова. М., «Маши-
ностроение», 1977. 416 с. Авт.: В. М. Кован, В. С. Корсаков, А. Г. Косилова
и др.
16.	Подураев В. П. Резиновые и резинометаллические детали машин. М., «Маши-
ностроение», 1966. 285 с.
17.	Справочник технолога-машиностроителя, т. 1., М., «Машиностроение», 1972.
694 с.
18.	Технологичность конструкций. Под ред. С. Л. Ананьева и В. П. Купровича.
М., «Машиностроение», 1969. 424 с.
19.	Технология автотракторостроения. М., «Машиностроение», 1968. 444 с.
Авт.: В. В. Сасов, В. И. Дементьев, М. П. Новиков, С. И. Абрамсон.
20.	Технология машиностроения. М., «Машиностроение», 1973; 447 с. Авт.:
Б. Л. Беспалов, Л. А. Глейзер, И. М. Колесов и др.
342
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ...................................................  •	3
Глава 1. ОСОБЕННОСТИ СЕРИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА СПЕ-
ЦИАЛЬНЫХ ГУСЕНИЧНЫХ И КОЛЕСНЫХ МАШИН 5
§ 1.	Подготовка производства.............................. 5
§ 2.	Проектирование технологических процессов с использова-
нием ЭВМ . .	................. ...	14
Глава 2. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВАЛОВ	29
§ 1.	Конструктивные и технологические особенности валов 29
§ 2. Маршруты и основные операции обработки ступенчатых
валов .................................................   36
§ 3.	Ступенчатые валы коробок передач .	57
§ 4.	Торсионные валы	.	59
§ 5.	Кулаки шарниров	63
§ 6.	Поворотные кулаки	  67
§ 7.	Балансиры	  72
§ 8.	Кривошипы	................... 76
§ 9.	Пути повышения	производительности при изготовлении
• валов . .	. .	............. 80
Глава 3. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВТУЛОК И ЦИЛИНДРОВ 82
§ 1.	Конструктивные и технологические особенности деталей 82
§ 2. Втулки .	84
§ 3.	Цилиндры	-	....	94
Глава 4. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС,
ДИСКОВ, КОЛЕЦ, КАТКОВ, ЧАШЕК И БАРАБАНОВ 102
§ I. Конструктивные и технологические особенности деталей 102
§ 2. Цилиндрические зубчатые колеса	.	. .	107
§	3.	Конические зубчатые колеса	126
§	4.	Червячные колеса . .	133
§	5.	Контроль зубчатых колес ......................... 134
§	6.	Солнечная шестерня с тормозным	барабаном	137
§	7.	Блок шестерен бортовой передачи ................  141
§	8.	Коническая шестерня полуоси .	.	  143
§	9.	Червячное колесо механизма натяжения	.	146
§ 10.	Групповая обработка зубчатых колес конических и ци-
линдрических передач .................................. 148
343
§ 11.	Диски трений .................................... 151
§ 12.	Кольца выключения (включения) дисковых фрикционных
механизмов............................... .	.	157
§ 13.	Солнечная шестерня с диском	164
§ 14.	Опорные катки	167
§ 15.	Тормозной барабан .	172
§	16.	Чашки дифференциалов .....................   177
§ 17.	Пути повышения производительности при изготовлении
зубчатых колес......................................... 181
Глава 5. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЫЧАГОВ И ВИЛОК 189
§	1.	Конструктивные и	технологические особенности деталей 189
§	2.	Обработка рычагов	и вилок	193
Глава 6. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ 20£
§ 1.	Конструктивные и технологические особенности детален	209
§ 2.	Обработка основных поверхностей корпусных деталей	213
§ 3.	Корпуса поворотных кулаков колесных машин .	222
§ 4.	Картеры задних и передних мостов	  223
§ 5.	Корпус промежуточного редуктора гусеничной машины	237
§ 6.	Корпус коробкн передач гусеничной машины ,	238
§ 7.	Контроль корпусных деталей.......... . .	240
§ 8.	Пути повышения производительности при изготовлении
корпусных деталей....................................  241
Глава 7. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПЛАСТМАСС, РЕЗИНЫ
И МЕТАЛЛОКЕРАМИКИ .	.	255
§ 1.	Характеристика пластмасс и методы изготовления пласт-
массовых деталей...................................... 255
§ 2.	Конструкционные резины и способы изготовления резино-
вых и резинометаллических деталей..................... 264
§ 3.	Характеристика металлокерамических материалов и тех-
нология изготовления деталей	267
Глава 8. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАМ И КУЗОВНЫХ
КОНСТРУКЦИЙ .	  278
§ 1.	Конструктивные и технологические особенности	кузовов	278
§ 2.	Кузовные конструкции .	.	283
§ 3.	Рамы ...	...	....	292
Глава 9. ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ И ИСПЫТАНИЯ УЗЛОВ И
АГРЕГАТОВ ГУСЕНИЧНЫХ И КОЛЕСНЫХ МАШИН 296
§ 1.	Сборка типовых и характерных узлов ...	297
§ 2.	Сборка агрегатов механической трансмиссии .	.	313
§ 3.	Испытания агрегатов после борки	318
§ 4.	Общая сборка машин .	.	324
§ 5.	Окраска машии .	............ 334
Приложение	...	.341
Список литературы .	. .	.....	342